JPH07120950B2 - DA converter - Google Patents

DA converter

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JPH07120950B2
JPH07120950B2 JP2235191A JP23519190A JPH07120950B2 JP H07120950 B2 JPH07120950 B2 JP H07120950B2 JP 2235191 A JP2235191 A JP 2235191A JP 23519190 A JP23519190 A JP 23519190A JP H07120950 B2 JPH07120950 B2 JP H07120950B2
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noise shaper
digital
noise
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孝之 香高
光弘 本目
雅三 平野
十郎 星
達也 岸井
久仁昭 森田
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、オーバーサンプリング技術及びノイズシェ
ーピング(デルタシグマ変調)技術を利用したDA変換装
置に関し、特にノイズシェーパでのリミットサイクルを
防止する技術に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a DA converter using an oversampling technique and a noise shaping (delta sigma modulation) technique, and particularly to a technique for preventing a limit cycle in a noise shaper. It is a thing.

[発明の概要] この発明は、ノイズシェーパの入力としてのディジタル
信号にディジタル形式の交流波形信号を加算してノイズ
シェーパでのリミットサイクルを防止する回路におい
て、交流波形信号を加算すべきディジタル信号の有無を
検出し、信号無しのときはノイズシェーパ内のデータを
クリアすると共に交流波形信号の振幅値をゼロまで徐々
に減少制御することにより無信号時のノイズ低減を図っ
たものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a circuit for adding a digital AC waveform signal to a digital signal as an input of a noise shaper to prevent a limit cycle in the noise shaper. The presence or absence of the signal is detected, and when there is no signal, the data in the noise shaper is cleared, and the amplitude value of the AC waveform signal is controlled to be gradually reduced to zero to reduce noise when there is no signal.

[従来の技術] 従来、オーバーサンプリング技術及びノイズシェーピン
グ技術を利用したDA変換装置としては、第5図に例示し
たものが提案されている。
[Prior Art] Conventionally, as a DA converter using the oversampling technology and the noise shaping technology, the one illustrated in FIG. 5 has been proposed.

第5図において、10はマルチビットのディジタル入力DI
をオーバーサンプリングするディジタルフィルタ、12は
フィルタ10からのマルチビットのディジタル信号Aを一
方の入力とする加算器、14はディジタル形式の交流波形
信号Dを加算器12に他方の入力として供給するディザ
ー、16は加算器12の加算出力としてのマルチビットのデ
ィジタル信号A1をデルタシグマ変調(微積分処理)する
ことによりビット数の低下したディジタル信号Bを送出
するノイズシェーパ(デルタシグマ変調器)、18はノイ
ズシェーパ16からのディジタル信号Bを構成するパルス
を整形用クロック信号に応じて波形整形する波形整形回
路、20は周波数fSを有するシステムクロック信号φ
発生するクロック発生器、22は回路18からのパルス出力
Cをろ波して入力DIに対応したアナログ出力AOに変換す
るローパスフィルタ(LPF)である。
In FIG. 5, 10 is a multi-bit digital input DI
Is a digital filter for oversampling, 12 is an adder which receives the multi-bit digital signal A from the filter 10 as one input, and 14 is a dither which supplies the AC waveform signal D in digital form to the adder 12 as the other input, Reference numeral 16 is a noise shaper (delta sigma modulator) for transmitting a digital signal B having a reduced number of bits by performing delta sigma modulation (calculation processing) on the multi-bit digital signal A 1 as the addition output of the adder 12, and 18 is A waveform shaping circuit for shaping the pulses forming the digital signal B from the noise shaper 16 according to the shaping clock signal, 20 is a clock generator for generating the system clock signal φ S having the frequency f S , and 22 is a circuit 18 With a low pass filter (LPF) that filters the pulse output C from the and converts it into an analog output AO corresponding to the input DI That.

一点鎖線ICで取込んだ回路部は、モノリシック又はハイ
ブリッド形式の集積回路として構成され、1パッケージ
内に配置されるもので、20Aはクロック発生器20に対し
て外付けされる水晶振動子である。場合によっては、デ
ィジタルフィルタ10及びその関連部分(破線で囲んだ部
分)も含めて集積回路化が行なわれる。
The circuit part taken in by the one-dot chain line IC is configured as a monolithic or hybrid type integrated circuit and arranged in one package, and 20A is a crystal oscillator externally attached to the clock generator 20. . In some cases, the digital circuit 10 and its related portion (the portion surrounded by the broken line) are integrated into a circuit.

