JP6451859B2 - Δς変調器、送信機及び積分器 - Google Patents

Δς変調器、送信機及び積分器 Download PDF

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Description

本発明は、ΔΣ変調器、送信機及び積分器に関する。
無線通信において、様々な周波数帯を有効に利用することが求められており、それに伴い、様々な周波数に対応する無線装置が求められている。送信機においては、固定周波数のみに対応可能なアナログ回路を、周波数に依存しないデジタル回路に置き換えた1ビットデジタル送信機が研究されている。
特許文献1には、関連する技術として、無線通信を行う際に使用されるΔΣDAC(Digital−to−Analog Converter)に関する技術が記載されている。
Ameya Bhide, Omid Esmailzadeh Najari, Behzad Mesgarzadeh , and Atila Alvandpour, "An 8-GS/s 200-MHz Bandwidth 68-mW ΔΣ DAC in 65-nm CMOS," IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS-II: EXPRESS BRIEFS, vol. 60, no. 7, pp. 387-391, JULY 2013.
ところで、近年、無線通信において、キャリア周波数は高周波数帯に移行しており、ΔΣ変調の高速動作(高速ビットレート)の需要が高まっている。
しかしながら、ΔΣ変調器の動作周波数は、例えば、ローパスΔΣ変調の場合には最大でキャリア周波数の2倍、エンベロープΔΣ変調の場合にはキャリア周波数と同一であり、一般的にはΔΣ変調の方式によらずキャリア周波数に比例する。
そこで、図16に示す積分器(図16では、TI(Time Interleave)アキュムレータと記載)を用いたΔΣ変調器2が考案されている。
ΔΣ変調器2は、入力信号のビット精度に応じた数のTIアキュムレータ100(100a1、100a2、100a3、・・・)を備える。例えば、16ビット精度の入力信号である場合、TIアキュムレータを用いたΔΣ変調器2は、入力信号のビット精度と同一数の16個のTIアキュムレータ100a1〜100a16を備える。ΔΣ変調器2において、TIアキュムレータ100a16は、入力信号の最上位ビットの処理を行う。TIアキュムレータ100a15は、TIアキュムレータ100a16よりも入力信号の1つ下位のビットの処理を行う。TIアキュムレータは、符号において100aの後に続く数が1つ小さくなる毎に、入力信号の1つ下位のビットの処理を行う。そして、TIアキュムレータ100a1は、入力信号の最下位ビットの処理を行う。TIアキュムレータ100a1〜100a16のそれぞれは、動作周波数Mで動作し、桁分割入力信号のうちのNビット(詳細は後述)と、自TIアキュムレータの下位のTIアキュムレータの処理結果であるNビットとを入力し、N並列の処理を行う。このように、TIアキュムレータ100を用いたΔΣ変調器2は、動作周波数がMでありながら並列処理数をNにする。
TIアキュムレータ100を用いたΔΣ変調器2では、シリアライザが、動作周波数Mの最上位ビット100a16のNビット出力をパラレルシリアル変換し、ビットレートM×Nの1ビット列に束ねて出力する。ΔΣ変調器2は、最終的に、動作周波数がM×NのΔΣ変調器と同等のM×Nのビットレートを実現する。
ΔΣ変調器2が備えるTIアキュムレータ100は、図17に示すように、並列処理数Nに等しい数の直列に接続された全加算器(以下、「FA」と記載)300(300a1、300a2、・・・、300aN)を備える。1つのFAが行う演算の演算時間は、FAを構成するデバイスのデバイス特性(主に周波数特性)に依存する。そのため、TIアキュムレータ100において、FAを構成するデバイスが決定されると、その時点でデバイス特性に応じた最大動作周波数Mが決まる。また、TIアキュムレータ100において、N並列の処理は最大動作周波数Mの逆数により示される時間内に完了しなければ正しく行われないため、最大動作周波数Mが決まると、並列処理数N及びFAの数Nが決まる。この場合、最大動作周波数Mの逆数により示される時間は、最大動作周波数Mが高くなると短くなるため、最大動作周波数Mと並列処理数Nはトレードオフの関係にある。このトレードオフの関係により、TIアキュムレータ100において、高速動作可能なデバイスを用いてFAを構成し、最大動作周波数Mを高くしても、その分並列処理数Nが減少し、最大ビットレートは制限される。
したがって、ΔΣ変調器2の動作の高速化は、TIアキュムレータ100を用いた場合であっても、最大動作周波数Mと並列処理数Nとの間のトレードオフの関係により制限される。そのため、ΔΣ変調器2の動作の高速化は、一般的に、困難である。
本発明は、送信機において、高速にΔΣ変調を行うことができるΔΣ変調器を提供する。
本発明の第1の態様によれば、ΔΣ変調器は、並列に接続された複数の積分器を備え、複数の前記積分器のそれぞれは、それぞれ直列に接続された複数のアダーからなる複数段のアダー列、を備え、複数の前記アダーのそれぞれは、入力信号を受け、受けた入力信号についての演算結果を出力し、複数段の前記アダー列は、複数段の初段である第一のアダー列と複数段の最終段である第二のアダー列を備え、前記第一のアダー列は、前記入力信号についての演算結果を前記第二のアダー列に供給し、前記第二のアダー列は、前記第一のアダー列から供給された演算結果についての演算結果を前記第一のアダー列へフィードバックし、複数の前記積分器のうち最下位の積分器は、入力信号生成回路が生成した入力信号を入力し、複数の前記積分器のうち最下位以外の積分器のそれぞれは、1つ下位の積分器の演算結果を入力信号として入力し、複数の前記積分器のうち最上位は、演算結果を最終出力として外部に出力する
本発明の第2の態様によれば、送信機は、上述のΔΣ変調器を備える。
本発明の第3の態様によれば、積分器は、それぞれ直列に接続された複数のアダーからなる複数段のアダー列、を備え、複数の前記アダーのそれぞれは、入力信号を受け、受けた入力信号についての演算結果を出力し、複数段の前記アダー列は、複数段の初段である第一のアダー列と複数段の最終段である第二のアダー列を備え、前記第一のアダー列は、前記入力信号についての演算結果を前記第二のアダー列に供給し、前記第二のアダー列は、前記第一のアダー列から供給された演算結果についての演算結果を前記第一のアダー列へフィードバックする


上述のΔΣ変調器によれば、送信機において、高速にΔΣ変調を行うことができる。
本発明の第一の実施形態によるデジタル送信機の構成を示す図。 本実施形態によるΔΣ変調器の構成を示す図。 本実施形態による桁分割入力信号を説明するための第一の図。 本実施形態による桁分割入力信号を説明するための第二の図。 本実施形態による桁分割入力信号を生成する回路を示す図。 本実施形態によるTIアキュムレータの構成を示す図。 本実施形態による入力演算部を説明するための図。 本実施形態によるTIアキュムレータにおける前半入力及び後半入力を説明するための図。 本発明の第二の実施形態によるTIアキュムレータの構成を示す図。 本発明の第三の実施形態によるTIアキュムレータの構成を示す第一の図。 本実施形態によるTIアキュムレータのタイムチャートを示す第一の図。 本実施形態による入力演算部を説明するための図。 本実施形態によるTIアキュムレータの構成を示す第二の図。 本実施形態によるTIアキュムレータのタイムチャートを示す第二の図。 本発明の最小構成のΔΣ変調器の構成を示す図。 関連するΔΣ変調器の構成を示す図。 関連するTIアキュムレータの構成を示す図。
