JP2011097165A - DIGITAL/ANALOG CONVERTER, DeltaSigma TYPE ANALOG/DIGITAL CONVERTER USING THE SAME, AND ELECTRONIC EQUIPMENT USING THE SAME - Google Patents

DIGITAL/ANALOG CONVERTER, DeltaSigma TYPE ANALOG/DIGITAL CONVERTER USING THE SAME, AND ELECTRONIC EQUIPMENT USING THE SAME Download PDF

Info

Publication number
JP2011097165A
JP2011097165A JP2009246625A JP2009246625A JP2011097165A JP 2011097165 A JP2011097165 A JP 2011097165A JP 2009246625 A JP2009246625 A JP 2009246625A JP 2009246625 A JP2009246625 A JP 2009246625A JP 2011097165 A JP2011097165 A JP 2011097165A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
control data
digital
analog
signal
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.)
Pending
Application number
JP2009246625A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruhisa Yamaguchi
晴久 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP2009246625A priority Critical patent/JP2011097165A/en
Publication of JP2011097165A publication Critical patent/JP2011097165A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ΔΣ type analog/digital converter with improved accuracy. <P>SOLUTION: A D/A converter 40 converts a digital input signal D<SB>IN</SB>input in each cycle into an analog output signal V<SB>OUT</SB>. Each unit element UC receives control data that can take any of a plurality of candidate values, and generates an analog signal showing the value. An addition computing element 44 adds an analog signal V generated by the unit element UC, and generates an analog output signal V<SB>OUT</SB>. A control circuit 42 outputs control data to each unit element UC by cycle. The control circuit 42 generates control data to each unit element UC so as to satisfy Y=Σ<SB>i=1 to N</SB>X<SB>i</SB>when the value of a digital input signal is written as Y and the value of control data to the i(1≤i≤N)-th unit element UC is written as X<SB>i</SB>. The control circuit 42 manages L candidate values among a plurality of candidate values as a circulation target value (L is natural number), and cyclically allocates control data showing each circulation target value to N unit elements UC. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、デジタルアナログ変換器に関する。   The present invention relates to a digital-to-analog converter.

オーディオ信号処理などにおいて、ΔΣ変調を利用したアナログデジタル変換器(ΔΣ型アナログデジタル変換器)が広く利用されている。一般的なΔΣ型アナログデジタル変換器は、主として以下の処理を行う。
1. アナログ入力信号をアナログ帰還信号との差分を示す差分信号を生成する。
2. 差分信号を積分(フィルタリング)する。
3. フィルタリングされた信号を量子化する。量子化されたデジタル値をアナログデジタル変換の結果として出力するとともに、それを帰還信号としてフィードバックする。
In audio signal processing and the like, analog-to-digital converters using ΔΣ modulation (ΔΣ-type analog-to-digital converters) are widely used. A general ΔΣ type analog-digital converter mainly performs the following processing.
1. A difference signal indicating a difference between the analog input signal and the analog feedback signal is generated.
2. Integrate (filter) the difference signal.
3. Quantize the filtered signal. The quantized digital value is output as a result of analog-digital conversion, and is fed back as a feedback signal.

特開2008−172412号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2008-17212 特開2006−13704号公報JP 2006-13704 A 特開2006−13705号公報JP 2006-13705 A

ΔΣ型アナログデジタル変換器には、そのデジタル出力信号をアナログの帰還信号に変換するためのデジタルアナログ変換器が設けられる。このデジタルアナログ変換器の性能は、ΔΣ型アナログデジタル変換器全体のノイズをはじめとする諸特性に影響を及ぼすことから、高精度なデジタルアナログ変換器が望まれている。高精度なデジタルアナログ変換器は、ΔΣ型アナログデジタル変換器以外の用途でも有用である。   The ΔΣ analog-to-digital converter is provided with a digital-to-analog converter for converting the digital output signal into an analog feedback signal. Since the performance of the digital-analog converter affects various characteristics including noise of the entire ΔΣ-type analog-digital converter, a highly accurate digital-analog converter is desired. The high-precision digital-analog converter is useful for applications other than the ΔΣ-type analog-digital converter.

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的は、精度が改善されたデジタルアナログ変換器の提供にある。   The present invention has been made in view of such a problem, and an exemplary object of an embodiment thereof is to provide a digital-to-analog converter with improved accuracy.

本発明のある態様は、サイクルごとに入力されるデジタル入力信号をアナログ出力信号に変換するデジタルアナログ変換器に関する。このデジタルアナログ変換器は、それぞれが、複数の候補値のいずれか取り得る制御データを受け、その値を示すアナログ信号を生成するN個(Nは2以上の整数)の単位素子と、N個の単位素子が生成したアナログ信号を加算し、アナログ出力信号を生成する加算演算回路と、サイクルごとにN個の単位素子それぞれに制御データを出力する制御回路と、を備える。制御回路は、デジタル入力信号の値をY、i(1≦i≦N)番目の単位素子に対する制御データの値をXと書くとき、Y=Σi=1:Nを満たすように各単位素子に対する制御データを生成する。さらに制御回路は、複数の候補値のうちのL個を(Lは自然数)循環対象値とし、各循環対象値を示す制御データを、N個の単位素子に循環的に割り当てる。 One embodiment of the present invention relates to a digital-analog converter that converts a digital input signal input every cycle into an analog output signal. Each of the digital-analog converters receives N pieces of control data that can take any one of a plurality of candidate values, and generates N analog elements (N is an integer of 2 or more), and N pieces of unit elements. An addition operation circuit for adding analog signals generated by the unit elements to generate an analog output signal, and a control circuit for outputting control data to each of the N unit elements for each cycle. When the control circuit writes the value of the digital input signal as Y and the value of the control data for the i (1 ≦ i ≦ N) th unit element as X i , Y = Σ i = 1: N X i is satisfied. Control data for each unit element is generated. Further, the control circuit sets L among the plurality of candidate values (L is a natural number) as a circulation target value, and cyclically assigns control data indicating each circulation target value to the N unit elements.

この態様によると、複数サイクルにわたりデジタルアナログ変換処理を行う場合に、各循環対象値を示すアナログ信号が、複数の単位素子によって偏り無く生成される。言い換えれば、各循環対象値に対する複数の単位素子の使用頻度が均一化される。したがって複数の単位素子ごとに循環対象値を示すアナログ信号がばらついている場合であっても、長期的なアナログ出力信号の統計的な精度を高めることができる。   According to this aspect, when the digital-analog conversion process is performed over a plurality of cycles, an analog signal indicating each circulation target value is generated by the plurality of unit elements without deviation. In other words, the use frequency of the plurality of unit elements for each circulation target value is made uniform. Therefore, even if the analog signal indicating the circulation target value varies for each of the plurality of unit elements, the statistical accuracy of the long-term analog output signal can be improved.

L個の循環対象値は、符号が異なり絶対値が等しい2つの値を含んでもよい。
この場合、符号が異なる循環対象値それぞれに対する複数の単位素子の使用頻度を均一化することができる。したがって、各単位素子ごとに絶対値が等しい正のアナログ信号と負のアナログ信号のばらつき量が対称性を有する場合に、それらのばらつきを好適にキャンセルできる。
The L circulation target values may include two values having different signs and the same absolute value.
In this case, the frequency of use of the plurality of unit elements for each circulation target value having a different sign can be made uniform. Therefore, when the variation amounts of the positive analog signal and the negative analog signal having the same absolute value for each unit element have symmetry, the variation can be preferably canceled.

複数の候補値は、0、−1および1であってよく、L個の循環対象値は−1および1であってもよい。制御回路は、循環対象値−1を示す制御データをN個の単位素子に循環的に割り当て、かつ循環対象値1を示す制御データをN個の単位素子に循環的に割り当ててもよい。   The plurality of candidate values may be 0, −1, and 1, and the L circulation target values may be −1 and 1. The control circuit may cyclically assign control data indicating the circulation target value −1 to N unit elements and cyclically assign control data indicating the circulation target value 1 to N unit elements.

