JP2009124507A - Delta-sigma type a/d converter, communication apparatus, and analog/digital conversion method - Google Patents
Delta-sigma type a/d converter, communication apparatus, and analog/digital conversion method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009124507A JP2009124507A JP2007297121A JP2007297121A JP2009124507A JP 2009124507 A JP2009124507 A JP 2009124507A JP 2007297121 A JP2007297121 A JP 2007297121A JP 2007297121 A JP2007297121 A JP 2007297121A JP 2009124507 A JP2009124507 A JP 2009124507A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- capacitor
- delta
- converter
- sigma type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、AD変換器に関し、より詳細には、複素バンドパスフィルタを用いるデルタシグマ型のAD変換器、通信装置、およびアナログデジタル変換方法に関する。 The present invention relates to an AD converter, and more particularly, to a delta-sigma type AD converter using a complex bandpass filter, a communication apparatus, and an analog-digital conversion method.
デルタシグマ型のAD変換器は、デルタシグマ変調によってアナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換器である。デルタシグマ型のAD変換器は、逐次変換方式やフラッシュ変換方式等の他方式のAD変換器と比較して、高い分解能を得ることができ、さらにチップ面積も小さく抑えることができるという利点がある。そのため、デルタシグマ型のAD変換器は、無線通信を行う無線通信装置用のAD変換器として利用されている。 The delta-sigma type AD converter is an AD converter that converts an analog signal into a digital signal by delta-sigma modulation. The delta-sigma type AD converter has advantages in that a higher resolution can be obtained and a chip area can be reduced as compared with other types of AD converters such as a sequential conversion method and a flash conversion method. . Therefore, the delta-sigma type AD converter is used as an AD converter for a wireless communication apparatus that performs wireless communication.
従来のデルタシグマ型のAD変換器の一例を図7に示す(非特許文献1参照)。デルタシグマ型のAD変換器10は、互いに直交するIチャネルおよびQチャネルの信号を生成する乗算器11a、11bと、入力信号を遅延させて出力する遅延素子15a、15b、19a、19bと、遅延素子15a、15b、19a、19bの出力をフィードバックして加算する加算器14a、14b、18a、18bと、入力信号と積分器(加算器と遅延素子とで構成される)との間の振幅比を決定するアンプ13a、13b、17a、17bと、遅延素子19a、19bの出力を量子化する判定回路20と、判定回路20の出力にサンプル周波数の1/4の信号を乗算する乗算回路21と、判定回路20の出力をフィードバックして、加算器14a、14b、18a、18bの前段で入力信号から減算する減算器12a、12b、16a、16bと、を含んで構成される。上段では、乗算器11aが、入力された信号に対して、{1、0、−1、0}のビットストリームを順に乗じて出力するので、Iチャネルの信号が生成される。下段では、乗算器11bが、入力された信号に対して、{0、1、0、−1}のビットストリームを順に乗じて出力するので、Qチャネルの信号が生成される。
An example of a conventional delta-sigma type AD converter is shown in FIG. 7 (see Non-Patent Document 1). The delta-sigma
図8は、図7に示した従来のデルタシグマ型のAD変換器の構成を実際の回路で構成した場合を示す説明図であり、図9は、図8に示した回路に入力されるクロック信号の位相の変化について示す説明図である。図9に示したクロック信号において、信号1は、IチャネルおよびQチャネルの信号のサンプリングを行うタイミングを示し、信号2は、IチャネルおよびQチャネルの信号の積分処理を行うタイミングを示している。また、信号Xは、乗算器11a、11bにおける乗算を行うためのレファレンス信号Vrefの反転操作を制御する信号であり、信号Zは、IチャネルおよびQチャネルの信号を生成するためのコサイン(Cos)信号およびサイン(Sin)信号の処理の区分を示している。また、図8に示した各スイッチは、図9に示した各クロック信号1、2、XおよびZ並びに判定回路20の出力Yがそれぞれ入力されることによって切り替わる。スイッチの近傍に付した数字及びアルファベットは、それぞれ各クロック信号1、2、XおよびZ並びに判定回路20の出力Yに対応している。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a case where the configuration of the conventional delta-sigma type AD converter shown in FIG. 7 is configured by an actual circuit, and FIG. 9 is a clock input to the circuit shown in FIG. It is explanatory drawing shown about the change of the phase of a signal. In the clock signal shown in FIG. 9,
図8の回路の各スイッチに、図9に示したクロック信号がそれぞれ入力されることで信号に対する演算処理が行われる。クロック信号1がHIGHとなっているタイミングで、サンプリングされた信号はキャパシタC1に電荷として蓄えられ、同時に対応する積分値(キャパシタCiまたはキャパシタCqに電荷として蓄えられた信号)がキャパシタC2に移動される。どちらのキャパシタの電荷がキャパシタC2に移動するかは、クロック信号1がHIGHとなっているタイミングにおけるクロック信号Zの状態に依存する。クロック信号ZがHIGHとなっていれば(図9の(1)または(5)の期間では)、キャパシタCiの電荷がキャパシタC2に移動し、クロック信号ZがLOWとなっていれば(図9の(3)または(7)の期間では)、キャパシタCqの電荷がキャパシタC2に移動する。
The clock signal shown in FIG. 9 is input to each switch of the circuit of FIG. 8 to perform arithmetic processing on the signal. At the timing when the
そしてクロック信号2がHIGHとなっているタイミングで、キャパシタC1およびC2に蓄えられた電荷がキャパシタCiまたはキャパシタCqに移動し、積分演算が完了する。キャパシタCiとキャパシタCqのどちらに電荷が移動するかは、クロック信号2がHIGHとなったタイミングにおけるクロック信号Zの状態に依存する。クロック信号ZがHIGHとなっていれば(図9の(2)または(6)の期間では)、キャパシタCiに電荷が移動し、クロック信号ZがLOWとなっていれば(図9の(4)または(8)の期間では)、キャパシタCqに電荷が移動する。
Then, at the timing when the
図10は、図9に示したデルタシグマ型のAD変換器10からの出力信号の波形をグラフで示す説明図である。図10で示したグラフの横軸は、左端がDC(Direct Current)、右端がサンプリング周波数の半分の周波数を示しており、入力波形はサンプリング周波数の1/4付近でシミュレーションしたものである。図10に示したように、出力信号の周波数付近に量子化ノイズの最小値が来るような構成となっている。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a waveform of an output signal from the delta sigma
実際にAD変換器として用いる場合には、図8に示した回路の出力Yをそのまま出力することにより、信号をDC付近で取り出すことができる。言い換えれば、出力側のXNOR回路を省くことで、信号をDC付近で取り出すことができる。 When actually used as an AD converter, a signal can be taken out in the vicinity of DC by outputting the output Y of the circuit shown in FIG. 8 as it is. In other words, the signal can be extracted near DC by omitting the XNOR circuit on the output side.
