JPH0295023A - Σ△変調形a/d変換器 - Google Patents
Σ△変調形a/d変換器Info
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- JPH0295023A JPH0295023A JP24790488A JP24790488A JPH0295023A JP H0295023 A JPH0295023 A JP H0295023A JP 24790488 A JP24790488 A JP 24790488A JP 24790488 A JP24790488 A JP 24790488A JP H0295023 A JPH0295023 A JP H0295023A
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- 230000004069 differentiation Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
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。
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ΣΔ変調形A/D変換器に関し、更に詳しくは
変換精度を向上させることができるΣΔ変調形A/D変
換器に関する。
変換精度を向上させることができるΣΔ変調形A/D変
換器に関する。
[従来の技術]
アナログ信号をディジタル信号に変えるのに、△/D変
換器が用いられるが、近年Σ△変調形A/D変換器が注
目をあびている。第4図はこのΣ△変調形A/D変換器
の原理構成図である。アナログ人力Ainは演算器1を
経て積分器2に入り、アナログ積分される。この積分器
2の出力は1ビツト△/D変換器3にJ:リディジタル
データに変換される。このΔ/D変換器3の出力は1ビ
ツトD/A変換器4によりアナログ信号に戻された後、
演算器1の負入力に入る。そして、この帰還により積分
器2は入力Ainと帰還信号との差分を積分することに
なる。以上説明した演算器1.積分器2.1ビツト△/
D変換器3及び1ビツトD/A変換器4とで構成された
回路はΣΔ変調回路(Σ△モジュレータ)とげばれる。
換器が用いられるが、近年Σ△変調形A/D変換器が注
目をあびている。第4図はこのΣ△変調形A/D変換器
の原理構成図である。アナログ人力Ainは演算器1を
経て積分器2に入り、アナログ積分される。この積分器
2の出力は1ビツト△/D変換器3にJ:リディジタル
データに変換される。このΔ/D変換器3の出力は1ビ
ツトD/A変換器4によりアナログ信号に戻された後、
演算器1の負入力に入る。そして、この帰還により積分
器2は入力Ainと帰還信号との差分を積分することに
なる。以上説明した演算器1.積分器2.1ビツト△/
D変換器3及び1ビツトD/A変換器4とで構成された
回路はΣΔ変調回路(Σ△モジュレータ)とげばれる。
方、1ピツ1〜A/D変換器3の出力には高周波数域に
かたにつたノイズ゛が重畳されている。そこで、続くデ
ィジタルフィルタ5によりこのノイズ除去を行った後、
データはレジスタ6に入る。
かたにつたノイズ゛が重畳されている。そこで、続くデ
ィジタルフィルタ5によりこのノイズ除去を行った後、
データはレジスタ6に入る。
このレジスタ6にはf/N(fは動作クロック周波数、
Nはデシメーションファクタ)のクロックにより分周さ
れ、出力される。このレジスタ6(デシメータと呼ばれ
る)の出力が図に示すA/D変換器の出力になる。つま
り、時系列データ列(アナログ入力)・・・D+ 、D
+÷1.・・・と係数列・・・al + 8141 、
”’との積−a + D I、 a +n D n+
、 ゛”の和を求めると、フィルタリングされたことに
なりノイズ除去が行え、この和をデシメーションファク
タNで分局することにより、所望のA/D変換データが
得られることになる。このようなΣΔ変調形A/D変換
器は、アナログ人力△inの周波数に比較して十分に高
い周波数を動作クロックとして用いることにより、従来
のA/D変換器には必要であったサンプルホールド回路
が不要になる他、D/A変換器が1ビツトですむ等の特
長をもっている、。
Nはデシメーションファクタ)のクロックにより分周さ
れ、出力される。このレジスタ6(デシメータと呼ばれ
る)の出力が図に示すA/D変換器の出力になる。つま
り、時系列データ列(アナログ入力)・・・D+ 、D
+÷1.・・・と係数列・・・al + 8141 、
”’との積−a + D I、 a +n D n+
、 ゛”の和を求めると、フィルタリングされたことに
なりノイズ除去が行え、この和をデシメーションファク
タNで分局することにより、所望のA/D変換データが