複数の候補値は、0、−1および1であってよく、L個の循環対象値は−1および1であってよい。デジタル入力信号の値Yは、0、少なくともひとつの正の値、および少なくともひとつの負の値のいずれかをとるものであってよい。制御回路は、あるサイクルにおいて値Yが正であり、そのサイクルにおいて循環対象値1を示す制御データを割り当てるべき先頭の単位素子の番号を示す第1ポインタの値がjであるとき、第1ポインタが示す単位素子を先頭とするY個の単位素子に循環対象値1を示す制御データを割り当て、残りの単位素子に0を示す制御データを割り当てるとともに、第1ポインタの値をj+Yに更新してもよい。また制御回路は、あるサイクルにおいて値Yが負であり、そのサイクルにおいて循環対象値−1を示す制御データを割り当てるべき先頭の単位素子の番号を示す第2ポインタの値がkであるとき、第2ポインタが示す単位素子を先頭とするY個の単位素子に循環対象値−1を示す制御データを割り当て、残りの(N−Y)個の単位素子に0を示す制御データを割り当てるとともに、第2ポインタの値をk+Yに更新してもよい。   The plurality of candidate values may be 0, −1, and 1, and the L circulation target values may be −1 and 1. The value Y of the digital input signal may take any one of 0, at least one positive value, and at least one negative value. When the value Y is positive in a certain cycle and the value of the first pointer indicating the number of the first unit element to which control data indicating the circulation target value 1 is to be assigned in that cycle is j, the control circuit The control data indicating the circulation target value 1 is allocated to the Y unit elements starting from the unit element indicated by, the control data indicating 0 is allocated to the remaining unit elements, and the value of the first pointer is updated to j + Y. Also good. In addition, when the value Y is negative in a certain cycle and the value of the second pointer indicating the number of the first unit element to which control data indicating the circulation target value −1 is to be assigned in that cycle is k, The control data indicating the circulation target value −1 is assigned to the Y unit elements starting from the unit element indicated by the two pointers, the control data indicating 0 is assigned to the remaining (N−Y) unit elements, and The value of the 2 pointer may be updated to k + Y.

制御回路は、L個の循環対象値ごとに設けられたL個のメモリと、L個のメモリの値にもとづき、N個の単位素子に対する制御データを生成するロジック部と、を含んでもよい。各メモリは、そのサイクルにおいて対応する循環対象値を示す制御データを割り当てるべき先頭の単位素子の番号を示すポインタの値を保持してもよい。ロジック部は、L個のメモリが保持するポインタの値にもとづき、N個の単位素子に対する制御データを生成してもよい。   The control circuit may include L memories provided for each of the L circulation target values, and a logic unit that generates control data for the N unit elements based on the values of the L memories. Each memory may hold a pointer value indicating the number of the first unit element to which control data indicating the corresponding circulation target value in the cycle is to be assigned. The logic unit may generate control data for the N unit elements based on pointer values held in the L memories.

複数の候補値は、0、−1および1であり、L個の循環対象値は−1および1であってもよい。デジタル入力信号の値Yは、0、少なくともひとつの正の値、および少なくともひとつの負の値のいずれかをとるものであってよい。制御回路は、候補値0を示す制御データの個数が最小となるように、制御データのセットを生成してもよい。
0に対応するアナログ信号の値がばらつく場合に、0の発生頻度を小さくすることにより、デジタルアナログ変換器の精度を高めることができる。
The plurality of candidate values may be 0, −1, and 1, and the L circulation target values may be −1 and 1. The value Y of the digital input signal may take any one of 0, at least one positive value, and at least one negative value. The control circuit may generate a set of control data so that the number of control data indicating the candidate value 0 is minimized.
When the value of the analog signal corresponding to 0 varies, the accuracy of the digital-analog converter can be increased by reducing the frequency of occurrence of 0.

ある態様において、2つのゼロ(ゼロのペア)を符号が異なり絶対値が等しい2つの値のペアに置き換えることにより、候補値0を示す制御データの個数を低減してもよい。   In one aspect, the number of control data indicating the candidate value 0 may be reduced by replacing two zeros (zero pairs) with two value pairs having different signs and equal absolute values.

本発明の別の態様は、アナログ入力信号をデジタル出力信号に変換するΔΣ型アナログデジタル変換器に関する。このΔΣ型アナログデジタル変換器は、デジタル出力信号を受けアナログ帰還信号に変換する、上述のいずれかの態様のデジタルアナログ変換器と、アナログ入力信号に応じた信号と、アナログ帰還信号に応じた信号の差分に応じた差分信号を生成する差分演算回路と、少なくともひとつの積分器を含み、差分信号をフィルタリングするフィルタ回路と、フィルタ回路の出力信号を量子化し、デジタル出力信号を生成する量子化器と、を備える。
ΔΣ型アナログデジタル変換器は、時間的な累積処理(積分処理)を行う。上述のデジタルアナログ変換器によれば、アナログの帰還信号のばらつきの長期的な変動が抑制されるため、ΔΣ型アナログデジタル変換器の精度を高めることができる。
Another aspect of the present invention relates to a ΔΣ analog-to-digital converter that converts an analog input signal into a digital output signal. This ΔΣ analog-to-digital converter receives a digital output signal and converts it into an analog feedback signal. The digital-to-analog converter according to any one of the above aspects, a signal according to the analog input signal, and a signal according to the analog feedback signal A difference calculation circuit that generates a difference signal corresponding to the difference between the filter circuit, a filter circuit that filters at least one integrator, filters the difference signal, and a quantizer that quantizes the output signal of the filter circuit and generates a digital output signal And comprising.
The ΔΣ analog-digital converter performs a temporal accumulation process (integration process). According to the digital-analog converter described above, since long-term fluctuations in the variation of the analog feedback signal are suppressed, the accuracy of the ΔΣ-type analog-digital converter can be increased.

デジタルアナログ変換器は、上述の制御回路の方式に加えて、それとは異なる別の方式で、制御データを生成可能に構成され、外部からの切りかえ信号に応じて制御データの生成方式を切りかえ可能に構成されてもよい。   In addition to the control circuit method described above, the digital-analog converter is configured to be able to generate control data using a different method, and the control data generation method can be switched in response to an external switching signal. It may be configured.

本発明のさらに別の態様は、電子機器である。この電子機器は、アナログのオーディオ信号をデジタル信号に変化する上述のΔΣ型アナログデジタル変換器と、デジタル化されたオーディオ信号に所定の信号処理を施す信号処理部と、を備える。   Yet another embodiment of the present invention is an electronic device. This electronic apparatus includes the above-described ΔΣ analog-to-digital converter that converts an analog audio signal into a digital signal, and a signal processing unit that performs predetermined signal processing on the digitized audio signal.

なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、あるいは本発明の表現を、方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。   Note that any combination of the above-described components, or a conversion of the expression of the present invention between methods, apparatuses, and the like is also effective as an aspect of the present invention.

本発明に係るデジタルアナログ変換器によれば、誤差を低減できる。   The digital-analog converter according to the present invention can reduce errors.

実施の形態に係るD/A変換器の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the D / A converter which concerns on embodiment. 図1のD/A変換器の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of the D / A converter of FIG. 図3(a)、(b)は、実施の形態に係るD/A変換器と、比較技術に係るD/A変換器それぞれの動作を示す状態遷移図である。FIGS. 3A and 3B are state transition diagrams showing operations of the D / A converter according to the embodiment and the D / A converter according to the comparison technique. 図1のD/A変換器を備えるΔΣ型A/D変換器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a delta-sigma type A / D converter provided with the D / A converter of FIG. 図4のΔΣ型A/D変換器におけるD/A変換器の具体的な構成例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a specific configuration example of a D / A converter in the ΔΣ A / D converter of FIG. 4. 図1のD/A変換器の変形例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the modification of the D / A converter of FIG. 図4のΔΣ型A/D変換器を備える電子機器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an electronic device provided with the delta-sigma type A / D converter of FIG.

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。   The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

図1は、実施の形態に係るデジタルアナログ(D/A)変換器の構成を示す回路図である。D/A変換器40は、サイクルごとに入力されるデジタル入力信号DINを受け、その値Yに応じたアナログ出力信号VOUTに変換する。 FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a digital analog (D / A) converter according to an embodiment. D / A converter 40 receives a digital input signal D IN to be entered for each cycle, into an analog output signal V OUT corresponding to the value Y.

本発明は、任意の分解能と量子化数のD/A変換器に適用できるが、以下では理解の容易化のため、デジタル入力信号DINの値は−4〜4まで1刻みにて9値をとるものとする。デジタル入力信号DINの値とアナログ出力信号VOUTの電圧値の対応関係を以下に示す。
OUT=DIN×ΔV+Vc …(1)
ΔVは、デジタル入力信号DINの1LSBに相当する電位差であり、Vcはデジタル入力信号DINの値0に対応する電圧レベルである。
D/A変換器40に対して、電源電圧Vddと接地電圧(0V)が供給されるとき、Vcは、電源電圧Vddの中点Vdd/2とする。またD/A変換器40に対して、正の電源電圧Vddと負の電源電圧−Vddが供給されるとき、Vcは、接地電圧0Vであってもよい。
The present invention is applicable to any resolution and number of quantization of the D / A converter, for ease of understanding in the following, the value of the digital input signal D IN is 9 values at 1 increments until -4~4 Shall be taken. The correspondence between the voltage value of the values and the analog output signal V OUT of the digital input signal D IN below.
V OUT = D IN × ΔV + Vc (1)
ΔV is a potential difference corresponding to 1LSB of the digital input signal D IN, Vc is a voltage level corresponding to the value 0 of the digital input signal D IN.
When the power supply voltage Vdd and the ground voltage (0 V) are supplied to the D / A converter 40, Vc is set to the midpoint Vdd / 2 of the power supply voltage Vdd. When the positive power supply voltage Vdd and the negative power supply voltage −Vdd are supplied to the D / A converter 40, Vc may be the ground voltage 0V.