この様に、図8に示した回路によって、サンプリング周波数の1/4の周波数付近の信号を、低ノイズでデジタル化することができる。また、図9のクロック信号を図11のように変更することで、入力段のミキサをオフにすることができる。この場合には、DC付近の入力信号を低ノイズでデジタル化できるデルタシグマ型のAD変換器として動作する。図12は、図11に示したクロック信号を図8に示したデルタシグマ型のAD変換器10に入力した場合の出力波形をグラフで示す説明図である。
Thus, the circuit shown in FIG. 8 can digitize a signal in the vicinity of a quarter of the sampling frequency with low noise. Further, the mixer of the input stage can be turned off by changing the clock signal of FIG. 9 as shown in FIG. In this case, it operates as a delta sigma type AD converter capable of digitizing an input signal near DC with low noise. FIG. 12 is an explanatory diagram showing the output waveform in a graph when the clock signal shown in FIG. 11 is input to the delta sigma
以上から、図8に示した回路構成によって、DCおよびサンプリング周波数の1/4の2つの帯域において、低ノイズでアナログ信号をデジタル化できる、デルタシグマ型AD変換器を作成することができる。 From the above, with the circuit configuration shown in FIG. 8, it is possible to create a delta-sigma type AD converter that can digitize an analog signal with low noise in two bands of DC and 1/4 of the sampling frequency.
アナログ信号を低ノイズでデジタル化できる帯域の数をさらに増加させることで、クロック信号は一定のままで多くの帯域の信号をアナログ信号からデジタル信号にAD変換することができ、無線通信におけるAD変換やデルタシグマ変調に有用となることが期待される。 By further increasing the number of bands in which analog signals can be digitized with low noise, AD signals can be converted from analog signals to digital signals while keeping the clock signal constant. And is expected to be useful for delta-sigma modulation.
そこで、デルタシグマ型のAD変換器を用いて、低ノイズのバンドパス帯域の数をさらに増やすには、積分器のループ内の遅延数を増加させることで容易に実現可能である。 Therefore, using the delta-sigma type AD converter to further increase the number of low-noise bandpass bands can be easily realized by increasing the number of delays in the loop of the integrator.
しかし、積分器のループ内の遅延数を増加させることは、アンプの数を増加させることを意味し、消費電力の増加に繋がってしまう問題が生じる。また、回路構成が全てのバンドパス帯域の中で最も遅延が必要な帯域に対応するための冗長な回路構成となってしまい、本来必要ではない高速なクロックでの動作が必要となってしまう。結果として、低消費電力、小回路規模を求める際には適さない。 However, increasing the number of delays in the loop of the integrator means increasing the number of amplifiers, resulting in a problem that leads to an increase in power consumption. In addition, the circuit configuration becomes a redundant circuit configuration for dealing with the band that requires the most delay among all the bandpass bands, and an operation with a high-speed clock that is not essential is required. As a result, it is not suitable for obtaining low power consumption and a small circuit scale.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、消費電力を低く抑えながら、低ノイズのバンドパス帯域の数をさらに増やすことが可能な、新規かつ改良されたデルタシグマ型のAD変換器、通信装置、およびアナログデジタル変換方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a novel device capable of further increasing the number of low-noise bandpass bands while keeping power consumption low. Another object of the present invention is to provide an improved delta-sigma type AD converter, communication apparatus, and analog-digital conversion method.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、デルタシグマ型のAD変換器であって、入力信号を異なるタイミングで標本化して、互いに直交する第1の信号および第2の信号を生成する信号生成手段と、信号生成手段で生成される信号を演算する信号演算手段と、を備え、信号演算手段は、信号生成手段で生成される第1の信号を積分する第1の積分手段と、信号生成手段で生成される第2の信号を積分する第2の積分手段と、第1の積分手段の出力に所定の係数を乗算して第2の積分手段の入力にフィードバックする第1のフィードバック手段と、第2の積分手段の出力に所定の係数を乗算して第1の積分手段の入力にフィードバックする第2のフィードバック手段と、を備えることを特徴とする、デルタシグマ型のAD変換器が提供される。 In order to solve the above-described problem, according to an aspect of the present invention, a delta-sigma type AD converter is provided that samples an input signal at different timings, and first and second signals orthogonal to each other. And a signal calculation means for calculating a signal generated by the signal generation means, wherein the signal calculation means integrates a first signal generated by the signal generation means. Means, a second integrating means for integrating the second signal generated by the signal generating means, and a second coefficient that multiplies the output of the first integrating means by a predetermined coefficient and feeds back to the input of the second integrating means. And a second feedback means for multiplying the output of the second integrating means by a predetermined coefficient and feeding back to the input of the first integrating means. AD conversion There is provided.
かかる構成によれば、信号生成手段は入力信号を異なるタイミングで標本化して、互いに直交する第1の信号および第2の信号を生成し、第1の積分手段は信号生成手段で生成される第1の信号を積分し、第2の積分手段は信号生成手段で生成される第2の信号を積分し、第1のフィードバック手段は第1の積分手段の出力に所定の係数を乗算して第2の積分手段の入力にフィードバックして、第2のフィードバック手段は第2の積分手段の出力に所定の係数を乗算して第1の積分手段の入力にフィードバックする。その結果、互いに直交する第1の信号および第2の信号に対して積分処理し、積分結果をそれぞれ相手の信号にフィードバックすることによって、冗長な構成にすることなく、消費電力を低く抑えながら、低ノイズのバンドパス帯域の数をさらに増やすことが可能となる。 According to this configuration, the signal generation unit samples the input signal at different timings to generate the first signal and the second signal that are orthogonal to each other, and the first integration unit is generated by the signal generation unit. 1 is integrated, the second integrating means integrates the second signal generated by the signal generating means, and the first feedback means multiplies the output of the first integrating means by a predetermined coefficient to Feedback is made to the input of the second integrating means, and the second feedback means multiplies the output of the second integrating means by a predetermined coefficient and feeds back to the input of the first integrating means. As a result, integration processing is performed on the first signal and the second signal orthogonal to each other, and the integration result is fed back to the partner signal, thereby reducing power consumption without making a redundant configuration, It becomes possible to further increase the number of low-noise bandpass bands.
