JPH0722952A - Digital deltasigma modulator - Google Patents

Digital deltasigma modulator

Info

Publication number
JPH0722952A
JPH0722952A JP10941093A JP10941093A JPH0722952A JP H0722952 A JPH0722952 A JP H0722952A JP 10941093 A JP10941093 A JP 10941093A JP 10941093 A JP10941093 A JP 10941093A JP H0722952 A JPH0722952 A JP H0722952A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bit
adder
input
output
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10941093A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3226660B2 (en
Inventor
Koichi Hamashita
浩一 浜下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Original Assignee
Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Microsystems Co Ltd filed Critical Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Priority to JP10941093A priority Critical patent/JP3226660B2/en
Publication of JPH0722952A publication Critical patent/JPH0722952A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3226660B2 publication Critical patent/JP3226660B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To provide a small circuit scale high-order digital DELTASIGMA modulator by setting weighting factors (a)1-(a)m to be powers of two, and performing the multiplication by the bit shift of inter-block wiring, in a feed forward adding means. CONSTITUTION:A feed forward path, adder, and one bit quantizer are constituted of feed forward paths 25-28 and an adding quantizer 29. Then, for example, the values of weighting factors (a)1-(a)4 are set as a power of two, that is, (a)1=1/16=2<-4>, (a)2=2/16=2<-3>, (a)3=4/16=2<-2>, and (a)4=8/16=2<-1>. In this case, the output of each accumulator 21-24 is directly transmitted through the feed forward paths 25-28 to the adding quantizer 29 by inter-each block wiring in which the data are bit-shifted to an LSB side by each 4bit, 3bit, 2bit, and 1bit. Thus, the weighting factors (a)1-(a)4 can be substantially multiplied without providing a concrete multiplying circuit such as a multiplier, and the small circuit scale and high speed high-order digital DELTASIGMA modulator can be obtained.

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、主としてオーディオや
音声通信等の分野で用いられる高性能のディジタル・ア
ナログ(D/A)コンバータを廉価に実現するためのデ
ィジタル・デルタ・シグマ(ΔΣ)変調器に関し、特に
オーバーサプリング・ノイズシェーピング方式の1ビッ
トタイプD/Aコンバータを構成するのに好適なディジ
タルΔΣ変調器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital delta sigma (ΔΣ) modulation for inexpensively realizing a high performance digital analog (D / A) converter mainly used in the fields of audio and voice communication. In particular, the present invention relates to a digital ΔΣ modulator suitable for constructing a 1-bit type D / A converter of an oversampling noise shaping system.

【0002】[0002]

【従来の技術】オーディオ,通信等の分野においては、
近年のディジタル化の進歩に伴いアナログ信号を一定時
間毎にサンプリングしてその振幅値を多ビットのディジ
タル信号に変換するためのA/Dコンバータの需要と、
その逆のディジタル信号をアナログ信号に変換するため
のD/Aコンバータの需要が増大し、廉価で高性能のこ
れらの製品の開発が望まれている。
2. Description of the Related Art In the fields of audio and communication,
The demand for an A / D converter for sampling an analog signal at regular time intervals and converting the amplitude value into a multi-bit digital signal with the progress of digitization in recent years,
On the contrary, the demand for a D / A converter for converting a digital signal into an analog signal has increased, and development of these inexpensive and high-performance products has been desired.

【0003】数年前までの通常のD/Aコンバータは、
サンプリング周波数FS なるディジタル信号をそのまま
D/A変換するものであった。例えば、オーディオ分野
においては、FS =48kHz,16ビットのディジタ
ル信号をそのままD/A変換して216=65536通り
の振幅値を生成し、これを後段の10次以上のアナログ
フィルタ(アナログ・ポスト・フィルタと称する)に通
してアナログ信号の再生を行っていた。しかるに、この
手法では、216通りの振幅レベルを正確にLSI(大規
模集積回路)上で実現することが難しく、大きな高調波
や歪を多発し、またその回路規模も大きくなり、さらに
は10次以上の急峻なアナログフィルタのカットオフ・
ポイント(22kHz近傍)において、位相が回るため
に、聴感上の特性(聴感特性)も劣悪であった。
Conventional D / A converters up to several years ago,
The digital signal having the sampling frequency F S is directly D / A converted. For example, in the audio field, a 16-bit digital signal with F S = 48 kHz is D / A converted as it is to generate 2 16 = 65536 amplitude values, and this is used as an analog filter (analog The analog signal was reproduced through a post filter). However, with this method, it is difficult to accurately realize 2 16 amplitude levels on an LSI (Large Scale Integrated Circuit), a large number of harmonics and distortions occur frequently, and the circuit scale becomes large. Cutoff of analog filter that is sharper than
At the point (near 22 kHz), since the phase turns, the auditory characteristics (audibility characteristics) were also poor.

【0004】そこで、まずこの聴感特性の改善とアナロ
グ・ポスト・フィルタの次数低減を目指して、2倍〜8
倍のオーバーサンプリング用のFIR(finite impulse
response )型のディジタル・インターポレーション・
フィルタ(ディジタル補間フィルタ)と、同じく2倍〜
8倍で動作可能なように高速化を図った16ビットD/
Aコンバータが開発された。これらにより、アナログ・
ポスト・フィルタの次数は4次〜6次に低減され、従っ
てカットオフ・ポイントでの位相回転が低く抑えられ、
聴感特性は若干向上した。しかしながら、D/Aコンバ
ータが216通りのアナログ振幅レベルを再生せねばなら
ない点はそのままであり、LSI上での素子間バラツキ
による特性劣化は避けられず、しかもシステムコスト的
にはさらに高価なものになってしまった。
Therefore, first, in order to improve the hearing characteristics and reduce the order of the analog post filter, double to 8 times.
FIR (finite impulse) for double oversampling
response) type digital interpolation
Same as filter (digital interpolation filter)
16-bit D / for speedup so that it can operate at 8 times
The A converter was developed. With these, analog
The post filter order is reduced to the 4th to 6th order, thus keeping the phase rotation at the cutoff point low.
The auditory characteristics were slightly improved. However, the point that the D / A converter has to reproduce 2 16 kinds of analog amplitude levels remains as it is, the characteristic deterioration due to the variation between elements on the LSI cannot be avoided, and the system cost is more expensive. Has become.

【0005】以上の従来型の16ビットD/Aコンバー
タに対し、オーバーサンプリング比をより高く(32倍
〜256倍)とり、ベースバンド(0〜22kHz)で
の量子化ノイズを低く抑えたまま、16ビット等のマル
チビットデータを1〜数ビットのディジタル信号に変換
(再量子化)するという、いわゆるオーバーサンプリン
グ方式のノイズシェーピング技術が開発され始めた。
Compared with the conventional 16-bit D / A converter described above, the oversampling ratio is made higher (32 times to 256 times) and the quantization noise in the base band (0 to 22 kHz) is kept low, A so-called over-sampling noise shaping technique of converting (re-quantizing) multi-bit data such as 16 bits into a digital signal of 1 to several bits has begun to be developed.

【0006】この方式のD/Aコンバータにおいては、
実際のD/A変換されるべきディジタルデータは1〜数
ビットであるため、D/Aコンバータとしては2〜数通
りの振幅値を表現するだけで良く、かつLSI上での素
子数が大幅に減り、従って素子間バラツキを抑え、高性
能化を図ることが可能であるという利点がある。
In this type of D / A converter,
Since the actual digital data to be D / A converted is one to several bits, the D / A converter only needs to express two to several different amplitude values, and the number of elements on the LSI is significantly large. Therefore, there is an advantage that it is possible to suppress the variation between the elements and improve the performance.