以下、実施形態について図面を参照して説明する。
<第一の実施形態>
本発明の第一の実施形態によるΔΣ変調器を含む送信機について説明する。
本実施形態による送信機1は、図1に示すように、ベースバンド信号生成器10と、ΔΣ変調器20と、D級パワーアンプ30と、バンドパスフィルタ40と、アンテナ50と、を備える。
ベースバンド信号生成器10の出力は、ΔΣ変調器20の入力に接続されている。ΔΣ変調器20の出力は、D級パワーアンプ30の入力に接続されている。D級パワーアンプ30の出力は、バンドパスフィルタ40の入力に接続されている。バンドパスフィルタ40の出力は、アンテナ50に接続されている。
ベースバンド信号生成器10は、ベースバンドのI信号と、I信号と位相が90度異なるQ信号を生成する。ベースバンド信号生成部10は、生成したI信号とQ信号をΔΣ変調器20に送信する。
ΔΣ変調器20は、ベースバンド信号生成器10からI信号とQ信号を受信する。ΔΣ変調器20は、受信したI信号とQ信号をΔΣ変調し、2値のパルス列に変換する。ΔΣ変調器20は、変換後の2値のパルス列をD級パワーアンプ30に送信する。
D級パワーアンプ30は、ΔΣ変調器20から2値のパルス列を受信する。D級パワーアンプ30は、受信した2値のパルス列をパルス列のパターンを保ったまま増幅する。D級パワーアンプ30は、増幅した2値のパルス列をバンドパスフィルタ40に送信する。
バンドパスフィルタ40は、D級パワーアンプ30から送信された2値のパルス列を通過させる。バンドパスフィルタ40は、2値のパルス列に含まれる所望帯域(キャリア周波数fc近傍)以外の低周波成分と高周波成分を除去し、増幅されたキャリア周波数fcのRF信号を生成する。バンドパスフィルタ40が生成したキャリア周波数fcのRF信号は、バンドパスフィルタ40からアンテナ50に伝送される。
アンテナ50は、バンドパスフィルタ40から伝送されたキャリア周波数fcのRF信号を送信機1の外部に送信する。
本実施形態によるΔΣ変調器20について説明する。
本実施形態によるΔΣ変調器20は、図2に示すように、入力信号のビット精度と同一の数のTIアキュムレータ(積分器)200(200a1、200a2、200a3、・・・)を備える。図2に示すΔΣ変調器20は、入力信号のビット精度が16ビットである場合の例を示している。図2に示すΔΣ変調器20は、図16で示したΔΣ変調器2におけるTIアキュムレータ100a1〜100a16のそれぞれをTIアキュムレータ200a1〜200a16のそれぞれに置き換えたΔΣ変調器である。
ΔΣ変調器20が生成するTIアキュムレータ200a1〜200a16に入力される桁分割入力信号について説明する。
本実施形態による桁分割入力信号は、符号なし信号であるオフセットバイナリである。最上位ビットが一番大きな値に対応する信号である。桁分割入力信号のビットレートは、ΔΣ変調器20の動作周波数であるM×Nに合わせる必要がある。
ΔΣ変調器20への入力信号のビットレートがMである場合、例えば、以下に示す2つの方法で桁分割入力信号を生成する。
なお、説明を簡単にするために、図3および図4を参照し、ΔΣ変調器20への入力信号のビット精度が4ビット(図2では16ビット)、ΔΣ変調器20への入力信号のビットレートがM(本発明の実施形態によるΔΣ変調器20の効果により、最終的には図2に示すようにY倍の動作周波数YMにすることができる)、並列処理数Nが3であるものとして桁分割入力信号を説明する。
桁分割入力信号を生成する1つ目の方法は、ビットレートMのΔΣ変調器20への入力信号をN倍0次ホールドを行うことで、M×Nにオーバーサンプリングする方法である。具体的には、1つ目の方法は、N倍0次ホールド回路がビットレートMの逆数で示される時間内にΔΣ変調器20へ入力された信号の値を保持し、サンプリング回路がビットレートMの逆数で示される時間内に保持された信号の値をN回サンプリングして、桁分割入力信号を生成する方法である。例えば、並列処理数Nが3であり、ΔΣ変調器20へ入力された信号の値が0.625である場合、図3に示すように、N倍0次ホールド回路がビットレートMの逆数で示される時間内0.625の信号値を保持し、サンプリング回路がビットレートMの逆数で示される時間内に3回サンプリングして、3回の何れも“1010”の桁分割入力信号を生成する。
桁分割入力信号を生成する2つ目の方法は、FIR(Finite Impulse Response)フィルタによってアップサンプルし、オーバーサンプリング回路によってM×Nにオーバーサンプルする桁分割入力信号を生成する方法である。具体的には、2つ目の方法は、FIRフィルタがビットレートMのΔΣ変調器20への入力信号をビットレートMの逆数で示される時間内にN倍アップサンプルすることで、桁分割入力信号を生成する方法である。例えば、並列処理数Nが3である場合、図4に示すように、FIRフィルタがビットレートMの逆数で示される時間内に3倍アップサンプルして0.625、0.6875、0.625の値の信号から“1010”、“1011”、“1010”の桁分割入力信号を生成する。
なお、FIRフィルタを用いて桁分割入力信号を生成する回路は、図5に示すような回路である。
図5における信号補間部は、図4で示したFIRフィルタとオーバーサンプリング回路と同等の処理を行う機能部を備え、当該機能部を用いて、信号生成部で生成したオフセットバイナリ(符号なし)でサンプルレートMの信号をN倍アップサンプルして、サンプルレートM×Nに変換する。信号結合・桁分割部は、変換後の信号を連続するNサンプルごとに結合した後、1ブロックとした上で桁ごとに分割して、最下位ビットLSB0から最上位ビットLSB15まで、動作周波数MのNビット信号として出力する。
信号結合・桁分割部から出力された信号LSB1、LSB2、・・・、LSB15は、桁ごとにTIアキュムレータで生じるレイテンシに相当する遅延を、Dラッチなどの遅延回路D、3D、・・・、29Dにより入力に積算して加える。ある桁のLSBの遅延量は、1つ下位の桁に相当するLSBの遅延に加えて、1つ下位のTIアキュムレータで生じるレイテンシ分を加算して遅延させる。(図5で示されている例は、TIアキュムレータ0のレイテンシが動作周波数Mの1クロック分、それ以外のTIアキュムレータのレイテンシが動作周波数Mの2クロック分の場合の例である。)
これにより、各TIアキュムレータは、各桁において同期の取れた演算を実現し、最終的に最上位ビットの出力において、ΔΣ変調の出力ビット列が得られる。
本実施形態によるTIアキュムレータ200について説明する。
TIアキュムレータ200は、図6(a)に示すように、第一のアダー列400aと、第二のアダー列400bと、入力演算部500と、複数のDラッチ600(600a1〜600aN、600b、600c1〜600cN)と、を備える。