信号生成手段は、標本化された第1の信号または第2の信号に対応する電荷をそれぞれ蓄積する第1のキャパシタを備え、信号演算手段は、第1のキャパシタで保存された第1の信号に対応する電荷を積分して蓄積する第2のキャパシタ、および第2のキャパシタの容量の所定の係数倍の容量を有する第3のキャパシタと、第1のキャパシタで保存された第2の信号に対応する電荷を積分して蓄積する第4のキャパシタ、および第4のキャパシタの容量の所定の係数倍の容量を有する第5のキャパシタと、第2のキャパシタ、第3のキャパシタ、第4のキャパシタおよび第5のキャパシタに蓄積される電荷および電圧を一時的に蓄積する第6のキャパシタおよび第7のキャパシタと、を備え、第1のキャパシタ、第6のキャパシタ、および第7のキャパシタに蓄積された電荷は、所定の係数に対応する所定の比率で第2のキャパシタおよび第3のキャパシタ、または第4のキャパシタおよび第5のキャパシタに振り分けられ、第6のキャパシタに蓄積した電荷と、第7のキャパシタに蓄積された電荷とを、第2のキャパシタおよび第3のキャパシタ、または第4のキャパシタおよび第5のキャパシタにフィードバックし、第3のキャパシタおよび第5のキャパシタに蓄積された電荷は、それぞれ他方の信号入力にフィードバックしてもよい。 The signal generation means includes a first capacitor for storing charges corresponding to the sampled first signal or the second signal, respectively, and the signal calculation means includes the first signal stored in the first capacitor. A second capacitor that integrates and accumulates charges corresponding to, a third capacitor having a capacitance that is a predetermined coefficient multiple of the capacitance of the second capacitor, and a second signal stored in the first capacitor. A fourth capacitor for integrating and storing corresponding charges, a fifth capacitor having a capacitance that is a predetermined coefficient multiple of the capacitance of the fourth capacitor, a second capacitor, a third capacitor, and a fourth capacitor And a sixth capacitor and a seventh capacitor for temporarily accumulating charges and voltages accumulated in the fifth capacitor, the first capacitor, the sixth capacitor, and the The charge stored in the capacitor is distributed to the second capacitor and the third capacitor, or the fourth capacitor and the fifth capacitor at a predetermined ratio corresponding to a predetermined coefficient, and stored in the sixth capacitor. The charge and the charge accumulated in the seventh capacitor are fed back to the second capacitor and the third capacitor, or the fourth capacitor and the fifth capacitor, and accumulated in the third capacitor and the fifth capacitor. Each of the generated charges may be fed back to the other signal input.
第3のキャパシタおよび第5のキャパシタの容量は可変であってもよい。その結果、キャパシタの容量を変更することによって、バンドパス帯域を変更することができる。 The capacitances of the third capacitor and the fifth capacitor may be variable. As a result, the band pass band can be changed by changing the capacitance of the capacitor.
第1の信号と第2の信号の処理タイミングは逆転可能であってもよい。その結果、その結果、第1の信号と第2の信号の処理タイミングを変更することによって、バンドパス帯域を変更することができる。 The processing timing of the first signal and the second signal may be reversible. As a result, as a result, the band pass band can be changed by changing the processing timing of the first signal and the second signal.
信号生成手段における標本化の周期は可変であってもよい。その結果、標本化の周期を変更することによって、様々な周波数の信号に対してバンドパス帯域の追加や変更を行うことができる。 The sampling period in the signal generating means may be variable. As a result, by changing the sampling period, bandpass bands can be added or changed for signals of various frequencies.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上記デルタシグマ型のAD変換器を備えることを特徴とする、通信装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, there is provided a communication apparatus comprising the delta sigma type AD converter.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、入力信号を異なるタイミングで標本化して、互いに直交する第1の信号および第2の信号を生成する信号生成ステップと、信号生成ステップで生成される第1の信号を積分して出力する第1の積分ステップと、信号生成ステップで生成される第2の信号を積分して出力する第2の積分ステップと、第1の積分ステップの出力に所定の係数を乗算して第2の積分ステップの入力にフィードバックする第1のフィードバックステップと、第2の積分ステップの出力に所定の係数を乗算して第1の積分ステップの入力にフィードバックする第2のフィードバックステップと、を備えることを特徴とする、アナログデジタル変換方法が提供される。 In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, a signal generation step of sampling an input signal at different timings to generate a first signal and a second signal orthogonal to each other; A first integration step for integrating and outputting the first signal generated in the signal generation step; a second integration step for integrating and outputting the second signal generated in the signal generation step; A first feedback step that multiplies the output of the integration step by a predetermined coefficient and feeds it back to the input of the second integration step; and a first integration step that multiplies the output of the second integration step by a predetermined coefficient. There is provided a second feedback step of feeding back to the input of the analog-to-digital conversion method.
かかる構成によれば、信号生成ステップは入力信号を異なるタイミングで標本化して、互いに直交する第1の信号および第2の信号を生成し、第1の積分ステップは信号生成ステップで生成される第1の信号を積分して出力し、第2の積分ステップは信号生成ステップで生成される第2の信号を積分して出力し、第1のフィードバックステップは第1の積分ステップの出力に所定の係数を乗算して第2の積分手段の入力にフィードバックして、第2のフィードバックステップは第2の積分ステップの出力に所定の係数を乗算して第1の積分ステップの入力にフィードバックする。その結果、互いに直交する第1の信号および第2の信号に対して積分処理し、積分結果をそれぞれ相手の信号にフィードバックすることによって、冗長な構成にすることなく、消費電力を低く抑えながら、低ノイズのバンドパス帯域の数をさらに増やすことが可能となる。 According to this configuration, the signal generation step samples the input signal at different timings to generate the first signal and the second signal orthogonal to each other, and the first integration step is generated by the signal generation step. 1 signal is integrated and output, the second integration step integrates and outputs the second signal generated in the signal generation step, and the first feedback step outputs a predetermined signal to the output of the first integration step. The coefficient is multiplied and fed back to the input of the second integration means, and the second feedback step multiplies the output of the second integration step by a predetermined coefficient and feeds back to the input of the first integration step. As a result, integration processing is performed on the first signal and the second signal orthogonal to each other, and the integration result is fed back to the partner signal, thereby reducing power consumption without making a redundant configuration, It becomes possible to further increase the number of low-noise bandpass bands.
以上説明したように本発明によれば、消費電力を低く抑えながら、低ノイズのバンドパス帯域の数をさらに増やすことが可能な、新規かつ改良されたデルタシグマ型のAD変換器、通信装置、およびアナログデジタル変換方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, a new and improved delta-sigma type AD converter, communication device, which can further increase the number of low-noise bandpass bands while suppressing power consumption, And an analog-digital conversion method can be provided.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
まず、低ノイズのバンドパス帯域の数をさらに増やすために、Iチャネルの信号とQチャネルの信号のそれぞれの積分値を用いてフィードバックを行う方法を検討する。図13は、Iチャネルの信号とQチャネルの信号のそれぞれの積分値を用いてフィードバックを行って低ノイズのバンドパス帯域の数を増やすことを試みるデルタシグマ型のAD変換器について示す説明図である。 First, in order to further increase the number of low-noise band-pass bands, a method of performing feedback using respective integrated values of I-channel signals and Q-channel signals will be examined. FIG. 13 is an explanatory diagram showing a delta-sigma type AD converter that attempts to increase the number of low-noise bandpass bands by performing feedback using respective integrated values of the I-channel signal and the Q-channel signal. is there.
