JP3336576B2 - A / D converter - Google Patents

A / D converter

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JP3336576B2
JP3336576B2 JP02731797A JP2731797A JP3336576B2 JP 3336576 B2 JP3336576 B2 JP 3336576B2 JP 02731797 A JP02731797 A JP 02731797A JP 2731797 A JP2731797 A JP 2731797A JP 3336576 B2 JP3336576 B2 JP 3336576B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、帰還用D/A変換
部を用いたノイズシェーピング方式のA/D変換器に係
り、特に帰還用D/A変換部のラッチミスによる精度劣
化を抑圧する技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an A / D converter of a noise shaping type using a D / A converter for feedback, and more particularly to a technique for suppressing a deterioration in accuracy due to a latch error of the D / A converter for feedback. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のノイズシェーピング方式のA/D
変換器は、論文「" A Unity Bit Coding Method by Neg
ative Feedback." Proc.IEEE,Vol.51,pp.1524-1535,Nov
ember1963.」に示されている。このA/D変換器の信号
系統図を図6に示す。51はアナログ信号Xの入力端
子、52は伝達関数がHfのループフィルタ、53は内
部で量子化雑音Eqが入力信号に重畳されて出力される
伝達関数を有する量子化器、54はその量子化器53の
出力信号を2進符号に変換するエンコーダ、55は帰還
用D/A変換部、56は入力信号Xと帰還用D/A変換
部55の出力信号を減算するアナログ減算器、57はデ
ィタル信号Yの出力端子である。
2. Description of the Related Art A / D of a conventional noise shaping system
The converter is based on the paper "" A Unity Bit Coding Method by Neg
ative Feedback. "Proc.IEEE, Vol.51, pp.1524-1535, Nov
ember1963. " FIG. 6 shows a signal system diagram of the A / D converter. Reference numeral 51 denotes an input terminal of the analog signal X; 52, a loop filter having a transfer function of Hf; 53, a quantizer having a transfer function in which quantization noise Eq is superimposed on an input signal and output; An encoder for converting the output signal of the converter 53 into a binary code; 55, a feedback D / A converter; 56, an analog subtractor for subtracting the input signal X from the output signal of the feedback D / A converter 55; Output terminal for digital signal Y.

【0003】ここで、帰還用D/A変換部55は、入力
データをラッチし1サンプル時間だけ遅延させるラッチ
回路551と、ラッチ後のデータをアナログ信号に変換
するD/A変換回路552とから構成される。このD/
A変換回路552としては、一般的には荷重回路網やス
イッチドキャパシタ回路が適用される。
Here, the feedback D / A converter 55 includes a latch circuit 551 for latching input data and delaying it by one sample time, and a D / A converter 552 for converting the latched data into an analog signal. Be composed. This D /
As the A conversion circuit 552, a load network or a switched capacitor circuit is generally applied.

【0004】回路接続関係は、入力信号Xと帰還用D/
A変換部55からフィードバックされた信号とをアナロ
グ減算器56において減算し、この減算結果(差分)を
ループフィルタ52に入力し、そのループフィルタ52
の出力を量子化器53に入力し、この量子化器53の出
力をエンコーダ54と帰還用D/A変換回部55に入力
し、エンコーダ54の出力信号をこのA/D変換器50
の出力となるよう接続されている。
[0004] The circuit connection relationship includes an input signal X and a feedback D /
An analog subtractor 56 subtracts the signal fed back from the A conversion unit 55, and the subtraction result (difference) is input to the loop filter 52.
Is input to a quantizer 53, the output of the quantizer 53 is input to an encoder 54 and a feedback D / A conversion circuit 55, and the output signal of the encoder 54 is input to the A / D converter 50.
It is connected so that it may become the output of.

【0005】図6に示したA/D変換器の伝達関数は、 Y=〔Hf/(Hf・z-1+1)〕・〔X+(1/Hf)・Eq〕・・(1) で表される。エンコーダ54は量子化器53の出力を2
進符号に変換するのみであるので、その伝達関数は1で
ある。
The transfer function of the A / D converter shown in FIG. 6 is expressed as follows: Y = [Hf / (Hf · z −1 +1)] · [X + (1 / Hf) · Eq] (1) Is done. The encoder 54 outputs the output of the quantizer 53 to 2
The transfer function is 1 because it is only converted to a binary code.