【0007】再量子化ノイズを抑えるための上記ノイズ
シェーピング技術としては一般的にΔΣ変調と呼ばれる
手法が用いられ、各種の具体的手法が開発されてきた
が、基本的には多ビットから少数ビットへの再量子化し
た時に発生するノイズをフィードバック等の手法により
経時的にキャンセルしていくものである。そのベースバ
ンド内における量子化ノイズのS/N比(信号対雑音
比)は、オーディオ用途では入力ディジタル信号のS/
N限界値97.8dB近くが必要とされ、 (i) オーバーサンプリング比 (ii) 再量子化ビット数 (iii) ΔΣ次数(ノイズシェーピング次数) の選択により決定される。これらの選択においては、従
来の大きな流れとして2種、(a) ΔΣ次数を安定な2次
とし、再量子化ビット数を1ビットとして、オーバーサ
ンプリング比を256倍(256FS =12.288M
Hz)としたもの、(b) 量子化ビット数を2〜4ビット
とし、ΔΣ次数を3次(ただし、縦続接続ではなく、1
次ΔΣ変調器を3ケ組み合わせながら、3次ノイズシェ
ーピング特性を得たもの)として、オーバーサンプリン
グ比を64倍(64FS =3.072MHz)としたも
の、があったが、各々、以下の問題があった。
As the above noise shaping technique for suppressing requantization noise, a technique generally called ΔΣ modulation has been used, and various concrete techniques have been developed. The noise generated at the time of requantization to is canceled with time by a method such as feedback. The S / N ratio (signal-to-noise ratio) of the quantization noise in the baseband is the S / N ratio of the input digital signal for audio applications.
A near N limit value of 97.8 dB is required and is determined by the selection of (i) oversampling ratio (ii) requantization bit number (iii) ΔΣ order (noise shaping order). In these selected two as a conventional large flow, (a) .DELTA..SIGMA order was a stable secondary, the number of re-quantization bits as one bit, 256-fold oversampling ratio (256F S = 12.288M
Hz), (b) The number of quantization bits is 2 to 4 bits, and the ΔΣ order is the third order (however, 1 is used instead of the cascade connection).
There are three types of third-order noise shaping characteristics obtained by combining three next-order ΔΣ modulators) with an oversampling ratio of 64 times (64F S = 3.072 MHz). was there.

【0008】上記(a)のものでは、動作スピードが1
2.288MHzと高速であるため、LSIで量産化が
難しい。特に、1ビットD/A変換を行うアナログ回路
の高速化が難しく、良好なアナログ特性が得にくい。
In the case of the above (a), the operation speed is 1
The high speed of 2.288 MHz makes it difficult to mass-produce LSI. In particular, it is difficult to increase the speed of an analog circuit that performs 1-bit D / A conversion, and it is difficult to obtain good analog characteristics.

【0009】上記(b)のものでは、量子化ビット数が
少ないとは言え、多ビット(2ビット以上)であるた
め、これをD/A変換する時のアナログ素子間のバラツ
キの影響により、やはり良好なアナログ特性が得にく
い。具体的には素子間バラツキによりD/A変換のリニ
ア性が失われ易い。
In the case of the above (b), although the number of quantization bits is small, it is multi-bit (2 bits or more). Therefore, due to the influence of variations between analog elements when D / A converting this. After all it is difficult to obtain good analog characteristics. Specifically, the linearity of D / A conversion is likely to be lost due to variations between elements.

【0010】そこで、上記問題を解消し、良好なD/A
変換特性を得るためには、量子化ビット数を1ビットと
し、より低いオーバーサンプリング比にて構成できる高
次ΔΣ変調器が必要である。
Therefore, the above problem is solved and a good D / A is obtained.
In order to obtain the conversion characteristic, a high-order ΔΣ modulator that requires a quantization bit number of 1 and can be configured with a lower oversampling ratio is required.

【0011】すでに、この目的を達成するためのA/D
コンバータとしては、図1に示すような量子化ビット数
を1ビットとした4次ΔΣ変調器が本出願人により開発
されており、これはオーバーサンプリング比64FS
3.072MHzにおいてS/N比98dBを達成した
ものである。A/Dコンバータを構成するその4次ΔΣ
変調器の回路はアナログ・スイッチド・キャパシタ回路
で構成されており、1〜4の積分器はアナログ演算増幅
器と積分キャパシタから成り、11の1ビット量子化器
はアナログコンパレータであり、フィードフォワード・
パスやフィードバック・ループ等はスイッチド・キャパ
シタ・ネットワークで構成され、各重み係数a1 〜a
4 ,g0 ,b1 は各加算器10,14,15におけるキ
ャパシタの容量比にて実現されていた。
Already, A / D for achieving this purpose
As a converter, a 4th-order ΔΣ modulator having a quantization bit number of 1 bit as shown in FIG. 1 has been developed by the present applicant, which has an oversampling ratio of 64F S =
This achieved an S / N ratio of 98 dB at 3.072 MHz. The 4th order ΔΣ that constitutes the A / D converter
The modulator circuit is composed of an analog switched capacitor circuit, the integrators 1 to 4 are composed of an analog operational amplifier and an integrating capacitor, and the 1-bit quantizer 11 is an analog comparator.
The paths, feedback loops, etc. are composed of switched capacitor networks, and each weighting factor a 1 to a
4 , g 0 and b 1 are realized by the capacitance ratio of the capacitors in the adders 10, 14 and 15.

【0012】さらに詳細に説明すると、図1に示すよう
に、4個の積分器1〜4が縦続接続され、これらの各出
力は、4本のフィードフォワード・パス5〜8を介して
各重み係数a1 〜a4 を乗じた後、フィードフォワード
加算器10によって加算され、その加算結果が1ビット
量子化器11によって1ビットの出力データに量子化さ
れると共に、この量子化された値がフィードバック・パ
ス12,13を介して初段の積分器1の入力部へフィー
ドバックされる。すなわち、このフィードバック・パス
は1サンプル時間分の遅延器12と、ゲイン設定器13
を有し、このパスの出力は初段加算器14によって新た
な入力信号と加算して初段積分器1に入力される。
More specifically, as shown in FIG. 1, four integrators 1 to 4 are connected in series, and each output of these integrators is connected to each weight via four feedforward paths 5 to 8. After being multiplied by the coefficients a 1 to a 4, they are added by the feedforward adder 10, the addition result is quantized by the 1-bit quantizer 11 into 1-bit output data, and the quantized value is It is fed back to the input section of the first-stage integrator 1 via the feedback paths 12 and 13. That is, this feedback path includes a delay unit 12 for one sample time and a gain setter 13
The output of this path is added to a new input signal by the first-stage adder 14 and input to the first-stage integrator 1.

