JP3148517B2 - D/a変換装置 - Google Patents

D/a変換装置

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JP3148517B2
JP3148517B2 JP12466694A JP12466694A JP3148517B2 JP 3148517 B2 JP3148517 B2 JP 3148517B2 JP 12466694 A JP12466694 A JP 12466694A JP 12466694 A JP12466694 A JP 12466694A JP 3148517 B2 JP3148517 B2 JP 3148517B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はD/A変換装置にに関
し、更に詳細には周波数fのサンプリングパルスによっ
てサンプリングされたmビットのデジタル信号をアナロ
グ信号に変換するD/A変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のD/A変換装置は図3に
示すように、周波数fのサンプリングパルスでサンプリ
ングされたmビットのデジタル信号を1ビットオーバー
サンプリングフィルタ21に入力して、周波数k・fの
サンプリングパルスでサンプリングされた1ビットのデ
ジタル信号に変換し、1ビットオーバーサンプリングフ
ィルタ21から出力されたデジタル信号、すなわち周波
数k・fのサンプリングパルスでサンプリングされた1
ビットのデジタル信号をD/Aコンバータ22に供給し
てアナログ信号に変換し、D/Aコンバータ22から出
力されたアナログ信号をアナログローパスフィルタ23
に供給して高周波成分を除去して出力アナログ信号とし
ている。
【0003】上記した従来のD/A変換装置において、
m=3、k=8、f=44.1kHzとする。1ビット
オーバーサンプリングフィルタ21に図4(a)に示す
ような3(=m)ビット、サンプリング周波数44.1
kHz(=f)のデジタル信号が入力される。この場合
に、1ビットオーバーサンプリングフィルタにはΔΣ変
調などのような手法のものがあるが、入力デジタル信号
の値に比例した数の〃1〃のデータを連続して出力する
手法のものを用いるものとする。つまり、入力デジタル
信号を、例えば周波数44.1kHzのサンプリングパ
ルスでサンプリングされた3ビットのデジタル信号とし
た場合、1ビットオーバーサンプリングフィルタ21か
ら出力されるデジタル信号は1ビット、周波数は8×4
4.1kHzで、かつ入力デジタル信号の値が10進法
で表示して6のときは、〃1〃のデータが6個連続した
〃11111100〃となる。
【0004】したがって、1ビット1ビットオーバーサ
ンプリングフィルタ21の入力デジタル信号が図4
(a)に示すデータの場合に、1ビットオーバーサンプ
リングフィルタ21から出力されるデジタル信号は図4
(b)に示すごとくになり、D/Aコンバータ22から
出力されるアナログ信号は図4(c)に示すような波形
の出力信号となって、アナログローパスフィルタ23に
おいて高周波成分が除去されて図4(d)に示すような
滑らかなアナログ信号を得ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
な従来のD/A変換装置によるときは、1ビットオーバ
ーサンプリングフィルタから出力されるデジタル信号を
D/Aコンバータによってアナログ信号に変換している
ために、1ビットオーバーサンプリングフィルタから出
力されるデジタル信号を波形で表示したのとD/Aコン
バータから出力されるアナログ信号の波形とは大差がな
く、デジタル信号を波形状にしたものとなる。したがっ
て高周波成分を大量に含んだものであって、アナログロ
ーパスフィルタは高周波成分に対して大きな減衰量を持
ったアナログローパスフィルタであることが要求される
という問題点があった。
【0006】本発明は、高周波成分に対して比較的小さ
い減衰量を持つアナログローパスフィルタで構成できる
D/A変換装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のD/A変換装置
は、周波数fのサンプリングパルスでサンプリングされ
たmビットのデジタル信号を周波数k・f(kは2以上
の自然数)のサンプリングパルスでサンプリングされた
1ビットのデジタル信号に変換する1ビットオーバーサ
ンプリングフィルタと、1ビットオーバーサンプリング
フィルタから出力されたデジタル信号をフィルタリング
して周波数k・fのサンプリングパルスでサンプリング
されたn(n>1)ビットのデジタル信号に変換して出
力するデジタルローパスフィルタと、デジタルローパス
フィルタから出力されたデジタル出力をアナログ信号に
変換するD/Aコンバータと、D/Aコンバータから出
力されたアナログ信号中の高周波成分を除去するアナロ
