JP3388143B2 - D / A conversion circuit - Google Patents
D / A conversion circuitInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はD/A変換回路に係
り、とくに、例えば、ΔΣ変調方式A/D変換装置にお
けるΔΣ変調ノイズ・シェーピング回路などから出力さ
れる多値ディジタルデータをPWM変調回路を用いてア
ナログ信号へ変換する場合などに用いて好適なD/A変
換回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a D / A conversion circuit, and more particularly to a PWM modulation circuit for converting multi-valued digital data output from a ΔΣ modulation noise shaping circuit or the like in a ΔΣ modulation system A / D conversion device. The present invention relates to a D / A conversion circuit suitable for use in the case of converting into an analog signal.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、CDプレーヤ、DATなどの
ディジタルオーディオソース機器のD/A変換段には無
調整で高分解能、高精度の得られるΔΣ変調方式A/D
変換装置が用いられている。図11に従来のΔΣ変調方
式A/D変換装置の一例を示す。16ビット、サンプリ
ング周波数fS のディジタルオーディオデータD1 はオ
ーバサンプリング回路1で4fS にオーバーサンプリン
グされたあと、ΔΣ変調ノイズ・シェーピング回路2に
より、オーディオ帯域内の量子化雑音が大幅に低減され
る。ΔΣ変調ノイズ・シェーピング回路2はサンプリン
グ周波数FS =32fS で、n=(2k+1)値{−
k,−(k−1),−(k−2),・・,−2,−1,
0,+1,+2,・・,+(k−2),+(k−1),
+k}のディジタルデータYを出力する。2. Description of the Related Art Conventionally, a .DELTA..SIGMA. Modulation system A / D which can obtain high resolution and high accuracy without adjustment in a D / A conversion stage of a digital audio source device such as a CD player or DAT.
A converter is used. FIG. 11 shows an example of a conventional ΔΣ modulation type A / D converter. The 16-bit digital audio data D 1 having the sampling frequency f S is oversampled to 4 f S by the oversampling circuit 1, and then the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2 significantly reduces the quantization noise in the audio band. . The ΔΣ modulation noise shaping circuit 2 has a sampling frequency F S = 32f S and n = (2k + 1) value {−
k,-(k-1),-(k-2), ..., -2, -1,
0, +1, +2, ..., + (k-2), + (k-1),
The digital data Y of + k} is output.
【0003】ディジタルデータYは、a,b,・・・,
Mのm系統の出力端子を有するPWM変調回路3によ
り、ディジタルデータYの値と各系統の出力パルス幅を
m系統分加算した値とが比例するようにPWM変調して
出力される。PWM変調回路3は周波数が32fS のn
倍のクロックCK0 に従い、図12のRi のタイミング
でΔΣ変調ノイズ・シェーピング回路2から出力された
ディジタルデータYを読み取り(入力し)、1T遅れで
Yに対応するPWM変調信号を出力する。PWM変調回
路3の出力は系統別にm個のバッファアンプ41 ,
42 ,・・・,4m に個別に通されて大きな電流を出力
可能とされたあと、加算用の抵抗R1,R2 ,・・・,
Rm と、オペアンプ5と、フィードバック用の抵抗
Rf1,Rf2を有する加算回路6で加算される。抵抗
R1 ,R2 ,・・,Rm ,Rf1,Rf2は全て同じ抵抗値
である。そして、加算回路6の出力はアナログローパス
フィルタ7に入力されてfS /2以下の低域成分(オー
ディオ帯域成分)が抽出され、アナログオーディオ信号
として出力される。The digital data Y is a, b, ...
A PWM modulation circuit 3 having M output terminals of m systems PWM-modulates and outputs the value of the digital data Y and the value obtained by adding the output pulse width of each system for m systems. The PWM modulation circuit 3 has a frequency of 32 f S
According to the double clock CK 0 , the digital data Y output from the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2 is read (input) at the timing of R i in FIG. 12, and the PWM modulation signal corresponding to Y is output with a delay of 1T. The output of the PWM modulation circuit 3 is m buffer amplifiers 4 1 ,
4 2 , ..., 4 m are individually passed to enable a large current to be output, and then resistors R 1 , R 2 ,.
R m , the operational amplifier 5, and the addition circuit 6 having the resistors R f1 and R f2 for feedback are added. The resistors R 1 , R 2 , ..., R m , R f1 , and R f2 all have the same resistance value. Then, the output of the adder circuit 6 is input to the analog low-pass filter 7, and the low frequency component (audio band component) of f S / 2 or less is extracted and output as an analog audio signal.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】PWM変調回路3は例
えば、ディジタルデータYがn=5値(−2,−1,
0,+1,+2)、出力系統数mがa,bの2系統の場
合、図12の線図に示す如く動作をし、ディジタルデー
タYの値によって、各出力系統からは、図12の下部に
示す組み合わせパターンのPWM変調信号を出力するよ
うになっている。具体的には、1/32fS を周期Tと
すると、Y=−2のときaとbのパルス幅はともに零
(Aパターン)、Y=−1のときaのパルス幅は零,b
のパルス幅はT/2(Bパターン)、Y=0のときaと
bのパルス幅はともにT/2(Cパターン)、Y=+1
のときaのパルス幅はT/2,bのパルス幅はT(Dパ
ターン)、Y=+2のときaとbのパルス幅はともにT
である(Eパターン)。In the PWM modulation circuit 3, for example, the digital data Y has n = 5 values (-2, -1,
0, +1, +2) and the number of output systems m is two systems a and b, the operation is performed as shown in the diagram of FIG. 12, and the value of the digital data Y causes each output system to operate at the bottom of FIG. The PWM modulation signal of the combination pattern shown in is output. Specifically, when 1 / 32f S is the period T, the pulse widths of a and b are both zero when Y = -2 (A pattern), and the pulse width of a is zero and b when Y = -1.
Has a pulse width of T / 2 (B pattern), and when Y = 0, the pulse widths of a and b are both T / 2 (C pattern) and Y = + 1.
The pulse width of a is T / 2, the pulse width of b is T (D pattern), and the pulse widths of a and b are both T when Y = + 2.
(E pattern).
【0005】一方、バッファアンプ41 の出力はaがH
のときV1 (H) 、LのときV1 (L)、バッファアンプ4
2 の出力はaがHのときV2 (H) 、LのときV2 (L) で
あり(但し、V1 (H) >V1 (L) 、V2 (H) >V2 (L)
)、理想的にはV1 (H) =V2 (H) 、V1 (L) =V
2 (L) である。しかし、バッファアンプ41 と42 の回
路定数、回路特性、電源電圧のバラツキのため、例え
ば、V1 (H) とV2 (H) の間にΔV(H) だけ差が生じ、
V1 (L) とV2 (L) の間にΔV(L) だけ差が生じて、
V1 (H) =V2 (H) +ΔV(H) ・・(1)
V1 (L) =V2 (L) +ΔV(L) ・・(2)
となることがある。On the other hand, in the output of the buffer amplifier 4 1 , a is H
V 1 (H) when L, V 1 (L) when L, buffer amplifier 4
The output of 2 is V 2 (H) when a is H, and V 2 (L) when a is L (provided that V 1 (H)> V 1 (L), V 2 (H)> V 2 (L )
), Ideally V 1 (H) = V 2 (H), V 1 (L) = V
2 (L). However, the circuit constants, circuit characteristics of the buffer amplifier 4 1 and 4 2, because of variations in the supply voltage, for example, only [Delta] V (H) is generated between the V 1 (H) and V 2 (H),
There is a difference of ΔV (L) between V 1 (L) and V 2 (L), and V 1 (H) = V 2 (H) + ΔV (H) ··· (1) V 1 (L) = V 2 (L) + ΔV (L) ··· (2) may occur.
【0006】具体例として、V1 (H) =5(V)、V2
(H) =4(V)、ΔV(H) =1(V)、V1 (L) =0.
5(V)、V2 (L) =1(V)、ΔV(L) =−0.5
(V)とすると、Yと、加算回路6の出力点で見た周期
Tの間の平均電圧Eの関係(Y,E)は、図13に示す
如く、P1 (−2,0.75)、P2 (−1,1.
5)、P3 (0,2.625)、P4 (+1,3.37
5)、P5 (+2,4.5)となり、P1 ,P3 , P5
が直線Lに乗るだけで、完全な直線関係にならず、D/
A変換精度が悪くなってしまう。D/A変換精度を良好
にするには、バッファアンプ41 と42 の間の出力誤差
ΔV(H) とΔV(L) を零にするための調整をしなければ
ならず、手間が掛かる。As a concrete example, V 1 (H) = 5 (V), V 2
(H) = 4 (V), ΔV (H) = 1 (V), V 1 (L) = 0.
5 (V), V 2 (L) = 1 (V), ΔV (L) = -0.5
Assuming that (V), the relationship (Y, E) between Y and the average voltage E between the period T seen at the output point of the adder circuit 6 is P 1 (−2,0.75) as shown in FIG. ), P 2 (−1, 1.
5), P 3 (0, 2.625), P 4 (+1, 3.37)
5), P 5 (+2,4.5), and P 1 , P 3, P 5
Does not have a perfect linear relationship by
A conversion accuracy will be poor. In order to improve the D / A conversion accuracy, it is necessary to make adjustments so that the output errors ΔV (H) and ΔV (L) between the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 become zero, which is troublesome. .
【0007】本発明は上記した従来技術の問題に鑑み、
バッファアンプの出力電圧にバラツキがあっても、精度
良くD/A変換できるD/A変換回路を提供すること
を、その目的とする。The present invention has been made in view of the above problems of the prior art.
It is an object of the present invention to provide a D / A conversion circuit that can perform D / A conversion with high accuracy even if the output voltage of the buffer amplifier varies.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
D/A変換回路では、m個の出力系統を有し、n個の値
を取るサンプリング周波数FS の多値ディジタルデータ
を入力して、該多値ディジタルデータの値と各系統の出
力パルス幅をm系統分加算した値とが比例するようにP
WM変調して出力するPWM変調回路と、PWM変調回
路のm系統の出力を個別に入力するm個のバッファアン
プと、m個のバッファアンプの出力を加算する加算回路
と、加算回路の出力の低域成分を取り出すカットオフ周
波数fCがFS /2より小さいアナログローパスフィル
タと、を含むD/A変換回路において、PWM変調回路
のm系統の出力とm個のバッファアンプとの1対1の接
続の組み合わせを、アナログローパスフィルタのカット
オフ周波数fC より高い固定または可変の切り換え速度
で切り換える切り換え回路を設けたこと、を特徴として
いる。In the D / A conversion circuit according to the first aspect of the present invention, the multi-value digital data having the sampling frequency F S having m output systems and having n values is input. Then, P is set so that the value of the multi-level digital data and the value obtained by adding the output pulse widths of the respective systems for m systems are proportional to each other.
A PWM modulation circuit for performing WM modulation and output, m buffer amplifiers for individually inputting m system outputs of the PWM modulation circuit, an addition circuit for adding outputs of the m buffer amplifiers, and an output of the addition circuit In a D / A conversion circuit including an analog low-pass filter having a cut-off frequency f C smaller than F S / 2 for extracting a low-frequency component, the m-system output of the PWM modulation circuit and m buffer amplifiers are in a one-to-one correspondence. A switching circuit is provided for switching the combination of the connections of 1) at a fixed or variable switching speed higher than the cutoff frequency f C of the analog low-pass filter.
【0009】アナログローパスフィルタは、m個のバッ
ファアンプから出力されるPWM変調信号を現時点から
過去に遡って平均化する機能を有する。バッファアンプ
の回路定数、回路特性、電源電圧等のバラツキによりバ
ッファアンプ間に出力電圧値のバラツキがあっても、P
WM変調回路のm系統の出力とm個のバッファアンプと
の1対1の接続の組み合わせが1/fC より短い時間間
隔で切り換えられることで、各バッファアンプ間の出力
電圧値のバラツキが相殺されて、D/A変換動作中の各
バッファアンプの出力の加算値の平均電圧が、各バッフ
ァアンプの出力電圧値にバラツキの無い状態で動作させ
た時と近い値となり、アナログローパスフィルタからD
/A変換精度の高い出力を得ることができる。The analog low-pass filter has a function of averaging the PWM modulation signals output from the m buffer amplifiers from the present time to the past. Even if there are variations in the output voltage value among the buffer amplifiers due to variations in the buffer amplifier circuit constants, circuit characteristics, power supply voltage, etc., P
By switching the 1-to-1 connection combination of the m system output of the WM modulation circuit and the m buffer amplifiers at a time interval shorter than 1 / f C , variations in the output voltage value between the buffer amplifiers cancel each other out. Then, the average voltage of the added value of the output of each buffer amplifier during the D / A conversion operation becomes a value close to that when the output voltage value of each buffer amplifier is operated without variation, and the analog low-pass filter outputs D
An output with high A / A conversion accuracy can be obtained.
【0010】本発明の請求項3記載のD/A変換回路で
は、m個の出力系統を有し、n個の値を取るサンプリン
グ周波数FS の多値ディジタルデータを入力して、該多
値ディジタルデータの値と各系統の出力パルス幅をm系
統分加算した値とが比例するようにPWM変調して出力
するPWM変調回路と、PWM変調回路のm系統の出力
を個別に入力するm個のバッファアンプと、m個のバッ
ファアンプの出力を加算する加算回路と、加算回路の出
力の低域成分を取り出すカットオフ周波数fCがFS /
2より小さいアナログローパスフィルタと、を含むD/
A変換回路において、PWM変調回路のm系統の出力と
m個のバッファアンプとの1対1の接続の組み合わせを
切り換える切り換え回路を設け、該切り換え回路は、P
WM変調回路の各系統の出力が全て同じパルス幅となる
値以外の多値ディジタルデータがPWM変調回路に入力
される度に、PWM変調回路のm系統の出力とm個のバ
ッファアンプとの1対1の接続の組み合わせを、切り換
えるようにしたこと、を特徴としている。In the D / A conversion circuit according to the third aspect of the present invention, there are m output systems, and multi-valued digital data of a sampling frequency F S that takes n values is input and the multi-valued data is input. A PWM modulation circuit that performs PWM modulation so that the digital data value and the value obtained by adding the output pulse width of each system for m systems are proportional to each other, and m units that individually input the m system output of the PWM modulation circuit Buffer amplifier, an adder circuit for adding the outputs of m buffer amplifiers, and a cutoff frequency f C for taking out the low-frequency component of the output of the adder circuit is F S /
D / including an analog low-pass filter smaller than 2
In the A conversion circuit, a switching circuit is provided for switching the combination of the 1-to-1 connection of the m system output of the PWM modulation circuit and the m buffer amplifiers, and the switching circuit is P
Every time multi-valued digital data other than a value in which the output of each system of the WM modulation circuit has the same pulse width is input to the PWM modulation circuit, one output of the m system of the PWM modulation circuit and m buffer amplifiers The feature is that the combination of the connection of pair 1 is switched.
【0011】これにより、D/A変換動作中の各バッフ
ァアンプの出力の加算値の平均電圧が、各バッファアン
プの出力電圧値にバラツキの無い状態で動作させた時と
ほぼ同じ値となり、アナログローパスフィルタから、よ
りD/A変換精度の高い出力を得ることができる。As a result, the average voltage of the added values of the outputs of the respective buffer amplifiers during the D / A conversion operation becomes almost the same value as that when the output voltage values of the respective buffer amplifiers are operated without variation, and the analog voltage An output with higher D / A conversion accuracy can be obtained from the low-pass filter.
【0012】請求項1、3記載のD/A変換回路におい
て、切り換え回路は例えば、PWM変調回路のm系統の
出力とm個のバッファアンプとの1対1の接続の組み合
わせを、規則的(巡回的など)に切り換えたり、ランダ
ムに切り換えたりして、PWM変調回路の各系統の出力
が全て同じパルス幅となる値以外の或る多値ディジタル
データがPWM変調出力されるときを累積して見た場合
に、PWM変調回路のいずれの系統の出力も、全てのバ
ッファアンプにほぼ等しい確率で入力されるように切り
換えると良い。In the D / A conversion circuit according to any one of claims 1 and 3, the switching circuit regularly sets, for example, a combination of one-to-one connection between the m-system output of the PWM modulation circuit and m buffer amplifiers. (For example, cyclically) or randomly, by accumulating the times when certain multivalued digital data other than the values that all outputs of each system of the PWM modulation circuit have the same pulse width are PWM-modulated. When viewed, it is advisable to switch so that the output of any system of the PWM modulation circuit is input to all the buffer amplifiers with almost equal probability.
【0013】本発明の請求項2、請求項4記載のD/A
変換回路では、多値ディジタルデータは、ディジタルデ
ータをオーバーサンプリング回路でオーバーサンプリン
グしたあと、ΔΣ変調ノイズシェーピング回路に通して
ΔΣ変調方式でノイズシェーパしたデータとしたことを
特徴としている。これにより、ディジタルデータを高精
度でD/A変換することが可能となる。D / A according to claims 2 and 4 of the present invention
The conversion circuit is characterized in that the multi-valued digital data is data which is noise-shaped by the ΔΣ modulation method after being oversampled by the oversampling circuit and then passed through the ΔΣ modulation noise shaping circuit. As a result, digital data can be D / A converted with high accuracy.