【0006】入力信号Xを正弦波とすると、量子化雑音
Eqはホワイト雑音であるので、式(1)から量子化雑
音Eqのみがループフィルタ52の特性によりシェーピ
ングされたスペクトルとなる。本構成におけるループフ
ィルタ52は通常ローパス型であれば良い。例えば、単
純な積分特性を有するループフィルタならば、その伝達
関数Hfは、次の式(2)に示す通りである。 Hf=1/(1−z-1) ・・(2) この場合、前記した式(1)は変形され、 Y=X+(1−z-1)・Eq ・・(3) のようになり、出力信号の周波数特性は図7に示すよう
になる。
Assuming that the input signal X is a sine wave, the quantization noise Eq is white noise. Therefore, only the quantization noise Eq becomes a spectrum shaped by the characteristics of the loop filter 52 from the equation (1). In general, the loop filter 52 in this configuration may be a low-pass type. For example, in the case of a loop filter having a simple integration characteristic, its transfer function Hf is as shown in the following equation (2). Hf = 1 / (1-z -1 ) (2) In this case, the above equation (1) is transformed into Y = X + (1-z -1 ) Eq (3) The frequency characteristics of the output signal are as shown in FIG.

【0007】このとき、量子化器53において、入力信
号Xの帯域(Fb)の2倍よりも充分に速い速度である
周波数Fsでサンプリングするオーバーサンプリングを
行うと、シェーピングによる低周波領域の量子化雑音の
抑圧効果により、信号帯域内の量子化雑音は小さくな
り、高精度なA/D変換特性を得ることができる。
At this time, if the quantizer 53 performs oversampling at a frequency Fs which is sufficiently faster than twice the bandwidth (Fb) of the input signal X, quantization in the low frequency region by shaping is performed. Due to the noise suppression effect, the quantization noise in the signal band is reduced, and a highly accurate A / D conversion characteristic can be obtained.

【0008】一方、特願昭62−6186号に記載され
ているパルス幅変調方式(PWM)を用いたPWM型D
/A変換器では、図8に示すように、入力信号のデジタ
ル値に対応してパルス幅を変調した波形信号を出力す
る。図8では2ビットのPWM型D/A変換の変換動作
波形の例を示した。図9はこの2ビットのPWM型D/
A変換回路の構成を示す回路図であり、2ビットのディ
ジタル入力信号を入力端子61からデコーダ62に取り
込み、そのデコーダ62の出力を4個のDFF回路63
1からなるパラレル/シリアル変換回路63の3個のD
FF回路に取り込み、ここで、シリアル信号に変換して
図8に示したようなPWM波形にし、出力バッファ64
から出力端子65に出力するものである。66はクロッ
ク入力端子、67はプリセット制御入力端子である。な
お、DFF回路631のPDはプリセットデータ入力端
子、Dはデータ入力端子、Cはクロック入力端子、PR
はプリセット制御入力端子、Qはデータ出力端子であ
る。
On the other hand, a PWM type D using a pulse width modulation method (PWM) described in Japanese Patent Application No. 62-6186.
The / A converter outputs a waveform signal whose pulse width is modulated according to the digital value of the input signal, as shown in FIG. FIG. 8 shows an example of a conversion operation waveform of 2-bit PWM D / A conversion. FIG. 9 shows this 2-bit PWM type D /
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of an A conversion circuit. A 2-bit digital input signal is taken into a decoder 62 from an input terminal 61, and the output of the decoder 62 is output to four DFF circuits 63.
1 of the parallel / serial conversion circuit 63
The signal is taken into the FF circuit, converted into a serial signal, and converted into a PWM waveform as shown in FIG.
To the output terminal 65. 66 is a clock input terminal and 67 is a preset control input terminal. Note that PD of the DFF circuit 631 is a preset data input terminal, D is a data input terminal, C is a clock input terminal, PR
Is a preset control input terminal, and Q is a data output terminal.

