JPH02244910A - ディジタル―アナログ変換器 - Google Patents

ディジタル―アナログ変換器

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JPH02244910A
JPH02244910A JP2028134A JP2813490A JPH02244910A JP H02244910 A JPH02244910 A JP H02244910A JP 2028134 A JP2028134 A JP 2028134A JP 2813490 A JP2813490 A JP 2813490A JP H02244910 A JPH02244910 A JP H02244910A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ディジタル−アナログ変換装置に関する。
[従来の技viF この型式の装置においては、変換は次3つの段階におい
て実施される。すなわち、 ・ディジタル標本のビット数は、道標本化と変調(デル
タ−シグマ変調)とによって1に減少させられる。
・1ビット標本は、簡単な1ビツトのディジタル−アナ
ログ変換器によってアナログ信号に変換される。
・アナログ信号のフィルタ処理又は平滑化が遂行される
この装置の欠点は、アナログ信号のスペクトルに含まれ
る帯域外周波雑音にある。
さらに、平滑化フィルタは、正確な遮断周波数及びその
帯域外周波の高度の排除という厳しい条件を満足しなけ
ればならない。
[発明の解決しようとする問題点] 本発明の目的は、向上された帯域外周波排除性能を有す
る上述の型式のディジタル−アナログ変換装置を提供す
ることにある。
本発明の他の目的は、最小分解能が12ビツトであり、
かつ電話応用に対する仕様に適合する相補形金属酸化物
半導体(0MO8)ディジタル回路の形に集積化される
ことが可能なディジタル−アナログ変換装置を提供する
ことにある。
E問題を解決するための手段] したがって、本発明の目的であるディジタル−アナログ
変換器は、次のような特徴を有する、すなわち、このデ
ィジタル−アナログ変換器は演算増幅器を含み、この増
幅器の入力に第1コンデンサが第1群スイッチによって
接続され、これらの第1コンデンサは第2群スイッチに
よって参照電圧源のいずれか又は接地電位にさらに接続
され、この演算増幅器の入力は第2コンデンサを経由し
てこの演算増幅器の出力にさらに接続され、これらの第
1群スイッチ及び第2群スイッチは被変換ディジタル信
号によって制御されその結果、変換段階の第1区間中に
参照電圧から第1コンデンサを予充電することを保証し
、かつ変換段階の第2区間又は再分配段階中に演算増幅
器の出力に被変換ディジタル信号に相当するいくつかの
アナログ電圧レベルを得るようにこの演算増幅器と第2
コンデンサを含む回路へ第1コンデンサを接続すること
を保証し、この変換は vs (nT)− (C2/C1)VR[1−2Qx1 (nT)] [1
+Q×0(nT)1なる式によって定義され、ここに、
■Sはアナログ出ノJ信号電圧、Vs (nT)は時刻
nTにおける°1圧VS、Tは標本化周期、及びnは無
次元整数である。
本発明の他の目的であるディジタル−アナログ変換器と
スイッチコンデンサフィルタとの集合体は、次のような
特徴を有する、すなわち、この集合体は上に定義された
ようなディジタル−アナログ変換器を含む第1段とスイ
ッチコンデンサフィルタを有する第2段を含み、第2段
は積分コンデンサを有する増幅器を含み第2段の入力は
コンデンサと第3群スイッチ、第4群スイッチとを経由
して第1段の演算増幅器の出力に接続され、第2段の出
力は帰還コンデンサを経由して第1段の演算増幅器の入
力に開回路状に帰還し、帰還コンデンサを第2段の増幅
器の出力と第1段の演算増幅器の入力とに接続する回路
にスイッチが挿入され、これらのスイッチは第1段のデ
ィジタル−アナログ変換器に対する制御信号を発生する
ために被変換ディジタル信号と組み合わせて使用される
クロック信号によって制御される。
本発明の他の目的であるディジタル−アナログ変換t装
置は、いくつかの量子化レベルを有しかつ上に定義され
たディジタル−アナログ変換器とスイッチコンデン丈フ
ィルタとの集合体に関連するディジタル変調器を含むこ
とを特徴とする。
本発明は、実施例によりかつ付図を参照して全面的に行
われる次の説明を援用して一層深く理解されるであろう
[実施例] 第1図はディジタル−アナログ変換器を示し、この変換
器に含まれるディジタル変調器1はその入力にnビット
、入力周波数Fiの入力ディジタル信号を受信しかつそ
の出力からnビット、周波数FSの出力標本化信号を送
