JP4446792B2 - Calibration apparatus and calibration method in DA converter system - Google Patents
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Description
本発明は、デジタル信号を入力としてゲイン制御されたアナログ信号を出力するDAコンバータシステムおよび校正方法に関し、特に、校正期間中に正確な校正操作が行われ、通常動作期間中(非校正期間中)のゲイン変更時にボツ音の発生を防止可能な、ノイズシェーパを有するDAコンバータシステムおよび校正方法に関する。 The present invention relates to a DA converter system and a calibration method for outputting a gain-controlled analog signal with a digital signal as an input, and in particular, an accurate calibration operation is performed during a calibration period and during a normal operation period (during a non-calibration period). The present invention relates to a DA converter system having a noise shaper and a calibration method capable of preventing the generation of a clicking sound when changing the gain.
CDプレーヤやDVDプレーヤなどのデジタルオーディオシステムでは、メディアから抽出されたデジタル信号をDAコンバータによりアナログ信号とし、スピーカやヘッドホンを鳴らすことが行われるが、DAコンバータは、それを構成するオペアンプやその他の回路要素の製造ばらつき等のために、多少なりともオフセットを持つことがある。 In a digital audio system such as a CD player or a DVD player, a digital signal extracted from a medium is converted into an analog signal by a DA converter, and a speaker or a headphone is sounded. There may be some offset due to manufacturing variations of circuit elements.
このオフセットとは、例えば正負の両電源で動作するシステムでゼロボルト(グランド電位)中心の信号系の場合は、あらかじめ設定された電圧としてのゼロボルト(グランド電位)に対する、グランド電位を出力する意図の入力コードに対するDAコンバータ出力の電圧差である。 For example, in the case of a system that operates with both positive and negative power supplies and a signal system that is centered on zero volts (ground potential), this offset is an input intended to output a ground potential with respect to zero volts (ground potential) as a preset voltage. This is the voltage difference of the DA converter output with respect to the code.
また 正電源とグランド間で動作するシステムで予め決められた動作点(アナロググランド電位)中心の信号系の場合は、予め決められた動作点(アナロググランド電位)に対する、アナロググランド電位を出力する意図の入力コードに対するDAコンバータ出力の電圧差である。 In the case of a signal system centered on a predetermined operating point (analog ground potential) in a system operating between the positive power source and ground, the intention is to output the analog ground potential for the predetermined operating point (analog ground potential). Is the voltage difference of the DA converter output with respect to the input code.
以上のようなオフセットは、DAコンバータがオフ状態の時には出力信号に現れないが、オン状態の時には現れる。 The offset as described above does not appear in the output signal when the DA converter is in the off state, but appears when it is in the on state.
従って、DAコンバータがオフ状態からオン状態になる時、或いは、オン状態からオフ状態になる時、オフセット電圧に相当する“段差ノイズ”が出力信号に発生し、聴感的に不快感を与える。そのため、このようなオフセットを持たないDAコンバーターというものが強く望まれる。 Therefore, when the DA converter is turned from the off state to the on state, or when the DA converter is turned from the on state to the off state, “step noise” corresponding to the offset voltage is generated in the output signal, which is audibly uncomfortable. Therefore, a DA converter that does not have such an offset is strongly desired.
そこで、“段差ノイズ”ボツ音の発生をなくすためのオフセット差を解消する代表的な手段として、DAコンバータとアナログボリューム回路との間に、コンデンサを直列に挿入してDC信号成分を遮断する手段と、オフセットを校正する校正期間を設け、この校正期間中にオフセット差を無くすような操作を行う手段とがある。 Therefore, as a representative means for eliminating the offset difference for eliminating the “step noise” noise, a means for blocking the DC signal component by inserting a capacitor in series between the DA converter and the analog volume circuit. And a means for providing a calibration period for calibrating the offset and performing an operation to eliminate the offset difference during the calibration period.
前者の遮断する手段の場合には、通常0.1uFから10uF程度のコンデンサが必要となり、半導体集積回路にはとても集積し得ない。 In the case of the former means for blocking, a capacitor of about 0.1 uF to 10 uF is usually required, and it cannot be very integrated in a semiconductor integrated circuit.
半導体集積回路外部にコンデンサ素子を付加するのは、小型化を常に目指すポータブル用途のオーディオ装置にとって、大きなディスアドバンテージである。 Adding a capacitor element to the outside of a semiconductor integrated circuit is a great advantage for portable audio devices that are constantly aiming for miniaturization.
したがって、後者の校正期間を設け、この校正期間中にオフセット差を無くすような操作を行う手段を、半導体回路で適切に実施することが最も強く望まれる。このオフセット差を校正する手段として、以下に示すような手段が記載されている。 Therefore, it is most strongly desired that the latter calibration period is provided and a means for performing an operation for eliminating the offset difference during the calibration period is appropriately implemented in the semiconductor circuit. The following means are described as means for calibrating the offset difference.
図16は、そのオフセット差を校正する手段からなる従来のシステム構成(特許文献1参照)の1例を示す。 FIG. 16 shows an example of a conventional system configuration (see Patent Document 1) comprising means for calibrating the offset difference.
このオフセット差を校正するシステム100は、デジタル加算ブロック101と、コンバータ102(DAC)と、利得制御回路103と、校正回路104と、オフセットレジスタ105とからなる。
The
この構成では、校正回路104は、校正期間中においては、利得制御回路103(すなわち、アナログボリューム回路)から出力されるアナログ出力信号120の一部を抽出して、そのアナログ出力信号120に含まれるオフセットを検出する。
In this configuration, the
また、校正回路104は、非校正期間である通常動作状態においては、デジタル入力信号110とアナログ出力信号120とのオフセット差を相殺するデジタル信号130をデジタル入力信号110に加算する処理を行う。
The
しかし、このような校正処理では、加えられるオフセット差を相殺するデジタル信号130によりDAコンバータ102の入力は上位ビット側に演算ビット幅を拡張する必要があり、DAコンバータ102自体の回路規模が大きくなってしまうという問題がある。
However, in such a calibration process, it is necessary to extend the operation bit width of the input of the
さらに、特許文献1のシステムでは、ノイズシェーパを有するDAコンバータシステムにおけるDAコンバータ102の校正動作については何ら詳細に述べておらず、ノイズシェーパを含むDAコンバータ102の場合の校正動作時に克服すべき重要な問題点、すなわち、ノイズシェ−ピングによる局所的な信号ピークに対する対策は何らなされていない。
Furthermore, in the system of
そこで、本発明の目的は、ノイズシェーパを含むDAコンバータシステムにおいて、DAコンバータの回路規模を増大させることなく小型で、かつ、通常の動作期間中(通常状態)においてオフセットが発生せず、オフ状態からオン状態になる時並びにオン状態からオフ状態になる時に段差ノイズを発生せず、ノイズシェ−ピングによる局所的な信号ピークに対しても正確な校正動作が可能な、DAコンバータシステムおよび校正方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a DA converter system including a noise shaper that is small without increasing the circuit scale of the DA converter and that does not generate an offset during a normal operation period (normal state). A DA converter system and a calibration method capable of performing an accurate calibration operation even for a local signal peak due to noise shaping without generating a step noise when switching from an ON state to an OFF state. It is to provide.