【0009】この図9に示したPWM方式のD/A変換
回路を1次のノイズシェーピング次数を有するA/D変
換器に適用すると、その信号系統図は図10に示すよう
になる。図10における符号60がPWM型D/A変換
部である。DFF回路631には遅延機能があるので、
このPWM型D/A変換部60は図6に示したラッチ回
路551と同等の機能をする。PWM型D/A変換部6
0からの出力信号は、図8に示したようなPWM波形で
あり、PWM波形の信号がハイレベルのとき、ループフ
ィルタ52には電源VDD(図示せず)から電荷が供給
され、ローレベルのときはその電荷が引き抜かれる。こ
のため、1変換時間内でのループフィルタ52への電荷
の供給量がパルス幅によって異なり、PWM型D/A変
換部60の出力側に接続される抵抗R2(値は2R)が
この電荷の移動量を電圧に変換する。以上のことから、
図10に示したA/D変換器は、図6に示したA/D変
換器と同様な変換動作動作を行う。なお、ここでは抵抗
R1(値はR)とR2により図6に示したアナログ減算
器56が構成される。
When the PWM type D / A conversion circuit shown in FIG. 9 is applied to an A / D converter having a first-order noise shaping order, the signal system diagram becomes as shown in FIG. Reference numeral 60 in FIG. 10 is a PWM type D / A converter. Since the DFF circuit 631 has a delay function,
This PWM type D / A converter 60 has the same function as the latch circuit 551 shown in FIG. PWM type D / A converter 6
The output signal from 0 is a PWM waveform as shown in FIG. 8. When the signal of the PWM waveform is at a high level, the loop filter 52 is supplied with electric charge from a power supply VDD (not shown), Sometimes that charge is extracted. Therefore, the supply amount of the charge to the loop filter 52 within one conversion time differs depending on the pulse width, and the resistor R2 (having a value of 2R) connected to the output side of the PWM type D / A converter 60 has the charge amount. The moving amount is converted into a voltage. From the above,
The A / D converter shown in FIG. 10 performs the same conversion operation as the A / D converter shown in FIG. In this case, the analog subtractor 56 shown in FIG. 6 is constituted by the resistors R1 (value is R) and R2.

【0010】前記した量子化器53は、一般的には、図
11に示すように基準電圧を発生する基準電圧発生回路
68と複数の電圧比較器691からなる電圧比較器群6
9とから構成される。70はアナログ信号入力端子、7
1はディジタル信号出力端子である。図12は量子化器
53を2ビットタイプのものとした場合の具的な回路構
成を示す図である。ノイズシェーピング方式のA/D変
換器に2ビットの量子化器を使用する場合、ループフィ
ルタ52の出力電圧の最小電圧をVmin 、最大電圧をV
max とすると、基準電圧発生回路68で設定すべき各基
準電圧V1、V2、V3は、 V1=(Vmax −Vmin )/6 V2=3(Vmax −Vmin )/6 V3=5(Vmax −Vmin )/6 となる。
The quantizer 53 generally has a voltage comparator group 6 comprising a reference voltage generating circuit 68 for generating a reference voltage and a plurality of voltage comparators 691, as shown in FIG.
9. 70 is an analog signal input terminal, 7
1 is a digital signal output terminal. FIG. 12 is a diagram showing a specific circuit configuration when the quantizer 53 is of a 2-bit type. When a 2-bit quantizer is used for the noise-shaping A / D converter, the minimum output voltage of the loop filter 52 is Vmin, and the maximum voltage is V.
Assuming that max, the reference voltages V1, V2, and V3 to be set by the reference voltage generation circuit 68 are as follows: V1 = (Vmax-Vmin) / 6 V2 = 3 (Vmax-Vmin) / 6 V3 = 5 (Vmax-Vmin) / 6.