【0013】以上の構成のΔΣ変調器における入力X
(Z) と出力Y(Z) との関係は、1ビット量子化器11に
よる量子化ノイイズをQN 、1から10までの回路の全
てを含めた4次ループ15の伝達関数をH(Z) とする
と、
Input X in the ΔΣ modulator having the above configuration
The relationship between (Z) and the output Y (Z) is that the transfer function of the fourth-order loop 15 including all the circuits from 1 to 10 is Q N , the quantization noise by the 1-bit quantizer 11 is H (Z ) ,

【0014】[0014]

【数1】 [Equation 1]

【0015】と表現される。ベースバンド(0Hz〜2
2kHz)においては、
It is expressed as Baseband (0Hz ~ 2
2 kHz),

【0016】[0016]

【数2】 [Equation 2]

【0017】から、From

【0018】[0018]

【外1】 [Outer 1]

【0019】また、H(Z) は基本的には4次の積分特性
を有するので、H(Z) ≫1となる。従って上記(1)式
は、
Since H (Z) basically has a fourth-order integral characteristic, H (Z) >> 1. Therefore, the above equation (1) becomes

【0020】[0020]

【数3】 [Equation 3]

【0021】という近似式で表わされる。すなわち、ベ
ースバンドにおける量子化ノイズQNが1/H(Z) 倍さ
れたノイズ・シェーピング特性をもった1ビットΔΣ変
調出力Y(Z) が得られる。
It is represented by the approximate expression In other words, the quantization noise Q N is 1 / H (Z) multiplied by the noise shaping characteristics with 1 bit ΔΣ modulated output Y (Z) are obtained in baseband.

【0022】上記(2)式から、H(Z) が大きいほど、
N /H(Z) が小さくされ、結果としてS/N比が向上
することが分る。それ故、4次ループ15の伝達関数H
(Z)の次数が高い程S/N比が良くなり、そのS/N比
の値は各フィードフォワード・パス5〜8の重み係数値
1 〜a4 と、ローカル・フィードバック・パス9の重
み係数値b1 によって決定される。なお、ローカル・フ
ィードバック・パス9は、ΔΣ変調の量子化ノイズスペ
イクトルにおいて、2重根のゼロ点を挿入するものであ
り、S/N比向上のために有効であるが、ΔΣ変調器と
しては必須の要件ではない。
From the above equation (2), the larger H (Z) is,
It can be seen that Q N / H (Z) is reduced, and as a result, the S / N ratio is improved. Therefore, the transfer function H of the fourth-order loop 15
The higher the order of (Z), the better the S / N ratio, and the value of the S / N ratio is the weighting coefficient values a 1 to a 4 of the feedforward paths 5 to 8 and the local feedback path 9. It is determined by the weighting factor value b 1 . The local feedback path 9 inserts a double root zero point in the quantization noise spectrum of ΔΣ modulation, and is effective for improving the S / N ratio, but as a ΔΣ modulator. It is not a mandatory requirement.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図1の
従来例のものは、4次ループ15をアナログ積分器等で
構成していたため、伝達関数の次数を高くしてS/N比
をさらに向上させることは困難であり、またLSIでの
量産化にも向いていなかった。
However, in the conventional example of FIG. 1, since the fourth-order loop 15 is composed of an analog integrator or the like, the order of the transfer function is increased to further improve the S / N ratio. It was difficult to do so, and it was not suitable for mass production in LSI.

【0024】本発明は、この点に鑑み、高次のディジタ
ルΔΣ変調器を実現することにより、前記の従来型の
(a),(b)の問題点を解消し、アナログ特性が良好
でLSIでの量産化が容易なD/Aコンバータを提供し
ようとするものである。ただし、図1のΔΣ変調器を応
用してアーキテクチャーによるディジタルΔΣ変調器を
単純なディジタル化で実現しようとすると、図1でアナ
ログスイッチド・キャパシタ・ネットワークで簡単に実
現されていた各重み係数a1 〜a4 ,g0 ,b1等の演
算には、多ビットの乗算が必要となり、回路規模が膨大
になるという新たな問題が生ずる。また、オーディオ分
野では2〜4チャンネルという多チャンネルのD/Aコ
ンバータが必要とされること、動作レートが64FS
3.072MHzと高速であるのに対して、演算すべき
ビット数が16ビット以上と大きいことなどにより、所
期の目的を達成するためには、回路規模,高速動作の点
で解決すべき課題がある。
In view of this point, the present invention solves the problems of the conventional types (a) and (b) by realizing a high-order digital ΔΣ modulator, and the LSI has good analog characteristics. The present invention aims to provide a D / A converter that can be easily mass-produced in. However, if an attempt is made to implement a digital delta-sigma modulator based on the architecture by applying the delta-sigma modulator shown in FIG. 1 by simple digitization, the weighting factors easily realized by the analog switched capacitor network shown in FIG. The calculation of a 1 to a 4 , g 0 , b 1, etc. requires multi-bit multiplication, which causes a new problem that the circuit scale becomes huge. Also, in the audio field, a multi-channel D / A converter of 2 to 4 channels is required, and the operation rate is 64F S =
Although it is as fast as 3.072 MHz, the number of bits to be operated is as large as 16 bits or more. Therefore, in order to achieve the intended purpose, there are problems to be solved in terms of circuit scale and high-speed operation. There is.

【0025】そこで、本発明の目的は、上記の点に鑑
み、回路規模が小さく、高速動作が可能なディジタルΔ
Σ変調器を提供することにある。
Therefore, in view of the above points, an object of the present invention is a digital Δ which has a small circuit scale and can operate at high speed.
It is to provide a Σ modulator.

【0026】また、本発明の目的は時分割で演算する回
路規模の小さな多チャンネル用のディジタルΔΣ変調器
を提供することにある。
It is another object of the present invention to provide a multi-channel digital ΔΣ modulator having a small circuit scale for time-division operation.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、多ビットの入力ディジタル信号X(Z)
累算する縦続接続された複数m個の累算手段と、該m個
の累算手段から出力される累算結果に対して各々のa1
〜am の重み係数を乗じて、その乗算結果の総和をとる
フィードフォワード加算手段と、該フィードフォワード
加算手段の加算結果を所定の判定基準に基づいて、前記
入力ディジタル信号X(Z) よりもビット数の少ないディ
ジタル出力Y(Z) に再量子化する再量子化手段と、該再
量子化手段の再量子化値Y(Z) に応じた所定のフィード
バック値を前記入力ディジタル信号X(Z) と共に前記m
個の累算手段の内の初段の累算手段に入力するフィード
バック手段とを有し、かつ前記フィードフォワード加算
手段は前記a1 〜am の重み係数を2のべき乗とし、該
重み係数の乗算をビットシフトで実現していることを特
徴とする。
To achieve the above object, the present invention provides a plurality of m accumulation means connected in cascade for accumulating multi-bit input digital signals X (Z) , and the m accumulation means. each of a 1 with respect to the accumulation result output from the accumulating means
Is multiplied by a weighting factor of ~a m, feedforward adder means for summing the multiplication results, the addition result of the feedforward adder means based on predetermined criteria, than the input digital signal X (Z) Requantization means for requantizing the digital output Y (Z) having a small number of bits, and a predetermined feedback value corresponding to the requantization value Y (Z) of the requantization means are applied to the input digital signal X (Z ) With m
And a feedback means for inputting to the first stage of the accumulation means of the number of accumulation means, and said feedforward adder means and power weighting factors 2 of the a 1 ~a m, multiplication of the polymerization viewed coefficient Is realized by bit shift.

