JPH03169124A - Oversample a/d converter - Google Patents

Oversample a/d converter

Info

Publication number
JPH03169124A
JPH03169124A JP30773789A JP30773789A JPH03169124A JP H03169124 A JPH03169124 A JP H03169124A JP 30773789 A JP30773789 A JP 30773789A JP 30773789 A JP30773789 A JP 30773789A JP H03169124 A JPH03169124 A JP H03169124A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
gain error
encoder
pass filter
correction coefficient
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP30773789A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Ito
友一 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP30773789A priority Critical patent/JPH03169124A/en
Publication of JPH03169124A publication Critical patent/JPH03169124A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To prevent deterioration in S/N by providing a means to correct a gain error after an oversample coder and a digital filter. CONSTITUTION:The output of a band pass filter 5 passes through a full wave rectifier 6 and a low pass filter 7, the output of the low pass filter 7 goes to the amplitude B of a reference signal including a gain error. The amplitude is inputted to a comparator 9 together with the amplitude A of a reference signal, and an error due to a gain error included in the value B is obtained. A correction coefficient calculator 10 stores a correction coefficient H=A/B to correct the error in the gain error included in the value B. Since a gain error caused by step imbalance is a linear gain error, the gain error generated inside of a coder 2 is corrected by multiplying a gain error correction coefficient with the signal inputted at normal operation at all times. Thus, the S/N is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は,オーバーサンプルA/D変換器に関し,特に
オーバーサンプル符号器内部の1ビットD/A変換器の
ステップアンバランスによって生じる誤差の補正技術に
関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an oversampling A/D converter, and in particular to correction of errors caused by step imbalance of a 1-bit D/A converter inside an oversampling encoder. Regarding technology.

[従来の技術コ 従来,この種のオーバーサンプル符号器には,第2図に
示すような回路がある。同図に於で,21,23はアナ
ログ加算器.22.24はアナロク積分器,25は量子
化器26はディジタル遅延器,27.28は1ビットD
/A変換器である。
[Prior Art] Conventionally, this type of oversampling encoder includes a circuit as shown in FIG. In the same figure, 21 and 23 are analog adders. 22.24 is an analog integrator, 25 is a quantizer 26 is a digital delay device, 27.28 is a 1-bit D
/A converter.

この回路の入力信号,出力信号,及び,量子化器で加わ
る量子化雑音の2変換をそれぞれX(Z),y(z),
及び.Q(Z)表すと,入出力伝達特性は,2変換を用
いて Y(Z)−X(Z)+  (1−Z−’)  2 Q(
Z)・・・ (1) と表されることが知られている。
The two transformations of the input signal, output signal of this circuit, and quantization noise added by the quantizer are respectively X(Z), y(z),
as well as. Expressed as Q(Z), the input/output transfer characteristic is expressed as Y(Z)-X(Z)+ (1-Z-') 2 Q(
Z)... (1) It is known that it is expressed as.

({)式に於で.右辺第2項の係数 (1−Z−’)’は入力アナログ信号に比べてサンプリ
ング周波数を高くすることによって減衰量を十分大きく
できるため,量子化雑音の寄与(1−Z−’) 2Q(
Z)を極めて小さくすることができる。
({) in the expression. The coefficient (1-Z-')' of the second term on the right side can be attenuated sufficiently by increasing the sampling frequency compared to the input analog signal, so the contribution of quantization noise (1-Z-') 2Q(
Z) can be made extremely small.

従って、第3図に示すように.オーバーサンプル符号器
32に,折り返し歪除去用のプレフィルタ31及び高周
波量子化雑音を除去するディジタル低域通過フィルタと
組み合せることによって,高精度の符号化(A/D変換
)を行うことができる。
Therefore, as shown in Figure 3. By combining the oversampling encoder 32 with a prefilter 31 for removing aliasing distortion and a digital low-pass filter for removing high-frequency quantization noise, highly accurate encoding (A/D conversion) can be performed. .

この種の符号器はナイキスト周波数に比べ、サンプリン
グ周波数を非常に高くすることから,オーバーサンプル
符号器32と呼ばれる。この種の符号器は内部にディジ
タル信号をアナログ信号に変換する局部D/A変換器を
備えている。
This type of encoder is called an oversampled encoder 32 because the sampling frequency is much higher than the Nyquist frequency. This type of encoder is internally equipped with a local D/A converter that converts the digital signal into an analog signal.

