JPH04138724A - D/a converter - Google Patents
D/a converterInfo
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- JPH04138724A JPH04138724A JP2261891A JP26189190A JPH04138724A JP H04138724 A JPH04138724 A JP H04138724A JP 2261891 A JP2261891 A JP 2261891A JP 26189190 A JP26189190 A JP 26189190A JP H04138724 A JPH04138724 A JP H04138724A
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Abstract
Description
本発明は、デジタル数値データ列をアナログ信号に変換
するD/A変換器に関する。The present invention relates to a D/A converter that converts a digital numerical data string into an analog signal.
デジタル化された音声データの再生、例えばコンパクト
ディスクの再生、デジタルオーディオチーブの再生、衛
星放送におけるPCM音声の再生にはD/A変換器が使
用される。
このとき、再生波形に含まれる方形波が原因で生じる量
子化ノイズを軽減するために、従来ではサンプリング周
波数の4倍、8倍の周波数でサンプリング処理を行うオ
ーバーサンプリング処理が行われる。
例えば、第8図はオーバーサンプリング比が1のときの
原信号波形AとD/A変換後の波形Bを示す図、第9図
はオーバーサンプリング比が4のときの原波形AとD/
A変換後の波形Bを示す図である。
更に、第10図はそのD/A変換方法の説明図であり、
a−b−cの曲線は再生されるべき原信号波形を示すが
、例えばサンプリング時点t1の振幅aは次のサンプリ
ング時点t2まで一定の値に保持されるので、出力波形
は矩形波の集合したものになる。つまり、サンプリング
点を増大、好ましくは無限にすれば原波形と一致する。
このような原理に基づき、従来では高次のオーバーサン
プリングにより、見かけ上のデータのサンプリング間隔
を短くして、方形波成分を細かくすることにより、その
量子化ノイズ成分をより高い周波数帯域に移し、ノイズ
の除去を容易にしている。A D/A converter is used to reproduce digitized audio data, for example, to reproduce compact discs, digital audio chips, and PCM audio in satellite broadcasting. At this time, in order to reduce quantization noise caused by the square wave included in the reproduced waveform, oversampling processing is conventionally performed in which sampling processing is performed at a frequency four times or eight times the sampling frequency. For example, Fig. 8 shows the original signal waveform A and the waveform B after D/A conversion when the oversampling ratio is 1, and Fig. 9 shows the original signal waveform A and D/D when the oversampling ratio is 4.
It is a figure which shows the waveform B after A conversion. Furthermore, FIG. 10 is an explanatory diagram of the D/A conversion method,
The curve a-b-c shows the original signal waveform to be reproduced. For example, the amplitude a at sampling time t1 is held at a constant value until the next sampling time t2, so the output waveform is a collection of rectangular waves. Become something. In other words, if the sampling points are increased, preferably infinite, the waveform will match the original waveform. Based on this principle, conventional methods use high-order oversampling to shorten the apparent data sampling interval, make the square wave component finer, and move the quantization noise component to a higher frequency band. This makes it easy to remove noise.
ところが、オーバーサンプリングを高次化すると、回路
の動作スピードをより高速化する必要があり、例えばオ
ーバーサンプリングを2倍にすると回路スピードも2倍
にする必要がある。
しかし、このことは回路の内部ノイズを発生させ、量子
化ノイズ軽減とトレードオフの関係が生じてしまう。
本発明は、このような点を解決し、オーバサンプリング
レートを上げることなく、量子化ノイズを軽減したD/
A変換器を提供るすことである。However, increasing the level of oversampling requires increasing the operating speed of the circuit. For example, doubling the oversampling requires doubling the circuit speed. However, this generates internal noise in the circuit, creating a trade-off relationship with quantization noise reduction. The present invention solves these problems and provides a D/R with reduced quantization noise without increasing the oversampling rate.
The purpose of the present invention is to provide an A converter.
このために本発明は、あるサンプリング点のデジタルデ
ータとその次のサンプリング点のデジタルデータとの差
を算出して両サンプリング点間の傾斜データを演算する
差分演算回路と、該演算回路で得られるデジタルデータ
により加算電流値が制御される電流加算型D/A変換回
路とを具備するように構成した。To this end, the present invention provides a difference calculation circuit that calculates the difference between digital data of a certain sampling point and digital data of the next sampling point and calculates slope data between both sampling points, and The present invention is configured to include a current addition type D/A conversion circuit whose addition current value is controlled by digital data.