ディジタル入力DIは、一例として各サンプル毎に16ビッ
ト(1ワード)のデータを含む波形データであり、デー
タ送付周波数は44.1KHZである。また、システムクロッ
ク信号φの周波数は、16.9MHZであり、ディジタルフ
ィルタ10からノイズシェーパ16へのデータ送付周波数
は、通常fS/2(例えば8.45MHZ)である。
Digital input DI is a waveform data including data of 16 bits for each sample as an example (one word), the data sending frequency is 44.1KH Z. The frequency of the system clock signal phi S is 16.9MH Z, data sending frequency from the digital filter 10 to the noise shaper 16 is generally f S / 2 (e.g. 8.45MH Z).

ノイズシェーパ16は、オーバーサンプリングDA変換にお
いてオーバーサンプリング周波数を下げるために設けら
れたものである。ノイズシェーパ16として1次又は2次
のノイズシェーパを用いた場合は、ノイズシェーパ出力
Bとしてパルス密度変調(ビットストリーム)出力が得
られ、3次以上のノイズシェーパを用いた場合には出力
Bとしてパルス幅変調出力が得られる。
The noise shaper 16 is provided to reduce the oversampling frequency in the oversampling DA conversion. When a primary or secondary noise shaper is used as the noise shaper 16, a pulse density modulation (bit stream) output is obtained as the noise shaper output B, and as a noise B shaper output as the output B when a tertiary or higher-order noise shaper is used. A pulse width modulated output is obtained.

ノイズシェーパ16では、ディジタル信号がビット数を下
げた表現に変換されるが、このような変換によって生ず
る誤差はノイズとなり、高い周波数領域ほど大きくなる
一方、注目する可聴周波数帯域内のノイズは満足な程度
に低くなる。すなわち、第6図は、ノイズシェーパ16の
理想出力のパワースペクトラムを示すもので、ノイズシ
ェーピングによるノイズパワーは、fS/2の近傍の高周波
領域で最大である。また、低周波領域の単色の鋭いパワ
ー成分Paは、入力ディジタル信号成分にサイン波となる
ものを与えた場合に得られるものであり、パワー成分Pb
は、システムクロック信号φによるものである。
In the noise shaper 16, the digital signal is converted into a representation with a reduced number of bits. The error caused by such conversion becomes noise, which becomes larger in the higher frequency region, while the noise in the audible frequency band of interest is satisfactory. It will be low. That is, FIG. 6 shows the power spectrum of the ideal output of the noise shaper 16, and the noise power due to noise shaping is maximum in the high frequency region near f S / 2. Further, the monochromatic sharp power component P a in the low frequency region is obtained when the input digital signal component is given as a sine wave, and the power component P b
Is due to the system clock signal φ S.

ノイズシェーパ出力Bには、ディジタル処理を受けた際
のゆらぎにより理想状態に諸々のノイズが加わっている
ので、出力Bを直接LPF22でアナログ出力に変換すると
ノイズ成分により誤差が生ずる。そこで、ノイズシェー
パ出力Bを波形整形回路18でシステムクロック信号φ
に基づいて波形整形してからLPF22に供給することによ
りノイズ成分による誤差を軽減している。
Since various noises are added to the ideal state of the noise shaper output B due to fluctuations when it is subjected to digital processing, if the output B is directly converted into an analog output by the LPF 22, an error occurs due to the noise component. Therefore, the noise shaper output B is supplied to the system clock signal φ S by the waveform shaping circuit 18.
By shaping the waveform based on the above, and then supplying it to the LPF22, the error due to the noise component is reduced.

