JPH0661863A - Dc dither input type deltasigma modulation type a/d converter - Google Patents

Dc dither input type deltasigma modulation type a/d converter

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JPH0661863A
JPH0661863A JP20832292A JP20832292A JPH0661863A JP H0661863 A JPH0661863 A JP H0661863A JP 20832292 A JP20832292 A JP 20832292A JP 20832292 A JP20832292 A JP 20832292A JP H0661863 A JPH0661863 A JP H0661863A
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JP
Japan
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dither
converter
input
value
output
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Withdrawn
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JP20832292A
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Japanese (ja)
Inventor
Kinji Kawada
金治 川田
Koji Tokiwa
耕司 常盤
Seiji Miyoshi
清司 三好
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0661863A publication Critical patent/JPH0661863A/en
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Abstract

PURPOSE:To facilitate the setting and adjustment of a DC dither input level by providing a digital signal processing function and a DC dither supply function to the A/D converter. CONSTITUTION:A digital signal processing section 70 calculates a power of a digital signal outputted from an LPF 60 to detect a signal level and to decide a DC digital voltage based on the result. A DC dither supply section 80 receiving the digital control signal deciding the DC dither level supplies the relevant DC dither level to an adder 10. Thus, even when there takes place any difference between a noninverting voltage level and an inverting voltage level being outputs of a D/A converter 50, a power arithmetic operation means of the signal processing section 70 detects a signal level equivalent to the difference between the noninverting voltage level and the inverting voltage level to decide the DC dither level based on the detected signal level. Thus, a differential amplifier 20 is used to be acted like absorbing the difference between the noninverting voltage level and the inverting voltage level of the D/A converter 50.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、直流ディザを入力して
アナログ信号をディジタル信号に変換するΔΣ変調型A
D変換器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ΔΣ modulation type A for inputting a DC dither to convert an analog signal into a digital signal.
It relates to a D converter.

【0002】近年、アナログ信号をディジタル信号に変
換するΔΣ変調型AD変換器に直流ディザを入力して量
子化雑音を低減する方法が検討されているが、早い実用
化が強く要求されている。
Recently, a method of inputting a DC dither into a ΔΣ modulation type AD converter for converting an analog signal into a digital signal to reduce the quantization noise has been studied, but there is a strong demand for early practical use.

【0003】[0003]

【従来の技術】図7〜図9により、従来例について説明
する。図7は第1の従来例で、ΔΣ変調型AD変換器の
例を示す図で、図8は図7を改良した第2の従来例で、
直流ディザ入力型ΔΣ変調型AD変換器の例を示す図
で、図9は積分器の出力電圧レベルの変化について示す
図である。
2. Description of the Related Art A conventional example will be described with reference to FIGS. FIG. 7 shows a first conventional example, which is an example of a ΔΣ modulation type AD converter, and FIG. 8 shows a second conventional example which is an improvement of FIG.
FIG. 9 is a diagram showing an example of a DC dither input type ΔΣ modulation type AD converter, and FIG. 9 is a diagram showing changes in the output voltage level of the integrator.

【0004】従来より、アナログ信号をディジタル信号
に変換するのに、ディジタル部分の分解能を増加してお
けば、量子化雑音を軽減することができるが、ΔΣ変調
型AD変換器は1ビットずつ出力するために量子化ビッ
ト数が少ないので、量子化雑音が多くなる。そこで、通
常はアナログ入力信号に較べて入力する主クロックの周
波数を数百倍と高くすることにより、雑音成分を広帯域
に分散させて量子化雑音を軽減する方法が用いられてい
る。
Conventionally, in converting an analog signal into a digital signal, if the resolution of the digital portion is increased, the quantization noise can be reduced, but the ΔΣ modulation type AD converter outputs one bit at a time. Therefore, since the number of quantization bits is small, quantization noise increases. Therefore, a method of reducing the quantization noise by dispersing the noise component in a wide band by increasing the frequency of the main clock to be input several hundred times higher than that of the analog input signal is usually used.

【0005】図7の第1の従来例において、説明を単純
化するため、コンパレータ40には閾値Vcとして+
0.5Vを入力し、また、1ビットD−Aコンバータ5
0のダイナミックレンジは+1Vと−1Vとし、アナロ
グ入力信号Ainが差動増幅器20の+端子に入力する
が、アナログ信号Ainは0Vを入力した状態として説
明する。
In the first conventional example of FIG. 7, in order to simplify the explanation, the comparator 40 has a threshold value Vc of +
Input 0.5V, 1-bit DA converter 5
The dynamic range of 0 is +1 V and -1 V, and the analog input signal Ain is input to the + terminal of the differential amplifier 20, but the analog signal Ain will be described as a state in which 0 V is input.