第一のアダー列400aは、K個のFA300a1〜300aKを備える。
FA300a1は、前半入力のうちFA300a1に対応する2ビットの信号I1’がDラッチ600c1により遅延した信号I1を入力する。また、FA300a1は、FA300aNの出力した和ビットDNがDラッチ600bにより遅延した信号F1を入力する。
FA300a1は、入力した信号I1と信号F1とを加算し、和ビットD1と繰り上げビットC1とを演算する。FA300a1は、演算した和ビットD1をFA300a2に出力する。また、FA300a1は、演算した繰り上がりビットC1をDラッチ600a1を介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。例えば、TIアキュムレータ200a1のFA300a1は、演算した繰り上がりビットC1をDラッチ600a1を介して遅延させて、TIアキュムレータ200a2に出力する。
FA300a2は、前半入力のうちFA300a2に対応する2ビットの信号I2’がDラッチ600c2により遅延した信号I2を入力する。また、FA300a2は、FA300a1の出力した和ビットD1を入力する。
FA300a2は、入力した信号I2と和ビットD1とを加算し、和ビットD2と繰り上げビットC2とを演算する。FA300a2は、演算した和ビットD2をFA300a3に出力する。また、FA300a2は、演算した繰り上がりビットC2をDラッチ600a2を介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。
同様に、FA300a(K−1)は、前半入力のうちFA300a(K−1)に対応する2ビットの信号I(K−1)’がDラッチ600c(K−1)により遅延した信号I(K−1)を入力する。また、FA300a(K−1)は、FA300a(K−2)の出力した和ビットD(K−2)を入力する。
FA300a(K−1)は、入力した信号I(K−1)と和ビットD(K−2)とを加算し、和ビットD(K−1)と繰り上げビットC(K−1)とを演算する。FA300a(K−1)は、演算した和ビットD(K−1)をFA300aKに出力する。また、FA300a(K−1)は、演算した繰り上がりビットC(K−1)をDラッチ600a(K−1)を介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。
FA300aKは、前半入力のうちFA300aKに対応する2ビットの信号IK’がDラッチ600cKにより遅延した信号IKを入力する。また、FA300aKは、FA300a(K−1)の出力した和ビットD(K−1)を入力する。
FA300aKは、入力した信号IKと和ビットD(K−1)とを加算し、繰り上げビットCKを演算する。FA300aKは、演算した繰り上がりビットCKをDラッチ600aKを介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。
入力演算部500は、複数XOR(パリティ演算部)501と、XOR502と、Dラッチ503と、を備える。
複数XOR501は、Dラッチ600c1〜600cKのそれぞれに入力される前半入力I1’〜IK’と同一の入力信号を同時に入力する。複数XOR501は、入力した前半入力I1’〜IK’に対して排他的論理和E1’を演算する。複数XOR501は、演算結果E1’をDラッチ503に出力する。
Dラッチ503は、複数XOR501から演算結果E1’を入力する。Dラッチ503は、入力した演算結果E1’を遅延させた信号E1をXOR502に出力する。
XOR502は、Dラッチ503から信号E1を入力する。また、XOR502は、Dラッチ600bが出力する信号F1を入力する。
XOR502は、入力した信号E1と信号F1とに対して排他的論理和DKを演算する。XOR502は、演算結果DKをFA300a(K+1)に出力する。
第二のアダー列400bは、(N−K)個のFA300a(K+1)〜300aNを備える。
FA300a(K+1)は、後半入力のうちFA300a(K+1)に対応する2ビットの信号I(K+1)’がDラッチ600c(K+1)により遅延した信号I(K+1)を入力する。また、FA300a(K+1)は、XOR502から信号DKを入力する。
FA300a(K+1)は、入力した信号I(K+1)と信号DKとを加算し、和ビットD(K+1)と繰り上げビットC(K+1)とを演算する。FA300a(K+1)は、演算した和ビットD(K+1)をFA300a(K+2)に出力する。また、FA300a(K+1)は、演算した繰り上がりビットC(K+1)をDラッチ600a(K+1)を介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。
FA300a(K+2)は、後半入力のうちFA300a(K+2)に対応する2ビットの信号I(K+2)’がDラッチ600c(K+2)により遅延した信号I(K+2)を入力する。また、FA300a(K+2)は、FA300a(K+1)の出力した和ビットD(K+1)を入力する。
FA300a(K+2)は、入力した信号I(K+2)と和ビットD(K+1)とを加算し、和ビットD(K+2)と繰り上げビットC(K+2)とを演算する。FA300a(K+2)は、演算した和ビットD(K+2)をFA300a(K+3)に出力する。また、FA300a(K+2)は、演算した繰り上がりビットC(K+2)をDラッチ600a(K+2)を介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。
同様に、FA300aNは、後半入力のうちFA300aNに対応する2ビットの信号IN’がDラッチ600cNにより遅延した信号INを入力する。また、FA300aNは、FA300a(N−1)の出力した和ビットD(N−1)を入力する。
FA300aNは、入力した信号INと和ビットD(N−1)とを加算し、和ビットDNと繰り上げビットCNとを演算する。FA300aNは、演算した和ビットDNをDラッチ600bを介して遅延させて、FA300a1とXOR502に出力する。また、FA300aNは、演算した繰り上がりビットCNをDラッチ600aNを介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。
入力演算部500は、第一のアダー列400aが前半入力に対して行う演算と同等の演算を行う。
TIアキュムレータ200は、図6(b)に示すように、入力演算部500で第二のアダー列400bよりも1クロック早いタイミングで前半入力I1’〜IK’についての演算を完了させる。そして、TIアキュムレータ200は、次回以降のクロック入力のタイミングで、入力演算部500による前半入力I1〜IKについての演算と、第二のアダー列400bによる後半入力I(K+1)〜INについての演算とを並行して行う。
TIアキュムレータ200において、第一のアダー列400aが備えるFAの数Kと第二のアダー列400bが備えるFAの数(N−K)とが等しい、すなわち、K=N÷2である場合、第一のアダー列400aの演算時間と第二のアダー列400bの演算時間とがほぼ同一となる。また、第一のアダー列400aと第二のアダー列400bのそれぞれにおける並列処理数はN÷2であるため、TIアキュムレータ200における最大動作周波数をTIアキュムレータ100における最大周波数の約2倍、すなわち、2Mにすることができる。その一方で、第一のアダー列400aと第二のアダー列400bは、並列処理を行っているため、最大動作周波数2Mの逆数により示される時間内にN並列の処理を終えることができる。