【0014】[0014]
【発明の実施の態様】次に、図1を参照して本発明の第
1の実施の態様を説明する。図1は本発明に係るD/A
変換装置の回路図であり、図11と同一の構成部分には
同一の符号が付してある。1は16ビット、サンプリン
グ周波数fS の入力ディジタルオーディオデータD1 を
4倍オーバーサンプリングし、17ビット、サンプリン
グ周波数4fS のディジタルデータD2 を出力するディ
ジタルフィルタ、2はディジタルデータD2 に対しΔΣ
変調方式ノイズシェーパを行い、−2,−1,0,+
1,+2の5値を取るサンプリング周波数FS =32f
S の多値ディジタルデータYを出力するΔΣ変調ノイズ
・シェーピング回路、3Aはa,bの2系統の出力端子
を有し、多値ディジタルデータYを、Yの値と各系統の
出力パルス幅を2系統分加算した値とが比例するように
PWM変調して出力するPWM変調回路であり、具体的
には、図12のA〜Eのパターンの如く出力を行う。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a D / A according to the present invention.
FIG. 12 is a circuit diagram of the conversion device, and the same components as those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals. 1 is a 16-bit digital filter that oversamples input digital audio data D 1 having a sampling frequency f S by a factor of 4 and outputs 17-bit digital data D 2 having a sampling frequency of 4 f S , 2 is a ΔΣ with respect to digital data D 2.
Modulation method Performs noise shaper, -2, -1, 0, +
Sampling frequency F S = 32f that takes five values of 1 and +2
The ΔΣ modulation noise shaping circuit that outputs the multi-valued digital data Y of S , 3A has two-system output terminals a and b, and outputs the multi-valued digital data Y with the value of Y and the output pulse width of each system. This is a PWM modulation circuit that performs PWM modulation so as to be proportional to the value obtained by adding two systems, and specifically, outputs as in the patterns A to E in FIG.
【0015】図2に示す如く、PWM変調回路3Aは図
示しないタイミング制御回路から入力する周期が32f
S ・nのクロックCK1 に従って多値ディジタルデータ
Yの読み取りとPWM変調出力を行う。PWM変調回路
3AはCK1 の内、図2におけるRi のタイミングで多
値ディジタルデータYを取り込み(入力し)、サンプリ
ング周期T(=1/32fS )遅れでYに対応するPW
M変調信号を出力する。41 と42 は各々、系統別にP
WM変調信号が通されるバッファアンプ、6Aは加算用
の抵抗R1 ,R2 と、フィードバック系を成すRf1,R
f2と、オペアンプ5から成る加算回路であり、バッファ
アンプ41 と42 の出力電圧を加算する。7は加算回路
6Aの出力に対しfS /2より低いカットオフ周波数f
C で低域成分を取り出し、アナログオーディオ信号を出
力するアナログローパスフィルタである。ここでは、ア
ナログローパスフィルタ7の32fS での減衰量は−9
0dB程度に設定されているものとする(なお、アナロ
グローパスフィルタ7はu・fS での減衰量を−90d
B程度に設定しても良い。但し、uは1,2,4,8,
16,24など、1〜32の範囲の或る1つの実数
値)。As shown in FIG. 2, the PWM modulation circuit 3A has a period of 32f input from a timing control circuit (not shown).
The multi-valued digital data Y is read and the PWM modulation output is performed according to the clock CK 1 of S · n. The PWM modulation circuit 3A takes in (inputs) the multivalued digital data Y at the timing of R i in FIG. 2 in CK 1 , and outputs the PW corresponding to Y with a delay of the sampling cycle T (= 1/32 f S ).
Output the M-modulated signal. 4 1 and 4 2 are P for each system
A buffer amplifier through which the WM modulated signal is passed, 6A is resistors R 1 and R 2 for addition, and R f1 and R forming a feedback system.
This is an adder circuit composed of f2 and the operational amplifier 5, and adds the output voltages of the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 . 7 is a cutoff frequency f lower than f S / 2 with respect to the output of the adder circuit 6A.
It is an analog low-pass filter that extracts the low-frequency component at C and outputs an analog audio signal. Here, the attenuation amount of the analog low-pass filter 7 at 32 f S is −9.
It is assumed that it is set to about 0 dB (note that the analog low-pass filter 7 reduces the attenuation amount at u · f S by −90 d).
It may be set to about B. However, u is 1, 2, 4, 8,
One real value in the range 1-32, such as 16,24).
【0016】10はPWM変調回路3Aとバッファアン
プ41 ,42 との間に設けられた切り換え回路であり、
PWM変調回路3Aが多値ディジタルデータYのPWM
変調出力を1データ分終える度(PWM変調回路3Aが
多値ディジタルデータYを1データ分入力する度)に、
PWM変調回路3Aの出力端子a,bとバッファアンプ
41 ,42 との1対1の接続の組み合わせの切り換え
を行う。切り換え回路10の内、SW1 は2入力(e端
子とf端子)、1出力のアナログスイッチであり、入力
側はe端子がPWM変調回路3Aの出力端子a,f端子
が出力端子bと接続されており、出力側がバッファアン
プ41 の入力側と接続されている。SW2 も2入力(e
端子とf端子)、1出力のアナログスイッチであり、入
力側はe端子がPWM変調回路3Aの出力端子b,f端
子が出力端子aと接続されており、出力側がバッファア
ンプ42 の入力側と接続されている。20は切り換え制
御回路であり、PWM変調回路3AのPWM変調動作に
同期した周期1/32fS のクロックCK1 に従い、P
WM変調回路3Aが多値ディジタルデータYのPWM変
調出力を1データ分終える度に(PWM変調回路3Aに
多値ディジタルデータYが入力される度に)、アナログ
スイッチSW1 ,SW2 をe側とf側に切り換える。A switching circuit 10 is provided between the PWM modulation circuit 3A and the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 .
The PWM modulation circuit 3A uses the PWM of the multi-valued digital data Y
Every time the modulation output is completed for one data (every time the PWM modulation circuit 3A inputs the multi-value digital data Y for one data),
The combination of the output terminals a and b of the PWM modulation circuit 3A and the one-to-one connection of the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 is switched. In the switching circuit 10, SW 1 is a 2-input (e terminal and f terminal), 1-output analog switch, and on the input side, the e terminal is connected to the output terminal a of the PWM modulation circuit 3A and the f terminal is connected to the output terminal b. The output side is connected to the input side of the buffer amplifier 4 1 . SW 2 also has 2 inputs (e
Terminals and f terminals) are one-output analog switches. On the input side, the e terminal is connected to the output terminal b of the PWM modulation circuit 3A, the f terminal is connected to the output terminal a, and the output side is the input side of the buffer amplifier 4 2 . Connected with. Reference numeral 20 denotes a switching control circuit, which is synchronized with the PWM modulation operation of the PWM modulation circuit 3A in accordance with a clock CK 1 having a cycle of 1/32 f S
Each time the WM modulation circuit 3A completes the PWM modulation output of the multi-valued digital data Y for one data (each time the multi-valued digital data Y is input to the PWM modulation circuit 3A), the analog switches SW 1 and SW 2 are set to the e side. And f side.
【0017】次に図2、図3を参照して上記した実施の
態様の動作を説明する。図2はPWM変調回路3A、切
り換え制御回路20、切り換え回路10の動作を示すタ
イムチャート、図3は多値ディジタルデータYの値と、
加算回路6Aの出力点で見た多値ディジタルデータYの
サンプリング周期T(=1/32fS )の間の平均電圧
Eとの関係を示す線図である。Hレベルが入力されたと
きのバッファアンプ41 ,42 の出力電圧を各々、V1
(H) ,V2 (H) 、Lレベルが入力されたときのバッファ
アンプ41 ,42 の出力電圧を各々、V1 (L) ,V
2 (L) とする。バッファアンプ41 ,42 の回路定数、
回路特性、電源電圧等のバラツキのため、V1 (H) とV
2 (H) の間にΔV(H) だけ差が生じ、V1 (L) とV
2 (L) の間にΔV(L) だけ差が生じて、
V1 (H) =V2 (H) +ΔV(H) ・・(3)
V1 (L) =V2 (L) +ΔV(L) ・・(4)
となっているものとする。ここでは、一例として、V1
(H) =5(V)、V2 (H) =4(V)、ΔV(H)=1
(V)、V1 (L) =0.5(V)、V2 (L) =1
(V)、ΔV(L) =−0.5(V)とする。Next, the operation of the above-described embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a time chart showing the operation of the PWM modulation circuit 3A, the switching control circuit 20, and the switching circuit 10. FIG. 3 shows the value of the multivalued digital data Y.
FIG. 7 is a diagram showing the relationship with the average voltage E during the sampling period T (= 1 / 32f S ) of the multilevel digital data Y seen at the output point of the adder circuit 6A. The output voltages of the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 when the H level is input are respectively V 1
(H), V 2 (H), and the output voltage of the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 when the L level is input are V 1 (L) and V, respectively.
2 (L). Circuit constants of buffer amplifiers 4 1 and 4 2 ,
Due to variations in circuit characteristics and power supply voltage, V 1 (H) and V
There is a difference of ΔV (H) between 2 (H) and V 1 (L) and V
A difference of ΔV (L) occurs between 2 (L), and V 1 (H) = V 2 (H) + ΔV (H) ··· (3) V 1 (L) = V 2 (L) + ΔV ( L) ・ ・ (4). Here, as an example, V 1
(H) = 5 (V), V 2 (H) = 4 (V), ΔV (H) = 1
(V), V 1 (L) = 0.5 (V), V 2 (L) = 1
(V) and ΔV (L) = − 0.5 (V).
【0018】電源オンで装置がD/A変換動作を開始す
ると、外部から入力された16ビット、サンプリング周
波数fS のディジタルオーディオデータD1 は、ディジ
タルフィルタ1により4倍オーバーサンプリングされ、
17ビット、サンプリング周波数4fS のディジタルデ
ータD2 として出力される。ディジタルデータD2 はΔ
Σ変調ノイズ・シェーピング回路2により、fS /2以
下の量子化雑音が大幅に低減するようにΔΣ変調方式の
ノイズシェーパがなされ、サンプリング周波数32fS
の5値(−2,−1,0,+1,+2)のディジタルデ
ータYが出力される。When the device starts the D / A conversion operation when the power is turned on, the 16-bit externally input digital audio data D 1 having a sampling frequency f S is oversampled four times by the digital filter 1.
17 bits, it is output as digital data D 2 of the sampling frequency 4f S. The digital data D 2 is Δ
The Σ-modulation noise shaping circuit 2 performs the noise shaper of the ΔΣ modulation method so that the quantization noise of f S / 2 or less is significantly reduced, and the sampling frequency is 32 f S.
5 values (-2, -1, 0, +1, +2) of digital data Y are output.
【0019】ΔΣ変調ノイズ・シェーピング回路2から
出力された多値ディジタルデータYは、図2に示す如
く、PWM変調回路3AによりクロックCK1 に従い、
1データずつRi のタイミングで読み取られ(入力さ
れ)、PWM変調されたのち、出力端子a,bより、多
値ディジタルデータYの値とa,bのパルス幅との関係
が図12の如くなるPWM変調信号が読み取りタイミン
グより1T遅れて出力される。切り換え制御回路20は
PWM変調回路3AのPWM変調動作に同期した周期1
/32fS のクロックCK1 に従い、PWM変調回路3
Aが多値ディジタルデータYのPWM変調出力を1デー
タ分終える度(PWM変調回路3Aが多値ディジタルデ
ータYを1データ分入力する度)に、アナログスイッチ
SW1 ,SW2をe側とf側の間で交互に切り換える。As shown in FIG. 2, the multi-valued digital data Y output from the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2 is generated by the PWM modulation circuit 3A according to the clock CK 1 .
After reading (inputting) one data at a timing of R i and performing PWM modulation, the relationship between the value of the multi-valued digital data Y and the pulse width of a and b from the output terminals a and b is as shown in FIG. The PWM modulation signal is output with a delay of 1T from the reading timing. The switching control circuit 20 has a cycle 1 synchronized with the PWM modulation operation of the PWM modulation circuit 3A.
According to the clock CK 1 of / 32f S , the PWM modulation circuit 3
Each time A completes the PWM modulation output of the multi-valued digital data Y by one data (every time the PWM modulation circuit 3A inputs the multi-valued digital data Y by one data), the analog switches SW 1 and SW 2 are set to the e side and the f side. Alternate between the sides.
【0020】この結果、PWM変調回路3Aに1データ
分の多値ディジタルデータYが入力される度に、PWM
変調回路3Aの出力端子aがバッファアンプ41 の入力
側と接続されて、バッファアンプ41 から出力端子aか
ら入力したPWM変調信号が出力され、bがバッファア
ンプ42 の入力側と接続されて、バッファアンプ42か
ら出力端子bから入力したPWM変調信号が出力された
り、反対に、PWM変調回路3Aの出力端子aがバッフ
ァアンプ42 の入力側と接続されて、バッファアンプ4
2 から出力端子aから入力したPWM変調信号が出力さ
れ、bがバッファアンプ41 の入力側と接続されて、バ
ッファアンプ41 から出力端子aから入力したPWM変
調信号が出力されるように切り換えられる。As a result, each time the multi-valued digital data Y for one data is input to the PWM modulation circuit 3A, the PWM
Output terminal a of the modulation circuit 3A is connected to the input side of the buffer amplifier 4 1, PWM modulated signal is output which is input from the output terminal a from the buffer amplifier 4 1, b is connected to the input side of the buffer amplifier 4 2 Then, the PWM modulation signal input from the output terminal b is output from the buffer amplifier 4 2, or conversely, the output terminal a of the PWM modulation circuit 3A is connected to the input side of the buffer amplifier 4 2 ,
PWM modulated signal inputted from the output terminal a 2 is output, b is connected to the input side of the buffer amplifier 4 1, as the PWM modulation signal input from the output terminal a from the buffer amplifier 4 1 is output switching To be
【0021】仮に、切り換え回路10のアナログスイッ
チSW1 、SW2 がともにe側に固定された状態にある
としたときの多値ディジタルデータYの値と、加算器6
の出力点で見たYに対応するPWM変調信号のサンプリ
ング周期T(1/32fS )の間での平均電圧E(V)
の関係(Y,E)は、図3のAに示す如く、P1 (−
2,0.75)、P2 (−1,1.5)、P3 (0,
2.625)、P4 (+1,3.375)、P5 (+
2,4.5)となり、P1 ,P3 ,P5 は直線Lに乗る
が、P2 とP4 は直線LからEのマイナス側へ0.18
75(V)だけ外れる。Tよりはるかに長い或る期間、
例えば、図2の10Tの間にPWM変調出力した元の多
値ディジタルデータYが時系列で−2,−2,−1,−
1,0,0,+1,+1,+2,+1と変化していたと
き、加算回路6Aの出力点で見た10Tの間での平均電
圧E´は、2.4375(V)となり、理想値より0.
09375(V)だけ小さくなる。If the analog switches SW 1 and SW 2 of the switching circuit 10 are both fixed to the e side, the value of the multivalued digital data Y and the adder 6
The sampling period of the corresponding PWM modulated signal Y as seen at the output T (1 / 32f S) average voltage E between the (V)
The relationship (Y, E) of P 1 (-
2 , 0.75), P 2 (-1, 1.5), P 3 (0,
2.625), P 4 (+1,3.375), P 5 (+
2, 4.5) and P 1 , P 3 , P 5 ride on the straight line L, but P 2 and P 4 are 0.18 from the straight line L to the minus side of E.
Only 75 (V) is off. For a period much longer than T,
For example, the original multi-valued digital data Y PWM-modulated during 10T in FIG. 2 is -2, -2, -1,-in time series.
When changing to 1,0,0, + 1, + 1, + 2, + 1, the average voltage E ′ during 10T seen at the output point of the adding circuit 6A becomes 2.4375 (V), which is an ideal value. Than 0.
It becomes smaller by 09375 (V).
【0022】反対に、仮に、アナログスイッチSW1 、
SW2 がともにf側に固定された状態にあるとしたと
き、多値ディジタルデータYの値と、加算回路6Aの出
力点で見たYに対応するPWM変調信号のサンプリング
周期Tの間での平均電圧Eの関係(Y,E)は、図3の
Bに示す如く、Q1 (−2,0.75)、Q2 (−1,
1.875)、Q3 (0,2.625)、Q4 (+1,
3.75)、Q5 (+2,4.5)となり、Q1 ,
Q3 ,Q5 はそれぞれP1 ,P2 ,P3 と同一で直線L
に乗るが、Q2 とQ4 は直線LからEのプラス側に0.
1875(V)だけ外れる。図2の10Tの間にPWM
変調出力した元の多値ディジタルデータYが時系列で−
2,−2,−1,−1,0,0,+1,+1,+2,+
1と変化していたとき、加算回路6Aの出力点で見た1
0Tの間での平均電圧E´は、2.625(V)とな
り、理想値より0.09375(V)だけ大きくなる。On the contrary, if analog switch SW 1 ,
Assuming that both SW 2 are fixed to the f side, between the value of the multivalued digital data Y and the sampling period T of the PWM modulation signal corresponding to Y seen at the output point of the adder circuit 6A. The relationship (Y, E) of the average voltage E is Q 1 (−2, 0.75), Q 2 (−1,) as shown in FIG. 3B.