D/A変換器40、制御回路42、加算演算器44、複数の単位素子UC〜UCN−1を含む。このD/A変換器40は、いわゆるセグメントスイッチドキャパシタ型D/A変換器であり、その構成例については特許文献2に開示されているためここでは省略する。 It includes a D / A converter 40, a control circuit 42, an addition calculator 44, and a plurality of unit elements UC 0 to UC N−1 . The D / A converter 40 is a so-called segment-switched capacitor type D / A converter, and a configuration example thereof is disclosed in Patent Document 2 and is omitted here.

複数N個の単位素子UC〜UCN−1は、すべて同じ構成を有している。各単位素子UCはそれぞれ、複数の候補値のいずれか取り得る制御データCNTを受け、その値を示すアナログ信号を生成する。図1にはN=8の場合が示される。
各単位素子UCは、容量値の等しいキャパシタを含んでいる。各キャパシタは、対応する制御データの値に応じた基準電圧によって充電される。各キャパシタに生ずる電圧が、アナログ信号として後段の加算演算器44へと出力される。
The plurality of N unit elements UC 0 to UC N-1 all have the same configuration. Each unit element UC receives control data CNT that can take any one of a plurality of candidate values, and generates an analog signal indicating the value. FIG. 1 shows a case where N = 8.
Each unit element UC includes capacitors having the same capacitance value. Each capacitor is charged with a reference voltage corresponding to the value of the corresponding control data. The voltage generated in each capacitor is output as an analog signal to the addition calculator 44 at the subsequent stage.

具体的には、i番目(0≦i≦N−1)の単位素子UCは、制御回路42からの対応する制御信号CNTを受け、制御信号CNTの値Xを示すアナログ信号Vを生成する。
=ΔV×X …(2)
制御信号CNTは、複数の候補値(a1,a2,…aM)のいずれかをとる。
Specifically, the i-th (0 ≦ i ≦ N−1) unit element UC i receives the corresponding control signal CNT i from the control circuit 42 and receives the analog signal V indicating the value X i of the control signal CNT i. i is generated.
V i = ΔV × X i (2)
The control signal CNT i takes one of a plurality of candidate values (a1, a2,... AM).

候補値の個数Mも特に限定されるものではないが、本実施の形態では、候補値の個数Mは3であり、a1=−1、a2=1、a3=0であるものとする。つまり、単位素子UCから出力されるアナログ信号Vは、(−ΔV、ΔV、0)のいずれかを取り得る。 The number M of candidate values is not particularly limited, but in the present embodiment, the number M of candidate values is 3, and a1 = −1, a2 = 1, and a3 = 0. That is, the analog signal V i output from the unit element UC can take any of (−ΔV, ΔV, 0).

加算演算器44は、N個の単位素子UC〜UCN−1が生成したアナログ信号V〜Vを加算し、アナログ出力信号VOUTを生成する。
OUT=Σi=0:N−1 …(3)
The addition calculator 44 adds the analog signals V 0 to V 7 generated by the N unit elements UC 0 to UC N−1 to generate an analog output signal VOUT .
V OUT = Σ i = 0: N−1 V i (3)

制御回路42は、サイクルごとにN個の単位素子UC〜UCN−1それぞれに制御データCNT〜CNTN−1を出力する。デジタル入力信号DINの値をY、i(0≦i≦N−1)番目の単位素子UCに対する制御データCNTの値をXと書くとき、制御回路42は、
Y=Σi=0:N−1 …(4)
を満たすように、各単位素子UCに対する制御データのセットCNT〜CNTN−1を生成する。
The control circuit 42 outputs the control data CNT 0 to CNT N-1 to N unit elements UC of 0 to UC N-1, respectively for each cycle. When writing the value of the digital input signal D IN Y, i a value of (0 ≦ i ≦ N-1 ) th unit element control data CNT i for UC i and X i, the control circuit 42,
Y = Σ i = 0: N−1 X i (4)
The control data sets CNT 0 to CNT N−1 for each unit element UC are generated so as to satisfy the above.

複数の候補値a1〜a3のうちの少なくともひとつ(L個)が循環対象値として定められている。Lは自然数である。制御回路42は、各循環対象値を示す制御データを、N個の単位素子UC〜UCN−1に循環的に割り当てる。 At least one (L) of the plurality of candidate values a1 to a3 is defined as the circulation target value. L is a natural number. The control circuit 42 cyclically assigns control data indicating each circulation target value to the N unit elements UC 0 to UC N−1 .

制御回路42による制御データCNTの生成について詳細に説明する。   The generation of the control data CNT by the control circuit 42 will be described in detail.

L個の循環対象値は、符号が異なる2つの値を含むことが望ましい。たとえば、候補値−1、1、0に対して、L=2、循環対象値は−1および1であってもよい。制御回路42は、循環対象値−1を示す制御データをN個の単位素子UC〜UCN−1に循環的に割り当てる。同様に制御回路42は、循環対象値1を示す制御データをN個の単位素子UC〜UCN−1に循環的に割り当てる。なお、各単位素子の番号は仮想的なものであり、複数の単位素子UCが一列に並べて配置される場合、端から順に0、1、・・・とナンバリングしてもよいし、物理的な配置とは無関係にナンバリングしてもよい。 It is desirable that the L circulation target values include two values having different signs. For example, for the candidate values −1, 1, 0, L = 2 and the circulation target value may be −1 and 1. The control circuit 42 cyclically assigns the control data indicating the circulation target value −1 to the N unit elements UC 0 to UC N−1 . Similarly, the control circuit 42 cyclically assigns control data indicating the circulation target value 1 to the N unit elements UC 0 to UC N−1 . The number of each unit element is virtual, and when a plurality of unit elements UC are arranged in a line, they may be numbered as 0, 1,... Numbering may be performed regardless of the arrangement.

上述のように、デジタル入力信号DINの値Yは、0、少なくともひとつの正の値(1,2,3,4)、および少なくともひとつの負の値(−1,−2,−3,−4)のいずれかをとる。 As described above, the value Y of the digital input signal D IN is 0, at least one positive value (1,2,3,4), and at least one negative value (-1, -2, -3, -4)

制御回路42は、L個の循環対象値−1、1それぞれに対応づけられるポインタP1、P2を管理する。制御回路42は、あるサイクルにおいて値Yが負であり、そのサイクルにおいて循環対象値−1を示す制御データを割り当てるべき先頭の単位素子の番号を示す第1ポインタP1の値がjであるとき、第1ポインタP1が示す単位素子を先頭とする連続するY個の単位素子に循環対象値−1を示す制御データを割り当て、残りの単位素子に0を示す制御データを割り当てる。そして制御回路42は、第1ポインタP1の値をj+Yに更新する。   The control circuit 42 manages pointers P1 and P2 associated with L circulation target values −1 and 1, respectively. When the value Y is negative in a certain cycle and the value of the first pointer P1 indicating the number of the first unit element to which control data indicating the circulation target value −1 is to be assigned in that cycle is j, the control circuit 42 Control data indicating the circulation target value −1 is assigned to consecutive Y unit elements starting from the unit element indicated by the first pointer P1, and control data indicating 0 is assigned to the remaining unit elements. Then, the control circuit 42 updates the value of the first pointer P1 to j + Y.

同様に制御回路42は、あるサイクルにおいて値Yが正であり、そのサイクルにおいて循環対象値1を示す制御データを割り当てるべき先頭の単位素子の番号を示す第2ポインタP2の値がkであるとき、第2ポインタP2が示す単位素子UCを先頭とするY個の単位素子に循環対象値1を示す制御データを割り当て、残りの(N−Y)個の単位素子に0を示す制御データを割り当てるとともに、第2ポインタの値P2をk+Yに更新する。N個の単位素子UC〜UCN−1が設けられるとき、第1ポインタP1、第2ポインタP2の値はそれぞれ、0からN−1のいずれかを取り得る。 Similarly, when the value Y is positive in a certain cycle and the value of the second pointer P2 indicating the number of the first unit element to which control data indicating the circulation target value 1 is to be assigned in that cycle is the control circuit 42, The control data indicating the circulation target value 1 is allocated to the Y unit elements starting from the unit element UC indicated by the second pointer P2, and the control data indicating 0 is allocated to the remaining (N−Y) unit elements. At the same time, the value P2 of the second pointer is updated to k + Y. When N unit elements UC 0 to UC N−1 are provided, the values of the first pointer P1 and the second pointer P2 can take any of 0 to N−1.