得られることになる。このようなΣΔ変調形A/D変換
器は、アナログ人力△inの周波数に比較して十分に高
い周波数を動作クロックとして用いることにより、従来
のA/D変換器には必要であったサンプルホールド回路
が不要になる他、D/A変換器が1ビツトですむ等の特
長をもっている、。
ここで、積分器2のゲインをHとすると、第4図に示す
回路の伝達関数1)out:/Ainは次式%式% 上式より、この種のA/D変換器は、積分器2のゲイン
を十分大きくとることにより、アナログ入力はそのまま
出力されるのに比較し、ノイズを極めて圧縮することが
できることが分かる。
回路の伝達関数1)out:/Ainは次式%式% 上式より、この種のA/D変換器は、積分器2のゲイン
を十分大きくとることにより、アナログ入力はそのまま
出力されるのに比較し、ノイズを極めて圧縮することが
できることが分かる。
第5図はディジタルフィルタ部の構成例を示で図である
。第4図と同一のちのは、同一の符号を付して示す。こ
こで、ΣΔ変調部(第4図の構成要素1〜4まで〉につ
いては、Σ△モジュレータ10として簡略化して示ず。
。第4図と同一のちのは、同一の符号を付して示す。こ
こで、ΣΔ変調部(第4図の構成要素1〜4まで〉につ
いては、Σ△モジュレータ10として簡略化して示ず。
ディジタルフィルタ5は、図に示すように、周波数fの
動作クロック(以下単に動作クロックOKという)を受
けるアドレスカウンタ5a、該アドレスカウンタ5aの
出力をアドレス信号として受ける係数ROM5b、該係
数ROM5bの出力(複数ビット)とΣΔモジュレータ
10出力(1ビツト)を受け、係数データの各ビット毎
にΣ△モジュレータ10の出力との排他的論理和をとる
排他的論理回路5c、該排他的論理和回路5Gの出力を
受けるアダー(加算器)5d及び該加算器5dの出力を
受けるレジスタ5eより構成されている。レジスタ5e
は動作クロックCKにより駆動され、その出力の一部は
加算器5dにフィードバックされている。そして、その
出力はレジスタ6に入っている。
動作クロック(以下単に動作クロックOKという)を受
けるアドレスカウンタ5a、該アドレスカウンタ5aの
出力をアドレス信号として受ける係数ROM5b、該係
数ROM5bの出力(複数ビット)とΣΔモジュレータ
10出力(1ビツト)を受け、係数データの各ビット毎
にΣ△モジュレータ10の出力との排他的論理和をとる
排他的論理回路5c、該排他的論理和回路5Gの出力を
受けるアダー(加算器)5d及び該加算器5dの出力を
受けるレジスタ5eより構成されている。レジスタ5e
は動作クロックCKにより駆動され、その出力の一部は
加算器5dにフィードバックされている。そして、その
出力はレジスタ6に入っている。
このように構成されたディジタルフィルタの動作は、概
略以下のとおりである。つまり、ΣΔモジコレータ10
の出力と係数ROM5bとの論理和を加算器5dに入れ
、動作クロックOKにより順次レジスタ5eに保持され
ていた前のデータと加算する。この動作を必要回数だけ
繰返し、繰り返した結果(データの累算値)をデシメー
タ6によりデシメーションすることにより、所望のA/
D変換データが得られるようになっている。
略以下のとおりである。つまり、ΣΔモジコレータ10
の出力と係数ROM5bとの論理和を加算器5dに入れ
、動作クロックOKにより順次レジスタ5eに保持され
ていた前のデータと加算する。この動作を必要回数だけ
繰返し、繰り返した結果(データの累算値)をデシメー
タ6によりデシメーションすることにより、所望のA/
D変換データが得られるようになっている。
[発明が解決しようとする課題]
Σ△変調形A/D変換器は、従来の積分形のA/D変換
器等に比較して高速動作が可能等のメリットがあるが、
その反面以下に示すような不具合も有している。第4図
について説明したように、Σ△変調形A/D変換器では
A/D変換器3及びD/A変換器4は1ビットの簡単な
構成のものである。このなかで、特にD/A変換器4が
ΣΔ変調形△/D変換器の精度に大きな影響を与える。
器等に比較して高速動作が可能等のメリットがあるが、
その反面以下に示すような不具合も有している。第4図
について説明したように、Σ△変調形A/D変換器では
A/D変換器3及びD/A変換器4は1ビットの簡単な
構成のものである。このなかで、特にD/A変換器4が
ΣΔ変調形△/D変換器の精度に大きな影響を与える。
このD/A変換器においては、その振幅はそれ程問題と
ならないが、出力波形の時間軸方向については極めて高
精度である必要がある。特に、そのスイッチング波形の
品質(立ち上がりと立ち下がりの遅れ時間の差、立ち上
がりと立ち下がりのスロープの差等)がA/D変換の精
度に大ぎな影響を与える。
ならないが、出力波形の時間軸方向については極めて高
精度である必要がある。特に、そのスイッチング波形の