【0011】また、ノイズシェーピング方式のA/D変
換器では、量子化器の高速化を図るため比較器群69内
の比較器691には、図13に示すような正帰還型のも
のが使用される。図13において、MP1〜PM3はp
MOSトランジスタ、MN1〜MN3はnMOSトラン
ジスタ、72、73はトランスミッションゲート、74
は出力バッファ、75は基準電圧Vrefが印加する基準
電圧端子、76は入力信号Vinが印加する入力端子、7
7は出力端子、78はクロックφ1が印加する制御端
子、79はクロックφ1の反転クロックφ1nが印加す
る制御端子、80、81はクロックφ2が印加する制御
端子、82、83はクロックφ2の反転クロックφ2n
が印加する制御端子である。
[0011] In the A / D converter noise shaping method, the comparator 691 in order comparator group 69 Ru FIG speed of the quantizer, that of the positive feedback type as shown in FIG. 13 Is used. In FIG. 13, MP1 to PM3 are p
MOS transistors, MN1 to MN3 are nMOS transistors, 72 and 73 are transmission gates, 74
, An output buffer; 75, a reference voltage terminal to which a reference voltage Vref is applied; 76, an input terminal to which an input signal Vin is applied;
7 is an output terminal, 78 is a control terminal to which the clock φ1 is applied, 79 is a control terminal to which the inverted clock φ1n of the clock φ1 is applied, 80 and 81 are control terminals to which the clock φ2 is applied, and 82 and 83 are inverted clocks of the clock φ2. φ2n
Is a control terminal to be applied.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところが、この正帰還
型の比較器691では、図14に示すように、基準電圧
Vref に対応する電圧Vaと入力電圧Vinに対応する電
圧Vbとの差が小さくなればなるほど、比較に要する時
間が大きくなる特性を有する。これは一般的な比較器が
有する特性でもある。図14では、VaとVbの差が1
0mV、1mV、100μVの場合を示している。上側
の特性はVa<Vbの場合、下側の特性はVa>Vbの
場合である。
However, in the positive feedback type comparator 691, as shown in FIG. 14, the difference between the voltage Va corresponding to the reference voltage Vref and the voltage Vb corresponding to the input voltage Vin is small. The more it becomes, the longer the time required for comparison becomes. This is also a characteristic of a general comparator. In FIG. 14, the difference between Va and Vb is 1
The case of 0 mV, 1 mV, and 100 μV is shown. The upper characteristic is for Va <Vb, and the lower characteristic is for Va> Vb.

【0013】このため、比較器691の出力電位が基準
電圧Vref 付近で不確定である時間が、比較器691へ
の入力電圧Vinと基準電圧Vref との差分で異なり、量
子化器53における比較器の比較動作から一定時間の経
過後にその比較器出力を取り込む帰還用D/A変換部5
5では、比較器における基準電圧Vref と入力信号電圧
Vinの電位差が非常に小さい場合、誤ったデータを取り
込むというラッチミスを生じる。
For this reason, the time during which the output potential of the comparator 691 is uncertain near the reference voltage Vref differs depending on the difference between the input voltage Vin to the comparator 691 and the reference voltage Vref. Feedback D / A converter 5 which takes in the output of the comparator after a lapse of a predetermined time from the comparison operation of
In No. 5, when the potential difference between the reference voltage Vref and the input signal voltage Vin in the comparator is very small, a latch error occurs in which erroneous data is taken in.

【0014】図15に上記したラッチミスによる誤差を
Elとして、これを帰還用D/A変換部55の入力側に
おいて加算器84で加えた信号系統図を示す。この場合
の伝達関数は、 Y=〔Hf/(Hf・z-1+1)〕・〔X−El・z-1+(1/Hf)・Eq〕 ・・(4) となる。なお、ループフィルタ52が式(2)の特性で
ある場合は、この式(4)は次の式(5)のようにな
る。 Y=X−El・z-1+(1−z-1)・Eq ・・・(5) このように、従来のA/D変換器では、ラッチミスがあ
ると大きな雑音が発生し、S/Nを大幅に劣化させる欠
点を有していた。
FIG. 15 is a signal system diagram in which the error due to the above-mentioned latch error is set to El and added by an adder 84 on the input side of the feedback D / A converter 55. The transfer function in this case is as follows: Y = [Hf / (Hf · z −1 +1)] · [X−El · z −1 + (1 / Hf) · Eq] (4) When the loop filter 52 has the characteristic of the equation (2), the equation (4) becomes the following equation (5). Y = X−El · z −1 + (1−z −1 ) · Eq (5) As described above, in the conventional A / D converter, if there is a latch miss, large noise is generated, and S / S There was a disadvantage that N was greatly deteriorated.

【0015】本発明は以上のような点に鑑みてなされも
ので、その目的は、ラッチミスによる雑音をノイズシェ
ーピング技術を用いて抑圧したA/D変換器を提供する
ことにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an A / D converter in which noise due to a latch error is suppressed using a noise shaping technique.