なお、「あるサイクルにおいてある循環対象値を示す制御データを割り当てるべき先頭の単位素子の番号」は、「その前のサイクルにおいてある循環対象値を示す制御データを割り当てた最も後ろの単位素子」と1対1で対応づけることができる。したがってポインタとしていずれを利用しても、それらは等価である。   Note that “the number of the first unit element to which control data indicating a circulation target value in a certain cycle is to be assigned” is “the last unit element to which control data indicating a circulation target value is assigned in the previous cycle”. One-to-one correspondence is possible. Thus, whatever is used as a pointer is equivalent.

同じ循環対象値を示す制御データは、複数の単位素子UC〜UCN−1に対して巡回的に割り当てられるものであるから、N番目、N+1番目、・・・の単位素子、・・・は、0番目、1番目、・・・の単位素子に相当する。 Since the control data indicating the same circulation target value is cyclically assigned to the plurality of unit elements UC 0 to UC N−1 , the Nth, N + 1th,... Unit elements,. Corresponds to 0th, 1st,... Unit elements.

制御回路42は、あるサイクルにおいて値Yが0であるとき、すべての単位素子UC〜UCに対して値0を示す制御データを割り当て、第1ポインタP1、第2ポインタP2の値をそのまま保持する。 When the value Y is 0 in a certain cycle, the control circuit 42 assigns control data indicating the value 0 to all the unit elements UC 1 to UC 8 and keeps the values of the first pointer P1 and the second pointer P2 as they are. Hold.

以上が制御データの生成規則である。制御回路42は、第1メモリ50、第2メモリ52、ロジック部54を含む。第1メモリ50および第2メモリ52は、L個(L=2)の循環対象値(−1、+1)ごとに設けられている。各メモリは、各サイクルにおいて、対応する循環対象値を示す制御データを割り当てるべき先頭の単位素子の番号を示すポインタの値を保持する。   The above is the control data generation rule. The control circuit 42 includes a first memory 50, a second memory 52, and a logic unit 54. The first memory 50 and the second memory 52 are provided for every L (L = 2) circulation target values (−1, +1). Each memory holds a pointer value indicating the number of the first unit element to which control data indicating the corresponding circulation target value should be assigned in each cycle.

第1メモリ50は、循環対象値−1に関連する第1ポインタP1の値を保持する。第2メモリ52は、循環対象値1に関連する第2ポインタP2の値を保持する。ロジック部54は、L個のメモリの値P1、P2にもとづき、N個の単位素子に対する制御データCNT〜CNTを生成する。 The first memory 50 holds the value of the first pointer P1 related to the circulation target value-1. The second memory 52 holds the value of the second pointer P2 related to the circulation target value 1. The logic unit 54 generates control data CNT 1 to CNT 8 for the N unit elements based on the L memory values P1 and P2.

ロジック部54は、デジタル入力信号DINの符号を判定する。そして負の場合、第1メモリ50を参照し、そのサイクルにおける第1ポインタP1の値jを取得する。第1ポインタP1の値がjのとき、単位素子UC〜UCj+Y−1に、値−1を示す制御データCNT〜CNTj+Y−1を出力し、その他の単位素子UCに、値0を示す制御データを出力する。そして第1ポインタP1の値を、j+Yに書き換える。 Logic unit 54 determines the sign of the digital input signal D IN. If negative, the first memory 50 is referred to, and the value j of the first pointer P1 in that cycle is acquired. When the value of the first pointer P1 is j, the unit elements UC j ~UC j + Y-1 , and outputs the control data CNT j ~CNT j + Y-1 indicating the value -1, the other unit element UC, the value 0 The control data shown is output. Then, the value of the first pointer P1 is rewritten to j + Y.

ロジック部54は、デジタル入力信号DINの符号が正の場合、第2メモリ52を参照し、第2ポインタP2の値kを取得する。第2ポインタP2の値がkのとき、単位素子UC〜UCk+Y−1に、値1を示す制御データCNT〜CNTk+Y−1を出力し、その他の単位素子UCに、値0を示す制御データを出力する。そして第2ポインタP2の値を、k+Yに書き換える。 Logic unit 54, the sign of the digital input signal D IN is the case of positive, referring to the second memory 52, obtains the value k of the second pointer P2. When the value of the second pointer P2 is k, the unit elements UC k ~UC k + Y-1 , and outputs the control data CNT k ~CNT k + Y-1 indicating the value 1, the other unit elements UC, indicating the value 0 Output control data. Then, the value of the second pointer P2 is rewritten to k + Y.

第1メモリ50および第2メモリ52は、ロジック部54からのデータにもとづきカウントアップする3ビットのカウンタであってもよい。この場合、ロジック部54は1個の単位素子UCに循環対象値−1を示す制御データを割り当てるたびに第1メモリ50を1ずつカウントアップさせればよい。同様にロジック部54は1個の単位素子UCに循環対象値1を示す制御データを割り当てるたびに第2メモリ52を1ずつカウントアップさせればよい。カウントアップに代えてカウントダウンを利用してもよい。   The first memory 50 and the second memory 52 may be a 3-bit counter that counts up based on data from the logic unit 54. In this case, the logic unit 54 may count up the first memory 50 by one each time control data indicating the circulation target value −1 is assigned to one unit element UC. Similarly, the logic unit 54 may count up the second memory 52 by one each time control data indicating the circulation target value 1 is assigned to one unit element UC. A countdown may be used instead of the countup.

以上が実施の形態に係るD/A変換器40の構成である。続いてその動作を説明する。図2は、図1のD/A変換器40の動作を示すタイムチャートである。横軸は時間(サイクル)を示す。たとえば初期状態において、ポインタP1、P2の値はいずれも0である。第1サイクル目に入力デジタル信号DINの値Yは0であるから、すべての制御データCNT〜CNTは0となる。そしてポインタP1、P2の値は初期値0を維持する。 The above is the configuration of the D / A converter 40 according to the embodiment. Next, the operation will be described. FIG. 2 is a time chart showing the operation of the D / A converter 40 of FIG. The horizontal axis represents time (cycle). For example, in the initial state, the values of the pointers P1 and P2 are both 0. Since the value Y of the input digital signal D IN to the first cycle is zero, all control data CNT 0 to CNT 7 is zero. The values of the pointers P1 and P2 maintain the initial value 0.

次のサイクルt2において入力デジタル信号DINの値Yは1であるから、第2ポインタP2の値j=0が示す単位素子UCを先頭とする1個の単位素子UCに対する制御データCNTの値Xが1となり、その他の制御データCNT〜CNTの値X〜Xが0となる。そして、第2ポインタP2の値が1(=abs(Y))だけインクリメントされ、P1=1となる。第1ポインタP1の値は維持される。 Since the value Y of the input digital signal D IN in the next cycle t2 is 1, control data CNT 0 for one of the unit elements UC 0 to start the unit elements UC 0 which is indicated by j = 0 of the second pointer P2 values X 0 is 1, and the value X 1 to X 7 of other control data CNT 1 to CNT 7 becomes zero. Then, the value of the second pointer P2 is incremented by 1 (= abs (Y)), and P1 = 1. The value of the first pointer P1 is maintained.

次のサイクルt3において入力デジタル信号DINの値Yは−2である。第1ポインタP1の値は0であるから、単位素子UCを先頭とする2(=abs(Y))個の単位素子UC、UCに対する制御データCNT、CNTの値X、Xが−1となり、その他の制御データCNT〜CNTの値X〜Xが0となる。そして、第1ポインタP1の値が2(=abs(Y))だけインクリメントされる。第2ポインタP2の値は維持される。 The value Y of the input digital signal D IN in the next cycle t3 -2. Since the value of the first pointer P1 is 0, 2, top unit elements UC 0 (= abs (Y) ) control data CNT 0 for number of unit elements UC 0, UC 1, CNT 1 values X 0, X 1 is -1, and the value X 2 to X 7 of other control data CNT 2 to CNT 7 becomes zero. Then, the value of the first pointer P1 is incremented by 2 (= abs (Y)). The value of the second pointer P2 is maintained.