なお、入力演算部500は、以下で図7について説明するように構成されている。
前半のFA300a1〜300aKが行う処理は、図7に示すように、図17で示したTIアキュムレータ100が備えるN個のFA300a1〜300aNを前半のFA300a1〜300aKと後半のFA300a(K+1)〜300aNに分割した場合、フィードバック信号F1についての演算を先に行っても後に行っても結果が変わらないというFAの演算の特徴を用いて、前半入力の排他的論理和を演算し、その演算結果とフィードバック信号との排他的論理和を演算する処理に置き換えることができる。
ただし、入力演算部500では、Dラッチ503やDラッチ600を用いて、演算タイミングや演算結果の出力タイミングを正しくしている。
なお、TIアキュムレータ200における前半入力及び後半入力は、桁分割入力信号から入力されるN個の1ビット信号と、自TIアキュムレータ200よりもΔΣ変調器20の入力信号の1つ下位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200が出力するN個の1ビット信号とを2個ずつNセットにし、セット毎に予め順序が決められた信号である。図8に示すように、アダー列の分割に合わせて、1〜K番目の順番の信号を前半入力、K+1〜N番目の順番の信号を後半入力として、FA300のそれぞれに2ビットの信号として入力される入力信号である。例えば、図2で示したTIアキュムレータ200a16におけるFA300a1に入力される信号は、最上位ビットの1番目の1ビットの信号(図3における1/2についての1番目の信号“1”)と、TIアキュムレータ200a15におけるFA300a1が演算した繰り上がりビットC1をDラッチ600a1で遅延させた1ビットの信号とを組み合わせた2ビットの信号である。
以上、本発明の第一の実施形態による送信機1が備えるΔΣ変調器20におけるTIアキュムレータ200について説明した。上述のTIアキュムレータ200は、それぞれ直列に接続された複数のアダーを有する第一のアダー列400a及び第二のアダー列400bから構成され、第二のアダー列400bの結果を第一のアダー列400aの入力としてフィードバックするアダー列を有し、第一のアダー列400aの複数のアダーへ並列に供給される入力を処理して第二のアダー列400bに供給する。ΔΣ変調器20におけるシリアライザは、動作周波数2Mの最上位ビット200a16のNビット出力をパラレルシリアル変換し、ビットレート2M×Nの1ビット列に束ねて出力する。
このようにすれば、送信機1が備えるΔΣ変調器20は、動作周波数が2M×NのΔΣ変調器と同等の2M×Nのビットレートを実現し、高速にΔΣ変調を行うことができる。
<第二の実施形態>
本発明の第二の実施形態によるΔΣ変調器を含む送信機について説明する。
本実施形態による送信機1は、図1で示した本発明の第一の実施形態による送信機1と同様に、ベースバンド信号生成器10と、ΔΣ変調器20と、D級パワーアンプ30と、バンドパスフィルタ40と、アンテナ50と、を備える。
本実施形態によるΔΣ変調器20は、第一の実施形態によるΔΣ変調器20と同様に、入力信号のビット精度と同一の数のTIアキュムレータ200(200a1、200a2、200a3、・・・)を備える。
ただし、本実施形態によるTIアキュムレータ200は、第一の実施形態によるTIアキュムレータ200とDラッチ503、600bの接続が異なる。
本実施形態によるTIアキュムレータ200は、図9に示すように、第一のアダー列400aと、第二のアダー列400bと、入力演算部500と、複数のDラッチ600(600a1〜600aN、600b、600c1〜600cN)と、を備える。
入力演算部500は、複数XOR501と、XOR502と、Dラッチ503と、を備える。
複数XOR501は、Dラッチ600c1〜600cKのそれぞれに入力される前半入力I1’〜IK’と同一の入力信号を同時に入力する。複数XOR501は、入力した前半入力I1’〜IK’に対して排他的論理和E1’を演算する。複数XOR501は、演算結果E1’をXOR502に出力する。
XOR502は、複数XOR501から信号E1’を入力する。また、XOR502は、FA300aNが出力する信号DNを入力する。
XOR502は、入力した信号E1’と信号DNとに対して排他的論理和DK’を演算する。XOR502は、演算結果DK’をDラッチ503に出力する。
Dラッチ503は、XOR502から演算結果DK’を入力する。Dラッチ503は、入力した演算結果DK’を遅延させた信号DKをFA300a(K+1)に出力する。
FA300a(K+1)は、後半入力のうちFA300a(K+1)に対応する2ビットの信号I(K+1)’がDラッチ600c(K+1)により遅延した信号I(K+1)を入力する。また、FA300a(K+1)は、Dラッチ503から信号DKを入力する。
FA300a(K+1)は、入力した信号I(K+1)と信号DKとを加算し、和ビットD(K+1)と繰り上げビットC(K+1)とを演算する。FA300a(K+1)は、演算した和ビットD(K+1)をFA300a(K+2)に出力する。また、FA300a(K+1)は、演算した繰り上がりビットC(K+1)をDラッチ600a(K+1)を介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。
同様に、FA300aNは、後半入力のうちFA300aNに対応する2ビットの信号IN’がDラッチ600cNにより遅延した信号INを入力する。また、FA300aNは、FA300a(N−1)の出力した和ビットD(N−1)を入力する。
FA300aNは、入力した信号INと和ビットD(N−1)とを加算し、和ビットDNと繰り上げビットCNとを演算する。FA300aNは、演算した和ビットDNをXOR502とDラッチ600bに出力する。また、FA300aNは、演算した繰り上がりビットCNをDラッチ600aNを介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。
Dラッチ600bは、FA300aNから和ビットDNを入力する。Dラッチ600bは、入力した和ビットDNを遅延させた信号F1をFA300a1に出力する。
FA300a1は、前半入力のうちFA300a1に対応する2ビットの信号I1’がDラッチ600c1により遅延した信号I1を入力する。また、FA300a1は、Dラッチ600bから信号F1を入力する。
FA300a1は、入力した信号I1と信号F1とを加算し、和ビットD1と繰り上げビットC1とを演算する。FA300a1は、演算した和ビットD1をFA300a2に出力する。また、FA300a1は、演算した繰り上がりビットC1をDラッチ600a1を介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。例えば、TIアキュムレータ200a1のFA300a1は、演算した繰り上がりビットC1をDラッチ600a1を介して遅延させて、TIアキュムレータ200a2に出力する。