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】発明は、ループフィル
タ、該ループフィルタの出力信号を入力して量子化する
量子化器、該量子化器の出力デジタル信号をアナログ信
号に変換するパルス幅変調型D/A変換部、およびエン
コーダを具備し、前記パルス幅変調型D/A変換部の出
力信号と入力信号の差分を前記ループフィルタに入力さ
せるようフイードバックループを形成し、該フイードバ
ックループから取り出した信号を前記エンコーダで符号
化して出力信号として出力する、ノイズシェーピング方
式のA/D変換器において、前記パルス幅変調型D/A
変換部が、パラレル/シリアル変換器を有し、該パラレ
ル/シリアル変換器の出力点を前記フイードバックルー
プからの信号取出点とし、該信号取出点の信号をシリア
ル/パラレル変換器を通した後、前記エンコーダに入力
させるよう構成した。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a loop filter, a quantizer for inputting and quantizing an output signal of the loop filter, and a pulse width modulation for converting an output digital signal of the quantizer into an analog signal. A feedback loop comprising a type D / A converter and an encoder, and forming a feedback loop so as to input a difference between an output signal and an input signal of the pulse width modulation type D / A converter to the loop filter, and extracting the feedback from the feedback loop. A noise-shaping type A / D converter, which encodes the converted signal with the encoder and outputs the signal as an output signal.
A conversion unit having a parallel / serial converter, using an output point of the parallel / serial converter as a signal extraction point from the feedback loop, and passing the signal at the signal extraction point through a serial / parallel converter; The input is made to the encoder.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】[第1の参考例] 図1は本発明の第1の参考例としてのA/D変換器の信
号系統図である。11はアナログ信号Xの入力端子、1
2は伝達関数がHfのループフィルタ、13は内部で量
子化雑音Eqが入力信号に重畳されて出力される伝達関
数を有する量子化器、14は帰還用D/A変換部であ
る。この帰還用D/A変換部14は、1サンプル時間遅
延のラッチ回路141とD/A変換回路142から構成
されている。15はそのラッチ回路141出力信号を
2進符号に変換するエンコーダ、16は入力信号Xと帰
還用D/A変換部14の出力を減算するアナログ減算
器、17はデジタル信号Yの出力端子である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Example] FIG. 1 is a signal flow diagram of the A / D converter as a first reference example of the present invention. 11 is an input terminal of the analog signal X, 1
Reference numeral 2 denotes a loop filter having a transfer function of Hf, reference numeral 13 denotes a quantizer having a transfer function in which quantization noise Eq is superimposed on an input signal and output, and reference numeral 14 denotes a D / A converter for feedback. The feedback D / A converter 14 includes a latch circuit 141 with a delay of one sample time and a D / A converter 142. An encoder 15 converts the output signal of the latch circuit 141 into a binary code, an analog subtractor 16 subtracts the input signal X and the output of the feedback D / A converter 14, and an output terminal 17 of a digital signal Y. is there.

【0019】回路接続関係は、入力信号Xと帰還用D/
A変換部14からフィードバックされた信号とをアナロ
グ減算器16により減算し、この減算結果をループフィ
ルタ12に入力し、そのループフィルタ12の出力を量
子化器13に入力し、この量子化器13の出力を帰還用
D/A変換14に入力している。そして、エンコーダ
15には、帰還用D/A変換14のラッチ回路141
の出力側の信号を入力している。
The circuit connection relationship includes an input signal X and a feedback D /
An analog subtracter 16 subtracts the signal fed back from the A conversion unit 14, and the subtraction result is input to a loop filter 12, and the output of the loop filter 12 is input to a quantizer 13. and inputs the output of the feedback D / a converter 14. Then, the encoder 15, the latch circuit 141 of the feedback D / A converter 14
The signal on the output side is input.