出する。
変調器1はその出力を集合体2に接続され、この集合体
は低域フィルタと関連するディジタル−アナログ変換器
を含み、アナログ出力を供給する。
第2図に示されるディジタル−アナログ変換器はディジ
タル変調器1を含み、この変調器は二次デルタ−シグマ
変調器であり、その入力にディジタル標本を受信しかつ
周波数Fsの出力標本化信号によってυJ@される。
ディジタル変調器1は、ディジタル−アナログ変換器と
スイッチコンデンサフィルタとの集合体3に接続され、
また周波数Fsの標本化信号によって制御されかつその
出力からアナログ信号を送出する。
例えば、変ll器1の出力は、2ビットディジタル信号
QX1.QXOである。
このような変換器の主要な特性は、次の通りである。す
なわち、 ディジタル変調器1の出力は、すなわち、2ビツト量子
化4つの電圧レベル+2VR,+VR。
−VR,−2VR6 集合体3の平滑化フィルタ、すなわち、スイッチコンデ
ンサフィルタ3は、全体的に作働橘造の形に設計されて
いる。
2ビツトのデイシタルーア犬ログ変換は、集合体3の第
1段において実施される。
電圧参照は、全体的に差動的であり、かつ変調器1の及
び集合体3のフィルタの標本化周波数の2倍に等しい周
波数の2つのパルス電圧レベル+VR,−VRを供給す
る。
第2図の変換装置の構成に使用されるディジタル変調器
は、第3図に詳細に示される。
ディジタル変調器1は、この変換装置の論理部分を構成
する。
その機能は、アナログ変換を容易化するために、ディジ
タル入力標本のビットの数を減少させることにある。ピ
ット数のこの減少は、標本化周波数の実質的増大と標本
の変調によって得られる。
第3図の例によって示された変調器は、二次デルタ−シ
グマ変調器である。
この変調器の含む入力レジスタ4は、その入力に周波数
F1の入力標本信号Diを受信し、かつ周波数Feの入
力標本化信号によってυ1@される。
レジスタ4の出力は、第1加I@器5に接続され、この
加算器はさらに第ルジスタ6の出力に接続され、後者は
周波数1”sの出力標本化信号によって制御される。
加算器5の出力は第2加算姦7に接続され、第2加輝器
は、また、第2レジメタ8の出力に接続される。
第2加算器7の出力は量子化器9の入力に接続され、こ
の量子化器の出力は変調器の出力を構成Jる。
量子化器9の出力は否定回路1oを経由して第3加算器
11の入力に接続され、第3加算器の他の入力は第2加
算器7の出力に接続され、第3加算器の出力は第2レジ
スタ8と第4加IE器12の入力に接続され、第4加算
器の他の入力は第1加算器5の出力にまた出力は第ルジ
スタ6の入力に接続される。
入力標本信号Diは、数kHzの程度の低周波を13ビ
ツトに符号化する。
この入力標本信号は、周波数Feで入力レジスタ4に装
荷されかつ変調器の動作周波数、すなわち、周波数Fs
で読み出される。
ディジタル値は2の補数法によって符号化される。
量子化器9は、その出力に2ビツトのディジタル信号Q
X1.QXOを供給し、後続して使用されるディジタル
−アナログ変換器に適合づる4レベルに符号化する。
量子化器9は、対応表の形に作製される。
説明された本発明の実施例に使用される量子化器は、そ
の貞埋値表によって下のように与えられる。
01×× 001× ooo。
ooo。
10X 10×× 表 に 次デルターシグマディジタル変調器に対する量子化器の
定義 Vx             Qxl  QxO××
×× ×××× ××××   0  1×××× ×
××× XXXI   0  1×××× ×××× 
××××   0  11××× ×××× xxxx
   0  10xxx  xxxx  xxxx  
−1Q    Qlxxx  xxxx  xxxx 
   i    。
O××× ×××× ××××   1  1xxxx
  xxxx  xxxx    i    1xxx
x  xxxx  xxxx    1   1xxx
x  xxxx  xxxx    1   1アナロ
グ +2 +2 +2 +1 (2VR) +2 (VR) −1(−Vl灼 −2(−2VR) 出力2ビットディジタル信号QX1.QXO−Q(Vx
)の4つの状態を発生するための(Vx )の値に関す
る判定しきい値を、この変調器の信号/II音比のよう
な性能目標の関数として変化させることができる。
ディジタル参照値が、ディジタル−アナログ変換の際に
使用されるアナログ参照電圧に関連させられる。
本実施例においては、ディジタル参照値は212−40
96であって、これが次の表2に示される帰還値D×を
与える。
QXt  Qx。
