JPH04245717A - D/aコンバータのdcオフセットキャリブレーション方法とd/aコンバータのdcオフセットキャリブレーションシステム - Google Patents
D/aコンバータのdcオフセットキャリブレーション方法とd/aコンバータのdcオフセットキャリブレーションシステムInfo
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- JPH04245717A JPH04245717A JP3205742A JP20574291A JPH04245717A JP H04245717 A JPH04245717 A JP H04245717A JP 3205742 A JP3205742 A JP 3205742A JP 20574291 A JP20574291 A JP 20574291A JP H04245717 A JPH04245717 A JP H04245717A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M3/00—Conversion of analogue values to or from differential modulation
- H03M3/30—Delta-sigma modulation
- H03M3/38—Calibration
- H03M3/382—Calibration at one point of the transfer characteristic, i.e. by adjusting a single reference value, e.g. bias or gain error
- H03M3/384—Offset correction
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M3/00—Conversion of analogue values to or from differential modulation
- H03M3/30—Delta-sigma modulation
- H03M3/50—Digital/analogue converters using delta-sigma modulation as an intermediate step
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、D/AコンバータのD
Cオフセットキャリブレーション方法とD/Aコンバー
タのDCオフセットキャリブレーションシステムに関す
るものである。
Cオフセットキャリブレーション方法とD/Aコンバー
タのDCオフセットキャリブレーションシステムに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】ディジタルオーディオとテレコミュニケ
ーションの分野において、高精度,高分解能のディジタ
ルアナログ変換技術は、アナログ回路技術の主要技術の
1つになっている。従来、高分解能DACにはトリミン
グを行う重付け回路網法や多重積分法が利用されている
。重付け回路網ではレーザーで重付け回路をトリミング
したり、また、ダイナミックエレメントマッチングある
いは読み出し専用メモリ(ROM)を利用した方法が必
要である。これは、重付け回路網のデバイスマッチング
許容誤差が変換精度に大きく依存するためである。典型
的には、トリミングなしの重付け回路網では14ビット
の変換精度しか得ることができないのに対し、トリミン
グすると15ビット以上の変換精度を得ることができる
。一方、多重積分型の回路においては、積分器,サンプ
ルホールド回路、および電流源が必要で、それらは比較
的高い精度を持つ高速度の素子でなければならない。 この技術を使った高分解能のDACは、典型的にはバイ
ポーラ技術を用いたトランジスタのベースインピーダン
スを通して、サンプリング時に充電され、サンプルコン
デンサに蓄えられた電荷がリークするため、実現が困難
である。
ーションの分野において、高精度,高分解能のディジタ
ルアナログ変換技術は、アナログ回路技術の主要技術の
1つになっている。従来、高分解能DACにはトリミン
グを行う重付け回路網法や多重積分法が利用されている
。重付け回路網ではレーザーで重付け回路をトリミング
したり、また、ダイナミックエレメントマッチングある
いは読み出し専用メモリ(ROM)を利用した方法が必
要である。これは、重付け回路網のデバイスマッチング
許容誤差が変換精度に大きく依存するためである。典型
的には、トリミングなしの重付け回路網では14ビット
の変換精度しか得ることができないのに対し、トリミン
グすると15ビット以上の変換精度を得ることができる
。一方、多重積分型の回路においては、積分器,サンプ
ルホールド回路、および電流源が必要で、それらは比較
的高い精度を持つ高速度の素子でなければならない。 この技術を使った高分解能のDACは、典型的にはバイ
ポーラ技術を用いたトランジスタのベースインピーダン
スを通して、サンプリング時に充電され、サンプルコン
デンサに蓄えられた電荷がリークするため、実現が困難
である。
【0003】また、オーバーサンプリング変換法を利用
したDAC技術が新しく注目されるようになった。この
技術はディジタルフィルタを用いた公知のオーバーサン
プリングノイズシェーピング法とともに、デルタシグマ
変調器を使用している。典型的には、補間フィルタがサ
ンプリングレートを増加させるために用いられ、フィル
タは全ての繰り返し成分とFs/2以上にある量子化ノ
イズを取り除く。Fsは入力のサンプリング周波数であ
る。補間フィルタの出力はオーバーサンプリングされた
出力を生成するため、サンプルホールド回路を通して処
理される。補間フィルタがサンプリングレートを8倍に
し、サンプルホールド回路でさらに8倍にした場合、全
体で64倍のオーバーサンプリングになる。デルタシグ
マ変調器は補間フィルタとサンプルホールド回路を通っ
た出力を受け、このオーバーサンプリングされた信号を
1ビットデータストリームに変換する。この1ビット出
力は2つのアナログレベルだけしかないDACを制御す
る。従って、本質的に線形である。この信号はそのあと
アナログローパスフィルタに入力される。
したDAC技術が新しく注目されるようになった。この
技術はディジタルフィルタを用いた公知のオーバーサン
プリングノイズシェーピング法とともに、デルタシグマ
変調器を使用している。典型的には、補間フィルタがサ
ンプリングレートを増加させるために用いられ、フィル
タは全ての繰り返し成分とFs/2以上にある量子化ノ
イズを取り除く。Fsは入力のサンプリング周波数であ
る。補間フィルタの出力はオーバーサンプリングされた
出力を生成するため、サンプルホールド回路を通して処
理される。補間フィルタがサンプリングレートを8倍に
し、サンプルホールド回路でさらに8倍にした場合、全
体で64倍のオーバーサンプリングになる。デルタシグ
マ変調器は補間フィルタとサンプルホールド回路を通っ
た出力を受け、このオーバーサンプリングされた信号を
1ビットデータストリームに変換する。この1ビット出
力は2つのアナログレベルだけしかないDACを制御す
る。従って、本質的に線形である。この信号はそのあと
アナログローパスフィルタに入力される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】オーバーサンプリング
ノイズシェイピング法を高分解能DACとともに用いた
場合、2つの問題が認識されている。それはDCオフセ
ットと位相の線形性である。DACのディジタル部は補
間フィルタ,サンプルホールド回路、およびデルタシグ
マ変換器を備えており、位相が実質的に線形になるよう
に設計することができ、DCオフセットを与えることも
できる。しかしながら、DACシステムのアナログ部が
実現されると、すなわち、アナログローパスフィルタが
実現されると、付加的なDCオフセットがシステムに現
れ、さらに位相特性の非線形性が現れる。アナログ部の
DCオフセットと位相応答の非線形性を除去することは
非常に困難である。ディジタルオーディオのようなアプ
リケーションでは、このDCオフセットと位相特性の非
線形性は可聴であり、オーディオの高品質を悪化させる
。以上の点に鑑み、DACシステムにおいて、組み合わ
せられたディジタルとアナログ部に対してDCオフセッ
トをキャリブレーションする方法を提供し、システム全
体に対して位相の線形性をもつDACシステムを提供す
ることが望ましい。
ノイズシェイピング法を高分解能DACとともに用いた
場合、2つの問題が認識されている。それはDCオフセ
ットと位相の線形性である。DACのディジタル部は補
間フィルタ,サンプルホールド回路、およびデルタシグ
マ変換器を備えており、位相が実質的に線形になるよう
に設計することができ、DCオフセットを与えることも
できる。しかしながら、DACシステムのアナログ部が
実現されると、すなわち、アナログローパスフィルタが
実現されると、付加的なDCオフセットがシステムに現
れ、さらに位相特性の非線形性が現れる。アナログ部の
DCオフセットと位相応答の非線形性を除去することは
非常に困難である。ディジタルオーディオのようなアプ
リケーションでは、このDCオフセットと位相特性の非
線形性は可聴であり、オーディオの高品質を悪化させる
。以上の点に鑑み、DACシステムにおいて、組み合わ
せられたディジタルとアナログ部に対してDCオフセッ
トをキャリブレーションする方法を提供し、システム全
体に対して位相の線形性をもつDACシステムを提供す
ることが望ましい。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、DCオフセ
ットキャリブレーションシステムは、デジタル入力信号
を受け、デジタル入力信号の値に応じたアナログレベル
を有するアナログ出力信号を出力するD/Aコンバータ
を含む。オフセット回路はあるデジタル入力値に対する
アナログレベルをオフセット値だけオフセットするもの
である。キャリブレーション回路はキャリブレーション
信号の発生に応答してオフセット値を決定するものであ
る。オフセット信号は、デジタル入力端子の予め定めた
デジタル入力値により予め定めたアナログ出力値が出力
されるように、キャリブレーション回路により設定され
ている。
ットキャリブレーションシステムは、デジタル入力信号
を受け、デジタル入力信号の値に応じたアナログレベル
を有するアナログ出力信号を出力するD/Aコンバータ
を含む。オフセット回路はあるデジタル入力値に対する
アナログレベルをオフセット値だけオフセットするもの
である。キャリブレーション回路はキャリブレーション
信号の発生に応答してオフセット値を決定するものであ
る。オフセット信号は、デジタル入力端子の予め定めた
デジタル入力値により予め定めたアナログ出力値が出力
されるように、キャリブレーション回路により設定され
ている。
【0006】本発明の実施態様では、キャリブレーショ
ン回路はデジタル入力端子の予め定めたデジタル値入力
を有するアナログ出力信号をサンプリングしてオフセッ
ト値を決定し、アナログ出力信号が予め定めたアナログ
出力値を実質的に等しくなるまで、オフセット値を変化
させている。オフセット値はデジタル値で、オフセット
レジスタに格納されている。加算点はD/Aコンバータ
の入力端子に設けてあり、デジタル入力信号とオフセッ
トレジスタの出力を受けるようになっている。
ン回路はデジタル入力端子の予め定めたデジタル値入力
を有するアナログ出力信号をサンプリングしてオフセッ
ト値を決定し、アナログ出力信号が予め定めたアナログ
出力値を実質的に等しくなるまで、オフセット値を変化
させている。オフセット値はデジタル値で、オフセット
レジスタに格納されている。加算点はD/Aコンバータ
の入力端子に設けてあり、デジタル入力信号とオフセッ
トレジスタの出力を受けるようになっている。
【0007】本発明の他の実施態様では、キャリブレー
ション回路はD/Aコンバータの入力を実質的にゼロデ