図13では、Iチャネルの出力信号を量子化する判定回路20aの出力と、Qチャネルの出力信号を量子化する判定回路20bの出力を、それぞれフィードバックして入力信号から減算する点では、図7に示した構成と同様である。図7と異なるのは、図7の積分器の部分が図13では複素共振器21となっている点である。複素共振器21とすることで、図7とは異なるバンドパス帯域を生成することができる。
In FIG. 13, the output of the
図14は、図13に示したデルタシグマ型のAD変換器における、複素共振器21の構成について説明する説明図である。図14に示したように、複素共振器21は、積分器22a、22bと、キャパシタ25a、25b、26a、26bと、を含んで構成される。また積分器22aは、アンプ23aと、キャパシタ24aと、を含んで構成され、同様に積分器22bは、アンプ23bと、キャパシタ24bと、を含んで構成される。
FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the
図14に示した複素共振器21は、積分器22a、22bの出力がそれぞれ自チャネルのフィードバック用キャパシタ25a、25bと、他チャネルのフィードバック用キャパシタ26a、26bとに、それぞれ蓄えられる。そして、次のタイミングで、複素共振器21の入力と共に積分される。
In the
図15は、図14に図示した複素共振器21の構成をブロック図で示す説明図である。図15に示したように、共振器全体の伝達関数Hは、cを他チャネルのフィードバック用キャパシタ26a、26bの容量、dを自チャネルのフィードバック用キャパシタ25a、25bの容量とすると、
そこで、図7に示したデルタシグマ型のAD変換器に、図14に示した複素共振器21を適用することで、バンドパス帯域を変化させることができるものと考えられるが、実際には図7に示したデルタシグマ型のAD変換器に、図14に示した複素共振器21をそのまま適用することができない。何故ならば、図14に示した複素共振器21は、同時にサンプリングされたIチャネルの信号およびQチャネルの信号を用いているのに対し、図7に示したデルタシグマ型のAD変換器では、異なるタイミングで相互にサンプリングされたIチャネルの信号およびQチャネルの信号を用いているからである。
Therefore, it is considered that the bandpass band can be changed by applying the
従って、本発明の一実施形態においては、異なるタイミングで相互にサンプリングされたIチャネルの信号およびQチャネルの信号を用いてフィードバックを行うことで、バンドパス帯域を変化させるデルタシグマ型のAD変換器について説明する。 Therefore, in one embodiment of the present invention, a delta-sigma type AD converter that changes the bandpass band by performing feedback using the I-channel signal and the Q-channel signal that are sampled mutually at different timings. Will be described.
まず、本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型のAD変換器について説明する前に、どのようにフィードバックを行えば、異なるタイミングで相互にサンプリングされたIチャネルの信号およびQチャネルの信号を用いてバンドパス帯域を変化させることができるかについて、検討する。 First, before describing a delta-sigma type AD converter according to an embodiment of the present invention, how to perform feedback uses I-channel signals and Q-channel signals sampled at different timings. The bandpass bandwidth can be changed.
入力信号が振幅一定の正弦波である場合、n番目にサンプルされた信号の複素平面上の位置を(Xn、Yn)、n−1番目にサンプルされた信号の複素平面上の位置を(Xn−1、Yn−1)、n−2番目にサンプルされた信号の複素平面上の位置を(Xn−2、Yn−2)とすると、以下の数式2が成立する。
図7に示したようなデルタシグマ型のAD変換器のように入力された信号がミキサ処理されるとすれば、Iチャネルの信号とQチャネルの信号とが交互にサンプリングされる。従って、サンプリングを行った時点ではIチャネルの信号とQチャネルの信号のいずれかしかサンプルされず、n番目のサンプルタイミングでX成分が分かっている場合には、Y成分は不明である。言い換えれば、n番目のサンプルタイミングでX成分が分かっている場合には、n−1番目のY成分とn−2番目のX成分が分かっており、n番目のサンプルタイミングでY成分が分かっている場合には、n−1番目のX成分とn−2番目のY成分が分かっていることとなる。 If the input signal is subjected to mixer processing like a delta sigma type AD converter as shown in FIG. 7, the I channel signal and the Q channel signal are sampled alternately. Therefore, at the time of sampling, only one of the I channel signal and the Q channel signal is sampled, and when the X component is known at the nth sample timing, the Y component is unknown. In other words, when the X component is known at the nth sample timing, the (n-1) th Y component and the (n-2) th X component are known, and the Y component is known at the nth sample timing. In this case, the (n-1) th X component and the (n-2) th Y component are known.
また、上記の数式2に示したθは、1サンプルあたりの位相の進み量を示している。ここでは、サンプル周波数の1/4の周波数でミキシングしているので、1サンプルあたりの位相の進み量は、サンプリング周波数の1/4の周波数と、入力正弦波の周波数との差分から求めることができる。サンプリング周波数をfs、入力正弦波の周波数をfcとすると、θは以下の数式3で求められる。
ここで、上記数式2で示した行列式を解くと、XnとYnは以下の数式4の通りとなる。
上述したように、n番目のサンプルタイミングでX成分が分かっている場合には、n−1番目のY成分とn−2番目のX成分が分かっていて、n番目のサンプルタイミングでY成分が分かっている場合には、n−1番目のX成分とn−2番目のY成分が分かっているので、図7に示した構成で得られる情報のみで複素共振器を用いたフィードバックが可能となる。上記のXnとYnをフィードバックすることで、バンドパス帯域がfcとなるようなフィードバックを行うことができる。そのときの複素共振器の伝達関数Hは以下の数式5の通りとなる。
例えば、サンプリング周波数fsの3/8の帯域をバンドパス帯域としたい場合には、数式3のfcに3fs/8を代入すると、θは以下の数式6のようになる。
従って、サンプリング周波数fsの3/8の帯域をバンドパス帯域としたい場合には、数式4にθ=π/4を代入し、
以上の検討を踏まえて、本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型のAD変換器について説明する。図1は、本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100の構成について説明する説明図である。以下、図1を用いて、本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100の構成について説明する。
Based on the above discussion, a delta-sigma type AD converter according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the configuration of a delta-
図1に示したように、本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100は、互いに直交するIチャネルおよびQチャネルの信号を生成する乗算器111a、111b、111c、111dと、入力信号を遅延させて出力する遅延素子115a、115b、119a、119bと、遅延素子の出力をフィードバックして加算する加算器114a、114b、118a、118bと、入力信号と、一の遅延素子と一の加算器との組で構成される積分器との間の振幅比を決定するアンプ113a、113b、117a、117bと、積分器の出力を量子化する判定回路120と、判定回路120の出力をフィードバックして、加算器114a、114b、118a、118bの前段で入力信号から減算する減算器112a、112b、116a、116bと、遅延素子115a、115b、119a、119bの出力を乗算し、それぞれ他のチャネルの積分器の入力にフィードバックする乗算器122a、122b、123a、124bと、判定回路120の出力を所定のnタイミング遅らせて入力信号との差分を行う遅延素子125と、を含んで構成される。