【0006】まず、回路が動作する初期のクロックが入
力されていないとき、差動増幅器20の出力V1は不定
となり、積分器30の出力V2は0Vとなる。次のコン
パレータ40においては、閾値+0.5Vと積分器30
の出力V2とを比較することになるが、−側の方が大き
くなるので、コンパレータ40の出力は”L”となる。
First, when the initial clock for operating the circuit is not input, the output V1 of the differential amplifier 20 becomes indefinite and the output V2 of the integrator 30 becomes 0V. In the next comparator 40, the threshold value +0.5 V and the integrator 30
The output of the comparator 40 becomes "L" because the negative side becomes larger.

【0007】コンパレータ40の出力に”L”が出力さ
れると、1ビットD−Aコンバータ(以下、D−Aコン
バータと称する)50では、−1V側がオンとなり、D
−Aコンバータ50の出力V3は−1Vとなる。
When "L" is output to the output of the comparator 40, the -1V side is turned on in the 1-bit DA converter (hereinafter referred to as "DA converter") 50, and D
The output V3 of the -A converter 50 becomes -1V.

【0008】次に、1つの目のクロック(1回目のクロ
ック)が積分器30、コンパレータ40、D−Aコンバ
ータ50等に入力すると、D−Aコンバータ50の出力
の−1Vは差動増幅器20の−端子に入力するので、差
動増幅器20の出力V1には+1Vが出力する。
Next, when the first clock (first clock) is input to the integrator 30, the comparator 40, the DA converter 50, etc., the output -1V of the DA converter 50 is -1V. −1V is output to the output V1 of the differential amplifier 20 as it is input to the negative terminal.

【0009】この+1Vを入力する積分器30の出力V
2には、1つ前のクロックのときの値が0Vであったの
で、0Vに+1Vを加算することになり、+1Vが出力
することになる。
The output V of the integrator 30 to which this + 1V is input
In the case of 2, the value at the immediately preceding clock was 0V, so + 1V is added to 0V, and + 1V is output.

【0010】次に、コンパレータ40では、この入力さ
れた+1Vと閾値0.5Vとを比較することになり、閾
値0.5Vと比較して高いので、コンパレータ40の出
力には”H”が出力される。
Next, in the comparator 40, this input + 1V is compared with the threshold value 0.5V, which is higher than the threshold value 0.5V, so "H" is output to the output of the comparator 40. To be done.

【0011】”H”が出力されると、D−Aコンバータ
50では、+1V側がオンとなり、D−Aコンバータ5
0の出力V3は+1Vとなる。次の2つ目のクロックが
積分器30、コンパレータ40、D−Aコンバータ50
等に入力すると、D−Aコンバータ50の出力V3の+
1Vは差動増幅器20の−端子に入力するので、差動増
幅器20の出力V1には−1Vが出力する。
When "H" is output, the + 1V side of the DA converter 50 is turned on, and the DA converter 5
The output V3 of 0 becomes + 1V. The next second clock is the integrator 30, the comparator 40, and the DA converter 50.
, The output V3 of the DA converter 50 is +
Since 1V is input to the-terminal of the differential amplifier 20, -1V is output to the output V1 of the differential amplifier 20.

【0012】この−1Vを入力する積分器30の出力V
2には、1つ前のクロックのときの値が+1Vであった
ので、+1Vに−1Vを加算することになり、0Vが出
力する。
The output V of the integrator 30 to which this -1V is input
In the case of 2, the value at the previous clock was + 1V, so -1V is added to + 1V, and 0V is output.

【0013】以下、同様にして、積分器30の出力V2
は、+1Vと0Vとを交互に出力し、また、コンパレー
タ40の出力V3はディジタル信号”L”と”H”を交
互に出力することになるので、このディジタル信号レベ
ルを平均化するフィルタ60を通すことにより、フィル
タ60の出力にディジタル信号出力Doutを得ること
ができる。
Thereafter, similarly, the output V2 of the integrator 30 is obtained.
Outputs + 1V and 0V alternately, and the output V3 of the comparator 40 outputs digital signals "L" and "H" alternately. Therefore, a filter 60 for averaging the digital signal level is used. By passing it, the digital signal output Dout can be obtained at the output of the filter 60.

【0014】なお、S/N値は、ディジタル信号出力を
FFT(Fast fouriertransfor
m:高速フーリエ変換)解析して求める。FFT解析を
行うと、直流成分と、クロック周波数f=1/T〔H
z〕と等しいスペクトル成分を得ることができる。(図
9(1)参照) このようにして得られた積分器30の出力V2の電圧レ
ベルを示すものが図9(1)であり、クロックが1つ入
力する毎に0Vと+1Vの積分器出力電圧レベルを交互
に出力することを理想的に表現したものである。
The S / N value is obtained by converting the digital signal output into an FFT (Fast Fourier transform).
m: fast Fourier transform) Obtained by analysis. When FFT analysis is performed, the DC component and the clock frequency f = 1 / T [H
A spectral component equal to z] can be obtained. FIG. 9 (1) shows the voltage level of the output V2 of the integrator 30 obtained in this way, which is 0V and + 1V each time one clock is input. This is an ideal representation of alternating output voltage levels.