ジタル入力値にするものである。D/Aコンバータの出
力はサンプリングされ、オフセットレジスタのオフセッ
ト値はアナログ出力値が実質的にゼロになるまで変化さ
れている。イネーブルおよびデイスエーブル状態にでき
るアンプは、D/Aコンバータのアナログ出力をアナロ
グ出力パッドから分離するものである。スイッチはキャ
リブレーション中、アナログ出力パッドを予め定めた電
圧にするものである。
ション回路はD/Aコンバータの入力を実質的にゼロデ
ジタル入力値にするものである。D/Aコンバータの出
力はサンプリングされ、オフセットレジスタのオフセッ
ト値はアナログ出力値が実質的にゼロになるまで変化さ
れている。イネーブルおよびデイスエーブル状態にでき
るアンプは、D/Aコンバータのアナログ出力をアナロ
グ出力パッドから分離するものである。スイッチはキャ
リブレーション中、アナログ出力パッドを予め定めた電
圧にするものである。
【0008】本発明のさらに他の実施態様では、補間フ
ィルタはD/Aコンバータのサンプリング周波数を増加
し、補間されたデジタル値を、デルタシグマ変調器に出
力するものである。デルタシグマ変調器からの1ビット
デジタルストリームは1ビットDACに入力されている
。アナログローパスフィルタは1ビットDACをフィル
タリングし、アナログ値を出力するものである。
ィルタはD/Aコンバータのサンプリング周波数を増加
し、補間されたデジタル値を、デルタシグマ変調器に出
力するものである。デルタシグマ変調器からの1ビット
デジタルストリームは1ビットDACに入力されている
。アナログローパスフィルタは1ビットDACをフィル
タリングし、アナログ値を出力するものである。
【0009】本発明は、デジタル入力端子にデジタル入
力信号を受け、該デジタル入力信号のデジタル値に相当
するアナログ出力レベルを有するアナログ出力信号を出
力するD/Aコンバータと、前記デジタル入力端子のデ
ジタル入力値に対してオフセット値だけ前記アナログ出
力レベルを変化させるオフセット回路と、キャリブレー
ション信号の発生に応答して、前記デジタル入力端子に
予め定めたデジタル入力値により予め定められたアナロ
グ出力値が出力されるように前記オフセット値を決定し
、設定するキャリブレーション回路とを備えたことを特
徴とする。
力信号を受け、該デジタル入力信号のデジタル値に相当
するアナログ出力レベルを有するアナログ出力信号を出
力するD/Aコンバータと、前記デジタル入力端子のデ
ジタル入力値に対してオフセット値だけ前記アナログ出
力レベルを変化させるオフセット回路と、キャリブレー
ション信号の発生に応答して、前記デジタル入力端子に
予め定めたデジタル入力値により予め定められたアナロ
グ出力値が出力されるように前記オフセット値を決定し
、設定するキャリブレーション回路とを備えたことを特
徴とする。
【0010】D/AコンバータのDCオフセットキャリ
ブレーションシステムにおいて、キャリブレーション回
路はキャリブレーション信号の発生に応じてオフセット
値を決定することを特徴とする。
ブレーションシステムにおいて、キャリブレーション回
路はキャリブレーション信号の発生に応じてオフセット
値を決定することを特徴とする。
【0011】オフセット回路は、D/Aコンバータの入
力端子に配置され、デジタル入力信号が印加されるデジ
タル加算点と、オフセット値をデジタル値として格納し
、その出力を前記加算点の第2入力端子に入力するオフ
セットレジスタとを備えたことを特徴とする。
力端子に配置され、デジタル入力信号が印加されるデジ
タル加算点と、オフセット値をデジタル値として格納し
、その出力を前記加算点の第2入力端子に入力するオフ
セットレジスタとを備えたことを特徴とする。
【0012】キャリブレーション回路は、デジタル入力
信号を予め定めたキャリブレーションデジタル入力信号
にする手段と、前記予め定めたキャリブリレーションデ
ジタル入力信号が前記D/Aコンバータに入力されると
、D/Aコンバータのアナログ信号のレベルをサンプリ
ングするサンプリング回路と、前記予め定めたキャリブ
レーションデジタル入力信号が前記D/Aコンバータに
入力されると、前記アナログ出力信号のレベルが予め定
めたキャリブレーションアナログ出力信号に等しくなる
まで、前記オフセットレジスタのオフセット値を変化さ
せるレジスタ制御回路とを備えたことを特徴とする。
信号を予め定めたキャリブレーションデジタル入力信号
にする手段と、前記予め定めたキャリブリレーションデ
ジタル入力信号が前記D/Aコンバータに入力されると
、D/Aコンバータのアナログ信号のレベルをサンプリ
ングするサンプリング回路と、前記予め定めたキャリブ
レーションデジタル入力信号が前記D/Aコンバータに
入力されると、前記アナログ出力信号のレベルが予め定
めたキャリブレーションアナログ出力信号に等しくなる
まで、前記オフセットレジスタのオフセット値を変化さ
せるレジスタ制御回路とを備えたことを特徴とする。
【0013】キャリブレーション回路において、予め定
めたキャリブレーションデジタル入力信号は実質的にゼ
ロであり、予め定めたキャリブレーションアナログ出力
信号は実質的にゼロであることを特徴とする。
めたキャリブレーションデジタル入力信号は実質的にゼ
ロであり、予め定めたキャリブレーションアナログ出力
信号は実質的にゼロであることを特徴とする。
【0014】キャリブレーション回路において、D/A
コンバータからのアナログ出力信号を受けるアナログ出
力端子と、キャリブレーション信号の発生に応じてアナ
ログ出力をアナログ出力端子から分離するディスエーブ
ル回路と、ディスエーブル回路によりアナログ出力端子
がD/Aコンバータから分離されると、予め定めた電圧
をアナログ出力端子に印加する電圧制御回路とを備えた
ことを特徴とする。
コンバータからのアナログ出力信号を受けるアナログ出
力端子と、キャリブレーション信号の発生に応じてアナ
ログ出力をアナログ出力端子から分離するディスエーブ
ル回路と、ディスエーブル回路によりアナログ出力端子
がD/Aコンバータから分離されると、予め定めた電圧
をアナログ出力端子に印加する電圧制御回路とを備えた
ことを特徴とする。
【0015】D/Aコンバータは、各デジタル入力信号
のサンプリング周波数を増加させる補間フィルタと、補
間フィルタからの出力を受けるサンプルホールド回路と
、サンプルホールド回路の出力をnビットデジタルスト
リームに変換するnビット量子化回路と、nビット量子
化回路の出力をアナログ信号に変換するnビットD/A
コンバータと、nビットD/Aコンバータの出力をフィ
ルタリングして、その帯域外にある高周波情報を実質的
に取り除くローパスアナログフィルタとを備えたことを
特徴とする。
のサンプリング周波数を増加させる補間フィルタと、補
間フィルタからの出力を受けるサンプルホールド回路と
、サンプルホールド回路の出力をnビットデジタルスト
リームに変換するnビット量子化回路と、nビット量子
化回路の出力をアナログ信号に変換するnビットD/A
コンバータと、nビットD/Aコンバータの出力をフィ
ルタリングして、その帯域外にある高周波情報を実質的
に取り除くローパスアナログフィルタとを備えたことを
特徴とする。
【0016】D/Aコンバータにおいて、オフセット回
路は、サンプルホールド回路と量子化回路の間に配置し
たデジタル加算点と、オフセット値をデジタル値として
格納し、オフセット値とサンプルホールド回路からの出
力デジタル信号を加算するための加算点の第2入力端子
にその出力を入力するオフセットレジスタとを備えたこ
とを特徴とする。
路は、サンプルホールド回路と量子化回路の間に配置し
たデジタル加算点と、オフセット値をデジタル値として
格納し、オフセット値とサンプルホールド回路からの出
力デジタル信号を加算するための加算点の第2入力端子
にその出力を入力するオフセットレジスタとを備えたこ
とを特徴とする。
【0017】D/Aコンバータにおいて、nビット量子
化回路はデルタシグマ変調器を備えたことを特徴とする
。
化回路はデルタシグマ変調器を備えたことを特徴とする
。
【0018】D/AコンバータはデルタシグマD/Aコ
ンバータを備えたことを特徴とする。
ンバータを備えたことを特徴とする。
【0019】本発明は、デジタル信号を入力するための
デジタル入力端子と、前記デジタル信号を入力し、入力
されたデジタル信号のサンプリング周波数を増加する補
間部と、該補間部から出力信号をデジタルストリームに
変換する量子化器と、前記デジタルストリームをアナロ
グ信号に変換するD/Aコンバータと、該D/Aコンバ
ータにより変換されたアナログ信号をフィルタリングす
るアナログローパスフィルタを含み、アナログ出力信号
をアナログ出力ノードに出力するアナログ部と、デジタ
ルオフセット値を格納するオフセットレジスタと、該オ
フセットレジスタに格納されたオフセット値と前記デジ
タル入力信号を該デジタル入力信号を前記量子化器に入
力する前に加算する加算点と、キャリブレーション信号
の発生に応じて前記オフセット値を決定し、前記オフセ
ット値は、予め定めたデジタル入力値が前記加算点によ
り加算されると、前記予め定めたデジタル入力値により
予め定めたアナログ出力値を有する出力となるように、
前記キャリブレーション回路によりセットされるキャリ
ブレーション回路とを備えたことを特徴とする。
デジタル入力端子と、前記デジタル信号を入力し、入力
されたデジタル信号のサンプリング周波数を増加する補
間部と、該補間部から出力信号をデジタルストリームに
変換する量子化器と、前記デジタルストリームをアナロ
グ信号に変換するD/Aコンバータと、該D/Aコンバ
ータにより変換されたアナログ信号をフィルタリングす
るアナログローパスフィルタを含み、アナログ出力信号
をアナログ出力ノードに出力するアナログ部と、デジタ
ルオフセット値を格納するオフセットレジスタと、該オ
フセットレジスタに格納されたオフセット値と前記デジ
タル入力信号を該デジタル入力信号を前記量子化器に入
力する前に加算する加算点と、キャリブレーション信号
の発生に応じて前記オフセット値を決定し、前記オフセ
ット値は、予め定めたデジタル入力値が前記加算点によ
り加算されると、前記予め定めたデジタル入力値により
予め定めたアナログ出力値を有する出力となるように、
前記キャリブレーション回路によりセットされるキャリ
ブレーション回路とを備えたことを特徴とする。
【0020】加算点は補間部と量子化器の間に配置した
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
【0021】量子化器はデルタシグマ変調器を備え、1
ビットデジタルストリームを出力することを特徴とする
。
ビットデジタルストリームを出力することを特徴とする
。
【0022】補間部は、有限インパルスレスポンス関数
に対して予め定めた係数に応じて、動作する有限インパ
ルスレスポンス関数を用いた補間フィルタと、該補間フ
ィルタの出力をサンプリングし、サンプリング周波数を
増加するサンプルホールド回路とを備えたことを特徴と
する。
に対して予め定めた係数に応じて、動作する有限インパ
ルスレスポンス関数を用いた補間フィルタと、該補間フ
ィルタの出力をサンプリングし、サンプリング周波数を
増加するサンプルホールド回路とを備えたことを特徴と
する。
【0023】アナログフィルタ部は、D/Aコンバータ
の出力が入力されるスイッチトキャパシタローパスフィ
ルタと、該スイッチトキャパシタローパスフィルタの出
力が入力され、その出力がアナログ出力ノードに出力さ
れる連続時間ローパスフィルタとを備えたことを特徴と
する。
の出力が入力されるスイッチトキャパシタローパスフィ
ルタと、該スイッチトキャパシタローパスフィルタの出
力が入力され、その出力がアナログ出力ノードに出力さ
れる連続時間ローパスフィルタとを備えたことを特徴と
する。
【0024】キャリブレーション回路は、デジタル入力
信号を予め定めたキャリブレーションデジタル入力信号
とする手段と、アナログ部により出力されるアナログ出
力信号のレベルをサンプリングするサンプリング回路と