【0028】また、本発明は、好ましくは、前記m個の
累算手段は複数nチャンネルの入力ディジタル信号X
1(Z)〜Xn(Z)をチャンネル順に順次入力可能とし、各々
の該累算手段は1個の多ビット加算器とnワードのシフ
トレジスタとを有して、該nワードのシフトレジスタの
内の第1ワード目に該多ビット加算器の出力が入力さ
れ、第nワード目の出力が当該多ビット加算器の累算用
データとしてフィードバックされ、かつ前記再量子化手
段からは、各チャンネルの出力レートのn倍の動作の動
作レートで全ての演算が実施された結果として、再量子
化値Y1(Z)〜Yn(Z)が順次出力されることを特徴とする
ことができる。
In the present invention, preferably, the m accumulation means are a plurality of n-channel input digital signals X.
1 (Z) to Xn (Z) can be sequentially input in the order of channels, and each accumulating means has one multi-bit adder and an n-word shift register, and the n-word shift register The output of the multi-bit adder is input to the first word of the above, the output of the n-th word is fed back as the accumulation data of the multi-bit adder, and The requantized values Y 1 (Z) to Y n (Z) are sequentially output as a result of all the calculations being performed at an operation rate that is n times the output rate of the channel. it can.

【0029】また、本発明は、好ましくは、前記nワー
ドのシフトレジスタの第1ワード目から第nワード目ま
でのシフト転送間に、初期設定手段もしくは異常時リセ
ット手段のいずれか一方または両者を配接したことを特
徴とすることができる。
Further, according to the present invention, preferably, either one or both of the initial setting means and the abnormal resetting means are provided during the shift transfer from the first word to the nth word of the n-word shift register. It can be characterized by being arranged.

【0030】また、本発明は、好ましくは、前記再量子
化手段の再量子化値Y(Z) 、またはY1(Z)〜Yn(Z)の各
々が1ビットデータであり、前記初段の累算手段への前
記所定のフィードバック値が前記入力ディジタル信号X
(Z) 、またはX1(Z)〜Xn(Z)の最大値の整数倍であり、
かつ該フィードバック値と該入力ディジタル信号X
(Z) 、またはX1(Z)〜Xn(Z)との加算を前記初段の累算
手段内の累算用加算器を用いて実現していることを特徴
とすることができる。
Further, in the present invention, preferably, each of the requantized values Y (Z) or Y1 (Z) to Yn (Z) of the requantization means is 1-bit data, and the first stage The predetermined feedback value to the accumulator means of the input digital signal X
(Z) or an integer multiple of the maximum value of X 1 (Z) to X n (Z) ,
And the feedback value and the input digital signal X
The addition with (Z) or X 1 (Z) to X n (Z) is realized by using the accumulator adder in the accumulator at the first stage.

【0031】[0031]

【作用】本発明では、サンプリングされた多ビットのデ
ィジタル信号X(Z) を入力とする2以上のm個の縦続接
続されたm個の累積手段から出力される各累積結果にa
1 〜am なる重み係数を乗じて総和をとるフィードフォ
ワード加算手段において、a1 〜am なる重み係数を2
のべき乗とし、その乗算をブロック間配線のビットシフ
トにて実現させるようにしているので、乗算器が不要で
あり、そのため回路規模が小さく、高速動作や多チャン
ネルタイムシェア使用の可能な高次のディジタルΔΣ変
調器を実現できる。しかも、再量子化出力を従来よりも
低速の1ビットデータにすることが可能であるので、こ
の1ビットデータをD/A変換するアナログ回路の量産
化を容易にし、アナログ特性を向上させるのに貢献でき
る。
According to the present invention, the cumulative result output from the m cumulative means of 2 or more m cascaded to which the sampled multi-bit digital signal X (Z) is input is a.
In feedforward adder means for summing it is multiplied by 1 ~a m becomes the weighting factor, the a 1 ~a m becomes the weighting factor 2
Since it is a power of 10 and the multiplication is realized by bit shifting of the wiring between blocks, a multiplier is not required. Therefore, the circuit scale is small, and high-order operation that enables high-speed operation and multi-channel time sharing can be used. A digital ΔΣ modulator can be realized. Moreover, since the requantized output can be converted into 1-bit data that is slower than before, it is easy to mass-produce an analog circuit for D / A converting this 1-bit data, and to improve analog characteristics. I can contribute.

【0032】また、本発明では、他の態様として2以上
のnチャンネルのディジタル信号X1(Z)〜Xn(Z)を順次
入力可能とするm個の累算手段の各々が1個の多ビット
加算器とnワードのシフトレジスタとから成り、このn
ワードの内の第1ワード目にその加算器からの出力が接
続され、第nワード目の出力がその加算器の累算用デー
タとしてフィードバックされるように構成し、各チャン
ネルの出力レートのn倍の動作レートで全ての演算が実
施され、出力Y1(Z)〜Yn(Z)が順次出力されるというよ
うに、時分割で演算処理するようにしているので、回路
規模の小さな多チャンネル用のディジタルΔΣ変調器を
提供できる。
Further, in another aspect of the present invention, each of the m accumulating means capable of sequentially inputting two or more n-channel digital signals X 1 (Z) to X n (Z) is one. It consists of a multi-bit adder and an n-word shift register.
The output from the adder is connected to the first word of the words, and the output of the nth word is fed back as the accumulation data of the adder. All the calculations are performed at the double operation rate, and the outputs Y 1 (Z) to Y n (Z) are sequentially output, so that the calculation processing is performed in a time-division manner, so that the circuit scale is small. A digital ΔΣ modulator for a channel can be provided.

【0033】[0033]

【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。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0034】ここでは具体例として、FS =48kH
z,16ビットのディジタルオーディオ信号を64倍オ
ーバーサンプリングした64FS =3.072MHz,
16ビットのディジタル信号を入力とし、ベースバンド
(0Hz〜22kHz)での量子化ノイイズを小さく抑
えたノイズシェーピングを実現しながら、入力よりも少
ないビット数に再量子化した64FS のディジタルデー
タを出力する高次ΔΣ変調器に対して、本発明を適用す
る場合について以下に説明する。
Here, as a specific example, F S = 48 kHz
64F S = 3.072MHz obtained by oversampling a z, 16-bit digital audio signal by 64 times,
Inputs a 16-bit digital signal and outputs 64F S digital data requantized to a smaller number of bits than the input while realizing noise shaping with a small quantization noise in the baseband (0 Hz to 22 kHz). A case in which the present invention is applied to a high-order ΔΣ modulator that does this will be described below.

【0035】なお、以下の実施例においては、再量子化
ビット数が1ビットの場合について述べるが、これは説
明を簡単にするためであり、以下に説明する本発明の内
容は、再量子化ビット数が複数ビットの場合にも、その
まま適用できるものである。また、ΔΣ変調器の次数と
しては、16ビットディジタル入力信号が有しうるS/
N比の限界値97.8dBを、64倍オーバーサンプリ
ングして1ビット量子化ΔΣ変調にて実現可能とするた
めに、4次(m=4)の場合を実例として選択している
が、その求めるターゲットに応じた各種の次数やオーバ
ーサンプリング比の構成に対しても、本発明は適用可能
である。
In the following embodiments, the case where the number of requantization bits is 1 will be described, but this is for the purpose of simplifying the description, and the contents of the present invention described below are requantization. Even when the number of bits is plural, it can be applied as it is. In addition, as the order of the ΔΣ modulator, S / S that a 16-bit digital input signal can have
In order to realize the N ratio limit value of 97.8 dB by 64 times oversampling and 1-bit quantization ΔΣ modulation, the case of the 4th order (m = 4) is selected as an example. The present invention can be applied to configurations of various orders and oversampling ratios depending on the target to be obtained.

