JP3344546B2 - デルタシグマ変調回路 - Google Patents
デルタシグマ変調回路Info
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Description
等の分野において、デジタル信号処理を行うために必要
となるデルタシグマ変調回路に関し、特にアナログ素子
構成の該デルタシグマ変調回路の動作を安定させるため
の手法に関する。
て、標本化周波数をあまり高くすることなく、変換精度
を向上することができるデルタシグマ変調によって入力
信号のデジタル信号への変換が行われるようになってき
ている。
変調回路1の電気的構成を示すブロック図である。この
デルタシグマ変調回路1は、縦続接続された7次の積分
器m1,m2,…,m7と、帰還抵抗r0と、加算器3
と、量子化器4と、デジタル/アナログ変換器5とを備
え、アナログ素子によって構成されている。
差動増幅器a1と、時定数素子であるコンデンサc1と
を備えて構成されている。入力端子6からのアナログ音
響信号は、入力抵抗r1を介して、差動増幅器a1の反
転入力端子に入力される。この差動増幅器a1の非反転
入力端子は接地されている。この差動増幅器a1からの
出力は、前記加算器3および次段の積分器m2へ出力さ
れるとともに、コンデンサc1を介して反転入力端子に
入力されて負帰還される。
1と同様に構成されており、対応する部分の参照符号
は、同一の英字に各積分器m2〜m7の次数に対応した
添数字を付して示している。したがって、たとえば第2
次の積分器m2では、積分器m1からの出力が入力抵抗
r2を介して入力され、出力は加算器3に入力されると
ともに、次段の積分器m3に入力される。
ように加算器3に入力されて相互に加算された後、量子
化器4に入力される。量子化器4では、加算器3からの
出力が0以上であるときには出力端子7に「1」の出力
を導出し、0未満であるときには「0」の出力を導出
し、こうして各積分器m1〜m7からの出力加算値が1
ビット量子化される。また、この量子化器4による量子
化結果の出力は、デジタル/アナログ変換器5において
アナログ値に変換された後、帰還抵抗r0を介して入力
側に負帰還されている。
グマ変調回路1において、一般に、前記積分器の段数、
すなわち帰還次数を大きくすることによって、量子化ノ
イズを高域の周波数側に移動するノイズシェーピング効
果が得られ、S/Nの改善が可能であることが知られて
いる。
る程、回路が発振し易いという問題がある。特に、アナ
ログ回路構成の該デルタシグマ変調回路1では、入力ア
ナログ音響信号にオフセット成分が含まれていると、後
段側の積分器ではオフセット成分の影響が重畳されて発
振してしまう、またはノイズが増加するという問題があ
る。
号公報では、入力アナログ音響信号に、大きなオフセッ
ト電圧を外部から加え、前記オフセット成分の周波数を
デジタルフィルタのバンドパス外に移動させ、前記デジ
タルフィルタによって除去している。しかしながらこの
ような構成では、構成が煩雑になるという問題がある。
のデルタシグマ変調回路において、オフセット成分の影
響を簡易に除去することができるデルタシグマ変調回路
を提供することである。
ルタシグマ変調回路は、複数段の積分器が縦続接続さ
れ、アナログ素子で構成される高次のデルタシグマ変調
回路において、少なくともいずれか1箇所の積分器間
に、オフセット成分を除去するオフセット除去手段を介
在することを特徴とする。
やハイパスフィルタなどから成るオフセット除去手段に
よって、該オフセット除去手段よりも後段側では、中心
値が補正された、すなわち+側と−側とに均衡が取れた
積分波形が得られるので、積分器の動作を安定に保ち、
オフセット成分の影響を除去することができる。また、
前記オフセット除去手段は前記AC結合コンデンサやハ
イパスフィルタなどの簡易な構成で実現でき、作成した
1ビット信号に対して、前記デジタルフィルタ等の処理
を行う必要もない。
変調回路では、前記オフセット除去手段は、第2次の積
分器と第3次の積分器との間に介在されることを特徴と
する。
響が大きい後段側の積分器に対して、1個のオフセット
除去手段を介在するだけで、効果的にオフセット成分の
影響を除去することができる。
シグマ変調回路では、前記オフセット除去手段は、結合
コンデンサであることを特徴とする。
めて簡易な構成で、オフセット成分の影響を除去するこ
とができる。
変調回路では、前記オフセット除去手段は、ハイパスフ
ィルタであることを特徴とする。
抵抗1個とから成る簡易な構成で、オフセット成分の影