、予め定めたキャリブレーション入力信号がデジタル入
力信号として入力されると、アナログ出力のレベルが予
め定めたキャリブレーション出力信号と実質的に等しく
なるまで、オフセットレジスタのオフセット値を変化さ
せるレジスタ制御回路とを備えたことを特徴とする。
信号を予め定めたキャリブレーションデジタル入力信号
とする手段と、アナログ部により出力されるアナログ出
力信号のレベルをサンプリングするサンプリング回路と
、予め定めたキャリブレーション入力信号がデジタル入
力信号として入力されると、アナログ出力のレベルが予
め定めたキャリブレーション出力信号と実質的に等しく
なるまで、オフセットレジスタのオフセット値を変化さ
せるレジスタ制御回路とを備えたことを特徴とする。
【0025】キャリブレーション回路において、予め定
めたキャリブレーションデジタル入力信号は実質的にゼ
ロであり、予め定めたキャリブレーションアナログ出力
信号は実質的にゼロであることを特徴とする。
めたキャリブレーションデジタル入力信号は実質的にゼ
ロであり、予め定めたキャリブレーションアナログ出力
信号は実質的にゼロであることを特徴とする。
【0026】キャリブレーション回路は、キャリブレー
ション信号の発生に応じて、アナログ出力ノードをアナ
ログローパスフィルタの出力から分離するディスエーブ
ル回路と、アナログ出力ノードに予め定めた電圧を印加
し、アナログ出力ノードはアナログローパスフィルタと
アナログ部からディスエーブル回路により分離される電
圧制御回路とを備えたことを特徴とする。
ション信号の発生に応じて、アナログ出力ノードをアナ
ログローパスフィルタの出力から分離するディスエーブ
ル回路と、アナログ出力ノードに予め定めた電圧を印加
し、アナログ出力ノードはアナログローパスフィルタと
アナログ部からディスエーブル回路により分離される電
圧制御回路とを備えたことを特徴とする。
【0027】レジスタ制御回路は、2分探索アルゴリズ
ムにのっとりオフセットレジスタのオフセット値を変化
させ、アナログ出力信号が予め定めたキャリブレーショ
ンアナログ出力信号と実質的に等しくなると、オフセッ
トレジスタのオフセット値をラッチすることを特徴とす
る。
ムにのっとりオフセットレジスタのオフセット値を変化
させ、アナログ出力信号が予め定めたキャリブレーショ
ンアナログ出力信号と実質的に等しくなると、オフセッ
トレジスタのオフセット値をラッチすることを特徴とす
る。
【0028】D/Aコンバータは、外部入力信号に応じ
てキャリブレーション制御信号を発生する手段を備えた
ことを特徴とする。
てキャリブレーション制御信号を発生する手段を備えた
ことを特徴とする。
【0029】D/Aコンバータは、予め定めた値を有す
るデジタル入力信号に応じてキャリブレーション信号を
発生する手段を備えたことを特徴とする。
るデジタル入力信号に応じてキャリブレーション信号を
発生する手段を備えたことを特徴とする。
【0030】D/AコンバータのDCオフセットキャリ
ブレーションする方法は、デジタル入力端子を供給する
ステップと、アナログ出力端子を供給するステップと、
デジタル入入力端子の入力信号をアナログ出力端子のア
ナログ出力信号に変換し、該アナログ出力信号のレベル
はデジタル入力信号のレベルに対応するステップと、ア
ナログ出力レベルをデジタル入力端子の所定のデジタル
入力値に対してオフセット値だけオフセットするステッ
プと、デジタル入力端子の予め定めたデジタル入力値に
より、アナログ出力端子の予め定めたアナログ出力値に
なるように、オフセット値を決定するステップとを備え
たことを特徴とする。
ブレーションする方法は、デジタル入力端子を供給する
ステップと、アナログ出力端子を供給するステップと、
デジタル入入力端子の入力信号をアナログ出力端子のア
ナログ出力信号に変換し、該アナログ出力信号のレベル
はデジタル入力信号のレベルに対応するステップと、ア
ナログ出力レベルをデジタル入力端子の所定のデジタル
入力値に対してオフセット値だけオフセットするステッ
プと、デジタル入力端子の予め定めたデジタル入力値に
より、アナログ出力端子の予め定めたアナログ出力値に
なるように、オフセット値を決定するステップとを備え
たことを特徴とする。
【0031】オフセット値を決定するステップは、キャ
リブレーション信号の発生に応じることを特徴とする。
リブレーション信号の発生に応じることを特徴とする。
【0032】オフセット値を決定するステップは、オフ
セット値がデジタル値であり、アナログ出力レベルをオ
フセット値だけオフセットするステップは、オフセット
レジスタを供給するステップと、オフセットレジスタの
オフセット値を格納するステップと、オフセットレジス
タの出力とデジタル入力信号を加算するステップとを備
えたことを特徴とする。
セット値がデジタル値であり、アナログ出力レベルをオ
フセット値だけオフセットするステップは、オフセット
レジスタを供給するステップと、オフセットレジスタの
オフセット値を格納するステップと、オフセットレジス
タの出力とデジタル入力信号を加算するステップとを備
えたことを特徴とする。
【0033】オフセット値を決定するステップは、デジ
タル入力信号を予め定めたキャリブレーション入力信号
にするステップと、デジタル入力信号が予め定めたキャ
リブレーション入力信号にされると、アナログ出力信号
のレベルをサンプリングするステップと、デジタル入力
信号が予め定めたキャリブレーション入力信号にされる
と、アナログ出力信号のレベルが予め定めたキャリブレ
ーションアナログ出力信号と実質的に等しくなるまで、
オフセット値を変化させるステップとを備えたことを特
徴とする。
タル入力信号を予め定めたキャリブレーション入力信号
にするステップと、デジタル入力信号が予め定めたキャ
リブレーション入力信号にされると、アナログ出力信号
のレベルをサンプリングするステップと、デジタル入力
信号が予め定めたキャリブレーション入力信号にされる
と、アナログ出力信号のレベルが予め定めたキャリブレ
ーションアナログ出力信号と実質的に等しくなるまで、
オフセット値を変化させるステップとを備えたことを特
徴とする。
【0034】オフセット値を決定するステップにおいて
、予め定めたキャリブレーションデジタル入力信号はそ
の値が実質的にゼロであり、予め定めたキャリブレーシ
ョンアナログ出力信号はその値が実質的にゼロであるこ
とを特徴とする。
、予め定めたキャリブレーションデジタル入力信号はそ
の値が実質的にゼロであり、予め定めたキャリブレーシ
ョンアナログ出力信号はその値が実質的にゼロであるこ
とを特徴とする。
【0035】オフセット値を決定するステップは、キャ
リブレーション信号の発生に応答してアナログ出力端子
からアナログ出力信号を分離するステップと、該ステッ
プによりアナログ出力端子からアナログ出力信号が分離
されると、アナログ出力端子に予め定めた電圧を印加す
るステップとを備えたことを特徴とする。
リブレーション信号の発生に応答してアナログ出力端子
からアナログ出力信号を分離するステップと、該ステッ
プによりアナログ出力端子からアナログ出力信号が分離
されると、アナログ出力端子に予め定めた電圧を印加す
るステップとを備えたことを特徴とする。
【0036】デジタル入力信号をアナログ出力信号に変
換するステップは、補間フィルタによりデジタル入力信
号をフィルタリングし、そのサンプリング周波数を増加
するステップと、サンプルホールド回路により補間フィ
ルタの出力を処理するステップと、サンプルホールド回
路の出力をnビットデジタルストリームに変換するステ
ップと、nビットデジタルストリームをアナログ信号に
変換するステップと、変換して得られたアナログ信号を
ローパスアナログフィルタによりフィルタリングし、ロ
ーパスアナログフィルタリングステップのバンド幅の外
に存在する高周波情報を実質的に除去するステップとを
備えたことを特徴する。
換するステップは、補間フィルタによりデジタル入力信
号をフィルタリングし、そのサンプリング周波数を増加
するステップと、サンプルホールド回路により補間フィ
ルタの出力を処理するステップと、サンプルホールド回
路の出力をnビットデジタルストリームに変換するステ
ップと、nビットデジタルストリームをアナログ信号に
変換するステップと、変換して得られたアナログ信号を
ローパスアナログフィルタによりフィルタリングし、ロ
ーパスアナログフィルタリングステップのバンド幅の外
に存在する高周波情報を実質的に除去するステップとを
備えたことを特徴する。
【0037】オフセットするステップは、オフセットレ
ジスタを供給するステップと、オフセット値をオフセッ
トレジスタのデジタル値として格納するステップと、サ
ンプルホールド回路の出力をnビットデジタルストリー
ムに変換する前に、サンプルホールド回路により出力さ
れるデジタル信号とオフセットレジスタの出力とを加算
するステップとを備えたことを特徴とする。
ジスタを供給するステップと、オフセット値をオフセッ
トレジスタのデジタル値として格納するステップと、サ
ンプルホールド回路の出力をnビットデジタルストリー
ムに変換する前に、サンプルホールド回路により出力さ
れるデジタル信号とオフセットレジスタの出力とを加算
するステップとを備えたことを特徴とする。
【0038】サンプルホールド回路の出力をnビットデ
ジタルストリームに変換するステップは、デルタシグマ
変調器によりサンプルホールド回路の出力を処理するス
テップを備えたことを特徴とする。
ジタルストリームに変換するステップは、デルタシグマ
変調器によりサンプルホールド回路の出力を処理するス
テップを備えたことを特徴とする。
【0039】D/AコンバータのDCオフセットをキャ
リブレーション方法は、デジタル入力端子にデジタル入
力信号を受けるステップと、デジタル入力信号のサンプ
リング周波数を増加するステップと、増加されたサンプ
リング周波数でデジタル信号をnビットデジタルストリ
ームに変換するステップと、nビットデジタルストリー
ムをアナログ信号に変換するステップと、アナログロー
パスフィルタを供給するステップと、前記アナログロー
パスフィルタにより変換されたアナログ信号をフィルタ
リングするステップと、オフセットレジスタを供給する
ステップと、前記オフセットレジスタにデジタルオフセ
ット値を格納するステップと、デジタル入力信号をnビ
ットデジタルストリームに変換する前に、オフセットレ
ジスタに格納されたデジタルオフセット値とデジタル入
力信号を加算するステップと、キャリブレーション信号
の発生に応じてオフセット値を決定し、デジタル入力端
子の予め定めたデジタル入力値により予め定めたアナロ
グ出力値を有する出力になるように、オフセット値がセ
ットされるステップとを備えたことを特徴とする。
リブレーション方法は、デジタル入力端子にデジタル入
力信号を受けるステップと、デジタル入力信号のサンプ
リング周波数を増加するステップと、増加されたサンプ
リング周波数でデジタル信号をnビットデジタルストリ
ームに変換するステップと、nビットデジタルストリー
ムをアナログ信号に変換するステップと、アナログロー
パスフィルタを供給するステップと、前記アナログロー
パスフィルタにより変換されたアナログ信号をフィルタ
リングするステップと、オフセットレジスタを供給する
ステップと、前記オフセットレジスタにデジタルオフセ
ット値を格納するステップと、デジタル入力信号をnビ
ットデジタルストリームに変換する前に、オフセットレ
ジスタに格納されたデジタルオフセット値とデジタル入
力信号を加算するステップと、キャリブレーション信号
の発生に応じてオフセット値を決定し、デジタル入力端
子の予め定めたデジタル入力値により予め定めたアナロ
グ出力値を有する出力になるように、オフセット値がセ
ットされるステップとを備えたことを特徴とする。
【0040】D/AコンバータのDCオフセットキャリ
ブレーション方法において、加算するステップは、サン
ブリング周波数が増加された後で、かつ、デジタル信号
を1ビットデジタルストリームに変換する前に、オフセ
ットレジスタの出力とデジタル信号を加算するステップ