本発明は、デジタル入力信号をDAコンバータのノイズシェーパ、DA変換回路に順次入力してアナログ出力信号に変換して出力するDAコンバータシステムにおいて、前記DAコンバータが非動作期間中に出力する前記アナログ出力信号のオフセットと、前記DAコンバータが動作期間中に出力する前記アナログ出力信号のオフセットとのオフセット差を校正する校正装置であって、前記DAコンバータが非動作期間において、前記DAコンバータの前記DA変換回路に、前記ノイズシェーパから出力されるデジタル信号に代わって、所定のオフセット調整用の基準オフセット信号を入力する基準信号入力手段と、前記基準オフセット信号に対するオフセット差がゼロ値となる時点を検出するためのオフセット調整用の動作点調整信号を順次作成し、該動作点調整信号を前記DA変換回路に入力する動作点調整信号発生手段と、前記基準オフセット信号に対して前記動作点調整信号を順次比較して該信号間のオフセット差を求め、該オフセット差がゼロ値となる時点での動作点調整信号の値を検出するオフセット差検出手段と、前記検出したオフセット差がゼロ値となる時点での動作点調整信号に対応するオフセット校正情報を記憶する記憶手段と、前記DAコンバータの動作期間において、前記校正期間に記憶した前記オフセット校正情報に基づいて、前記DAコンバータの動作点を調整することによって、該動作期間における前記DAコンバータから出力されるアナログ出力信号と前記非動作期間における前記DAコンバータから出力されるアナログ制御信号との間でオフセット差が生じないようにする調整手段とを具えたことを特徴とする。 The present invention provides a DA converter system that sequentially inputs a digital input signal to a DA converter noise shaper and a DA converter circuit, converts the analog input signal into an analog output signal, and outputs the analog output signal when the DA converter is not operating. A calibration device that calibrates an offset difference between an offset of a signal and an offset of the analog output signal output during an operation period of the DA converter, wherein the DA converter performs the DA conversion of the DA converter during a non-operation period In the circuit, a reference signal input means for inputting a reference offset signal for predetermined offset adjustment in place of the digital signal output from the noise shaper, and a time point when the offset difference with respect to the reference offset signal becomes zero The operating point adjustment signal for offset adjustment Creating an operating point adjustment signal generating means for inputting the operating point adjustment signal to the DA converter circuit, and sequentially comparing the operating point adjustment signal with respect to the reference offset signal to obtain an offset difference between the signals; Offset difference detection means for detecting the value of the operating point adjustment signal when the offset difference becomes zero value, and offset calibration information corresponding to the operating point adjustment signal when the detected offset difference becomes zero value In the operation period of the DA converter in the operation period of the DA converter, the output is output from the DA converter in the operation period by adjusting the operation point of the DA converter based on the offset calibration information stored in the calibration period. Between the analog output signal and the analog control signal output from the DA converter during the non-operation period. Wherein the bets difference equipped with adjustment means to prevent the occurrence.
ここで、前記デジタル入力信号は、2のべき乗の重み付けされたデジタル信号、又は、等価な重みをもつ重み付けされていない複数のビット数のデジタル信号としてもよい。 Here, the digital input signal may be a digital signal weighted by a power of 2, or a digital signal having a plurality of unweighted bits having an equivalent weight.
本発明は、デジタル入力信号をDAコンバータのデジタルインターポレーションフィルタ、ノイズシェーパ、DA変換回路に順次入力してアナログ出力信号に変換して出力するDAコンバータシステムにおいて、前記DAコンバータが非動作期間中に出力する前記アナログ出力信号のオフセットと、前記DAコンバータが動作期間中に出力する前記アナログ出力信号のオフセットとのオフセット差を校正する校正装置であって、前記DAコンバータが非動作期間において、前記DAコンバータの前記DA変換回路に、前記ノイズシェーパから出力されるデジタル信号に代わって、所定のオフセット調整用の基準オフセット信号を入力する基準信号入力手段と、前記基準オフセット信号に対するオフセット差がゼロ値となる時点を検出するためのオフセット調整用の動作点調整信号を順次作成し、該動作点調整信号を前記DA変換回路に入力する動作点調整信号発生手段と、前記基準オフセット信号に対して前記動作点調整信号を順次比較して該信号間のオフセット差を求め、該オフセット差がゼロ値となる時点での動作点調整信号の値を検出するオフセット差検出手段と、前記検出したオフセット差がゼロ値となる時点での動作点調整信号に対応するオフセット校正情報を記憶する記憶手段と、前記DAコンバータの動作期間において、前記校正期間に記憶した前記オフセット校正情報に基づいて、前記DAコンバータの動作点を調整することによって、該動作期間における前記DAコンバータから出力されるアナログ出力信号と前記非動作期間における前記DAコンバータから出力されるアナログ制御信号との間でオフセット差が生じないようにする調整手段とを具えたことを特徴とする。 The present invention provides a DA converter system that sequentially inputs a digital input signal to a digital interpolation filter, a noise shaper, and a DA converter circuit of a DA converter, converts the digital input signal into an analog output signal, and outputs the analog output signal. A calibration apparatus that calibrates an offset difference between the offset of the analog output signal output to the analog converter and the offset of the analog output signal output during the operation period of the DA converter, and Reference signal input means for inputting a predetermined offset adjustment reference offset signal to the DA converter circuit of the DA converter instead of the digital signal output from the noise shaper, and an offset difference with respect to the reference offset signal is zero To detect when An operating point adjustment signal for offset adjustment is sequentially created, and the operating point adjustment signal generating means for inputting the operating point adjustment signal to the DA converter circuit is sequentially compared with the reference offset signal. An offset difference detecting means for obtaining an offset difference between the signals and detecting the value of the operating point adjustment signal when the offset difference becomes zero, and an operation when the detected offset difference becomes zero By adjusting the operating point of the DA converter based on the offset calibration information stored in the calibration period in the operating period of the DA converter in the storage means for storing the offset calibration information corresponding to the point adjustment signal An analog output signal output from the DA converter during the operation period and an output signal from the DA converter during the non-operation period Is the is characterized in that comprises an adjustment means to allow the offset difference does not occur between the analog control signal.
前記デジタル入力信号は、2のべき乗の重み付けされたデジタル信号、又は、等価な重みをもつ重み付けされていない、複数のビット数のデジタル信号であり、該デジタル信号を前記デジタルインターポレーションフィルタにより補間し、該補間されたデジタル信号をノイズシェイプし前記ノイズシェーパから出力されるデジタル信号は、前記デジタル入力信号のビット数よりもビット数の少ない2のべき乗の重み付けされたデジタル信号、又は、等価な重みをもつ重み付けされていない複数のビット数のデジタル信号であることを特徴とする。 The digital input signal is a digital signal weighted by a power of 2 or an unweighted digital signal having a plurality of bits having an equivalent weight, and the digital signal is interpolated by the digital interpolation filter The digital signal output from the noise shaper after noise shaping the interpolated digital signal is a weighted digital signal with a power of 2 having a bit number smaller than the bit number of the digital input signal, or equivalent It is a digital signal having a plurality of unweighted bits with weights.
前記ノイズシェーパから出力されるデジタル信号は、等価な重みを有する複数のビット数のデジタル信号であることを特徴とする。 The digital signal output from the noise shaper is a digital signal having a plurality of bits having an equivalent weight.
前記校正期間中に前記DA変換回路に入力する前記基準オフセット信号は、単一のコードからなるコードパターンとしてもよい。 The reference offset signal input to the DA converter circuit during the calibration period may be a code pattern made up of a single code.
前記校正期間中に前記DA変換回路に入力する前記基準オフセット信号は、少なくとも2つ以上のコードを予め設定されたパターンで繰り返すコードパターンとしてもよい。 The reference offset signal input to the DA conversion circuit during the calibration period may be a code pattern in which at least two codes are repeated in a preset pattern.
前記デジタルノイズシェーパと前記DA変換回路との間に、前記デジタル入力信号のビット位置を制御するランダマイザを設けてもよい。 A randomizer for controlling the bit position of the digital input signal may be provided between the digital noise shaper and the DA converter circuit.
本発明は、デジタル入力信号をDAコンバータのノイズシェーパ、DA変換回路に順次入力してアナログ出力信号に変換して出力するに際して、前記DAコンバータが非動作期間中に出力する前記アナログ出力信号のオフセットと、前記DAコンバータが動作期間中に出力する前記アナログ出力信号のオフセットとのオフセット差を校正する校正方法であって、前記DAコンバータが非動作期間において、前記DAコンバータの前記DA変換回路に、前記ノイズシェーパから出力されるデジタル信号に代わって、所定のオフセット調整用の基準オフセット信号を入力する工程と、前記基準オフセット信号に対するオフセット差がゼロ値となる時点を検出するためのオフセット調整用の動作点調整信号を順次作成し、該動作点調整信号を前記DA変換回路に入力する工程と、前記基準オフセット信号に対して前記動作点調整信号を順次比較して該信号間のオフセット差を求め、該オフセット差がゼロ値となる時点での動作点調整信号の値を検出する工程と、前記検出したオフセット差がゼロ値となる時点での動作点調整信号に対応するオフセット校正情報をメモリに記憶する工程と、前記DAコンバータの動作期間において、前記校正期間に記憶した前記オフセット校正情報に基づいて、前記DAコンバータの動作点を調整することによって、該動作期間における前記DAコンバータから出力されるアナログ出力信号と前記非動作期間における前記DAコンバータから出力されるアナログ制御信号との間でオフセット差が生じないようにする工程とを具えたことを特徴とする。 According to the present invention, when a digital input signal is sequentially input to a noise shaper of a DA converter and a DA converter circuit and converted into an analog output signal and output, the offset of the analog output signal output by the DA converter during a non-operation period. And a calibration method for calibrating an offset difference from the offset of the analog output signal output during an operation period of the DA converter, wherein the DA converter is connected to the DA converter circuit of the DA converter during a non-operation period. In place of the digital signal output from the noise shaper, a step of inputting a reference offset signal for predetermined offset adjustment, and an offset adjustment for detecting a time point when an offset difference with respect to the reference offset signal becomes zero value. The operating point adjustment signal is sequentially generated, and the operating point adjustment signal is The step of inputting to the conversion circuit and the operation point adjustment signal are sequentially compared with the reference offset signal to obtain an offset difference between the signals, and the operation point adjustment signal at the time when the offset difference becomes zero value. A step of detecting a value, a step of storing offset calibration information corresponding to an operating point adjustment signal at the time when the detected offset difference becomes zero, and a calibration period in the operation period of the DA converter. By adjusting the operating point of the DA converter based on the stored offset calibration information, an analog output signal output from the DA converter in the operating period and an analog output signal from the DA converter in the non-operating period And a step of preventing an offset difference from occurring between the control signal and the control signal.