【0020】すなわち、図6に示した従来の回路とは、
参考例が帰還用D/A変換14のラッチ回路141
の出力側の信号をエンコーダ15に入力させている点が
異なっている。この図1に示した回路の伝達関数は、 Y=z-1 [ Hf/(Hf・z-1 +1]・[X+(1/Hf)・Eq] ・・(6) となる。なお、ループフィルタ12が式(2)の特性で
ある場合は、この式(6)は、 Y=z-1 [X+(1−z-1 )・Eq] ・・(7) のようになる。
That is, the conventional circuit shown in FIG.
Latch circuit 141 of the present embodiment is the feedback D / A converter 14
Is output to the encoder 15. The transfer function of the circuit shown in Fig. 1 is as follows: Y = z- 1 [Hf / (Hf z- 1 +1)] [X + (1 / Hf) Eq] (6) When the filter 12 has the characteristic of the equation (2), the equation (6) is expressed as follows: Y = z −1 [X + (1−z −1 ) · Eq] (7)

【0021】これらの式(6)、(7)は前記式
(1)、(3)に遅延項z-1を乗じたのみであり、出力
信号Yとしては、図6に示した回路により得られるデー
タと同一データが、1サンプル時間だけ遅れて出力され
ることになる。このため、S/Nは全く同じであり、精
度も同一である。このように、帰還用D/A変換部14
の前段のラッチ回路141の出力信号を取り出してエン
コーダ15に入力させるように構成しても、図6に示し
た構成のA/D変換器と同様な特性を得ることができ
る。
The equations (6) and (7) are obtained by simply multiplying the equations (1) and (3) by the delay term z-1, and the output signal Y is obtained by the circuit shown in FIG. The same data as the data to be output is output with a delay of one sample time. Therefore, the S / N is exactly the same and the accuracy is also the same. Thus, the feedback D / A converter 14
Even if the configuration is such that the output signal of the latch circuit 141 at the preceding stage is taken out and input to the encoder 15, the same characteristics as those of the A / D converter having the configuration shown in FIG. 6 can be obtained.

【0022】[第2の参考例] 図2は本発明の第2の参考例としてのD/A変換器の構
成を示す回路図である。図1に示したものと同一のもの
には同一の符号を付した。この第2の参考例は、帰還用
D/A変換部14のラッチ回路141におけるラッチミ
スを抑圧したものであり、帰還用D/A変換部14と
子化器13との間に、ラッチミスによる誤差E1を加算
する加算器18を設けている。
[0022] [Second Example] Fig. 2 is a circuit diagram showing the configuration of a D / A converter as a second reference example of the present invention. The same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The second reference example, the feedback D / A converter 14 is obtained by suppressing Ratchimisu in latch circuit 141, the feedback D / A converter unit 1 4 and quantity <br/> coca 13 An adder 18 for adding the error E1 due to a latch error is provided between them.

【0023】この図2に示した回路の伝達関数は、 Y=z-1〔Hf/(Hf・z-1+1)〕・〔X+(1/Hf)(Eq+El)〕 ・・(8) となる。なお、ループフィルタ12が式(2)の特性で
ある場合は、この式(8)は、 Y=z-1〔X+(1−z-1)・El+(1−z-1)・Eq〕 ・・(9) のようになる。
The transfer function of the circuit shown in FIG. 2 is as follows: Y = z −1 [Hf / (Hf · z −1 +1)] · [X + (1 / Hf) (Eq + El)] (8) Become. When the loop filter 12 has the characteristic of the equation (2), the equation (8) is expressed as follows: Y = z −1 [X + (1−z −1 ) · El + (1−z −1 ) · Eq]・ ・ (9)

【0024】従来例で説明したD/A変換器でラッチミ
スを考慮した式(4)、(5)と本参考例でラッチミス
を考慮した式(8)、(9)の大きな差異は、式
(8)、(9)ではラッチミスによる誤差E1に対して
ノイズシェーピングがかかり、オーバサンプリングを行
うと、シェーピングによる低周波領域の雑音の抑圧効果
によって信号帯域内ラッチミス雑音も小さくなること
である。このように本参考例では、ラッチミスに対して
高い耐性を有するA/D変換特性を得ることができる。
The major difference between Equations (4) and (5), which take account of latch errors in the D / A converter described in the conventional example, and Equations (8), (9), which take latch errors into account in this embodiment , is 8), (9) takes the noise shaping with respect to the error E1 in accordance Ratchimisu, when the oversampling Ratchimisu noise in the signal band by suppression of the noise in the low frequency region by shaping is also be smaller. As described above, in the present embodiment, it is possible to obtain A / D conversion characteristics having high resistance to latch miss.