加算器12及びディザー14は、ノイズシェーパ16において
リミットサイクルが発生するのを防止するために設けら
れたものである。ノイズシェーパ16は、例えば第2図に
示すような一次のデルタシグマ変調器により構成される
が、システムクロック信号φが“1",“0"を繰返すの
に伴い出力データが入力側に負帰還され、これに応じて
積分器内のレジスタの内容が変化する。ノイズシェーパ
入力として直流レベルに対応するディジタル信号が入力
されると、直流レベルに応じた繰返し周波数でレジスタ
の内容が変化し、出力に交流が現われ、この交流がリミ
ットサイクル又はアイドリングパターンと呼ばれるもの
である。リミットサイクルの周波数は、直流レベルが小
さいほど低く、微少な直流レベルでは可聴周波数帯域に
入ることもある。リミットサイクルは、DA変換にとって
は、不要な発振が出力に加わるので有害なものである。
The adder 12 and the dither 14 are provided to prevent a limit cycle from occurring in the noise shaper 16. The noise shaper 16 is composed of, for example, a first-order delta-sigma modulator as shown in FIG. 2, but the output data becomes negative on the input side as the system clock signal φ S repeats “1” and “0”. It is fed back, and the contents of the register in the integrator are changed accordingly. When a digital signal corresponding to the DC level is input as the noise shaper input, the contents of the register change at the repetition frequency according to the DC level and AC appears at the output. This AC is called the limit cycle or idling pattern. is there. The frequency of the limit cycle is lower as the DC level is smaller, and may enter the audible frequency band at a minute DC level. Limit cycles are detrimental to DA conversions because they add unwanted oscillations to the output.

第5図の回路では、リミットサイクルを防止するため、
加算器12においてディジタル信号Aに対してディザー14
からの交流波形信号Dを加算して直流成分をかき乱し、
それによってリミットサイクルのエネルギーが一周波数
に集中しないようにしている。交流波形信号Dとして
は、200〜600KHZ位の周波数で−12〜−20dB位のレベル
の方形波信号を用いるのが一般的である。
In the circuit of FIG. 5, in order to prevent the limit cycle,
The dither 14 is applied to the digital signal A in the adder 12.
The AC waveform signal D from is added to disturb the DC component,
This prevents the energy of the limit cycle from being concentrated in one frequency. The AC waveform signal D, to use a level square wave signal of -12 to-20 dB level at a frequency of 200~600KH Z position is common.

[発明が解決しようとする課題] 上記した従来のリミットサイクル防止技術によると、入
力信号が無信号の状態でも加算器12には交流波形信号D
が加わっており、この信号Dが加算出力A1としてノイズ
シェーパ16に供給される。このため、ノイズシェーパ16
の出力は、ノイズが増大し、無信号時のS/N比として120
dB以上を得ることは困難であった。
[Problems to be Solved by the Invention] According to the above-described conventional limit cycle prevention technique, the AC waveform signal D is applied to the adder 12 even when the input signal is no signal.
And the signal D is supplied to the noise shaper 16 as the addition output A 1 . Therefore, the noise shaper 16
The noise of the output of the is increased, and the S / N ratio when there is no signal is 120
It was difficult to get more than dB.

この発明の目的は、上記したようなオーバーサンプリン
グ型DA変換装置において、無信号時のノイズを低減する
ことにある。
An object of the present invention is to reduce noise when there is no signal in the above-described oversampling DA converter.

[課題を解決するための手段] この発明に係るDA変換装置は、 (a)オーバーサンプリングされたマルチビットのディ
ジタル入力をデルタシグマ変調することによりビット数
の低下したディジタル信号を送出するノイズシェーパ
と、 (b)このノイズシェーパのリミットサイクルを防止す
るためのディジタル形式の交流波形信号を発生する信号
発生手段と、 (c)この信号発生手段からの交流波形信号を前記ディ
ジタル入力に加算する加算手段と、 (d)前記ディジタル入力の有無を検出する検出手段
と、 (e)この検出手段の検出出力が入力無しを指示するの
に応答して前記ノイズシェーパ内のデータをクリアし且
つ前記交流波形信号の振幅値の減少を開始させた後該振
幅値をゼロまで徐々に減少させて振幅値ゼロの状態を維
持し、前記検出手段の検出出力が入力有りを指示するの
に応答して前記交流波形信号の振幅値の増大を開始させ
た後該振幅値を所定値まで徐々に増大させる制御手段
と、 (f)前記ノイズシェーパからのディジタル信号を前記
ディジタル入力に対応したアナログ出力に変換する変換
手段と を備えたものである。
[Means for Solving the Problems] A DA converter according to the present invention includes: (a) a noise shaper for transmitting a digital signal having a reduced number of bits by delta-sigma modulating an oversampled multi-bit digital input. (B) signal generating means for generating a digital AC waveform signal for preventing the limit cycle of the noise shaper, and (c) adding means for adding the AC waveform signal from the signal generating means to the digital input. (D) detection means for detecting the presence or absence of the digital input, and (e) in response to the detection output of the detection means indicating no input, clearing the data in the noise shaper and the AC waveform. After starting the decrease of the amplitude value of the signal, the amplitude value is gradually decreased to zero to maintain the state of zero amplitude value. Control means for starting the increase of the amplitude value of the AC waveform signal in response to the detection output of the detection means indicating that there is an input, and for gradually increasing the amplitude value to a predetermined value; and (f) the noise. Conversion means for converting a digital signal from the shaper into an analog output corresponding to the digital input.