【0015】ところが、実際には、D−Aコンバータ5
0の出力電圧V3の+1Vと−1Vに誤差が生じると、
図9(1)に示すようなきれいな電圧レベル変化でなく
なり、例えば、図9(2)に示すようにT1を周期とす
る電圧レベルの変化になって来る。
However, in reality, the DA converter 5
When an error occurs between + 1V and -1V of the output voltage V3 of 0,
The voltage level change does not change as shown in FIG. 9 (1), and the voltage level changes with T1 as a cycle, for example, as shown in FIG. 9 (2).

【0016】図9(2)は、図7のD−Aコンバータ5
0の+−両側のダイナミックレンジのうち、+側に0.
2Vの誤差(通常はLSI化した際には数十mV程度の
誤差を生じるが、説明の便宜上、誤差を拡大して0.2
V低下し、+0.8Vが差動増幅器20へ送られるもの
としている)があるものとしたときの積分器30の出力
電圧レベルの変化を示した図である。
FIG. 9B shows the DA converter 5 of FIG.
0 of the dynamic range on both sides of 0.
Error of 2V (Normally, an error of about several tens of mV occurs when integrated into an LSI, but for convenience of explanation, the error is expanded to 0.2V.
FIG. 7 is a diagram showing a change in the output voltage level of the integrator 30 when V decreases and +0.8 V is assumed to be sent to the differential amplifier 20).

【0017】図9(1)の理想的動作時と異なり、D−
Aコンバータ50の出力誤差0.2Vが積分器30にお
ける入力信号の加算(積分)に影響し続けるため、積分
器20の出力電圧レベル値は、図9(2)に示すように
新たにT1(周波数=f1 )を周期とする周波数成分が
現れる(図3参照)。
Unlike the ideal operation shown in FIG. 9A, D-
Since the output error of 0.2 A of the A converter 50 continues to influence the addition (integration) of the input signals in the integrator 30, the output voltage level value of the integrator 20 is newly set to T1 (as shown in FIG. 9B). A frequency component having a cycle of frequency = f 1 appears (see FIG. 3).

【0018】この周波数f1 のスペクトルが入力信号帯
域内に存在する場合は、積分器30の出力電圧レベルV
2がコンパレータ40、フィルタ60を通過してもディ
ジタル信号出力Doutには含まれてしまうことにな
る。
When the spectrum of the frequency f 1 exists within the input signal band, the output voltage level V of the integrator 30
Even if 2 passes through the comparator 40 and the filter 60, it is included in the digital signal output Dout.

【0019】この問題を解決するため、図8に示すよう
に入力信号Ainに直流ディザと呼ばれる微小オフセッ
ト電位を加算し、D−Aコンバータ50から出力するダ
イナミックレンジの+側、及び−側電圧値の差分を吸収
する方法がとられている。
In order to solve this problem, as shown in FIG. 8, a small offset potential called DC dither is added to the input signal Ain, and the positive and negative voltage values of the dynamic range output from the DA converter 50. The method of absorbing the difference of is taken.

【0020】直流ディザ入力は通常、入力信号に影響し
ない範囲で、約10mV程度の値を設定するが、説明の
便宜上、80mVに設定したものとして説明する。先
ず、クロック入力がないときは、クロック入力のない動
作前のため、積分器30出力V2は0Vとなり、コンパ
レータ40の出力は”L”となり、従ってD−Aコンバ
ータ50の出力V3は−1Vとなる。
Normally, the DC dither input is set to a value of about 10 mV within a range where it does not affect the input signal, but for convenience of explanation, it is assumed that the value is set to 80 mV. First, when there is no clock input, the output V2 of the integrator 30 is 0V and the output of the comparator 40 is "L" because the operation without clock input is before, and thus the output V3 of the DA converter 50 is -1V. Become.