差分演算回路において得られた傾斜直線データにより電
流加算型D/A変換回路が制御されるので、傾斜データ
に対応して隣接するサンプリング点の間のデータがリニ
アに補間され、矩形波でなくリニアな波形が得られ、ノ
イズが軽減される。Since the current addition type D/A conversion circuit is controlled by the slope linear data obtained in the difference calculation circuit, the data between adjacent sampling points is linearly interpolated according to the slope data, and the data is not a rectangular wave but a linear wave. This allows you to obtain a more accurate waveform and reduce noise.
以下、本発明の実施例について説明する。第1図は本発
明の一実施例の構成を示すブロック図である。1は衛星
放送、CD等のソースにより異なるデータ形式のデジタ
ルデータを特定のビットの共通のデジタルデータに編集
するデータ復調回路、2はその復調回路1で得られる1
個のデジタルデータを一時保持する一時保持回路、3は
現在のデジタルデータと1サンプリング前のデジタルー
タとを比較しその差分(振幅差)を演算して、振幅差に
対応する傾きで直線的に連続的に変化する傾斜デジルデ
ータを出力すると共にその傾斜の向きを示すサインデー
タを出力する差分演算回路、4はその差分演算回路3か
ら出力する傾斜デジタルデータによって加算電流値を変
化させる電流加算型D/A変換回路、5はその電流加算
型D/A変換回路4から出力する信号から高周波成分を
除去するLPFである。
この結果、本実施例では、例えば第2図に示すように、
あるサンプリング点t1のデータ(振幅)がaで次のサ
ンプリング点t2のデータがbの場合には、差分演算回
路3において、サンプリング点t2のデータbをデータ
復調回路1から取り込む際に、その直前のサンプリング
点t1のデータaを一時保持回路2から同時に取り込ん
で、両者のデータの差分(b −a )から傾斜[(b
−a)/(t2−tl)]およびその傾斜の正負(上向
きか下向きか)を演算する。そして、この演算に基づき
、データaからbにいたる直線11上の各点のデジタル
データ(傾斜デジタルデータ)を得る。この各点のデー
タはサンプリング点t1〜t2の間の分割数を多くする
ほど分解能が上がる。
実際には、はぼ連続的にその直線Ill上のデータを作
成して、連続的に出力する。この結果、得られる直線l
のデータは、サンプリング点が変化する毎にその傾きが
変化する場合があるが、隣接サンプリング点の間では連
続するデータ変化となる。
そして、この連続するデータ変化に応じて電流加算型D
/A変換回路4で加算電流が制御されD/A変換が行わ
れる。
第3図はこの電流加算型D/A変換回路4の具体的な回
路を示す図である。ここでは8゜ビットの例を示してい
る。11〜18はデジタルデータ入力端子であり、正側
(左側)ではサイン信号でゲートが制御されるナントゲ
ート19〜26に入力し、負側(右側)ではサイン信号
をインバータ27で反転した信号でゲートが制御される
ノアゲート28〜35にインバータ36〜43を介して
入力している。44〜51はPMO8T (Pチャンネ
ルMO8FET)であり、ソースが共通に電源VA+に
、ドレインが共通に出力端子52に接続されている。ま
た、53〜60はNMO8T (NチャンネルMO8F
ET)であり、ソースが共通に電源VA−に、ドレイン
が共通に出力端子52に接続されている。61はコンデ
ンサ、62は抵抗であり、出力回路を構成する。
そして、PMOS T 44〜51はPMOS T 4
4からPMO8T51にかけて、その導通抵抗がPMO
8T44をRとすると、PMO8T45が(−(7)R
/2、PMO8T46がR/4、PMO5T47がR/
8、PMO8T48がR/16、PMO8T49がR/
32、PMOS T 50カR/64、PMO8T51
がR/128となる。つまり電流値が、1倍、2倍、4
倍、8倍、16倍、32倍、64倍、128倍となるよ
うに重みっけが行われている。これは他方のNMO3T
53〜60についても同様である。
このD/A変換回路4では、正のデジタルデータが入力
端子11〜18に入力する際にはサイン信号がレベルH
となり、ナントゲート19〜26が開いて、入力端子1
1〜18に人力するデジタルデータの内のレベルHに対
応するゲートの出力がレベルLとなり、PMO3T44
〜51の対応するものが導通して、そのとき電源VA+
から導通しているPMO8Tを経由して吐き出されるの
電流が加算され、コンデンサ61、抵抗62で電圧信号
に変換され出力端子52に所定の値の正の電圧として取
り出される。
負のデジタルデータが入力端子11〜18に入力する際
にはサイン信号がレベルLとなり、ノアゲート28〜3
5が開いて、入力端子11〜18に人力するデジタルデ
ータの内のレベルLに対応するゲートの出力がレベルH
となり、NMOS T53〜60の対応するものが導通
して、そのとき電源VA−に導通しているNMO8Tを
経由して吸い込まれる電流が加算され、コンデンサ61
、抵抗62で電圧信号に変換され出力端子52に所定の
値の負の電圧として取り出される。
以上から、第2図のa点からb点についてみれば、その
直線11の波形は、サイン信号がレベルHとなり、サン
プリング点t1〜t2の間を、差分演算回路3の処理に
より得られた傾斜デジタルデータDO〜D7が連続的に
変化することにより、得られる。
第4図〜第7図は本実施例と従来例の実験結果の波形を
示す図である。第4図は原波形であり、これをA/D変
換して得たデジタルデータを基にして、D/A変換した
ものを第5図〜第7図に示したものである。
まず、第5図は本実施例の結果を示す図であり、(a)
はそのD/A変換変換波形図、(b)はノイズ成分を示
す波形図である。これに対し第6図は従来例のオーバサ
ンプリンク比が1の場合を示す図であり、(a)はその
D/A変換変換波形図、(b)はノイズ成分を示す波形
図である。ここではノイズ成分のレベルか大きくなって
いる。第7図は従来のオーバーサンプリング比が4倍の
場合を示す図であり、(a)はそのD/A変換変換波形
図、(b)はそのノイズ成分を示す波形図である。この
例でもノイズ成分のレベルが高くなっている。
このように、本実施例のD/A変換によれば、ノイズ成
分レベルが大幅に低減されることが分かる。
なお、上記した実施例では一時保持回路2に1個のサン
プリング点のデータのみを保持する場合について説明し
たが、隣接する2個以上のサンプリング点のデータを保
持することもできる。この場合は、現在のサンプリング
点とその直前のサンプリング点の間データ補間を、過去
の複数のサンプリング点のデータから予測して直線では
なく曲線で行うことができ、原信号の波形に近づけるこ
とができる。
また、上記実施例では正方向と負方向に変化する信号を
扱った場合を説明したが、−刃側のみで変化する信号の
場合には、PMO8T44〜51又はNMO3T53〜
60があればよ(、ゲート19〜26.28〜35、イ
ンバータ27.36〜43等は不要である。
【発明の効果]
以上のように本発明によれば、サンプリングデ−夕闇を
リニアに補間するので、オーバーサンプリング比を上げ
なくとも、充分なノイズ低減を実現できるという利点が