【0036】なおまた、以下の説明における4次1ビッ
トΔΣ変調器の基本動作は前述の図1の従来例と同様な
ので、その説明は省略する。
Since the basic operation of the 4th-order 1-bit ΔΣ modulator in the following description is the same as that of the conventional example shown in FIG. 1, the description thereof will be omitted.

【0037】(第1の実施例)図2は、フィードフォワ
ード・パスの重み係数a1 〜a4 を2のべき乗に設定し
た場合の本発明の第1の実施例の回路構成を示す。入力
信号X(Z) は16ビット,64FS =3.072MHz
のディジタル信号であり、各積分回路は21〜24のデ
ィジタル累算器、すなわち多ビットの加算器(アキュム
レータ)と累算レジスタとにより構成される。各累算器
21〜24は、その入力に対してK1 〜K4 倍の演算空
間を有する。すなわち、各累算器21〜24の積分ゲイ
ンは1/K1 〜1/K4 であり、これらのゲインの値は
2のべき乗に設定されているので、乗算は不要で、各段
の累算器の出力は次段の入力部へブロック間配線のビッ
トシフトにより直結されている。
(First Embodiment) FIG. 2 shows the circuit configuration of the first embodiment of the present invention when the weighting factors a 1 to a 4 of the feedforward path are set to powers of 2. Input signal X (Z) is 16 bits, 64F S = 3.072 MHz
, And each integration circuit is composed of 21 to 24 digital accumulators, that is, multi-bit adders (accumulators) and accumulation registers. Each of the accumulators 21 to 24 has K 1 to K 4 times the operation space with respect to its input. That is, the integration gains of the accumulators 21 to 24 are 1 / K 1 to 1 / K 4 , and the values of these gains are set to the powers of 2, so multiplication is not necessary and the accumulation of each stage is performed. The output of the calculator is directly connected to the input section of the next stage by bit shifting of the inter-block wiring.

【0038】前述の図1におけるフィードフォワード・
パス5〜8とフィードフォワード加算器10、および1
ビット量子化器11は、この図2の実施例では、25〜
28のフィードフォワード・パスと29の加算量子化器
とにより構成される。一例として重み係数a1 〜a4
値を、
The feedforward
Paths 5-8 and feedforward adder 10, and 1
The bit quantizer 11 has a capacity of 25 to 25 in the embodiment of FIG.
It consists of 28 feedforward paths and 29 adder quantizers. As an example, the values of the weighting factors a 1 to a 4 are

【0039】[0039]

【数4】 [Equation 4]

【0040】という2のべき乗に設定した場合、各フィ
ードフォワード・パス25〜28では、各累算器21〜
24の出力を4ビット,3ビット,2ビット,1ビット
ずつLSB側へビットシフトさせた各ブロック間配線に
より直接加算量子化器29へ送ることで、乗算器等の具
体的な乗算回路を設けることなく、実質的にa1 〜a4
の重み係数を乗じることが可能である。
When set to a power of 2, the respective feedforward paths 25 to 28 have respective accumulators 21 to 21.
A specific multiplication circuit such as a multiplier is provided by directly sending the output of 24 to the adder / quantizer 29 through the inter-block wiring that is bit-shifted by 4 bits, 3 bits, 2 bits, and 1 bit to the LSB side. Substantially without a 1 to a 4
It is possible to multiply by the weighting factor of

【0041】加算量子化器29は、実際には3個の多ビ
ット加算器29a〜29cにより構成される。多ビット
加算器29aはフィードフォワード・パス25と26か
らのデータを加算し、多ビット加算器29bはフィード
フォワード・パス27と28からのデータを加算し、こ
れら多ビット加算器の2つの加算結果が後段の多ビット
加算器29cにより加算され、これにより4個のパスか
らのデータの総和をとることができる。1ビット量子化
は、その総和が正が負かを判定してその結果を出力すれ
ば良い。従って、加算器29cの加算結果のサインビッ
トがこの判定結果、すなわち1ビット量子化出力として
出力される。
The addition quantizer 29 is actually composed of three multi-bit adders 29a to 29c. Multi-bit adder 29a adds the data from feedforward paths 25 and 26, multi-bit adder 29b adds the data from feedforward paths 27 and 28, and the two addition results of these multi-bit adders Are added by the multi-bit adder 29c in the subsequent stage, whereby the sum of the data from the four paths can be obtained. For 1-bit quantization, it suffices to determine whether the total sum is positive or negative and output the result. Therefore, the sign bit of the addition result of the adder 29c is output as this determination result, that is, the 1-bit quantized output.

【0042】この1ビット量子化出力は、フィードバッ
ク・パス33を介して、ゲインg0倍されて入力加算器
34へフィードバックされ、入力レジスタ31から出力
された新たな入力出データX(Z) と多ビット加算器34
により加算されて、1段目の累算器21へ送られる。
The 1-bit quantized output is multiplied by a gain g 0 via a feedback path 33 and fed back to the input adder 34, and is fed to the new input / output data X (Z) output from the input register 31. Multi-bit adder 34
Is added to the first stage accumulator 21.

【0043】ここで、入力データX(Z) の正,負のフル
スケール値をxmax ,−xmax とすると、上記の1ビッ
ト量子化出力の値Y(Z) は、正または負のフルスケール
値xmax ,−xmax を表現するものであり、これがg0
倍されてフィードバックされる。従って、これは、Y
(Z) =1(正)のときに、−g0 ・xmax を、Y(Z)
0(負)のときに、+g0 ・xmax を新たな入力データ
(Z) に加算することを意味している。ここで、1と0
とは、1ビットデータにて正と負とを表わすために用い
たものであり、0は負を表わす。なお、データ形式とし
て2の補数形式をとる場合には、加算器29cの加算結
果のサインビットは、判定結果が正のときには0で表現
され、判定結果が負のときには1で表現されるので、こ
れをインバータ30で反転してY(Z) として出力させ
る。
Here, assuming that the positive and negative full-scale values of the input data X (Z) are x max and -x max , the value Y (Z) of the 1-bit quantized output is positive or negative full. The scale values x max and −x max are expressed, and this is g 0.
Doubled and fed back. Therefore, this is Y
When (Z) = 1 (positive), -g 0 · x max is changed to Y (Z) =
When 0 (negative), it means that + g 0 · x max is added to new input data X (Z) . Where 1 and 0
Is used to represent positive and negative in 1-bit data, and 0 represents negative. When the data format is 2's complement format, the sign bit of the addition result of the adder 29c is represented by 0 when the determination result is positive and by 1 when the determination result is negative. This is inverted by the inverter 30 and output as Y (Z) .