を備えたことを特徴とする。
ブレーション方法において、加算するステップは、サン
ブリング周波数が増加された後で、かつ、デジタル信号
を1ビットデジタルストリームに変換する前に、オフセ
ットレジスタの出力とデジタル信号を加算するステップ
を備えたことを特徴とする。
【0041】D/AコンバータのDCオフセットキャリ
ブレーション方法において、増加されたサンプリング周
波数によりデジタル信号を1ビットデジタルストリーム
に変換するステップは、デルタシグマ変調器により、増
加されたサンプリング周波数でデジタル信号を処理する
ステップを備えたことを特徴とする。
ブレーション方法において、増加されたサンプリング周
波数によりデジタル信号を1ビットデジタルストリーム
に変換するステップは、デルタシグマ変調器により、増
加されたサンプリング周波数でデジタル信号を処理する
ステップを備えたことを特徴とする。
【0042】D/AコンバータのDCオフセットキャリ
ブレーション方法において、サンプリング周波数を増加
するステップは、有限インパルス応答関数により、デジ
タル信号を処理する補間フィルタにより、デジタル入力
信号を処理するステップと、補間フィルタの出力をサン
プルホールド回路により処理するステップとを備えたこ
とを特徴とする。
ブレーション方法において、サンプリング周波数を増加
するステップは、有限インパルス応答関数により、デジ
タル信号を処理する補間フィルタにより、デジタル入力
信号を処理するステップと、補間フィルタの出力をサン
プルホールド回路により処理するステップとを備えたこ
とを特徴とする。
【0043】D/AコンバータのDCオフセットキャリ
ブレーション方法において、オフセット値を決定するス
テップは、デジタル入力信号を予め定めたキャリブレー
ションデジタル入力信号にするステップと、デジタル入
力信号が予め定めたキャリブレーションデジタル入力信
号にされると、アナログローパスフィルタからのアナロ
グ出力信号のレベルをサンプリングするステップと、デ
ジタル入力信号が予め定めたキャリブレーションデジタ
ル入力信号にされると、アナログ出力信号のレベルが予
め定めたキャリブレーションアナログ入力信号に実質的
に等しくなるまで、オフセットレジスタに格納されてい
るオフセット値を変化させるステップとを備えたことを
特徴とする。
ブレーション方法において、オフセット値を決定するス
テップは、デジタル入力信号を予め定めたキャリブレー
ションデジタル入力信号にするステップと、デジタル入
力信号が予め定めたキャリブレーションデジタル入力信
号にされると、アナログローパスフィルタからのアナロ
グ出力信号のレベルをサンプリングするステップと、デ
ジタル入力信号が予め定めたキャリブレーションデジタ
ル入力信号にされると、アナログ出力信号のレベルが予
め定めたキャリブレーションアナログ入力信号に実質的
に等しくなるまで、オフセットレジスタに格納されてい
るオフセット値を変化させるステップとを備えたことを
特徴とする。
【0044】オフセット値を決定するステップにおいて
、予め定めたキャリブレーションデジタル入力信号はそ
の値が実質的にゼロであり、予め定めたキャリブレーシ
ョンアナログ出力信号はその値が実質的にゼロであるこ
とを特徴とする。
、予め定めたキャリブレーションデジタル入力信号はそ
の値が実質的にゼロであり、予め定めたキャリブレーシ
ョンアナログ出力信号はその値が実質的にゼロであるこ
とを特徴とする。
【0045】オフセット値を決定するステップにおいて
、アナログローパスフィルタからアナログ出力信号を受
けるためのアナログ出力端子を供給するステップと、キ
ャリブレーション信号の発生に応じてアナログ出力端子
からアナログ出力信号を分離するステップと、分離する
ステップにより、アナログ出力端子が分離されると、ア
ナログ出力端子に予め定めた電圧を印加するステップと
を備えたことを特徴とする。
、アナログローパスフィルタからアナログ出力信号を受
けるためのアナログ出力端子を供給するステップと、キ
ャリブレーション信号の発生に応じてアナログ出力端子
からアナログ出力信号を分離するステップと、分離する
ステップにより、アナログ出力端子が分離されると、ア
ナログ出力端子に予め定めた電圧を印加するステップと
を備えたことを特徴とする。
【0046】
【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。
に説明する。
【0047】図1はディジタル/アナログ変換システム
(DAC)を示す。
(DAC)を示す。
【0048】DACシステムはディジタル部10とアナ
ログ部12を備えている。ディジタル部10は補間回路
14を有し、補間回路14は補間フィルタ,サンプルホ
ールド回路,位相等化回路を有する。また、ディジタル
部10はデルタシグマ変調器16を含んでいる。ディジ
タル部10は端子18により入力されるディジタル入力
信号を1ビットディジタルストリームに効率的に変換し
、端子20に出力する。端子20はアナログ部12の入
力端子であり、アナログ部12は通常1ビットDAC2
1とアナログローパスフィルタ22を備えている。デル
タシグマ変調器が図示されているが、1ビット量子化器
もしくは、それと同等な回路は全て1ビットディジタル
ストリームに変換するために、利用できるものである。 デルタシグマ変調器16は微小信号動作と微分線形性誤
差が優れているので利用されている。ディジタル部10
の一般的な動作は当業者に知られており、文献、Yas
uyuki Matsuya,Kuniharu
Uchimura,Atsushi Iwata
and Takao Kaneko,“A 17
−bitOversampling D−to−A
Conversion Technology
Using Multistage Noise
shaping”,IEEE J.of Sol
id−State Circuits,Vol.24
,No.4 August 1989に記載されて
いる。文献名を付して実施例の一部とする。
ログ部12を備えている。ディジタル部10は補間回路
14を有し、補間回路14は補間フィルタ,サンプルホ
ールド回路,位相等化回路を有する。また、ディジタル
部10はデルタシグマ変調器16を含んでいる。ディジ
タル部10は端子18により入力されるディジタル入力
信号を1ビットディジタルストリームに効率的に変換し
、端子20に出力する。端子20はアナログ部12の入
力端子であり、アナログ部12は通常1ビットDAC2
1とアナログローパスフィルタ22を備えている。デル
タシグマ変調器が図示されているが、1ビット量子化器
もしくは、それと同等な回路は全て1ビットディジタル
ストリームに変換するために、利用できるものである。 デルタシグマ変調器16は微小信号動作と微分線形性誤
差が優れているので利用されている。ディジタル部10
の一般的な動作は当業者に知られており、文献、Yas
uyuki Matsuya,Kuniharu
Uchimura,Atsushi Iwata
and Takao Kaneko,“A 17
−bitOversampling D−to−A
Conversion Technology
Using Multistage Noise
shaping”,IEEE J.of Sol
id−State Circuits,Vol.24
,No.4 August 1989に記載されて
いる。文献名を付して実施例の一部とする。
【0049】補間回路14の出力は加算回路24の入力
になっており、加算回路24の出力はデルタシグマ変調
器の入力となっている。加算回路24はもう一方の入力
は、オフセットレジスタ26からの出力である。オフセ
ットレジスタ26の内容はDCオフセットを与える。こ
れは図1に示すシステムにより起こるDCドリフトを修
正するのに使用されている。後述するように、オフセッ
トレジスタ26の内容は内部キャリブレーション機構に
よって決定されている。
になっており、加算回路24の出力はデルタシグマ変調
器の入力となっている。加算回路24はもう一方の入力
は、オフセットレジスタ26からの出力である。オフセ
ットレジスタ26の内容はDCオフセットを与える。こ
れは図1に示すシステムにより起こるDCドリフトを修
正するのに使用されている。後述するように、オフセッ
トレジスタ26の内容は内部キャリブレーション機構に
よって決定されている。
【0050】アナログ部12のアナログフィルタ22は
その出力にアンプ28をもっている。アンプ28の非反
転入力端子はグラウンドに接続され、反転入力端子は抵
抗素子30を介してアナログフィルタ22の出力に接続
されている。アンプ28の出力端子は増幅部第2段32
の入力端子に接続され、第2段32の出力はノード34
のアナログ出力パッドに接続されている。抵抗素子36
は図に示すようにアンプ28の反転入力とノード34の
間に接続されている。アンプ28の出力はゲート回路3
8の入力の1つとなっている。ゲート回路38の出力は
キャリブレーション制御回路40の入力となっている。 ゲート回路38のもう1つの入力はCAL/SQUEL
CH信号である。これはキャリブレーション制御回路4
0の出力である。キャリブレーション制御回路40はオ
フセットレジスタ26にオフセット値を与える。また、
ディジタル入力18やリセット入力も受け取る。キャリ
ブレーション回路40は補間回路14に制御信号を出力
し、キャリブレーションサイクル中、出力を全てゼロと
する。キャリブレーション用のスイッチ44がアナログ
出力端子34とグラウンドの間に接続されている。ノー
ド34がグラウンドされると、抵抗36もスイッチ44
を通してグラウンドされる。このため、アンプ28はオ
ープンループ状態となり、コンパレータとして機能する
。
その出力にアンプ28をもっている。アンプ28の非反
転入力端子はグラウンドに接続され、反転入力端子は抵
抗素子30を介してアナログフィルタ22の出力に接続
されている。アンプ28の出力端子は増幅部第2段32
の入力端子に接続され、第2段32の出力はノード34
のアナログ出力パッドに接続されている。抵抗素子36
は図に示すようにアンプ28の反転入力とノード34の
間に接続されている。アンプ28の出力はゲート回路3
8の入力の1つとなっている。ゲート回路38の出力は
キャリブレーション制御回路40の入力となっている。 ゲート回路38のもう1つの入力はCAL/SQUEL
CH信号である。これはキャリブレーション制御回路4
0の出力である。キャリブレーション制御回路40はオ
フセットレジスタ26にオフセット値を与える。また、
ディジタル入力18やリセット入力も受け取る。キャリ
ブレーション回路40は補間回路14に制御信号を出力
し、キャリブレーションサイクル中、出力を全てゼロと
する。キャリブレーション用のスイッチ44がアナログ
出力端子34とグラウンドの間に接続されている。ノー
ド34がグラウンドされると、抵抗36もスイッチ44
を通してグラウンドされる。このため、アンプ28はオ
ープンループ状態となり、コンパレータとして機能する
。
【0051】動作中、キャリブレーション制御回路40
は最初に補間回路14の出力を強制的に全てゼロ状態と
してから、オフセットレジスタ26に予め定めた値をセ
ットする、内部キャリブレーション手順を開始すること
ができる。この手順によりデルタシグマ変調器16に最
初の入力が与えられる。ついで、アナログフィルタ22
の出力がゼロより大きいかどうかを判断するため、アン
プ28の出力がキャリブレーション制御回路40により
サンプリングされる。アナログフィルタ22の出力がゼ
ロより大きい場合、アンプ28の出力は論理0となる。 アナログフィルタ22の出力がゼロより小さくなると、
アンプ28の出力は論理1となる。オフセットレジスタ
26の内容はアンプ28の出力が遷移するまでは、ある
範囲を変化する。従って、適正な値を示し、補間回路1
4からの入力がゼロとなるとともに、アナログフィルタ
22の出力がゼロとなる。キャリブレーション動作中、
スイッチ44は閉じられ、出力アンプ32の出力不能と
なる。加算回路24は図に示すように補間回路14とデ