【0025】[第3の参考例] 図3は本発明の第3の参考例としてのD/A変換器の具
体的な回路構成を示す図である。ここでは、量子化器1
3として、図12に示した回路を使用している。また、
D/A変換回路142として抵抗荷重回路網型のものを
使用する。アナログ減算器16は入力端子11に接続さ
れる抵抗RとD/A変換回路142内の抵抗(図示せ
ず)とで構成される。このように本参考例では、従来回
路に対して、エンコーダ15の入力の接続箇所を変更す
るだけて良く、新規な回路技術は不必要であり、簡単に
構成することができる。
[0025] [Third Example] Fig. 3 is a diagram showing a specific circuit configuration of the D / A converter as a third reference example of the present invention. Here, the quantizer 1
As 3, the circuit shown in FIG. 12 is used. Also,
As the D / A conversion circuit 142, a resistance load network type is used. The analog subtractor 16 includes a resistor R connected to the input terminal 11 and a resistor (not shown) in the D / A conversion circuit 142. As described above, in the present reference example, it is only necessary to change the connection point of the input of the encoder 15 with respect to the conventional circuit, and a new circuit technique is unnecessary and can be simply configured.

【0026】[第の実施の形態] 図4は本発明の第の実施の形態D/A変換器の具体
的な回路構成を示す図である。ここでは、帰還用D/A
変換部19として、図9に示したPWM型D/A変換部
を使用している。PWM波形は電圧方向には“0”、
“1”の情報しか持たず、時間軸方向に量子化器13の
出力に応じた情報を有する。このため、帰還用D/A変
換部19内のパラレル/シリアル変換器63の出力をシ
リアル/ラレル変換器20により逆変換して、PWM
型D/A変換部にラッチされたデータを再構成し、これ
をエンコーダ15に入力させることにより、2進符号に
変換する。R4、R5はアナログ減算器16を構成する
抵抗で、その値はRである。
[0026] [First Embodiment] FIG. 4 is a diagram showing a specific circuit configuration of the D / A converter to the first embodiment of the present invention. Here, D / A for feedback
As the converter 19, the PWM type D / A converter shown in FIG. 9 is used. The PWM waveform is “0” in the voltage direction,
It has only information of “1” and has information corresponding to the output of the quantizer 13 in the time axis direction. Therefore, the output of the parallel / serial converter 63 in the feedback D / A converter 19 and inverse transformed by a serial / Parallel converter 20, PWM
The data latched by the type D / A conversion unit is reconstructed, and is input to the encoder 15 to be converted into a binary code. R4 and R5 are resistors constituting the analog subtractor 16, and the value is R.

【0027】この実施の形態では、PWM型D/A変換
部のパラレル/シリアル変換器63がDFF回路631
(図9)を有することから遅延機能をもち、且つその遅
延信号をエンコーダ15の入力信号としているので、本
回路も図1に示した回路と同様の効果を得ることができ
る。
In this embodiment, the parallel / serial converter 63 of the PWM type D / A converter is a DFF circuit 631
9 has a delay function, and the delay signal is used as an input signal of the encoder 15, so that this circuit can also obtain the same effect as the circuit shown in FIG.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上から、従来のノイズシェーピング回
路がラッチミスにより大きな誤差の発生およびN/Sの
劣化が生じていたのに対して、本発明によればラッチミ
スによる誤差に対しノイズシェーピングがかかり、オー
バーサンプリングを行うと、シェーピングによる低周波
領域の雑音の抑圧効果により信号帯域内のラッチミス雑
音が大幅に小さくなる。
As described above, while the conventional noise shaping circuit causes a large error due to a latch error and deteriorates the N / S, according to the present invention, noise shaping is applied to the error due to the latch error. When oversampling is performed, latch miss noise in the signal band is significantly reduced due to the noise suppression effect in the low frequency region due to shaping.

【0029】また、本発明では、A/D変換器の出力が
従来回路に対し1サンプル時間の遅延をもつのだけで全
く同一の出力が得られ、従来回路の良い点がそのまま残
る。回路構成においても、アナログ回路等の精度を劣化
させる回路部分の増加はなく、簡単なデジタル回路の増
加のみですむため、容易に実現可能である。
Also, in the present invention, exactly the same output can be obtained only by the output of the A / D converter having a delay of one sample time with respect to the conventional circuit, and the good point of the conventional circuit remains. Also in the circuit configuration, there is no increase in the number of circuit parts that degrade the accuracy of the analog circuit and the like, and only a simple increase in the number of digital circuits is required.