本発明は、デジタル入力信号をDAコンバータのデジタルインターポレーションフィルタ、ノイズシェーパ、DA変換回路に順次入力してアナログ出力信号に変換して出力するに際して、前記DAコンバータが非動作期間中に出力する前記アナログ出力信号のオフセットと、前記DAコンバータが動作期間中に出力する前記アナログ出力信号のオフセットとのオフセット差を校正する校正方法であって、前記DAコンバータが非動作期間において、前記DAコンバータの前記DA変換回路に、前記ノイズシェーパから出力されるデジタル信号に代わって、所定のオフセット調整用の基準オフセット信号を入力する工程と、前記基準オフセット信号に対するオフセット差がゼロ値となる時点を検出するためのオフセット調整用の動作点調整信号を順次作成し、該動作点調整信号を前記DA変換回路に入力する工程と、前記基準オフセット信号に対して前記動作点調整信号を順次比較して該信号間のオフセット差を求め、該オフセット差がゼロ値となる時点での動作点調整信号の値を検出する工程と、前記検出したオフセット差がゼロ値となる時点での動作点調整信号に対応するオフセット校正情報をメモリに記憶する工程と、前記DAコンバータの動作期間において、前記校正期間に記憶した前記オフセット校正情報に基づいて、前記DAコンバータの動作点を調整することによって、該動作期間における前記DAコンバータから出力されるアナログ出力信号と前記非動作期間における前記DAコンバータから出力されるアナログ制御信号との間でオフセット差が生じないようにする工程とを具えたことを特徴とする。
According to the present invention, when a digital input signal is sequentially input to a digital interpolation filter, a noise shaper, and a DA converter circuit of a DA converter to be converted into an analog output signal and output, the DA converter outputs it during a non-operation period. A calibration method for calibrating an offset difference between an offset of the analog output signal and an offset of the analog output signal output during an operation period of the DA converter, wherein the DA converter is in a non-operation period of the DA converter. A step of inputting a reference offset signal for predetermined offset adjustment to the DA converter circuit instead of the digital signal output from the noise shaper, and a time point when the offset difference with respect to the reference offset signal becomes zero. Operating point adjustment signal for offset adjustment Sequentially generating and inputting the operating point adjustment signal to the DA converter circuit, and sequentially comparing the operating point adjustment signal with respect to the reference offset signal to obtain an offset difference between the signals, A step of detecting the value of the operating point adjustment signal at the time when the zero value is reached, a step of storing in the memory offset calibration information corresponding to the operating point adjustment signal at the time when the detected offset difference becomes the zero value, In the operation period of the DA converter, by adjusting the operating point of the DA converter based on the offset calibration information stored in the calibration period, the analog output signal output from the DA converter in the operation period and the Prevent an offset difference from the analog control signal output from the DA converter during a non-operation period And characterized in that it comprises a and extent.
本発明によれば、ノイズシェーパを含むDAコンバータシステムにおいて、校正期間中において、DA変換回路に予め定められたオフセット調整用の基準オフセット信号を入力し、DA変換された基準オフセット信号に対してオフセット比較信号を比較し、オフセット差がゼロ値となる時点でのオフセット比較信号の値を検出し、検出したオフセット比較信号をオフセット校正情報として記憶しておき、動作期間において、校正期間に記憶したオフセット校正情報に基づいて記DAコンバータの動作点又はアナログボリューム回路のゲイン制御回路の動作点を調整するようにしたので、該動作期間におけるDAコンバータのアナログ出力信号とアナログボリューム回路のアナログ制御信号との間でのオフセット差を無くすことができ、これにより、DAコンバータおよびアナログボリューム回路の回路規模を増大させることなく小型で、かつ、ノイズシェ−ピングによる局所的な信号ピークに対しても正確な校正動作を行うことができる。 According to the present invention, in a DA converter system including a noise shaper, a predetermined offset adjustment reference offset signal is input to a DA conversion circuit during a calibration period, and an offset is applied to the DA converted reference offset signal. Compare the comparison signals, detect the value of the offset comparison signal when the offset difference becomes zero, store the detected offset comparison signal as offset calibration information, and store the offset stored in the calibration period during the operation period Since the operation point of the DA converter or the gain control circuit of the analog volume circuit is adjusted based on the calibration information, the analog output signal of the DA converter and the analog control signal of the analog volume circuit during the operation period are adjusted. Offset difference between them can be eliminated. Ri, compact without increasing the circuit scale of the DA converter and the analog volume circuit, and Noizushe - can be performed even accurate calibration operations to local signal peak by ping.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
[第1の例]
本発明の第1の実施の形態を、図1〜図3に基づいて説明する。
(構成)
図1は、本発明に係るDAコンバータシステム1の構成例を示す。
本DAコンバータシステム1は、DAコンバータ2と、校正回路4とから構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First example]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(Constitution)
FIG. 1 shows a configuration example of a
The
DAコンバータ2は、デジタル入力信号20が入力されるデジタルノイズシェーパ11と、ノイズシェイプされたデジタル信号21が入力されるDA変換回路12と、入力信号の切替えを行うスイッチ部14とからなる。
The
デジタル入力信号20は、2のべき乗の重み付けされたデジタル信号、又は、等価な重みをもつ重み付けされていない複数のビット数のデジタル信号である。
The
本例では、基準オフセット信号として、単一のコードからなるコードパターン50が用いられる。
In this example, a
図2は、校正回路4の内部構成を示す。
校正回路4は、CPU30と、コードパターン発生部13と、調整信号発生回路31と、検出回路32と、記憶回路33とからなる。
FIG. 2 shows the internal configuration of the
The
この校正回路4は、DAコンバータ2から非動作期間(校正期間)中に出力されるアナログ出力信号22と、DAコンバータ2から動作期間中に出力されるアナログ制御信号22とのオフセット差を校正する。
コードパターン発生部13は、校正期間中にDA変換回路12に入力する基準オフセット信号を発生する回路である。
The
The
ここで、コードパターンの発生方法、DA変換回路2への入力方法の1例について説明する。
Here, an example of a code pattern generation method and an input method to the
コードパターンの発生方法としては、固定値のコードパターンの場合には、(1)ハードワイヤーロジックで発生する手法、(2)ROMやSRAMに蓄えたコードを出力する手法等がある。 As a method of generating a code pattern, in the case of a fixed value code pattern, there are (1) a method generated by a hard wire logic, and (2) a method of outputting a code stored in a ROM or SRAM.
また、他の発生手法として、2つのコードを交互に(あるいは複数のコードを定められた周期的なパターンで)出力する場合には、(1)ハードワイヤーで作られた2つのコードを交互に選択出力する手法、(2)複数のROMやSRAMから周期的にコードを読み出して出力する手法、(3)カウンター回路にクロックを与えて、周期性を有するコード出力を得る手法等がある。 As another generation method, when two codes are output alternately (or a plurality of codes in a predetermined periodic pattern), (1) Two codes made of hard wire are alternately displayed. There are a method for selective output, (2) a method for periodically reading and outputting a code from a plurality of ROMs and SRAMs, and (3) a method for obtaining a code output having periodicity by giving a clock to a counter circuit.