ある。Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. 1 is a data demodulation circuit that edits digital data in different data formats depending on sources such as satellite broadcasting and CDs into common digital data of specific bits; 2 is a data demodulation circuit 1 obtained by the demodulation circuit 1;
3 is a temporary holding circuit that temporarily holds digital data of A difference calculation circuit that outputs continuously changing slope digital data and also outputs sign data indicating the direction of the slope; 4 is a current addition type D that changes the added current value according to the slope digital data output from the difference calculation circuit 3; The /A conversion circuit 5 is an LPF that removes high frequency components from the signal output from the current addition type D/A conversion circuit 4. As a result, in this example, as shown in FIG. 2, for example,
If the data (amplitude) at a certain sampling point t1 is a and the data at the next sampling point t2 is b, in the difference calculation circuit 3, when taking in the data b at the sampling point t2 from the data demodulation circuit 1, The data a at the sampling point t1 is simultaneously taken in from the temporary holding circuit 2, and the slope [(b
-a)/(t2-tl)] and the sign (upward or downward direction) of its slope is calculated. Based on this calculation, digital data (gradient digital data) of each point on the straight line 11 from data a to data b is obtained. The resolution of the data at each point increases as the number of divisions between sampling points t1 and t2 increases. In reality, data on the straight line Ill is created almost continuously and output continuously. As a result, the obtained straight line l
The slope of the data may change each time the sampling point changes, but the data changes continuously between adjacent sampling points. Then, according to this continuous data change, the current adding type D
The addition current is controlled by the /A conversion circuit 4 and D/A conversion is performed. FIG. 3 is a diagram showing a specific circuit of this current addition type D/A conversion circuit 4. In FIG. Here, an example of 8° bits is shown. 11 to 18 are digital data input terminals. On the positive side (left side), the gates are input to Nantes gates 19 to 26 whose gates are controlled by a sine signal, and on the negative side (right side), a signal obtained by inverting the sine signal with an inverter 27 is input. The signals are input via inverters 36 to 43 to NOR gates 28 to 35 whose gates are controlled. 44 to 51 are PMO8Ts (P-channel MO8FETs) whose sources are commonly connected to the power supply VA+, and whose drains are commonly connected to the output terminal 52. Also, 53 to 60 are NMO8T (N channel MO8F
ET), whose sources are commonly connected to the power supply VA-, and whose drains are commonly connected to the output terminal 52. 61 is a capacitor, 62 is a resistor, and constitutes an output circuit. And PMOS T44-51 are PMOS T4
4 to PMO8T51, its conduction resistance is PMO
If 8T44 is R, PMO8T45 is (-(7)R
/2, PMO8T46 is R/4, PMO5T47 is R/
8. PMO8T48 is R/16, PMO8T49 is R/
32, PMOS T 50ka R/64, PMO8T51
becomes R/128. In other words, the current value is 1x, 2x, 4
The weights are set to be 1x, 8x, 16x, 32x, 64x, and 128x. This is the other NMO3T
The same applies to 53-60. In this D/A conversion circuit 4, when positive digital data is input to the input terminals 11 to 18, the sine signal is at level H.