響を除去することができる。
図1〜図4に基づいて説明すれば以下のとおりである。
グマ変調回路11の電気的構成を示すブロック図であ
る。このデルタシグマ変調回路11は、縦続接続された
7次の積分器M1,M2,…,M7と、帰還抵抗R0
と、オフセット除去回路12と、加算器13と、量子化
器14と、デジタル/アナログ変換器15とを備え、ア
ナログ素子によって構成されている。
差動増幅器A1と、時定数素子であるコンデンサC1と
を備えて構成されている。入力端子16からのアナログ
音響信号は、入力抵抗R1を介して、差動増幅器A1の
反転入力端子に入力される。この差動増幅器A1の非反
転入力端子は接地されている。この差動増幅器A1から
の出力は、前記加算器13および次段の積分器M2へ出
力されるとともに、コンデンサC1を介して反転入力端
子に入力されて負帰還される。
1と同様に構成されており、対応する部分の参照符号
は、同一の英字に各積分器M2〜M7の次数に対応した
添数字を付して示している。したがって、たとえば第4
次の積分器M4では、積分器M3からの出力が入力抵抗
R4を介して入力され、出力は加算器13に入力される
とともに、次段の積分器M5に入力される。
ように加算器13に入力されて相互に加算された後、量
子化器14に入力される。量子化器14では、加算器1
3からの出力が0以上であるときには出力端子17に
「1」の出力を導出し、0未満であるときには「0」の
出力を導出し、こうして各積分器M1〜M7からの出力
加算値が1ビット量子化される。また、この量子化器1
4による量子化結果の出力は、デジタル/アナログ変換
器15においてアナログ値に変換された後、帰還抵抗R
0を介して入力側に負帰還されている。
11では、第2次の積分器M2と第3次の積分器M3と
の間に、前記オフセット除去回路12が介在されている
ことである。このオフセット除去回路12は、信号中に
重畳されてしまっているDCオフセット成分を除去する
ものであり、たとえば図2で示すような、結合コンデン
サC11によるACカップリングや、図3で示すよう
な、コンデンサC12と抵抗R11とによるカットオフ
周波数が5Hz以下のハイパスフィルタなどで実現する
ことができる。
グマ変調回路11と、前述の図5で示す従来技術のデル
タシグマ変調回路1との動作特性を示す。図4(a)は
デルタシグマ変調回路1の動作特性であり、図4(b)
はデルタシグマ変調回路11の動作特性であり、それぞ
れ、振幅±250mV、1kHzの正弦波信号に、+5
0mVのオフセット成分を重畳した信号を入力したとき
の1ビット量子化データのS/N比を表す。
では、前記オフセット成分による発振によって、4〜1
4kHzあたりのノイズレベルが高くなっているのに対
して、図4(b)の本発明では、前記ノイズの発生が抑
制されていることが理解される。なお、図4(b)の特
性を実現するにあたって、前記オフセット除去回路12
が、前記図2で示す結合コンデンサC11で構成されて
いる場合、該結合コンデンサC11はたとえば1μFに
選ばれ、図3で示すコンデンサC12と抵抗R11とに
よるハイパスフィルタで構成されている場合、該コンデ
ンサC12はたとえば0.33μFに選ばれ、抵抗R1
1はたとえば100kΩに選ばれる。
出力は、該オフセット除去回路12において、中心値が
補正、すなわち+側と−側とに均衡が取れた積分波形と
された後、入力抵抗R3を介して差動増幅器A3の反転
入力端子に与えられる。これによって、後段側の積分器
の動作を安定に保ち、オフセット成分の影響による発振
を防止することができ、またノイズを抑制することがで
きる。さらにまた、前記結合コンデンサC11やハイパ
スフィルタなどの簡易な構成で実現でき、作成した1ビ
ット信号に対して、前記デジタルフィルタ等の処理を行
う必要もない。
は、オフセットの影響を除去するための基本的な回路例
を示すものであり、オフセット除去回路12は、1つだ
け、積分器M2と積分器M3との間に挿入され、オフセ
ットの影響を受け易い後段側の積分器に対するオフセッ
トを効果的に除去するようにしたけれども、デルタシグ
マ変調回路にはアルゴリズムによる安定度の差があり、
前記アルゴリズムに対応して、複数のオフセット除去回
路が他の積分器間に挿入されてもよい。
回路は、以上のように、アナログ素子構成の高次のデル
タシグマ変調回路において、少なくともいずれか1箇所
の積分器間に、オフセット成分を除去するオフセット除
去手段を介在する。
段側では、中心値が補正された、すなわち+側と−側と
に均衡が取れた積分波形が得られるので、積分器の動作