さらに続くサイクルt4において入力デジタル信号DINの値Yは−1である。第1ポインタP1の値は2であるから、単位素子UCを先頭とする1(=abs(Y))個の単位素子UCに対する制御データCNTの値Xが−1となり、その他の制御データCNT、CNT、CNT〜CNTの値X〜Xが0となる。そして、第1ポインタP1の値が1(=abs(Y))だけインクリメントされる。第2ポインタP2の値は維持される。 The value Y of the input digital signal D IN In further subsequent cycle t4 is -1. Since the value of the first pointer P1 is 2, the unit element UC 2 1 and the top (= abs (Y)) values X 2 of the control data CNT 2 for number of unit elements UC 2 is next to 1, Other control data CNT 0, the value X 2 to X 7 of CNT 1, CNT 3 ~CNT 7 becomes zero. Then, the value of the first pointer P1 is incremented by 1 (= abs (Y)). The value of the second pointer P2 is maintained.

以降、D/A変換器40はサイクルごとに同様の処理を繰り返す。   Thereafter, the D / A converter 40 repeats the same processing for each cycle.

実施の形態に係るD/A変換器40は、以下の利点を有する。
このD/A変換器40では、複数の候補値のうち、あらかじめ定められた循環対象値それぞれについて、その値を示す制御データが、複数の単位素子に循環的に割り当てられるため、各循環対象値を示すアナログ信号が、複数の単位素子によって偏り無く生成される。言い換えれば、各循環対象値に対する複数の単位素子の使用頻度を均一化することができる。
The D / A converter 40 according to the embodiment has the following advantages.
In this D / A converter 40, control data indicating the predetermined circulation target value among the plurality of candidate values is cyclically assigned to the plurality of unit elements. Is generated without deviation by the plurality of unit elements. In other words, the frequency of use of a plurality of unit elements for each circulation target value can be made uniform.

現実的には、すべての単位素子UCをばらつきなく製造することは困難であり、したがって単位素子ごとに、循環対象値−1を示すアナログ信号の電圧値(あるいは電流値)は異なっており、循環対象値1を示すアナログ信号の電圧値(あるいは電流値)も異なっている。したがって、ある単位素子UCに対して非ゼロの制御データを集中的に割り当てた場合、アナログ信号の誤差が蓄積されるという問題が生じてしまう。これに対し、実施の形態に係るD/A変換器40では、各循環対象値に対する複数の単位素子の使用頻度を均一化することにより、アナログ信号の値のばらつきをキャンセルすることができる。   Actually, it is difficult to manufacture all the unit elements UC without variation, and therefore, the voltage value (or current value) of the analog signal indicating the circulation target value −1 is different for each unit element. The voltage value (or current value) of the analog signal indicating the target value 1 is also different. Therefore, when non-zero control data is intensively assigned to a certain unit element UC, there arises a problem that an error of an analog signal is accumulated. On the other hand, in the D / A converter 40 according to the embodiment, the variation in the value of the analog signal can be canceled by equalizing the use frequency of the plurality of unit elements for each circulation target value.

また、単位素子UCにおいて、符号が異なり絶対値が等しい2つの値(−1、1)に対応するアナログ信号のばらつきが対称性を有する、言い換えれば、制御データ−1に対応するアナログ信号の値と、制御データ−1に対応するアナログ信号の絶対値が等しい場合がある。この場合に、符号が異なり絶対値が等しい2つの値(−1、1)を循環対象値として管理することにより、各単位素子ごとに、絶対値が等しい正のアナログ信号と負のアナログ信号のばらつき量を好適にキャンセルでき、長期的な精度を高めることができる。   Further, in the unit element UC, variations in the analog signal corresponding to two values (−1, 1) having different signs and the same absolute value have symmetry, in other words, the value of the analog signal corresponding to the control data−1. And the absolute value of the analog signal corresponding to the control data-1 may be equal. In this case, by managing two values (−1, 1) having different signs and the same absolute value as the circulation target values, a positive analog signal and a negative analog signal having the same absolute value are managed for each unit element. The variation amount can be suitably canceled, and long-term accuracy can be improved.

実施の形態に係るD/A変換器40の利点は、比較技術との対比によって明確となる。図3(a)、(b)は、実施の形態に係るD/A変換器40と、比較技術に係るD/A変換器それぞれの動作を示す状態遷移図である。   The advantages of the D / A converter 40 according to the embodiment are clarified by comparison with a comparative technique. FIGS. 3A and 3B are state transition diagrams showing operations of the D / A converter 40 according to the embodiment and the D / A converter according to the comparison technique.

図3(b)を参照して比較技術について説明する。この比較技術における制御データの生成方法を素子循環法と称し、実施の形態における制御データの生成方法を改良素子循環法と称する。   The comparison technique will be described with reference to FIG. The control data generation method in this comparative technique is referred to as an element circulation method, and the control data generation method in the embodiment is referred to as an improved element circulation method.

素子循環法では、複数の循環対象値−1、1に対して、単一の共通ポインタが管理される。この共通ポインタは、非ゼロを示す制御データを割り当てるべき先頭の単位素子の番号を示す。制御回路は、あるサイクルにおいて値Yが負であり、共通ポインタの値がjであるとき、共通ポインタが示す単位素子を先頭とする連続するY個の単位素子に循環対象値−1を示す制御データを割り当て、残りの単位素子に0を示す制御データを割り当てる。そして制御回路42は、共通ポインタの値をj+Yに更新する。   In the element circulation method, a single common pointer is managed for a plurality of circulation target values −1 and 1. This common pointer indicates the number of the first unit element to which control data indicating non-zero should be assigned. When the value Y is negative in a certain cycle and the value of the common pointer is j, the control circuit performs control to indicate the circulation target value −1 in consecutive Y unit elements starting from the unit element indicated by the common pointer. Data is assigned, and control data indicating 0 is assigned to the remaining unit elements. Then, the control circuit 42 updates the value of the common pointer to j + Y.

同様に制御回路42は、あるサイクルにおいて値Yが正であり、そのサイクルにおいて共通ポインタの値がkであるとき、共通ポインタが示す単位素子UCを先頭とするY個の単位素子に循環対象値1を示す制御データを割り当て、残りの(N−Y)個の単位素子に0を示す制御データを割り当てる。そして共通ポインタの値をk+Yに更新する。   Similarly, when the value Y is positive in a certain cycle and the value of the common pointer is k in that cycle, the control circuit 42 applies a circulation target value to Y unit elements starting with the unit element UC indicated by the common pointer. Control data indicating 1 is allocated, and control data indicating 0 is allocated to the remaining (N−Y) unit elements. Then, the value of the common pointer is updated to k + Y.

図3(b)の素子循環法によれば、複数の単位素子UCによって非ゼロのアナログ信号を偏りなく発生させることができる。しかしながら、たとえば単位素子UC、UCに着目すると、9サイクルのうち、3サイクルにおいて−1が割り当てられ、1は一度も割り当てられない。一方、単位素子UCに着目すると、9サイクルのうち、2サイクルにおいて1が割り当てられ、−1は一度も割り当てられないという状況が発生する。 According to the element circulation method of FIG. 3B, a non-zero analog signal can be generated without bias by the plurality of unit elements UC. However, focusing on the unit elements UC 0 and UC 1 , for example, −1 is assigned in 3 cycles out of 9 cycles, and 1 is never assigned. On the other hand, when attention is paid to the unit element UC 3 , a situation occurs in which 1 is assigned in 2 cycles out of 9 cycles and −1 is never assigned.

これに対して、図3(a)に示すように実施の形態に係るD/A変換器40では、各単位素子UCにおいて、1の割り当てられる頻度と、−1が割り当てられる頻度がほぼ等しくなっており、したがって長期的に見た場合の正負のばらつきを好適にキャンセルすることができる。   On the other hand, as shown in FIG. 3A, in the D / A converter 40 according to the embodiment, the frequency at which 1 is allocated and the frequency at which −1 is allocated are substantially equal in each unit element UC. Therefore, the positive / negative variation when viewed in the long term can be suitably canceled.

以上、実施の形態に係るD/A変換器40について説明した。続いてその好適なアプリケーションを説明する。図4は、図1のD/A変換器40を備えるΔΣ型A/D変換器100の構成を示すブロック図である。ΔΣ型A/D変換器100は、差分演算回路10、フィルタ回路20、量子化器30および図2のD/A変換器40を備える。   The D / A converter 40 according to the embodiment has been described above. Next, a suitable application will be described. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a ΔΣ A / D converter 100 including the D / A converter 40 of FIG. The ΔΣ A / D converter 100 includes a difference calculation circuit 10, a filter circuit 20, a quantizer 30, and the D / A converter 40 of FIG.

D/A変換器40は、ΔΣ型A/D変換器100のデジタルの出力信号Soutをアナログの帰還信号Sfbに変換する。差分演算回路10は、入力信号Sinに応じた信号Sinと、帰還信号Sfbに応じた信号の差分(Sin−Sfb)に応じた差分信号Sdを生成する。   The D / A converter 40 converts the digital output signal Sout of the ΔΣ A / D converter 100 into an analog feedback signal Sfb. The difference calculation circuit 10 generates a difference signal Sd corresponding to a difference (Sin−Sfb) between a signal Sin corresponding to the input signal Sin and a signal corresponding to the feedback signal Sfb.