o   i   oooi OO−+ ■■ 表2 敗            −欲 (XX)0  0000  0000  1111  
0000  0000iooo   oooo   凹
00  1111  1000  00001ooo 
  oooo   oooo   o伍預1ooo  
 ooo。
(XXXI   0000  0000  00()1
  0GQO0000ooo。
@O0 減算の実行を回避するために、発生されかつ入力レジス
タ4及び加算器7の出力信号の値LIX及びVXに加算
されるのは、−QXである。
ディジタル変調器は、第4図に示される処理装置で以て
実現される。
この処理装置は、2ビツトサイクル計数器14を含みこ
の計数器は状態復号器15、計算装M16及びクロック
信号発生器17に接続され、後者は信号PH[1,PH
10を発生する。計算装置16及びクロック信号発生器
17の出力は、論即集合体17aに接続され、後者はそ
の出力に信号PH11,PH12及び信号PH12,Q
XO。
Q×1、QXO,QXI(7)組合わせの結果である信
号PHI 2 (QxO) 、 PH12(Q×0)、
P  ト112   (Qxl)、   PH12(Q
Xl))を供給するが、これら組合わせ信号は、第6図
を参照して説明されるゲイシタルーアナログ変換器及び
これを一部として含むある集合体3く第2図)のtjl
mを行おうとするものである。
計数器14は、順序りOツク信号(4” FS)によっ
て制御される。
標本化周期中、4つの利用+1能なサイクルが、次の表
3によって説明される変調関数の4つの操作の実行に当
たって、使用される。
表  3 0  Di  1  Ux−8x+Di  11  D
2 1  Vx−Rx+Ux  12  D3 1  
Rx−Vx−Dx  13 04 1 5x−Ux−D
x  1計算装訳を、ここで、第5図を参照してさらに
詳しく説明しよう。
計算1置に含まれる入力レジスタ18は、第3図の回路
内のレジスタ4に相当し、第3図のレジスタ6.8を、
それぞれ、実現する第2レジスタ(19又はA)に一方
で、第2レジスタ(20又はB)に他方で接続される。
入力レジスタ18は、人力読出し信号DINで11tl
Oされ、一方レジスタ19及び2oは、読出し及び書込
みを制御する読出し、謳込み信号RA1.WA、1及び
RBl、WBlによって、それぞれ、制御される。
第2レジスタ19又はレジスタAは、その出力を第3図
に示された回路の加算器5.7.11及び12の機能を
実現する加算装置21の入力EAに接続される。第2レ
ジスタ20又はレジスタBは、加算装置21の入力FB
に接続される。
加算装置21の入力EA、EBは、また、−□x発生符
号変換器22の対応する出力に接続され、この符号変換
器は続出しモードにおいて信号[くA2及びRB2によ
って211 mされ、かつ計算装置の出ツノから到来す
るディジタル信号Q×1゜QXOを受信する。
加算fi121の出力は、レジスタ(19又はA)、(
20又はB)の出力に閉回路状に帰還され、かつまた量
子化器−符号化器23の入力に接続され、後者は第3図
に示された近°f化器9を実現する。
量子化器−符号化器23の出力は、出力レジスタ24の
対応する出力に接続され、このレジスタは裏込みモード
において信号WQによってMillされかつその出力に
信号QX1.QXOを供給する。
この処理装置は、2つのクロック段階によって1’ll
!lされる。これらは、すなわら、第9図に示す様に 読出し段FaLであって、この段階中tiII御信号が
セットされ及びデータが読み出されかつ加算器21の入
力に印加される。
書込み段MEであって、この段階中に計算結果が書込み
モードにおいて選択レジスタ内へ装荷される。
この処理装置は、3つの情報経路レベルを含み、その1
つは計数器14用であり、別の1つは状態復号器15用
であり、残りの1つは計Il装W116(第4図)内の
サイクル実行用である。
計算装置の機能は、8つの信号によって111111さ
れる。これらの信号は、すなわち、 5つの読出し信号RA1.RA2.R81゜RB2.D
IN、これらは読出し段階中に能動性であり、かつバス
BS上に基準面を置き、これを次の読出し段FaLまで
維持する。
3つの書込み信号WA1 、WA2.WQ、これらは、
書込み段階E中に、パスBS上に存在する値の装荷を可
能とする。
これら8つの信号は、状B、復号器15(第4図)によ
って、これがサイクル計数器14から受信した信号から
発生される。
量子化器−符号化器23の真理値表は、前掲の表1に与
えられている。
ディジタル信号QX1は、最上位桁ビット(Vx15(
符号ビット))に等しい。
ディジタル信号(Q×0)は、上位桁(■×15、VX