As shown in FIG. 1, a delta-
図1に示したデルタシグマ型AD変換器100では、上段では、乗算器111aが、入力された信号に、{1、0、−1、0}のビットストリームを順に乗じて出力するので、Iチャネルの信号が生成される。一方下段では、乗算器111bが、入力された信号に対して、{0、1、0、−1}のビットストリームを順に乗じて出力するので、Qチャネルの信号が生成される。
In the delta sigma
アンプ113a、113b、117a、117bは、上述したように入力信号と積分器との間の振幅比を決定するものであり、本実施形態においては、初段においては入力を0.5倍して出力するアンプを、次段においては入力を2倍して出力するアンプを採用している。なお、本発明においてはアンプの増幅倍率はかかる例に限られない。
As described above, the
加算器と遅延素子との組み合わせで構成される積分器は、それぞれIチャネルまたはQチャネルの入力信号を積分して出力するものである。図1に示したデルタシグマAD変換器100では、加算器114aと遅延素子115aとで1つの積分器を構成する。同様に、加算器114bと遅延素子115bとで、加算器118aと遅延素子119aとで、加算器118bと遅延素子119bとで、それぞれ1つの積分器を構成するものである。後段の積分器の出力は判定回路120に入力され、アナログで入力される後段の積分器の入力をデジタル化して出力するものである。判定回路120で量子化された出力データは、Iチャネル、Qチャネルに別れたDC信号がデジタル化され、互い違いに出力されたものである。
An integrator composed of a combination of an adder and a delay element integrates and outputs an I-channel or Q-channel input signal. In the delta
図7に示した従来のデルタシグマ型のAD変換器10と、図1に示したデルタシグマ型AD変換器100とは、遅延素子115a、115b、119a、119bの出力を、それぞれ他のチャネルの積分器の入力に所定の倍率を乗じてフィードバックする乗算器122a、122b、123a、124bと、判定回路120の出力を所定のnタイミング遅らせる遅延素子125とが追加されている点で異なっている。
The conventional delta sigma
乗算器122a、123aは、入力される信号に所定の倍率を乗じてQチャネル信号からIチャネル信号へのフィードバックを行うものである。フィードバックを行う際には、上記の数式4に対応するように−2sinθを乗じてフィードバックする。なお、実際には乗算器122a、123aで2sinθを乗じ、加算器114a、118aにおいてアンプ113a、117aの出力から乗算器122a、123aの出力を減算することで、数式4に対応するように−2sinθを乗じたフィードバックを実現する。一方、乗算器122b、123bは、Iチャネル信号からQチャネル信号へのフィードバックを行うものである。フィードバックを行う際には、上記の数式4に対応するように2sinθを乗じてフィードバックする。
The
このように2sinθまたは−2sinθを乗じた他チャネルの信号と、1サンプル分遅延された自チャネルの信号とをフィードバックし、加算器で加算または減算を行うことで、上記の数式4で示した数式を実現することが可能となる。
Thus, by feeding back the signal of the other channel multiplied by 2 sin θ or −2 sin θ and the signal of the own channel delayed by one sample and performing addition or subtraction by the adder, the equation shown in the
また、遅延素子125は判定回路120の出力を所定のnタイミング遅らせており、遅延素子125の出力は減算器112a、112b、116a、116bに入力されて、入力信号との差分が行われる。ここで、nはn=(θ/π)で表される値である。上述したように、サンプリング周波数fsの3/8の帯域をバンドパス帯域としたい場合には、θ=π/4を代入することでn=4となるので、サンプリングのクロック4周期分を遅延素子125で遅延させればよいことが分かる。
The
以上、図1を用いて、本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100の構成について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100の回路構成について説明する。
The configuration of the delta sigma
図2は、本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100の回路構成について説明する説明図である。図7に示した従来のデルタシグマ型のAD変換器10と比較して、図2に示した本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100は、Iチャネルの信号をQチャネルの信号にフィードバックするためのキャパシタ(2sinθ・Ci)と、Qチャネルの信号をIチャネルの信号にフィードバックするためのキャパシタ(2sinθ・Cq)とが追加されている点で異なっている。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a circuit configuration of the delta-
キャパシタ2sinθ・CiとキャパシタCiとの容量比は、2sinθ:1となるように構成されている。同様に、キャパシタ2sinθ・CqとキャパシタCqとの容量比も、2sinθ:1となるように構成されている。このように容量比を設定することで、キャパシタC1に蓄えられた電荷は、2sinθ:1となるようにキャパシタ2sinθ・CiとキャパシタCi、およびキャパシタ2sinθ・CqとキャパシタCqに振り分けられる。そして、キャパシタ2sinθ・Ci、およびキャパシタ2sinθ・Cqに蓄えられた電荷は、それぞれ他方のチャネルに対応するキャパシタにフィードバックされ、キャパシタCi、Cqに蓄えられた電荷は、それぞれ自分のチャネルに対応するキャパシタにフィードバックされることで、上記の数式4で示した数式を満たすようになる。なお、上記の数式4および図1に示したように、QチャネルからIチャネルにフィードバックを行う際には−2sinθを乗じてフィードバックする必要があるため、図2ではIチャネル側の電荷をQチャネル側にフィードバックするように回路構成を行っている。
The capacitance ratio of the
なお、図2に示した回路に入力されるクロック信号は、図7に示した従来のデルタシグマ型のAD変換器10に入力されるクロック信号と同一のものが入力される。図9に示したクロック信号が入力されることで、本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100が動作する。図2に示した各スイッチは、図9に示した各クロック信号1、2、XおよびZ、並びに遅延素子125の出力Yがそれぞれ入力されることによって切り替わる。スイッチの近傍に付した数字及びアルファベットは、それぞれ各クロック信号1、2、XおよびZ、並びに遅延素子125の出力Yに対応している。
The clock signal input to the circuit shown in FIG. 2 is the same as the clock signal input to the conventional delta sigma
これでIチャネルとQチャネルの積分値のフィードバック比を達成することができた。しかし、サンプリングされる信号との電荷量の比は1:1のままである。従って、図2に示した本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100では、さらに積分器の出力をフィードバックするためのキャパシタ(2sinθ・C2)を追加した。キャパシタ2sinθ・C2は、キャパシタC2との容量比が2sinθ:1となるように構成されている。
Thus, the feedback ratio of the integral value of the I channel and the Q channel could be achieved. However, the ratio of the charge amount to the sampled signal remains 1: 1. Therefore, in the delta-sigma
このキャパシタ2sinθ・C2によって、キャパシタC2に蓄えられた電荷のキャパシタCi、キャパシタCqへの移動と同時に、キャパシタ2sinθ・C2からの電荷の移動が発生するので、所望のフィードバックを得ることができる。 The capacitor 2 sin θ · C 2 causes the movement of the charge from the capacitor 2 sin θ · C 2 simultaneously with the movement of the electric charge stored in the capacitor C 2 to the capacitors C i and C q , so that a desired feedback is obtained. be able to.