【0044】また、本実施例では、フィードバックルー
プ33にゲインg0 を設けたが、これは入力X(Z) との
相対的な関係を示すもので、入力間に1/g0 のゲイン
を設けて、フィードバック系のゲインを1とした場合に
も全く等価である。また、前式(1)で前述のフィード
バック系の遅延Z-1は、系全体のクローズループ内のど
こに置いても効果は同一であり、本実施例では各累算器
21〜24における累算レジスタの動作に自動的に組み
込まれている。
Further, in this embodiment, the feedback loop 33 is provided with the gain g 0. This shows the relative relationship with the input X (Z), and a gain of 1 / g 0 is applied between the inputs. It is completely equivalent when the gain of the feedback system is set to 1 by providing it. Further, the effect of the delay Z −1 of the feedback system described above in the formula (1) is the same no matter where it is placed in the closed loop of the entire system. In the present embodiment, the accumulation in each accumulator 21 to 24 is performed. Automatically incorporated into register operation.

【0045】以上の構成により、4次1ビットΔΣ変調
器がディジタル化した回路で構成され、また乗算器等を
必要とせず、各重み係数がブロック間配線のビットシフ
トのみで構成される。このため本実施例によれば、回路
規模が小さく高速動作の可能なΔΣ変調器が実現され
る。
With the above configuration, the 4th-order 1-bit ΔΣ modulator is configured by a digitized circuit, and a multiplier or the like is not required, and each weighting coefficient is configured only by bit shifting of inter-block wiring. Therefore, according to this embodiment, a ΔΣ modulator having a small circuit size and capable of high-speed operation is realized.

【0046】図3は、上記のブロック間配線のビットシ
フトをさらに理解し易くするための図であり、特に2個
の20ビット累算器35,36の出力を各々4ビット,
3ビットずつビットシフトして、17ビット加算器37
へ転送する際のブロック間配線の様子を示すものであ
る。即ち、20ビット累算器35の出力QA5〜QA2
0は下位方向へ4ビットシフトされて、17ビット加算
器37の入力ポートA1〜A16へ入力され、20ビッ
ト累算器36の出力QB4〜QB20は下位方向へ3ビ
ットシフトされて17ビット加算器37の他の入力ポー
トB1〜B17へ入力される。これにより、乗算器等を
必要としないで2のべき乗の演算が実現され、回路規模
が簡易でかつ高速動作が可能な再量子化のための演算処
理ができる。なお、上記の累算器35は図2の累算器2
1,23、また累算器36は図2の累算器22,24、
また加算器37は図2の加算器29a,29bにそれぞ
れ対応する。
FIG. 3 is a diagram for making it easier to understand the bit shift of the above-mentioned inter-block wiring. Particularly, the outputs of the two 20-bit accumulators 35 and 36 are 4 bits, respectively.
17-bit adder 37
7 shows a state of inter-block wiring when the data is transferred to the block. That is, the outputs QA5 to QA2 of the 20-bit accumulator 35
0 is shifted by 4 bits in the lower direction and input to the input ports A1 to A16 of the 17-bit adder 37, and outputs QB4 to QB20 of the 20-bit accumulator 36 are shifted by 3 bits in the lower direction and added to the 17-bit adder. It is input to the other 37 input ports B1 to B17. As a result, a power of 2 operation is realized without the need for a multiplier or the like, and the operation processing for requantization can be performed with a simple circuit scale and high-speed operation. The accumulator 35 described above is the accumulator 2 of FIG.
1, 23, and the accumulator 36 is the accumulators 22, 24 of FIG.
The adder 37 corresponds to the adders 29a and 29b in FIG. 2, respectively.

【0047】(第2の実施例)図4は、各演算処理をチ
ャンネル毎に時分割で行う複数チャンネル用のディジタ
ルΔΣ変調器を実現するために、本発明を適用した場合
の本発明の第2の実施例の回路構成を示す。ここでは、
具体例として2チャンネルの場合について説明するが、
3チャンネル以上の場合にも本例の構成が同様に適用可
能であることは、以下の説明により明らかである。
(Second Embodiment) FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention when the present invention is applied in order to realize a digital ΔΣ modulator for a plurality of channels in which each arithmetic processing is time-divisionally performed for each channel. 2 shows a circuit configuration of a second embodiment. here,
The case of 2 channels will be described as a specific example.
It is apparent from the following description that the configuration of this example is similarly applicable to the case of three or more channels.

【0048】図4において、入力レジスタと各累算器の
累算レジスタは、2チャンネル分としての2ワードのシ
フトレジスタREG1(45,41〜44)、REG2
(50,46〜49)として用意されており、2チャン
ネル分の入力X1(Z),X2(Z)がシフトレジスタ45,5
0を介して交互に入力されるたびに、同一の演算回路を
用いて、2チャンネル分の出力Y1(Z),Y2(Z)を交互に
生成し、出力していく。クロック供給回路40から上記
各シフトレジスタへ共通して供給される動作クロックM
CKは、各チャンネルの動作レートが64FS =3.0
72MHzであるとすると、その2倍の128FS
6.144MHzである。この動作クロックMCKの1
クロックの演算期間1/6.144MHz≒163ns
内に、2チャンネルの内の一方のチャンネルについての
演算と、1ビット出力、および次のチャンネルの演算準
備が実施される。
In FIG. 4, the input register and the accumulation register of each accumulator are two-word shift registers REG1 (45, 41 to 44) and REG2 for two channels.
(50, 46 to 49), and the inputs X 1 (Z) and X 2 (Z) for two channels are shift registers 45 and 5.
Each time it is alternately input via 0, the same arithmetic circuit is used to alternately generate and output the outputs Y 1 (Z) and Y 2 (Z) for two channels. Operation clock M commonly supplied from the clock supply circuit 40 to each of the shift registers
CK has an operating rate of 64F S = 3.0 for each channel.
If it is 72 MHz, twice that, 128 F S =
It is 6.144 MHz. 1 of this operation clock MCK
Clock calculation period 1 / 6.144 MHz ≈ 163 ns
The operation for one of the two channels, the 1-bit output, and the operation preparation for the next channel are executed.

【0049】すなわち、各第2のシフトレジスタREG
2(46〜49)から出力された一方のチャンネルの前
回までの累算データは、各累算器内の自己ループ・パス
と、次段の累算器へのパスと、フィードフォワード加算
器を経た1ビット出力と、フィードバック・パスを経て
新たな入力と加算された後での初段の累算器へのパス等
の一連の演算を実施されて、各第1のシフトレジスタR
EG1(41〜44)に取り込まれる。同時に、各第1
のシフトレジスタREG1(41〜44)に貯えられて
いたもう一方のチャンネルの累積データは、各第2のシ
フトレジスタREG2(46〜49)へ移動され、次回
サイクルでの演算に使用されうるようになる。以上の動
作を繰り返すことで、回路規模の大きな各演算回路を増
やすことなく、簡易な2チャンネル・タイムシェア型の
ディジタルΔΣ変調器が実現できる。
That is, each second shift register REG
2 (46 to 49) outputs the accumulated data of one channel up to the previous time through the self-loop path in each accumulator, the path to the next-stage accumulator, and the feedforward adder. A series of operations such as the 1-bit output after passing through the feedback path and the addition to the new input after passing through the feedback path to the accumulator in the first stage are performed, and each first shift register R
It is taken into EG1 (41 to 44). At the same time, each first
The accumulated data of the other channel stored in the shift register REG1 (41 to 44) of the above is moved to each second shift register REG2 (46 to 49) so that it can be used for calculation in the next cycle. Become. By repeating the above operation, a simple 2-channel time-share type digital ΔΣ modulator can be realized without increasing the number of arithmetic circuits having a large circuit scale.