品質(立ち上がりと立ち下がりの遅れ時間の差、立ち上
がりと立ち下がりのスロープの差等)がA/D変換の精
度に大ぎな影響を与える。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって
、その目的は高精度の変換を行うことができるΣΔ変調
形A/D変換器を実現することにある。
、その目的は高精度の変換を行うことができるΣΔ変調
形A/D変換器を実現することにある。
[課題を解決するだめの手段]
前記した課題を解決する本発明は、アナログ入力をΣΔ
変調するΣΔ変調回路と、該ΣΔ変調回路の出力を受け
て高周波のノイズ除去を行うディジタルフィルタと、該
ディジタルフィルタの出力を受けるデシメータよりなり
、該デシメータ出力をその出力とするΣΔ変調形A/D
変換器において、前記Σ△変調回路の内部に用いる積分
器とD/A変換器とを差動化構成にしたことを特徴とす
る特許 ている。
変調するΣΔ変調回路と、該ΣΔ変調回路の出力を受け
て高周波のノイズ除去を行うディジタルフィルタと、該
ディジタルフィルタの出力を受けるデシメータよりなり
、該デシメータ出力をその出力とするΣΔ変調形A/D
変換器において、前記Σ△変調回路の内部に用いる積分
器とD/A変換器とを差動化構成にしたことを特徴とす
る特許 ている。
[作用]
差動化構成にしたD/A変換器の2つの出力を差動化構
成の積分器に入れる。このような構成とすることによっ
て、D/A変換器の出力の立ち上がり乃至は立ち下がり
に重畳される誤差の影響を積分器の入力段で相殺する。
成の積分器に入れる。このような構成とすることによっ
て、D/A変換器の出力の立ち上がり乃至は立ち下がり
に重畳される誤差の影響を積分器の入力段で相殺する。
これにより、D/A変換器の出力が時間軸方向について
高精度のものとなり、全体として高精度のA/D変換器
を実現J°ることができる。。
高精度のものとなり、全体として高精度のA/D変換器
を実現J°ることができる。。
[実施例]
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
第1図は本発明の一実施例を示ず構成ブロック図である
。ディジタルフィルタとデシメータについては省略して
示づ一8図において、11はその一方の入力にアナログ
人力Δinを、他方にD/A変換器の差動出力を受ける
差動積分器、12は該差動積分器11の出力を受ける積
分器である。13は該積分器12の出力を受けるA/D
変換器、14は該A/D変換器13の出力を受【プる差
動D/A変換器である。該差動D/A変換器14は2個
のD/A変換器14. aと14bより構成され、これ
らD/A変換器14a、14bはそれぞれ位相の互いに
異なった信号を出力するようになっている。非反転側の
D/A変換器14aは差動積分器11の負入力側に、反
転側のD/A変換器14bは差動積分器11の正入力側
にそれぞれフィードバックされている。従って、該差動
積分器11は両人力の差を積分することになる。そして
、A/D変換器13の出力がΣΔ変調形A/D変換器の
出力[)outとなっている。
。ディジタルフィルタとデシメータについては省略して
示づ一8図において、11はその一方の入力にアナログ
人力Δinを、他方にD/A変換器の差動出力を受ける
差動積分器、12は該差動積分器11の出力を受ける積
分器である。13は該積分器12の出力を受けるA/D
変換器、14は該A/D変換器13の出力を受【プる差
動D/A変換器である。該差動D/A変換器14は2個
のD/A変換器14. aと14bより構成され、これ
らD/A変換器14a、14bはそれぞれ位相の互いに
異なった信号を出力するようになっている。非反転側の
D/A変換器14aは差動積分器11の負入力側に、反
転側のD/A変換器14bは差動積分器11の正入力側
にそれぞれフィードバックされている。従って、該差動
積分器11は両人力の差を積分することになる。そして
、A/D変換器13の出力がΣΔ変調形A/D変換器の
出力[)outとなっている。
差動積分器11は、入力抵抗R1,R2,R3と、フィ
ルタを構成する抵抗R4,コンデンサC2と、オペアン
プU1及び積分コンデシF′JC1より構成されている
。積分器12は入力抵抗R5、積分コンデンサC3及び
該コンデンサC3と直列接続された帰還抵抗R6J:り
構成されている。このように構成された回路の動作を第
2図のタイミングチャートを参照しつつ説明すれば、以
下のと一 おりである。
ルタを構成する抵抗R4,コンデンサC2と、オペアン
プU1及び積分コンデシF′JC1より構成されている
。積分器12は入力抵抗R5、積分コンデンサC3及び
該コンデンサC3と直列接続された帰還抵抗R6J:り
構成されている。このように構成された回路の動作を第
2図のタイミングチャートを参照しつつ説明すれば、以