1.875), Q 3 (0, 2.625), Q 4 (+1,
3.75), Q 5 (+2,4.5), and Q 1 ,
Q 3 and Q 5 are the same as P 1 , P 2 and P 3 , respectively, and are straight lines L
However, Q 2 and Q 4 are 0.
Only 1875 (V) is off. PWM during 10T of FIG.
The original multi-valued digital data Y that has been modulated and output is chronologically −
2, -2, -1, -1, 0, 0, +1, +1, +2, +
When it was changed to 1, 1 at the output point of the adder circuit 6A
The average voltage E ′ during 0T is 2.625 (V), which is higher than the ideal value by 0.093375 (V).
【0023】ところが、この実施の態様では、多値ディ
ジタルデータYが1データ分、PWM変調回路3Aに入
力される度に、PWM変調回路3Aの出力端子a,bと
バッファアンプ41 ,42 との接続の組み合わせが切り
換えられるので、多値ディジタルデータYが1データ
分、PWM変調回路3Aに入力される度に、多値ディジ
タルデータYの値は図3のAに従い平均電圧Eに変換さ
れたり、図3のBに従い平均電圧Eに変換される。However, in this embodiment, each time the multivalued digital data Y is input to the PWM modulation circuit 3A, the output terminals a and b of the PWM modulation circuit 3A and the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 are input. Since the combination of connection with and is switched, the value of the multi-valued digital data Y is converted into the average voltage E according to A of FIG. 3 every time the multi-valued digital data Y is input to the PWM modulation circuit 3A. Alternatively, the average voltage E is converted according to B in FIG.
【0024】よって、図2の10Tの間にPWM変調出
力した元の多値ディジタルデータYが時系列で−2,−
2,−1,−1,0,0,+1,+1,+2,+1と変
化しており、図2に示す如く、アナログスイッチSW1
とSW2 が、最初の−2に対応するPWM変調出力がさ
れている間e、2番目の−2に対応するPWM変調出力
がされている間f、最初の−1に対応するPWM変調出
力がされている間e、2番目の−1に対応するPWM変
調出力がされている間f、最初の0に対応するPWM変
調出力がされている間e、2番目の0に対応するPWM
変調出力がされている間f、最初の+1に対応するPW
M変調出力がされている間e、2番目の+1に対応する
PWM変調出力がされている間f、+2に対応するPW
M変調出力がされている間e、最後の+1に対応するP
WM変調出力がされている間e、最後の+1に対応する
PWM変調出力がされている間fと切り換えられたと
き、加算回路6Aの出力点で見た10Tの間での平均電
圧E´は、2.55(V)となり、理想値2.5312
5(V)より0.01875(V)小さいだけとなり、
切り換え回路10が無い場合より、理想値に近くなる。
10Tより更に長い期間で平均化した電圧は更に理想値
に近くなる。Therefore, the original multivalued digital data Y PWM-modulated during 10T in FIG. 2 is -2, -in time series.
2, -1, -1, 0, 0, +1, +1, +2, +1 and, as shown in FIG. 2, the analog switch SW 1
And SW 2 while the PWM modulation output corresponding to the first −2 is performed, f while the PWM modulation output corresponding to the second −2 is performed, and the PWM modulation output corresponding to the first −1. While the output is e, the PWM modulation output corresponding to the second −1 is f, the PWM modulation output corresponding to the first 0 is e, and the PWM corresponding to the second 0 is output.
PW corresponding to the first +1 while f is being modulated
E during M modulation output, f during second PWM modulation output corresponding to +1 and PW corresponding to +2
While the M modulation output is being performed, P corresponding to the last +1
When the WM modulation output is switched to e, and the PWM modulation output corresponding to the last +1 is switched to f, the average voltage E ′ during 10T seen at the output point of the adder circuit 6A is , 2.55 (V), ideal value 2.5312
It is only 0.01875 (V) smaller than 5 (V),
The value is closer to the ideal value than when the switching circuit 10 is not provided.
The voltage averaged over a period longer than 10 T becomes closer to the ideal value.
【0025】加算回路6Aの出力はアナログローパスフ
ィルタ7により、fS /2より少し低いカットオフ周波
数fC 以下の成分だけ取り出されて、アナログオーディ
オ信号として出力される。アナログローパスフィルタ7
の出力は、2個のバッファアンプ41 ,42 から出力さ
れたPWM変調信号の加算値を現時点から過去に遡っ
て、多値ディジタルデータのサンプリング周期T(=1
/32fS )に比べてはるかに長い期間に渡り平均化し
たのと等価である。よって、HレベルまたはLレベルが
入力されたときのバッファアンプ41 と42 の出力電圧
に、(3)または(4)式に示す差があっても、PWM
変調回路3Aの出力端子a,bとバッファアンプ41 ,
42 との接続の組み合わせが周期Tで切り換えられるこ
とで、アナログローパスフィルタ7の出力は、Hレベル
またはLレベルが入力されたときのバッファアンプ41
と42 の出力電圧に差が無いときとほぼ同じ理想に近い
値となり、D/A変換精度が向上する。The output of the adder circuit 6A is extracted by the analog low-pass filter 7 as a component having a cut-off frequency f C or less, which is slightly lower than f S / 2, and is output as an analog audio signal. Analog low pass filter 7
Of the PWM modulation signal output from the two buffer amplifiers 4 1 and 4 2 is traced back from the present time to the past, and the sampling cycle T (= 1
/ 32f s ) is equivalent to averaging over a much longer period. Therefore, even if the output voltages of the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 when the H level or the L level is input have the difference shown in the formula (3) or (4), the PWM
The output terminals a and b of the modulation circuit 3A and the buffer amplifier 4 1 ,
By switching the combination of connection with 4 2 in the cycle T, the output of the analog low-pass filter 7 is the buffer amplifier 4 1 when H level or L level is input.
And the output voltage of 4 2 have almost the same value as the ideal value when there is no difference, and the D / A conversion accuracy is improved.
【0026】この実施の態様によれば、PWM変調回路
3Aの出力端子a,bとバッファアンプ41 ,42 との
間に、PWM変調回路3Aの2系統の出力と2個のバッ
ファアンプ41 ,42 との1対1の接続の組み合わせを
切り換え可能な切り換え回路10を設け、切り換え制御
回路20により、PWM変調回路3AのPWM変調動作
に同期した周期1/32fS のクロックCK1 に従い、
PWM変調回路3Aが多値ディジタルデータYのPWM
変調出力を1データ分終える度(PWM変調回路3Aが
多値ディジタルデータYを1データ分入力する度)に、
PWM変調回路3Aの2系統の出力と2個のバッファア
ンプ41 ,42 との1対1の接続の組み合わせをfC よ
りはるかに高い切り換え速度で切り換える。According to this embodiment, the two outputs of the PWM modulation circuit 3A and the two buffer amplifiers 4 are provided between the output terminals a and b of the PWM modulation circuit 3A and the buffer amplifiers 4 1 and 4 2. A switching circuit 10 capable of switching a 1: 1 connection combination with 1 , 4 2 is provided, and the switching control circuit 20 synchronizes with the PWM modulation operation of the PWM modulation circuit 3A in accordance with the clock CK 1 having a cycle of 1 / 32f S. ,
The PWM modulation circuit 3A uses the PWM of the multi-valued digital data Y
Every time the modulation output is completed for one data (every time the PWM modulation circuit 3A inputs the multi-value digital data Y for one data),
The two-system output of the PWM modulation circuit 3A and the one-to-one connection combination of the two buffer amplifiers 4 1 and 4 2 are switched at a switching speed much higher than f C.
【0027】アナログローパスフィルタ7は加算回路6
Aの出力を平均化する機能を有するので、バッファアン
プ41 ,42 の回路定数、回路特性、電源電圧等のバラ
ツキによりバッファアンプ41 ,42 の間に出力電圧値
のバラツキがあっても、PWM変調回路3Aの2系統の
出力と2個のバッファアンプ41 ,42 との1対1の接
続の組み合わせをfC よりはるかに高い切り換え速度で
切り換えることで、各バッファアンプ41 ,42 の間の
出力電圧値のバラツキが相殺されて、D/A変換動作中
の各バッファアンプ41 ,42 の出力の加算値の平均電
圧が、各バッファアンプの出力電圧値にバラツキの無い
状態で動作させた時と近い値となり、アナログローパス
フィルタ7からD/A変換精度の高い出力を得ることが
でき、ΔΣ変調ノイズ・シェーパ方式のD/A変換装置
の能力を高めることができる。The analog low-pass filter 7 is an adder circuit 6
Because it has a function of averaging the output of the A, circuit constants of the buffer amplifier 4 1, 4 2, circuit characteristics, the variation in power supply voltage or the like if there are variations in the output voltage value between the buffer amplifier 4 1, 4 2 Also, by switching the combination of the one-to-one connection between the two outputs of the PWM modulation circuit 3A and the two buffer amplifiers 4 1 and 4 2 at a switching speed much higher than f C , each buffer amplifier 4 1 , 4 2 are canceled out, and the average voltage of the added value of the outputs of the buffer amplifiers 4 1 , 4 2 during the D / A conversion operation is dispersed in the output voltage value of each buffer amplifier. It becomes a value close to that when it is operated in the absence of the condition, an output with high D / A conversion accuracy can be obtained from the analog low pass filter 7, and the capability of the ΔΣ modulation noise shaper type D / A conversion device can be improved. so Wear.
【0028】なお、上記した実施の態様では、切り換え
制御回路20はPWM変調回路3Aが多値ディジタルデ
ータYを1データ分入力する度に切り換え回路10の切
り換えを行わせるようにしたが、2〜8程度で固定のデ
ータ数分入力する度に切り換えるようにしたり、1〜8
程度で可変のデータ数分入力する度に切り換えるように
しても良く、また、アロナグローパスフィルタ7のカッ
トオフ周波数fC も、32fS /2以下であればfS /
2より高く設定することもできる(この場合、アナログ
ローパスフィルタ7の減衰量は、例えば、2fC で−9
0dB程度となるように設定したり、32fS /2〜3
2fS の範囲内の或る周波数で−90dB程度となるよ
うに設定しても良い)。要は、アナログローパスフィル
タ7のカットオフ周波数fC を32fS /2より小さく
設定しておき、PWM変調回路3Aの2系統の出力と2
個のバッファアンプ41 ,42 との1対1の接続の組み
合わせを、アナログローパスフィルタ7のカットオフ周
波数fC より高い固定または可変の切り換え速度で切り
換えて、PWM変調回路3Aの各系統の出力が全て同じ
パルス幅となる値以外の或る多値ディジタルデータがP
WM変調出力されるときを累積して見た場合(Y=−1
がPWM変調出力されるときを累積して見た場合または
Y=+1がPWM変調出力されるときを累積して見た場
合)に、PWM変調回路3Aのいずれの系統の出力も、
バッファアンプ41 と42 にほぼ等しい確率で入力され
るように切り換えれば良い。In the above-described embodiment, the switching control circuit 20 causes the switching circuit 10 to switch each time the PWM modulation circuit 3A inputs the multivalued digital data Y for one data. It can be switched every time a fixed number of data is input at about 8, or 1 to 8
The number may be changed every time a variable number of data is input, and if the cutoff frequency f C of the Arona glow pass filter 7 is 32 f S / 2 or less, f S /
It can be set higher than 2 (in this case, the attenuation amount of the analog low-pass filter 7 is -9 at 2f C , for example).
It is set to be about 0 dB or 32f S / 2-3
It may be set to be about −90 dB at a certain frequency within the range of 2f S ). In short, the cutoff frequency f C of the analog low-pass filter 7 is set to be smaller than 32 f S / 2, and the output of the two systems of the PWM modulation circuit 3A and 2
The one-to-one connection combination with each of the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 is switched at a fixed or variable switching speed higher than the cutoff frequency f C of the analog low-pass filter 7, and each of the systems of the PWM modulation circuit 3A is switched. Some multi-valued digital data other than the values that all output have the same pulse width is P
When WM-modulated output is cumulatively viewed (Y = -1
When the PWM modulation output is cumulatively viewed or when Y = + 1 when the PWM modulation output is cumulatively viewed), the output of any system of the PWM modulation circuit 3A is
The buffer amplifiers 4 1 and 4 2 may be switched so that they are input with almost equal probability.
【0029】図4は本発明の第2の実施の態様に係るD
/A変換装置の回路図であり、図1と同一の構成部分に
は同一の符号が付してある。図1の実施の態様では、切
り換え制御回路20はPWM変調回路3Aが多値ディジ
タルデータYを入力する度に切り換え回路10のアナロ
グスイッチSW1 ,SW2 の切り換えを行うようにした
が、図4では、PWM変調回路3Aが多値ディジタルデ
ータYの内、−1と+1を入力する度に切り換え回路1
0のアナログスイッチSW1 ,SW2 の切り換えを行う
ようにしてある。FIG. 4 shows a D according to the second embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram of an A / A conversion device, and the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the embodiment of FIG. 1, the switching control circuit 20 switches the analog switches SW 1 and SW 2 of the switching circuit 10 every time the PWM modulation circuit 3A inputs the multi-valued digital data Y. Then, every time the PWM modulation circuit 3A inputs -1 and +1 of the multilevel digital data Y, the switching circuit 1
The 0 analog switches SW 1 and SW 2 are switched.
【0030】図4において、20AはPWM変調回路3
Aが多値ディジタルデータYの内、−1と+1を入力す
る度に切り換え回路10のアナログスイッチSW1 ,S
W2の切り換えを行う切り換え制御回路である。切り換
え制御回路20Aの内、21は奇数判別回路であり、周
波数32fS のクロックCK1 に従い、PWM変調回路
3Aが多値ディジタルデータYを読み取った時点(入力
した時点)で多値ディジタルデータYが奇数か判別し、
奇数であればHレベルを出力し、偶数であればLレベル
を出力する。22はD−フリップフロップであり、反転
出力端子がD端子と接続され、奇数判別回路21の出力
端子がイネーブル端子Eと接続されている。また、クロ
ックCK1 がクロック端子CKに入力されている。この
D−フリップフロップ22は、イネーブル端子の入力が
Lレベルの間は状態が変化せず、イネーブル端子の入力
がHレベルになると、動作可能となり、クロックCK1
の立ち上がりタイミングでD端子の入力を反転したレベ
ルを反転出力端子から出力する。D−フリップフロップ
22は反転出力端子から切り換え制御信号を切り換え回
路10のアナログスイッチSW1 ,SW2 へ出力する。
アナログスイッチSW1 ,SW2 は切り換え制御信号が
Hレベルのときe側、Lレベルのときf側に切り換わ
る。図4のその他の構成部分は図1と全く同様に構成さ
れている。In FIG. 4, 20A is a PWM modulation circuit 3
Each time A inputs -1 and +1 in the multi-valued digital data Y, the analog switches SW 1 , S of the switching circuit 10 are input.
It is a switching control circuit for switching W 2 . In the switching control circuit 20A, 21 is an odd number discriminating circuit, and the multi-valued digital data Y is read at the time when the PWM modulation circuit 3A reads the multi-valued digital data Y (at the time of inputting) according to the clock CK 1 of the frequency 32f S. Determine if it is odd,
If the number is odd, the H level is output, and if the number is even, the L level is output. Reference numeral 22 denotes a D-flip-flop, which has an inverting output terminal connected to the D terminal and an output terminal of the odd number discrimination circuit 21 connected to the enable terminal E. Further, the clock CK 1 is input to the clock terminal CK. This D-flip-flop 22 does not change its state while the input of the enable terminal is at the L level, and becomes operable when the input of the enable terminal becomes the H level, and the clock CK 1
At the rising timing of, the level obtained by inverting the input of the D terminal is output from the inverting output terminal. The D-flip-flop 22 outputs a switching control signal from the inverting output terminal to the analog switches SW 1 and SW 2 of the switching circuit 10.
The analog switches SW 1 and SW 2 are switched to the e side when the switching control signal is at the H level and to the f side when the switching control signal is at the L level. The other components of FIG. 4 are constructed in exactly the same way as in FIG.
【0031】次に、図5を参照して上記した実施の態様
の動作を説明する。図5はPWM変調回路3A、切り換
え制御回路20A、切り換え回路10の動作を示すタイ
ムチャートである。なお、Hレベルが入力されたときの
バッファアンプ41 ,42 の出力電圧V1(H) とV2 (H)
の間と、Lレベルが入力されたときのバッファアンプ
41 ,42の出力電圧V1 (L) とV2 (L) の間には、バ
ッファアンプ41 ,42 の回路定数、回路特性、電源電
圧等のバラツキのため、ΔV(H) 、ΔV(L) だけ差が生
じて前述した(3),(4)の関係となっているものと
する。ここでは、一例として、V1 (H) =5(V)、V
2 (H) =4(V)、ΔV(H)=1(V)、V1 (L) =
0.5(V)、V2 (L) =1(V)、ΔV(L) =−0.