フィルタ回路20は、差分信号Sdをフィルタリングする。フィルタ回路20は、次数に応じた複数の積分器INT1〜INT3、複数の係数回路g1〜g7、複数の加算器ADD1、ADD2を含む。なおフィルタ回路20の回路トポロジーは公知のものであるから説明を省略する。またその構成は図1のそれに限定されるものではなく、当業者にはその他の変形例が存在することが理解される。   The filter circuit 20 filters the difference signal Sd. The filter circuit 20 includes a plurality of integrators INT1 to INT3 according to the order, a plurality of coefficient circuits g1 to g7, and a plurality of adders ADD1 and ADD2. Since the circuit topology of the filter circuit 20 is a known one, the description is omitted. In addition, the configuration is not limited to that of FIG. 1, and those skilled in the art will recognize that there are other variations.

量子化器30は、フィルタ回路20の出力信号Sfを量子化し、デジタルの出力信号Soutを生成する。   The quantizer 30 quantizes the output signal Sf of the filter circuit 20 and generates a digital output signal Sout.

図5は、図4のΔΣ型A/D変換器におけるD/A変換器の具体的な構成例を示す回路図である。D/A変換器40は差分演算回路10と一体に構成される。具体的には、D/A変換器40の加算演算器44と、差分演算回路10が、ひとつの演算増幅器46を共有して構成されており、セグメントスイッチドキャパシタ型D/A変換器とスイッチドキャパシタ型の加算器のハイブリッド回路である。   FIG. 5 is a circuit diagram showing a specific configuration example of the D / A converter in the ΔΣ A / D converter of FIG. 4. The D / A converter 40 is configured integrally with the difference calculation circuit 10. Specifically, the addition arithmetic unit 44 of the D / A converter 40 and the difference arithmetic circuit 10 are configured by sharing one operational amplifier 46, and the segment switched capacitor type D / A converter and the switch This is a hybrid circuit of a capacitor-type adder.

D/A変換器40は、符号1が付されたスイッチ群と、符号2が付されたスイッチ群と、は相補的に交互にオン、オフする。その結果、入力信号Sinと帰還信号Sfbの差分を示す差分信号Sdが生成される。   In the D / A converter 40, the switch group denoted by reference numeral 1 and the switch group denoted by reference numeral 2 are alternately turned on and off alternately. As a result, a difference signal Sd indicating a difference between the input signal Sin and the feedback signal Sfb is generated.

各単位素子UCは同様に構成されるため、単位素子UCのみを詳細に示している。
制御回路42が生成する制御データCNT〜CNTN−1はそれぞれ、第1データS1と第2データS2を含む。制御データCNTの値が1のとき、S1=0、S2=1であり、制御データCNTの値が−1のとき、S1=1、S2=0であり、制御データCNTの値が0のとき、S1=0、S2=0となる。
Since each unit element UC is configured similarly, only the unit element UC 0 is shown in detail.
The control data CNT 0 to CNT N−1 generated by the control circuit 42 includes first data S1 and second data S2, respectively. When the value of the control data CNT is 1, S1 = 0, S2 = 1, when the value of the control data CNT is -1, when S1 = 1, S2 = 0, and when the value of the control data CNT is 0 , S1 = 0 and S2 = 0.

単位素子UCのスイッチSW1は第1データS1が1のときオン、0のときオフする。単位素子UCのスイッチSW2は第2データS2が1のときオン、0のときオフする。つまり、制御データCNTの値が1のときと−1のときとで、単位素子UCは逆相で加算演算器44に対してカップリングされる。したがって値1に対応するアナログ信号と、値−1に対応するアナログ信号の絶対値のばらつきは等しいといえる。また制御データCNTの値が0のとき、単位素子UCは加算演算器44から切り離される。   The switch SW1 of the unit element UC is turned on when the first data S1 is 1, and turned off when the first data S1 is 0. The switch SW2 of the unit element UC is turned on when the second data S2 is 1, and turned off when it is 0. That is, the unit element UC is coupled to the addition calculator 44 in reverse phase when the value of the control data CNT is 1 and −1. Therefore, it can be said that the variation in absolute values of the analog signal corresponding to the value 1 and the analog signal corresponding to the value −1 is equal. When the value of the control data CNT is 0, the unit element UC is disconnected from the addition calculator 44.

D/A変換器40は差動形式であるが、当然のことながらシングルエンド形式で構成してもよい。またD/A変換器40単体として利用する場合には、入力信号Sinが入力される回路ブロック45を省略すればよい。また、スイッチドキャパシタ型ではなく、その他のセグメント型D/A変換器にも本発明は適用可能である。   The D / A converter 40 is a differential type, but may be configured as a single end type. When the D / A converter 40 is used alone, the circuit block 45 to which the input signal Sin is input may be omitted. Further, the present invention can be applied not only to the switched capacitor type but also to other segment type D / A converters.

以上がΔΣ型A/D変換器100の構成である。
ΔΣ型A/D変換器100は、時間的な累積処理(積分処理)を行う。したがって上述のD/A変換器40を用いることにより、アナログの帰還信号Sfbのばらつきが長期的にみてキャンセルされるため、ΔΣ型アナログデジタル変換器の精度を高めることができる。
The above is the configuration of the ΔΣ A / D converter 100.
The ΔΣ A / D converter 100 performs temporal accumulation processing (integration processing). Therefore, by using the above-described D / A converter 40, the variation of the analog feedback signal Sfb is canceled in the long term, so that the accuracy of the ΔΣ analog-digital converter can be improved.

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。   The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. is there. Hereinafter, such modifications will be described.

図6は、図1のD/A変換器の変形例を示すブロック図である。D/A変換器40aは、上述の制御回路42の方式(改良素子循環法)に加えて、それとは異なる別の方式で、制御データCNTを生成可能に構成される。D/A変換器40aは、外部からの切りかえ信号SELに応じて制御データCNTの生成方式を切りかえ可能となっている。   FIG. 6 is a block diagram showing a modification of the D / A converter of FIG. The D / A converter 40a is configured to be capable of generating the control data CNT by another method different from the method of the control circuit 42 (the improved element circulation method) described above. The D / A converter 40a can switch the generation method of the control data CNT in accordance with the switching signal SEL from the outside.

たとえば別の方式のひとつは、図3(b)に示す素子循環法である。別の方式のひとつは、無作為法である。無作為法では、値Yごとに、所定の制御データが固定的に生成される。たとえば以下の規則で制御データが生成される。
Y=−4 CNT〜CNT=−1 CNT〜CNT=0
Y=−3 CNT〜CNT=−1 CNT〜CNT=0
Y=−2 CNT〜CNT=−1 CNT〜CNT=0
Y=−1 CNT=−1 CNT〜CNT=0
Y=−0 CNT〜CNT=0
Y=1 CNT=1 CNT〜CNT=0
Y=2 CNT〜CNT=1 CNT〜CNT=0
Y=3 CNT〜CNT=1 CNT〜CNT=0
Y=4 CNT〜CNT=1 CNT〜CNT=0
For example, one of the other methods is an element circulation method shown in FIG. One alternative is a random method. In the random method, predetermined control data is fixedly generated for each value Y. For example, control data is generated according to the following rules.
Y = -4 CNT 0 to CNT 3 = -1 CNT 4 to CNT 7 = 0
Y = -3 CNT 0 to CNT 2 = -1 CNT 3 to CNT 7 = 0
Y = -2 CNT 0 to CNT 1 = -1 CNT 2 to CNT 7 = 0
Y = -1 CNT 0 = -1 CNT 1 to CNT 7 = 0
Y = −0 CNT 0 to CNT 7 = 0
Y = 1 CNT 0 = 1 CNT 4 to CNT 7 = 0
Y = 2 CNT 0 to CNT 1 = 1 CNT 2 to CNT 7 = 0
Y = 3 CNT 0 to CNT 2 = 1 CNT 3 to CNT 7 = 0
Y = 4 CNT 0 to CNT 3 = 1 CNT 4 to CNT 7 = 0

たとえば別の方式のひとつは、上述の特許文献2に記載される2次−DWA法であってもよい。   For example, one of the other methods may be a secondary-DWA method described in Patent Document 2 described above.

制御信号SELによって選択されたひとつの制御回路のみがアクティブとなり、その他の制御回路は非アクティブとされる。   Only one control circuit selected by the control signal SEL is active, and the other control circuits are inactive.