また (1)式に示されるように量子化雑音Q (Z)
に( 1 − Z−’)の係数が掛かるものを雑音成形
型の符号器と呼ぶ。
Also, as shown in equation (1), the quantization noise Q (Z)
An encoder that multiplies (1 - Z-') by a coefficient is called a noise shaping type encoder.

一般にオーバーサンプル符号器は,予測型と雑音成形型
の2種類に大別される。(1〉式で表される様な雑音成
形型のオーバーサンプル符号器は予測型の符号器と比べ
ると,同じ精度を得るのに必要な符号器内部のD/A変
換器のビット数が小さくて良い(1ビットで良い)とい
う利点を持つ。
In general, oversampled encoders are broadly classified into two types: predictive type and noise shaping type. (Compared to a predictive encoder, a noise shaping type oversampled encoder as expressed in equation 1 requires a smaller number of bits in the D/A converter inside the encoder to obtain the same accuracy. It has the advantage that only 1 bit is required.

しかし,1ビットD/A変換器に於でもステップアンバ
ランスによって雑音を生じる。
However, even in a 1-bit D/A converter, noise occurs due to step imbalance.

[発明が解決しようとする課題コ しかしながら,上述した雑音成形型のオーバーサンプル
A/D変換器は,符号器内部の1ビットD/A変m器の
ステップアンバランスによって雑音を生じ,A/D変換
器のS/Nが劣化するという欠点を持つ。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned noise shaping type oversampled A/D converter generates noise due to step imbalance of the 1-bit D/A converter inside the encoder, and the A/D This has the disadvantage that the S/N of the converter deteriorates.

ここで第4図に,シュミレーションによって求めた入力
レベルと時間域のS/Nの関係を示す。
Here, FIG. 4 shows the relationship between the input level and the S/N in the time domain determined by simulation.

第4図に於で,○印は符号器内部が理想状態の時のS/
Nを示し,印は符号器内部の局部D/A変換器(第2図
中の28)に−1%のステップアンバランスを印加した
時のS/Nである。
In Fig. 4, the circle indicates S/ when the inside of the encoder is in an ideal state.
N is shown, and the mark is the S/N when -1% step imbalance is applied to the local D/A converter (28 in FIG. 2) inside the encoder.

また,第5図にS/N算出の定義(時間域評価)を示す
Furthermore, FIG. 5 shows the definition of S/N calculation (time domain evaluation).

第5図に於て51.ら3はディジタルフィルタ,52は
オーバーサンプル符号器である。
In Figure 5, 51. 3 is a digital filter, and 52 is an oversampling encoder.

尚,INは入力信号を示しX (nT>とする。第5図
に於で ■符号器52をスルー( through)とした場合
の出力をY+(nT)とする。
Incidentally, IN indicates an input signal, and it is assumed that X (nT>). In FIG.

■符号器52にディジタルフィルタを接続し,正常動作
させた場合の出力をV2(nT)とする。
(2) A digital filter is connected to the encoder 52, and the output when operating normally is set to V2 (nT).

とじ.時間域のS/Nの定義を次式とする。Binding. The definition of S/N in the time domain is as follows.

S/N− 第4図より,ステップアンバランス印加の時のS/Nが
入力レベルの高い所で著しく劣化しているのが判る。
S/N- From FIG. 4, it can be seen that the S/N when step imbalance is applied is significantly degraded at high input levels.

今回,シュミレーションによりステップアンバランス印
加の時に生じる雑音は,オフセット成分と,入力信号と
等しい周波数成分を持つ,線型なゲインエラーであるこ
とが確認された。
This time, simulations have confirmed that the noise that occurs when step imbalance is applied is a linear gain error that has an offset component and a frequency component that is equal to the input signal.

そこで本発明の技術的課題は、上記欠点に鑑みS/Hの
劣化を改善したオーバーサンプルA/D変換器を提供す
ることである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above drawbacks, it is a technical object of the present invention to provide an oversampling A/D converter that improves S/H deterioration.