5(V)とする。Next, the operation of the above-described embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a time chart showing the operations of the PWM modulation circuit 3A, the switching control circuit 20A, and the switching circuit 10. The output voltages V 1 (H) and V 2 (H) of the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 when the H level is input
Between and between the output voltages V 1 (L) and V 2 (L) of the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 when the L level is input, the circuit constants and circuits of the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 Due to variations in characteristics, power supply voltage, etc., a difference of ΔV (H) and ΔV (L) occurs, and the relationships (3) and (4) described above are assumed. Here, as an example, V 1 (H) = 5 (V), V
2 (H) = 4 (V), ΔV (H) = 1 (V), V 1 (L) =
0.5 (V), V 2 ( L) = 1 (V), ΔV (L) = -0.
5 (V).
【0032】電源オンで装置がD/A変換動作を開始し
たあと、ΔΣ変調ノイズ・シェーピング回路2から出力
された多値ディジタルデータYは、図5に示す如く、P
WM変調回路3AによりクロックCK1 に従い、1デー
タずつRi のタイミングで読み取られ(入力され)、P
WM変調されたのち、出力端子a,bより、多値ディジ
タルデータYの値とa,bのパルス幅との関係が図12
のA〜Eのパターンの如くなるPWM変調信号が読み取
りタイミングより1T遅れて出力される。ここでは、1
2Tの間でのPWM変調出力の元の多値ディジタルデー
タYが時系列で−1,−2,−2,−1,0,+1,+
2,+1,0,−1,−2,−1となったとする。After the device starts the D / A conversion operation when the power is turned on, the multi-level digital data Y output from the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2 is P-valued as shown in FIG.
The WM modulation circuit 3A reads (inputs) one data at a timing of R i according to the clock CK 1 , and outputs P
After the WM modulation, the relationship between the value of the multi-valued digital data Y and the pulse width of a and b from the output terminals a and b is shown in FIG.
The PWM modulation signal having the patterns A to E is output 1T behind the reading timing. Here, 1
The original multilevel digital data Y of the PWM modulation output during 2T is -1, -2, -2, -1, 0, +1, + in time series.
2, +1, 0, -1, -2, -1.
【0033】切り換え制御回路20Aの奇数判別回路2
1は、クロックCK1 に従いPWM変調回路3Aが多値
ディジタルデータYを入力するタイミングで奇数判別
し、奇数のときはHレベル、偶数のときはLレベルをD
−フリップフロップ22のイネーブル端子Eに出力す
る。PWM変調回路3Aの入力する多値ディジタルデー
タYが時系列で−1,−2,−2,−1,0,+1,+
2,+1,0,−1,−2,−1と変化するとき、奇数
判別回路21の出力は、H,L,L,H,L,H,L,
H,L,H,L,Hと変化する。Odd number discrimination circuit 2 of switching control circuit 20A
1, the odd number is determined at the timing when the PWM modulation circuit 3A inputs the multi-valued digital data Y according to the clock CK 1 , and when the odd number is H level, the even level is D level.
Output to the enable terminal E of the flip-flop 22. The multilevel digital data Y input by the PWM modulation circuit 3A is -1, -2, -2, -1, 0, +1, + in time series.
When changing to 2, +1, 0, -1, -2, -1, the output of the odd number discrimination circuit 21 is H, L, L, H, L, H, L,
It changes as H, L, H, L, H.
【0034】一方、D−フリップフロップ22は電源オ
ン直後、パワーオンリセット回路(図示せず)から入力
したHレベルのリセット信号により、一定時間強制的に
リセットされるようになっており、D−フリップフロッ
プ22の反転出力端子はHレベルに初期化されて、D端
子入力がHレベルとなっている。ここでは、ΔΣ変調ノ
イズ・シェーピング回路2が最初の−2を出力し始めた
ところでリセット信号がLレベルに落ちたとする。On the other hand, the D-flip-flop 22 is forcibly reset for a certain period of time by an H-level reset signal input from a power-on reset circuit (not shown) immediately after the power is turned on. The inverted output terminal of the flip-flop 22 is initialized to the H level, and the D terminal input is at the H level. Here, it is assumed that the reset signal drops to the L level when the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2 starts to output the first −2.
【0035】このあと、PWM変調回路3Aが多値ディ
ジタルデータYの最初の−2を入力するR1 のタイミン
グでクロックCK1 が入力されると、その直前の奇数判
別結果が奇数(−1)であり、イネーブル端子Eの入力
がHレベルでD−フリップフロップ22が動作可能とな
っているので反転出力端子が反転してLレベルとなり、
PWM変調回路3Aが最初のY=−1に対応するPWM
変調出力を行っている間、Lレベルの切り換え制御信号
をアナログスイッチSW1 ,SW2 に出力してf側に切
り換えさせる。After that, when the clock CK 1 is input at the timing of R 1 when the PWM modulation circuit 3A inputs the first −2 of the multilevel digital data Y, the odd number discrimination result immediately before that is an odd number (−1). Since the input of the enable terminal E is H level and the D-flip-flop 22 is operable, the inverting output terminal is inverted to L level,
PWM modulation circuit 3A corresponds to the first Y = -1 PWM
During the modulation output, the L level switching control signal is output to the analog switches SW 1 and SW 2 to switch to the f side.
【0036】次に、PWM変調回路3Aが2番目の−2
を入力するR2 のタイミングでクロックCK1 が入力さ
れると、直前の奇数判別結果が偶数(−2)であり、イ
ネーブル端子Eの入力がLレベルなので反転出力端子は
Lレベルのままとなり、PWM変調回路3Aが最初のY
=−2に対応するPWM変調出力を行っている間、アナ
ログスイッチSW1 ,SW2 をf側のままとする。PW
M変調回路3Aが2番目の−1を入力するR3 のタイミ
ングでクロックCK1 が入力されると、直前の奇数判別
結果が偶数(−2)であり、イネーブル端子Eの入力が
Lレベルなので反転出力端子はLレベルのままとなり、
PWM変調回路3Aが2番目のY=−2に対応するPW
M変調出力を行っている間、アナログスイッチSW1 ,
SW2 をf側のままとする。Next, the PWM modulation circuit 3A outputs the second -2 signal.
When the clock CK 1 is input at the timing of R 2 for inputting, the immediately preceding odd number discrimination result is an even number (−2), and the input of the enable terminal E is at L level, the inverting output terminal remains at L level, PWM modulation circuit 3A is the first Y
The analog switches SW 1 and SW 2 are left on the f side while the PWM modulation output corresponding to = -2 is being performed. PW
When the clock CK 1 is input at the timing of R 3 when the second M −1 is input to the M modulation circuit 3A, the immediately preceding odd number determination result is an even number (−2) and the input at the enable terminal E is at the L level. The inverting output terminal remains L level,
PW corresponding to the second Y = -2 by the PWM modulation circuit 3A
While performing M modulation output, analog switch SW 1 ,
Leave SW 2 on the f side.
【0037】次に、PWM変調回路3Aが最初の0を入
力するR4 のタイミングでクロックCK1 が入力される
と、直前の奇数判別結果が奇数(−1)であり、イネー
ブル端子EがHなので反転出力端子が反転してHレベル
となり、PWM変調回路3Aが2番目のY=−1に対応
するPWM変調出力を行っている間、アナログスイッチ
SW1 ,SW2 をe側に切り換える。次に、PWM変調
回路3Aが最初の+1を入力するR5 のタイミングでク
ロックCK1 が入力されると、直前の奇数判別結果が偶
数(0)であり、イネーブル端子Eの入力がLレベルな
ので反転出力端子はHレベルのままとなり、PWM変調
回路3Aが最初の0に対応するPWM変調出力を行って
いる間、アナログスイッチSW1 ,SW2 をe側のまま
とする。Next, when the clock CK 1 is input at the timing of R 4 when the PWM modulator 3A inputs the first 0, the immediately preceding odd number discrimination result is an odd number (−1), and the enable terminal E is at H level. Therefore, the inverting output terminal is inverted to the H level, and the analog switches SW 1 and SW 2 are switched to the e side while the PWM modulation circuit 3A is performing the PWM modulation output corresponding to the second Y = −1. Next, when the clock CK 1 is input at the timing of R 5 when the PWM modulation circuit 3A first inputs +1, the immediately preceding odd number determination result is even (0), and the input of the enable terminal E is at L level. The inverting output terminal remains at the H level, and the analog switches SW 1 and SW 2 are left at the e side while the PWM modulation circuit 3A is performing the PWM modulation output corresponding to the first 0.
【0038】以下、同様に、PWM変調回路3Aが最初
の+1に対応するPWM変調出力を行っている間、直前
の奇数判別結果が奇数(+1)なのでアナログスイッチ
SW1 ,SW2 をf側に切り換え、次に、PWM変調回
路3Aが最初の+2に対応するPWM変調出力を行って
いる間、直前の奇数判別結果が偶数(+2)なのでアナ
ログスイッチSW1 ,SW2 をf側のままとするという
具合にして、次のY=+1と0に対応するPWM変調出
力を行っている間、アナログスイッチSW1 ,SW2 を
e側に切り換え、次のY=−1と−2に対応するPWM
変調出力を行っている間、アナログスイッチSW1 ,S
W2 をf側に切り換える。Similarly, while the PWM modulation circuit 3A is performing the PWM modulation output corresponding to the first +1, since the immediately preceding odd number discrimination result is an odd number (+1), the analog switches SW 1 and SW 2 are set to the f side. switching, then to remain while performing PWM modulation output PWM modulation circuit 3A corresponding to the first +2, odd discrimination result of the immediately preceding even number (+2) so the analog switch SW 1, SW 2 of the f side Then, while the PWM modulation output corresponding to the next Y = + 1 and 0 is being performed, the analog switches SW 1 and SW 2 are switched to the e side, and the PWM corresponding to the next Y = −1 and −2.
During modulation output, analog switches SW 1 , S
Switch W 2 to the f side.
【0039】このように、切り換え制御回路20Aは、
それまで例えばアナログスイッチSW1 とSW2 がe側
に切り換えられており、PWM変調回路3Aのa端子出
力がバッファアンプ41 に入力され、b端子出力がバッ
ファアンプ42 に入力された状態のときに、PWM変調
回路3Aに奇数の−1または+1の値のYが入力される
と1T遅れでアナログスイッチSW1 ,SW2 をf側に
切り換え、PWM変調回路3Aのa端子出力をバッファ
アンプ42 に入力させ、b端子出力をバッファアンプ4
1 に入力させる。その後、再びPWM変調回路3Aに奇
数の−1または+1の値のYが入力されると1T遅れで
アナログスイッチSW1 ,SW2 をe側に戻し、PWM
変調回路3Aのa端子出力をバッファアンプ41 に入力
させ、b端子出力をバッファアンプ42 に入力させる。As described above, the switching control circuit 20A is
Until then, for example, the analog switches SW 1 and SW 2 have been switched to the e side, and the a terminal output of the PWM modulation circuit 3A is input to the buffer amplifier 4 1 and the b terminal output is input to the buffer amplifier 4 2 . At this time, when an odd Y value of −1 or +1 is input to the PWM modulation circuit 3A, the analog switches SW 1 and SW 2 are switched to the f side with a delay of 1T, and the a terminal output of the PWM modulation circuit 3A is buffered. 4 2 and the b terminal output is buffer amplifier 4
Input to 1 . After that, when an odd Y of −1 or +1 is input to the PWM modulation circuit 3A again, the analog switches SW 1 and SW 2 are returned to the e side with a delay of 1T, and PWM
The a-terminal output of the modulation circuit 3A is input to the buffer amplifier 4 1 , and the b-terminal output is input to the buffer amplifier 4 2 .
【0040】この結果、多値ディジタルデータYに出現
した奇数−1または+1に対するPWM変調回路3Aの
PWM変調出力は、前回、アナログスイッチSW1 ,S
W2をe側に切り換えた状態でバッファアンプ41 ,4
2 に入力されていたときは、今回、アナログスイッチS
W1 ,SW2 をf側に切り換えた状態でバッファアンプ
41 ,42 に入力され、逆に、前回、アナログスイッチ
SW1 ,SW2 をf側に切り換えた状態でバッファアン
プ41 ,42 に入力されていたときは、今回、アナログ
スイッチSW1 ,SW2 をe側に切り換えた状態でバッ
ファアンプ41,42 に入力されるという具合にして、
PWM変調回路3Aのa端子及びb端子と、バッファア
ンプ41 及び42 との間の接続の組み合わせが毎回、巡
回的に切り換えられる。As a result, the PWM modulation output of the PWM modulation circuit 3A for the odd number -1 or +1 appearing in the multi-valued digital data Y is the analog switch SW 1 , S last time.
Buffer amplifiers 4 1 , 4 with W 2 switched to the e side
If it was input to 2 , this time, analog switch S
W 1, SW 2 and is input to the buffer amplifier 4 1, 4 2 in a state of switching to f side, conversely, last buffer amplifier 4 1 in a state of switching the analog switch SW 1, SW 2 toward f, 4 If it is input to 2, it is input to the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 with the analog switches SW 1 and SW 2 switched to the e side this time.
The combination of the connections between the terminals a and b of the PWM modulation circuit 3A and the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 is cyclically switched every time.
【0041】図12から明らかな如く、多値ディジタル
データYが奇数の−1と+1のときは、PWM変調回路
3AがYをPWM変調したときのa端子出力とb端子出
力のパルス幅が異なっており、アナログスイッチS
W1 ,SW2 がe側に切り換えられているときは、加算
回路6Aの出力点で見たPWM変調出力のサンプリング
周期T(=1/32fS )での平均電圧Eが図3の直線
Lからマイナス側に外れてP2 またはP4 となり、アナ
ログスイッチSW1 ,SW2 がf側に切り換えられてい
るときは、平均電圧Eが図3の直線Lからプラス側に外
れてQ2 またはQ4となる。ここでは、多値ディジタル
データYに出現した奇数−1または+1に対する加算回
路6Aの出力点で見たPWM変調出力のサンプリング周
期T(=1/32f S )での平均電圧Eは、図3のP2
またはP4 と、Q2 またはQ4 に交互に切り換わるの
で、バッファアンプ41 ,42 の出力電圧誤差が逐次相
殺されることになる。一方、多値ディジタルデータYが
−2,0,+2のときは、PWM変調回路3AがPWM
変調したときのa端子出力とb端子出力のパルス幅は同
じであり、アナログスイッチSW1 ,SW2 の切り換え
ポジションに関わらず、PWM変調出力のサンプリング
周期T(=1/32fS )での平均電圧Eは図3の直線
Lの上に乗っており、誤差はない。As is apparent from FIG. 12, multi-value digital
When the data Y is an odd number of -1 and +1 the PWM modulation circuit
Output of a terminal and b terminal when 3A PWM-modulates Y
The pulse width of the force is different and the analog switch S
W1, SW2Is switched to the e side, addition
Sampling of PWM modulation output seen at the output point of circuit 6A
Period T (= 1 / 32fS) Average voltage E is the straight line in FIG.
P goes off from L to the minus side2Or PFourNext to Anna
Log switch SW1, SW2Has been switched to the f side
When the average voltage E is outside the straight line L in FIG.
Q2Or QFourBecomes Here, multilevel digital
Addition times for odd -1 or +1 appearing in data Y
Sampling frequency of PWM modulation output seen at the output point of path 6A
Period T (= 1 / 32f S), The average voltage E in FIG.2
Or PFourAnd Q2Or QFourTo switch to
Then, the buffer amplifier 41, 42Output voltage error of successive phase
Will be killed. On the other hand, the multivalued digital data Y
When -2, 0, +2, the PWM modulation circuit 3A is PWM
The pulse widths of the a-terminal output and b-terminal output when modulated are the same.
Same as analog switch SW1, SW2Switching
Sampling of PWM modulation output regardless of position
Period T (= 1 / 32fS), The average voltage E is the straight line in FIG.
It rides on L and there is no error.
【0042】図5のjに示す如く、10Tの間にPWM
変調出力した元の多値ディジタルデータYが時系列で−
1,−2,−2,−1,0,+1,+2,+1,0,−
1,と変化しており、奇数値が奇数回出現していたと
き、加算回路6Aの出力点で見た10Tの間での平均電
圧E´は、2.3625(V)となり、理想値より0.
01875(V)大きいだけである。また、図5のkに
示す如く、10Tの間にPWM変調出力した元の多値デ
ィジタルデータYが時系列で−2,−2,−1,0,+
1,+2,+1,0,−1,−2と変化しており、奇数
値が偶数回出現していたとき、加算回路6Aの出力点で
見た10Tの間での平均電圧E´は、2.25(V)と
なり、理想値2.25(V)と一致する。As shown in j of FIG. 5, PWM is performed during 10T.
The original multi-valued digital data Y that has been modulated and output is chronologically −
1, -2, -2, -1, 0, +1, +2, +1, 0,-
When the odd value appears odd number of times, the average voltage E ′ during 10T seen at the output point of the adding circuit 6A is 2.3625 (V), which is more than the ideal value. 0.
Only 01875 (V) large. Further, as shown in k of FIG. 5, the original multi-valued digital data Y PWM-modulated during 10T is -2, -2, -1, 0, + in time series.