【0021】次に、1つ目のクロックが入力すると、ア
ナログ信号入力Ainはないものとし(0V)、アナロ
グ信号入力に直流ディザVDを80mVを加算器10で
加算した結果を差動増幅器20の+入力へ、また、D−
Aコンバータ50の出力V3”−1V”を差動増幅器2
0の−入力へそれぞれ入力すると、差動増幅器20の出
力V1は+1.08V、コンパレータ30の出力は”
H”、D−Aコンバータ50の出力V3は0.8Vとな
る。
Next, when the first clock is input, it is assumed that there is no analog signal input Ain (0V), and the result of adding 80 mV of DC dither VD to the analog signal input by the adder 10 is output from the differential amplifier 20. To + input, D-
The output V3 "-1V" of the A converter 50 is used as the differential amplifier 2
When input to each of the-inputs of 0, the output V1 of the differential amplifier 20 is + 1.08V, and the output of the comparator 30 is "
The output V3 of the H ″, DA converter 50 is 0.8V.

【0022】次に、2つの目のクロック入力において、
差動増幅器20の+入力に0.08V、−入力に0.8
Vが入力され、差動増幅器20の出力V1は−0.72
Vとなる。また、積分器30では、1クロック前の値V
2である1.08Vに、−0.72Vが加算され、積分
器30の出力V2は0.36Vとなり、コンパレータ4
0の出力は”L”となる。
Next, at the second clock input,
0.08V to + input of differential amplifier 20, 0.8 to-input
V is input, and the output V1 of the differential amplifier 20 is -0.72.
It becomes V. In the integrator 30, the value V one clock before
-0.72V is added to 1.08V which is 2, the output V2 of the integrator 30 becomes 0.36V, and the comparator 4
The output of 0 becomes "L".

【0023】このように、3つ目のクロック以降も同様
に動作する。この動作を積分器30の出力電圧レベルに
ついて表したのが、図9(3)である。図7の回路にお
ける通常動作において、図9(2)に示すように発生し
た周期T1の周波数成分は、直流ディザを入力すること
により、図9(3)に示すように周期T2を持つ周波数
成分に変化することが分かる。
In this way, the same operation is performed after the third clock. FIG. 9C shows this operation with respect to the output voltage level of the integrator 30. In the normal operation of the circuit of FIG. 7, the frequency component of the period T1 generated as shown in FIG. 9 (2) is input by the DC dither, so that the frequency component having the period T2 as shown in FIG. 9 (3). You can see that it changes to.

【0024】これらの信号成分をスペクトル表示した図
が図3である。ここで、1/T2〔Hz〕=f2 が入力
信号帯域(DC〜f’)に比較して高周波であればf2
は帯域外に出てしまうので、入力信号帯域内におけるS
/N特性は改善されることになる。
FIG. 3 shows a spectrum display of these signal components. Here, if 1 / T2 [Hz] = f 2 is a high frequency compared to the input signal band (DC to f ′), then f 2
Goes out of band, so S in the input signal band
The / N characteristic will be improved.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法は既存技術ではあるが、現状ではシミュレーション等
でその都度、任意にディザ入力値を設定する程度の試み
がなされている状況であり、実用化には乏しい。
However, although this method is an existing technique, at present, it is a situation in which an attempt is made to arbitrarily set a dither input value each time in a simulation or the like, and it is practically used. Is scarce.

【0026】本発明は、係る問題を解決するもので、直
流ディザ入力値を容易に設定調整することが可能な直流
ディザ入力型ΔΣ変調型AD変換器を提供することを目
的とする。
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a DC dither input type ΔΣ modulation type AD converter capable of easily setting and adjusting the DC dither input value.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】図1は、本発明に係わる
直流ディザ入力型ΔΣ変調型AD変換器の原理構成図で
ある。図中、図8と同じ符号は同じものを示し、70は
ディジタル信号処理部、80は直流ディザ供給部であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing the principle configuration of a DC dither input type ΔΣ modulation type AD converter according to the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 8 indicate the same components, 70 is a digital signal processing unit, and 80 is a DC dither supply unit.

【0028】本発明は、直流ディザを加算器10で入力
するアナログ信号に加算して得たアナログ信号入力と、
1ビットD−Aコンバータ50により1クロック前のデ
ィジタル化データを再度アナログ入力信号側に戻したも
のとの差を、差動増幅器20で増幅し、更に積分器30
で積分した値をコンパレータ40で閾値と比較して”
H”レベルか、”L”レベルかのいずれかのディジタル
値に変換し、該ディジタル値を平均化するフィルタ60
を介してディジタル信号を取り出す直流ディザ入力型Δ
Σ変調型AD変換器において、該ローパスフィルタ60
から出力するディジタル信号のパワーを演算して信号レ
ベルを検出するパワー演算手段と、その結果に基づいて
直流ディザ電圧値を決定する直流ディザ設定手段を有す
るディジタル信号処理部70と、該ディジタル信号処理
部70からの直流ディザ値を決定するディジタル制御信
号を受けて、前記加算器10に、対応する該直流ディザ
値を供給する直流ディザ供給手段80を設けることによ
り、目的を達成することができる。
The present invention adds an analog signal input obtained by adding a DC dither to an analog signal input by the adder 10, and
The differential amplifier 20 amplifies the difference between the digitized data one clock before returned to the analog input signal side by the 1-bit DA converter 50, and further the integrator 30.
Comparing the value with and comparing it with the threshold value with the comparator 40
A filter 60 for converting the digital value to either the H "level or the" L "level and averaging the digital value.
DC dither input type Δ that extracts digital signal via
In the Σ modulation type AD converter, the low-pass filter 60
A digital signal processing unit 70 having a power calculation means for calculating the power of the digital signal output from the device and detecting the signal level, a DC dither setting means for determining the DC dither voltage value based on the result, and the digital signal processing The object can be achieved by providing the adder 10 with the DC dither supply means 80 for supplying the corresponding DC dither value in response to the digital control signal for determining the DC dither value from the section 70.