l 4.VXl 3.VXl 2.VXI 1 ’)の
論理組合わせによって得られる。すなわち、QXO−A
ND  (OR(VXI  5.  VXI  4゜V
xl 3.Vxl 2.Vxl 1 )、NAND(V
XI 5.VXl 4.VXl 3.VXl 2゜VX
ll))。
符号変換器22は、ハード書込みによって信号(Q×1
、Q×0)から、表2に従って帰還値(−Dx>を発生
する。
表3によって与えられる変m器の4つの操作は、次の4
つのサイクルによって実行される。すなわら、 * サイクル1    A+D i→ A段階り中に承
認された信号RA1の動作の下でのレジスタAの内容の
読出し。
段階り中に承認された信号DINの動作の下での入力レ
ジスタ18の内容のべ出し。
段!!IE中に活性な信号WAIの動作の下でのバスB
S上に置かれかつレジスタA内へ1き込まれた加算の結
果。
* サイクル2    B+A→ B 段階り中に承認された信号RAIの動作の下でのレジス
タAの内容の読出し。
段階り中に承認された信号R81の動作の下での入力レ
ジスタBの内容の読出し。
段ME中に活性な信号WBIの動作の下でのバスBS上
に置かれかつレジスタB内へ書き込まれた加算の結果。
段階E中に活性な信号WQの動作の下での出力レジスタ
24内に記憶された量子化の結果。
* サイクル3    B−OX→ B段階し中に承認
された信号R[31の動作の下でのレジスタ8の内容の
読出し。
段階り中に承認された信号RA2の動作の下での符号変
換器22によって供給される信号−1)xの胱出し。
段階E中に活性な信号WB1の動作の下でのバス88上
に置かれかつレジスタB内へ書き込まれた加算の結果。
* サイクル4    △−DX→ A段階り中に承認
された信号RA1の動作の下でのレジスタAの内容の跣
出し。
段階り中に承認された信号RB2の動作の下での−Dx
読出し。
段階E中に活性な信号WAIの動作の下でのバス13s
上に置かれかつレジスタA内へ書き込まれた加算の結果
ill It 1号は、次の表4に従うサイクル番号か
ら状態複号器15によって発生される。
表4 RAT RA2 RBI RB2 DIN讐^1−B1
 顕サイクル1ioooiio。
サイクル210100011 サイクル301100010 サイクル410010100 第2図に示された回路の集合体3の部分であるディジタ
ル−アナログ変換器について、第6図を参照して、これ
から説明しよう。
この変換装置は演算増幅器25を含みこの増幅器の入力
は第1詳スイッチ28−1から28−6によって容量C
1の第1コンデン→ノ26.27に接続され、」ンデン
サ26,27は、さらに、第1群スイッチの端子と反対
端のこれらコンデンサの端子を第2群スイッチ29−1
から19−6のみによって2つの参照電圧源VR,P、
VRMに接続される。
演算増幅器25の負入力は、容1c2のコンデンサ30
によって同増幅器の対応する出力に接続される。
演算増幅器25の正入力は、容量C2のコンデンサ31
によって同増幅器の対応する出力に接続される。
コンデンサ30.31を零リセットするスイッチ32.
33は、それぞれ、これらのコンデンサの端子に接続さ
れる。
ディジタル・−アナログ変換の原理は、次の変換表に基
づいている。
表  5 変調器1      アナログ出力レベル出力符号 QXl  QXO 01+2Vr o    o        +vr 1   0       −Vr l    1       −2Vr 信号電圧レベル+vr及び−vrが利用可能に存在する
差1111装置の採用によって、この変換装置の4つの
アナログ信号電圧レベルの発生を、スイッチコンデンサ
技術を使用して容fi(これらの古註はその不正確性の
ゆえに容量比に基づ〈従来の変換器内に非直線性を導入
する)に無関係な仕方で、実行することができる。
第6図の回路を使用するディジタル−アナログ変換は、
次のように実施される。
変換段階の第1区間(予充電段階)は、発生しようとす
るレベルがどのようであろうと、同じである。容atc
iのコンデンサ28.27は充電されるが、そのうちの
1つは電圧レベル+yrに、他は電圧レベル−Vrに充
電され、一方、容量C2のコンデンサ30.31は放電
される。
変化段階の第2区間(再分配段階)は、コンデンサ26
.27を演算増幅器25とコンデンサ30.31を含む
回路に接続することによって、実施される。コンデンサ
26.27の電荷は、したがって、コンデンサ30.3
1内へ転送される。
この接続を行う方法は、ディジタル変調器によって発生
される符号に依存し、かつ4つのアナログ出力信号電圧
レベルの1つの、演緯増幅器25の出力における、発生
に対応する。