DA変換回路2への簡単な入力方法としては、発生したコードパターンを、複数ビットのパラレル信号としてDA変換回路2に入力する手法がある。
As a simple input method to the
また、他の入力手法として、DA変換回路2にシリアルで転送して1ビットずつアナログ信号を組み立ててゆく手法、DA変換回路2においてシリアルで全ビット受け取った後、並列的にDA変換処理してアナログ信号に変換する手法がある。
As another input method, a method of serially transferring the analog signal to the
調整信号発生回路31は、DAコンバータ2へ動作点調整信号40を出力する。
CPU30は、DSP等の制御回路からなる。
検出回路32は、コンパレータ等からなる。
The adjustment
The
The
この検出回路32は、校正期間中には、DAコンバータ2から出力されたアナログ出力信号22を受けて、オフセット比較結果としてHかLかを検出し、この検出結果をCPU30に送る。
The
記憶回路33は、SRAM回路やフリップフロップ等の記憶素子からなり、検出結果をオフセット校正情報60として記憶する。
The
なお、このオフセット校正情報60は、校正回路4の外部に設けた記憶デバイス等に記憶させてもよい。
The offset
(動作)
以下、本DAコンバータシステム1の動作について説明する。
図1において、2のべき乗の重み付けをされたデジタル信号、又は、等価な重みをもつ重み付けされていない複数のビット数のデジタル信号からなるデジタル入力信号20がDAコンバータ2に入力されると、その入力信号はノイズシェーパ11によってノイズシェープされたデジタル信号21に変換される。
(Operation)
Hereinafter, the operation of the
In FIG. 1, when a
この場合、デジタル入力信号20と、デジタルノイズシェーパ11から出力されたデジタル信号21とは同じレートである。従って、このデジタルノイズシェーパ11に入力されたデジタル入力信号20は、同じ信号レートのデジタル信号21として出力され、DA変換回路12に導入される。
In this case, the
DA変換回路12は、ノイズシェープされたデジタル信号21をDA変換してアナログ出力信号22に変換して出力する。このアナログ出力信号22は、オフセット校正用として校正回路4にも導入される。
The
(オフセット校正処理)
図2の校正回路4のオフセット校正処理について説明する。
CPU30は、アナログ信号である動作点調整信号40の値を徐々に変化させるように調整信号発生回路31を制御し、検出回路32からの検出結果が変化した時(すなわち、オフセット差がゼロ値となる時点であって、オフセット調整が完了した時点)に、動作点調整信号40を変化させる制御を終了する。
(Offset calibration process)
The offset calibration process of the
The
また、CPU30は、そのオフセット調整が完了した時点における動作点調整信号40に対応したオフセット校正情報60を記憶回路33に書き込む。
Further, the
さらに、CPU30は、校正期間を意図する校正指示信号41をDAコンバータ2へ出力する。
Further, the
ここで、DAコンバータ2において、どのようにしてデジタル信号との入力切換えを行うかの入力切換え方法について説明する。
Here, an input switching method of how to perform input switching with a digital signal in the
最も簡単な入力切換え方法として、二者択一のスイッチをパスに設け、デジタル信号と、オフセット発生パターン信号とを切り換える手法がある。この場合、パラレル信号の場合にはビット数と同じ数のスイッチを、シリアル信号の場合には1つのスイッチを設ける。また、スイッチのパスの選択は、CPU30から出力される校正指示信号41(校正期間と通常の動作期間とを区別するための信号)で制御する。
As the simplest input switching method, there is a method of switching between a digital signal and an offset generation pattern signal by providing an alternative switch in the path. In this case, the same number of switches as the number of bits are provided in the case of a parallel signal, and one switch is provided in the case of a serial signal. The switch path selection is controlled by a calibration instruction signal 41 (a signal for distinguishing between a calibration period and a normal operation period) output from the
CPU30は、非校正期間(通常の動作期間)には、記憶回路33から校正期間中に記憶しておいたオフセット調整が完了した時点に相当するオフセット校正情報60を読み出し、このオフセット校正情報60に従ってオフセット差を解消するための動作点調整信号40を調整信号発生回路31から発生させてDAコンバータ2のDA変換回路12へ送る。
During the non-calibration period (normal operation period), the
図3は、本システムにおけるオフセット校正処理の手順をフローチャートとしてまとめたものである。 FIG. 3 summarizes the procedure of offset calibration processing in this system as a flowchart.
ステップS1では、校正期間中或いは通常の動作期間中か否かが判定される。校正期間中のときは、ステップS2に進む。一方、通常の動作期間中のときは、ステップS5に飛ぶ。 In step S1, it is determined whether it is during a calibration period or during a normal operation period. If it is during the calibration period, the process proceeds to step S2. On the other hand, during the normal operation period, the process jumps to step S5.
ステップS2では、校正指示信号41をDAコンバータ2に出力して入力の切替えを行う。この入力の切替え動作により、それまでデジタルノイズシェーパ11から出力されたデジタル信号21に代わって、コードパターン発生部13により発生させた単一のコードパターン50(基準オフセット信号)が、DA変換回路12に入力される。
In step S2, the
また、これと同時に、校正回路4から、オフセット差がゼロ値となる動作点を検出するためのオフセット調整用の動作点調整信号40(オフセット比較信号)が、DA変換回路12へ出力される。
At the same time, the
例えば、後述する図6に示すDA変換回路12において、オペアンプ90の非反転入力端子(+)に与える電圧を調整することによって、校正することができる。
For example, calibration can be performed by adjusting the voltage applied to the non-inverting input terminal (+) of the
ステップS3では、DA変換回路12において、アナログ変換されたコードパターン50に対して、動作点調整信号40を比較する。
In step S3, the
この比較結果は、図2に示す校正回路4の検出回路32に送られて判定される。この判定では、それら両方の信号40,50の大きさが同一となる時点、すなわち、オフセット差がゼロ値となる時点での動作点調整信号40の値を検出する。
This comparison result is sent to the
ステップS4では、その検出したオフセット差がゼロ値となる時点での動作点調整信号40に対応するオフセット校正情報60を記憶回路33に記憶する。
In step S4, the offset
ステップS5では、通常の動作期間中において、校正期間中に記憶したオフセット校正情報60に基づいて動作点調整信号40を生成し、この動作点調整信号40をDAコンバータ2に入力してその動作点を調整する。
In step S5, during the normal operation period, an operating
ここで、通常の動作期間中において、校正期間中に記憶したオフセット校正情報60に基づいて動作点調整信号40を用いて調整する方法の1例について説明する。
Here, an example of a method of adjusting using the operating
その記憶されたオフセット校正情報60とは、校正動作が完了してオフセット差を無くすことができるアナログ動作点信号を発生するための回路構成を指示できる信号(あるいはコード、情報)のことをいう。
The stored offset
すなわち、例えば調整信号発生回路31をDAコンバータで構成し、CPU30から指示されるデジタルコード(所望の分解精度を得るために十分なビット数である)に対応してアナログ信号を出力する。DAコンバータが出力すべきアナログ信号に対応したデジタルコードがオフセット校正情報60として記憶される。
That is, for example, the adjustment
その調整手段の具体的な例として、通常の動作期間中は、CUP30が調整信号発生回路31に指示して記憶回路33に記憶されたオフセット校正情報60が出力されることにより、一定値のアナログ信号が出力される。この一定値のアナログ信号の発生は、校正期間終了と同時に、あるいは通常動作開始の指示が外部より与えられると同時に開始され、通常の動作期間中は一定に保たれたまま変化しない。この通常の動作状態では、DAコンバータ2への入力は、固定パターン信号ではなく、デジタル信号入力となる。
As a specific example of the adjustment means, during a normal operation period, the
このようなオフセット校正処理によって、動作期間中におけるDAコンバータ2から出力されるアナログ出力信号22のオフセットと、非動作期間中におけるDAコンバータ2から出力されるアナログ出力信号22のオフセットとの間で、オフセット差が生じないような調整することができる。
By such offset calibration processing, between the offset of the
以上述べたように、局所的に大きなノイズとなるシェーピングノイズを含まない単一のコードからなるコードパターン50をDA変換したアナログ出力信号22に基づいて校正処理が行うことができるので、簡単な回路構成で正確な校正処理を行うことが可能となり、本システムの動作期間中におけるボツ音(オフセット段差)の発生を無くすことができる。
As described above, the calibration process can be performed based on the
[第2の例]
本発明の第2の実施の形態を、図4〜図10に基づいて説明する。なお、前述した第1の例と同一部分については、その説明を省略し、同一符号を付す。
(構成)
図4は、DAコンバータシステム1の構成を示す。
本例のDAコンバータシステム1では、DAコンバータ2は、デジタルインターポレーションフィルタ70と、デジタルノイズシェーパ11と、DA変換回路12と、アナログローパスフィルタ71とが順次接続して構成され、デジタル入力信号20をアナログ出力信号22に変換して出力する。
[Second example]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the same part as the 1st example mentioned above, the description is abbreviate | omitted and the same code | symbol is attached | subjected.