【0029】ここで、直流ディザ供給部80について
は、アナログスイッチ、抵抗、シリアル・パラレル変換
器を用いて構成することができる。また、この直流ディ
ザ供給部80の出力部にローパスフィルタ82を付加す
ることもできる。
Here, the DC dither supply section 80 can be constructed by using an analog switch, a resistor, and a serial / parallel converter. Further, the low-pass filter 82 can be added to the output section of the DC dither supply section 80.

【0030】[0030]

【作用】本発明は、ローパスフィルタ60から出力する
ディジタル信号のパワーを演算して信号レベルを検出す
るパワー演算手段と、その結果に基づいて直流ディザ電
圧値を決定する直流ディザ決定手段を有するディジタル
信号処理部70と、ディジタル信号処理部70からの直
流ディザ値を決定するディジタル制御信号を受けて、加
算器10に、対応する直流ディザ値を供給する直流ディ
ザ供給手段80を設けるので、D−Aコンバータ50の
出力の+側電圧レベルと−側電圧レベルに違いが発生し
ても、ディジタル信号処理部70のパワー演算手段によ
り、D−Aコンバータ50の出力の+側電圧レベルと−
側電圧レベルの違いに相当する信号レベルを検出し、そ
の検出した信号レベルにより直流ディザ値を決定する。
According to the present invention, there is provided a digital circuit having a power calculating means for calculating the power of the digital signal output from the low-pass filter 60 to detect the signal level, and a DC dither determining means for determining the DC dither voltage value based on the result. The signal processing section 70 and the DC dither supply means 80 for supplying the corresponding DC dither value to the adder 10 in response to the digital control signal for determining the DC dither value from the digital signal processing section 70 are provided. Even if a difference occurs between the + side voltage level and the − side voltage level of the output of the A converter 50, the power calculation means of the digital signal processing unit 70 causes the + side voltage level of the output of the DA converter 50 and −.
The signal level corresponding to the difference in the side voltage level is detected, and the DC dither value is determined by the detected signal level.

【0031】そして、その直流ディザ値を決定するディ
ジタル制御信号を受信した直流ディザ供給部80におい
て、このディジタル制御信号に対応した直流ディザ電圧
値を加算器10に供給するので、差動増幅器20で、D
−Aコンバータ50の出力の+側電圧レベルと−側電圧
レベルの違いを吸収するように作用させることができ
る。
Then, the DC dither supply section 80 which has received the digital control signal for determining the DC dither value supplies the DC dither voltage value corresponding to this digital control signal to the adder 10, so that the differential amplifier 20 , D
It is possible to act so as to absorb the difference between the + side voltage level and the − side voltage level of the output of the −A converter 50.

【0032】このようにすることにより、D−Aコンバ
ータ50の出力の+側電圧レベルと+側電圧レベルの違
いにより発生した雑音を更に低減することができる。こ
こで、直流ディザ供給部80については、アナログスイ
ッチ、抵抗、シリアル・パラレル変換器を用いて容易に
構成することができる。
By doing so, noise generated due to the difference between the + side voltage level and the + side voltage level of the output of the DA converter 50 can be further reduced. Here, the DC dither supply unit 80 can be easily configured by using an analog switch, a resistor, and a serial / parallel converter.

【0033】また、この直流ディザ供給部80の出力部
にローパスフィルタ82を付加することにより、アナロ
グスイッチS1〜S5の動作に伴う雑音を遮断すること
ができる。
Further, by adding a low-pass filter 82 to the output section of the DC dither supply section 80, noise accompanying the operation of the analog switches S1 to S5 can be cut off.