グローパスフィルタとを備えたことを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明のD/A変換装置は、周波数fのサンプ
リングパルスでサンプリングされたmビットのデジタル
信号が1ビットオーバーサンプリングフィルタにおい
て、周波数k・fのサンプリングパルスでサンプリング
された1ビットのデジタル信号に変換され、1ビットオ
ーバーサンプリングフィルタから出力されるデジタル信
号、すなわち周波数k・fのサンプリングパルスでサン
プリングされた1ビットのデジタル信号はデジタルロー
パスフィルタにおいてフィルタリングされて高周波成分
は減衰されて周波数k・fのサンプリングパルスでサン
プリングされ、かつnビットにビット数が増加させられ
たデジタル信号として出力される。デジタルローパスフ
ィルタから出力されるデジタル信号はD/Aコンバータ
によってアナログ信号に変換されて、アナログローパス
フィルタによって高周波成分が除去されて出力される。
【0009】したがって、本発明のD/A変換装置では
デジタルローパスフィルタによって1ビットオーバーサ
ンプリングフィルタから出力されるデジタル信号の高周
波成分が減衰され、かつビット数が増加させられたデジ
タル信号としてD/Aコンバータに供給されてアナログ
信号に変換のうえ、アナログローパスフィルタによって
高周波成分が除去されることになるため、アナログロー
パスフィルタは高周波成分に対する減衰量は従来よりも
少なくてすむことになる。
【0010】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。図1
は本発明にかかるD/A変換装置の一実施例の構成を示
すブロック図である。
【0011】本一実施例のD/A変換装置は、周波数f
のサンプリングパルスでサンプリングされたmビットの
デジタル信号を周波数k・f(kは2以上の自然数)の
サンプリングパルスでサンプリングされた1ビットのデ
ジタル信号に変換する1ビットオーバーサンプリングフ
ィルタ11と、1ビットオーバーサンプリングフィルタ
11から出力されたデジタル信号をフィルタリングして
周波数k・fのサンプリングパルスでサンプリングされ
たn(n>1)ビットのデジタル信号として出力するデ
ジタルローパスフィルタ12と、デジタルローパスフィ
ルタ12から出力されたデジタル信号をアナログ信号に
変換するD/Aコンバータ13と、D/Aコンバータ1
3から出力されたアナログ信号中の高周波成分を除去す
るアナログローパスフィルタ14とを備えている。
【0012】1ビットオーバーサンプリングフィルタ1
1は周波数fのサンプリングパルスでサンプリングされ
たmビットのデジタル信号を入力してmビットをkビッ
トに変換するm−kデコーダ111とm−kデコーダ1
11の出力を周波数fのサンプリングパルスの周期で読
み込んで並列データを直列データに変換し周波数k・f
のサンプリングパルスの周期で出力する並列/直列変換
器112とからなり、m−kデコーダ111において入
力されたデジタル信号が、入力デジタル信号の値に比例
した数だけ〃1〃のデータが連続したkビットの並列デ
ータに変換され、この出力が並列/直列変換器112に
よって直列データに変換されて、1ビットk倍オーバー
サンプリングされたデータとして出力される。
【0013】いま、m=3、k=8、n=2、f=4
4.1kHzの場合を例に説明する。3ビットの入力デ
ジタル信号が入力される。この3(=m)ビットの入力
デジタル信号を10進数で示して図2(a)に示すよう
に6、4、3、1とすれば、1ビットオーバーサンプリ
ングフィルタ11から図2(b)に示すように〃1〃の
データが6個続いた〃11111100〃、〃1〃のデ
ータが4個続いた〃11110000〃、〃1〃のデー
タが3個続いた〃11100000〃、〃1〃のデータ
が1個続いた〃10000000〃が出力される。
【0014】デジタルローパスフィルタ12は、1ビッ
トオーバーサンプリングフィルタ11から出力されたデ
ジタル信号を入力し、入力されたデジタル信号を周波数
k・fのサンプリングパルスの1周期の期間遅延させる
遅延回路121と、遅延回路121の出力信号を周波数
k・fのサンプリングパルスの1周期の期間遅延させる
遅延回路122と、1ビットオーバーサンプリングフィ
ルタ11からの出力信号と遅延回路121の出力信号と
遅延回路122の出力信号とを加算する加算器123と
からなり、1ビットオーバーサンプリングフィルタ11
からの現出力デジタル信号と周波数k・fのサンプリン
グパルスの1周期の期間前の1ビットオーバーサンプリ
ングフィルタ11からの出力デジタル信号と周波数k・
fのサンプリングパルスの2周期の期間前の1ビットオ
ーバーサンプリングフィルタ11からの出力デジタル信
号とを加算したnビットのデジタル信号がデジタルロー
パスフィルタ12から出力される。したがって、デジタ
ルローパスフィルタ12から出力されるデジタル信号は
