JP5508298B2 - 変調器システム及び変調方法 - Google Patents
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Description
図2は、一実施形態のための、雑音結合ブランチにおける二次雑音結合およびゼロ点最適化を有する三次変調器のブロック図200である。入力U 205が、加算ノード210および215に与えられる。加算ノード210の出力が、積分器220の入力に与えられる。積分器220の出力が、加算ノード225に与えられる。加算ノード225の出力が、加算ノード215に与えられる。加算ノード215の出力が、出力V 235を供給する量子化器230に与えられ、また、加算ノード240にも与えられる。量子化器230の出力はまた、フィードバック経路245を介して加算ノード210にも与えられる。加算ノード240の出力が、遅延素子250および遅延素子255に与えられる。遅延素子255の出力が、加算ノード225に与えられる。遅延素子250の出力が、フィードバック段260およびフィードバック段265に与えられる。フィードバック段260およびフィードバック段265の各々の出力が、加算ノード225に与えられる。フィードバック段260およびフィードバック段265の係数(遅延係数)は、それぞれ、0.022および2である。このブロック図は、二次雑音結合を有する一次低歪み変調器の使用を描写し、ゼロ点最適化のために使用されるブランチを雑音結合に移動させる。当該変調器は、OSRが16である。加算ノード240では、量子化器230のための入力信号が、量子化器230の出力から減算される。その結果、加算ノード240の出力は、量子化雑音自体を与える。主雑音結合ブランチは、伝達関数(−2z-1+z-2)を実現し、これらは、量子化雑音をアクティブ加算器の入力に結合する。これは、二次ノイズシェーピングされた量子化雑音をもたらす。フィードバック段260は、0.022という小さい係数を有する共振器経路(resonator path リゾネータパス)として働き、伝達関数(+0.022z-1)を実現し、また量子化雑音をアクティブ加算器の入力にも結合する。雑音結合ブランチと並列に入れられるこの共振器経路は、主雑音結合ブランチの二次ノイズシェーピングされた量子化雑音におけるゼロ点最適化を実現する。ここで、図2の雑音伝達関数(NTF)は次式で表される。
(V(z)/E(z))=(1−z-1)(1−2z-1+0.022z-1+z-2)(1)
図4は、一実施形態における、分離したアナログ雑音結合ブランチ及びデジタル雑音結合ブランチを描写する変調器400のブロック図である。入力U 405が、加算ノード410および415に与えられる。加算ノード410の出力が、積分器420の入力に与えられる。積分器420の出力が、加算ノード415に与えられる。加算ノード415の出力が、加算ノード425に与えられる。加算ノード425の出力が、量子化器430ならびに遅延素子435、440、および445に与えられる。加算ノード425から遅延素子435を通って、加算ノード425へ戻る経路が、ループ450を形成する。遅延素子445の出力が、加算ノード425に与えられる。遅延素子440の出力が、フィードバック段455に与えられる。フィードバック段455からの出力もまた、加算ノード425に与えられる。量子化器430は、出力V 460を供給し、また遅延素子465および470にも与えられる。遅延素子470の出力が、加算ノード415に与えられる。遅延素子465の出力が、フィードバック段475に与えられる。フィードバック段475からの出力もまた、加算ノード415に与えられる。アナログ区域480は、構成要素425、435、440、445、および455を備える。デジタル区域485は、構成要素465、470、および475を備える。図3の雑音結合ブランチを改良することによって、アクティブ加算器425のフィードバック係数が増加される。これにより、電力消費が低減される。図4は、加算器での雑音結合ブランチのアナログ経路480およびデジタル経路485の分離を示す。この分離は、遅延量子化雑音を供給するためのアナログ経路およびデジタル経路に対して異なる符号をもたらす。アナログ経路のz-1ブランチの1つは、積分器を形成するために使用できる。しかしながら、おのとき、ブランチの係数はアナログ経路とデジタル経路の間で整合しない。ブランチの数を整合させるために、デジタル減算が、アクティブ加算器入力より前の遅延ブロックの入力において行われる。
Claims (20)
- 第1のフィードバック信号と加算された入力信号を受け取る積分器と、
前記積分器からの積分器出力信号と加算された前記入力信号を受け取る量子化器であって、前記積分器の入力に、前記第1のフィードバック信号を出力する量子化器と、
前記量子化器の入力と前記量子化器の出力との間の量子化雑音をフィードバックする雑音結合ブランチであって、前記雑音結合ブランチは特定の遅延を含み、前記雑音結合ブランチのフィードバックは、前記量子化器の入力に与えられるものである雑音結合ブランチと、
前記量子化器に共振器経路量子化雑音をフィードバックする共振器経路と
を備えることを特徴とする変調器システム。 - 前記特定の遅延は、一次遅延および二次遅延を含み、