[作用] この発明の構成によれば、ディジタル入力無しの状態に
なると、検出手段からの検出出力に基づいて制御手段が
ノイズシェーパ内のデータをクリアし且つ交流波形信号
の振幅値をゼロまで徐々に減少制御する。従って、ノイ
ズシェーパ内で帰還動作が行なわれても、レジスタ内容
は常にゼロ状態となり、ノイズは極小となる。
[Operation] According to the configuration of the present invention, when there is no digital input, the control means clears the data in the noise shaper based on the detection output from the detection means and gradually reduces the amplitude value of the AC waveform signal to zero. Control to decrease. Therefore, even if the feedback operation is performed in the noise shaper, the register contents are always in the zero state, and the noise becomes extremely small.

この後、ディジタル入力有りの状態になると、検出手段
からの検出出力に応じて制御手段が交流波形信号の振幅
値を所定値まで徐々に増大制御する。このため、ディジ
タル入力として直流レベルに対応したものが入力されて
もリミットサイクルは発生しない。
After that, when the digital input is enabled, the control means gradually increases the amplitude value of the AC waveform signal to a predetermined value according to the detection output from the detection means. Therefore, no limit cycle occurs even if a digital input corresponding to the DC level is input.

また、この発明では、交流波形信号の振幅値をゼロにす
る際に徐々に振幅値を減少させると共に交流波形信号の
振幅値を所定値にする際に徐々に振幅値を増大させるよ
うにしたので、ディザー動作を単にオン/オフ制御する
のに比べて動作変更に伴うノイズを低減することがで
き、一層の低ノイズ化を達成できる。
Further, in the present invention, the amplitude value is gradually decreased when the amplitude value of the AC waveform signal is set to zero, and the amplitude value is gradually increased when the amplitude value of the AC waveform signal is set to the predetermined value. As compared with the case where the dither operation is simply turned on / off, the noise accompanying the operation change can be reduced, and the noise can be further reduced.

[実施例] 第1図は、この発明の実施例を説明するためのリミット
サイクル防止回路を示すもので、第5図と同様の部分に
は同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
[Embodiment] FIG. 1 shows a limit cycle prevention circuit for explaining an embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. .

第1図の回路の特徴とするところは、ディジタルフィル
タ10の出力Aを入力とする無信号検出回路30を設けると
共に交流波形信号Dの通路に制御スイッチ32を設け、検
出回路30からの検出出力NSに応じて制御スイッチ32及び
ノイズシェーパ16を制御するようにしたことである。
The circuit of FIG. 1 is characterized in that a signalless detection circuit 30 having the output A of the digital filter 10 as an input is provided, a control switch 32 is provided in the path of the AC waveform signal D, and the detection output from the detection circuit 30 is provided. The control switch 32 and the noise shaper 16 are controlled according to NS.

検出回路30がフィルタ10の出力Aに基づいてディジタル
信号無しを検出すると、検出出力NSが“1"となり、これ
に応じて制御スイッチ32がオフ制御されると共にノイズ
シェーパ16内のデータがクリアされる。
When the detection circuit 30 detects the absence of a digital signal based on the output A of the filter 10, the detection output NS becomes "1", the control switch 32 is off-controlled and the data in the noise shaper 16 is cleared accordingly. It