変換法則は、次の式によって定義される。
Vs(n丁)= (C2/C1)Vr [1−2QX1 (nT)] [
1+Q×0(nT)]ここに、VSはアナログ出力信号
電圧、Vs (nT)は時刻nTにおける電圧ysの値
を表示し、゛「は標本化周期、及びnは無次元整数であ
る。
使用される構成監素は発生されたアナログ信号電圧レベ
ルがなんであろうと同じであるから、これら異なるレベ
ルの間の数列の法則は、これらの構成要素の絶対値のみ
ならずそれらの相対値にも無関係である。コンデンサの
容量C1とC2比は、この回路の利得になんら影響しな
い。
第7図に示されるように、このようにして発生された出
力信号は、このディジタル変調器によって符号化された
信号のデータ及びこの変調器によって発生された^周波
ロイ化雑音を含む校正されたレベル(4レベル)のバル
スダ1を含む。この信号の低域フィルタ処理は、高周波
量子化雑音から有効信号を分離するために必要である。
このように、ディジタル信号OOは、一方でスイッチ2
9−3及び29−4を閉じることによって、子充電段階
中に電圧VRP及びVRMに接続されていたコンデンサ
26.27の端子を接地電位に接続することで以て、ま
た他方でスイッチ28−1及び28−6を閉じることに
よってコンデンサ26及び27の他の端子を、それぞれ
、演算増幅器25の負入力及び正入力に接続することで
以て、電圧レベルVrの、演算増幅器25の出力端子に
おける発生に、立ち上がりを与える。
ディジタル信号OOに相当する電圧レベルVrは、演算
増幅器の出力に現れる。
同様に、スイッチ28−1から28−6及び29−1か
ら29−6の適当な操作によって、ディジタル信号10
,01,11に、それぞれ、相当する3つの他のレベル
−’Je、+2Vr。
−2Vrを有するアナログ出力信号電圧が得られる。
各種接続を行う方法は、ディジタル変調器1によって発
生された符号及び4つのアナログ出力信号電圧レベルの
1つの、演体増幅器25の出力における、発生に相当す
る。
容量C1のコンデンサのスイッチ28−1から28−6
及び29−1から29−6との関連は、アナログ出力信
号電圧レベルの発生に必要な様々な構成の実現を可能に
する。
信号Q×1及びQXOの状態に従い実行される各種スイ
ッチのスイッチングは、第7図のタイミング波形線図に
示される4つのアナログ信号電圧レベルの発生を可能に
する。
第6図の回路図では、コンデンサ、スイッチ、及び増幅
器の、みを含むので、スイッチコンデンサ技術を使用し
て製造し及び電子回路内に集積化するのが容易である。
上に言及したように、第6図の回路によって発生された
信号は、有効信号と母子化雑音の両方を含む。
第7図は、第6図のディジタル−アナログ変換器の各種
11Jtl!l信号を示し、これらの信号は、ディジタ
ル変調器1によって、さらに正確に云えば、第4図にス
された回路の計算9il!f16によって発生された信
号Q×1、QXOと同じくりOツク信号発生器17によ
って供給されたクロック信号PH11,PHI2とから
論理集合体17aによって、供給される。
第7図の最下の波形は、第6図のディジタル−アナログ
変換器のアナログ出力信号を示し、この信号は4つのア
ナログ信号電圧レベルを含む。
スイッチコンデンサ技術は能動フィルタの製造にとって
適しているので、第6図の回路を、次の機能を同時に実
行可能にする一層複雑なスイッチコンデンサとの集合体
の構成に含ませると、有利である。
アナログ−ディジタル変換 高周波雑音を除去する低域フィルタ処理アナログ信号再
生のための標本及び保持この回路は、したがって、ディ
ジタル変調器によって発生されたビット列から低域周波
信号の直接再生を可能にする。上述の3つの機能を与え
る回路を製造する1つの方法は、第8図に示される。
第8図の回路図に示される集合体は、ディジタル−アナ
ログ変換器とスイッチコンテン1ナフイルタとの集合体
であって、これに第6図に示されたディジタル−アナロ
グ変換器が組み込まれ、後者は、事実上、この集合体の
第1段をIa成する。
さらに、この集合体は第2段を含み、第2段は、フィル
タ処理及び第1段によって供給される4つの7tログ出
出力対電圧レベルを組み合わせることによって、準連続
アナログ出力信号電圧を再生するためのものである。
第1段は、次の事実を除いて、第6図に示された回路と
同等である、すなわち、この第1段は演算増幅器25に
関連する積分コンデンサ30.31の零セツト用スイッ
チ32及び32をもはや含んでいない、ということ。
ディジタル−アナログ変換器の演算増幅器25の出力は
、第3群スイッチ35−1から35−4を経由してコン
デンサ36.37の対応する第1端子に接続され、優者