【0050】なお、本実施例においては各2チャンネル
分のレジスタとしてシフトレジスタREG1,REG2
を用いたが、それは、(i) チャンネル間の選択用のマ
ルチプレクサが不用になること、(ii) マルチプレクサ
による遅延時間を主要な演算経路から省略できること、
(iii) 各レジスタに同一のクロックが供給できるので、
コントロールが簡易になること、等の利点により、回路
規模の削減と演算の高速化に貢献しうるためである。
In this embodiment, shift registers REG1 and REG2 are used as registers for two channels each.
However, (i) the multiplexer for selecting between channels becomes unnecessary, and (ii) the delay time by the multiplexer can be omitted from the main operation path.
(iii) Since the same clock can be supplied to each register,
This is because it is possible to contribute to a reduction in circuit scale and an increase in calculation speed due to advantages such as simple control.

【0051】また、本実施例においては、動作初期状態
の設定および異常動作時のリセットを行うための回路5
1〜54を、各累算器の第1のシフトレジスタREG1
と第2のシフトレジスタREG2の間に接続している。
この回路51〜54は、本例のΔΣ変調器の動作スター
ト時に累算レジスタREG2を初期設定したり、動作中
の異常時すなわち発振時にそのレジスタREG2の値を
所定値に設定する機能を有する。この回路51〜54
は、系全体の何処に置いても構わないが、特に本実施例
のように同一の演算回路を複数チャンネルで時分割で共
用する場合には、この回路51〜52を高速動作が必要
なレジスタREG2からレジスタREG1への演算経路
の中に挿入して遅延時間を増やすことは非常に不利であ
る。従って、本実施例では、レジスタREG1からレジ
スタREG2へのシフト転送間の経路にその回路51〜
54を配置することで、レジスタREG2からレジスタ
REG1への演算経路の高速化に貢献できるようにして
いる。
Further, in the present embodiment, the circuit 5 for setting the initial state of operation and resetting at the time of abnormal operation.
1-54 to the first shift register REG1 of each accumulator
And the second shift register REG2.
The circuits 51 to 54 have a function of initializing the accumulation register REG2 when the operation of the ΔΣ modulator of this example is started, and of setting the value of the register REG2 to a predetermined value when an abnormality occurs during operation, that is, during oscillation. This circuit 51-54
May be placed anywhere in the entire system. However, especially when the same arithmetic circuit is shared by a plurality of channels in a time-sharing manner as in the present embodiment, these circuits 51 to 52 are registers requiring high-speed operation. It is very disadvantageous to increase the delay time by inserting it in the operation path from REG2 to register REG1. Therefore, in the present embodiment, the circuits 51 to 51 are provided on the path between the shift transfers from the register REG1 to the register REG2.
By disposing 54, it is possible to contribute to speeding up the operation path from the register REG2 to the register REG1.

【0052】また、上記の動作中の異常とは、累算器が
有限ビット数であることより、そのオーバーフローが代
表的なものであるが、このオーバーフローを避けるため
に、本回路51〜54はレジスタREG1へ取り込まれ
た毎回の累算結果を常にチェックし、その累算結果があ
らかじめ定めた値(閾値)以上であれば発振したと判定
して、レジスタREG2へは正常状態へ戻すための所定
値(例えば、オール零)へリセットしたデータを送り込
む。これにより、レジスタREG2からレジスタREG
1への演算経路の高速化を劣化させることなく、簡易な
回路構成によって、安定なディジタルΔΣ変調器を提供
できる。
Further, the above-mentioned abnormality during operation is a typical overflow due to the finite number of bits of the accumulator, but in order to avoid this overflow, the present circuits 51 to 54 are The accumulation result of each time taken into the register REG1 is always checked, and if the accumulated result is equal to or more than a predetermined value (threshold value), it is determined that oscillation has occurred, and the register REG2 has a predetermined value for returning to a normal state. Send the reset data to a value (for example, all zeros). As a result, the registers REG2 to REG
It is possible to provide a stable digital ΔΣ modulator with a simple circuit configuration without deteriorating the speeding up of the calculation path to 1.

【0053】図5は図4の上記の累積器の1つの構成を
さらに詳細に示すものであり、レジスタ62は図4のレ
ジスタ41〜44、レジスタ63は図4のレジスタ46
〜49、回路64は図4の回路51〜54にそれぞれ対
応する。図5では、2チャンネル分の累算シフトレジス
タとして62のレジスタREG1と63のレジスタRE
G2、さらに61の累算用加算器がそれぞれ20ビット
で構成され、レジスタREG1とレジスタREG2の間
に64の初期設定および異常時リセット回路が挿入接続
されている。この累算器の累算ゲインは1/2としたの
で、入力データはD1〜D19の19ビットとなってい
る。加算器61は通常の全加算器(フルアダー)が20
個接続されたキャリーリップル加算器(Carry-Ripple-A
dder)であり、そのデータ形式は2の補数形式としてあ
る。各20ビットの第1累算シフトレジスタREG1
(62)と第2累積シフトレジスタREG2(63)お
よび、初期設定・異常時リセット回路64内の2ビット
の前回データを記憶するレジスタは、クロック供給回路
40からの同一の128FS =12.28MHzのクロ
ックMCKによって動作され、このクロックMCKの1
周期毎にデータをレジスタ間でシフト転送させていく。
レジスタREG1とレジスタREG2は、それぞれ別チ
ャンネルのデータを貯えている。
FIG. 5 shows the configuration of one of the accumulators of FIG. 4 in more detail. Register 62 is register 41-44 of FIG. 4, register 63 is register 46 of FIG.
˜49 and the circuit 64 correspond to the circuits 51 to 54 of FIG. 4, respectively. In FIG. 5, 62 registers REG1 and 63 registers RE are used as cumulative shift registers for two channels.
G2, and 61 accumulation adders are each composed of 20 bits, and 64 initialization and abnormal reset circuits are inserted and connected between the registers REG1 and REG2. Since the accumulation gain of this accumulator is 1/2, the input data is 19 bits D1 to D19. As for the adder 61, a normal full adder (full adder) is 20
Carry ripple adder (Carry-Ripple-A)
dder) and its data format is two's complement format. 20-bit first accumulation shift register REG1
(62), the second cumulative shift register REG2 (63), and the register for storing the 2-bit previous data in the initialization / abnormality reset circuit 64 are the same 128F S = 12.28 MHz from the clock supply circuit 40. This clock MCK is operated by the clock MCK of
Data is shifted and transferred between registers every cycle.
The registers REG1 and REG2 store data of different channels.

【0054】初期設定・異常時リセット回路64内の2
ビットのレジスタは、第1累算シフトレジスタREG1
(62)に貯えられたチャンネルの前回データの上位2
ビット(J19,J20)を貯えている。本例では、異
常時としてオーバーフロー発生を検出することを目的と
しており、
2 in the initial setting / abnormality reset circuit 64
The bit register is the first accumulation shift register REG1.
Top 2 of the previous data of channels stored in (62)
Bits (J19, J20) are stored. In this example, the purpose is to detect the occurrence of overflow at the time of abnormality,

【0055】[0055]

【外2】 [Outside 2]

【0056】[0056]

【外3】 [Outside 3]

【0057】が発生したことを示しており、上記(a)
または(b)の場合には
It is indicated that the above (a) has occurred.
Or in case of (b)

【0058】[0058]

【外4】 [Outside 4]

【0059】第2累算シフトレジスタREG2(63)
への転送データはオール零にリセットされる。また、初
期設定では、動作初期時に、
Second accumulation shift register REG2 (63)
Data transferred to is reset to all zeros. Also, in the initial setting, at the beginning of operation,

【0060】[0060]

【外5】 [Outside 5]

【0061】第2の累算シフトレジスタREG2の内容
をオール零に設定する。
The contents of the second accumulation shift register REG2 are set to all zeros.