TIアキュムレータ200は、図9に示すように、入力演算部500で第二のアダー列400bよりも1クロック早いタイミングで前半入力I1’〜IK’についての演算を完了させる。そして、TIアキュムレータ200は、次回以降のクロック入力のタイミングで、入力演算部500による前半入力I1〜IKについての演算と、第二のアダー列400bによる後半入力I(K+1)〜INについての演算とを並行して行う。
以上、本発明の第二の実施形態による送信機1が備えるΔΣ変調器20におけるTIアキュムレータ200について説明した。上述のTIアキュムレータ200は、それぞれ直列に接続された複数のアダーを有する第一のアダー列400a及び第二のアダー列400bから構成され、第二のアダー列400bの結果を第一のアダー列400aの入力としてフィードバックするアダー列を有し、第一のアダー列400aの複数のアダーへ並列に供給される入力を処理して第二のアダー列400bに供給する。
このようにすれば、送信機1が備えるΔΣ変調器20は、高速にΔΣ変調を行うことができる。
<第三の実施形態>
本発明の第三の実施形態によるΔΣ変調器を含む送信機について説明する。
本実施形態による送信機1は、図1で示した本発明の第一の実施形態による送信機1と同様に、ベースバンド信号生成器10と、ΔΣ変調器20と、D級パワーアンプ30と、バンドパスフィルタ40と、アンテナ50と、を備える。
本実施形態によるΔΣ変調器20は、第一の実施形態によるΔΣ変調器20と同様に、入力信号のビット精度と同一の数のTIアキュムレータ200(200a1、200a2、200a3、・・・)を備える。
ただし、本実施形態によるTIアキュムレータ200は、第一の実施形態によるTIアキュムレータ200と異なる。
本実施形態によるTIアキュムレータ200は、図10に示すように、第一のアダー列400aと、第二のアダー列400bと、第三のアダー列400cと、第一の入力演算部500aと、第二の入力演算部500bと、複数のDラッチ600(600a1〜600aN、600b、600c1〜600cN、600d1〜600dN)と、を備える。
第一のアダー列400aは、K個のFA300a1〜300aKを備える。
FA300a1は、前半入力のうちFA300a1に対応する2ビットの信号I1’’がDラッチ600d1により遅延し(信号I1’)、更に、Dラッチ600c1により遅延した信号I1を入力する。また、FA300a1は、FA300aNの出力した和ビットDNがDラッチ600bにより遅延した信号F1を入力する。
FA300a1は、入力した信号I1と信号F1とを加算し、和ビットD1と繰り上げビットC1とを演算する。FA300a1は、演算した和ビットD1をFA300a2に出力する。また、FA300a1は、演算した繰り上がりビットC1をDラッチ600a1を介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。
FA300a2は、前半入力のうちFA300a2に対応する2ビットの信号I2’’がDラッチ600d2により遅延し(信号I2’)、更に、Dラッチ600c2により遅延した信号I2を入力する。また、FA300a2は、FA300a1の出力した和ビットD1を入力する。
FA300a2は、入力した信号I2と和ビットD1とを加算し、和ビットD2と繰り上げビットC2とを演算する。FA300a2は、演算した和ビットD2をFA300a3に出力する。また、FA300a2は、演算した繰り上がりビットC2をDラッチ600a2を介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。
FA300a(K−1)は、前半入力のうちFA300a(K−1)に対応する2ビットの信号I(K−1)’’がDラッチ600d(K−1)により遅延し(信号I(K−1)’)、更に、Dラッチ600c(K−1)により遅延した信号I(K−1)を入力する。また、FA300a(K−1)は、FA300a(K−2)の出力した和ビットD(K−2)を入力する。
FA300a(K−1)は、入力した信号I(K−1)と和ビットD(K−2)とを加算し、和ビットD(K−1)と繰り上げビットC(K−1)とを演算する。FA300a(K−1)は、演算した和ビットD(K−1)をFA300aKに出力する。また、FA300a(K−1)は、演算した繰り上がりビットC(K−1)をDラッチ600a(K−1)を介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。
同様に、FA300aKは、前半入力のうちFA300aKに対応する2ビットの信号IK’’がDラッチ600dKにより遅延し(信号IK’)、更に、Dラッチ600cKにより遅延した信号IKを入力する。また、FA300aKは、FA300a(K−1)の出力した和ビットD(K−1)を入力する。
FA300aKは、入力した信号IKと和ビットD(K−1)とを加算し、繰り上げビットCKを演算する。FA300aKは、演算した繰り上がりビットCKをDラッチ600aKを介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。
第一の入力演算部500aは、複数XOR501aと、XOR502aと、Dラッチ503a1と、Dラッチ503a2と、を備える。
複数XOR501aは、Dラッチ600d1〜600dKのそれぞれに入力される前半入力I1’’〜IK’’と同一の入力信号を同時に入力する。複数XOR501aは、入力した前半入力I1’’〜IK’’に対して排他的論理和G1’’を演算する。複数XOR501aは、演算結果G1’’をDラッチ503a1に出力する。
Dラッチ503a1は、複数XOR503aから演算結果G1’’を入力する。Dラッチ503a1は、入力した演算結果G1’’を遅延させた信号G1’をDラッチ503a2と第二の入力演算部500bに出力する。
Dラッチ503a2は、Dラッチ503a1から信号G1’を入力する。Dラッチ503a2は、入力した信号G1’を遅延させた信号G1をXOR502aに出力する。
XOR502aは、Dラッチ503a2から信号G1を入力する。また、XOR502aは、FA300aNの出力した和ビットDNがDラッチ600bにより遅延した信号F1を入力する。
XOR502aは、入力した信号G1と信号F1とに対して排他的論理和DKを演算する。XOR502aは、演算結果DKをFA300a(K+1)に出力する。
第三のアダー列400cは、(L−K)個のFA300a(K+1)〜300aLを備える。
FA300a(K+1)は、中盤入力のうちFA300a(K+1)に対応する2ビットの信号I(K+1)’’がDラッチ600d(K+1)により遅延し(信号I(K+1)’)、更に、Dラッチ600c(K+1)により遅延した信号I(K+1)を入力する。また、FA300a(K+1)は、XOR502aから信号DKを入力する。
FA300a(K+1)は、入力した信号I(K+1)と信号DKとを加算し、和ビットD(K+1)と繰り上げビットC(K+1)とを演算する。FA300a(K+1)は、演算した和ビットD(K+1)をFA300a(K+2)に出力する。また、FA300a(K+1)は、演算した繰り上がりビットC(K+1)をDラッチ600a(K+1)を介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。