1, +2, +1, 0, -1, -2, and when the odd value appears even times, the average voltage E'for 10T seen at the output point of the adder circuit 6A is The value becomes 2.25 (V), which matches the ideal value 2.25 (V).
【0043】アナログローパスフィルタ7の出力は、2
個のバッファアンプ41 ,42 から出力されたPWM変
調信号の加算値を現時点から過去に遡って、多値ディジ
タルデータのサンプリング周期T(=1/32fS )に
比べてはるかに長い期間に渡り平均化したものと等価で
ある。よって、HレベルまたはLレベルが入力されたと
きのバッファアンプ41 と42 の出力電圧に、(3)ま
たは(4)式に示す差があっても、PWM変調回路3A
が多値ディジタルデータYの内、奇数の−1,+1を入
力する度にPWM変調回路3Aの出力端子a,bとバッ
ファアンプ41,42 との接続の組み合わせが切り換え
られることで、アナログローパスフィルタ7の出力は、
HレベルまたはLレベルが入力されたときのバッファア
ンプ41と42 の出力電圧に差が無いときとほぼ同じ理
想値となり、D/A変換精度が格段に向上する。The output of the analog low-pass filter 7 is 2
The added value of the PWM modulation signal output from each of the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 is traced back from the present time to the past, and in a period much longer than the sampling period T (= 1/32 f S ) of the multilevel digital data. It is equivalent to the crossed average. Therefore, even if the output voltages of the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 when the H level or the L level is input have the difference shown in the formula (3) or (4), the PWM modulation circuit 3A
Is switched between the output terminals a and b of the PWM modulation circuit 3A and the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 each time an odd number −1 or +1 of the multilevel digital data Y is input, the analog The output of the low pass filter 7 is
When the H level or the L level is input, the output voltages of the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 have substantially the same ideal value as that when there is no difference, and the D / A conversion accuracy is significantly improved.
【0044】この実施の態様によれば、PWM変調回路
3Aの各系統の出力が全て同じパルス幅となる値−2,
0,+2以外の多値ディジタルデータYがPWM変調回
路3Aに入力される度に、PWM変調回路3Aの2系統
の出力と2個のバッファアンプ41 ,42 との1対1の
接続の組み合わせを、巡回的に切り換えるようにしたこ
とにより、アナログローパスフィルタ7は加算回路6A
の出力を平均化する機能を有するので、バッファアンプ
41 ,42 の回路定数、回路特性、電源電圧等のバラツ
キによりバッファアンプ41 ,42 の間に出力電圧値の
バラツキがあっても、PWM変調回路3Aの2系統の出
力と2個のバッファアンプ41 ,42 との1対1の接続
の組み合わせをfC よりはるかに高い切り換え速度で切
り換えることで、各バッファアンプ41 ,42 の間の出
力電圧値のバラツキが相殺されて、D/A変換動作中の
各バッファアンプ41 ,42 の出力の加算値の平均電圧
が、各バッファアンプの出力電圧値にバラツキの無い状
態で動作させた時とほぼ同じ値となり、アナログローパ
スフィルタ7からD/A変換精度の極めて高い出力を得
ることができ、ΔΣ変調ノイズ・シェーパ方式のD/A
変換装置の能力を一層高めることができる。According to this embodiment, the value of the output of each system of the PWM modulation circuit 3A has the same pulse width -2,
Every time multi-valued digital data Y other than 0 and +2 is input to the PWM modulation circuit 3A, one-to-one connection between the outputs of the two systems of the PWM modulation circuit 3A and the two buffer amplifiers 4 1 and 4 2 is performed. Since the combination is cyclically switched, the analog low-pass filter 7 is added to the adder circuit 6A.
Because it has a function of averaging the output of the circuit constants of the buffer amplifier 4 1, 4 2, circuit characteristics, even if there are variations in the output voltage value between the buffer amplifier 4 1, 4 2 by variations in power supply voltage, etc. , By switching the 1: 1 connection combination of the two outputs of the PWM modulation circuit 3A and the two buffer amplifiers 4 1 , 4 2 at a switching speed much higher than f C , each buffer amplifier 4 1 , The variations in the output voltage value between 4 2 are canceled out, and the average voltage of the added value of the outputs of the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 during the D / A conversion operation varies in the output voltage value of each buffer amplifier. The value is almost the same as when operated in the absence state, and an output with extremely high D / A conversion accuracy can be obtained from the analog low-pass filter 7, and the D / A of the ΔΣ modulation noise shaper system
The capacity of the conversion device can be further increased.
【0045】また、図1の実施の態様では、切り換え制
御回路20はPWM変調回路3Aが多値ディジタルデー
タYを1データ分入力する度に、切り換え回路10の切
り換えを行うので、多値ディジタルデータYの時系列が
たまたま、−2,−1,0,+1,+2,+1,0,−
1,−2,−1という具合に変化し、奇数と偶数が交互
に出現する場合、この内、奇数値の−1と+1について
PWM変調回路3AがPWM変調出力するときは、アナ
ログスイッチSW1 ,SW2 が常にe側(またはf側)
に切り換えられることになり、バッファアンプ41 ,4
2 の出力電圧誤差が相殺されなくなる。しかし、図4の
実施の態様によれば、多値ディジタルデータYの時系列
が−2,−1,0,+1,+2,+1,0,−1,−
2,−1であっても、PWM変調回路3Aが奇数値のY
に対応するPWM変調出力をする度に、アナログスイッ
チSW1 ,SW2 がe側とf側の間で交互に切り換えら
れて、バッファアンプ41,42 の出力電圧誤差が相殺
されるので、常に、高いD/A変換精度を実現すること
ができる。In the embodiment of FIG. 1, the switching control circuit 20 switches the switching circuit 10 every time the PWM modulation circuit 3A inputs one value of the multivalued digital data Y. The time series of Y happens to be -2, -1, 0, +1, +2, +1, 0,-.
When the odd number and the even number appear alternately, when the PWM modulation circuit 3A outputs the PWM modulation for the odd values −1 and +1 among them, the analog switch SW 1 , SW 2 is always e side (or f side)
Will be switched to the buffer amplifier 4 1 , 4
The output voltage error of 2 is no longer canceled. However, according to the embodiment of FIG. 4, the time series of the multivalued digital data Y is -2, -1, 0, +1, +2, +1, 0, -1,-.
2 and -1, even if the PWM modulation circuit 3A has an odd value of Y
Each time the PWM modulation output corresponding to is output, the analog switches SW 1 and SW 2 are alternately switched between the e side and the f side to cancel the output voltage error of the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 . High D / A conversion accuracy can always be realized.
【0046】なお、図4の実施の態様では、PWM変調
回路3Aの各系統の出力が全て同じパルス幅となる値−
2,0,+2以外の多値ディジタルデータYがPWM変
調回路3Aに入力される度に、PWM変調回路3Aの2
系統の出力と2個のバッファアンプ41 ,42 との1対
1の接続の組み合わせを、巡回的に切り換えるようにし
たが(アナログスイッチSW1 ,SW2 がe→f→e→
f→・・と切り換えられる)、ランダムに切り換えるよ
うにしても良い(アナログスイッチSW1 ,SW2 がe
→f→f→e→f→e→e→f→・・と切り換えれ
る)。また、アロナグローパスフィルタ7のカットオフ
周波数fC も、32fS /2以下であればfS /2より
高く設定してもよい(この場合、アナログローパスフィ
ルタ7の減衰量は、例えば、2fC で−90dB程度と
なるように設定したり、32fS /2〜32fS の範囲
内の或る周波数で−90dB程度となるように設定して
も良い)。要は、アナログローパスフィルタ7のカット
オフ周波数fC を32fS /2より小さく設定してお
き、PWM変調回路3Aの各系統の出力が全て同じパル
ス幅となる値以外の或る多値ディジタルデータがPWM
変調出力されるときを累積して見た場合(Y=−1がP
WM変調出力されるときを累積して見た場合またはY=
+1がPWM変調出力されるときを累積して見た場合)
に、PWM変調回路3Aのいずれの系統の出力も、バッ
ファアンプ41 と42 にほぼ等しい確率で入力されるよ
うに切り換えれば良い。In the embodiment shown in FIG. 4, the output of each system of the PWM modulation circuit 3A has the same pulse width.
Each time the multi-valued digital data Y other than 2, 0 and +2 is input to the PWM modulation circuit 3A, 2 of the PWM modulation circuit 3A is input.
The combination of the output of the system and the one-to-one connection of the two buffer amplifiers 4 1 and 4 2 is cyclically switched (the analog switches SW 1 and SW 2 are e → f → e →
f → ...) or may be switched randomly (analog switches SW 1 and SW 2 are switched to e).
→ f → f → e → f → e → e → f → ... Further, the cutoff frequency f C of the Arona glow pass filter 7 may be set higher than f S / 2 if it is 32 f S / 2 or less (in this case, the attenuation amount of the analog low pass filter 7 is, for example, 2 f). or set to be approximately -90dB in C, and may be set to be approximately -90dB at a certain frequency in the range of 32f S / 2~32f S). In short, the cutoff frequency f C of the analog low-pass filter 7 is set to be smaller than 32 f S / 2, and the multi-value digital data other than the value in which the output of each system of the PWM modulation circuit 3A has the same pulse width. Is PWM
Accumulated time when modulation output is performed (Y = -1 is P
When WM modulated output is cumulatively viewed or Y =
(When accumulating when +1 is PWM modulated output)
In addition, the output of any system of the PWM modulation circuit 3A may be switched so as to be input to the buffer amplifiers 4 1 and 4 2 with almost equal probability.
【0047】次に、図6を参照して本発明の第3の実施
の態様を説明する。図6は本発明に係るD/A変換装置
の回路図であり、図1と同一の構成部分には同一の符号
が付してある。1は16ビット、サンプリング周波数f
S の入力ディジタルオーディオデータD1 を4倍オーバ
ーサンプリングし、17ビット、サンプリング周波数4
fS のディジタルデータD2 を出力するディジタルフィ
ルタ、2BはディジタルデータD2 に対しΔΣ変調方式
ノイズシェーパを行い、−3,−2,−1,0,+1,
+2,+3の7値を取るサンプリング周波数FS =32
fS の多値ディジタルデータYを出力するΔΣ変調ノイ
ズ・シェーピング回路、3Bはa,b,cの3系統の出
力端子を有し、多値ディジタルデータYを、Yの値と各
系統の出力パルス幅を2系統分加算した値とが比例する
ようにPWM変調して出力するPWM変調回路である。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a circuit diagram of a D / A converter according to the present invention, and the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. 1 is 16 bits, sampling frequency f
Input digital audio data D 1 of S is over-sampled 4 times, 17 bits, sampling frequency 4
digital filter for outputting the digital data D 2 of f S, 2B performs ΔΣ modulation scheme noise shaper to digital data D 2, -3, -2, -1,0 , + 1,
Sampling frequency F S = 32 that takes 7 values of +2 and +3
A ΔΣ modulation noise shaping circuit which outputs multi-valued digital data Y of f S , 3B has output terminals of three systems a, b, and c, and multi-valued digital data Y is output as Y value and each system. This is a PWM modulation circuit that performs PWM modulation so as to be proportional to a value obtained by adding the pulse widths of two systems and outputs the PWM modulation.
【0048】具体的には、PWM変調回路3Bは、ディ
ジタルデータYの値によって、各出力系統から図7の一
番左のI欄に示す組み合わせパターンのPWM変調信号
を出力するようになっている。1/32fS を周期Tと
して、Y=−3のときaとbとcのパルス幅はともに零
(Fパターン)、Y=−2のときaのパルス幅はT/
2,bとcのパルス幅はともに零(Gパターン)、Y=
−1のときaとbのパルス幅はT/2,cのパルス幅は
零(Hパターン)、Y=0のときaとbとcのパルス幅
はともにT/2(Iパターン)、Y=+1のときaのパ
ルス幅はT,bとcのパルス幅はともにT/2(Jパタ
ーン)、Y=+2のときaとbのパルス幅はT,cのパ
ルス幅はT/2(Kパターン)、Y=+3のときaとb
とcのパルス幅はともにTである(Lパターン)。Specifically, the PWM modulation circuit 3B outputs the PWM modulation signal of the combination pattern shown in the leftmost column I of FIG. 7 from each output system according to the value of the digital data Y. . The 1 / 32f S as the period T, Y = pulse width of a and b and c when -3 both zero (F pattern), the pulse width of a time Y = -2 is T /
2, the pulse widths of b and c are both zero (G pattern), Y =
When −1, the pulse widths of a and b are T / 2, the pulse width of c is zero (H pattern), when Y = 0, the pulse widths of a, b and c are both T / 2 (I pattern), Y = + 1, the pulse width of a is T, the pulse widths of b and c are both T / 2 (J pattern), the pulse widths of a and b are T, and the pulse width of c is T / 2 (when Y = + 2. K pattern), a and b when Y = + 3
The pulse widths of c and c are both T (L pattern).
【0049】図9に示す如く、PWM変調回路3Bは図
示しないタイミング制御回路から入力する周期が32f
S ・nのクロックCK0 に従って多値ディジタルデータ
Yの読み取りとPWM変調出力を行う。PWM変調回路
3BはCK0 の内、図9におけるRi のタイミングで多
値ディジタルデータYを取り込み(入力し)、サンプリ
ング周期T(=1/32fS )遅れでYに対応するPW
M変調信号を出力する。41 〜43 は各々、系統別にP
WM変調信号が通されるバッファアンプ、6Bは加算用
の抵抗R1 〜R3 と、フィードバック系を成すRf1,R
f2と、オペアンプ5から成る加算回路であり、バッファ
アンプ41 〜43 の出力電圧を加算する。7は加算回路
6Bの出力に対しfS /2より低いカットオフ周波数f
C で低域成分を取り出し、アナログオーディオ信号を出
力するアナログローパスフィルタである。アナログロー
パスフィルタ7は32fS での減衰量が例えば−90d
B程度となるように設定されている(なお、アナログロ
ーパスフィルタ7は、u・fS での減衰量を−90dB
程度となるように設定しても良い。但し、uは1,2,
4,8,16,24など、1〜32の範囲の或る1つの
実数値)。As shown in FIG. 9, the PWM modulation circuit 3B has an input cycle of 32f from a timing control circuit (not shown).
The multivalued digital data Y is read and the PWM modulation output is performed according to the clock CK 0 of S · n. The PWM modulation circuit 3B takes in (inputs) the multivalued digital data Y at the timing of R i in FIG. 9 in CK 0 , and PW corresponding to Y with a delay of the sampling cycle T (= 1/32 f S ).
Output the M-modulated signal. 4 1 to 4 3 are P for each system
A buffer amplifier through which the WM modulated signal is passed, and 6B, resistors R 1 to R 3 for addition, and R f1 and R forming a feedback system.
and f2, a summing circuit comprising an operational amplifier 5, adds the output voltage of the buffer amplifier 41 to 3. 7 is a cutoff frequency f lower than f S / 2 with respect to the output of the adder circuit 6B.
It is an analog low-pass filter that extracts the low-frequency component at C and outputs an analog audio signal. The analog low-pass filter 7 has an attenuation amount of 32 f S at −90 d, for example.
It is set to be about B (note that the analog low-pass filter 7 reduces the attenuation amount at u · f S by −90 dB).
You may set so that it may become a degree. However, u is 1, 2,
4,8,16,24, etc., one real value in the range 1-32).
【0050】10BはPWM変調回路3Bとバッファア
ンプ41 〜43 との間に設けられた切り換え回路であ
り、PWM変調回路3Bの各系統の出力が全て同じパル
ス幅となる値以外の−2,−1,+1,+2の値の多値
ディジタルデータYがPWM変調回路3Bに入力される
度に、PWM変調回路3Bの3系統の出力と3個のバッ
ファアンプ41 〜43 との1対1の接続の組み合わせを
切り換える。切り換え回路10Bの内、SW10は3入力
(e,f,g端子)、1出力のアナログスイッチであ
り、入力側はe端子がPWM変調回路3Bの出力端子
a,f端子が出力端子b,g端子が出力端子cと接続さ
れており、出力側がバッファアンプ41 の入力側と接続
されている。SW20も3入力(e,f,g端子)、1出
力のアナログスイッチであり、入力側はe端子がPWM
変調回路3Bの出力端子b,f端子が出力端子c,g端
子が出力端子aと接続されており、出力側がバッファア
ンプ42 の入力側と接続されている。SW30も3入力
(e,f,g端子)、1出力のアナログスイッチであ
り、入力側はe端子がPWM変調回路3Bの出力端子
c,f端子が出力端子a,g端子が出力端子bと接続さ
れており、出力側がバッファアンプ43 の入力側と接続
されている。[0050] 10B is a switching circuit provided between the PWM modulation circuit 3B and a buffer amplifier 41 to 3, except the values which the output of each system is all the same pulse width of the PWM modulation circuit 3B -2 , -1, + 1, + multilevel digital data Y 2 values each time it is input to the PWM modulation circuit 3B, 1 and 3 lines of output and three buffer amplifiers 41 to 3 of the PWM circuit 3B Switch the combination of the one-to-one connection. Of the switching circuit 10B, SW 10 is three inputs (e, f, g terminal), an analog switch 1 output, the output terminal a of the input side e terminal PWM modulation circuit 3B, f terminal output terminal b, The g terminal is connected to the output terminal c, and the output side is connected to the input side of the buffer amplifier 4 1 . SW 20 is also an analog switch with 3 inputs (e, f, g terminals) and 1 output, and the e terminal on the input side is PWM
The output terminals b and f of the modulation circuit 3B are connected to the output terminals c and g of the output terminal a, and the output side thereof is connected to the input side of the buffer amplifier 4 2 . SW 30 is also an analog switch having 3 inputs (e, f, g terminals) and 1 output, and on the input side, the e terminal is the output terminal c, f terminal of the PWM modulation circuit 3B, the output terminal a, and the g terminal is the output terminal b. And the output side is connected to the input side of the buffer amplifier 4 3 .