の反対側第2端子は第4群スイッチ39−1から39−
4によって増幅器38のそれぞれの入力に接続される。
積分コンデンサ40.41は、増幅器38に関連する。
増幅器38の出力は、帰還コンデンサ42.43によっ
て増幅器25の対応する入力に閉回路状に帰還される。
コンデンサ44及び45は、それぞれ、スイッチによっ
て、積分コンデンサ40゜41に並列に接続され、コン
デンサ44及び45の各々の1つの端子はコンデンサ4
2及び43の対応する端子に接続される。
スイッチ46−1及び46−2は、それぞれ、コンデン
サ42と44の共通接続点、及び43と45の共通接続
点を接地電位へ接続するように働き、かつ増幅器38の
出力を帰還コンデン)す42及び43へ接続するように
働く。
帰還コンデンサ42.43の各々と増幅器25の対応す
る入力との間に、スイッチ47−1.47−2及び47
−3.47−4がコンデンサ42゜43を予充電するた
めにスイッチ47−2゜47−4を閑じ、かつスイッチ
47−1.47−3を開いた状態で接続される。
スイッチ35−1から35−4.39−1から39−4
.46−1から46−4.及び27−1から47−4は
、クロック信号発生器からの信号PH11及びPHI2
によって制御される。
第8図の回路図もまた、容量C1のコンデンサ及び開運
するスイッチを有する回路を含み、この回路はディジタ
ル−アナログ変換機能を保証する。
容1IC1を有するコンデンサの電荷は、この場合、2
つの増幅器25と38及び容量C1から06を有し、そ
れぞれのスイッチに関連させられたコンデンサ30,3
1,42.43.36.37.40.41.44.45
によって禍成される回路内へ注入される。この回路は、
低域フィルタ処理並びに標本及び保持機能を遂行する。
この場合の変換法則は、次式で定義される。
:  WJ ここに、VSはアナログ出力信号電圧、vs (nT)
は時刻(nT)における電圧ysの値を表示し、Tは標
本化周期、nは無次元整数、A及びBはこのフィルタの
定数である。
Vs (nT)は、周期Tの持続時間を通じて一定(標
本及び保持回路の関数)である。
この装置の標本化周波数は(これが道標本化変換器であ
るから)非常に高いので、変調器によって符号化された
有効部(低周波数)を表示する(vA本化信号に反して
)準連続信号であり、その高周波量子化雑音は低域通過
機能によって減衰させられる。標本化に起因する映像周
波数は^いので、極めて簡単な平滑化フィルタでこれら
を減衰するに充分である。
以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
(1)  ディジタル−アナログ変換器であって、第1
群スイッチ28−1から28−6によって第1コンデン
サ26.27に接続される入力を有する演算増幅器25
を包含し、前記変換器において、前記第1コンデンサは
第2スイツチ(29−1から29−6)によって参照電
圧VRP、VRMのいずれか又は接地電位にさらに接続
されることと、前記演算増幅器の前記入力は第2コンγ
ンサ30゜31を経由して前記演算増幅器25の対応す
る出力にさらに接続されることと、前記第1群スイッチ
と前記第2群スイッチは変換段階のW11区間中に前記
第1コンデンサ26.27を前記参照電圧から予充電す
ることを保証するために、かつ変換段階の第2区間中又
は再分配段階中に前記X算増幅器の出力に被変換ディジ
タル信号QX1゜QXOに相当するいくつかのアナログ
信号電圧レベルVR,2VR,−VR,−2VRを得る
ように前記演W増幅器25と前記コンデンサ30.31
を含む回路へ前記第1コンゲン4J−26,27を接続
することを保証するために前記被変換ディジタル信号に
よってtilltllされることと、前記変換はVs 
(nT)− (C2/C1)VR[1−2Qx1(nT)]  [1
+Q×0(nT)]なる式によって定義されかつ該式に
おいてVSはアナログ出力信号電圧であり、VS (n
T)は時刻nl”における電圧Vsであり、王は標本化
周期であり、かつnは無次元整数であることとを特徴と
する前記変換器。
(お デイシタルーアtログ変換器とスイッチコンデン
サフィルタどの集合体であっτ、ディジタルへアナログ
変換器を有する第1段(25,26゜27.28−1か
ら28−6.29−1から29−6.30.31)と、
積分コンデンサ40.41であって該積分コンデンサの
入力がコンデンサ36.37と第3群スイッチ(35−
1から35−4)と第4群スイッチ(39−1から39
−4)とを経由して前記第1段の演算増幅器25に接続
されかつ前記積分コンデンサの出力が帰還コンデンサ4
2.43を経由し前記第1段の前記演算増幅器25の入