[課題を解決するための手段コ 本発明によれば,入力アナログ信号をナイキストの周波
数の所定倍以上のクロツク信号でサンプリングしてディ
ジタル信号に変換するオーバーサンプル符号器と,前記
ディジタル信号の高周波或分を除去するディジタルフィ
ルタとを有するオーバーサンプルA/D変換器において
,前記オーバーサンプル符号器への入力を制御するスイ
ッチと,前記ディジタルフィルタ出力を入力とする帯域
通過フィルタと,前記帯域通過フィルタ出力を入力とす
る余波整流器と,該全波整流器出力を入力とする低域通
過フィルタと,該低域通過フィルタ出力と,基準信号と
を入力とする比較器と,前記比較器出力を入力とする補
正係数算出器と,該補正係数算出器出力である補正係数
と,前記ディジタルフィルタ出力とを掛算する乗算器と
を有することを特徴とするオーバーサンプルA/D変換
器が得られる。
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, there is provided an oversampling encoder that samples an input analog signal with a clock signal having a predetermined multiple of the Nyquist frequency or more and converts it into a digital signal; an oversampled A/D converter having a digital filter that removes a signal, a switch that controls the input to the oversampled encoder, a bandpass filter that receives the output of the digital filter as input, and an output of the bandpass filter. , a low-pass filter that receives the output of the full-wave rectifier as input, a comparator that receives the output of the low-pass filter and a reference signal as input, and a comparator that receives the output of the comparator as input. An oversampling A/D converter is obtained, which includes a correction coefficient calculator and a multiplier that multiplies the digital filter output by the correction coefficient output from the correction coefficient calculator.

即ち、本発明のオーバーサンプルA/D変換器は,符号
器内部の局部D/A変換器のステップアンバランスによ
って生じる線型なゲインエラーを補正するためにオーバ
ーサンプル符号器と後置きされるディジタルフィルタの
後に,ゲインエラーを補正するための手段を備えている
That is, the oversampled A/D converter of the present invention includes an oversampled encoder and a subsequent digital filter to correct linear gain errors caused by step imbalance of the local D/A converter inside the encoder. After that, means are provided for correcting the gain error.

換言すれば、本発明は,トレーニング期間を設けること
により,ゲインエラー補正係数を検出し,通常動作の時
に,そのゲインエラー補正係数に基づいて,S/Nの改
善を行うものと言える。
In other words, the present invention detects a gain error correction coefficient by providing a training period, and improves the S/N based on the gain error correction coefficient during normal operation.

[実施例コ 次に,本発明の実施例について図面を参照して説明する
[Embodiments] Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は,本発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

第1図に於で,1はスイッチ,2はオーバーサンプル符
号器,3はディジタルフィルタ,4は乗算器,5は帯域
通過フィルタ,6は余波整流器,7は低域通過フィルタ
,8は基準電圧,9は比較器,10は補正係数算出器で
ある。
In Figure 1, 1 is a switch, 2 is an oversampling encoder, 3 is a digital filter, 4 is a multiplier, 5 is a band pass filter, 6 is an aftereffect rectifier, 7 is a low pass filter, and 8 is a reference voltage. , 9 is a comparator, and 10 is a correction coefficient calculator.

まず,電源投入時にトレーニング期間を設けスイッチ1
はφの状態にある。この期間中,オーバーサンプル符号
器2の入力は基準信号8となる。
First, when the power is turned on, a training period is set and switch 1 is set.
is in the state φ. During this period, the input of the oversampled encoder 2 is the reference signal 8.

オーバーサンプル符号器2の出力はディジタルフィルタ
3で量子化雑音が抑圧された後,帯域通過フィルタ5に
入力される。
The output of the oversample encoder 2 is input to a band pass filter 5 after quantization noise is suppressed by a digital filter 3 .

帯域通過フィルタ5は,基準信号8の周波数戊分を中心
周波数として設定されており,従って帯域通過フィルタ
5の出力は基準信号のディジタル値となる。
The band-pass filter 5 is set to have the frequency fraction of the reference signal 8 as its center frequency, and therefore the output of the band-pass filter 5 becomes the digital value of the reference signal.

オーバーサンプル符号器2内部の局部D/A変換器にス
テップアンバランスのある場合には,先述した帯域通過
フィルタ5の出力であるディジタル値にゲインエラー成
分が含まれることになり,そのため,オーバーサンプル
符号器2に入力されたアナログ値と帯域通過フィルタ5
の出力であるディジタル値の値には,ゲインエラー分の
誤差があることになる。
If there is a step imbalance in the local D/A converter inside the oversampling encoder 2, the digital value that is the output of the bandpass filter 5 mentioned above will contain a gain error component, and therefore the oversampling Analog value input to encoder 2 and band pass filter 5
This means that the digital value that is the output of , has an error equal to the gain error.