ノイズシェーパ16は、一例として第2図に示すような一
次のデルタシグマ変調器から成っている。第2図におい
て、16Aは加算器12の出力を一方の入力とする加算器、1
6Bは加算器16Aの出力を入力とする積分器、16Cは積分器
16Bの出力について正負を判定して1ビット量子化を行
なう量子化器、16Dは量子化器16Cの出力(ノイズシェー
パ出力)を1サンプリング時間だけ遅延させて加算器16
Aに他方の入力として供給する遅延素子である。ここ
で、加算器16A及び積分器16Bにはそれぞれ所定ビット数
のレジスタが含まれており、遅延素子16Dはデータ保持
機能を有するDフリップフロップ等により構成される。
従って、ノイズシェーパ16内のデータをクリアするに
は、検出出力NS=“1"に応じて加算器16Aのレジスタ、
積分器16Bのレジスタ、遅延素子16DのDフリップフロッ
プ等をクリアすればよい。
The noise shaper 16 is composed of, for example, a first-order delta-sigma modulator as shown in FIG. In FIG. 2, 16A is an adder having the output of the adder 12 as one input, 1
6B is an integrator whose input is the output of the adder 16A, and 16C is an integrator.
The quantizer that determines whether the output of 16B is positive or negative and performs 1-bit quantization, 16D delays the output of the quantizer 16C (noise shaper output) by one sampling time, and then the adder 16
A delay element that feeds A as the other input. Here, the adder 16A and the integrator 16B each include a register having a predetermined number of bits, and the delay element 16D is configured by a D flip-flop or the like having a data holding function.
Therefore, in order to clear the data in the noise shaper 16, the register of the adder 16A depending on the detection output NS = "1",
The register of the integrator 16B, the D flip-flop of the delay element 16D, etc. may be cleared.

制御スイッチ32がオフ状態になると、加算器12では交流
波形信号Dの加算が停止されるので、加算器12の出力A1
(すなわちノイズシェーパ入力)は無信号状態となる。
このとき、ノイズシェーパ16内の全データは、上記した
ようにクリアされる。従って、ノイズシェーパ16が帰還
動作をしても、ゼロの情報が戻るだけで、レジスタ内容
は常に同じゼロ状態を続ける。すなわち、ノイズシェー
パ16は、内部が動作していないのと等価な状態となり、
出力に含まれるノイズは極小となるから、無信号時のS/
N比は最良となる。
When the control switch 32 is turned off, the addition of the AC waveform signal D is stopped in the adder 12, so the output A 1 of the adder 12
(That is, the noise shaper input) has no signal.
At this time, all the data in the noise shaper 16 is cleared as described above. Therefore, even if the noise shaper 16 performs the feedback operation, only the zero information is returned, and the register contents always keep the same zero state. That is, the noise shaper 16 is in a state equivalent to the inside not operating,
Since the noise included in the output is extremely small, the S /
The N ratio is the best.

検出回路30がフィルタ10の出力Aに基づいてディジタル
信号有りを検出すると、検出出力NSが“0"となり、これ
に応じて制御スイッチ32はオン制御され且つノイズシェ
ーパ16は正常動作可能となる。この結果、ノイズシェー
パ入力としてのディジタル信号にはディザー14からの交
流波形信号Dが加算器12により混合されるから、ノイズ
シェーパ16では、直流レベルに対応したディジタル信号
が到来してもリミットサイクルが発生しない。
When the detection circuit 30 detects the presence of a digital signal based on the output A of the filter 10, the detection output NS becomes "0", the control switch 32 is ON-controlled accordingly, and the noise shaper 16 can operate normally. As a result, the AC waveform signal D from the dither 14 is mixed with the digital signal as the noise shaper input by the adder 12, so that the noise shaper 16 has a limit cycle even if a digital signal corresponding to the DC level arrives. Does not occur.

なお、第1図の回路では、制御スイッチ32を設ける代り
に、ディザー14の動作を検出出力NSの“1"又は“0"に応
じてそれぞれオフ又はオン制御するようにしてもよい。
In the circuit of FIG. 1, instead of providing the control switch 32, the operation of the dither 14 may be controlled to be turned off or on in accordance with the detection output NS “1” or “0”, respectively.

第3図は、この発明の一実施例によるリミットサイクル
防止回路を示すもので、この回路は、第1図のものとは
ディザー14Aをその出力が徐々に立下り且つ徐々に立上
るように構成した点で異なるもので、その他の構成は第
1図のものと同様である。
FIG. 3 shows a limit cycle prevention circuit according to an embodiment of the present invention. This circuit is different from that of FIG. 1 in that it has a dither 14A whose output gradually falls and gradually rises. Other points are the same as those in FIG. 1.