複数の制御方式は、それぞれが異なる特性(S/Nレベル、THD+Nレベル、消費電力)を有している。したがって図6のD/A変換器40によれば、アプリケーションごとに、最適な制御方式を切りかえて利用することができる。   Each of the plurality of control methods has different characteristics (S / N level, THD + N level, power consumption). Therefore, according to the D / A converter 40 of FIG. 6, the optimum control method can be switched and used for each application.

また非アクティブな制御回路は、クロック信号や基準電流、電源電圧のいずれか、あるいはこれらの任意の組み合わせの供給が停止される。その結果、消費電力の増大が抑制される。   The inactive control circuit is stopped from supplying any one of the clock signal, the reference current, the power supply voltage, or any combination thereof. As a result, an increase in power consumption is suppressed.

上述の改良素子循環法、あるいは素子循環法において、D/A変換器40の制御回路42は候補値0を示す制御データの個数が最小となるように、制御データのセットを生成してもよい。
制御データは、
Y=Σi=0:N−1 …(4)
を満たすように生成される。したがって、制御データの2つの0からなるゼロペアは、絶対値が等しく符号(正負)の異なる2つの値のペア、たとえば1および−1のペアで置換することができる。たとえば図3(a)の1サイクル目において制御データCNT〜CNTは(0,0,0,0)であるが、それを(1,1,−1,−1)あるいは(1,−1,1,−1)などで置換してもよい。
In the above-described improved element circulation method or element circulation method, the control circuit 42 of the D / A converter 40 may generate a set of control data so that the number of control data indicating the candidate value 0 is minimized. .
Control data is
Y = Σ i = 0: N−1 X i (4)
Generated to satisfy. Thus, two zero-pairs of control data can be replaced with two value pairs of equal absolute value and different signs (positive and negative), for example, 1 and −1 pairs. For example, in the first cycle of FIG. 3A, the control data CNT 4 to CNT 7 are (0, 0, 0, 0), which is (1, 1, -1, -1) or (1,- 1,1, -1) or the like.

つまり、上述の改良素子循環法(あるいは素子循環法、無作為法)によって制御データのセットCNT〜CNTを生成した後、0が割り当てられた制御データの数が2個以上である場合には、2つのゼロのペア(0,0)を、(−1、1)で置き換えればよい。 That is, when the control data sets CNT 0 to CNT 7 are generated by the above-described improved element circulation method (or element circulation method, random method), and then the number of control data to which 0 is assigned is two or more. Replaces two zero pairs (0,0) with (-1,1).

現実的には候補値0を示すアナログ信号も、ばらつきを有するところ、この誤差はキャンセルすることが困難である。つまり単位素子UCが値0を示すアナログ信号を出力するたびに、アナログ出力信号VOUTの誤差は増加していく。
ゼロのペア(0,0)を、(1,−1)で置換することにより、値0に対応する誤差を好適にキャンセルすることができる。
Actually, the analog signal indicating the candidate value 0 also varies, and it is difficult to cancel this error. That is, every time the unit element UC outputs an analog signal having a value of 0, the error of the analog output signal VOUT increases.
By replacing the zero pair (0,0) with (1, -1), the error corresponding to the value 0 can be preferably canceled.

最後に、図4のΔΣ型A/D変換器100のアプリケーションを説明する。図7は、ΔΣ型A/D変換器100を備える電子機器2の構成を示すブロック図である。電子機器2は、マイク4、ΔΣ型A/D変換器100および信号処理部6を備える。たとえば電子機器2は、オーディオ信号を録音する機能を備える機器であり、ICレコーダ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話などである。   Finally, an application of the ΔΣ A / D converter 100 in FIG. 4 will be described. FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of the electronic device 2 including the ΔΣ A / D converter 100. The electronic device 2 includes a microphone 4, a ΔΣ A / D converter 100, and a signal processing unit 6. For example, the electronic device 2 is a device having a function of recording an audio signal, such as an IC recorder, a digital camera, a video camera, and a mobile phone.

マイク4は、音響信号をアナログの電気信号に変換する。ΔΣ型A/D変換器100は、アナログの電気信号Sinをデジタルの電気信号Soutに変換する。信号処理部6は、デジタル信号Soutに対してその機器固有のデジタル信号処理を施す。たとえばICレコーダやデジタルカメラ、ビデオカメラであれば、デジタル信号Soutを所定のフォーマットで圧縮し、映像とともに図示しないメモリなどに格納する。   The microphone 4 converts an acoustic signal into an analog electric signal. The ΔΣ A / D converter 100 converts an analog electrical signal Sin into a digital electrical signal Sout. The signal processing unit 6 performs digital signal processing unique to the device on the digital signal Sout. For example, in the case of an IC recorder, a digital camera, or a video camera, the digital signal Sout is compressed in a predetermined format and stored together with video in a memory (not shown).

図7の電子機器2によれば、オーディオ信号を、低ノイズでデジタル信号に変換することができるため、後にデジタル信号をアナログ信号に再変換して再生する際に、高音質なオーディオ信号を得ることができる。   According to the electronic device 2 in FIG. 7, since the audio signal can be converted into a digital signal with low noise, a high-quality audio signal is obtained when the digital signal is reconverted into an analog signal and reproduced later. be able to.

実施の形態にもとづき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。   Although the present invention has been described based on the embodiments, the embodiments merely show the principle and application of the present invention, and the embodiments depart from the idea of the present invention defined in the claims. Many modifications and changes in the arrangement are allowed within the range not to be performed.

10…差分演算回路、20…フィルタ回路、30…量子化器、ADD…加算器、INT…積分器、40…D/A変換器、42…制御回路、44…加算演算器、50…第1メモリ、UC…単位素子、52…第2メモリ、54…ロジック部、100…ΔΣ型A/D変換器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Difference arithmetic circuit, 20 ... Filter circuit, 30 ... Quantizer, ADD ... Adder, INT ... Integrator, 40 ... D / A converter, 42 ... Control circuit, 44 ... Addition arithmetic unit, 50 ... 1st Memory, UC, unit element, 52, second memory, 54, logic unit, 100, ΔΣ A / D converter.

Claims (9)