FA300a(L−1)は、中盤入力のうちFA300a(L−1)に対応する2ビットの信号I(L−1)’’がDラッチ600d(L−1)により遅延し(信号I(L−1)’)、更に、Dラッチ600c(L−1)により遅延した信号I(L−1)を入力する。また、FA300a(L−1)は、FA300a(L−2)の出力した和ビットD(L−2)を入力する。
FA300a(L−1)は、入力した信号I(L−1)と和ビットD(L−2)とを加算し、和ビットD(L−1)と繰り上げビットC(L−1)とを演算する。FA300a(L−1)は、演算した和ビットD(L−1)をFA300aLに出力する。また、FA300a(L−1)は、演算した繰り上がりビットC(L−1)をDラッチ600a(L−1)を介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。
同様に、FA300aLは、中盤入力のうちFA300aLに対応する2ビットの信号IL’’がDラッチ600dLにより遅延し(信号IL’)、更に、Dラッチ600cLにより遅延した信号ILを入力する。また、FA300aLは、FA300a(L−1)の出力した和ビットD(L−1)を入力する。
FA300aLは、入力した信号ILと和ビットD(L−1)とを加算し、繰り上げビットCLを演算する。FA300aLは、演算した繰り上がりビットCLをDラッチ600aLを介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。
第二の入力演算部500bは、複数XOR501bと、XOR502bと、Dラッチ503bと、を備える。
複数XOR501bは、Dラッチ600c1〜600cLのそれぞれに入力される中盤入力I(K+1)’〜IL’と同一の入力信号を同時に入力する。複数XOR501bは、入力した中盤入力I(K+1)’〜IL’に対して排他的論理和G2’を演算する。複数XOR501bは、演算結果G2’をDラッチ503bに出力する。
Dラッチ503bは、複数XOR501bから演算結果G2’を入力する。Dラッチ503bは、入力した演算結果G2’を遅延させた信号G2をXOR502bに出力する。
XOR502bは、Dラッチ503bから信号G2を入力する。また、XOR502bは、FA300aNの出力した和ビットDNがDラッチ600bにより遅延した信号F1を入力する。
XOR502bは、入力した信号G2と信号F1とに対して排他的論理和DLを演算する。XOR502bは、演算結果DLをFA300a(L+1)に出力する。
第二のアダー列400bは、(N−L)個のFA300a(L+1)〜300aNを備える。
FA300a(L+1)は、後半入力のうちFA300a(L+1)に対応する2ビットの信号I(L+1)’’がDラッチ600d(L+1)により遅延し(信号I(L+1)’)、更に、Dラッチ600c(L+1)により遅延した信号I(L+1)を入力する。また、FA300a(L+1)は、XOR502bから信号DLを入力する。
FA300a(L+1)は、入力した信号I(L+1)と信号DLとを加算し、和ビットD(L+1)と繰り上げビットC(L+1)とを演算する。FA300a(L+1)は、演算した和ビットD(L+1)をFA300a(L+2)に出力する。また、FA300a(L+1)は、演算した繰り上がりビットC(L+1)をDラッチ600a(L+1)を介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。
FA300a(N−1)は、後半入力のうちFA300a(N−1)に対応する2ビットの信号I(N−1)’’がDラッチ600d(N−1)により遅延し(信号I(N−1)’)、更に、Dラッチ600c(N−1)により遅延した信号I(N−1)を入力する。また、FA300a(N−1)は、FA300a(N−2)の出力した和ビットD(N−2)を入力する。
FA300a(N−1)は、入力した信号I(N−1)と和ビットD(N−2)とを加算し、和ビットD(N−1)と繰り上げビットC(N−1)とを演算する。FA300a(N−1)は、演算した和ビットD(N−1)をFA300aNに出力する。また、FA300a(N−1)は、演算した繰り上がりビットC(N−1)をDラッチ600a(N−1)を介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。
同様に、FA300aNは、後半入力のうちFA300aNに対応する2ビットの信号IN’’がDラッチ600dNにより遅延し(信号IN’)、更に、Dラッチ600cNにより遅延した信号INを入力する。また、FA300aNは、FA300a(N−1)の出力した和ビットD(N−1)を入力する。
FA300aNは、入力した信号INと和ビットD(N−1)とを加算し、和ビットDNと繰り上げビットCNとを演算する。FA300aNは、演算した和ビットDNをDラッチ600bを介して遅延させて、FA300a1、XOR502a、XOR502bのそれぞれに出力する。また、FA300aNは、演算した繰り上がりビットCNをDラッチ600aNを介して遅延させて、自TIアキュムレータ200よりも入力信号の1つ上位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200に出力する。
第一の入力演算部500aは、第一のアダー列400aが前半入力に対して行う演算と同等の演算を行う。
また、第二の入力演算部500bは、第三のアダー列400cが中盤入力に対して行う演算と同等の演算を行う。
TIアキュムレータ200は、図11に示すように、第二の入力演算部500bで第二のアダー列400bよりも1クロック早いタイミングで中盤入力I(K+1)’〜IL’についての演算を完了させる。また、第一の入力演算部500aで第二のアダー列400bよりも2クロック早いタイミングで前半入力I1’〜IK’についての演算を完了させる。そして、TIアキュムレータ200は、3回以降のクロック入力のタイミングで、第一の入力演算部500aによる前半入力I1〜IKについての演算と、第二の入力演算部500bによる中盤入力I(K+1)〜ILについての演算と、第二のアダー列400bによる後半入力I(L+1)〜INについての演算とを並行して行う。
TIアキュムレータ200において、第一のアダー列400aが備えるFAの数K、第二のアダー列400bが備えるFAの数(N−L)、第三のアダー列400cが備えるFAの数(L−K)、のそれぞれが等しい場合、第一のアダー列400aの演算時間、第二のアダー列400bの演算時間、第三のアダー列400cの演算時間のそれぞれがほぼ同一となる。また、第一のアダー列400a、第二のアダー列400b、第三のアダー列400cのそれぞれにおける並列処理数はN÷3であるため、TIアキュムレータ200における最大動作周波数をTIアキュムレータ100における最大周波数の約3倍、すなわち、3Mにすることができる。その一方で、第一のアダー列400a、第二のアダー列400b、及び、第三のアダー列400cは、並列処理を行っているため、最大動作周波数3Mの逆数により示される時間内にN並列の処理を終えることができる。
なお、入力演算部500は、以下の図12についての説明に基づいて、構成が考えられている。