【0034】[0034]

【実施例】次に、実施例について、図2〜図6を用いて
説明する。図2は本発明に係わる直流ディザ入力型ΔΣ
変調型AD変換器の実施例で、図3は出力信号スペクト
ル関係図で、図4は本発明における直流ディザ設定フロ
ーチャート例である。また、図5は図2におけるセレク
タ回路の具体例で、図6は図2における直流ディザ供給
部の具体例である。
EXAMPLES Next, examples will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a DC dither input type ΔΣ according to the present invention.
FIG. 3 is an output signal spectrum relationship diagram, and FIG. 4 is an example of a DC dither setting flowchart in the present invention, which is an embodiment of a modulation type AD converter. 5 is a specific example of the selector circuit in FIG. 2, and FIG. 6 is a specific example of the DC dither supply section in FIG.

【0035】図中、図1,図8と同じ符号は同じものを
示し、11はセレクタ、12はINV回路、71はパワ
ー演算部、72は直流ディザ入力値設定部、73はトレ
ーニング動作切替部、81はシリアル・パラレル変換
器、13,82はローパスフィルタ、Cはコンデンサ、
R,R0〜R5は抵抗、S1〜S5はアナログスイッチ
である。
In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 8 indicate the same elements, 11 is a selector, 12 is an INV circuit, 71 is a power calculation section, 72 is a DC dither input value setting section, and 73 is a training operation switching section. , 81 is a serial / parallel converter, 13 and 82 are low-pass filters, C is a capacitor,
R, R0 to R5 are resistors, and S1 to S5 are analog switches.

【0036】本実施例には、アナログ信号をディジタル
信号に変換する前に、回路動作を確認するためのトレー
ニング機能を設けている。トレーニングするために必要
なセレクタ回路の具体例を図5に示すが、アナログ信号
をディジタル信号に変換する前の時点において、ディジ
タル処理部70のトレーニング動作切替部73から制御
信号をセレクタ11に送り、S1を開き、S2を閉じ
て、アナログ入力信号の代わりに、地気を上げること
を、アナログ信号入力の状態とするものである。
In this embodiment, a training function for confirming circuit operation is provided before converting an analog signal into a digital signal. A specific example of the selector circuit necessary for training is shown in FIG. 5. Before the analog signal is converted into the digital signal, the training operation switching section 73 of the digital processing section 70 sends a control signal to the selector 11. Opening S1 and closing S2 to raise the ground level instead of the analog input signal is the state of the analog signal input.

【0037】なお、ローパスフィルタ13はアナログス
イッチS1,S2の動作に伴い、発生する雑音を遮断す
るために設けている。本発明の実施例は、ディジタル信
号処理(Digital signal proces
sor)による手法を用いたもので、ディジタル化され
た出力信号Dout(i)を、
The low-pass filter 13 is provided to cut off noise generated by the operation of the analog switches S1 and S2. Embodiments of the present invention are based on digital signal processing (Digital signal processes).
The digitalized output signal Dout (i) is

【0038】[0038]

【数1】 なる式に基づいて、パワー演算を行い、その結果として
のパワー演算値Pと、予め予想されるアナログ入力信号
Ainを事前にパワー演算した結果であるパワー演算予
想値Pcとを比較する。
[Equation 1] A power calculation is performed based on the following equation, and the resulting power calculation value P is compared with a predicted power calculation value Pc which is the result of the power calculation of the analog input signal Ain predicted in advance.

【0039】その結果、PとPcの間に大幅な差が生ず
れば、D−Aコンバータ50の出力電圧に誤差があり、
図9(2)に示すf1 =1/T1〔Hz〕なるスペクト
ルが現れ、雑音成分が増加したものと見なす。
As a result, if a large difference occurs between P and Pc, there is an error in the output voltage of the DA converter 50,
It is assumed that the spectrum of f 1 = 1 / T1 [Hz] shown in FIG. 9B appears and the noise component has increased.

【0040】次に、PとPcの差に応じて、加算器10
に入力する直流ディザを抵抗分割したR2により設定す
る。直流ディザが大き過ぎると、アナログ信号入力Ai
nがディジタル信号出力Doutと等しくなくなり得る
ので、直流ディザはその都度、必要最小限に留めるべき
であり、固定化することは避けるべきである。
Next, according to the difference between P and Pc, the adder 10
The DC dither to be input to is set by R2 divided by resistance. If the DC dither is too large, the analog signal input Ai
Since n may not be equal to the digital signal output Dout, the DC dither should be kept to the minimum necessary each time and fixed should be avoided.