【0051】20Bは切り換え制御回路であり、PWM
変調回路3BのPWM変調動作に同期した周期1/32
fS のクロックCK1 に従い、PWM変調回路3Bに−
2,−1,+1,+2の値の多値ディジタルデータYが
入力される度に、アナログスイッチSW10〜SW30を連
動してほぼランダムに切り換え、PWM変調回路3Bの
各系統の出力が全て同じパルス幅となる値以外の或る多
値ディジタルデータがPWM変調出力されるときを累積
して見た場合(Y=−2がPWM変調出力されるときを
累積して見た場合、またはY=−1がPWM変調出力さ
れるときを累積して見た場合、またはY=+1がPWM
変調出力されるときを累積して見た場合、またはY=+
2がPWM変調出力されるときを累積して見た場合)
に、PWM変調回路3Bのいずれの系統の出力も、バッ
ファアンプ41 〜43 にほぼ等しい確率で入力されるよ
うに切り換えて、バッファアンプ41 〜43 の出力電圧
誤差を相殺させる。20B is a switching control circuit, which is a PWM
Cycle 1/32 synchronized with the PWM modulation operation of the modulation circuit 3B
In accordance with the clock CK 1 of f S , the PWM modulation circuit 3B
2, -1, + 1, + every time multivalued digital data Y 2 values are entered, randomly switching substantially in conjunction with analog switches SW 10 to SW 30, an output of each path of the PWM modulation circuit 3B are all When the PWM modulation output of certain multi-valued digital data other than the values having the same pulse width is cumulatively viewed (when Y = -2 is PWM modulation output, or when = -1 when PWM output is cumulatively viewed, or Y = + 1 is PWM
When modulated output is cumulatively viewed, or Y = +
2 when PWM output is cumulatively viewed)
The output of any of the system of the PWM circuit 3B also switched as input with approximately equal probability to the buffer amplifier 41 to 3, to cancel the output voltage error of the buffer amplifier 41 to 3.
【0052】切り換え制御回路20Bの内、30は加算
器であり、ΔΣ変調ノイズ・シェーピング回路2Bから
出力された多値ディジタルデータYと後述するラッチ回
路の出力を加算する。31は加算器30の出力xを3で
割った余り(mod3)を計算して出力する演算器、3
2はラッチストローブ端子RSにクロックCK1 が入力
されたタイミングで演算器31の出力zをラッチするラ
ッチ回路、33はデコーダであり、ΔΣ変調ノイズ・シ
ェーピング回路2Bから出力された多値ディジタルデー
タYとラッチ回路32の出力yをクロックCK1 の入力
されたタイミングで読み取り、(Y,y)の組み合わせ
に応じて、図8に示す如く2ビットで「LL」、「L
H」、「HH」のいずれかの値を取る制御信号CDに変
換し、切り換え回路10Bに出力してアナログスイッチ
SW10〜SW30の切り換え制御をする。In the switching control circuit 20B, 30 is an adder, which adds the multivalued digital data Y output from the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2B and the output of the latch circuit described later. 31 is an arithmetic unit for calculating and outputting the remainder (mod3) obtained by dividing the output x of the adder 30 by 3;
2 is a latch circuit that latches the output z of the arithmetic unit 31 at the timing when the clock CK 1 is input to the latch strobe terminal RS, 33 is a decoder, and the multi-valued digital data Y output from the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2B And the output y of the latch circuit 32 are read at the timing when the clock CK 1 is input, and depending on the combination of (Y, y), 2 bits “LL” and “L” are displayed as shown in FIG.
H ", and converted into a control signal CD which takes a value of either" HH ", the switching control of the analog switches SW 10 to SW 30 outputs to the switching circuit 10B.
【0053】デコーダ33はYが−3,0,+3のと
き、yの値に関わらず、制御信号CDとして「LL」を
出力し、アナログスイッチSW10〜SW30をeポジショ
ンに切り換えて、PWM変調回路3Bの出力端子a〜c
からの出力をそれぞれバッファアンプ41 〜43 に入力
させる(図7のII欄参照)。また、Yが−2,−1,
+1,+2のとき、yが0であれば、アナログスイッチ
SW10〜SW30をeポジションに切り換えるが、yが1
であればfポジションに切り換えてPWM変調回路3B
の出力端子a〜cからの出力をそれぞれバッファアンプ
42 ,43 ,41に入力させ(図7のIII欄)、yが
2であればgポジションに切り換えてPWM変調回路3
Bの出力端子a〜cからの出力をそれぞれバッファアン
プ43 ,41 ,42 に入力させる(図7のIV欄)。そ
の他の構成部分は、図1と全く同様に構成されている。[0053] The decoder 33 Y is -3,0, when + 3, regardless of the value of y, outputs "LL" as the control signal CD, by switching the analog switches SW 10 to SW 30 to e position, PWM Output terminals ac of the modulation circuit 3B
And inputs the output to the buffer amplifier 41 to 3 each (see column II of FIG. 7). In addition, Y is -2, -1,
If y is 0 at +1 and +2, the analog switches SW 10 to SW 30 are switched to the e position, but y is 1
If so, switch to f position and PWM modulation circuit 3B
The outputs from the output terminals a to c are input to the buffer amplifiers 4 2 , 4 3 and 4 1 (column III in FIG. 7), and if y is 2, the PWM modulation circuit 3 is switched to the g position.
The outputs from the output terminals a to c of B are input to the buffer amplifiers 4 3 , 4 1 and 4 2 (column IV in FIG. 7). The other components are configured exactly as in FIG.
【0054】次に図9、図10を参照して上記した実施
の態様の動作を説明する。図9はPWM変調回路3B、
切り換え制御回路20B、切り換え回路10Bの動作を
示すタイムチャート、図10は多値ディジタルデータY
の値と、加算回路6Bの出力点で見た多値ディジタルデ
ータYのサンプリング周期T(=1/32fS )の間の
平均電圧Eとの関係を示す線図である。Next, the operation of the above-described embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 9 shows the PWM modulation circuit 3B,
A time chart showing the operations of the switching control circuit 20B and the switching circuit 10B. FIG.
6 is a diagram showing the relationship between the value of ## EQU1 ## and the average voltage E during the sampling period T (= 1 / 32f S ) of the multivalued digital data Y seen at the output point of the adder circuit 6B.
【0055】Hレベルが入力されたときのバッファアン
プ41 〜43 の出力電圧を各々、V1 (H) 〜V3 (H) 、
Lレベルが入力されたときのバッファアンプ41 〜43
の出力電圧を各々、V1 (L) 〜V3 (L) とする。バッフ
ァアンプ41 〜43 の回路定数、回路特性、電源電圧等
のバラツキのため、V1 (H) とV2 (H) の間にΔV
12(H) だけ差が生じ、V1 (H) とV3 (H) の間にΔV13
(H) だけ差が生じ、V1(L) とV2 (L) の間にΔV12(L)
だけ差が生じ、V1 (L) とV3 (L) の間にΔV13(L)
だけ差が生じ、
V1 (H) =V2 (H) +ΔV12(H) ・・(5)
V1 (H) =V3 (H) +ΔV13(H) ・・(6)
V1 (L) =V2 (L) +ΔV12(L) ・・(7)
V1 (L) =V3 (L) +ΔV13(L) ・・(8)
となっているものとする。ここでは、一例として、V1
(H) =5(V)、V2 (H) =4.5(V)、V3(H) =
4(V)、ΔV12(H) =0.5(V)、ΔV13(H) =
0.5(V)、V1(L) =0.5(V)、V2 (L) =1
(V)、V3 (L) =1.5(V)、ΔV12(L) =−0.
5(V)、ΔV13(L) =−1(V)とする。[0055] Each output voltage of the buffer amplifier 41 to 3 when H level is input, V 1 (H) ~V 3 (H),
Buffer amplifiers 4 1 to 4 3 when L level is input
And the output voltage of each is V 1 (L) to V 3 (L). Circuit constants, circuit characteristics of the buffer amplifier 41 to 3, for the variation in power supply voltage or the like, [Delta] V between V 1 (H) and V 2 (H)
A difference of 12 (H) occurs, and ΔV 13 is generated between V 1 (H) and V 3 (H).
A difference of (H) occurs, and ΔV 12 (L) is generated between V 1 (L) and V 2 (L).
Difference occurs, ΔV 13 (L) between V 1 (L) and V 3 (L)
Difference occurs, V 1 (H) = V 2 (H) + ΔV 12 (H) ·· (5) V 1 (H) = V 3 (H) + ΔV 13 (H) · · (6) V 1 ( L) = V 2 (L) + ΔV 12 (L) ··· (7) V 1 (L) = V 3 (L) + ΔV 13 (L) ··· (8). Here, as an example, V 1
(H) = 5 (V), V 2 (H) = 4.5 (V), V 3 (H) =
4 (V), ΔV 12 (H) = 0.5 (V), ΔV 13 (H) =
0.5 (V), V 1 (L) = 0.5 (V), V 2 (L) = 1
(V), V 3 (L) = 1.5 (V), ΔV 12 (L) = −0.
5 (V) and ΔV 13 (L) = − 1 (V).
【0056】電源オンで装置がD/A変換動作を開始し
たあと、ΔΣ変調ノイズ・シェーピング回路2Bから出
力された多値ディジタルデータYは、図9に示す如く、
PWM変調回路3BによりクロックCK1 に従い、1デ
ータずつRi のタイミングで読み取られ(入力され)、
PWM変調されたのち、出力端子a,b,cより、多値
ディジタルデータYの値とa,b,cのパルス幅との関
係が図7のI欄の如くなるPWM変調信号が読み取りタ
イミングより1T遅れて出力される。ここでは、12T
の間のPWM変調出力の元の多値ディジタルデータYが
時系列で−3,−3,−2,−2,−1,−1,−1,
0,+1,+2,+2,+2となったとする。After the device starts the D / A conversion operation when the power is turned on, the multilevel digital data Y output from the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2B is as shown in FIG.
The PWM modulation circuit 3B reads (inputs) one data at a time of R i according to the clock CK 1 ,
After being PWM-modulated, the PWM modulation signal from the output terminals a, b, and c has the relationship between the value of the multi-valued digital data Y and the pulse width of a, b, and c as shown in column I of FIG. It is output with a delay of 1T. Here, 12T
The original multi-valued digital data Y of the PWM modulation output between -3, -3, -2, -2, -1, -1, -1,
It is assumed that the values are 0, +1, +2, +2, and +2.
【0057】ラッチ回路32は電源オン直後、パワーオ
ンリセット回路(図示せず)から入力したHレベルのリ
セット信号により、一定時間強制的にリセットされるよ
うになっており、ラッチ回路32の出力はLレベルに初
期化される。ここでは、ΔΣ変調ノイズ・シェーピング
回路2Bが最初の−3を出力し始めたところでリセット
信号がLレベルに落ちたとする。このとき、加算器30
の出力xは−3、演算器31の出力zは0となってい
る。PWM変調回路3Bが多値ディジタルデータYの最
初の−3を入力するR0 のタイミングで切り換え制御回
路20BにクロックCK1 が入力されると、デコーダ3
3はその時点で入力した(Y,y)の組み合わせが(−
3,0)なので、「LL」の制御信号CDを出力し、切
り換え回路10BのアナログスイッチSW10〜SW30を
e側に切り換えさせる。一方、ラッチ回路32は演算器
31から出力されていた0をラッチして出力する。Immediately after the power is turned on, the latch circuit 32 is forcibly reset for a certain period of time by an H-level reset signal input from a power-on reset circuit (not shown). The output of the latch circuit 32 is It is initialized to L level. Here, it is assumed that the reset signal drops to the L level when the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2B starts to output the first −3. At this time, the adder 30
Has an output x of -3 and an output z of the calculator 31 is 0. When the clock CK 1 is input to the switching control circuit 20B at the timing of R 0 when the PWM modulation circuit 3B inputs the first −3 of the multilevel digital data Y, the decoder 3
3 is the combination of (Y, y) input at that time is (-
3,0), so it outputs a control signal CD of "LL", to switch the analog switches SW 10 to SW 30 of the switching circuit 10B to the e side. On the other hand, the latch circuit 32 latches 0 output from the arithmetic unit 31 and outputs it.
【0058】次に、ΔΣ変調ノイズ・シェーピング回路
2Bが2番目の−3を出力したときx=−3、z=0の
ままで、PWM変調回路3Bが2番目の−3を入力する
R1のタイミングでクロックCK1 が入力されると、デ
コーダ33はその時点で入力した(Y,y)が再び(−
3,0)なので、アナログスイッチSW10〜SW30をe
側のままとし、一方、ラッチ回路32はz=0をラッチ
して出力する。ΔΣ変調ノイズ・シェーピング回路2B
が最初の−2を出力したときx=−2、z=+1とな
り、PWM変調回路3Bが最初の−2を入力するR2 の
タイミングでクロックCK1 が入力されると、デコーダ
33はその時点で入力した(Y,y)が(−2,0)な
ので、アナログスイッチSW10〜SW30をe側のままと
し、一方、ラッチ回路32は+1を出力する。Next, when the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2B outputs the second -3, x = -3 and z = 0, and the PWM modulation circuit 3B inputs the second -3 R 1 When the clock CK 1 is input at the timing of, the decoder 33 inputs (Y, y) at that time again to (-
3, 0), so set analog switches SW 10 to SW 30 to e
On the other hand, the latch circuit 32 latches z = 0 and outputs it. ΔΣ modulation noise shaping circuit 2B
When the first -2 is output, x = -2, z = + 1, and when the clock CK 1 is input at the timing of R 2 when the PWM modulation circuit 3B inputs the first -2, the decoder 33 causes Since (Y, y) input in (2, 0) is (-2, 0), the analog switches SW 10 to SW 30 are left on the e side, while the latch circuit 32 outputs +1.
【0059】次に、ΔΣ変調ノイズ・シェーピング回路
2Bが2番目の−2を出力したときx=−1、z=+2
で、PWM変調回路3Bが2番目の−2を入力するR3
のタイミングでクロックCK1 が入力されると、デコー
ダ33はその時点で入力した(Y,y)が(−2,+
1)なので、アナログスイッチSW10〜SW30をf側に
切り換え、ラッチ回路32は+2を出力する。ΔΣ変調
ノイズ・シェーピング回路2Bが最初の−1を出力した
ときx=+1、z=+1となり、PWM変調回路3Bが
最初の−1を入力するR4 のタイミングでクロックCK
1 が入力されると、デコーダ33はその時点で入力した
(Y,y)が(−1,+2)なので、「HH」の制御信
号CDを出力してアナログスイッチSW10〜SW30をg
側に切り換え、ラッチ回路32は1を出力する。Next, when the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2B outputs the second −2, x = −1 and z = + 2.
In, R 3 to PWM modulation circuit 3B to enter the second -2
When the clock CK 1 is input at the timing of, the decoder 33 changes the input (Y, y) to (−2, +).
Since 1), the analog switches SW 10 to SW 30 are switched to the f side, and the latch circuit 32 outputs +2. When the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2B outputs the first −1, x = + 1 and z = + 1, and the PWM modulation circuit 3B inputs the first −1 at the timing of R 4 and the clock CK.
When 1 is input, the decoder 33 outputs the control signal CD of “HH” because the (Y, y) input at that time is (−1, +2), and the analog switches SW 10 to SW 30 are turned on.
Then, the latch circuit 32 outputs 1.
【0060】次に、ΔΣ変調ノイズ・シェーピング回路
2Bが2番目の−1を出力したときx=0、z=0とな
り、PWM変調回路3Bが2番目の−1を入力するR5
のタイミングでクロックCK1 が入力されると、デコー
ダ33はその時点で入力した(Y,y)が(−1,+
1)なので、「HL」の制御信号CDを出力してアナロ
グスイッチSW10〜SW30をf側に切り換え、ラッチ回
路32は0を出力する。ΔΣ変調ノイズ・シェーピング
回路2Bが3番目の−1を出力したときx=−1、z=
+2となり、PWM変調回路3Bが3番目の−1を入力
するR6 のタイミングでクロックCK1 が入力される
と、デコーダ33はその時点で入力した(Y,y)が
(−1,0)なので、アナログスイッチSW10〜SW30
をe側に切り換え、ラッチ回路32は2を出力する。Next, when the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2B outputs the second −1, x = 0 and z = 0, and the PWM modulation circuit 3B inputs the second −1 R 5
When the clock CK 1 is input at the timing of, the decoder 33 changes the input (Y, y) to (−1, +).