(Constitution)
FIG. 4 shows the configuration of the
In the
デジタル入力信号20は、2のべき乗の重み付けされたデジタル信号、又は、等価な重みをもつ重み付けされていない、少なくとも16ビット以上のビット数をもつデジタル信号である。
The
デジタルノイズシェーパ11は、ノイズシェープした16ビットよりもビット数の少ない、高速な2のべき乗の重み付けをされたデジタル信号、又は、等価な重みをもつ重み付けされていない複数のビットのデジタル信号に変換する。
コードパターン発生部13が発生する基準オフセット信号は、2つのコードを交互に繰り返すパターンからなるコードパターン51である。このコードパターン51は、校正回路4から出力される校正指示信号41に基づいて入力切替えを行った後、校正期間中にDA変換回路12に入力される。
なお、その他の構成は、図1の構成と同様である。
The
The reference offset signal generated by the code
Other configurations are the same as those in FIG.
(動作)
以下、本システムの動作について説明する。
本DAコンバータシステム1では、入力される例えば16ビットというようなビット数の多いデジタル入力信号20は、デジタルインターポレーションフィルタ70により補間される。
(Operation)
The operation of this system will be described below.
In the
このデジタルインターポレーションフィルタ70に入力されたデジタル入力信号20は、入力された信号レートより速い信号レートのデジタル信号として出力され、その速い信号レートのデジタル信号がデジタルノイズシェーパ11に入力される。
The
デジタルノイズシェーパ11は、その入力された速い信号レートのデジタル信号を、デジタルノイズシェーパ11によりノイズシェープし、また、その入力された速い信号レートと同じレートのデジタル信号として出力し、DA変換回路12に導入する。
The
従って、デジタル入力信号20と、デジタルノイズシェーパ11から出力されたノイズシェイプされたデジタル信号21とは、異なるレートとなっている。
Therefore, the
(オフセット校正処理)
本システムのオフセット校正処理を具体的に説明する。
<非校正期間:通常状態の動作>
まず、通常状態の動作について説明する。
図5において、デジタル入力信号20は、例えば2の補数表現の16ビット、44.1KHzのオーディオデジタル信号で、無信号状態のコードはミッドスケールコード(すなわち、オールゼロコード)で表現される。
(Offset calibration process)
The offset calibration process of this system will be specifically described.
<Non-calibration period: Normal operation>
First, the operation in the normal state will be described.
In FIG. 5, the
デジタルインターポレーションフィルタ70は、デジタル入力信号20を8倍のレートで補間し、さらに、その16倍のレート(すなわち、DAコンバータ2への入力に対して128倍のレート)で16回同じデータを出力する。
The
このデジタルインターポレーションフィルタ70から出力されるデジタル信号は、入力と同じ程度の解像度を得るため、16ビット或いは16ビット以上のビット数を有するデジタル信号である。
The digital signal output from the
デジタルノイズシェーパ11は、例えば3次のデルタシグマ変調器であり、このブロックに入力される信号レートと同じレート(すなわち、DAコンバータ2への入力に対して128倍のレート)の出力を行う。
The
本例では、このデジタルノイズシェーパ11からの出力は、8ビットの重み付けされていない等価な8ビット(すなわち、8レベル)の信号であり、「コード0」から「コード7」の8レベルで表現される。
In this example, the output from the
また、3ビット(すなわち8レベル)の信号80は、図5に示されるような関係で重み付けされていない等価な8ビットの信号81に変換され、DA変換回路12に導入される。
Further, the 3-bit (ie, 8-level)
DA変換回路12は、8ビットにされたデジタルノイズシェーパ11から出力されたデジタル信号21に従ってアナログ信号22を発生する。
The
図6は、スイッチドキャパシター回路からなるDA変換回路12の構成を示す。
入力素子は8系統あり、デジタルノイズシェーパ11から出力される各信号の「1」あるいは「0」に対応した電荷がクロックに同期して入力される。
FIG. 6 shows the configuration of the
There are eight input elements, and charges corresponding to “1” or “0” of each signal output from the
すなわち、クロックがHレベルのときP1で指されるスイッチはオンとなり、P2で指されるスイッチはオフとなる。また、クロックがLレベルのときP1で指されるスイッチはオフとなり、P2で指されるスイッチはオンとなる。 That is, when the clock is at the H level, the switch pointed to by P1 is turned on, and the switch pointed to by P2 is turned off. When the clock is at L level, the switch pointed to by P1 is turned off, and the switch pointed to by P2 is turned on.
各入力素子の容量をCとすると、デジタルノイズシェーパ11から出力されるデジタル信号21の各ビットが、「1」の場合は電荷量((+VREF)−(VGND))×Cが、「0」の場合は電荷量((−VREF)−(VGND))×Cが、一回のクロック周期ごとに入力される。
Assuming that the capacitance of each input element is C, when each bit of the
このクロックは、デジタルノイズシェーパから出力されたデジタル信号21のレートと等しくすることができ、また、(+VREF)は正電源電圧、(−VREF)は負電源電圧または接地電位、(VGND)は(+VREF)と(−VREF)の中点電圧とすることができる。
This clock can be made equal to the rate of the
そして、図6のDA変換回路12の出力段に接続されたオペアンプ90の出力端子91からアナログ信号22aが出力される。
The
図4のアナログローパスフィルタ71は、図6のDA変換回路12の帰還容量CfbおよびスイッチトキャパシタC2によってでも実現されるが、図7に示すオペアンプ93を有するスムージングフィルタとして構成し、より高周波成分が除去されたアナログ信号として出力することもできる。
The analog low-
このようなDAコンバータシステム1では、DAコンバータ2から非動作期間中に出力されたアナログ出力信号22のオフセットと、DAコンバータ2から動作期間中に出力されたアナログ出力信号22のオフセットとの間にオフセット差があると、オフ状態からオン状態になる時、並びに、オン状態からオフ状態になる時に段差ノイズ(ボツ音)が発生する。
In such a
そこで、通常状態に先立って、以下に示すような校正期間を設けて、校正回路4を用いてオフセット差を無くす校正を行う。
Therefore, prior to the normal state, a calibration period as shown below is provided, and calibration is performed using the
<校正期間>
次に、非動作期間(校正期間)の動作について説明する。
校正期間においては、本例では、図4および図7に示すような例えばDAコンバータ2がオフセット電圧を出力するようにし、アナログローパスフィルタ71から出力されたアナログ出力信号22のオフセットを調整し、オフセット差を無くす処理を行う。
<Calibration period>
Next, the operation during the non-operation period (calibration period) will be described.
In the calibration period, in this example, for example, the
DAコンバータ2の入力を、無信号入力を意味するミッドスケールコード入力にすると、図8に示すように、無信号状態に相当するデジタルノイズシェーパ11から出力されたデジタル信号21の出力レベルは、「コード4」であるが、シェーピングノイズを含むため、「コード3」あるいは「コード5」が混ざった状態となる。
If the input of the
このデジタル信号21をDA変換回路12およびアナログローパスフィルタ71を介してアナログ信号に変換しても、図8中の破線100に示すように局所的なピークを持ってしまう。従って、その局所的なピークの部分において校正動作が行われると、正しい校正が行われないことになる。
Even if this
そこで、本発明においては、校正期間においては、DA変換回路12へ入力される信号を、例えば、固定コードからなるコードパターン51(基準オフセット信号)とする。本例では、コードパターン発生部13から出力される基準オフセット信号として、2つのコードを交互に繰り返すパターンからなるコードパターン51とする。
Therefore, in the present invention, in the calibration period, a signal input to the
図9は、コードパターン51を発生するコードパターン発生部13の構成例を示す。
通常の8ビット入力を校正期間には、校正回路4から出力される制御信号(CAL)101が変化し、8ビット中4ビットをHレベル信号に、残りの4ニットをLレベル信号に強制的にスイッチして出力する。
FIG. 9 shows a configuration example of the code
During the calibration period of normal 8-bit input, the control signal (CAL) 101 output from the
また、前述した図5のコード名に従い、「コード4」の場合はDA変換回路12に4個の「1」信号と、4個の「0」信号が与えられる。これにより、DA変換回路12から出力されるアナログ信号22aは、シェ−ピングノイズを含まず、静止したDAコンバータ2のオフセット電圧として出力される。
Further, according to the code name of FIG. 5 described above, in the case of “
図10は、コードパターン51の1例を示す。
アナログローパスフィルタ71から出力されるアナログ出力信号22は、破線105のように、局所的なピークを持たない。
FIG. 10 shows an example of the code pattern 51.