【0041】では、図4について、図2、図3を参照し
ながら、説明する。なお、下記の○数字は図4に示す○
数字と一致する。 ディジタル処理部70のトレーニング動作切替部7
1において、セレクタ11をトレーニングモードに切替
える。 初期設定として、直流ディザDVをディザ入力なし
の状態の0Vにする。 パワー演算結果をクリアにする(P=0)。 図2の実施例の回路を、先の第2の従来例の動作説
明において述べたと同じように動作させ、ディジタル出
力Doutをサンプリング演算回数N回以上ディジタル
信号処理部70に取り組む。
Now, FIG. 4 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. In addition, the following ○ numbers are shown in Fig. 4.
Match the number. Training operation switching unit 7 of digital processing unit 70
In 1, the selector 11 is switched to the training mode. As an initial setting, the DC dither DV is set to 0V in the state without dither input. Clear the power calculation result (P = 0). The circuit of the embodiment of FIG. 2 is operated in the same manner as described in the explanation of the operation of the second conventional example, and the digital output Dout is addressed to the digital signal processing unit 70 N times or more sampling operations.

【0042】[0042]

【数2】 式により、ディジタル信号出力Doutによるパワー演
算を行う。アナログ入力信号によっては、出力するディ
ジタル信号の平均値を求めると、0となり得るので、本
発明においては、2乗和の平均値を求めるものである。 予め予想されるアナログ入力信号のバワー演算結果
Pcを求め、上限値Povと下限値Punで定まる目標
範囲を定めておき、項において求めた結果と比較す
る。 項で求めた結果が項で求めた目標範囲内にあれ
ば、直流ディザVDを決定し、項で求めた結果が項
で求めた目標範囲外にあれば、直流ディザVDを設定し
直す。 〜項の動作を繰り返し、項で求めた結果が
項で求めた目標範囲内になったとき、そのときの直流デ
ィザVDを直流ディザ値として最終決定する。 ディジタル処理部70のトレーニング動作切替部7
3により、セレクタ11を通常動作モードに切替える。
[Equation 2] According to the equation, power calculation is performed by the digital signal output Dout. Depending on the analog input signal, the average value of the digital signals to be output can be 0, so in the present invention, the average value of the sum of squares is calculated. An expected power calculation result Pc of the analog input signal is obtained in advance, a target range defined by the upper limit value Pov and the lower limit value Pun is set, and the result is compared with the result obtained in the section. If the result obtained by the term is within the target range obtained by the term, the DC dither VD is determined, and if the result obtained by the term is outside the target range obtained by the term, the DC dither VD is reset. When the result obtained by the term is within the target range obtained by the term, the DC dither VD at that time is finally determined as the DC dither value. Training operation switching unit 7 of digital processing unit 70
3, the selector 11 is switched to the normal operation mode.

【0043】以上のようにして、直流ディザ値を決定す
る。また、図6は、直流ディザ供給部80の具体例を示
す図であるが、ディジタル信号処理部70の直流ディザ
入力値設定部72より送られて来る直流ディザ値を決め
るためのディジタル制御信号、即ち、アナログスイッチ
数に対応したビット数のシリアルデータであるディジタ
ル制御信号をシリアル・パラレル変換器81に入力し、
パラレル信号に変換された対応するビットのアナログス
イッチS1〜S5が閉じ、直流ディザ値を生成する。
As described above, the DC dither value is determined. 6 is a diagram showing a specific example of the DC dither supply unit 80, a digital control signal for determining the DC dither value sent from the DC dither input value setting unit 72 of the digital signal processing unit 70, That is, a digital control signal, which is serial data having the number of bits corresponding to the number of analog switches, is input to the serial / parallel converter 81,
The analog switches S1 to S5 of the corresponding bits converted into the parallel signal are closed to generate the DC dither value.

【0044】また、ローパスフィルタ82はアナログス
イッチS1〜S5の動作時に発生する雑音を防止するた
めのものである。また、通過帯域は直流成分とする。な
お、シリアル・パラレル変換器81のビット数を増加す
ることにより、生成する直流ディザ値を増加することが
できる。
The low-pass filter 82 is for preventing noise generated during the operation of the analog switches S1 to S5. In addition, the pass band is a DC component. By increasing the number of bits of the serial / parallel converter 81, it is possible to increase the generated DC dither value.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ディジタル信号処理機能と直流ディザ供給機能を設ける
ことにより、実用化をはかることができ、ΔΣ変調型A
D変換器で発生し易い主な雑音を高周波帯域へ容易に移
動させることができるので、S/N特性の改善が可能と
なる。
As described above, according to the present invention,
By providing a digital signal processing function and a DC dither supply function, it can be put into practical use, and the ΔΣ modulation type A
Since the main noise that is likely to occur in the D converter can be easily moved to the high frequency band, the S / N characteristic can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係わる直流ディザ入力型ΔΣ変調型A
D変換器の原理構成図である。
FIG. 1 is a DC dither input type ΔΣ modulation type A according to the present invention.
It is a principle block diagram of a D converter.

【図2】本発明に係わる直流ディザ入力型ΔΣ変調型A
D変換器の実施例である。
FIG. 2 is a DC dither input type ΔΣ modulation type A according to the present invention.
It is an example of a D converter.