1) So, switching the analog switch SW 10 to SW 30 toward f by outputting a control signal CD for "HL", the latch circuit 32 outputs 0. When the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2B outputs the third −1, x = −1, z =
+2 next, when the clock CK 1 at the timing of R 6 to PWM modulation circuit 3B inputs the third -1 is input, the decoder 33 is entered at that time (Y, y) are (-1, 0) So analog switch SW 10 to SW 30
To the e side, and the latch circuit 32 outputs 2.
【0061】次に、ΔΣ変調ノイズ・シェーピング回路
2Bが0を出力したときx=+2、z=+2となり、P
WM変調回路3Bが0を入力するR7 のタイミングでク
ロックCK1 が入力されると、デコーダ33はその時点
で入力した(Y,y)が(0,+2)なので、アナログ
スイッチSW10〜SW30をe側のままとし、ラッチ回路
32は+2を出力する。ΔΣ変調ノイズ・シェーピング
回路2Bが最初の+1を出力したときx=+3、z=0
となり、PWM変調回路3Bが最初の+1を入力するR
8 のタイミングでクロックCK1 が入力されると、デコ
ーダ33はその時点で入力した(Y,y)が(+1,+
2)なので、アナログスイッチSW10〜SW30をg側に
切り換え、ラッチ回路32は0を出力する。Next, when the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2B outputs 0, x = + 2 and z = + 2, and P
When the clock CK 1 is input at the timing of R 7 when the WM modulation circuit 3B inputs 0, the decoder 33 inputs (Y, y) at that time (0, +2), and therefore the analog switches SW 10 to SW. Leaving 30 on the e side, the latch circuit 32 outputs +2. When the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2B outputs the first +1 x = + 3, z = 0
And the PWM modulation circuit 3B inputs the first +1 R
When the clock CK 1 is input at the timing of 8 , the decoder 33 changes the input (Y, y) to (+1, +
Because of 2), the analog switches SW 10 to SW 30 are switched to the g side, and the latch circuit 32 outputs 0.
【0062】次に、ΔΣ変調ノイズ・シェーピング回路
2Bが最初の+2を出力したときx=+2、z=+2と
なり、PWM変調回路3Bが最初の+2を入力するR9
のタイミングでクロックCK1 が入力されると、デコー
ダ33はその時点で入力した(Y,y)が(+2,0)
なので、アナログスイッチSW10〜SW30をe側に切り
換え、ラッチ回路32は2を出力する。ΔΣ変調ノイズ
・シェーピング回路2Bが2番目の+1を出力したとき
x=+4、z=+1となり、PWM変調回路3Bが2番
目の+1を入力するR10のタイミングでクロックCK1
が入力されると、デコーダ33はその時点で入力した
(Y,y)が(+2,+2)なので、アナログスイッチ
SW10〜SW30をg側に切り換え、ラッチ回路32は+
1を出力する。Next, when the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2B outputs the first +2, x = + 2 and z = + 2, and the PWM modulation circuit 3B inputs the first +2 R 9
When the clock CK 1 is input at the timing of, the decoder 33 changes the input (Y, y) to (+2, 0).
Therefore, the analog switches SW 10 to SW 30 are switched to the e side, and the latch circuit 32 outputs 2. When the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2B outputs the second +1, x = + 4, z = + 1, and the PWM modulation circuit 3B inputs the second +1 at the timing of R 10 and the clock CK 1
Is input, the decoder 33 switches the analog switches SW 10 to SW 30 to the g side because the (Y, y) input at that time is (+2, +2), and the latch circuit 32 is +.
1 is output.
【0063】次に、ΔΣ変調ノイズ・シェーピング回路
2Bが3番目の+2を出力したときx=+3、z=0と
なり、PWM変調回路3Bが3番目の+2を入力するR
11のタイミングでクロックCK1 が入力されると、デコ
ーダ33はその時点で入力した(Y,y)が(+2,+
1)なので、アナログスイッチSW10〜SW30をf側に
切り換え、ラッチ回路32は0を出力する。Next, when the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2B outputs the third +2, x = + 3 and z = 0, and the PWM modulation circuit 3B inputs the third +2 R
When the clock CK 1 is input at the timing of 11 , the decoder 33 inputs (Y, y) at that time to (+2, +
Because of 1), the analog switches SW 10 to SW 30 are switched to the f side, and the latch circuit 32 outputs 0.
【0064】このように、切り換え制御回路20Bは、
PWM変調回路3Bが−3,0,+3のいずれかの値の
多値ディジタルデータYを入力するとき、アナログスイ
ッチSW10〜SW30をeのポジションとし、PWM変調
回路3Bのa,b,c端子から出力されたYに対応する
PWM変調信号を、系統別にバッファアンプ41 ,
42 ,43 に入力させる。一方、PWM変調回路3Bが
−2,−1,+1,+2のいずれかの値の多値ディジタ
ルデータYを入力するとき、アナログスイッチSW10〜
SW30を連動してランダムにe,f,gの1つのポジシ
ョンに切り換え、f側に切り換えたときは、PWM変調
回路3Bのa,b,c端子から出力されたYに対応する
PWM変調信号を、系統別にバッファアンプ42 ,
43 ,41 に入力させ、g側に切り換えたときは、PW
M変調回路3Bのa,b,c端子から出力されたYに対
応するPWM変調信号を、系統別にバッファアンプ
43 ,41 ,42 に入力させる。Thus, the switching control circuit 20B is
When the PWM circuit 3B is -3,0 inputs multilevel digital data Y of one of the values + 3, the analog switch SW 10 to SW 30 as a position e, a of the PWM modulation circuit 3B, b, c The PWM modulation signal corresponding to Y output from the terminal is divided into buffer amplifiers 4 1 ,
Input to 4 2 and 4 3 . On the other hand, when the PWM modulation circuit 3B inputs the multi-valued digital data Y having any value of -2, -1, +1, +2, the analog switch SW 10-
When the SW 30 is interlocked and randomly switched to one position of e, f, g, and when switched to the f side, the PWM modulation signal corresponding to Y output from the terminals a, b, c of the PWM modulation circuit 3B. Buffer amplifier 4 2 for each system
When inputting to 4 3 and 4 1 and switching to g side, PW
The PWM modulation signals corresponding to Y output from the a, b, and c terminals of the M modulation circuit 3B are input to the buffer amplifiers 4 3 , 4 1 , and 4 2 for each system.
【0065】仮に、切り換え回路10Bのアナログスイ
ッチSW10〜SW30が全てe側に固定された状態にある
としたときの多値ディジタルデータYの値と、加算器回
路6Bの出力点で見たYに対応するPWM変調信号のサ
ンプリング周期T(1/32fS )の間の平均電圧E
(V)の関係(Y,E)は、図10のAに示す如く、P
1 (−3,1)、P2 (−2,1.75)、P3 (−
1,2.33)、P4 (0,2.75)、P5 (+1,
3.5)、P6 (+2,4.08)、P7 (+3,4.
5)となり、P1 ,P4 ,P7 は直線Lに乗るが、
P2 ,P3 ,P5 ,P6 は直線LからEのプラス側へ
0.167(V)だけ外れる。Tよりはるかに長い或る
期間、例えば、図9のhの10Tの間にPWM変調出力
した元の多値ディジタルデータYが時系列で−3,−
2,−2,−1,−1,−1,0,+1,+2,+2と
変化していたとき、加算器回路6Bの出力点で見た10
Tの間での平均電圧E´は、2.59(V)となり、理
想値より0.131(V)だけ大きくなる。Assuming that the analog switches SW 10 to SW 30 of the switching circuit 10B are all fixed to the e side, the value of the multivalued digital data Y and the output point of the adder circuit 6B are checked. Average voltage E during the sampling period T (1 / 32f S ) of the PWM modulation signal corresponding to Y
The relationship (Y, E) of (V) is P as shown in A of FIG.
1 (-3, 1 ), P 2 (-2, 1.75), P 3 (-
1, 2.33), P 4 (0, 2.75), P 5 (+1,
3.5), P 6 (+2,4.08) , P 7 (+3,4.
5) and P 1 , P 4 , P 7 ride on the straight line L,
P 2 , P 3 , P 5 , and P 6 deviate from the straight line L to the plus side of E by 0.167 (V). The original multi-valued digital data Y PWM-outputted during a certain period much longer than T, for example, 10T in FIG.
When changing from 2, -2, -1, -1, -1, 0, +1, +2, +2, 10 at the output point of the adder circuit 6B
The average voltage E ′ during T is 2.59 (V), which is larger than the ideal value by 0.131 (V).
【0066】また、仮に、切り換え回路10Bのアナロ
グスイッチSW10〜SW30が全てf側に固定された状態
にあるとしたときの多値ディジタルデータYの値と、加
算回路6Bの出力点で見たYに対応するPWM変調信号
のサンプリング周期T(1/32fS )の間での平均電
圧E(V)の関係(Y,E)は、図10のBに示す如
く、Q1 (−3,1)、Q2 (−2,1.58)、Q3
(−1,2)、Q4 (0,2.75)、Q5 (+1,
3.33)、Q6 (+2,3.75)、Q7 (+3,
4.5)となり、Q1 ,Q2 ,Q4 ,Q5 ,Q7 は直線
Lに乗るが、Q3 ,Q6 は直線LからEのマイナス側へ
0.17(V)だけ外れる。Tより かに長い或る期
間、例えば、図9のhの10Tの間にPWM変調出力し
た元の多値ディジタルデータYが時系列で−3,−2,
−2,−1,−1,−1,0,+1,+2,+2と変化
していたとき、加算回路6Bの出力点で見た10Tの間
での平均電圧E´は、2.374(V)となり、理想値
より0.085(V)だけ小さくなる。Further, assuming that the analog switches SW 10 to SW 30 of the switching circuit 10B are all fixed to the f side, the value of the multivalued digital data Y and the output point of the adding circuit 6B are checked. The relationship (Y, E) of the average voltage E (V) during the sampling period T (1 / 32f S ) of the PWM modulation signal corresponding to Y is Q 1 (−3) as shown in B of FIG. , 1), Q 2 (-2, 1.58), Q 3
(−1,2), Q 4 (0,2.75), Q 5 (+1,
3.33), Q 6 (+2, 3.75), Q 7 (+3)
4.5), Q 1 , Q 2 , Q 4 , Q 5 , and Q 7 ride on the straight line L, but Q 3 and Q 6 deviate from the straight line L to the minus side of E by 0.17 (V). The original multi-valued digital data Y PWM-modulated during a certain period much longer than T, for example, 10T in FIG.
When changing from −2, −1, −1, −1, 0, +1, +2, +2, the average voltage E ′ during 10T seen at the output point of the adding circuit 6B is 2.374 ( V), which is smaller than the ideal value by 0.085 (V).
【0067】また、仮に、切り換え回路10Bのアナロ
グスイッチSW10〜SW30が全てg側に固定された状態
にあるとしたときの多値ディジタルデータYの値と、加
算回路6Bの出力点で見たYに対応するPWM変調信号
のサンプリング周期T(1/32fS )の間の平均電圧
E(V)の関係(Y,E)は、図10のCに示す如く、
S1 (−3,1)、S2 (−2,1.42)、S3 (−
1,2.17)、S4(0,2.75)、S5 (+1,
3.17)、S6 (+2,3.92)、S7 (+3,
4.5)となり、S1 ,S3 ,S4 ,S6 ,S7 は直線
Lに乗るが、S2,S5 は直線LからEのマイナス側へ
0.16(V)だけ外れる。Tよりはるかに長い或る期
間、例えば、図9のhの10Tの間にPWM変調出力し
た元の多値ディジタルデータYが時系列で−3,−2,
−2,−1,−1,−1,0,+1,+2,+2と変化
していたとき、加算回路6の出力点で見た10Tの間で
の平均電圧E´は、2.411(V)となり、理想値よ
り0.048(V)だけ小さくなる。Further, assuming that the analog switches SW 10 to SW 30 of the switching circuit 10B are all fixed to the g side, the value of the multivalued digital data Y and the output point of the adding circuit 6B are checked. The relationship (Y, E) of the average voltage E (V) during the sampling period T (1 / 32f S ) of the PWM modulation signal corresponding to Y is as shown in C of FIG.
S 1 (-3, 1 ), S 2 (-2, 1.42), S 3 (-
1, 2.17), S 4 (0, 2.75), S 5 (+1,
3.17), S 6 (+2, 3.92), S 7 (+3)
4.5), S 1 , S 3 , S 4 , S 6 , and S 7 ride on the straight line L, but S 2 and S 5 deviate from the straight line L to the minus side of E by 0.16 (V). The original multi-valued digital data Y PWM-modulated during a certain period much longer than T, for example, 10T in FIG.
When changing from −2, −1, −1, −1, 0, +1, +2, +2, the average voltage E ′ during 10T seen at the output point of the adder circuit 6 is 2.411 ( V), which is smaller than the ideal value by 0.048 (V).
【0068】ところが、この実施の態様では、切り換え
制御回路20Bは、PWM変調回路3Bが−3,0,+
3のいずれかの値の多値ディジタルデータYを入力する
とき、アナログスイッチSW10〜SW30をeのポジショ
ンとするが、PWM変調回路3Bが−2,−1,+1,
+2のいずれかの値の多値ディジタルデータYを入力す
るとき、アナログスイッチSW10〜SW30を連動してラ
ンダムにe,f,gの1つのポジションに切り換えるの
で、多値ディジタルデータYが1データ分、PWM変調
回路3Bに入力される度に、多値ディジタルデータYの
値は図10のAに従い平均電圧Eに変換されたり、図1
0のBに従い平均電圧Eに変換されたり、図10のCに
従い平均電圧Eに変換されたりする。However, in this embodiment, in the switching control circuit 20B, the PWM modulation circuit 3B is -3, 0, +.
When the multi-valued digital data Y of any value of 3 is input, the analog switches SW 10 to SW 30 are set to the position of e, but the PWM modulation circuit 3B is -2, -1, +1,
When the multi-valued digital data Y of any value of +2 is input, the analog switches SW 10 to SW 30 are interlocked and randomly switched to one position of e, f, g, so that the multi-valued digital data Y is 1 Each time data is input to the PWM modulation circuit 3B, the value of the multilevel digital data Y is converted into the average voltage E according to A of FIG.
It is converted into the average voltage E according to B of 0 or converted into the average voltage E according to C of FIG.
【0069】よって、図9のhに示す10Tの間にPW
M変調出力した元の多値ディジタルデータYが時系列で
−3,−2,−2,−1,−1,−1,0,+1,+
2,+2と変化していたとき、加算回路6Bの出力点で
見た10Tの間での平均電圧E´は、2.458(V)
となり、理想値2.459(V)より0.001(V)
小さいだけとなり、切り換え回路10Bが無い場合よ
り、理想値に近くなる。10Tより更に長い期間で平均
化した電圧は更に理想値に近くなる。Therefore, PW is performed during 10T shown in FIG.
The original multilevel digital data Y output by M modulation is -3, -2, -2, -1, -1, -1, 0, +1, + in time series.
When it changes to 2, +2, the average voltage E ′ during 10T seen at the output point of the adding circuit 6B is 2.458 (V).
Becomes 0.001 (V) from the ideal value of 2.459 (V)
It is only small, and is closer to the ideal value than when there is no switching circuit 10B. The voltage averaged over a period longer than 10 T becomes closer to the ideal value.
【0070】加算回路6Aの出力はアナログローパスフ
ィルタ7により、fS /2より少し低いカットオフ周波
数fC 以下の成分だけ取り出されて、アナログオーディ
オ信号として出力される。アナログローパスフィルタ7
の出力は、3個のバッファアンプ41 〜43 から出力さ
れたPWM変調信号の加算値を現時点から過去に遡っ
て、多値ディジタルデータのサンプリング周期T(=1
/32fS )に比べてはかに長い期間に渡り平均化した
ものである。よって、HレベルまたはLレベルが入力さ
れたときのバッファアンプ41 〜43 の出力電圧に、
(5)〜(8)式に示す差があっても、PWM変調回路
3Bの出力端子a〜cとバッファアンプ41〜43 との
接続の組み合わせが随時切り換えられることで、アナロ
グローパスフィルタ7の出力は、HレベルまたはLレベ
ルが入力されたときのバッファアンプ41 〜43 の出力
電圧に差が無いときとほぼ同じ理想に近い値となり、D
/A変換精度が向上する。The output of the adder circuit 6A is extracted by the analog low-pass filter 7 only as a component having a cut-off frequency f C or less, which is slightly lower than f S / 2, and is output as an analog audio signal. Analog low pass filter 7
The output of the added value of the PWM signal outputted from the three buffer amplifiers 41 to 3 back from the current time in the past, the sampling period of the multi-valued digital data T (= 1
/ 32f s ) is averaged over a much longer period. Therefore, the buffer amplifier 41 to the third output voltage when H level or L level is input,
(5) even if there is a difference indicated to (8), that the combination of connection between the output terminal a~c the buffer amplifier 41 to the third PWM modulation circuit 3B is switched from time to time, analog low-pass filter 7 output becomes a value close substantially the same ideal as when there is no difference in the output voltage of the buffer amplifier 41 to 3 when H level or L level is input, D
The / A conversion accuracy is improved.