力に閉回路状に帰還されている配置の前記積分コンデン
サとを含む増幅器38を包含し、前記集合体においてス
イッチ<46−1から48−4.47−1から47−4
)が前記帰還コンデンサを前記第2段の前記増幅器38
の出力と前記第1段の前記演算増幅器25の入力とに接
続する回路に挿入されることと、前記第3群スイッチ(
35−1から35 4 ) 、IyJ記第4群スイッチ
<39−1から39−4>、前記接続する回路に挿入さ
れるスイッチ<46−1から46−4゜47−1から4
7−4>は前記第1段の前記ディジタル−アナログ変換
器に対するt、11111信号を発生りるために被変換
ディジタル信号Q×1、QXOと組み合わせて使用され
るクロック信号P H1。
PH2によって制御されることとを特徴とする前記乗合
体。
(3)   ディジタル−アナログ変換器とスイッチコ
ンデンサフィルタとの集合体であって、変換関数及びフ
ィルタ処理関数は式 によって定義され前記式においてvSはアナ1コグ出力
信号電圧であり、Vs (nT)は時刻0丁における電
圧Vsを表示し、°「は標本化周期であり、nは無次元
整数であり、及びAとBは前記フィルタの定数であるこ
ととを特徴とする前記集合体。
(4)  ディジタル−アナログ変換装置であって、い
くつかの量子化レベルを有しかつ第2項記載のディジタ
ル−アナログ変換器とスイッチコンデンサフィルタとの
集合体に関連するディジタル変調器1を含むことを特徴
とする前記変換装置。
(5)  第4項記載のディジタル−アナログ変換装置
において、前記ディジタル変調器1は二次デルタ−シグ
マ変調器であることを特徴とする前記変換装置。
(6)  第4項又は第5m記載のディジタル−アナロ
グ変換装置であって、前記ディジタル変調器は第1加算
器5と第2加算器7とによって量子化器9に接続された
入力レジスタ4を包含し、前記ディジタル−アナログ変
換装置において前記量子化器の出力は第3加算鼎11と
出力標本化信号周波数Fsによってυ1611される第
2レジスタ8とを経由して前記第2加算器7に接続され
かつ第4加算器12と前記周波数Fsの出力標本化によ
って制御される第2レジスタ8とを経由して前記第1加
算器5に接続されることと、前記第3加算器11は前記
第1加算器5から出力信号UXを供給されかつ前記第4
加算器12は前記第2加算器7から出力信号v×を供給
されることとを特徴とづる前記変換装置。
(7)  第6項記載のディジタル−アナログ変換装置
であって、前記量子化器9と前記第3加算器、第4加算
器11.12の対応する入力との間に否定回路10が挿
入されることを特徴とする前記変換装置。
(81第4項から第7墳のいずれか1つに記載のディジ
タル−アナログ変換装置であって、クロック信号発生器
17と、前記ディジタル−アナログ変換器とスイッチコ
ンデンサフィルタとの集合体の1110信号(PH11
,PH12゜PH10(QXO,)、PH12(Q×0
)。
PH10(QXl)、PH12(QXI))を供給する
ために計算装置16の出力信号QX1.Q×Oと前記ク
ロック信号発生器17の出力信号PH11,PH12と
を組み合わせる論理集合体17aとをさらに包含し、前
記変換装置において前記ディジタル変調器は前記計n装
W116を制御づる状態復号器15に接続されたサイク
ル計数器14を有する処理装置を含むことを特徴とする
前記変換装置。
(9)  第6項から第8項のいずれか1つに記載のデ
ィジタル−アナログ変換装置であって、前記ディジタル
変調器の前記計算装η16は入力読出し信号DINによ
って制御される入力レジスタ18と、前記第1加算器か
ら前記第4加算器までを構成する加算IA置21と、前
記状態復号器15によって供給される読出し信号及び書
込み信号RA1゜WAl、+tsi、wsiによってそ
れぞれ制御されかつ前記加算装置21に接続された2つ
のレジスタ(A又は19及びB又は20)と、前記加算
装置21の出力に接続された量子化器23と、前記加算
装置a21の出力を前記2つのレジスタ(Δ又(よ19
及びB又は20A)の入力に接続するバスBSと、前記
量子化器23の出力に接続されかつアナログ信号に被変
換ディジタル信号Q×1゜QXOを供給する出力レジス
タ24と、前記出力レジスタ24の出力するディジタル
信号Q×1゜QXOを受信する入力と前記2つのレジス
タ(A又は19及びB又は2OA)の出力に接続された
前記加鈴装δ21の入力にそれぞれ接続された出力を有
する符号変換器22とを包含することを特徴とする前記
デイシタルーアナログ変換装置。
ω ディジタル−アナログ変換装置であって、二次ゲル
ターシグマ変調器によって構成されておりいくつかの量
子化レベルを含むディジタル変調器と、ディジタル−ア