ルタシグマ変調器16の入力端子の間に配置されている
が、補間回路14のディジタル入力端子に配置すること
もできるものである。しかし、回路設計上の観点から、
オフセットキャリブレーション回路は補間回路14とデ
ルタシグマ変調器16の間に配置することになった。
は最初に補間回路14の出力を強制的に全てゼロ状態と
してから、オフセットレジスタ26に予め定めた値をセ
ットする、内部キャリブレーション手順を開始すること
ができる。この手順によりデルタシグマ変調器16に最
初の入力が与えられる。ついで、アナログフィルタ22
の出力がゼロより大きいかどうかを判断するため、アン
プ28の出力がキャリブレーション制御回路40により
サンプリングされる。アナログフィルタ22の出力がゼ
ロより大きい場合、アンプ28の出力は論理0となる。 アナログフィルタ22の出力がゼロより小さくなると、
アンプ28の出力は論理1となる。オフセットレジスタ
26の内容はアンプ28の出力が遷移するまでは、ある
範囲を変化する。従って、適正な値を示し、補間回路1
4からの入力がゼロとなるとともに、アナログフィルタ
22の出力がゼロとなる。キャリブレーション動作中、
スイッチ44は閉じられ、出力アンプ32の出力不能と
なる。加算回路24は図に示すように補間回路14とデ
ルタシグマ変調器16の入力端子の間に配置されている
が、補間回路14のディジタル入力端子に配置すること
もできるものである。しかし、回路設計上の観点から、
オフセットキャリブレーション回路は補間回路14とデ
ルタシグマ変調器16の間に配置することになった。
【0052】図2に示すのは、補間フィルタとサンプル
ホールド回路を含む補間回路14のブロック図である。 補間フィルタは図に示すように3段に構成されている。 2倍の補間フィルタ50は125タップのハーフバンド
フィルタである。2倍の補間フィルタ52は24タップ
フィルタである。2倍の補間フィルタ54は4タップフ
ィルタである。補間フィルタ50はサンプリング周波数
を上昇させ、18ビット48kHzの入力信号を18ビ
ット96kHzの信号に変換する。補間フィルタ52は
サンプリング周波数を96kHzから192kHzに上
昇させ、2倍の補間フィルタ54は192kHzを38
4kHzに変換する。3段構成としたのは面積および演
算効率のためである。補間フィルタ52はアナログ部1
2内のアナログフィルタ22の位相と周波数応答を補償
するのに利用されている。しかし、補間フィルタ50,
52,54は全て位相と周波数応答の補償に利用できる
。補間フィルタは1つおきに係数がゼロであるハーフバ
ンド補間フィルタを内蔵することにより、演算量節約(
すなわち、1秒当たりの積算数)が実現できた。補間フ
ィルタ52,54はFIRフィルタで実現され、各々の
FIRフィルタのフィルタ係数はメモリ56に格納され
ている。補間フィルタ52は典型的なFIRフィルタと
異なり、後で述べるように非線形位相応答を持っている
。
ホールド回路を含む補間回路14のブロック図である。 補間フィルタは図に示すように3段に構成されている。 2倍の補間フィルタ50は125タップのハーフバンド
フィルタである。2倍の補間フィルタ52は24タップ
フィルタである。2倍の補間フィルタ54は4タップフ
ィルタである。補間フィルタ50はサンプリング周波数
を上昇させ、18ビット48kHzの入力信号を18ビ
ット96kHzの信号に変換する。補間フィルタ52は
サンプリング周波数を96kHzから192kHzに上
昇させ、2倍の補間フィルタ54は192kHzを38
4kHzに変換する。3段構成としたのは面積および演
算効率のためである。補間フィルタ52はアナログ部1
2内のアナログフィルタ22の位相と周波数応答を補償
するのに利用されている。しかし、補間フィルタ50,
52,54は全て位相と周波数応答の補償に利用できる
。補間フィルタは1つおきに係数がゼロであるハーフバ
ンド補間フィルタを内蔵することにより、演算量節約(
すなわち、1秒当たりの積算数)が実現できた。補間フ
ィルタ52,54はFIRフィルタで実現され、各々の
FIRフィルタのフィルタ係数はメモリ56に格納され
ている。補間フィルタ52は典型的なFIRフィルタと
異なり、後で述べるように非線形位相応答を持っている
。
【0053】FIRフィルタは、各々、ディジタル信号
処理装置(DSP)を利用して実現される。DSPは、
本質的に、演算論理装置(ALU)であり、その入力は
多重選択され、フィルタ関数の実現に必要な計算が実行
される。一般に、ディジタルフィルタは予め定めた順序
にしたがって実行されなければならない一連の積算およ
び加減算ステップを備えている。そのために、ディジタ
ル入力値は、メモリ56に格納されている係数に従って
FIRフィルタ50−54により各々処理される。この
処理によりフィルタ処理と補間処理が行われ、3段目の
補間フィルタ54から出力が得られる。
処理装置(DSP)を利用して実現される。DSPは、
本質的に、演算論理装置(ALU)であり、その入力は
多重選択され、フィルタ関数の実現に必要な計算が実行
される。一般に、ディジタルフィルタは予め定めた順序
にしたがって実行されなければならない一連の積算およ
び加減算ステップを備えている。そのために、ディジタ
ル入力値は、メモリ56に格納されている係数に従って
FIRフィルタ50−54により各々処理される。この
処理によりフィルタ処理と補間処理が行われ、3段目の
補間フィルタ54から出力が得られる。
【0054】3段目の補間フィルタ54からの384k
Hz出力は、8倍のサンプルホールド回路58の入力で
ある。回路58はサンプリング周波数を3.07MHz
に増加する。これは加算回路24の入力となる。さらに
、制御信号60はキャリブレーション時、サンプルホー
ルド回路58の出力を強制的に全ゼロ状態にするもので
ある。これについては、後でより詳細に説明する。
Hz出力は、8倍のサンプルホールド回路58の入力で
ある。回路58はサンプリング周波数を3.07MHz
に増加する。これは加算回路24の入力となる。さらに
、制御信号60はキャリブレーション時、サンプルホー
ルド回路58の出力を強制的に全ゼロ状態にするもので
ある。これについては、後でより詳細に説明する。
【0055】図3に示すのは、18ビットディジタル信
号を1ビットディジタルストリームに変換するデルタシ
グマ変調器16のブロック図である。加算点24の出力
は加算点62の入力であり、加算点62の出力は1段目
の積分器64に入力される。1段目の積分器64の出力
は加算点66の入力であり、加算点66の出力は2段目
の積分器68の入力である。2段目の積分器の出力は3
段目の積分器70の入力である。3段目の積分器の出力
は加算点72の入力である。加算点72の出力は4段目
の積分器74の入力である。4段目の積分器74の出力
は5段目の積分器76の入力である。積分器64,68
,70,74,76の各出力は、加算点80への入力で
あり、各々、係数a1,a2,a3,a4,a5を持っ
たフィードフォワード経路82,84,86,88,9
0を経由して加算点80に入力されている。5段目の積
分器76の出力は、係数b2を持った負帰還経路92を
経由して加算点72に入力されている。加算点72の入
力に付された負の符号は減算を意味する。さらに、5段
目の積分器76の出力は、係数b3を持った正帰還経路
94を通って加算点72に入力されている。帰還経路9
4の加算点72への入力に付された正符号は加算を意味
する。3段目の積分器70の出力は係数b1を持つ帰還
経路96を経由し、2段目の積分器68の入力にある加
算点66に入力されている。
号を1ビットディジタルストリームに変換するデルタシ
グマ変調器16のブロック図である。加算点24の出力
は加算点62の入力であり、加算点62の出力は1段目
の積分器64に入力される。1段目の積分器64の出力
は加算点66の入力であり、加算点66の出力は2段目
の積分器68の入力である。2段目の積分器の出力は3
段目の積分器70の入力である。3段目の積分器の出力
は加算点72の入力である。加算点72の出力は4段目
の積分器74の入力である。4段目の積分器74の出力
は5段目の積分器76の入力である。積分器64,68
,70,74,76の各出力は、加算点80への入力で
あり、各々、係数a1,a2,a3,a4,a5を持っ
たフィードフォワード経路82,84,86,88,9
0を経由して加算点80に入力されている。5段目の積
分器76の出力は、係数b2を持った負帰還経路92を
経由して加算点72に入力されている。加算点72の入
力に付された負の符号は減算を意味する。さらに、5段
目の積分器76の出力は、係数b3を持った正帰還経路
94を通って加算点72に入力されている。帰還経路9
4の加算点72への入力に付された正符号は加算を意味
する。3段目の積分器70の出力は係数b1を持つ帰還
経路96を経由し、2段目の積分器68の入力にある加
算点66に入力されている。
【0056】加算点80の出力は1ビット量子化器98
への入力である。1ビット量子化器98は加算点80の
出力を正もしくは負の最大振幅信号に変換するものであ
る。量子化器98の出力は遅延伝達関数回路100を経
由して出力102となる。出力102は係数gを持つ機
能ブロック103を通過し加算点62へ入力され、デル
タシグマ変調器16へのディジタル入力信号との和が演
算されている。このように、図3の構造は5次デルタシ
グマ変調器で実現されている。図3に示す5次変調器の
係数は、表1にまとめて示す。
への入力である。1ビット量子化器98は加算点80の
出力を正もしくは負の最大振幅信号に変換するものであ
る。量子化器98の出力は遅延伝達関数回路100を経
由して出力102となる。出力102は係数gを持つ機
能ブロック103を通過し加算点62へ入力され、デル
タシグマ変調器16へのディジタル入力信号との和が演
算されている。このように、図3の構造は5次デルタシ
グマ変調器で実現されている。図3に示す5次変調器の
係数は、表1にまとめて示す。
【0057】
【表1】
【0058】図4に示すのは、アナログフィルタ22を
含むアナログ部12である。アナログフィルタ22は、
スイッチトキャパシタフィルタ(以下、SCFという)
106と連続時間フィルタ108とを備えている。SC
F106は4次バタワースローパスフィルタを備えてお
り、連続時間フィルタ108は2次バタワースローパス
フィルタを備えている。
含むアナログ部12である。アナログフィルタ22は、
スイッチトキャパシタフィルタ(以下、SCFという)
106と連続時間フィルタ108とを備えている。SC
F106は4次バタワースローパスフィルタを備えてお
り、連続時間フィルタ108は2次バタワースローパス
フィルタを備えている。
【0059】SCF106は4段のスイッチトキャパシ
タ(SC)110,112,114,116を備えてい
る。アナログ入力は加算点118の正入力であり、加算
点118の出力は1段目のSC110の入力である。1
段目のスイッチトキャパシタは1ビットDACとして機
能する。SC110の出力は加算点120の正入力であ
る。加算点120の出力は2段目のSC112の入力で
あり、SC112の出力は加算点122の正入力である
。加算点122の出力は3段目のSC114の入力であ
り、SC114の出力は加算点124の正入力である。 加算点124の出力はSC116の入力であり、SC1
16の出力はノード126に接続されている。ノード1
26の信号は加算点118,120,122,124の
各負入力に加算されている。
タ(SC)110,112,114,116を備えてい
る。アナログ入力は加算点118の正入力であり、加算
点118の出力は1段目のSC110の入力である。1
段目のスイッチトキャパシタは1ビットDACとして機
能する。SC110の出力は加算点120の正入力であ
る。加算点120の出力は2段目のSC112の入力で
あり、SC112の出力は加算点122の正入力である
。加算点122の出力は3段目のSC114の入力であ
り、SC114の出力は加算点124の正入力である。 加算点124の出力はSC116の入力であり、SC1