図2に示した回路の動作を、図8に示した従来のシグマデルタ型AD変換器10の動作を比較することで、より詳細に説明する。
The operation of the circuit shown in FIG. 2 will be described in more detail by comparing the operation of the conventional sigma-
図8に示した従来のシグマデルタ型AD変換器10と同様に、図2に示したシグマデルタ型AD変換器100は、クロック信号1がHIGHとなっているタイミング(図9の(1)、(3)、(5)、または(7)の期間で)で、サンプリングされた信号はキャパシタC1に電荷として蓄えられ、同時に対応する積分値(キャパシタCiまたはキャパシタCqに電荷として蓄えられた信号)がキャパシタC2に移動される。どちらのキャパシタの電荷がキャパシタC2に移動するかは、クロック信号1がHIGHとなったタイミングにおけるクロック信号Zの状態に依存する。クロック信号ZがHIGHとなっていれば(図9の(1)または(5)の期間では)、キャパシタCiの電荷がキャパシタC2に移動し、クロック信号ZがLOWとなっていれば(図9の(3)または(7)の期間では)、キャパシタCqの電荷がキャパシタC2に移動する。また、クロック信号1がHIGHとなったタイミングで、キャパシタ2sinθ・C2に電荷が蓄積される。
Similar to the conventional sigma-
そして、クロック信号2がHIGHとなっているタイミングで、キャパシタC1、C2、および2sinθ・C2に蓄えられた電荷がキャパシタCi、2sinθ・CiまたはキャパシタCq、2sinθ・Cqに移動する。どの組のキャパシタに電荷が移動するかは、クロック信号2がHIGHとなっているタイミングにおけるクロック信号Zの状態に依存する。クロック信号ZがHIGHとなっていれば(図9の(2)または(4)の期間では)、キャパシタCiおよびキャパシタ2sinθ・Ciに電荷が移動し、クロック信号ZがLOWとなっていれば(図9の(4)または(8)の期間では)、キャパシタCqおよびキャパシタ2sinθ・Cqに電荷が移動する。
Then, at the timing when the
また、クロック信号1とクロック信号Zが共にHIGHとなっているタイミングで(図9の(1)または(5)の期間で)、iチャネル側のキャパシタ2sinθ・Cqに蓄えられていた電荷がqチャネル側の回路に移動する。つまり、クロック信号1の1周期前にサンプリングされたIチャネルおよびQチャネルの信号に対応する電荷が、それぞれ他方のチャネルに対応する回路に移動することで、上述した数式4の2つの式における右辺第1項を実現することが可能となる。
Further, at the timing when both the
このように、それぞれのキャパシタにおいて電荷の移動と放出を繰り返すことによって、バンドパス特性を有するスイッチトキャパシタフィルタが形成される。そして、θの値を変更することで、バンドパス帯域を任意に変更することができる。 In this way, a switched capacitor filter having a bandpass characteristic is formed by repeating the movement and release of charges in each capacitor. And the band pass band can be arbitrarily changed by changing the value of θ.
例えば、サンプリング周波数fsの3/8の帯域をバンドパス帯域としたい場合には。θはθ=π/4となり、2sinθの値は2sin(π/4)=√2となる。従って、キャパシタの容量比が√2:1となるように回路を構成することで、サンプリング周波数fsの3/8の帯域がバンドパス帯域となる、デルタシグマ型のAD変換器を実現することができる。 For example, when 3/8 of the sampling frequency fs is desired to be a band pass band. θ is θ = π / 4, and the value of 2sinθ is 2sin (π / 4) = √2. Therefore, by configuring the circuit so that the capacitance ratio of the capacitor becomes √2: 1, it is possible to realize a delta sigma type AD converter in which a band of 3/8 of the sampling frequency fs is a band pass band. it can.
また例えば、サンプリング周波数fsの1/8の帯域をバンドパス帯域としたい場合には。θはθ=−π/4となるが、2sinθの値は同じく2sin(−π/4)=√2となる。従って、キャパシタの容量比が√2:1となるように回路を構成することで、サンプリング周波数fsの1/8の帯域がバンドパス帯域となる、デルタシグマ型のAD変換器を実現することができる。 For example, when it is desired to set a band of 1/8 of the sampling frequency fs as a band pass band. θ is θ = −π / 4, but the value of 2sinθ is also 2sin (−π / 4) = √2. Therefore, by configuring the circuit so that the capacitance ratio of the capacitor becomes √2: 1, it is possible to realize a delta-sigma type AD converter in which a band of 1/8 of the sampling frequency fs is a bandpass band. it can.
以上、図2を用いて本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100の回路構成について説明した。
The circuit configuration of the delta sigma
図3は、本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100において、サンプリング周波数fsの3/8の周波数を入力信号として与えた場合の出力をグラフで示す説明図である。図3に示したように、量子化ノイズが信号帯域において低減されて、目的が達せられていることが分かる。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing, in a graph, an output when a frequency of 3/8 of the sampling frequency fs is given as an input signal in the delta sigma
次に、同じ回路構成でもう一つのバンドパス帯域が達成可能であることを示す。図4は、図2に示した本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100に入力するクロック信号の別の例について示す説明図である。図4に示したクロック信号は、図9と比較してクロック信号Zの位相が逆転している。従って、図9のクロック信号をデルタシグマ型AD変換器100に入力することで達成したバンドパス帯域の反対側がバンドパス帯域となる。ここで反対側とは、キャリア周波数から見て同じ絶対値での反対側を指す。
Next, it is shown that another band pass band can be achieved with the same circuit configuration. FIG. 4 is an explanatory diagram showing another example of the clock signal input to the delta sigma
図5は、本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100において、サンプリング周波数fsの1/8の周波数を入力信号として与えた場合の出力をグラフで示す説明図である。図5に示したように、量子化ノイズが信号帯域において低減されて、目的が達せられていることが分かる。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing, in a graph, an output when a frequency that is 1/8 of the sampling frequency fs is given as an input signal in the delta sigma
図6は、図3に示したサンプリング周波数fsの3/8の周波数を入力信号として与えた場合の出力に、サンプリング周波数fsの1/8の周波数の信号を乗算し、DC信号に変換した状態のスペクトラムについて説明する説明図である。このような信号にローパスフィルタを通すことによって、所望の信号を得ることができる。これは、図5に示したサンプリング周波数fsの1/8の周波数を入力信号として与えた場合の出力についても同様である。 FIG. 6 shows a state in which a signal having a frequency of 1/8 of the sampling frequency fs is multiplied by an output when the frequency of 3/8 of the sampling frequency fs shown in FIG. It is explanatory drawing explaining the spectrum of this. A desired signal can be obtained by passing such a signal through a low-pass filter. The same applies to the output when a frequency of 1/8 of the sampling frequency fs shown in FIG. 5 is given as an input signal.