帯域通過フィルタ59出力は全波整流器6,及び低域通
過フィルタ7を通過することによって,低域通過フィル
タ7の出力はゲインエラーを含む基準信号の振幅値Bと
なる。
The output of the band pass filter 59 passes through the full wave rectifier 6 and the low pass filter 7, so that the output of the low pass filter 7 becomes the amplitude value B of the reference signal including the gain error.

この振幅値は,基準信号の振幅値Aと共に,比較器9へ
入力され,Bに含まれるゲインエラーによる誤差が求め
られる。
This amplitude value is input to the comparator 9 together with the amplitude value A of the reference signal, and the error due to the gain error included in B is determined.

補正係数算出器10は,Bに含まれるゲインエA ラーの誤差分を補正するための補正係数H−一をB 蓄えることになる。The correction coefficient calculator 10 calculates the gain value A included in B. The correction coefficient H-1 for correcting the error of You will end up saving it.

ステップアンバランスによって生じるゲインエラーは,
線型なゲインエラーであるため,通常動作時に入力され
る信号に対して常にゲインエラー補正係数を乗算するこ
とによって符号器2内部で発生するゲインエラーは補正
されることになる。
The gain error caused by step imbalance is
Since it is a linear gain error, the gain error generated inside the encoder 2 is corrected by always multiplying the signal input during normal operation by the gain error correction coefficient.

第4図に入力信号37.5 kHZとした場合のシュミ
レーション結果を示す。
Figure 4 shows the simulation results when the input signal was 37.5 kHz.

同図中,Δ印がゲインエラー補正後のS/Nである。明
らかにステップアンバランス印加時に印まで劣化したS
/Nが前述の手順によってゲインエラーが補正されO印
の理想状態に近いS/Nとなることが判る。
In the figure, the mark Δ is the S/N after gain error correction. S clearly deteriorated to the mark when step imbalance was applied.
It can be seen that the gain error is corrected by the above procedure and the S/N becomes close to the ideal state indicated by O.

[発明の効果] 以上説明した様に,本発明は符号器内部の1ビットD/
A変換器のステップアンバランスによって生じる雑音に
トレーニング期間を設けることによってゲインエラー補
正係数を検出し,通常動作時に,常にゲインエラー補正
の乗算を行うことにより第4図に示されるようにS/N
の劣化を改善することができる。
[Effects of the Invention] As explained above, the present invention provides 1 bit D/D inside the encoder.
The gain error correction coefficient is detected by providing a training period for the noise caused by the step imbalance of the A converter, and the S/N is adjusted as shown in Figure 4 by constantly performing gain error correction multiplication during normal operation.
deterioration can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例のオーバーサンプルA/D変換
器の一実施例を示すブロック図,第2図は従来技術のオ
ーバーサンプル符号器の一例を示すブロック図,第3図
は従来技術のオーバーサンプル符号器を用いてA/D変
換器を構或する場合の全体構成図,第4図は雑音による
S/Nの劣化及び本発明による効果を示す。 第5図はS/Nの算出の定義の説明に供する図である。 第2図は,また第1図,第3図,及び第5図中のオーバ
ーサンプル符号器部分の詳細構或の一例ともなっていて
る。 第2図 第5図
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an oversampled A/D converter according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an example of a conventional oversampled encoder, and FIG. 3 is a block diagram showing an example of a conventional oversampled encoder. FIG. 4 is an overall block diagram of the case where an A/D converter is constructed using an oversampled encoder, and shows the deterioration of S/N due to noise and the effects of the present invention. FIG. 5 is a diagram for explaining the definition of S/N calculation. FIG. 2 also provides an example of the detailed structure of the oversampled encoder portion in FIGS. 1, 3, and 5. Figure 2 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)入力アナログ信号をナイキストの周波数の所定倍以
上のクロック信号でサンプリングしてディジタル信号に
変換するオーバーサンプル符号器と、前記ディジタル信
号の高周波成分を除去するディジタルフィルタとを有す
るオーバーサンプルA/D変換器において。前記オーバ
ーサンプル符号器への入力を制御するスイッチと、前記
ディジタルフィルタ出力を入力とする帯域通過フィルタ
と、前記帯域通過フィルタ出力を入力とする全波整流器
と、該全波整流器出力を入力とする低域通過フィルタと
、該低域通過フィルタ出力と基準信号とを入力とする比
較器と、前記比較器出力を入力とする補正係数算出器と
、該補正係数算出器出力である補正係数と前記ディジタ
ルフィルタ出力とを掛算する乗算器とを有することを特
徴とするオーバーサンプルA/D変換器。
1) An oversampling A/D that includes an oversampling encoder that samples an input analog signal using a clock signal that is a predetermined multiple of the Nyquist frequency or more and converts it into a digital signal, and a digital filter that removes high frequency components of the digital signal. In the converter. a switch that controls input to the oversampling encoder; a bandpass filter that receives the digital filter output; a full-wave rectifier that receives the band-pass filter output; and a full-wave rectifier that receives the output of the full-wave rectifier. a low-pass filter; a comparator that receives the output of the low-pass filter and the reference signal; a correction coefficient calculator that receives the output of the comparator; and a correction coefficient that is the output of the correction coefficient calculator; An oversampling A/D converter comprising: a multiplier that multiplies the output of a digital filter;
JP30773789A 1989-11-29 1989-11-29 Oversample a/d converter Pending JPH03169124A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30773789A JPH03169124A (en) 1989-11-29 1989-11-29 Oversample a/d converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30773789A JPH03169124A (en) 1989-11-29 1989-11-29 Oversample a/d converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03169124A true JPH03169124A (en) 1991-07-22