下のと一 おりである。
A/D変換器13は、第2図(イ)に示すような動作ク
ロックOKを受けて動作する。一方、D/A変換器14
a、14bも同じクロックで動作している。この時の非
反転側のD/A変換器14aの出力は(イ)に示すクロ
ックOKと同期した(ホ)に示すようなものとなる。そ
の出力パルスの立ち下がり側には、図に示すような内部
ディジタル回路に基づくノイズ及び位相遅れ等に基づく
誤差分αが重畳している。この時、他方の反転側のD/
A変換器14bの出力は(へ)に示すように、D/A変
換器14aと同様、パルスの立ち下がり時に誤差分αが
重畳している。
ロックOKを受けて動作する。一方、D/A変換器14
a、14bも同じクロックで動作している。この時の非
反転側のD/A変換器14aの出力は(イ)に示すクロ
ックOKと同期した(ホ)に示すようなものとなる。そ
の出力パルスの立ち下がり側には、図に示すような内部
ディジタル回路に基づくノイズ及び位相遅れ等に基づく
誤差分αが重畳している。この時、他方の反転側のD/
A変換器14bの出力は(へ)に示すように、D/A変
換器14aと同様、パルスの立ち下がり時に誤差分αが
重畳している。
これら両D/A変換器14a、14bの出力は差動積分
器11に入力される。ところが、D/A変換器14a、
14bは互いに逆位相のパルスを出力するので、誤差分
αが重畳される箇所はそれぞれパルスの反対側になる。
器11に入力される。ところが、D/A変換器14a、
14bは互いに逆位相のパルスを出力するので、誤差分
αが重畳される箇所はそれぞれパルスの反対側になる。
従って、誤差分αは相殺されて無くなり、差動積分器1
1の入力としては(ト)に示すような仮想的(理想A/
D出力(ロ)をα/2だけ遅らぜた波形)なものとなり
、誤差分αを除去した形で積分することができる。
1の入力としては(ト)に示すような仮想的(理想A/
D出力(ロ)をα/2だけ遅らぜた波形)なものとなり
、誤差分αを除去した形で積分することができる。
従って、全体として精度のよいΣΔ変調形A/D変換器
を実現することができる。
を実現することができる。
次に、本発明のような差動方式のD/A変換器を用いな
い場合の従来方式について説明する。
い場合の従来方式について説明する。
(ロ)は理想的なり、/A変換器出力である。ところが
、実際のD/A変換器出力は(ハ)に示すように誤差分
αが重畳されている。従って、(ロ)に示す理想出力と
(ハ)に示す実際の出力との差分が(ニ)に示すような
誤差分(ノイズ)となり、A/D変換精度を落としてい
た。本発明によれば、誤差分αは除去されるので、(ニ
)に示すような誤差は生じず、正確なA/D変換を行う
ことができる。
、実際のD/A変換器出力は(ハ)に示すように誤差分
αが重畳されている。従って、(ロ)に示す理想出力と
(ハ)に示す実際の出力との差分が(ニ)に示すような
誤差分(ノイズ)となり、A/D変換精度を落としてい
た。本発明によれば、誤差分αは除去されるので、(ニ
)に示すような誤差は生じず、正確なA/D変換を行う
ことができる。
第3図はA/D変換器及びD/A変換器を1ビツトとし
た時の本発明の具体的な実施例を示す図である。1ビツ
トのA/D変換器とD/A変換器を用いる場合には、回
路が簡略化される。図において、21は積分器出力を基
準値(ここではOV)と比較するコンパレータで、A/
D変換器を構成する。22はコンパレータ21の出力を
そのD入力に受けるDタイプのフリップフロップで、D
/A変換器を構成する。そのQ出力が非反転出力、Q出
力が反転用ノjどなる。Q出力はD/A出力となると共
にA/D変換器の出力1)outにもなる。Q出力はD
/A出力となり、そのいずれも積分器(図示せず)にフ
ィードバックされる。
た時の本発明の具体的な実施例を示す図である。1ビツ
トのA/D変換器とD/A変換器を用いる場合には、回
路が簡略化される。図において、21は積分器出力を基
準値(ここではOV)と比較するコンパレータで、A/
D変換器を構成する。22はコンパレータ21の出力を
そのD入力に受けるDタイプのフリップフロップで、D
/A変換器を構成する。そのQ出力が非反転出力、Q出
力が反転用ノjどなる。Q出力はD/A出力となると共
にA/D変換器の出力1)outにもなる。Q出力はD
/A出力となり、そのいずれも積分器(図示せず)にフ
ィードバックされる。
上述の説明では、D/A変換器の誤差分が信号の立ち下
がり時に重畳する場合について説明したが、信号の立ち
上がり時に重畳することもある。
がり時に重畳する場合について説明したが、信号の立ち
上がり時に重畳することもある。
その何れか一方の場合もあり、両方に誤差が重畳する場
合もある。信号の立ち下がりに重畳する場合であっても
、第1図に示す本発明は同様に誤差分を除去することが
でき、立ち上がり、立ち下がりの両方に重畳する場合で