また、図2に示した本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100において、キャパシタ2sinθ・C2、キャパシタ2sinθ・Ci、およびキャパシタ2sinθ・Cqを使用しないようにすることで、図7に示した従来のデルタシグマ型のAD変換器10と同じ回路構成となる。従って、図2に示した本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100は、サンプリング周波数fsの1/4の周波数およびDCに対応するバンドパスデルタシグマ変換器として動作することが分かる。よって、図1および図2に示した本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100は、サンプリング周波数fsの1/4、DC、および±θに対応する周波数の4つのバンドパス帯域に対応することができる。また、図1および図2に示した本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100は、入力されるクロック信号のクロック周波数を変更してサンプリング周期を変更することで、バンドパス帯域を変更可能であることも明らかである。
Further, in the delta sigma
以上、本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100について説明した。
The delta sigma
なお、図1および図2においては、アンプと複素共振器との組を2つ設けていたが、これは図7に示した従来のデルタシグマ型のAD変換器10との比較を容易にするために2つ設けたものであり、本発明においてはかかる例に限定されない。複素共振器は1つであってもよく、3つ以上であってもよい。また、図2に示したデルタシグマ型AD変換器100に入力されるクロック信号は、クロック信号1とクロック信号2とはそれぞれ位相がちょうど反対になっているが、クロック信号1および2は2つともHIGHとならないように、クロック信号2のLOW期間をクロック信号1のHIGH期間よりも長くしてもよい。
In FIG. 1 and FIG. 2, two pairs of amplifiers and complex resonators are provided. This facilitates comparison with the conventional delta-sigma
(変形例)
以下、本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型のAD変換器の種々の変更例について説明する。
(Modification)
Hereinafter, various modifications of the delta-sigma type AD converter according to the embodiment of the present invention will be described.
図2に示した本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100の回路構成において、さらにキャパシタを追加したり、キャパシタを可変キャパシタに変更したりすることで、バンドパス帯域の追加や変更が可能となる。具体的には、図2に示したデルタシグマ型AD変換器100の回路構成において、キャパシタ2sinθ・C2、キャパシタ2sinθ・Ci、およびキャパシタ2sinθ・Cqを可変キャパシタにしたり、異なるθに対応する容量を有するキャパシタ群を並列に存在させて切り替えて使用したりすることにより、異なるθ、つまり異なる周波数にパスバンドを有するデルタシグマ型のAD変換器を構成することができる。
In the circuit configuration of the delta sigma
また、図1、図2に示した構成では、サンプリング周波数fsの1/4の周波数の信号と入力信号との乗算を行う乗算器111a、111bが含まれているが、本発明においては、この乗算器111a、111bをデルタシグマ型のAD変換器から分離してもよい。
1 and 2 include
なお、図1、図2に示した本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100を、ネットワーク通信を行う通信装置に使用してもよい。本発明の一実施形態にかかるデルタシグマ型AD変換器100を、ネットワーク通信を行う通信装置に使用することで、消費電力を低く抑えつつ、パスバンド位置を複数有することができるので、消費電力を抑えつつ通信効率を向上させることができる。
Note that the delta sigma
また、Iチャネルの信号とQチャネルの信号とを逆に入れ替えてデルタシグマ型AD変換器100でデルタシグマ変調を行い、アナログ信号からデジタル信号に変換してもよい。Iチャネルの信号とQチャネルの信号とを入れ替えて入力することでバンドパス帯域を変更することができる。
Alternatively, the I-channel signal and the Q-channel signal may be reversed and delta-sigma modulation may be performed by the delta-sigma
以上説明したように、本発明の一実施形態によれば、スイッチの制御、キャパシタの容量制御、およびクロックの制御を複合的に用いることによって、消費電力を低く抑えつつ、パスバンド位置を複数有することができるデルタシグマ型のAD変換器を実現することができる。これによって、複数の周波数チャネルを用いて、通信処理・信号処理を1つの回路で実現することが可能となる。 As described above, according to an embodiment of the present invention, by using a combination of switch control, capacitor capacitance control, and clock control, power consumption is kept low, and a plurality of passband positions are provided. It is possible to realize a delta-sigma type AD converter that can perform this. As a result, communication processing and signal processing can be realized by a single circuit using a plurality of frequency channels.
また、Iチャネル信号およびQチャネル信号に対して、同じ回路を用いて時分割処理を行うため。回路規模が小さく済み、IQインバランスの発生も抑制することができる。よって、従来の複素バンドパスデルタシグマAD変換器と比較して、小型、低消費電力、低コスト、および低歪を達成することができ、また容易に作成が可能となる。 In addition, in order to perform time division processing on the I channel signal and the Q channel signal using the same circuit. The circuit scale is small, and the occurrence of IQ imbalance can be suppressed. Therefore, as compared with the conventional complex bandpass delta sigma AD converter, it is possible to achieve small size, low power consumption, low cost, and low distortion, and it can be easily created.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
例えば、図1において、遅延素子125から減算器112a、112b、116a、116bへのフィードバックを行っているが、本発明では、減算器112a、112b、116a、116bへのフィードバックはかかる例に限られず、遅延素子125以外の方法でのフィードバックを行ってもよい。そして、図2においても3クロック分遅延させている遅延素子からフィードバックを行っているが、本発明はかかる例に限られず、その他の方法でのフィードバックを行ってもよい。
For example, in FIG. 1, feedback from the
本発明は、AD変換器に関し、特に複素バンドパスフィルタを用いるデルタシグマ型のAD変換器、通信装置、およびアナログデジタル変換方法に適用可能である。 The present invention relates to an AD converter, and is particularly applicable to a delta-sigma type AD converter using a complex bandpass filter, a communication device, and an analog-digital conversion method.