ナログ変換器とスイッチコンデンサフィルタとの集合体
3を含み、該集合体の異なるアナログ信号電圧レベル間
の数列法則が前記の集合体の構成要素の絶対値及び相対
値に無関係である前記ディジタル−アナログ変換装置。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ディジタル−アナログ変換器の全体的なブロ
ック線図、 第2図は、本発明によるディジタル−アナ[:]lf変
換装置の全体的なブロック線図、 第3図は、第2図のディジタル−アナログ変換装置内に
使用されたデルタ−シグマディジタル変m各のブロック
線図、 第4図は、第3図のディジタル変調器を援用して構成さ
れる処理装置のブロック線図、第5図は、本発明による
ディジタル−アナログ変換装置内に使用される計口装置
の体系のブロック線図、 第6図は、本発明によるディジタル−アナログ変換ia
内に使用されるディジタル−アナログ変換器の全体的な
ブロック線図、 第7図は、第6図の変換gi置の制御信号の波形図、 第8図は、第6図のディジタル−アナログ変換器とスイ
ッチコンデンサフィルタとの集合体の全体的ブロック線
図、第9図は処理装置のクロックを示すタイムチャート
を示す図である。 [記号の説明] 1:ディジタル変調器 3:ディジタル−アナログ変換器とスイッチコンデンサ
フィルタとの集合体 4:入力レジスタ 5:第1加算器 6:第ルジスタ 7:第2加笥器 8:第2レジスタ 9:量子化器 10:否定回路 11:第3加算器 12:第4加算器 14:サイクル計数器 15:状態復号器 16:計算装置 17:クロック信号発生器 17a:論理集合体 18二人力レジスタ 19:第ルジスタ 20:第2レジスタ 21:加算装置 22:符号変換器 23:量子化器−符号化器 24:出力レジスタ 25:演算増幅器 26.27:容量C1の(演算増幅器)入力コンデンサ 28−1〜28−6 :第1群スイッチ29−1〜29
−6:第2群スイッチ 30.31 :容量C2の(演算増幅器帰還)コンデン
サ 32.33:零リセツトスイッチ 35−1〜35−4 :第3群スイッチ36.37: 
(フィルタ入力)コンデレザ38二増幅器 39−1〜39−4 :第4群スイッチ40.41 m
積分コンデンサ 42.43:帰還コンデンサ 44.45 : (第2股肉帰還)コンデンサ47−1
〜47−4 :充電用スイッチO1:入力標本仇号 DIN:入力読出し信号 Fed(出力標本化信号)周波数 Fi:(入力標本化信号)周波数 PH11,Oト112:り0ツク信号 QX1.QXO:被変換ディジタル信号RA1.RBI
、RA2.RB2 :読出し信号VRP、VRM:参照
電圧 vS:出力信号電圧 WAl、WBl:書込み信号。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ディジタル−アナログ変換器であって、第1群ス
    イッチ(28−1から28−6)によって第1コンデン
    サ(26、27)に接続される入力を有する演算増幅器
    (25)を包含し、前記変換器において、前記第1コン
    デンサは第2群スイッチ(29−1から29−6)によ
    つて参照電圧(VRP、VRM)のいずれか又は接地電
    位にさらに接続されることと、前記演算増幅器の前記入
    力は第2コンデンサ(30、31)を経由して前記演算
    増幅器(25)の対応する出力にさらに接続されること
    と、前記第1群スイッチと前記第2群スイッチは変換段
    階の第1区間中に前記第1コンデンサ(26、27)を
    前記参照電圧から予充電することを保証するために、か
    つ変換段階の第2区間中又は再分配段階中に前記演算増
    幅器の出力に被変換ディジタル信号(Q×1、Q×0)
    に相当するいくつかのアナログ信号電圧レベル(VR、
    2VR、−VR、−2VR)を得るように前記演算増幅
    器(25)と前記コンデンサ(30、31)を含む回路
    へ前記第1コンデンサ(26、27)を接続することを
    保証するために前記被変換ディジタル信号によって制御
    されることと、前記変換は Vs(nT)= (C2/C1)VR[1−2Q×1(nT)][1+Q
    ×0(nT)]なる式によつて定義されかつ該式におい
    てVsはアナログ出力信号電圧であり、Vs(nT)は
    時刻nTにおける電圧Vsであり、Tは標本化周期であ
    り、かつnは無次元整数であることとを特徴とする前記
    変換器。
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