あっても誤差分を除去することができる。
合もある。信号の立ち下がりに重畳する場合であっても
、第1図に示す本発明は同様に誤差分を除去することが
でき、立ち上がり、立ち下がりの両方に重畳する場合で
あっても誤差分を除去することができる。
[発明の効果]
以上、詳細に説明したように、本発明によればΣ△変調
回路を構成する積分器とD/A変換器を差動構成とする
ことにより、D/A変換器の出力に重畳する誤差分を除
去することができ、高精度のΣ△変調形A/1〕変換器
を実現づることができる。
回路を構成する積分器とD/A変換器を差動構成とする
ことにより、D/A変換器の出力に重畳する誤差分を除
去することができ、高精度のΣ△変調形A/1〕変換器
を実現づることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示J−構成ブロック図、第
2図は各部の動作を示すタイミングチr −1−1第3
図は本発明の具体的実施例を示J゛図、第4図はΣ△変
調形A/D変換器の原理構成図、第5図はディジタルフ
ィルタの椛成例を示1図である。 11・・・差動積分器 12・・・積分器13・・
・A/D変換器
2図は各部の動作を示すタイミングチr −1−1第3
図は本発明の具体的実施例を示J゛図、第4図はΣ△変
調形A/D変換器の原理構成図、第5図はディジタルフ
ィルタの椛成例を示1図である。 11・・・差動積分器 12・・・積分器13・・
・A/D変換器
Claims (1)
- アナログ入力をΣΔ変調するΣΔ変調回路と、該ΣΔ
変調回路の出力を受けて高周波のノイズ除去を行うディ
ジタルフィルタと、該ディジタルフィルタの出力を受け
るデシメータよりなり、該デシメータ出力をその出力と
するΣΔ変調形A/D変換器において、前記ΣΔ変調回
路の内部に用いる積分器とD/A変換器とを差動化構成
にしたことを特徴とするΣΔ変調形A/D変換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24790488A JPH0295023A (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | Σ△変調形a/d変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24790488A JPH0295023A (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | Σ△変調形a/d変換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0295023A true JPH0295023A (ja) | 1990-04-05 |
Family
ID=17170289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24790488A Pending JPH0295023A (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | Σ△変調形a/d変換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0295023A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5630183A (en) * | 1995-07-26 | 1997-05-13 | Nikon Corporation | Camera accessory mounting and fixing device |
JP2012160816A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Sony Corp | Δς変調器および信号処理システム |
JP2012165088A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Sony Corp | Δς変調器および信号処理システム |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01101027A (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 量子化器 |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP24790488A patent/JPH0295023A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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