前記雑音結合ブランチは、遅延された量子化雑音を増加させ、前記一次遅延は、一次雑音結合ブランチ遅延係数を含み、前記二次遅延は、二次雑音結合ブランチ遅延係数を含み、
前記共振器経路は、遅延された共振器経路量子化雑音を増加させ、前記共振器経路は、一次共振器経路遅延を含み、前記一次共振器経路遅延は、一次共振器経路遅延係数を含むことを特徴とする請求項1に記載の変調器システム。 - 前記一次雑音結合ブランチ遅延係数は−2であり、前記二次雑音結合ブランチ遅延係数は+1であることを特徴とする請求項2に記載の変調器システム。
- 前記共振器経路は、前記一次雑音結合ブランチ遅延係数に前記一次共振器経路遅延係数を加算することにより、前記雑音結合ブランチと合成されていることを特徴とする請求項2に記載の変調器システム。
- 量子化雑音信号を生成する加算素子をさらに備え、前記加算素子は、前記量子化器への入力信号と、前記量子化器からの出力信号を組み合わせることを特徴とする請求項1に記載の変調器システム。
- 一次遅延を前記量子化雑音信号に加える一次遅延素子と、
二次遅延を前記量子化雑音信号に加える二次遅延素子と、
前記一次遅延素子からの一次遅延素子出力信号を前記量子化器の入力にフィードバックする第1のフィードバック段であって、前記一次遅延素子出力信号は一次遅延素子係数を乗じることで増加されるものである第1のフィードバック段と、
前記二次遅延素子からの二次遅延素子出力信号を前記量子化器の入力にフィードバックする第2のフィードバック段と、
前記一次遅延素子からの出力信号を前記量子化器の入力にフィードバックする第3のフィードバック段であって、前記出力信号は第3のフィードバック段係数を乗じることで増加されるものである第3のフィードバック段と
をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の変調器システム。 - 前記量子化器への入力信号を処理するためのアナログ回路と
前記量子化器からの出力信号を処理するためのデジタル回路と
備えることを特徴とする請求項1に記載の変調器システム。 - 分離されたアナログ雑音結合ブランチ及びデジタル雑音結合ブランチを備えることを特徴とする請求項7に記載の変調器システム。
- アクティブ加算器入力より前のデジタル減算によるブランチ整合を備えることを特徴とする請求項7に記載の変調器システム。
- 前記アナログ回路は、
前記量子化器への前記入力信号に、アナログ一次遅延を加える第1の一次遅延素子および第2の一次遅延素子と、
前記量子化器への前記入力信号に、アナログ二次遅延を加える第1の二次遅延素子と、
前記第1の一次遅延素子、前記第2の一次遅延素子、及び前記第1の二次遅延素子からの出力信号を、それぞれ前記量子化器の前記入力にフィードバックするための第1のフィードバック段、第2のフィードバック段、及び第3のフィードバック段であって、各出力信号は、特定の係数を乗じることで増加されており、
前記デジタル回路は、
前記量子化器からの前記出力信号にデジタル一次遅延を加える第3の一次遅延素子と、
前記量子化器からの前記出力信号にデジタル二次遅延を加える第2の二次遅延素子と、
前記第3の一次遅延素子および前記第2の二次遅延素子からの出力信号をそれぞれフィードバックするための第4のフィードバック段および第5のフィードバック段であって、
各出力信号は、特定の係数を乗じることで増加されていることを特徴とする請求項7に記載の変調器システム。 - 前記アナログ回路は、
前記量子化器への前記入力信号より前の段に位置する一次積分器と、
前記量子化器への前記入力信号に一次遅延を加える第1の一次遅延素子と、
前記量子化器への前記入力信号に二次遅延を加える第1の二次遅延素子と、
前記第1の一次遅延素子および前記第1の二次遅延素子からの出力信号を、それぞれ前記一次積分器の前記入力にフィードバックする第1のフィードバック段および第2のフィードバック段であって、各出力信号は、それぞれ第1の一次遅延素子係数および第1の二次遅延素子係数を乗じることで増加されており、
前記デジタル回路は、
前記量子化器からの前記出力信号にデジタル一次遅延を加える第2の一次遅延素子と、
第2の一次遅延素子係数を乗じることで増加された、前記第2の一次遅延素子からの出力信号を、前記一次積分器の前記入力にフィードバックする第3のフィードバック段と、
前記量子化器からの前記出力信号にデジタル第3一次遅延を加える第3の一次遅延素子と、
前記第3の一次遅延素子からの出力信号が加算された前記量子化器からの前記出力信号にデジタル第4一次遅延を加える第4の一次遅延素子と、
第4の一次遅延素子係数を乗じることで増加された、前記第4の一次遅延素子からの出力信号を、前記一次積分器にフィードバックする第4のフィードバック段と
を備えることを特徴とする請求項7に記載の変調器システム。 - 前記第1の一次遅延素子係数は、前記第2の一次遅延素子係数と等しいことを特徴とする請求項11に記載の変調器システム。
- 前記第1の一次遅延素子係数および前記第2の一次遅延素子係数は、同一の静電容量により形成されていることを特徴とする請求項12に記載の変調器システム。
- 請求項1記載の変調器システムを備えるアナログデジタル変換器。