前半のFA300a1〜300aKが行う処理は、図12に示すように、図17で示したTIアキュムレータ100が備えるN個のFA300a1〜300aNを前半のFA300a1〜300aK、中盤のFA300a(K+1)〜300aL、後半のFA300a(L+1)〜300aNに分割した場合、フィードバック信号F1についての演算を先に行っても後に行っても結果が変わらないというFAの演算の特徴を用いて、前半入力の排他的論理和を演算し、その演算結果とフィードバック信号との排他的論理和を演算する処理に置き換えることができる。
ただし、第一の入力演算部500a、及び、第二の入力演算部500bでは、Dラッチ503a1、503a2、503bやDラッチ600を用いて、演算タイミングや演算結果の出力タイミングを正しくしている。
なお、第三の実施形態によるTIアキュムレータ200は、図13に示すように、Dラッチ503a2、503b、600bの接続を変更してもよい。すなわち、Dラッチ503a2はXOR502aの後段に接続され、Dラッチ503bはXOR502bの後段に接続され、Dラッチ600bは信号F1をFA300a1に対してのみ遅延させる箇所に接続するものであってよい。この変更は、第一の実施形態によるTIアキュムレータ200における、Dラッチ503、600bの接続を変更した、第二の実施形態によるTIアキュムレータ200と同様の考えに基づく変更である。なお、図13に示すTIアキュムレータ200は、図14に示すようなタイムチャートで処理を行う。
なお、TIアキュムレータ200における前半入力、中盤入力、及び、後半入力は、桁分割入力信号から入力されるN個のビット1ビット信号と、自TIアキュムレータ200よりもΔΣ変調器20の入力信号の1つ下位ビットの信号を処理するTIアキュムレータ200が出力するN個の1ビット信号とを2個ずつNセットにし、セット毎に予め順序が決められた信号であり、アダー列の分割に合わせて、1〜K番目の順番の信号を前半入力、K+1〜L番目の順番の信号を中盤入力、L+1〜N番目の順番の信号を後半入力として、FA300のそれぞれに2ビットの信号として入力される入力信号である。
以上、本発明の第三の実施形態による送信機1が備えるΔΣ変調器20におけるTIアキュムレータ200について説明した。上述のTIアキュムレータ200は、それぞれ直列に接続された複数のアダーを有する第一のアダー列400a及び第二のアダー列400bから構成され、第二のアダー列400bの結果を第一のアダー列400aの入力としてフィードバックするアダー列を有し、第一のアダー列400aの複数のアダーへ並列に供給される入力を処理して第二のアダー列400bに供給する。
このようにすれば、送信機1が備えるΔΣ変調器20は、高速にΔΣ変調を行うことができる。
本発明の最小構成のΔΣ変調器20について説明する。
本発明の最小構成のΔΣ変調器20は、図15に示すように、少なくとも複数の積分器200を備える。積分器200は、少なくとも第一のアダー列201と、第二のアダー列202と、を備える。
第一のアダー列201は、それぞれ直列に接続された複数のアダーを有する。
第二のアダー列202は、それぞれ直列に接続された複数のアダーを有する。
第二のアダー列202は、第二のアダー列202の論理演算の結果を第一のアダー列201の入力としてフィードバックするアダー列である。
積分器200は、第一のアダー列201の複数のアダーへ並列に供給される入力を処理して第二のアダー列202に供給する。
なお、本発明の実施形態によるTIアキュムレータ200を備えるΔΣ変調器20は、前半入力、後半入力のそれぞれに対応する2つのアダー列、及び、前半入力、中盤入力、後半入力のそれぞれに対応する3つのアダー列を備える場合を例に示し説明した。しかしながら、本発明の実施形態によるTIアキュムレータ200を備えるΔΣ変調器20は、それらに限定するものではない。例えば、ΔΣ変調器20は、N個のアダーが(2N)個の1ビット入力信号を入力しN個の1ビット信号を出力する処理を行う場合、L個の予め順序が決められたアダーと、当該アダーに対応するL個の予め順序が決められた入力信号とに分割し、(L−1)個の複数XOR部501と、(L−1)個のXOR部502とを備えるものであってよい。この場合も実施形態で説明したように、L回目のクロック信号でL個並列処理が適切なタイミングで正確に行われるように、分割した入力信号はDラッチ600のような遅延回路を用いて適切に遅延される。このとき、ΔΣ変調器20における第R番目の複数XOR部501は、Nセットの入力信号のうち、Rセット目の入力信号を(R−1)クロック分遅延させた信号と、(R−1)番目の複数XOR部501の出力を1クロック分遅延させた信号を入力として、排他的論理和を論理演算する。
なお、本発明の実施形態について説明したが、上述のΔΣ変調器20は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。また、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができるものである。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)複数の積分器を用いたΔΣ変調器であって、前記積分器は、
それぞれ直列に接続された複数のアダーからなるアダー列を複数段備え、
前記複数段の初段である第一のアダー列の入力として前記複数段の最終段である第二のアダー列の結果をフィードバックし、
前記第一のアダー列の複数のアダーへ供給される入力を処理して前記第二のアダー列に供給するΔΣ変調器。
(付記2)前記第一のアダー列の複数のアダーへ供給される入力を処理して前記第二のアダー列に供給するパリティ演算部とXOR演算部を有しており、
前記パリティ演算部は、前記第一のアダー列の入力の一部を入力として用いて論理演算し、
前記XOR演算部は、前記パリティ演算部の出力値と、前記第二のアダー列からのフィードバック値を入力として論理演算し、当該論理演算の結果を前記第二のアダー列に入力することにより、アダー列の演算を並列化する付記1に記載のΔΣ変調器。
(付記3)前記第一のアダー列の複数のアダーと、前記第二のアダー列の複数のアダーの総和はN個であり、2N個の1ビット信号を入力するとN個の1ビット出力信号を出力する、
付記2に記載のΔΣ変調器。
(付記4)前記第一のアダー列の複数のアダー及び前記第二のアダー列の複数のアダーは、前記2N個の1ビット信号が2個ずつNセットの信号に分けられ、当該2個ずつNセットの信号を予め決められた順序で入力する、付記3に記載のΔΣ変調器。
(付記5)前記パリティ演算部は、
前記2個ずつNセットの信号のうち1番目〜K番目(K<N)のセットの信号を入力する、付記4に記載のΔΣ変調器。
(付記6)前記XOR演算部は、
前記パリティ演算部の出力を1クロック分遅延させた信号と、前記総和がN個の前記第一のアダー列の複数のアダーと前記第二のアダー列の複数のアダーのうちのN番目のアダーの和ビットとの論理演算を行う、付記3から付記5の何れか一に記載のΔΣ変調器。
(付記7)前記総和がN個の前記第一のアダー列の複数のアダーと、前記第二のアダー列の複数のアダーのうちの1番目のアダーは、