16の出力はノード126に接続されている。ノード1
26の信号は加算点118,120,122,124の
各負入力に加算されている。
【0060】連続時間フィルタ108はその入力にノー
ド126が接続され、ノード126は抵抗128を介し
てノード130に接続されている。コンデンサ132は
一方の端子はノード130に接続され、もう一方の端子
はグラウンドされている。ノード130は抵抗134を
介してアンプ136の反転入力に接続され、アンプの非
反転入力はグラウンドされている。アンプ136は本質
的にはフィルタを実現するための演算増幅器である。ア
ンプ136の出力はノード138でアナログ出力パッド
に接続されている。ノード138は直列コンデンサ14
0を介してアンプ136の反転入力に接続されている。 さらに、ノード138は抵抗142を介してノード13
0にも接続されている。スイッチ144はノード138
のアナログ出力パッドとグラウンドの間に接続されてい
る。制御信号CAL/SQUELCHは信号線146を
通してアンプ136とスイッチ144に入力されている
。以下に記述するように、信号線146はキャリブレー
ション動作中、アナログ出力端子138へのアンプ13
6の出力を不能とし、スイッチ144を閉じる。その結
果、アンプ136の1段目を比較器として機能させる。
ド126が接続され、ノード126は抵抗128を介し
てノード130に接続されている。コンデンサ132は
一方の端子はノード130に接続され、もう一方の端子
はグラウンドされている。ノード130は抵抗134を
介してアンプ136の反転入力に接続され、アンプの非
反転入力はグラウンドされている。アンプ136は本質
的にはフィルタを実現するための演算増幅器である。ア
ンプ136の出力はノード138でアナログ出力パッド
に接続されている。ノード138は直列コンデンサ14
0を介してアンプ136の反転入力に接続されている。 さらに、ノード138は抵抗142を介してノード13
0にも接続されている。スイッチ144はノード138
のアナログ出力パッドとグラウンドの間に接続されてい
る。制御信号CAL/SQUELCHは信号線146を
通してアンプ136とスイッチ144に入力されている
。以下に記述するように、信号線146はキャリブレー
ション動作中、アナログ出力端子138へのアンプ13
6の出力を不能とし、スイッチ144を閉じる。その結
果、アンプ136の1段目を比較器として機能させる。
【0061】図5に示すのは、アンプ136の詳細図で
ある。アンプ136は1段目148と出力段150とを
備えている。出力段150は2つのCMOSトランジス
タ152を有する。一方のトランジスタは正電源と出力
端子138の間にソース/ドレイン経路を持ち、もう一
方のトランジスタは端子138とグラウンドの間にソー
ス/ドレイン経路を持つ。トランジスタ152はCAL
/SQUELCH信号により制御され、端子138を1
段目148から分離する。1段目148の出力は比較器
動作を行い、その出力はゲート38の入力に接続されて
いる。ゲート38のもう一方の入力は信号線146に接
続されている。それ故、キャリブレーション動作が始ま
ると、スイッチ144が閉じられ、端子138はグラウ
ンドされる。
ある。アンプ136は1段目148と出力段150とを
備えている。出力段150は2つのCMOSトランジス
タ152を有する。一方のトランジスタは正電源と出力
端子138の間にソース/ドレイン経路を持ち、もう一
方のトランジスタは端子138とグラウンドの間にソー
ス/ドレイン経路を持つ。トランジスタ152はCAL
/SQUELCH信号により制御され、端子138を1
段目148から分離する。1段目148の出力は比較器
動作を行い、その出力はゲート38の入力に接続されて
いる。ゲート38のもう一方の入力は信号線146に接
続されている。それ故、キャリブレーション動作が始ま
ると、スイッチ144が閉じられ、端子138はグラウ
ンドされる。
【0062】図6に示すのは、SC110−116各段
の詳細図である。各段は増幅段143を備え、増幅段1
43の反転入力は帰還コンデンサ145を介して出力と
接続されている。SC147は前述の加算点118−1
24の中の1つへの出力と接続されるか、各SCに割り
当てられた固有のスイッチにより演算増幅器の入力と接
続されている。スイッチは信号φ1 ,φ2 で制御さ
れている。同様にして、帰還経路にはSC149が置か
れ、増幅段143の反転入力に接続されている。同様の
スイッチがSC構成で配置され、タイミング信号φ1
,φ2 により制御されている。これは公知の構造をし
ている。
の詳細図である。各段は増幅段143を備え、増幅段1
43の反転入力は帰還コンデンサ145を介して出力と
接続されている。SC147は前述の加算点118−1
24の中の1つへの出力と接続されるか、各SCに割り
当てられた固有のスイッチにより演算増幅器の入力と接
続されている。スイッチは信号φ1 ,φ2 で制御さ
れている。同様にして、帰還経路にはSC149が置か
れ、増幅段143の反転入力に接続されている。同様の
スイッチがSC構成で配置され、タイミング信号φ1
,φ2 により制御されている。これは公知の構造をし
ている。
【0063】図7に示すのは、キャリブレーション制御
回路40のブロック図である。オフセットレジスタは1
6ビットのレジスタである。逐次近似制御回路154は
オフセットレジスタ26と接続されている。オフセット
レジスタ26はLSBからMSBまで16ビット持って
いる。逐次近似制御回路154はオフセットレジスタ2
6の各ビットを論理0にリセットしたり、論理1にセッ
トしたりする。逐次近似制御回路154は初期化時に、
オフセットレジスタ26の全レジスタを論理0にリセッ
トし、ついで、各ビットをMSBから順次1にセットし
、リセット信号を待つ。1サイクルの終わりで、そのビ
ットは0にリセットされるが、1にセットされたままと
なる。そして下位ビットの周期に入る。CAL/SQU
ELCH信号は、信号線146の逐次近似制御回路15
4に入力され、動作を開始させる。
回路40のブロック図である。オフセットレジスタは1
6ビットのレジスタである。逐次近似制御回路154は
オフセットレジスタ26と接続されている。オフセット
レジスタ26はLSBからMSBまで16ビット持って
いる。逐次近似制御回路154はオフセットレジスタ2
6の各ビットを論理0にリセットしたり、論理1にセッ
トしたりする。逐次近似制御回路154は初期化時に、
オフセットレジスタ26の全レジスタを論理0にリセッ
トし、ついで、各ビットをMSBから順次1にセットし
、リセット信号を待つ。1サイクルの終わりで、そのビ
ットは0にリセットされるが、1にセットされたままと
なる。そして下位ビットの周期に入る。CAL/SQU
ELCH信号は、信号線146の逐次近似制御回路15
4に入力され、動作を開始させる。
【0064】10ビットカウンタ156は2つのイネー
ブル入力EN1,EN2を持つ。イネーブル入力EN1
,EN2はカウンタ156を動作可能とする。イネーブ
ル入力EN1は、信号線159を介して逐次近似制御回
路154の出力と接続されている。信号線159上の出
力信号は内部のカウンタ回路160により生成される。 リセット信号は逐次近似制御回路154より信号線16
2上に出力され、10ビットカウンタ156をリセット
する。これは逐次近似制御回路154により、各ビット
のテストを行うためである。10ビットカウンタ156
のMSB出力164は、逐次近似制御回路154のリセ
ット入力となる。後述するように、出力164はテスト
されているビットが論理0にリセットされないようにす
るものである。比較器出力158はイネーブル入力EN
2に入力され、クロックによりカウンタ156をインク
リメントさせる。このクロックはサンプリング周波数F
Sの64倍である。
ブル入力EN1,EN2を持つ。イネーブル入力EN1
,EN2はカウンタ156を動作可能とする。イネーブ
ル入力EN1は、信号線159を介して逐次近似制御回
路154の出力と接続されている。信号線159上の出
力信号は内部のカウンタ回路160により生成される。 リセット信号は逐次近似制御回路154より信号線16
2上に出力され、10ビットカウンタ156をリセット
する。これは逐次近似制御回路154により、各ビット
のテストを行うためである。10ビットカウンタ156
のMSB出力164は、逐次近似制御回路154のリセ
ット入力となる。後述するように、出力164はテスト
されているビットが論理0にリセットされないようにす
るものである。比較器出力158はイネーブル入力EN
2に入力され、クロックによりカウンタ156をインク
リメントさせる。このクロックはサンプリング周波数F
Sの64倍である。
【0065】図8に示すのはキャリブレーション動作の
タイミング図である。CAL/SQUELCH信号16
6は、立ち上がりでキャリブレーション動作を開始させ
る。逐次近似制御回路154のMSBはパルス166に
続く2番目のパルス167として表される。カウンタリ
セット信号169はパルス167と同時に生成され、1
0ビットカウンタ156への出力162となる。これは
10ビットカウンタ156のカウント値を0にリセット
する。信号線159を通る10ビットカウンタ156へ
のイネーブル入力EN2は、一定時間168の間、低電
位を維持する。この安定時間はDACの入力に新たな入
力値が加えられた後、一定時間内にDACを安定化させ
るためのものである。この入力値は全て論理0であり、
これを加算点24に加える。一般的に、アナログローパ
スフィルタ22はこの要求に応える基本的な回路構成で
ある。パルス165で示されるイネーブル入力信号EN
1は、1024クロック期間の間ハイである。このクロ
ックは10ビットカウンタ156に入力されているのと
同一である。1024クロックのカウントはカウンタ1
60で行われる。1024サイクルの最後でカウンタの
MSB164はリセット信号としてサンプリングされる
。MSB164がハイになっても、オフセットレジスタ
のビットはリセットされない。リセット動作はパルス1
63で起こる。もしカウンタMSBがローならば、その
ビットはゼロにリセットされる。そして、次の調整のた
めのMSBの次のビットがセットされ、DACは168
で示されるオフセット安定時間の間に安定化される。 そして、比較器出力は1024クロックサイクル期間の
間サンプリングされる。この操作が16ビット全てに対
して行われる。
タイミング図である。CAL/SQUELCH信号16
6は、立ち上がりでキャリブレーション動作を開始させ
る。逐次近似制御回路154のMSBはパルス166に
続く2番目のパルス167として表される。カウンタリ
セット信号169はパルス167と同時に生成され、1
0ビットカウンタ156への出力162となる。これは
10ビットカウンタ156のカウント値を0にリセット
する。信号線159を通る10ビットカウンタ156へ
のイネーブル入力EN2は、一定時間168の間、低電
位を維持する。この安定時間はDACの入力に新たな入
力値が加えられた後、一定時間内にDACを安定化させ
るためのものである。この入力値は全て論理0であり、
これを加算点24に加える。一般的に、アナログローパ
スフィルタ22はこの要求に応える基本的な回路構成で
ある。パルス165で示されるイネーブル入力信号EN
1は、1024クロック期間の間ハイである。このクロ
ックは10ビットカウンタ156に入力されているのと
同一である。1024クロックのカウントはカウンタ1
60で行われる。1024サイクルの最後でカウンタの
MSB164はリセット信号としてサンプリングされる
。MSB164がハイになっても、オフセットレジスタ
のビットはリセットされない。リセット動作はパルス1
63で起こる。もしカウンタMSBがローならば、その
ビットはゼロにリセットされる。そして、次の調整のた
めのMSBの次のビットがセットされ、DACは168
で示されるオフセット安定時間の間に安定化される。 そして、比較器出力は1024クロックサイクル期間の