検出回路30がフィルタ10の出力Aに基づいて例えば第4
図のt1のタイミングでディジタル信号無しを検出する
と、検出出力NSが“1"となり、これに応じて計数制御回
路40がアップ/ダウンカウンタ42にダウン計数指令を与
える。このため、カウンタ42は、第1のパルス発生器44
からのパルスCPのダウン計数をt1のタイミングから開始
する。カウンタ42は、一例として最上位ビットが符号ビ
ット(+=“0")である6ビットのものであり、計数値
は第4図に示すように「011111」から「000000」に向け
て変化する。なお、検出出力NS=“1"に応じてノイズシ
ェーパ16内の全データがクリアされることは第1図及び
第2図で述べたと同様である。
Based on the output A of the filter 10, the detection circuit 30 detects, for example, the fourth
When the absence of a digital signal is detected at the timing of t 1 in the figure, the detection output NS becomes “1”, and in response to this, the counting control circuit 40 gives the down / up counter 42 a down counting command. Therefore, the counter 42 has the first pulse generator 44.
The down counting of the pulse CP from is started from the timing of t 1 . The counter 42 is, for example, a 6-bit whose most significant bit is a sign bit (+ = "0"), and the count value changes from "011111" to "000000" as shown in FIG. . It should be noted that all the data in the noise shaper 16 is cleared in accordance with the detection output NS = "1", as in the case described with reference to FIGS. 1 and 2.

カウンタ42の計数値が例えば第4図のt2のタイミングで
最小値「000000」に達すると、計数制御回路40がこれを
検知してカウンタ42に計数停止指令を与える。このた
め、カウンタ42は計数値ゼロの状態で停止する。
When the count value of the counter 42 reaches the minimum value "000000" at the timing of t 2 in FIG. 4, for example, the count control circuit 40 detects this and gives a count stop command to the counter 42. Therefore, the counter 42 stops in the state where the count value is zero.

ところで、カウンタ42のダウン計数中には、計数出力CN
Tが制御スイッチ46を介して符号反転回路50又はオア回
路52に供給される。ここで、制御スイッチ46は、ディザ
ー周波数に対応する周期で第2のパルス発生器48から発
生されるディザーパルスDPの“1"又は“0"にそれぞれ応
じて接点のa又はbに切換わるもので、接点aを通じて
オア回路50に計数出力CNTをそのまま供給し、接点b及
び符号反転回路50を介してオア回路52に計数出力CNTを
符号反転したもの(「100000」〜「111111」)を供給す
るようになっている。従って、オア回路52の出力として
は、第4図のt1〜t2の区間に示すように値が正負の最大
値±Mから最小値0に向けて徐々に減少するようなディ
ジタル形式の交流波形信号DSが得られ、この信号DSが加
算器12に供給される。このように交流波形信号DSの振幅
値を徐々に減少させると、第1図に示したように急激に
減少させた場合に比べてディザー機能オフ時のノイズが
低減される。
By the way, while the counter 42 is counting down, the count output CN
T is supplied to the sign inversion circuit 50 or the OR circuit 52 via the control switch 46. Here, the control switch 46 switches to the contact a or b according to "1" or "0" of the dither pulse DP generated from the second pulse generator 48 at a cycle corresponding to the dither frequency. Then, the count output CNT is supplied as it is to the OR circuit 50 through the contact a and the sign output of the count output CNT (“100000” to “111111”) is supplied to the OR circuit 52 through the contact b and the sign inversion circuit 50. It is supposed to do. Therefore, as the output of the OR circuit 52, as shown in the section from t 1 to t 2 in FIG. 4, the alternating current is of a digital type in which the value gradually decreases from the positive / negative maximum value ± M toward the minimum value 0. A waveform signal DS is obtained, and this signal DS is supplied to the adder 12. When the amplitude value of the AC waveform signal DS is gradually decreased in this way, noise when the dither function is turned off is reduced as compared with the case where the amplitude value is sharply decreased as shown in FIG.

検出回路30がフィルタ10の出力Aに基づいて例えば第4
図のt3のタイミングでディジタル信号有りを検出する
と、検出出力NSが“0"となり、これに応じて計数制御回
路40がカウンタ42にアップ計数指令を与える。このた
め、カウンタ42は、パルスCPのアップ計数をt3のタイミ
ングから開始し、その計数値は「000000」から「01111
1」に向けて変化する。
Based on the output A of the filter 10, the detection circuit 30 detects, for example, the fourth
When the presence of a digital signal is detected at the timing of t 3 in the figure, the detection output NS becomes “0”, and in response to this, the counting control circuit 40 gives an up-counting command to the counter 42. Therefore, the counter 42 starts counting up the pulse CP at the timing of t 3 , and the count value is changed from “000000” to “01111”.
Change toward 1 ”.