- 請求項1記載の変調器システムを備えるデジタルアナログ変換器。
- 入力信号および第1のフィードバック信号を受け取るステップと、
前記入力信号および前記第1のフィードバック信号を積分器において積分するステップと、
少なくとも前記積分された信号と前記入力信号を加算して加算された信号を生成するステップと、
前記加算された信号を量子化器において量子化して、量子化信号を生成するステップと、
前記量子化信号を前記第1のフィードバック信号としてフィードバックするステップと、
前記量子化器の入力と前記量子化器の出力との間の量子化雑音を、特定の遅延を含む雑音結合ブランチを通してフィードバックするステップと、
前記量子化雑音を共振器経路を通してフィードバックするステップと
を含むことを特徴とする変調方法。 - 前記特定の遅延は、一次遅延および二次遅延を含み、前記変調方法は、
前記雑音結合ブランチにおいて、遅延された量子化雑音を増加させるステップであって、前記一次遅延は一次雑音結合ブランチ遅延係数を含み、前記二次遅延は二次雑音結合ブランチ遅延係数を含むものであるステップと、
前記共振器経路において、遅延された共振器経路量子化雑音を増加させるステップであって、前記共振器経路は一次共振器経路遅延を含み、前記一次共振器経路遅延は一次共振器経路遅延係数を含むものであるステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項16に記載の変調方法。 - 前記共振器経路は、前記一次雑音結合ブランチ遅延係数に前記一次共振器経路遅延係数を加算することにより、前記雑音結合ブランチと合成されていることを特徴とする請求項17に記載の変調方法。
- 前記量子化器への入力信号を処理するためのアナログ回路を設けるステップと、
前記量子化器からの出力信号を処理するためのデジタル回路を設けるステップと、
第1の一次遅延素子および第2の一次遅延素子において、前記量子化器への前記入力信号に、アナログ一次遅延を加えるステップと、
第1の二次遅延素子において、前記量子化器への前記入力信号に、アナログ二次遅延を加えるステップと、
アナログ第1フィードバック段、アナログ第2フィードバック段、及びアナログ第3フィードバック段を通して、前記第1の一次遅延素子、前記第2の一次遅延素子、及び前記第1の二次遅延素子からの出力信号を、それぞれ前記量子化器の前記入力にフィードバックするステップであって、各出力信号は、各特定の係数を乗じることで増加されるステップと、
第3の一次遅延素子において、前記量子化器からの前記出力信号にデジタル一次遅延を加えるステップと、
第2の二次遅延素子において、前記量子化器からの前記出力信号にデジタル二次遅延を加えるステップと、
デジタル第4フィードバック段およびデジタル第5フィードバック段において、前記第3の一次遅延素子および前記第2の二次遅延素子からの出力信号をそれぞれフィードバックするステップであって、各出力信号は、各特定の係数を乗じることで増加されるステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項16に記載の変調方法。 - 入力信号および量子化器出力第1フィードバック信号を受け取るステップと、
前記入力信号および前記量子化器出力第1フィードバック信号を積分器において積分して積分された信号を生成するステップと、
前記量子化器への量子化器入力信号を処理するためのアナログ回路を設けるステップと、
前記量子化器からの出力信号を処理するためのデジタル回路を設けるステップと、
前記量子化器への前記量子化器入力信号より前の段に位置する一次積分器を設けるステップと、
第1の一次遅延素子において、前記量子化器への前記量子化器入力信号に、アナログ一次遅延を加えるステップと、
第1の二次遅延素子において、前記量子化器への前記量子化器入力信号に、アナログ二次遅延を加えるステップと、
アナログ第1フィードバック段およびアナログ第2フィードバック段を通して、前記第1の一次遅延素子および前記第1の二次遅延素子からの出力信号を、それぞれ前記一次積分器の前記入力にフィードバックするステップであって、各出力信号は、それぞれ第1の一次遅延素子係数および第1の二次遅延素子係数を乗じることで増加されるステップと、
第2の一次遅延素子において、前記量子化器からの前記出力信号に、デジタル一次遅延を加えるステップと、
デジタル第3フィードバック段を通して、第2の一次遅延素子係数を乗じることにより増加された、前記第2の一次遅延素子からの出力信号を、前記一次積分器の前記入力にフィードバックするステップと、
第3の一次遅延素子において、前記量子化器からの前記出力信号に、デジタル第3一次遅延を加えるステップと、
第4の一次遅延素子において、前記第3の一次遅延素子からの出力信号と加算された前記量子化器からの前記出力信号に、デジタル第4一次遅延を加えるステップと、
デジタル第4フィードバック段を通して、第4の一次遅延素子係数を乗じることにより増加された、前記第4の一次遅延素子からの出力信号を、前記一次積分器にフィードバックするステップと
を含むことを特徴とする変調方法。
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