Then, Nantes gates 19 to 26 open and input terminal 1
The output of the gate corresponding to level H of the digital data manually input to 1 to 18 becomes level L, and PMO3T44
The corresponding one of ~51 becomes conductive, and then the power supply VA+
The currents discharged from the PMO 8T via the conductive PMO 8T are added, converted into a voltage signal by a capacitor 61 and a resistor 62, and outputted to an output terminal 52 as a positive voltage of a predetermined value. When negative digital data is input to the input terminals 11 to 18, the sine signal becomes level L, and the NOR gates 28 to 3
5 is opened, and the output of the gate corresponding to level L of the digital data input to input terminals 11 to 18 becomes level H.
Then, the corresponding ones of NMOS T53 to T60 conduct, and the current sucked through NMO8T, which is conductive to the power supply VA- at that time, is added, and the capacitor 61
, is converted into a voltage signal by the resistor 62, and taken out as a negative voltage of a predetermined value at the output terminal 52. From the above, from point a to point b in FIG. It is obtained by continuously changing the digital data DO to D7. 4 to 7 are diagrams showing waveforms of experimental results of this embodiment and the conventional example. FIG. 4 shows the original waveform, and based on the digital data obtained by A/D converting this, the D/A converted waveforms are shown in FIGS. 5 to 7. First, FIG. 5 is a diagram showing the results of this example, (a)
is a waveform diagram of the D/A conversion, and (b) is a waveform diagram showing noise components. On the other hand, FIG. 6 is a diagram showing a conventional example in which the oversampling link ratio is 1, in which (a) is a D/A conversion waveform diagram, and (b) is a waveform diagram showing noise components. Here, the level of the noise component has increased. FIG. 7 is a diagram showing a conventional case where the oversampling ratio is 4 times, in which (a) is a D/A conversion waveform diagram, and (b) is a waveform diagram showing its noise component. In this example as well, the level of the noise component is high. As described above, it can be seen that the D/A conversion of this embodiment significantly reduces the noise component level. In the above-described embodiment, a case has been described in which only data of one sampling point is held in the temporary holding circuit 2, but it is also possible to hold data of two or more adjacent sampling points. In this case, data interpolation between the current sampling point and the sampling point immediately before it can be predicted from the data of multiple past sampling points and can be performed using a curve instead of a straight line, making it possible to approximate the waveform of the original signal. can. In addition, in the above embodiment, a case was explained in which a signal that changes in the positive direction and a negative direction is handled, but in the case of a signal that changes only on the -blade side, PMO8T44~51 or NMO3T53~
60 (gates 19 to 26, 28 to 35, inverters 27, 36 to 43, etc. are not required.) [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the sampling date - dusk can be made linear. Since interpolation is performed, there is an advantage that sufficient noise reduction can be achieved without increasing the oversampling ratio.