カウンタ42の計数値が例えば第4図のt4のタイミングで
最大値「011111」に達すると、計数制御回路40がこれを
検知したカウンタ42に計数停止指令を与える。このた
め、カウンタ42は最大計数値の状態で停止する。
When the count value of the counter 42 reaches the maximum value "011111" in the timing of, for example, FIG. 4 of t 4, giving a count stop command to the counter 42 the count control circuit 40 detects this. Therefore, the counter 42 stops at the maximum count value.

上記のようなカウンタ42のアップ計数中には、計数出力
CNTが制御スイッチ46により符号反転回路50又はオア回
路52にダウン計数の場合と同様に切換え供給され、符号
反転回路50の出力もオア回路52に供給される。従って、
オア回路52の出力としては、第4図のt3〜t4の区間に示
すように値が0から正負の最大値±Mに向けて徐々に増
大するようなディジタル形式の交流波形信号DSが得ら
れ、この信号DSが加算器12に供給される。このように交
流波形信号DSの振幅値を徐々に増大させると、第1図に
示したように急激に増大させた場合に比べてディザー機
能オン時のノイズが低減される。
While the counter 42 is counting up, the count output
The CNT is switched and supplied by the control switch 46 to the sign inverting circuit 50 or the OR circuit 52 as in the case of down counting, and the output of the sign inverting circuit 50 is also supplied to the OR circuit 52. Therefore,
The output of the OR circuit 52, the AC waveform signal DS in digital form, such as values as shown in the fourth diagram of t 3 ~t 4 sections gradually increases toward the positive and negative maximum value ± M 0 The obtained signal DS is supplied to the adder 12. When the amplitude value of the AC waveform signal DS is gradually increased in this manner, noise when the dither function is turned on is reduced as compared with the case where the amplitude value is rapidly increased as shown in FIG.

第4図において、t1より前又はt4より後ではカウンタ42
の最大計数値に対応した一定振幅の交流波形信号DSによ
り通常のディザー機能が得られる。また、t2〜t3の区間
は、カウンタ42の最小計数値に対応して信号DSのレベル
がゼロであり、ディザー機能は停止状態である。なお、
カウンタ42は、必ずしも最小値又は最大値を検知して停
止させる必要はなく、信号DSに関する所望の最大又は最
小振幅レベルにそれぞれ対応して適当な上限値又は下限
値を設定し、その設定値を検知して停止させるようにし
てもよい。
In FIG. 4 , the counter 42 is provided before t 1 or after t 4.
The normal dither function can be obtained by the AC waveform signal DS having a constant amplitude corresponding to the maximum count value of. Further, the interval of t 2 ~t 3, the level of the signal DS corresponding to the minimum count value of the counter 42 is zero, the dither function is stopped. In addition,
The counter 42 does not necessarily need to detect and stop the minimum value or the maximum value, but sets an appropriate upper limit value or lower limit value corresponding to the desired maximum or minimum amplitude level of the signal DS, and sets the set value. You may make it detect and stop.

第3図の回路において、パルス発生器44及び48は、第5
図のクロック発生器20からのクロック信号φを分周し
てパルスを発生する分周回路で構成してもよい。
In the circuit of FIG. 3, the pulse generators 44 and 48 are
The clock signal φ S from the clock generator 20 in the figure may be divided to generate a pulse.

[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、ノイズシェーパの入
力としてのディジタル信号の有無を検出し、信号無しの
ときはディザー機能を停止し且つノイズシェーパ内のデ
ータをクリアするようにしたので、無信号時にノイズシ
ェーパ出力に含まれるノイズを大幅に低減でき、無信号
時のS/N比を120dB以上に向上可能となる効果が得られる
ものである。
As described above, according to the present invention, the presence or absence of the digital signal as the input of the noise shaper is detected, and when there is no signal, the dither function is stopped and the data in the noise shaper is cleared. Therefore, the noise included in the noise shaper output can be significantly reduced when there is no signal, and the S / N ratio when there is no signal can be improved to 120 dB or more.

その上、リミットサイクル防止用の交流波形信号の振幅
値をディザー機能のオン/オフの際に徐々に変更制御す
るようにしたので、オン/オフに伴うノイズを低減で
き、一層の低ノイズ化が可能となる効果も得られる。
In addition, the amplitude value of the AC waveform signal for limit cycle prevention is gradually changed and controlled when the dither function is turned on / off, so noise due to on / off can be reduced, and noise can be further reduced. There are also possible effects.