間サンプリングされる。この操作が16ビット全てに対
して行われる。
【0066】プリセット入力161を受け取ると、逐次
近似制御回路は第2のモードとなる。プリセット入力1
61は逐次近似動作において、MSB以外のビットを最
初にセットできるようにする。さらに、プリセット入力
161が入力されると、CAL/SQUELCH信号は
オフセットレジスタ26の全てのビットをリセットしな
い。レジスタの値が維持されているので、より短い時間
で補正値を求めることができる。
近似制御回路は第2のモードとなる。プリセット入力1
61は逐次近似動作において、MSB以外のビットを最
初にセットできるようにする。さらに、プリセット入力
161が入力されると、CAL/SQUELCH信号は
オフセットレジスタ26の全てのビットをリセットしな
い。レジスタの値が維持されているので、より短い時間
で補正値を求めることができる。
【0067】キャリブレーション制御回路40は上述し
たように、外部リセット信号に応じて、CAL/SQU
ELCH信号を生成する。さらに、キャリブレーション
制御回路40にはディジタル入力118が接続されてお
り、一定時間内に、ビットが全て論理0となったことを
検知する。この条件で、キャリブレーション制御回路4
0はCAL/SQUELCH信号を生成する。このよう
に、DACの出力が真のゼロで入力値である場合は常に
、アナログ出力は全て低ノイズがグラウンドされる。 このモードに入ると、常にキャリブレーション制御回路
40はカウンタ156のビット位置をリセットするので
、キャリブレーションはオフセット値0から始まらない
。むしろ、オフセットレジスタ26に以前蓄えられたオ
フセット値より幾らか小さい値から始まる。こうすれば
、ビットコントロール回路40により2分探索を全て行
う必要はなく、修正探索を行えば良い。
たように、外部リセット信号に応じて、CAL/SQU
ELCH信号を生成する。さらに、キャリブレーション
制御回路40にはディジタル入力118が接続されてお
り、一定時間内に、ビットが全て論理0となったことを
検知する。この条件で、キャリブレーション制御回路4
0はCAL/SQUELCH信号を生成する。このよう
に、DACの出力が真のゼロで入力値である場合は常に
、アナログ出力は全て低ノイズがグラウンドされる。 このモードに入ると、常にキャリブレーション制御回路
40はカウンタ156のビット位置をリセットするので
、キャリブレーションはオフセット値0から始まらない
。むしろ、オフセットレジスタ26に以前蓄えられたオ
フセット値より幾らか小さい値から始まる。こうすれば
、ビットコントロール回路40により2分探索を全て行
う必要はなく、修正探索を行えば良い。
【0068】上述したキャリブレーション手順はゼロオ
フセットに関する例であったが、デルタシグマ変調器1
6の利得を調整することができる。この調整には規定の
入力に対する低い電圧と高い電圧の2つの電圧測定が必
要である。規定の入力はオフセットレジスタ26を通し
て加算点24で足し合わされ測定される。演算が行われ
、デルタシグマ変調器の利得が調整される。これは19
90年7月24日にアーリー等に付与された米国特許4
,943,807号に記載された発明に非常に似かよっ
ていることになる。ここに特許番号を付して実施例の一
部とする。
フセットに関する例であったが、デルタシグマ変調器1
6の利得を調整することができる。この調整には規定の
入力に対する低い電圧と高い電圧の2つの電圧測定が必
要である。規定の入力はオフセットレジスタ26を通し
て加算点24で足し合わされ測定される。演算が行われ
、デルタシグマ変調器の利得が調整される。これは19
90年7月24日にアーリー等に付与された米国特許4
,943,807号に記載された発明に非常に似かよっ
ていることになる。ここに特許番号を付して実施例の一
部とする。
【0069】要約すると、D/AコンバータのDCキャ
リブレーションシステムが提供されている。D/Aコン
バータはキャリブレーションモードの場合、その入力が
論理“ロー”状態にされる。公知のオフセット電圧はD
ACに入力され、その値は2分探索パターンで変動する
。その出力が真のゼロになると、このオフセット値はレ
ジスタに格納され、通常動作中、外部入力と加算される
。キャリブレーション中、その出力はディスエーブル状
態になり、グラウンドレベルに保持され、その出力が低
インピーダンス負荷になる。
リブレーションシステムが提供されている。D/Aコン
バータはキャリブレーションモードの場合、その入力が
論理“ロー”状態にされる。公知のオフセット電圧はD
ACに入力され、その値は2分探索パターンで変動する
。その出力が真のゼロになると、このオフセット値はレ
ジスタに格納され、通常動作中、外部入力と加算される
。キャリブレーション中、その出力はディスエーブル状
態になり、グラウンドレベルに保持され、その出力が低
インピーダンス負荷になる。
【0070】実施態様について説明したが、種々の変更
,置き換え,修正は、特許請求の範囲により限定される
発明の精神およびその範囲から逸脱することなくおこな
うことができるものである。
,置き換え,修正は、特許請求の範囲により限定される
発明の精神およびその範囲から逸脱することなくおこな
うことができるものである。
【0071】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上記のように構成したので、全体的に位相の線形性を実
現することができる。
上記のように構成したので、全体的に位相の線形性を実
現することができる。
【図1】キャリブレーションコントロールとオフセット
レジスタをもつDACシステムのディジタルとアナログ
部を示すブロック図である。
レジスタをもつDACシステムのディジタルとアナログ
部を示すブロック図である。
【図2】補間フィルタとサンプルホールド回路を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図3】デルタシグマ変調器を示すブロック図である。
【図4】アナログローパスフィルタを構成するスイッチ
トキャパシタフィルタと連続フィルタを示す回路図であ
る。
トキャパシタフィルタと連続フィルタを示す回路図であ
る。
【図5】図4図示アンプ136の構成を示す図である。
【図6】図4図示サンプルホールド回路の構成を示す図
である。
である。
【図7】キャリブレーションコントロールシステムとオ
フセットレジスタの論理図である。
フセットレジスタの論理図である。
【図8】キャリブレーションコントロール回路のタイミ
ングを示すタイミング図である。
ングを示すタイミング図である。
10 ディジタル部
12 アナログ部
14 補間回路
16 デルタシグマ変調器
21 DAC
22 アナログフィルタ
24 加算回路
28 アンプ
40 キャリブレーション制御回路
44 スイッチ
Claims (37)
- 【請求項1】 デジタル入力端子にデジタル入力信号
を受け、該デジタル入力信号のデジタル値に相当するア
ナログ出力レベルを有するアナログ出力信号を出力する
D/Aコンバータと、前記デジタル入力端子のデジタル
入力値に対してオフセット値だけ前記アナログ出力レベ
ルを変化させるオフセット回路と、キャリブレーション
信号の発生に応答して、前記デジタル入力端子に予め定
めたデジタル入力値により予め定められたアナログ出力
値が出力されるように前記オフセット値を決定し、設定
するキャリブレーション回路とを備えたことを特徴とす
るD/AコンバータのDCオフセットキャリブレーショ
ンシステム。 - 【請求項2】 請求項1において、キャリブレーショ
ン回路はキャリブレーション信号の発生に応じてオフセ
ット値を決定することを特徴とするD/Aコンバータの
DCオフセットキャリブレーションシステム。 - 【請求項3】 請求項2において、オフセット回路は
、D/Aコンバータの入力端子に配置され、デジタル入
力信号が印加されるデジタル加算点と、オフセット値を
デジタル値として格納し、その出力を前記加算点の第2
入力端子に入力するオフセットレジスタとを備えたこと
を特徴とするD/AコンバータのDCオフセットキャリ
ブレーションシステム。 - 【請求項4】 請求項3において、キャリブレーショ
ン回路は、デジタル入力信号を予め定めたキャリブレー
ションデジタル入力信号にする手段と、前記予め定めた
キャリブレーションデジタル入力信号が前記D/Aコン
バータに入力されると、D/Aコンバータのアナログ信
号のレベルをサンプリングするサンプリング回路と、前
記予め定めたキャリブレーションデジタル入力信号が前
記D/Aコンバータに入力されると、前記アナログ出力
信号のレベルが予め定めたキャリブレーションアナログ
出力信号に等しくなるまで、前記オフセットレジスタの
オフセット値を変化させるレジスタ制御回路とを備えた
ことを特徴とするD/AコンバータのDCオフセットキ
ャリブレーションシステム。 - 【請求項5】 請求項4において、予め定めたキャリ
ブレーションデジタル入力信号は実質的にゼロであり、
予め定めたキャリブレーションアナログ出力信号は実質
的にゼロであることを特徴とするD/AコンバータのD
Cオフセットキャリブレーションシステム。 - 【請求項6】 請求項4において、D/Aコンバータ
からのアナログ出力信号を受けるアナログ出力端子と、
キャリブレーション信号の発生に応じてアナログ出力を
アナログ出力端子から分離するディスエーブル回路と、
ディスエーブル回路によりアナログ出力端子がD/Aコ
ンバータから分離されると、予め定めた電圧をアナログ
出力端子に印加する電圧制御回路とを備えたことを特徴
とするD/AコンバータのDCオフセットキャリブレー
ションシステム。 - 【請求項7】 請求項2において、D/Aコンバータ
は、各デジタル入力信号のサンプリング周波数を増加さ
せる補間フィルタと、補間フィルタからの出力を受ける
サンプルホールド回路と、サンプルホールド回路の出力
をnビットデジタルストリームに変換するnビット量子
化回路と、nビット量子化回路の出力をアナログ信号に
変換するnビットD/Aコンバータと、nビットD/A
コンバータの出力をフィルタリングして、その帯域外に
ある高周波情報を実質的に取り除くローパスアナログフ
ィルタとを備えたことを特徴とするD/Aコンバータの
DCオフセットキャリブレーションシステム。 - 【請求項8】 請求項7において、オフセット回路は
、サンプルホールド回路と量子化回路の間に配置したデ
ジタル加算点と、オフセット値をデジタル値として格納
し、オフセット値とサンプルホールド回路からの出力デ
ジタル信号を加算するための加算点の第2入力端子にそ
の出力を入力するオフセットレジスタとを備えたことを
特徴とするD/AコンバータのDCオフセットキャリブ
レーションシステム。 - 【請求項9】 請求項7において、nビット量子化回
路はデルタシグマ変調器を備えたことを特徴とするD/
AコンバータのDCオフセットキャリブレーションシス
テム。 - 【請求項10】 請求項1において、D/Aコンバー
タはデルタシグマD/Aコンバータを備えたことを特徴
とするD/AコンバータのDCオフセットキャリブレー
ションシステム。 - 【請求項11】 デジタル信号を入力するためのデジ
タル入力端子と、前記デジタル信号を入力し、入力され
たデジタル信号のサンプリング周波数を増加する補間部
と、該補間部から出力信号をデジタルストリームに変換
する量子化器と、前記デジタルストリームをアナログ信
号に変換するD/Aコンバータと、該D/Aコンバータ
により変換されたアナログ信号をフィルタリングするア
ナログローパスフィルタを含み、アナログ出力信号をア
ナログ出力ノードに出力するアナログ部と、デジタルオ
フセット値を格納するオフセットレジスタと、該オフセ
ットレジスタに格納されたオフセット値と前記デジタル
入力信号を該デジタル入力信号を前記量子化器に入力す
る前に加算する加算点と、キャリブレーション信号の発
生に応じて前記オフセット値を決定し、前記オフセット
値は、予め定めたデジタル入力値が前記加算点により加