第1図は本発明の一実施例のD/A変換器のブロック図
、第2図は本発明のD/A変換作用の説明図、第3図は
電流加算型D/A変換回路の回路図、第4図はA/D変
換前の原信号の波形図、第5図(Jl)は第4図の原信
号をA/D変換したものをD/A変換した波形図、(b
)はその際のノイズ波形図、第6図(a)は第4図の原
信号をA/D変換したものを従来の方法でオーバサンプ
リング比1でD/A変換した波形図、−)はその際のノ
イズ波形図、第7図(Jl)は第4図の原信号をA/D
変換したものを従来の方法でオーバサンプリング比4で
D/A変換した波形図、(b)はその際のノイズ波形図
、第8図は従来のD/A変換の説明図、第9図と第10
図は従来のオーバーサンプリングによるD/A変換の説
明図である。
代理人 弁理士 長 尾 常 間
第1
図
第2
図
!
ime
第3
図
ttme
第4
図
第
図
(a)
f 2f 3f 14f。
Sfo6f。
第6
図
(a)
ime
(b)
fo2fo3fo旬fo5fo6[。
第7
図
(a)
−t i me
11fllFig. 1 is a block diagram of a D/A converter according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram of the D/A conversion function of the present invention, and Fig. 3 is a circuit diagram of a current addition type D/A converter circuit. Figure 4 is a waveform diagram of the original signal before A/D conversion, Figure 5 (Jl) is a waveform diagram after A/D conversion of the original signal in Figure 4, and (b
) is the noise waveform diagram at that time, Figure 6(a) is the waveform diagram obtained by A/D converting the original signal in Figure 4 using the conventional method with an oversampling ratio of 1, and -) is the waveform diagram obtained by A/D converting the original signal in Figure 4. The noise waveform diagram at that time, Figure 7 (Jl), is the original signal of Figure 4, which is A/D.
The converted waveform is D/A converted using the conventional method with an oversampling ratio of 4. (b) is a noise waveform diagram at that time. Fig. 8 is an explanatory diagram of conventional D/A conversion. Fig. 9 and 10th
The figure is an explanatory diagram of D/A conversion using conventional oversampling. Agent Patent Attorney Tsunema Nagao Figure 1 Figure 2! ime Figure 3 ttme Figure 4 Figure (a) f 2f 3f 14f. Sfo6f. Figure 6 (a) ime (b) fo2fo3foshunfo5fo6[. Figure 7 (a) -t i me 11fll
Claims (1)
A変換器において、 あるサンプリング点のデジタルデータとその次のサンプ
リング点のデジタルデータとの差を算出して両サンプリ
ング点間の傾斜データを演算する差分演算回路と、該演
算回路で得られるデジタルデータにより加算電流値が制
御される電流加算型D/A変換回路とを具備することを
特徴とするD/A変換器。(1), D/ that converts digital data to analog signals
In the A converter, there is a difference calculation circuit that calculates the difference between the digital data of a certain sampling point and the digital data of the next sampling point and calculates the slope data between both sampling points, and the digital data obtained by the calculation circuit. A D/A converter comprising: a current addition type D/A conversion circuit in which an addition current value is controlled by.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2261891A JPH04138724A (en) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | D/a converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2261891A JPH04138724A (en) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | D/a converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04138724A true JPH04138724A (en) | 1992-05-13 |
Family
ID=17368204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2261891A Pending JPH04138724A (en) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | D/a converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04138724A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016524385A (en) * | 2013-05-17 | 2016-08-12 | タレス | Analog signal generation system |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP2261891A patent/JPH04138724A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016524385A (en) * | 2013-05-17 | 2016-08-12 | タレス | Analog signal generation system |
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