The
次に、DAコンバータ2の出力のオフセットが無いように調整する方法について説明する。
その調整方法の1例として、図7のアナログローパスフィルタ71をコンパレータとして用いることにより調整できる。すなわち、アナログローパスフィルタ71において、DAコンバータ2から出力されたアナログ出力信号22a(コードパターン51をアナログ処理した信号)と、予め設定された電圧としてのグランド電位とを比較し、両入力信号の大小を判定する。
Next, a method for adjusting the output of the
As an example of the adjustment method, the adjustment can be performed by using the analog low-
図7に示すオペアンプ93の非反転入力端子(+)に与えられる調整電圧(動作点調整信号40)は校正回路4の調整信号発生回路31において発生され、その調整電圧を低い電圧から徐々に高い電圧に順次変化させていくことにより、そのオペアンプ93の出力の変化を校正回路4の検出回路32で検出することによりモニタする。
The adjustment voltage (operating point adjustment signal 40) applied to the non-inverting input terminal (+) of the
この検出回路32において、調整の初期に与えられる電圧(グランド電位)が低い場合は、オペアンプ93の出力はLレベルであり、オフセット差がなくなったところでHレベルとなる。
In this
校正回路4は、Hレベルとなる瞬間にオペアンプ95の非反転入力端子に与える電圧或いはその電圧を与える回路構成を、DAコンバータ2から非動作期間中に出力されるアナログ出力信号22と、DAコンバータ2から動作期間中に出力されるアナログ出力信号22とのオフセット差を解消するオフセット校正情報60として、SRAM回路やフリップフロップ等からなる記憶回路33あるいは外部の記憶デバイスに記憶する。
The
これにより、校正動作が完了し、以降の通常状態においては校正期間に記憶したオフセット校正情報60に基づく電圧をDAコンバータ2のアナログローパスフィルタ71の動作点を調整するために、オペアンプ93の非反転入力端子(+)に与える。
As a result, the calibration operation is completed, and in the subsequent normal state, the voltage based on the offset
本例では、DAコンバータ2から非動作期間中に出力されるアナログ出力信号22のオフセットと、DAコンバータ2から動作期間中に出力されるアナログ出力信号22のオフセットとのオフセット差の調整は、図7に示すアナログローパスフィルタ71のオペアンプ93の非反転入力端子(+)に与える電圧を調整し、DAコンバータ2の動作点を調整することにより行ったが、前述した第1の例と同様にDAコンバータ2の図6に示すDA変換回路12のオペアンプ90の非反転入力端子(+)に与える電圧を調整することによっても同様に校正することが可能である。
In this example, adjustment of the offset difference between the offset of the
以上説明したように、本システムの構成によれば、DAコンバータ2に加えて、前置されるデジタルインターポレーションフィルタ70および後置されるアナログローパスフィルタ71があるDAコンバータシステムの場合、局所的に大きなノイズとなるシェーピングノイズを含まないコードパターン51(基準オフセット信号)をDA変換したアナログ出力信号22によって校正動作が行われるので、正確な校正を行うことができる。
As described above, according to the configuration of the present system, in the case of a DA converter system that includes the
また、本システムは、デジタルノイズシェーパ11から出力されたデジタル信号11が、同じ重みを有する複数ビットの信号である場合、局所的に大きなノイズとなるシェーピングノイズを含まないコードパターン51をDA変換したアナログ出力信号22によって校正動作が行われるので、正確な校正を行うことができる。
In addition, in the present system, when the
また、本システムは、校正期間中にDA変換回路12に入力する予め定められたコードパターン51が、単一のコードである場合、デジタルノイズシェーパ11からの無信号出力(すなわち、動作中心を意味する信号出力)に対応したコードが一意に決まるときに特に有効であり、無信号出力に対応したコードをDA変換回路12に入力させ、無信号状態に静止したアナログ出力信号22によって校正動作を行うことができるので、正確な校正を行うことができる。
In addition, in the present system, when the predetermined code pattern 51 input to the
[第3の例]
本発明の第3の実施の形態を、図11〜図15に基づいて説明する。なお、前述した各例と同一部分については、その説明を省略し、同一符号を付す。
(構成)
図11は、DAコンバータシステム1の構成を示す。
本例のDAコンバータシステム1では、デジタルノイズシェーパ11とDA変換回路12との間に、ランダマイザ73を設ける。
[Third example]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the same part as each example mentioned above, the description is abbreviate | omitted and the same code | symbol is attached | subjected.
(Constitution)
FIG. 11 shows the configuration of the
In the
ランダマイザ73は、デジタルノイズシェーパ11から出力されるデジタル信号21が、マルチビット出力で、重み付けされていない複数のビット信号として出力される場合には、DA変換回路12の複数のDA変換素子の個体差による歪の発生を緩和するための手段として有効である。
When the
また、固定コードからなるコードパターン50,51等の基準オフセット信号の出力は、前述した図1および図4に示したように、DAコンバータ2内で作成することに限るものではない。
Further, the output of the reference offset signal such as the
(動作)
以下、通常状態の動作は前述した第1および第2の例と同じであるのでその説明は省略し、異なる部分であるランダマイザ73の動作についてのみ説明する。
(Operation)
Hereinafter, the operation in the normal state is the same as that in the first and second examples described above, and therefore the description thereof is omitted. Only the operation of the
ランダマイザ73は、デジタルノイズシェーパ11から出力される重み付けされていない等価な8ビットのデジタル信号21が入力され、やはり重み付けされていない等価な8ビットのデジタル信号21aを出力する。
The
図12は、ランダマイザ73から出力されるデジタル信号21aのタイミングチャートである。
デジタル信号21aとしては、例えば「1」信号が各サンプリング時刻(T0、T1、T2……)毎に循環してゆくようにビット位置が制御される。
FIG. 12 is a timing chart of the
As the
同じ「コード4」が続いた場合でも、デジタル信号21aは、「1」の位置が循環するので、これにより満遍なく全てのDA変換回路12内の各DA変換素子を使うことになり、各DA変換素子の固体ばらつきを平均化でき、平均的には正しいオフセットのアナログ信号22aを発生できるようになる。
Even when the same “
この動作についてさらに説明する。
「1」はビット番号の順番につながって存在し、各サンプリング周期で、その次の周期では前の周期で最後の「1」であったビットの次を基点として「1」が並ぶ。ただし、ビット8は常に「0」であるので、「1」の循環はビット1からビット7の7ビットで行われる。
This operation will be further described.
“1” exists in the order of bit numbers, and in each sampling period, “1” is arranged in the next period starting from the next bit that was the last “1” in the previous period. However, since
本例の場合、校正動作は、校正期間においてランダマイザ73から出力されるデジタル信号12aを例えば無信号状態に対応する「1」が4個と「0」が4個のパターンであるが、各ビットは「1」と「0」を交互に繰り返す処理をする。
In the case of this example, the calibration operation is a pattern in which the digital signal 12a output from the
図13は、そのような「1」、「0」のパターンを発生する発生回路74を示す。
この発生回路74は、ランダマイザ73からDA変換回路12の前段の信号経路中に挿入される。
FIG. 13 shows a
The
校正期間を意図する信号CALをHレベルにすることで、(11110000)というコードと、(00001111)というコードとを、CLKの周期で交互に繰り返して出力する。 By setting the signal CAL intended for the calibration period to the H level, a code of (11110000) and a code of (000011111) are alternately repeated at the CLK cycle.