周波数k・fのサンプリング周波数でサンプリングされ
た2ビットのデジタル信号であり、図2(c)に10進
数で例示するごとくになる。
【0015】D/Aコンバータ13は抵抗131(抵抗
値R)、抵抗132(抵抗値2R)、帰還抵抗133
(抵抗値2R)、演算増幅器134からなる加算回路
と、抵抗135(抵抗値R)、帰還抵抗137(抵抗値
R)、演算増幅器136かからなる反転増幅回路とから
なり、デジタルローパスフィルタ12の2(=n)ビッ
トの各ビット出力をビット位置に対応する2の累乗の係
数を掛けて加算し、アナログ信号に変換して出力する。
D/Aコンバータ13の出力波形は図2(d)に示すご
とくである。
【0016】D/Aコンバータ13から出力されるアナ
ログ信号はアナログローパスフィルタ14に供給されて
高周波成分が除去されて、出力される。アナログローパ
スフィルタ14の出力信号の波形は図2(e)に示すご
とくになる。ここで、D/Aコンバータ13から出力さ
れる図2(d)に示すアナログ信号の波形とD/Aコン
バータ22から出力される図4(c)に示すアナログ信
号の波形とを比較すれば明らかなように、本実施例にお
いてデジタルローパスフィルタ12によって高域成分を
除去し、かつビット数を増加して出力しD/A変換した
ためアナログローパスフィルタ14はアナログローパス
フィルタ23の高域成分に対する減衰量よりも比較的小
さい減衰量を持つアナログフィルタですむ。
【0017】なお、上記した一実施例において1ビット
オーバーサンプリングフィルタ111は入力データの値
に比例した数の〃1〃のデータを連続して出力する手法
を用いた場合を例に説明したが、ΔΣ変調などのような
手法による場合においても同様である。
【0018】
【発明の効果】以上説明した如く本発明のD/A変換装
置によれば、1ビットオーバーサンプリングフィルタか
ら出力された1ビットのデジタル信号をデジタルローパ
スフィルタによって高周波成分を減衰させると共に、ビ
ット数を増加させて出力し、D/A変換のうえアナログ
ローパスフィルタにて高周波成分を除去するようにした
ため、高周波成分に対して小さい減衰量のアナログロー
パスフィルタですむことになる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるD/A変換装置の一実施例の構
成を示すブロック図である。
【図2】本発明にかかるD/A変換装置の一実施例の作
用の説明に供する信号の模式図である。
【図3】従来のD/A変換装置の構成を示すブロック図
である。
【図4】従来のD/A変換装置の作用の説明に供する信
号の模式図である。
【符号の説明】
11 1ビットオーバーサンプリングフィルタ 12 デジタルローパスフィルタ 13 D/Aコンバータ 14 アナログローパスフィルタ 111 m−kデコーダ 112 並列/直列変換器 121および122 遅延回路 123 加算器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−289006(JP,A) 特開 平4−179316(JP,A) 特開 平2−33214(JP,A) 実開 昭63−108237(JP,U) 「オーバーサンプリングA−D変換技 術」、湯川著、1990.12、日経BP社発 行、pp52−55 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 3/02 H03H 17/00 621

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】周波数fのサンプリングパルスでサンプリ
    ングされたmビットのデジタル信号を周波数k・f(k
    は2以上の自然数)のサンプリングパルスでサンプリン
    グされた1ビットのデジタル信号に変換する1ビットオ
    ーバーサンプリングフィルタと、1ビットオーバーサン
    プリングフィルタから出力されたデジタル信号をフィル
    タリングして周波数k・fのサンプリングパルスでサン
    プリングされたn(n>1)ビットのデジタル信号に変
    換して出力するデジタルローパスフィルタと、デジタル
    ローパスフィルタから出力されたデジタル出力をアナロ
    グ信号に変換するD/Aコンバータと、D/Aコンバー
    タから出力されたアナログ信号中の高周波成分を除去す
    るアナログローパスフィルタとを備えたことを特徴とす
    るD/A変換装置。
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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
「オーバーサンプリングA−D変換技術」、湯川著、1990.12、日経BP社発行、pp52−55

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