を安定に保ち、発振やノイズの発生などのオフセット成
分の影響を除去することができる。また、前記オフセッ
ト除去手段はAC結合コンデンサやハイパスフィルタな
どの簡易な構成で実現でき、作成した1ビット信号に対
して、前記デジタルフィルタ等の処理を行う必要もな
い。
変調回路は、以上のように、前記オフセット除去手段
を、第2次の積分器と第3次の積分器との間に介在す
る。
後段側の積分器に対して、1個のオフセット除去手段を
介在するだけで、効果的にオフセット成分の影響を除去
することができる。
シグマ変調回路は、以上のように、前記オフセット除去
手段を、結合コンデンサとする。
構成で、オフセット成分の影響を除去することができ
る。
変調回路は、以上のように、前記オフセット除去手段
を、ハイパスフィルタとする。
ら成る簡易な構成で、オフセット成分の影響を除去する
ことができる。
回路の電気的構成を示すブロック図である。
セット除去回路の一構成例を示す電気回路図である。
セット除去回路の他の構成例を示す電気回路図である。
と、図1で示す本発明のデルタシグマ変調回路との動作
特性を示すグラフである。
気的構成を示すブロック図である。
Claims (4)
- 【請求項1】複数段の積分器が縦続接続され、アナログ
素子で構成される高次のデルタシグマ変調回路におい
て、 少なくともいずれか1箇所の積分器間に、オフセット成
分を除去するオフセット除去手段を介在することを特徴
とするデルタシグマ変調回路。 - 【請求項2】前記オフセット除去手段は、第2次の積分
器と第3次の積分器との間に介在されることを特徴とす
る請求項1記載のデルタシグマ変調回路。 - 【請求項3】前記オフセット除去手段は、結合コンデン
サであることを特徴とする請求項1または2記載のデル
タシグマ変調回路。 - 【請求項4】前記オフセット除去手段は、ハイパスフィ
ルタであることを特徴とする請求項1または2記載のデ
ルタシグマ変調回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00959397A JP3344546B2 (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | デルタシグマ変調回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00959397A JP3344546B2 (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | デルタシグマ変調回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10209873A JPH10209873A (ja) | 1998-08-07 |
JP3344546B2 true JP3344546B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=11724637
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP00959397A Expired - Fee Related JP3344546B2 (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | デルタシグマ変調回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
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---|---|---|---|---|
JP2009260605A (ja) * | 2008-04-16 | 2009-11-05 | Toyota Motor Corp | Δς変調器及びδς型ad変換器 |
US8169351B2 (en) | 2009-10-23 | 2012-05-01 | Qualcomm Incorporated | Feedback circuits with DC offset cancellation |
-
1997
- 1997-01-22 JP JP00959397A patent/JP3344546B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH10209873A (ja) | 1998-08-07 |
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