図14は、ランダマイザ73から回路74を介して、各サンプリング時刻(T0、T1、T2・・・)毎に出力されるデジタル信号21aのタイミングチャートを示す。
FIG. 14 shows a timing chart of the
これにより、DA変換回路12から出力されるアナログ信号22aは、個体差による2つのグループ間の容量差に対応したノイズを含むが、クロック周期の2倍の周期のレートという高周波ノイズのため、アナログローパスフィルタ71において大幅に減衰される。その結果、DAコンバータ2からは、レベル変動のないほぼ静止したオフセット電圧のアナログ出力信号22が出力される。
As a result, the
図15に示すように、無信号状態に相当するデジタルノイズシェーパ11から出力されたデジタル信号21の出力レベルに対して、アナログローパスフィルタ71から出力されるアナログ出力信号22は、破線110のように局所的なピークを持たない。従って、正確な校正動作が行われる。
As shown in FIG. 15, the
また、本例でのシステムは、校正期間中にDA変換回路12に入力する予め定められたコードパターンが、2つのコードを交互に繰り返すパターンである場合、デジタルノイズシェーパ11からの無信号出力(すなわち、動作中心を意味する信号出力)に対応したコードが、2つのコードの中間にあるときに特に有効である。
In the system of this example, when a predetermined code pattern input to the
この2つのコードを交互に繰り返してDA変換回路12に入力して作られるアナログ信号22aは、高周波成分を含むが、アナログローパスフィルタ71で高周波成分は除去された無信号状態に静止したアナログ出力信号22となるので、ほぼ静止したアナログ信号によって校正動作が行われ、正確な校正を行うことができる。
The
また、デジタルノイズシェーパ11から出力されるデジタル信号21が、同じ重みを有する複数ビットの信号であり、無信号出力(すなわち動作中心を意味する信号出力)に対応したコードが一意に決まり、「1」と「0」の個数が等しい時に特にも有効である。
In addition, the
半数を「1」、半数を「0」とするあるコードと、全ての「1」と「0」を入れ替えた逆のコードの2つを交互に繰り返してDA変換回路12に入力して作られるアナログ信号22aは、DA変換回路12の各入力素子の個体差による高周波成分を含むが、アナログローパスフィルタ71において高周波成分は除去された無信号状態に静止したアナログ出力信号22となるので、正確な校正を行うことができる。
Two codes, a code with half “1” and half “0”, and a reverse code with all “1” and “0” interchanged, are alternately input to the
1 DAコンバータシステム
2 DAコンバータ
4 校正回路
11 デジタルノイズシェーパ
12 DA変換回路
13 コードパターン発生部
14 スイッチ部
20 デジタル入力信号
21,21a デジタル信号
22,22a アナログ出力信号
30 CPU
31 調整信号発生回路
32 検出回路
33 記憶回路
40 動作点調整信号
41 校正指示信号
50,51 基準オフセット信号
60 オフセット校正情報
70 デジタルインターポレーションフィルタ
71 アナログローパスフィルタ
100 システム
101 デジタル加算ブロック
102 コンバータ
103 利得制御回路
104 校正回路
105 オフセットレジスタ
110 デジタル入力信号
120 アナログ出力信号
130 デジタル信号
DESCRIPTION OF
31 adjustment
Claims (16)
前記DAコンバータが非動作期間中に出力する前記アナログ出力信号のオフセットと、前記DAコンバータが動作期間中に出力する前記アナログ出力信号のオフセットとのオフセット差を校正する校正装置であって、
前記DAコンバータが非動作期間において、
前記DAコンバータの前記DA変換回路に、前記ノイズシェーパから出力されるデジタル信号に代わって、所定のオフセット調整用の基準オフセット信号を入力する基準信号入力手段と、
前記基準オフセット信号に対するオフセット差がゼロ値となる時点を検出するためのオフセット調整用の動作点調整信号を順次作成し、該動作点調整信号を前記DA変換回路に入力する動作点調整信号発生手段と、
前記基準オフセット信号に対して前記動作点調整信号を順次比較して該信号間のオフセット差を求め、該オフセット差がゼロ値となる時点での動作点調整信号の値を検出するオフセット差検出手段と、
前記検出したオフセット差がゼロ値となる時点での動作点調整信号に対応するオフセット校正情報を記憶する記憶手段と、
前記DAコンバータの動作期間において、
前記校正期間に記憶した前記オフセット校正情報に基づいて、前記DAコンバータの動作点を調整することによって、該動作期間における前記DAコンバータから出力されるアナログ出力信号と前記非動作期間における前記DAコンバータから出力されるアナログ制御信号との間でオフセット差が生じないようにする調整手段と
を具えたことを特徴とする校正装置。 In a DA converter system that sequentially inputs a digital input signal to a DA converter noise shaper, a DA converter circuit, converts the analog input signal to an analog output signal,
A calibration device for calibrating an offset difference between an offset of the analog output signal output during a non-operation period of the DA converter and an offset of the analog output signal output during an operation period of the DA converter,
In the non-operation period of the DA converter,
Reference signal input means for inputting a reference offset signal for predetermined offset adjustment to the DA converter circuit of the DA converter instead of the digital signal output from the noise shaper ;
Operating point adjustment signal generating means for sequentially generating an operating point adjustment signal for offset adjustment for detecting a time point when the offset difference with respect to the reference offset signal becomes zero, and inputting the operating point adjustment signal to the DA converter circuit When,
An offset difference detecting means for sequentially comparing the operating point adjustment signal with respect to the reference offset signal to obtain an offset difference between the signals and detecting a value of the operating point adjustment signal when the offset difference becomes zero. When,
Storage means for storing offset calibration information corresponding to the operating point adjustment signal at the time when the detected offset difference becomes zero;
In the operation period of the DA converter,
By adjusting the operating point of the DA converter based on the offset calibration information stored in the calibration period, the analog output signal output from the DA converter in the operating period and the DA converter in the non-operating period A calibration device comprising adjustment means for preventing an offset difference from occurring with an analog control signal to be output.
2のべき乗の重み付けされたデジタル信号、又は、等価な重みをもつ重み付けされていない複数のビット数のデジタル信号であることを特徴とする請求項1記載の校正装置。 The digital input signal is:
2. The calibration apparatus according to claim 1, wherein the digital signal is a weighted digital signal of power of 2, or a plurality of unweighted digital signals having equivalent weights.
前記DAコンバータが非動作期間中に出力する前記アナログ出力信号のオフセットと、前記DAコンバータが動作期間中に出力する前記アナログ出力信号のオフセットとのオフセット差を校正する校正装置であって、
前記DAコンバータが非動作期間において、
前記DAコンバータの前記DA変換回路に、前記ノイズシェーパから出力されるデジタル信号に代わって、所定のオフセット調整用の基準オフセット信号を入力する基準信号入力手段と、
前記基準オフセット信号に対するオフセット差がゼロ値となる時点を検出するためのオフセット調整用の動作点調整信号を順次作成し、該動作点調整信号を前記DA変換回路に入力する動作点調整信号発生手段と、
前記基準オフセット信号に対して前記動作点調整信号を順次比較して該信号間のオフセット差を求め、該オフセット差がゼロ値となる時点での動作点調整信号の値を検出するオフセット差検出手段と、
前記検出したオフセット差がゼロ値となる時点での動作点調整信号に対応するオフセット校正情報を記憶する記憶手段と、
前記DAコンバータの動作期間において、
前記校正期間に記憶した前記オフセット校正情報に基づいて、前記DAコンバータの動作点を調整することによって、該動作期間における前記DAコンバータから出力されるアナログ出力信号と前記非動作期間における前記DAコンバータから出力されるアナログ制御信号との間でオフセット差が生じないようにする調整手段と
を具えたことを特徴とする校正装置。 In a DA converter system that sequentially inputs a digital input signal to a digital interpolation filter, a noise shaper, a DA converter circuit of a DA converter, converts the digital input signal into an analog output signal, and outputs the analog output signal.
A calibration device for calibrating an offset difference between an offset of the analog output signal output during a non-operation period of the DA converter and an offset of the analog output signal output during an operation period of the DA converter,
In the non-operation period of the DA converter,
Reference signal input means for inputting a reference offset signal for predetermined offset adjustment to the DA converter circuit of the DA converter instead of the digital signal output from the noise shaper ;
Operating point adjustment signal generating means for sequentially generating an operating point adjustment signal for offset adjustment for detecting a time point when the offset difference with respect to the reference offset signal becomes zero, and inputting the operating point adjustment signal to the DA converter circuit When,
An offset difference detecting means for sequentially comparing the operating point adjustment signal with respect to the reference offset signal to obtain an offset difference between the signals and detecting a value of the operating point adjustment signal when the offset difference becomes zero. When,
Storage means for storing offset calibration information corresponding to the operating point adjustment signal at the time when the detected offset difference becomes zero;
In the operation period of the DA converter,
By adjusting the operating point of the DA converter based on the offset calibration information stored in the calibration period, the analog output signal output from the DA converter in the operating period and the DA converter in the non-operating period A calibration device comprising adjustment means for preventing an offset difference from occurring with an analog control signal to be output.