Family

ID=17972656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30773789A Pending JPH03169124A (en) 1989-11-29 1989-11-29 Oversample a/d converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03169124A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0454729A (en) * 1990-06-22 1992-02-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Analog/digital converter
JPH06224772A (en) * 1992-04-17 1994-08-12 Crystal Semiconductor Corp Method and equipment for calibrating multi-bit delta-sigma modulator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0454729A (en) * 1990-06-22 1992-02-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Analog/digital converter
JPH06224772A (en) * 1992-04-17 1994-08-12 Crystal Semiconductor Corp Method and equipment for calibrating multi-bit delta-sigma modulator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0890221B1 (en) Conversion of a pcm signal into a upwm signal
KR100276013B1 (en) Analog/digital converter
JP4890503B2 (en) Delta-sigma modulator
Kenney et al. Design of multibit noise-shaping data converters
US7379002B1 (en) Methods and apparatus for a multi-mode analog-to-digital converter
EP0484114A2 (en) Plural-order sigma-delta analog-to-digital converters using both single-bit and multiple-bit quantizers
KR100558481B1 (en) Delta-sigma modulator that can reduce quantization noise
US5838272A (en) Error correcting sigma-delta modulation decoding
US8314727B2 (en) Converter
IL97837A (en) Plural-order sigma-delta analog-to-digital converters using both single-bit and multiple-bit quantization
JP2001223590A (en) Device for applying noise shaping to pulse width modulation(pwm) signal and its method
JP2004510383A (en) Digital-to-analog converter using sigma-delta loop and feedback DAC model
JP3113277B2 (en) Method for cascading sigma-delta modulators and sigma-delta modulation system
US6295014B1 (en) System for processing one-bit audio signals
Hand et al. A non-uniform sampling ADC architecture with embedded alias-free asynchronous filter
KR100360631B1 (en) Decimation circuits and methods for providing substantially uniform magnitude responses and substantially linear phase responses and for filtering quantized signals
JPH03169124A (en) Oversample a/d converter
JPS6031315A (en) Second order delta sigma modulator
JP2744006B2 (en) Nonlinear A / D conversion circuit and non-linear A / D conversion method
TWI426713B (en) Range compression in oversampling analog-to-digital converters using differential input signals
US9077363B2 (en) Stochastic encoding in analog to digital conversion
FI74848C (en) Circuit device for voice transmission at a subscriber line.
KR102091752B1 (en) Converter and method for converting analog signal to digital signal by delta-sigma modulation and decimation
JPH02105634A (en) Oversampling a/d converter
TWI426716B (en) Range compression in oversampling analog-to-digital converters