【0030】図5はシミュレーションよる本発明の効果
を説明するためのS/Nの特性図である。実線で示す本
発明の特性では、ラッチミス雑音の抑圧効果によって、
破線で示す従来の特性に比べて、S/Nが大幅に向上し
ている。
FIG. 5 is an S / N characteristic diagram for explaining the effect of the present invention by simulation. According to the characteristics of the present invention shown by the solid line, the effect of suppressing the latch miss noise
The S / N is greatly improved as compared with the conventional characteristics indicated by the broken line.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1の参考例のA/D変換器の信号
系統図である。
FIG. 1 is a signal system diagram of an A / D converter according to a first reference example of the present invention.

【図2】 本発明の第2の参考例のA/D変換器の信号
系統図である。
FIG. 2 is a signal system diagram of an A / D converter according to a second reference example of the present invention.

【図3】 本発明の第3の参考例のA/D変換器の具体
的な構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific configuration of an A / D converter according to a third reference example of the present invention.

【図4】 本発明の第の実施の形態のA/D変換器の
具体的な構成を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific configuration of the A / D converter according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 本発明のA/D変換器と従来のA/D変換器
のS/Nの特性図である。
FIG. 5 is an S / N characteristic diagram of the A / D converter of the present invention and a conventional A / D converter.

【図6】 従来のA/D変換器の信号系統図である。FIG. 6 is a signal system diagram of a conventional A / D converter.

【図7】 図6のA/D変換器の出力信号の周波数特性
図である。
FIG. 7 is a frequency characteristic diagram of an output signal of the A / D converter in FIG. 6;

【図8】 デジタル信号をPWM波形に変換する波形図
である。
FIG. 8 is a waveform diagram for converting a digital signal into a PWM waveform.

【図9】 PWM型D/A変換器の構成を示す回路図で
ある。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a PWM type D / A converter.

【図10】 図9のPWM型D/A変換器を用いた従来
のA/D変換器の信号系統図である。
10 is a signal system diagram of a conventional A / D converter using the PWM D / A converter of FIG.

【図11】 量子化器の概略構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a quantizer.

【図12】 2ビット量子化器の具体的な回路図であ
る。
FIG. 12 is a specific circuit diagram of a 2-bit quantizer.

【図13】 正帰還型比較器の回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram of a positive feedback comparator.

【図14】 比較器の動作特性図である。FIG. 14 is an operation characteristic diagram of the comparator.

【図15】 ラッチミスを考慮したD/A変換器の信号
系統図である。
FIG. 15 is a signal system diagram of a D / A converter considering a latch miss.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ループフィルタ、該ループフィルタの出力
信号を入力して量子化する量子化器、該量子化器の出力
デジタル信号をアナログ信号に変換するパルス幅変調型
D/A変換部、およびエンコーダを具備し、前記パルス
幅変調型D/A変換部の出力信号と入力信号の差分を前
記ループフィルタに入力させるようフイードバックルー
プを形成し、該フイードバックループから取り出した信
号を前記エンコーダで符号化して出力信号として出力す
る、ノイズシェーピング方式のA/D変換器において、 前記パルス幅変調型D/A変換部が、パラレル/シリア
ル変換器を有し、該パラレル/シリアル変換器の出力点
を前記フイードバックループからの信号取出点とし、該
信号取出点の信号をシリアル/パラレル変換器を通した
後、前記エンコーダに入力させたことを特徴とするA/
D変換器。
1. A loop filter, a quantizer that inputs and quantizes an output signal of the loop filter, a pulse width modulation type D / A converter that converts an output digital signal of the quantizer into an analog signal, and An encoder, said pulse
Forming a feedback loop so that the difference between the output signal of the width modulation type D / A converter and the input signal is input to the loop filter, encoding the signal extracted from the feedback loop by the encoder, and outputting as an output signal; In the noise-shaping type A / D converter, the pulse width modulation type D / A conversion unit may be a parallel / serial.
The parallel / serial converter has an output point as a signal extraction point from the feedback loop, and the signal at the signal extraction point passes through the serial / parallel converter.
After, characterized in that is input to the encoder A /
D converter.
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