【0071】この実施の態様によれば、PWM変調回路
3Bの出力端子a〜cとバッファアンプ41 〜43 との
間に、PWM変調回路3Bの3系統の出力と3個のバッ
ファアンプ41 〜43 との1対1の接続の組み合わせを
切り換え可能な切り換え回路10Bを設け、切り換え制
御回路20Bにより、PWM変調回路3BのPWM変調
動作に同期した周期1/32fS のクロックCK1 に従
い、PWM変調回路3Bの各系統の出力が全て同じパル
ス幅となる値−3,0,+3以外の多値ディジタルデー
タYがPWM変調回路3Bに入力される度に、PWM変
調回路3Bの3系統の出力a〜cと3個のバッファアン
プ41 〜43 との1対1の接続の組み合わせをランダム
に切り換えるようにした。[0071] According to an aspect of this embodiment, PWM modulation circuit between the output terminal a~c the buffer amplifier 41 to the third 3B, PWM modulation circuit 3 lines of output and three buffer amplifiers 3B 4 A switching circuit 10B capable of switching a one-to-one connection with 1 to 4 3 is provided, and the switching control circuit 20B follows a clock CK 1 having a cycle of 1 / 32f S synchronized with the PWM modulation operation of the PWM modulation circuit 3B. , Every time the multi-valued digital data Y other than the values −3, 0, and +3 at which the output of each system of the PWM modulation circuit 3B has the same pulse width is input to the PWM modulation circuit 3B, the three systems of the PWM modulation circuit 3B the combination of one-to-one connection between the output a~c and three buffer amplifiers 41 to 3 and to switch at random.
【0072】アナログローパスフィルタ7は加算回路6
Bの出力を平均化する機能を有するので、バッファアン
プ41 〜43 の回路定数、回路特性、電源電圧等のバラ
ツキによりバッファアンプ41 〜43 の間に出力電圧値
のバラツキがあっても、D/A変換動作中の各バッファ
アンプ41 〜43 の出力の加算値の平均電圧が、各バッ
ファアンプの出力電圧値にバラツキの無い状態で動作さ
せた時と近い値となり、アナログローパスフィルタ7か
らD/A変換精度の極めて高い出力を得ることができ、
ΔΣ変調ノイズ・シェーピング回路2Bが7値を出力す
るD/A変換装置の能力を格段に高めることができる。The analog low-pass filter 7 is an adder circuit 6
Because it has a function of averaging the output of B, the circuit constants of the buffer amplifier 41 to 3, circuit characteristics, the variation in power supply voltage or the like if there are variations in the output voltage value between the buffer amplifier 41 to 3 also, the average voltage of the sum of the output of the buffer amplifier 41 to 3 in the D / a conversion operation becomes a value close to the case of operating in the absence of variation in the output voltage values of the respective buffer amplifiers, analog An output with extremely high D / A conversion accuracy can be obtained from the low-pass filter 7,
The ability of the D / A conversion device that the ΔΣ modulation noise shaping circuit 2B outputs seven values can be significantly increased.
【0073】なお、図6の実施の態様では、PWM変調
回路3Bの各系統の出力が全て同じパルス幅となる値−
3,0,+3以外の多値ディジタルデータYがPWM変
調回路3Bに入力される度に、PWM変調回路3Bの3
系統の出力a〜cと3個のバッファアンプ41 〜43 と
の1対1の接続の組み合わせをランダムに切り換えるよ
うにしたが、スイッチポジションをe→f→g→e→f
→g→e→・・と切り換えることで、PWM変調回路3
Bの3系統の出力a〜cと3個のバッファアンプ41 〜
43 との1対1の接続の組み合わせを巡回的に切り換え
るようにしたり、スイッチポジションをe→g→f→e
→g→f→e→・・と切り換えることで、PWM変調回
路3Bの3系統の出力a〜cと3個のバッファアンプ4
1 〜43との1対1の接続の組み合わせを飛び飛びに切
り換えるようにしても良い。また、アロナグローパスフ
ィルタ7のカットオフ周波数fC も、32fS /2以下
であればfS /2より高く設定してもよい(この場合、
アナログローパスフィルタ7の減衰量は、例えば、2f
C で−90dB程度となるように設定したり、32fS
/2〜32fS の範囲内の或る周波数で−90dB程度
となるように設定すれば良い)。In the embodiment shown in FIG. 6, the output of each system of the PWM modulation circuit 3B has the same pulse width.
Each time the multi-valued digital data Y other than 3, 0 and +3 is input to the PWM modulation circuit 3B, 3 of the PWM modulation circuit 3B is input.
The output outputs a to c of the system and the three buffer amplifiers 4 1 to 4 3 are randomly switched in a one-to-one connection combination, but the switch positions are e → f → g → e → f.
→ g → e → ... By switching, PWM modulation circuit 3
B outputs from three systems a to c and three buffer amplifiers 4 1 to
The combination of one-to-one connection with 4 3 is cyclically switched, and the switch position is e → g → f → e.
By switching from → g → f → e → ・ ・, the outputs ac of the three systems of the PWM modulation circuit 3B and the three buffer amplifiers 4
The combination of 1 to 1 connection with 1 to 4 3 may be switched in a stepwise manner. Also, the cutoff frequency f C of the Arona glow pass filter 7 may be set higher than f S / 2 if it is 32 f S / 2 or less (in this case,
The attenuation amount of the analog low pass filter 7 is, for example, 2f.
Set it to be about -90 dB at C or 32 f S
/ 2~32F at a certain frequency in the range of S may be set to be about -90 dB).
【0074】要は、アナログローパスフィルタ7のカッ
トオフ周波数fC を32fS /2より小さく設定してお
き、PWM変調回路3Bの各系統の出力が全て同じパル
ス幅となる値以外の或る多値ディジタルデータがPWM
変調出力されるときを累積して見た場合(Y=−2がP
WM変調出力されるときを累積して見た場合、またはY
=−1がPWM変調出力されるときを累積して見た場
合、またはY=+1がPWM変調出力されるときを累積
して見た場合、またはY=+2がPWM変調出力される
ときを累積して見た場合)に、PWM変調回路3Bのい
ずれの系統の出力も、バッファアンプ 41 〜43 にほ
ぼ等しい確率で入力されるように切り換えれば良い。The point is that the cutoff frequency f C of the analog low-pass filter 7 is set smaller than 32 f S / 2, and the output of each system of the PWM modulation circuit 3B has the same pulse width. Value digital data is PWM
Accumulated time when modulation output is performed (Y = -2 is P
Accumulated time when output by WM modulation, or Y
= -1 when PWM modulation output is cumulatively viewed, or when Y = +1 is PWM modulation output cumulatively, or when Y = +2 is PWM modulation output cumulatively to when viewed), the output of any system of the PWM circuit 3B also may be switched as input with approximately equal probability to the buffer amplifier 41 to 3.
【0075】また、PWM変調回路3Bの各系統の出力
が全て同じパルス幅となる値{−3,0,+3}の多値
ディジタルデータYがPWM変調回路3Bに入力される
とき、切り換え回路10Bの各アナログスイッチSW10
〜SW30を常にeポジションに切り換えるようにした
が、fまたはgポジションに切り換えるようにしても良
く、また、直前のポジションのままとしても良い。When multivalued digital data Y of values {-3, 0, +3} for which the outputs of the respective systems of the PWM modulation circuit 3B all have the same pulse width is input to the PWM modulation circuit 3B, the switching circuit 10B. Each analog switch SW 10
Although the SW 30 is always switched to the e position, it may be switched to the f or g position or may be left at the position immediately before.
【0076】また、PWM変調回路が4系統以上のm系
統の出力を有し、バッファアンプがm個以上存在する場
合でも、同様にして、各々、入力端子をm個有するm個
のアナログスイッチを介装して、スイッチポジションに
よりPWM変調回路のm系統の出力とm個のバッファア
ンプとの1対1の接続の組み合わせを切り換え可能とし
ておき、PWM変調回路の各系統の出力が全て同じパル
ス幅となる値以外の多値ディジタルデータがPWM変調
回路に入力される度に、PWM変調回路のm系統の出力
とm個のバッファアンプとの1対1の接続の組み合わせ
を、ランダムまたは巡回的に切り換えるようにしても良
い。Even when the PWM modulation circuit has m or more outputs of 4 or more and m or more buffer amplifiers, m analog switches each having m input terminals are similarly provided. It is possible to switch the output of the m-system of the PWM modulation circuit and the one-to-one connection of the m buffer amplifiers by a switch position so that the output of each system of the PWM modulation circuit has the same pulse width. Each time multi-valued digital data other than the above value is input to the PWM modulation circuit, the combination of the one-to-one connection between the m-system output of the PWM modulation circuit and the m buffer amplifiers is randomly or cyclically You may make it switch.
【0077】[0077]
【発明の効果】本発明によれば、PWM変調回路のm系
統の出力とm個のバッファアンプとの1対1の接続の組
み合わせを切り換えることで、各バッファアンプ間の出
力電圧値のバラツキを相殺し、D/A変換動作中の各バ
ッファアンプの出力の加算値の平均電圧が、各バッファ
アンプの出力電圧値にバラツキの無い状態で動作させた
時と近い値とでき、アナログローパスフィルタからD/
A変換精度の高い出力を得ることが可能となる。According to the present invention, the variation of the output voltage value between the buffer amplifiers is changed by switching the combination of the output of the m system of the PWM modulation circuit and the one-to-one connection of the m number of buffer amplifiers. The average voltage of the added value of the outputs of the buffer amplifiers that cancel each other during the D / A conversion operation can be set to a value close to that when the output voltage values of the buffer amplifiers are operated without variation, and the analog low-pass filter D /
It is possible to obtain an output with high A conversion accuracy.
【図1】本発明の第1の実施の態様に係るD/A変換装
置の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a D / A conversion device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1のPWM変調回路、切り換え回路、切り換
え制御回路の動作を説明するタイムチャートである。FIG. 2 is a time chart explaining operations of the PWM modulation circuit, the switching circuit, and the switching control circuit in FIG.
【図3】図1の切り換え回路の動作を説明する線図であ
る。FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of the switching circuit of FIG.
【図4】本発明の第2の実施の態様に係るD/A変換装
置の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a D / A conversion device according to a second embodiment of the present invention.
【図5】図4のPWM変調回路、切り換え回路、切り換
え制御回路の動作を説明するタイムチャートである。5 is a time chart explaining operations of the PWM modulation circuit, the switching circuit, and the switching control circuit in FIG.
【図6】本発明の第3の実施の態様に係るD/A変換装
置の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a D / A conversion device according to a third embodiment of the present invention.
【図7】図6の切り換え回路の動作を説明する線図であ
る。7 is a diagram illustrating an operation of the switching circuit of FIG.
【図8】図6の切り換え制御回路の動作を説明する説明
図である。FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an operation of the switching control circuit of FIG.
【図9】図6のPWM変調回路、切り換え回路、切り換
え制御回路の動作を説明するタイムチャートである。9 is a time chart explaining operations of the PWM modulation circuit, the switching circuit, and the switching control circuit in FIG.
【図10】図6の切り換え回路の動作を説明する線図で
ある。10 is a diagram illustrating the operation of the switching circuit of FIG.
【図11】従来のD/A変換装置の回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram of a conventional D / A conversion device.
【図12】図11の動作を説明するタイムチャートであ
る。FIG. 12 is a time chart illustrating the operation of FIG. 11.
【図13】図11の動作を説明する線図である。13 is a diagram illustrating the operation of FIG. 11. FIG.
1 オーバーサンプリング回路 2、2B ΔΣ変調ノイズ・シェーピング回路 3A、3B PWM変調回路 41 〜43 バッファアンプ 6A、6B 加算回路 7 アナログローパスフィルタ 10、10B 切り換え回路 20、20A、20B 切り換え制御回路1 oversampling circuit 2 and 2b .DELTA..SIGMA modulation noise shaping circuit 3A, 3B PWM modulation circuit 41 to third buffer amplifier 6A, 6B addition circuit 7 analog low-pass filter 10,10B switching circuit 20, 20A, 20B switching control circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−21215(JP,A) 特開 平3−104420(JP,A) 特開 平5−327512(JP,A) 特開 平5−335963(JP,A) 特開 平8−154058(JP,A) 特開 平9−186601(JP,A) 特開 平10−308671(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 3/02 H03M 1/08 H03M 1/82 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-4-21215 (JP, A) JP-A-3-104420 (JP, A) JP-A-5-327512 (JP, A) JP-A-5- 335963 (JP, A) JP-A-8-1554058 (JP, A) JP-A-9-186601 (JP, A) JP-A-10-308671 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H03M 3/02 H03M 1/08 H03M 1/82
Claims (4)
サンプリング周波数FS の多値ディジタルデータを入力
して、該多値ディジタルデータの値と各系統の出力パル
ス幅をm系統分加算した値とが比例するようにPWM変
調して出力するPWM変調回路と、PWM変調回路のm
系統の出力を個別に入力するm個のバッファアンプと、
m個のバッファアンプの出力を加算する加算回路と、加
算回路の出力の低域成分を取り出すカットオフ周波数f
C がFS /2より小さいアナログローパスフィルタと、
を含むD/A変換回路において、 PWM変調回路のm系統の出力とm個のバッファアンプ
との1対1の接続の組み合わせを、アナログローパスフ
ィルタのカットオフ周波数fC より高い固定または可変
の切り換え速度で切り換える切り換え回路を設けたこ
と、 を特徴とするD/A変換回路。1. Multi-valued digital data having a sampling frequency F S , which has n output values and has n values, is input, and the value of the multi-valued digital data and the output pulse width of each system are set to m. The PWM modulation circuit that performs PWM modulation so that the value added by the system is proportional to m, and m of the PWM modulation circuit
M buffer amplifiers that individually input the output of the system,
An adder circuit that adds the outputs of m buffer amplifiers and a cutoff frequency f that extracts the low-frequency component of the output of the adder circuit
An analog low-pass filter with C smaller than F S / 2,
In the D / A conversion circuit including the, the combination of the one-to-one connection between the m-system output of the PWM modulation circuit and the m buffer amplifiers is fixed or variable switching higher than the cutoff frequency f C of the analog low-pass filter. A D / A conversion circuit characterized in that a switching circuit for switching at a speed is provided.
ータをオーバーサンプリング回路でオーバーサンプリン
グしたあと、ΔΣ変調ノイズシェーピング回路に通して
ΔΣ変調方式でノイズシェーパしたデータであること、 を特徴とする請求項1記載のD/A変換回路。2. The multi-valued digital data is data which is oversampled by an oversampling circuit and then passed through a ΔΣ modulation noise shaping circuit to be noise shaped by a ΔΣ modulation method. The described D / A conversion circuit.
サンプリング周波数FS の多値ディジタルデータを入力
して、該多値ディジタルデータの値と各系統の出力パル
ス幅をm系統分加算した値とが比例するようにPWM変
調して出力するPWM変調回路と、PWM変調回路のm
系統の出力を個別に入力するm個のバッファアンプと、
m個のバッファアンプの出力を加算する加算回路と、加
算回路の出力の低域成分を取り出すカットオフ周波数f
C がFS /2より小さいアナログローパスフィルタと、
を含むD/A変換回路において、 PWM変調回路のm系統の出力とm個のバッファアンプ
との1対1の接続の組み合わせを切り換える切り換え回
路を設け、 該切り換え回路は、PWM変調回路の各系統の出力が全
て同じパルス幅となる値以外の多値ディジタルデータが
PWM変調回路に入力される度に、PWM変調回路のm
系統の出力とm個のバッファアンプとの1対1の接続の
組み合わせを切り換えるようにしたこと、 を特徴とするD/A変換回路。3. Multi-valued digital data having a sampling frequency F S , which has m number of output systems and takes n values, is input, and the value of the multi-valued digital data and the output pulse width of each system are set to m. The PWM modulation circuit that performs PWM modulation so that the value added by the system is proportional to m, and m of the PWM modulation circuit
M buffer amplifiers that individually input the output of the system,
An adder circuit that adds the outputs of m buffer amplifiers and a cutoff frequency f that extracts the low-frequency component of the output of the adder circuit
An analog low-pass filter with C smaller than F S / 2,
A D / A conversion circuit including a switching circuit for switching a combination of 1-to-1 connection between the output of the m-system of the PWM modulation circuit and the m buffer amplifiers, and the switching circuit is provided for each system of the PWM modulation circuit. Whenever multi-valued digital data other than the values where the outputs of all have the same pulse width are input to the PWM modulation circuit, m of the PWM modulation circuit is input.
The D / A conversion circuit is characterized in that a combination of one-to-one connection between the system output and m buffer amplifiers is switched.
ータをオーバーサンプリング回路でオーバーサンプリン
グしたあと、ΔΣ変調ノイズシェーピング回路に通して
ΔΣ変調方式でノイズシェーパしたデータであること、 を特徴とする請求項3記載のD/A変換回路。4. The multi-valued digital data is data which has been subjected to noise shaping by a ΔΣ modulation method after being oversampled by the oversampling circuit and then passed through a ΔΣ modulation noise shaping circuit. The described D / A conversion circuit.
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