【図3】本発明に係わる出力信号スペクトル関係図であ
る。
FIG. 3 is a relational diagram of an output signal spectrum according to the present invention.

【図4】本発明における直流ディザ設定フローチャート
例である。
FIG. 4 is an example of a DC dither setting flowchart in the present invention.

【図5】図2におけるセレクタ回路の具体例を示す図で
ある。
5 is a diagram showing a specific example of a selector circuit in FIG.

【図6】図2における直流ディザ供給部の具体例を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing a specific example of a DC dither supply unit in FIG.

【図7】第1の従来例でΔΣ変調型AD変換器例を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a ΔΣ modulation type AD converter in the first conventional example.

【図8】第2の従来例で直流ディザ入力型ΔΣ変調型A
D変換器例を示す図である。
FIG. 8 is a DC dither input type ΔΣ modulation type A in the second conventional example.
It is a figure which shows an example of a D converter.

【図9】積分器の出力電圧レベルの変化について示す図
である。
FIG. 9 is a diagram showing changes in the output voltage level of the integrator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 加算器 11 セレクタ 12 INV回路 20 差動増幅器 30 積分器 40 コンパレータ 50 1ビットD−Aコンバータ 13,60,82 ローパスフィルタ 70 ディジタル信号処理部 71 パワー演算部 72 直流ディザ入力値設定部 73 トレーニング動作切替部 80 直流ディザ供給部 81 シリアル・パラレル変換器 C コンデンサ R,R0〜R5 抵抗 S1〜S5 アナログスイッチ 10 adder 11 selector 12 INV circuit 20 differential amplifier 30 integrator 40 comparator 50 1-bit D / A converter 13, 60, 82 low-pass filter 70 digital signal processing unit 71 power operation unit 72 DC dither input value setting unit 73 training operation Switching unit 80 DC dither supply unit 81 Serial / parallel converter C Capacitor R, R0 to R5 Resistance S1 to S5 Analog switch

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流ディザを加算器(10)で入力する
アナログ信号に加算して得たアナログ信号入力と、1ビ
ットD−Aコンバータ(50)により、1クロック前の
ディジタル化データを再度アナログ入力信号側に戻した
ものとの差を、差動増幅器(20)で増幅し、更に積分
器(30)で積分した値を、コンパレータ(40)で閾
値と比較してディジタル値に変換し、該ディジタル値を
平均化するフィルタ(60)を介してディジタル信号を
取り出す直流ディザ入力型ΔΣ変調型AD変換器におい
て、 該フィルタ(60)から出力するディジタル信号のパワ
ーを演算して信号レベルを検出するパワー演算手段と、
その結果に基づいて直流ディザ電圧値を決定する直流デ
ィザ設定手段を有するディジタル信号処理部(70)
と、 該ディジタル信号処理部(70)からの直流ディザ値を
決定するディジタル制御信号を受けて、前記加算器(1
0)に、対応する該直流ディザ値を供給する直流ディザ
供給手段(80)を設けたことを特徴とする直流ディザ
入力型ΔΣ変調型AD変換器。
1. An analog signal input obtained by adding a DC dither to an analog signal input by an adder (10) and a 1-bit D / A converter (50) to re-analog digitized data one clock before. The difference from that returned to the input signal side is amplified by the differential amplifier (20), and the value integrated by the integrator (30) is compared with the threshold value by the comparator (40) to be converted into a digital value, In a DC dither input type ΔΣ modulation type AD converter for extracting a digital signal through a filter (60) for averaging the digital value, the power of the digital signal output from the filter (60) is calculated to detect the signal level. Power calculation means for
A digital signal processing unit (70) having direct current dither setting means for determining a direct current dither voltage value based on the result.
And a digital control signal for determining a DC dither value from the digital signal processing unit (70), the adder (1
0) is provided with a DC dither supply means (80) for supplying the corresponding DC dither value. A DC dither input type ΔΣ modulation AD converter.
【請求項2】 請求項1において、前記直流ディザ供給
部(80)を、アナログスイッチ、抵抗、シリアル・パ
ラレル変換器で構成したことを特徴とする直流ディザ入
力型ΔΣ変調型AD変換器。
2. The DC dither input type ΔΣ modulation type AD converter according to claim 1, wherein the DC dither supply section (80) comprises an analog switch, a resistor, and a serial / parallel converter.
【請求項3】 請求項2において、上記直流ディザ供給
部(80)の出力部にローパスフィルタ(82)を付加
したことを特徴とする直流ディザ入力型ΔΣ変調型AD
変換器。
3. The DC dither input type ΔΣ modulation type AD according to claim 2, wherein a low pass filter (82) is added to the output section of the DC dither supply section (80).
converter.
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