該デジタル信号を前記デジタルインターポレーションフィルタにより補間し、
該補間されたデジタル信号をノイズシェイプし前記ノイズシェーパから出力されるデジタル信号は、前記デジタル入力信号のビット数よりもビット数の少ない2のべき乗の重み付けされたデジタル信号、又は、等価な重みをもつ重み付けされていない複数のビット数のデジタル信号であることを特徴とする請求項3記載の校正装置。 The digital input signal is a power-of-two weighted digital signal or an unweighted digital signal with multiple weights with an equivalent weight;
Interpolating the digital signal with the digital interpolation filter;
The interpolated digital signal is subjected to noise shaping, and the digital signal output from the noise shaper has a weighted digital signal with a power of 2 having a bit number smaller than the bit number of the digital input signal, or an equivalent weight. 4. The calibration apparatus according to claim 3, wherein the calibration signal is a digital signal having a plurality of unweighted bits.
等価な重みを有する複数のビット数のデジタル信号であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の校正装置。 The digital signal output from the noise shaper is
5. The calibration apparatus according to claim 1, wherein the calibration apparatus is a digital signal having a plurality of bits having an equivalent weight.
単一のコードからなるコードパターンであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の校正装置。 The reference offset signal input to the DA converter circuit during the calibration period is
6. The calibration apparatus according to claim 1, wherein the calibration pattern is a single code pattern.
少なくとも2つ以上のコードを予め設定されたパターンで繰り返すコードパターンであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の校正装置。 The reference offset signal input to the DA converter circuit during the calibration period is
6. The calibration apparatus according to claim 1, wherein the calibration apparatus is a code pattern in which at least two codes are repeated in a preset pattern.
前記DAコンバータが非動作期間中に出力する前記アナログ出力信号のオフセットと、前記DAコンバータが動作期間中に出力する前記アナログ出力信号のオフセットとのオフセット差を校正する校正方法であって、
前記DAコンバータが非動作期間において、
前記DAコンバータの前記DA変換回路に、前記ノイズシェーパから出力されるデジタル信号に代わって、所定のオフセット調整用の基準オフセット信号を入力する工程と、
前記基準オフセット信号に対するオフセット差がゼロ値となる時点を検出するためのオフセット調整用の動作点調整信号を順次作成し、該動作点調整信号を前記DA変換回路に入力する工程と、
前記基準オフセット信号に対して前記動作点調整信号を順次比較して該信号間のオフセット差を求め、該オフセット差がゼロ値となる時点での動作点調整信号の値を検出する工程と、
前記検出したオフセット差がゼロ値となる時点での動作点調整信号に対応するオフセット校正情報をメモリに記憶する工程と、
前記DAコンバータの動作期間において、
前記校正期間に記憶した前記オフセット校正情報に基づいて、前記DAコンバータの動作点を調整することによって、該動作期間における前記DAコンバータから出力されるアナログ出力信号と前記非動作期間における前記DAコンバータから出力されるアナログ制御信号との間でオフセット差が生じないようにする工程と
を具えたことを特徴とする校正方法。 When a digital input signal is sequentially input to a DA converter noise shaper and a DA converter circuit to be converted into an analog output signal and output,
A calibration method for calibrating an offset difference between an offset of the analog output signal output during a non-operation period of the DA converter and an offset of the analog output signal output during an operation period of the DA converter,
In the non-operation period of the DA converter,
A step of inputting a predetermined offset adjustment reference offset signal to the DA converter circuit of the DA converter instead of the digital signal output from the noise shaper ;
Sequentially creating an operating point adjustment signal for offset adjustment for detecting a time point when the offset difference with respect to the reference offset signal becomes zero, and inputting the operating point adjustment signal to the DA conversion circuit;
Sequentially comparing the operating point adjustment signal with respect to the reference offset signal to obtain an offset difference between the signals, and detecting a value of the operating point adjustment signal when the offset difference becomes zero;
Storing offset calibration information corresponding to the operating point adjustment signal at the time when the detected offset difference becomes zero value in a memory;
In the operation period of the DA converter,
By adjusting the operating point of the DA converter based on the offset calibration information stored in the calibration period, the analog output signal output from the DA converter in the operating period and the DA converter in the non-operating period And a step of preventing an offset difference from occurring with an analog control signal to be output.
2のべき乗の重み付けされたデジタル信号、又は、等価な重みをもつ重み付けされていない複数のビット数のデジタル信号であることを特徴とする請求項9記載の校正方法。 The digital input signal is:
10. The calibration method according to claim 9, wherein the digital signal is a weighted digital signal of power of 2, or an unweighted digital signal having a plurality of bits having an equivalent weight.
前記DAコンバータが非動作期間中に出力する前記アナログ出力信号のオフセットと、前記DAコンバータが動作期間中に出力する前記アナログ出力信号のオフセットとのオフセット差を校正する校正方法であって、
前記DAコンバータが非動作期間において、
前記DAコンバータの前記DA変換回路に、前記ノイズシェーパから出力されるデジタル信号に代わって、所定のオフセット調整用の基準オフセット信号を入力する工程と、
前記基準オフセット信号に対するオフセット差がゼロ値となる時点を検出するためのオフセット調整用の動作点調整信号を順次作成し、該動作点調整信号を前記DA変換回路に入力する工程と、
前記基準オフセット信号に対して前記動作点調整信号を順次比較して該信号間のオフセット差を求め、該オフセット差がゼロ値となる時点での動作点調整信号の値を検出する工程と、
前記検出したオフセット差がゼロ値となる時点での動作点調整信号に対応するオフセット校正情報をメモリに記憶する工程と、
前記DAコンバータの動作期間において、
前記校正期間に記憶した前記オフセット校正情報に基づいて、前記DAコンバータの動作点を調整することによって、該動作期間における前記DAコンバータから出力されるアナログ出力信号と前記非動作期間における前記DAコンバータから出力されるアナログ制御信号との間でオフセット差が生じないようにする工程と
を具えたことを特徴とする校正方法。 When a digital input signal is sequentially input to a digital interpolation filter, a noise shaper, and a DA converter circuit of a DA converter, converted into an analog output signal, and then output.
A calibration method for calibrating an offset difference between an offset of the analog output signal output during a non-operation period of the DA converter and an offset of the analog output signal output during an operation period of the DA converter,
In the non-operation period of the DA converter,
A step of inputting a predetermined offset adjustment reference offset signal to the DA converter circuit of the DA converter instead of the digital signal output from the noise shaper ;
Sequentially creating an operating point adjustment signal for offset adjustment for detecting a time point when the offset difference with respect to the reference offset signal becomes zero, and inputting the operating point adjustment signal to the DA conversion circuit;
Sequentially comparing the operating point adjustment signal with respect to the reference offset signal to obtain an offset difference between the signals, and detecting a value of the operating point adjustment signal when the offset difference becomes zero;
Storing offset calibration information corresponding to the operating point adjustment signal at the time when the detected offset difference becomes zero value in a memory;
In the operation period of the DA converter,
By adjusting the operating point of the DA converter based on the offset calibration information stored in the calibration period, the analog output signal output from the DA converter in the operating period and the DA converter in the non-operating period And a step of preventing an offset difference from occurring with an analog control signal to be output.
該デジタル信号を前記デジタルインターポレーションフィルタにより補間し、
該補間されたデジタル信号をノイズシェイプし前記ノイズシェーパから出力されるデジタル信号は、前記デジタル入力信号のビット数よりもビット数の少ない2のべき乗の重み付けされたデジタル信号、又は、等価な重みをもつ重み付けされていない複数のビット数のデジタル信号であることを特徴とする請求項11記載の校正方法。 The digital input signal is a power-of-two weighted digital signal or an unweighted digital signal with multiple weights with an equivalent weight;
Interpolating the digital signal with the digital interpolation filter;
The interpolated digital signal is noise-shaped and the digital signal output from the noise shaper is a weighted digital signal with a power of 2 having a bit number smaller than the bit number of the digital input signal or an equivalent weight. 12. The calibration method according to claim 11, wherein the calibration signal is a digital signal having a plurality of unweighted bits.
等価な重みを有する複数のビットのデジタル信号であることを特徴とする請求項9ないし12のいずれかに記載の校正方法。 The digital signal output from the noise shaper is
The calibration method according to claim 9, wherein the calibration method is a digital signal of a plurality of bits having an equivalent weight.
単一のコードからなるコードパターンであることを特徴とする請求項9ないし13のいずれかに記載の校正方法。 The reference offset signal input to the DA converter circuit during the calibration period is
The calibration method according to claim 9, wherein the calibration pattern is a single code.
少なくとも2つ以上のコードを予め設定されたパターンで繰り返すコードパターンであることを特徴とする請求項9ないし13のいずれかに記載の校正方法。 The reference offset signal input to the DA converter circuit during the calibration period is
The calibration method according to claim 9, wherein the calibration pattern is a code pattern in which at least two codes are repeated in a preset pattern.
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