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

第1図は、この発明の実施例を説明するためのリミット
サイクル防止回路を示す回路図、 第2図は、ノイズシェーパ16の一構成例を示す回路図、 第3図は、この発明の一実施例によるリミットサイクル
防止回路を示す回路図、 第4図は、ディザー出力DSの値の変化を示す波形図、 第5図は、従来のDA変換装置を示すブロック図、 第6図は、ノイズシェーパ出力Bのパワースペクトラム
を示すグラフである。 10……ディジタルフィルタ、12……加算器、14,14A……
ディザー、16……ノイズシェーパ、18……波形整形回
路、20……クロック発生器、22……ローパスフィルタ、
30……無信号検出回路、32,46……制御スイッチ、40…
…計数制御回路、42……アップ/ダウンカウンタ、50…
…符号反転回路。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a limit cycle prevention circuit for explaining an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the noise shaper 16, and FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing a limit cycle prevention circuit according to an embodiment, FIG. 4 is a waveform diagram showing changes in the value of the dither output DS, FIG. 5 is a block diagram showing a conventional DA converter, and FIG. It is a graph which shows the power spectrum of shaper output B. 10 ... Digital filter, 12 ... Adder, 14,14A ...
Dither, 16 …… Noise shaper, 18 …… Wave shaping circuit, 20 …… Clock generator, 22 …… Low pass filter,
30 ... No signal detection circuit, 32,46 ... Control switch, 40 ...
… Counting control circuit, 42… Up / down counter, 50…
... Sign inversion circuit.

フロントページの続き (72)発明者 星 十郎 静岡県浜松市中沢町10番1号 ヤマハ株式 会社内 (72)発明者 岸井 達也 静岡県浜松市中沢町10番1号 ヤマハ株式 会社内 (72)発明者 森田 久仁昭 静岡県浜松市中沢町10番1号 ヤマハ株式 会社内 (56)参考文献 特開 平2−25116(JP,A)Front page continuation (72) Inventor Juro Hoshi 10-1 Nakazawa-cho, Hamamatsu-shi, Shizuoka Yamaha Stock Company (72) Inventor Tatsuya Kishii 10-1 Nakazawa-cho, Hamamatsu-shi, Shizuoka Yamaha Stock Company (72) Invention Person Kuniaki Morita 10-1 Nakazawa-machi, Hamamatsu-shi, Shizuoka Yamaha Stock Company (56) Reference JP-A-2-25116 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(a)オーバーサンプリングされたマルチ
ビットのディジタル入力をデルタシグマ変調することに
よりビット数の低下したディジタル信号を送出するノイ
ズシェーパと、 (b)このノイズシェーパでのリミットサイクルを防止
するためのディジタル形式の交流波形信号を発生する信
号発生手段と、 (c)この信号発生手段からの交流波形信号を前記ディ
ジタル入力に加算する加算手段と、 (d)前記ディジタル入力の有無を検出する検出手段
と、 (e)この検出手段の検出出力が入力無しを指示するの
に応答して前記ノイズシェーパ内のデータをクリアし且
つ前記交流波形信号の振幅値の減少を開始させた後該振
幅値をゼロまで徐々に減少させて振幅値ゼロの状態を維
持し、前記検出手段の検出出力が入力有りを指示するの
に応答して前記交流波形信号の振幅値の増大を開始させ
た後該振幅値を所定値まで徐々に増大させる制御手段
と、 (f)前記ノイズシェーパからのディジタル信号を前記
ディジタル入力に対応したアナログ出力に変換する変換
手段と を備えたDA変換装置。
1. A noise shaper for transmitting a digital signal having a reduced number of bits by delta-sigma modulating an oversampled multi-bit digital input, and (b) preventing a limit cycle in this noise shaper. Signal generating means for generating an AC waveform signal of a digital format for: (c) adding means for adding the AC waveform signal from the signal generating means to the digital input; and (d) detecting the presence or absence of the digital input. (E) in response to the detection output of the detection means indicating no input, after clearing the data in the noise shaper and starting the decrease of the amplitude value of the AC waveform signal, The amplitude value is gradually decreased to zero to maintain the zero amplitude value, and the detection output of the detection means indicates that there is an input. In response, control means for starting the increase of the amplitude value of the AC waveform signal and thereafter gradually increasing the amplitude value to a predetermined value, (f) a digital signal from the noise shaper that corresponds to the digital input A DA converter equipped with a conversion means for converting the output.
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