サイクルごとに入力されるデジタル入力信号をアナログ出力信号に変換するデジタルアナログ変換器であって、
それぞれが、複数の候補値のいずれか取り得る制御データを受け、その値を示すアナログ信号を生成するN個(Nは2以上の整数)の単位素子と、
前記N個の単位素子が生成したアナログ信号を加算し、前記アナログ出力信号を生成する加算演算回路と、
サイクルごとに前記N個の単位素子それぞれに制御データを出力する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記デジタル入力信号の値をY、i(1≦i≦N)番目の単位素子に対する制御データの値をXと書くとき、
Y=Σi=1:N
を満たすように各単位素子に対する制御データを生成し、かつ前記制御回路は、前記複数の候補値のうちのL個を(Lは自然数)循環対象値とし、各循環対象値を示す前記制御データを、前記N個の単位素子に循環的に割り当てることを特徴とするデジタルアナログ変換器。
A digital-analog converter that converts a digital input signal input every cycle into an analog output signal,
N unit elements (N is an integer of 2 or more) each receiving control data that can take any of a plurality of candidate values and generating an analog signal indicating the value,
An addition operation circuit for adding the analog signals generated by the N unit elements and generating the analog output signal;
A control circuit for outputting control data to each of the N unit elements for each cycle;
With
The control circuit writes Y as the value of the digital input signal and X i as the value of control data for the i (1 ≦ i ≦ N) -th unit element,
Y = Σ i = 1: N X i
Control data for each unit element is generated so as to satisfy, and the control circuit sets L of the plurality of candidate values (L is a natural number) as a circulation target value, and the control data indicating each circulation target value Is cyclically assigned to the N unit elements.
前記L個の循環対象値は、符号が異なり絶対値が等しい2つの値を含むことを特徴とする請求項1に記載のデジタルアナログ変換器。   The digital-to-analog converter according to claim 1, wherein the L circulation target values include two values having different signs and the same absolute value. 前記複数の候補値は、0、−1および1であり、前記L個の循環対象値は−1および1であり、
前記制御回路は、循環対象値−1を示す制御データを前記N個の単位素子に循環的に割り当て、かつ循環対象値1を示す制御データを前記N個の単位素子に循環的に割り当てることを特徴とする請求項1に記載のデジタルアナログ変換器。
The plurality of candidate values are 0, −1 and 1, and the L circulation target values are −1 and 1.
The control circuit cyclically assigns control data indicating the circulation target value −1 to the N unit elements, and cyclically assigns control data indicating the circulation target value 1 to the N unit elements. The digital-to-analog converter according to claim 1, wherein
前記複数の候補値は、0、−1および1であり、前記L個の循環対象値は−1および1であり、前記デジタル入力信号の値Yは、0、少なくともひとつの正の値、および少なくともひとつの負の値のいずれかをとるものであり、
前記制御回路は、あるサイクルにおいて値Yが正であり、そのサイクルにおいて循環対象値1を示す制御データを割り当てるべき先頭の単位素子の番号を示す第1ポインタの値がjであるとき、第1ポインタが示す単位素子を先頭とするY個の単位素子に循環対象値1を示す制御データを割り当て、残りの単位素子に0を示す制御データを割り当てるとともに、第1ポインタの値をj+Yに更新し、
あるサイクルにおいて値Yが負であり、そのサイクルにおいて循環対象値−1を示す制御データを割り当てるべき先頭の単位素子の番号を示す第2ポインタの値がkであるとき、第2ポインタが示す単位素子を先頭とするY個の単位素子に循環対象値−1を示す制御データを割り当て、残りの(N−Y)個の単位素子に0を示す制御データを割り当てるとともに、第2ポインタの値をk+Yに更新することを特徴とする請求項1に記載のデジタルアナログ変換器。
The plurality of candidate values are 0, -1 and 1, the L circulation target values are -1 and 1, the value Y of the digital input signal is 0, at least one positive value, and Take one of at least one negative value,
When the value Y is positive in a certain cycle and the value of the first pointer indicating the number of the first unit element to which control data indicating the circulation target value 1 is to be assigned in that cycle is j, Control data indicating circulation target value 1 is allocated to Y unit elements starting from the unit element indicated by the pointer, control data indicating 0 is allocated to the remaining unit elements, and the value of the first pointer is updated to j + Y. ,
The unit indicated by the second pointer when the value Y is negative in a certain cycle and the value of the second pointer indicating the number of the first unit element to which control data indicating the circulation target value −1 is to be assigned in that cycle is k The control data indicating the circulation target value −1 is allocated to the Y unit elements starting from the element, the control data indicating 0 is allocated to the remaining (N−Y) unit elements, and the value of the second pointer is set. The digital-to-analog converter according to claim 1, wherein the digital-to-analog converter is updated to k + Y.
前記制御回路は、
前記L個の循環対象値ごとに設けられ、それぞれが各サイクルにおいて、対応する循環対象値を示す制御データを割り当てるべき先頭の単位素子の番号を示すポインタの値を保持するL個のメモリと、
前記L個のメモリが保持する値にもとづき、前記N個の単位素子に対する前記制御データを生成するロジック部と、
を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のデジタルアナログ変換器。
The control circuit includes:
L memories provided for each of the L circulation target values, each holding a pointer value indicating the number of the first unit element to which control data indicating the corresponding circulation target value should be assigned in each cycle;
A logic unit that generates the control data for the N unit elements based on values held by the L memories;
The digital-to-analog converter according to claim 1, comprising:
前記複数の候補値は、0、−1および1であり、前記L個の循環対象値は−1および1であり、前記デジタル入力信号の値Yは、0、少なくともひとつの正の値、および少なくともひとつの負の値のいずれかをとるものであり、
前記制御回路は、候補値0を示す制御データの個数が最小となるように、前記制御データのセットを生成することを特徴とする請求項1に記載のデジタルアナログ変換器。
The plurality of candidate values are 0, -1 and 1, the L circulation target values are -1 and 1, the value Y of the digital input signal is 0, at least one positive value, and Take one of at least one negative value,
2. The digital-analog converter according to claim 1, wherein the control circuit generates the set of control data so that the number of control data indicating the candidate value 0 is minimized.
アナログ入力信号をデジタル出力信号に変換するΔΣ型アナログデジタル変換器であって、
前記デジタル出力信号を受けアナログ帰還信号に変換する、請求項1から6のいずれかに記載のデジタルアナログ変換器と、
前記アナログ入力信号に応じた信号と、前記アナログ帰還信号に応じた信号の差分に応じた差分信号を生成する差分演算回路と、
少なくともひとつの積分器を含み、前記差分信号をフィルタリングするフィルタ回路と、
前記フィルタ回路の出力信号を量子化し、前記デジタル出力信号を生成する量子化器と、
を備えることを特徴とするΔΣ型アナログデジタル変換器。
A ΔΣ analog-to-digital converter that converts an analog input signal into a digital output signal,
The digital-to-analog converter according to any one of claims 1 to 6, wherein the digital-output signal is received and converted into an analog feedback signal;
A difference calculation circuit that generates a difference signal according to a difference between the signal according to the analog input signal and the signal according to the analog feedback signal;
A filter circuit including at least one integrator and filtering the difference signal;
A quantizer that quantizes the output signal of the filter circuit and generates the digital output signal;
A ΔΣ analog-to-digital converter characterized by comprising:
前記デジタルアナログ変換器は、請求項1に記載の前記制御回路の方法に加えて、それとは異なる別の方式により前記制御データを生成可能に構成され、外部からの切りかえ信号に応じて、前記制御回路の前記制御データの生成方式を切りかえ可能に構成されることを特徴とする請求項7に記載のΔΣ型アナログデジタル変換器。   The digital-to-analog converter is configured to be able to generate the control data by another method different from the method of the control circuit according to claim 1, and the control data according to a switching signal from the outside. The ΔΣ analog-to-digital converter according to claim 7, wherein the control data generation method of the circuit can be switched. アナログのオーディオ信号をデジタル信号に変化する請求項7または8に記載のΔΣ型アナログデジタル変換器と、
デジタル化されたオーディオ信号に所定の信号処理を施す信号処理部と、
を備えることを特徴とする電子機器。
The ΔΣ analog-to-digital converter according to claim 7 or 8, which converts an analog audio signal into a digital signal;
A signal processing unit that performs predetermined signal processing on the digitized audio signal;
An electronic device comprising:
JP2009246625A 2009-10-27 2009-10-27 DIGITAL/ANALOG CONVERTER, DeltaSigma TYPE ANALOG/DIGITAL CONVERTER USING THE SAME, AND ELECTRONIC EQUIPMENT USING THE SAME Pending JP2011097165A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009246625A JP2011097165A (en) 2009-10-27 2009-10-27 DIGITAL/ANALOG CONVERTER, DeltaSigma TYPE ANALOG/DIGITAL CONVERTER USING THE SAME, AND ELECTRONIC EQUIPMENT USING THE SAME

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009246625A JP2011097165A (en) 2009-10-27 2009-10-27 DIGITAL/ANALOG CONVERTER, DeltaSigma TYPE ANALOG/DIGITAL CONVERTER USING THE SAME, AND ELECTRONIC EQUIPMENT USING THE SAME

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011097165A true JP2011097165A (en) 2011-05-12

Family

ID=44113654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009246625A Pending JP2011097165A (en) 2009-10-27 2009-10-27 DIGITAL/ANALOG CONVERTER, DeltaSigma TYPE ANALOG/DIGITAL CONVERTER USING THE SAME, AND ELECTRONIC EQUIPMENT USING THE SAME

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011097165A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4890503B2 (en) Delta-sigma modulator
JP3852721B2 (en) D / A converter and delta-sigma type D / A converter
JP4862943B2 (en) AD converter and method thereof
JP5358829B2 (en) ΔΣ A / D converter
GB2425416A (en) Switched capacitor DAC
JP2002504277A (en) Oversampled digital-to-analog converter based on nonlinear separation and linear rejoining
US8963754B2 (en) Circuit for digitizing a sum of signals
JP2010263483A (en) Delta-Sigma MODULATOR
CN102811061B (en) Analog digital conversion equipment and signal processing system
JP5811153B2 (en) A / D converter
WO1993025006A1 (en) D/a converter and a/d converter
JP2009260605A (en) DeltaSigma MODULATOR AND DeltaSigma TYPE A/D CONVERTER
JP2013042488A (en) Configurable continuous time sigma delta analog-to-digital converter
JP2012034174A (en) Switched capacitor circuit
JP2016100871A (en) Δς modulator
TWI536745B (en) Converter with an additional dc offset and method thereof
CN1945978B (en) Pipeline ADC employing integral non-linear error correction
US10659074B2 (en) Delta-sigma modulator, electronic device, and method for controlling delta-sigma modulator
JP2011097165A (en) DIGITAL/ANALOG CONVERTER, DeltaSigma TYPE ANALOG/DIGITAL CONVERTER USING THE SAME, AND ELECTRONIC EQUIPMENT USING THE SAME
US11240600B1 (en) Sensor assembly and electrical circuit therefor
JP2010192963A (en) Analog-to-digital converter and analog to-digital conversion method
JP2011244200A (en) Delta/sigma modulation apparatus
Fouto et al. Design of low power and low area passive sigma delta modulators for audio applications
WO2017208635A1 (en) A/d converter
CN219304823U (en) Full-dynamic Delta-Sigma modulator circuit