前記2個ずつNセットの信号のうち1番目のセットの信号を1クロック分遅延させた信号と、前記総和がN個の前記第一のアダー列の複数のアダーと前記第二のアダー列の複数のアダーのうちのN番目のアダーの和ビットを1クロック分遅延させた信号との論理演算を行う、付記3から付記6の何れか一に記載のΔΣ変調器。
(付記8)前記総和がN個の前記第一のアダー列の複数のアダーと、前記第二のアダー列の複数のアダーのうちの(K+1)番目のアダーは、
前記2個ずつNセットの信号のうち(K+1)番目のセットの信号を1クロック分遅延させた信号と、前記XOR演算部の出力信号との論理演算を行う、付記5から付記7の何れか一項に記載のΔΣ変調器。
(付記9)前記総和がN個の前記第一のアダー列の複数のアダーと、前記第二のアダー列の複数のアダーのうちのP番目(Pは2〜N、K+1を除く)のアダーは、
前記2個ずつNセットの信号のうちP番目のセットの信号を1クロック分遅延させた信号と、前記総和がN個の前記第一のアダー列の複数のアダーと前記第二のアダー列の複数のアダーのうちの(P−1)番目のアダーの和ビットを1クロック分遅延させた信号との論理演算を行う、付記3から付記8の何れか一に記載のΔΣ変調器。
(付記10)前記総和がN個の前記第一のアダー列の複数のアダーと、前記第二のアダー列の複数のアダーのそれぞれに対応するN個の遅延回路を備え、
前記総和がN個の前記第一のアダー列の複数のアダーと、前記第二のアダー列の複数のアダーのそれぞれは、自身が論理演算した繰り上がりビットを生成し、
前記遅延回路は、対応する前記総和がN個の前記第一のアダー列の複数のアダーと、前記第二のアダー列の複数のアダーが生成した繰り上がりビットを1クロック分遅延させ信号を生成する、付記3から付記9の何れか一に記載のΔΣ変調器。
(付記11)前記XOR演算部は、
前記パリティ演算部の出力と、前記総和がN個の前記第一のアダー列の複数のアダーと前記第二のアダー列の複数のアダーのうちのN番目のアダーの和ビットとの論理演算を行い、当該論理演算の結果を1クロック分遅延させた信号を生成する、付記3から付記10の何れか一に記載のΔΣ変調器。
(付記12)付記1から付記11の何れか一に記載のΔΣ変調器を備えた送信機。
(付記13)それぞれ直列に接続された複数のアダーからなるアダー列を複数段備え、
前記複数段の初段である第一のアダー列の入力として前記複数段の最終段である第二のアダー列の結果をフィードバックし、
前記第一のアダー列の複数のアダーへ供給される入力を処理して前記第二のアダー列に供給する積分器。
上述のΔΣ変調器によれば、高速にΔΣ変調を行うことができる。
1 送信機
10 ベースバンド信号生成器
20 ΔΣ変調器
30 D級パワーアンプ
40 バンドパスフィルタ
50 アンテナ
100(100a1〜100a16)、200(200a1〜200a16) TIアキュムレータ
300(300a1〜300aN) 全加算器
500、500a、500b 入力演算部
501、501a、501b 複数XOR
502、502a、502b XOR
503、503a1、503a2、503b、600(600a1〜600aN、600b、600c1〜600cN) Dラッチ
201、400a 第一のアダー列
202、400b 第二のアダー列

Claims (10)

  1. 並列に接続された複数の積分器を備え、
    複数の前記積分器のそれぞれは、
    それぞれ直列に接続された複数のアダーからなる複数段のアダー列
    を備え、
    複数の前記アダーのそれぞれは、
    入力信号を受け、受けた入力信号についての演算結果を出力し、
    複数段の前記アダー列は、
    複数段の初段である第一のアダー列複数段の最終段である第二のアダー列を備え
    前記第一のアダー列は、
    前記入力信号についての演算結果を前記第二のアダー列に供給し、
    前記第二のアダー列は、
    前記第一のアダー列から供給された演算結果についての演算結果を前記第一のアダー列へフィードバックし、
    複数の前記積分器のうち最下位の積分器は、
    入力信号生成回路が生成した入力信号を入力し、
    複数の前記積分器のうち最下位以外の積分器のそれぞれは、
    1つ下位の積分器の演算結果を入力信号として入力し、
    複数の前記積分器のうち最上位は、
    演算結果を最終出力として外部に出力する
    ΔΣ変調器。
  2. 前記第一のアダー列の複数のアダーへ供給される入力を処理して前記第二のアダー列に供給するパリティ演算部とXOR演算部を有しており、
    前記パリティ演算部は、
    前記第一のアダー列の入力の一部を入力として用いて論理演算し、
    前記XOR演算部は、
    前記パリティ演算部の出力値と、前記第二のアダー列からのフィードバック値を入力として論理演算し、当該論理演算の結果を前記第二のアダー列に入力することにより、アダー列の演算を並列化する
    請求項1に記載のΔΣ変調器。
  3. 複数段前記アダー列が備える複数のアダーの総和はN個であり、
    N個の前記アダーは、
    2N個の1ビット信号を入力するとN個の1ビット出力信号を出力する、
    請求項2に記載のΔΣ変調器。
  4. N個の記アダーは、
    前記2N個の1ビット信号が2個ずつNセットの信号に分けられ、当該2個ずつNセットの信号を予め決められた順序で入力する、
    請求項3に記載のΔΣ変調器。
  5. 前記パリティ演算部は、
    前記2個ずつNセットの信号のうち1番目〜K番目(K<N)のセットの信号を入力する、請求項4に記載のΔΣ変調器。
  6. 前記XOR演算部は、
    前記パリティ演算部の出力を1クロック分遅延させた信号と、N個の前記アダーのうちのN番目のアダーの出力を1クロック分遅延させた信号との論理演算を行う、請求項3から請求項5の何れか一項に記載のΔΣ変調器。
  7. 前記XOR演算部は、
    前記パリティ演算部の出力と、N個の前記アダーのうちのN番目のアダーの出力との論理演算を行い、当該論理演算の結果を1クロック分遅延させた信号を生成する、
    請求項3から請求項5の何れか一項に記載のΔΣ変調器。
  8. 個の前記アダーのうちの1番目のアダーは
    個ずつNセットの信号のうち1番目のセットの信号を1クロック分遅延させた信号と、N個の前記アダーのうちのN番目のアダーの出力を1クロック分遅延させた信号との全加算の論理演算を行う、
    請求項3から請求項の何れか一項に記載のΔΣ変調器。
  9. 請求項1から請求項8の何れか一項に記載のΔΣ変調器を備えた送信機。
  10. それぞれ直列に接続された複数のアダーからなる複数段のアダー列
    を備え、
    複数の前記アダーのそれぞれは、
    入力信号を受け、受けた入力信号についての演算結果を出力し、
    複数段の前記アダー列は、
    複数段の初段である第一のアダー列複数段の最終段である第二のアダー列を備え
    前記第一のアダー列は、
    前記入力信号についての演算結果を前記第二のアダー列に供給し、
    前記第二のアダー列は、
    前記第一のアダー列から供給された演算結果についての演算結果を前記第一のアダー列へフィードバックする
    積分器。
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