100 デルタシグマ型AD変換器
111a、111b、111c、111d、122a、122b、123a、124b 乗算器
112a、112b、116a、116b 減算器
113a、113b、117a、117b アンプ
114a、114b、118a、118b 加算器
115a、115b、119a、119b 遅延素子
120 判定回路
125 遅延素子
100 Delta sigma
Claims (8)
入力信号を異なるタイミングで標本化して、互いに直交する第1の信号および第2の信号を生成する信号生成手段と;
前記信号生成手段で生成される信号を演算する信号演算手段と;
を備え、前記信号演算手段は、
前記信号生成手段で生成される前記第1の信号を積分する第1の積分手段と;
前記信号生成手段で生成される前記第2の信号を積分する第2の積分手段と;
前記第1の積分手段の出力に所定の係数を乗算して前記第2の積分手段の入力にフィードバックする第1のフィードバック手段と;
前記第2の積分手段の出力に所定の係数を乗算して前記第1の積分手段の入力にフィードバックする第2のフィードバック手段と;
を備えることを特徴とする、デルタシグマ型のAD変換器。 A delta-sigma type AD converter,
Signal generating means for sampling an input signal at different timings to generate a first signal and a second signal orthogonal to each other;
Signal calculating means for calculating a signal generated by the signal generating means;
The signal calculation means comprises:
First integrating means for integrating the first signal generated by the signal generating means;
Second integrating means for integrating the second signal generated by the signal generating means;
First feedback means for multiplying the output of the first integration means by a predetermined coefficient and feeding back to the input of the second integration means;
Second feedback means for multiplying the output of the second integration means by a predetermined coefficient and feeding back to the input of the first integration means;
A delta-sigma type AD converter, comprising:
標本化された前記第1の信号または前記第2の信号に対応する電荷をそれぞれ蓄積する第1のキャパシタを備え、
前記信号演算手段は、
前記第1のキャパシタで保存された前記第1の信号に対応する電荷を積分して蓄積する第2のキャパシタおよび第3のキャパシタと;
前記第1のキャパシタで保存された前記第2の信号に対応する電荷を積分して蓄積する第4のキャパシタおよび第5のキャパシタと;
前記第2のキャパシタ、第3のキャパシタ、第4のキャパシタおよび第5のキャパシタに蓄積される電荷および電圧を一時的に蓄積する第6のキャパシタおよび第7のキャパシタと;
を備え、
前記第1のキャパシタ、第6のキャパシタ、および第7のキャパシタに蓄積された電荷は、前記所定の係数に対応する比率で前記第2のキャパシタおよび第3のキャパシタ、または前記第4のキャパシタおよび第5のキャパシタに振り分けられ、
前記第6のキャパシタに蓄積した電荷と、前記第7のキャパシタに蓄積された電荷とを、前記第2のキャパシタおよび第3のキャパシタ、または前記第4のキャパシタおよび第5のキャパシタにフィードバックし、
前記第3のキャパシタおよび第5のキャパシタに蓄積された電荷は、それぞれ他方の信号入力にフィードバックすることを特徴とする、請求項1に記載のデルタシグマ型のAD変換器。 The signal generating means includes
A first capacitor for respectively storing charges corresponding to the sampled first signal or the second signal;
The signal calculation means includes
A second capacitor and a third capacitor for integrating and storing charges corresponding to the first signal stored in the first capacitor;
A fourth capacitor and a fifth capacitor for integrating and storing charges corresponding to the second signal stored in the first capacitor;
A sixth capacitor and a seventh capacitor that temporarily store charges and voltages stored in the second capacitor, the third capacitor, the fourth capacitor, and the fifth capacitor;
With
The charges stored in the first capacitor, the sixth capacitor, and the seventh capacitor are the second capacitor and the third capacitor, or the fourth capacitor and the charge at a ratio corresponding to the predetermined coefficient. To the fifth capacitor,
Feeding back the charge accumulated in the sixth capacitor and the charge accumulated in the seventh capacitor to the second capacitor and the third capacitor, or the fourth capacitor and the fifth capacitor;
2. The delta-sigma type AD converter according to claim 1, wherein charges accumulated in the third capacitor and the fifth capacitor are fed back to the other signal input, respectively.
前記信号生成ステップで生成される前記第1の信号を積分して出力する第1の積分ステップと;
前記信号生成ステップで生成される前記第2の信号を積分して出力する第2の積分ステップと;
前記第1の積分ステップの出力に所定の係数を乗算して前記第2の積分ステップの入力にフィードバックする第1のフィードバックステップと;
前記第2の積分ステップの出力に所定の係数を乗算して前記第1の積分ステップの入力にフィードバックする第2のフィードバックステップと;
を備えることを特徴とする、アナログデジタル変換方法。 A signal generation step of sampling the input signal at different timings to generate a first signal and a second signal orthogonal to each other;
A first integration step of integrating and outputting the first signal generated in the signal generation step;
A second integration step of integrating and outputting the second signal generated in the signal generation step;
A first feedback step of multiplying the output of the first integration step by a predetermined coefficient and feeding back to the input of the second integration step;
A second feedback step of multiplying the output of the second integration step by a predetermined coefficient and feeding back to the input of the first integration step;
An analog-to-digital conversion method comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007297121A JP2009124507A (en) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | Delta-sigma type a/d converter, communication apparatus, and analog/digital conversion method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007297121A JP2009124507A (en) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | Delta-sigma type a/d converter, communication apparatus, and analog/digital conversion method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009124507A true JP2009124507A (en) | 2009-06-04 |
Family
ID=40816168
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007297121A Withdrawn JP2009124507A (en) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | Delta-sigma type a/d converter, communication apparatus, and analog/digital conversion method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009124507A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011039914A1 (en) * | 2009-09-29 | 2011-04-07 | パナソニック株式会社 | Complex second integrator and oversampling a/d converter provided with same |
-
2007
- 2007-11-15 JP JP2007297121A patent/JP2009124507A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011039914A1 (en) * | 2009-09-29 | 2011-04-07 | パナソニック株式会社 | Complex second integrator and oversampling a/d converter provided with same |
JP2011077688A (en) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Panasonic Corp | Complex secondary integrator and oversampling a-d converter including the same |
US8665129B2 (en) | 2009-09-29 | 2014-03-04 | Panasonic Corporation | Complex second-order integrator and oversampling A/D converter having the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8947285B2 (en) | ADC with noise-shaping SAR | |
US7916054B2 (en) | K-delta-1-sigma modulator | |
US8040271B2 (en) | A/D conversion apparatus, A/D conversion method, and communication apparatus | |
JP2019165460A (en) | Adaptive digital quantization noise cancellation filter for mash adc | |
US6738003B2 (en) | Delta-sigma modulation circuits and methods utilizing multiple noise attenuation bands and data converters using the same | |
EP0981205B1 (en) | Delta-sigma modulator with improved full-scale accuracy | |
US20060284751A1 (en) | Complex band-pass filter for use in digital radio receiver and complex band-pass delta-sigma AD modulator using the same | |
KR20040011555A (en) | Multi-level quantizer delta sigma modulator with current mode DEM and DEM decision logic | |
US20170288693A1 (en) | Continuous time delta-sigma modulator with a time interleaved quantization function | |
US9240801B2 (en) | Analog-to-digital converter | |
JP2008072362A (en) | Delta-sigma a/d converter | |
CN111988038A (en) | Continuous time pipeline ADC based on VCO | |
JP2017147712A (en) | AD converter | |
EP3078116B1 (en) | Delta-sigma analog-to-digital converter | |
US7474241B2 (en) | Delta-sigma modulator provided with a charge sharing integrator | |
US7034730B2 (en) | Pipelined delta sigma modulator analog to digital converter | |
US8212699B1 (en) | System and method for extending the overload range of a sigma delta ADC system by providing over-range quantization levels | |
US8917196B2 (en) | Sampling circuit, A/D converter, D/A converter, and CODEC | |
US9391634B1 (en) | Systems and methods of low power decimation filter for sigma delta ADC | |
JP3628463B2 (en) | Delta-sigma A / D converter | |
JP6316751B2 (en) | converter | |
JP2009124507A (en) | Delta-sigma type a/d converter, communication apparatus, and analog/digital conversion method | |
US7760829B2 (en) | Dense-tap transversal filter with elementary coefficients | |
Morgado et al. | High-Efficiency Cascade $\Sigma\Delta $ Modulators for the Next Generation Software-Defined-Radio Mobile Systems | |
JP3362718B2 (en) | Multi-bit-delta sigma AD converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110201 |