算されると、前記予め定めたデジタル入力値により予め
定めたアナログ出力値を有する出力となるように、前記
キャリブレーション回路によりセットされるキャリブレ
ーション回路とを備えたことを特徴とするD/Aコンバ
ータのDCオフセットキャリブレーションシステム。 - 【請求項12】 請求項11において、加算点は補間
部と量子化器の間に配置したことを特徴とするD/Aコ
ンバータのDCオフセットキャリブレーションシステム
。 - 【請求項13】 請求項11において、量子化器はデ
ルタシグマ変調器を備え、1ビットデジタルストリーム
を出力することを特徴とするD/AコンバータのDCオ
フセットキャリブレーションシステム。 - 【請求項14】 請求項11において、補間部は、有
限インパルスレスポンス関数に対して予め定めた係数に
応じて、動作する有限インパルスレスポンス関数を用い
た補間フィルタと、該補間フィルタの出力をサンプリン
グし、サンプリング周波数を増加するサンプルホールド
回路とを備えたことを特徴とするD/AコンバータのD
Cオフセットキャリブレーションシステム。 - 【請求項15】 請求項11において、アナログフィ
ルタ部は、D/Aコンバータの出力が入力されるスイッ
チトキャパシタローパスフィルタと、該スイッチトキャ
パシタローパスフィルタの出力が入力され、その出力が
アナログ出力ノードに出力される連続時間ローパスフィ
ルタとを備えたことを特徴とするD/AコンバータのD
Cオフセットキャリブレーションシステム。 - 【請求項16】 請求項11において、キャリブレー
ション回路は、デジタル入力信号を予め定めたキャリブ
レーションデジタル入力信号とする手段と、アナログ部
により出力されるアナログ出力信号のレベルをサンプリ
ングするサンプリング回路と、予め定めたキャリブレー
ション入力信号がデジタル入力信号として入力されると
、アナログ出力のレベルが予め定めたキャリブレーショ
ン出力信号と実質的に等しくなるまで、オフセットレジ
スタのオフセット値を変化させるレジスタ制御回路とを
備えたことを特徴とするD/AコンバータのDCオフセ
ットキャリブレーションシステム。 - 【請求項17】 請求項16において、予め定めたキ
ャリブレーションデジタル入力信号は実質的にゼロであ
り、予め定めたキャリブレーションアナログ出力信号は
実質的にゼロであることを特徴とするD/Aコンバータ
のDCオフセットキャリブレーションシステム。 - 【請求項18】 請求項16において、キャリブレー
ション回路は、キャリブレーション信号の発生に応じて
、アナログ出力ノードをアナログローパスフィルタの出
力から分離するディスエーブル回路と、アナログ出力ノ
ードに予め定めた電圧を印加し、アナログ出力ノードは
アナログローパスフィルタとアナログ部からディスエー
ブル回路により分離される電圧制御回路とを備えたこと
を特徴とするD/AコンバータのDCオフセットキャリ
ブレーションシステム。 - 【請求項19】 請求項16において、レジスタ制御
回路は、2分探索アルゴリズムにのっとりオフセットレ
ジスタのオフセット値を変化させ、アナログ出力信号が
予め定めたキャリブレーションアナログ出力信号と実質
的に等しくなると、オフセットレジスタのオフセット値
をラッチすることを特徴とするD/AコンバータのDC
オフセットキャリブレーションシステム。 - 【請求項20】 請求項11において、D/Aコンバ
ータは、外部入力信号に応じてキャリブレーション制御
信号を発生する手段を備えたことを特徴とするD/Aコ
ンバータのDCオフセットキャリブレーションシステム
。 - 【請求項21】 請求項11において、D/Aコンバ
ータは、予め定めた値を有するデジタル入力信号に応じ
てキャリブレーション信号を発生する手段を備えたこと
を特徴とするD/AコンバータのDCオフセットキャリ
ブレーションシステム。 - 【請求項22】 デジタル入力端子を供給するステッ
プと、アナログ出力端子を供給するステップと、デジタ
ル入力端子の入力信号をアナログ出力端子のアナログ出
力信号に変換し、該アナログ出力信号のレベルはデジタ
ル入力信号のレベルに対応するステップと、アナログ出
力レベルをデジタル入力端子の所定のデジタル入力値に
対してオフセット値だけオフセットするステップと、デ
ジタル入力端子の予め定めたデジタル入力値により、ア
ナログ出力端子の予め定めたアナログ出力値になるよう
に、オフセット値を決定するステップとを備えたことを
特徴とするD/AコンバータのDCオフセットキャリブ
レーション方法。 - 【請求項23】 請求項22において、オフセット値
を決定するステップは、キャリブレーション信号の発生
に応答することを特徴とするD/AコンバータのDCオ
フセットキャリブレーション方法。 - 【請求項24】 請求項23において、オフセット値
を決定するステップは、オフセット値がデジタル値であ
り、アナログ出力レベルをオフセット値だけオフセット
するステップは、オフセットレジスタを供給するステッ
プと、オフセットレジスタのオフセット値を格納するス
テップと、オフセットレジスタの出力とデジタル入力信
号を加算するステップとを備えたことを特徴とするD/
AコンバータのDCオフセットキャリブレーション方法
。 - 【請求項25】 請求項23において、オフセット値
を決定するステップは、デジタル入力信号を予め定めた
キャリブレーション入力信号にするステップと、デジタ
ル入力信号が予め定めたキャリブレーション入力信号に
されると、アナログ出力信号のレベルをサンプリングす
るステップと、デジタル入力信号が予め定めたキャリブ
レーション入力信号にされると、アナログ出力信号のレ
ベルが予め定めたキャリブレーションアナログ出力信号
と実質的に等しくなるまで、オフセット値を変化させる
ステップとを備えたことを特徴とするD/Aコンバータ
のDCオフセットキャリブレーション方法。 - 【請求項26】 請求項25において、予め定めたキ
ャリブレーションデジタル入力信号はその値が実質的に
ゼロであり、予め定めたキャリブレーションアナログ出
力信号はその値が実質的にゼロであることを特徴とする
D/AコンバータのDCオフセットキャリブレーション
方法。 - 【請求項27】 請求項25において、オフセット値
を決定するステップは、キャリブレーション信号の発生
に応じてアナログ出力端子からアナログ出力信号を分離
するステップと、該ステップによりアナログ出力端子か
らアナログ出力信号が分離されると、アナログ出力端子
に予め定めた電圧を印加するステップとを備えたことを
特徴とするD/AコンバータのDCオフセットキャリブ
レーション方法。 - 【請求項28】 請求項23において、デジタル入力
信号をアナログ出力信号に変換するステップは、補間フ
ィルタによりデジタル入力信号をフィルタリングし、そ
のサンプリング周波数を増加するステップと、サンプル
ホールド回路により補間フィルタの出力を処理するステ
ップと、サンプルホールド回路の出力をnビットデジタ
ルストリームに変換するステップと、nビットデジタル
ストリームをアナログ信号に変換するステップと、変換
して得られたアナログ信号をローパスアナログフィルタ
によりフィルタリングし、ローパスアナログフィルタリ
ングステップのバンド幅の外に存在する高周波情報を実
質的に除去するステップとを備えたことを特徴するD/
AコンバータのDCオフセットキャリブレーション方法
。 - 【請求項29】 請求項28において、オフセットす
るステップは、オフセットレジスタを供給するステップ
と、オフセット値をオフセットレジスタのデジタル値と
して格納するステップと、サンプルホールド回路の出力
をnビットデジタルストリームに変換する前に、サンプ
ルホールド回路により出力されるデジタル信号とオフセ
ットレジスタの出力とを加算するステップとを備えたこ
とを特徴とするD/AコンバータのDCオフセットキャ
リブレーション方法。 - 【請求項30】 請求項28において、サンプルホー
ルド回路の出力をnビットデジタルストリームに変換す
るステップは、デルタシグマ変調器によりサンプルホー
ルド回路の出力を処理するステップを備えたことを特徴
とするD/AコンバータのDCオフセットキャリブレー
ション方法。 - 【請求項31】 デジタル入力端子にデジタル入力信
号を受けるステップと、デジタル入力信号のサンプリン
グ周波数を増加するステップと、増加されたサンプリン
グ周波数でデジタル信号をnビットデジタルストリーム
に変換するステップと、nビットデジタルストリームを
アナログ信号に変換するステップと、アナログローパス
フィルタを供給するステップと、前記アナログローパス
フィルタにより変換されたアナログ信号をフィルタリン
グするステップと、オフセットレジスタを供給するステ
ップと、前記オフセットレジスタにデジタルオフセット
値を格納するステップと、デジタル入力信号をnビット
デジタルストリームに変換する前に、オフセットレジス
タに格納されたデジタルオフセット値とデジタル入力信
号を加算するステップと、キャリブレーション信号の発
生に応答してオフセット値を決定し、デジタル入力端子
の予め定めたデジタル入力値により予め定めたアナログ
出力値を有する出力になるように、オフセット値がセッ
トされるステップとを備えたことを特徴とするD/Aコ
ンバータのDCオフセットキャリブレーション方法。 - 【請求項32】 請求項31において、加算するステ
ップは、サンプリング周波数が増加された後で、かつ、
デジタル信号を1ビットデジタルストリームに変換する
前に、オフセットレジスタの出力とデジタル信号を加算
するステップを備えたことを特徴とするD/Aコンバー
タのDCオフセットキャリブレーション方法。 - 【請求項33】 請求項31において、増加されたサ
ンプリング周波数によりデジタル信号を1ビットデジタ
ルストリームに変換するステップは、デルタシグマ変調
器により、増加されたサンプリング周波数でデジタル信
号を処理するステップを備えたことを特徴とするD/A
コンバータのDCオフセットキャリブレーション方法。 - 【請求項34】 請求項31において、サンプリング
周波数を増加するステップは、有限インパルス応答関数
により、デジタル信号を処理する補間フィルタにより、
デジタル入力信号を処理するステップと、補間フィルタ
の出力をサンプルホールド回路により処理するステップ
とを備えたことを特徴とするD/AコンバータのDCオ
フセットキャリブレーション方法。 - 【請求項35】 請求項31において、オフセット値
を決定するステップは、デジタル入力信号を予め定めた
キャリブレーションデジタル入力信号にするステップと
、デジタル入力信号が予め定めたキャリブレーションデ
ジタル入力信号にされると、アナログローパスフィルタ
からのアナログ出力信号のレベルをサンプリングするス
テップと、デジタル入力信号が予め定めたキャリブレー
ションデジタル入力信号にされると、アナログ出力信号
のレベルが予め定めたキャリブレーションアナログ入力
信号に実質的に等しくなるまで、オフセットレジスタに
格納されているオフセット値を変化させるステップとを
備えたことを特徴とするD/AコンバータのDCオフセ
ットキャリブレーション方法。 - 【請求項36】 請求項35において、予め定めたキ
ャリブレーションデジタル入力信号はその値が実質的に
ゼロであり、予め定めたキャリブレーションアナログ出
力信号はその値が実質的にゼロであることを特徴とする
D/AコンバータのDCオフセットキャリブレーション
方法。 - 【請求項37】 請求項35において、アナログロー
パスフィルタからアナログ出力信号を受けるためのアナ
ログ出力端子を供給するステップと、キャリブレーショ
ン信号の発生に応じてアナログ出力端子からアナログ出
力信号を分離するステップと、分離するステップにより
、アナログ出力端子が分離されると、アナログ出力端子
に予め定めた電圧を印加するステップとを備えたことを
特徴とするD/AコンバータのDCオフセットキャリブ
レーション方法。
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