【0062】なお、上記の(a)もしくは(b)の判定
では、入力が19ビットであること、すなわち累算器の
演算空間が入力データのビット数(19ビット)よりも
1ビット以上大きいことを前提とするが、通常の高次Δ
Σ変調では、累算ゲインが1/2以下に設定されること
が多いので、この全体条件は、非常に有効な判定の条件
となり得る。上記(a),(b)についてさらに補足す
れば、上記の
In the above judgment (a) or (b), the input is 19 bits, that is, the operation space of the accumulator is 1 bit or more larger than the number of bits (19 bits) of the input data. Assuming that
In Σ modulation, the cumulative gain is often set to ½ or less, so this overall condition can be a very effective determination condition. Further supplementing the above (a) and (b),

【0063】[0063]

【外6】 [Outside 6]

【0064】前回までの累算結果が20ビット空間で正
規化した時に+0.5以上の値であったことを示してい
るものであり、従って新たな19ビット入力を加えた結
果は正値であるはずである。従って、レジスタREG1
のサインビットであるQ20′はこのときは0でなけれ
ばならない。故に、Q20′=1となれば、正のオーバ
ーフローが発生してサインビットが判定してしまったこ
とが認識される。
This shows that the accumulated result up to the previous time was a value of +0.5 or more when normalized in the 20-bit space, so the result of adding a new 19-bit input is a positive value. There should be. Therefore, the register REG1
Q20 ', which is the sign bit of, must be 0 at this time. Therefore, when Q20 '= 1, it is recognized that a positive overflow has occurred and the sign bit has been determined.

【0065】[0065]

【外7】 [Outside 7]

【0066】前回までの累算結果が20ビット空間で正
規化した時に−0.5以下の値であったことを示してい
るので、新たな19ビット入力を加えた値は負値のまま
であるはずである。従って、レジスタREG1のサイン
ビットであるQ20′はこのときは1でなければならな
い。故に、Q20′=0となれば、負のオーバーフロー
が発生してサインビットが反転してしまったことが認識
される。
Since the accumulated result up to the previous time is a value of −0.5 or less when normalized in the 20-bit space, the value obtained by adding a new 19-bit input remains a negative value. There should be. Therefore, the sign bit Q20 'of the register REG1 must be 1 at this time. Therefore, when Q20 '= 0, it is recognized that a negative overflow occurs and the sign bit is inverted.

【0067】図5の実施例の構成は、オーバーフロー検
出を20ビット全てのチェックを必要とせずに、わずか
3ビットのチェックのみで実現できること、新たなコン
トロール回路を設けることなくすでに使用されている単
一のクロック供給回路40を利用できること、初期設定
と異常時のリセットとを同一のリセット回路で共用して
いること、単一回路で2チャンネル用に共用できるこ
と、等の点で非常に簡易な回路で実現できる。しかも、
リセットや異常検出の遅延を、キャリー(Carry)伝播
遅延等を含むレジスタREG2からレジスタREG1へ
の演算経路から省くことができるので、簡易で高速な2
チャンネル用のディジタルΔΣ変調器が実現できる。
The configuration of the embodiment shown in FIG. 5 can realize overflow detection by checking only 3 bits without the need to check all 20 bits, and is already used without providing a new control circuit. A very simple circuit in that one clock supply circuit 40 can be used, that the initial setting and the reset at the time of abnormality are shared by the same reset circuit, and that a single circuit can be shared for two channels. Can be achieved with. Moreover,
Since the delay of reset or abnormality detection can be omitted from the operation path from the register REG2 to the register REG1 including the carry propagation delay, etc., it is simple and fast.
A digital ΔΣ modulator for a channel can be realized.

【0068】なおまた、上記図5の実施例回路において
は、初期設定値および異常時リセット値をオール零とし
たが、これは回路説明を簡易にするためであり、オール
零以外のリセット値を用いること、また初期設定値と異
常時リセット値を異なる値にすること等が類似の回路構
成により容易に実現可能であることは勿論である。
In the embodiment circuit of FIG. 5, the initial setting value and the reset value at the time of abnormality are all zero, but this is for the purpose of simplifying the circuit description, and reset values other than all zero are set. It is needless to say that the use, the setting of the initial set value and the reset value at the time of abnormality, and the like can be easily realized by a similar circuit configuration.

【0069】(第3の実施例)次に、図6および図7を
参照して、上述した第1と第2の実施例のΔΣ変調器か
ら1個の多ビット加算器を省き、回路の簡素化を図った
本発明の第3実施例について説明する。この実施例は、
図2もしくは図4に示したフィードバック・パスのゲイ
ンg0 を2以上の整数値とし、初段加算器(図2,図4
の加算器34)を省略するものである。以下に、g0
2の場合とg0 =3の場合について初段累算器内の累算
用加算器を示した図6,図7を参照して本実施例を説明
するが、これらの回路は入力側に1/g0 のゲインをも
たせてフィードバック・ゲインを1とした場合と等価で
ある。また、g0 ≧4の場合に対しても、以下の説明よ
る手法を拡張していくことで容易に類推可能である。
(Third Embodiment) Next, referring to FIGS. 6 and 7, one multi-bit adder is omitted from the ΔΣ modulators of the first and second embodiments described above, and the circuit of A third embodiment of the present invention for simplification will be described. This example
The gain g 0 of the feedback path shown in FIG. 2 or 4 is set to an integer value of 2 or more, and the first-stage adder (see FIGS.
Of the adder 34) is omitted. Below, g 0 =
This embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7 showing the adder for accumulation in the first-stage accumulator for the case of 2 and the case of g 0 = 3. This is equivalent to a case where the feedback gain is set to 1 by giving a gain of / g 0 . Further, even in the case of g 0 ≧ 4, it can be easily analogized by expanding the method described below.

【0070】図6は、ゲインg0 =2,積分係数K1
3 =8(図1参照)の場合について示すもので、図
2,図4に示す初段加算器(34)は排除され、19ビ
ットの累算用加算器の入力端子のD1〜D16へは入力
(Z) の16ビットデータx1〜x16が直接入力され、
加算器入力端子のD17へは
FIG. 6 shows that gain g 0 = 2 and integration coefficient K 1 =
2 3 = 8 (see FIG. 1), the first-stage adder (34) shown in FIGS. 2 and 4 is eliminated, and the input terminals D1 to D16 of the 19-bit accumulating adder are omitted. 16-bit data x 1 ~x 16 input X (Z) is input directly,
To D17 of adder input terminal

【0071】[0071]

【外8】 [Outside 8]

【0072】が入力され、加算器入力端子のD18とD
19へは量子化結果である1ビット出力値Y(Z) が入力
される。なお、以下の説明では、出力値Y(Z) は、量子
化結果が正のときにY(Z) =1、量子化結果が負のとき
にY(Z) =0で表現され、かつ入力データX(Z) を始め
として全ての演算に用いられるデータ形式は2の補数形
式において左側をMSB側として表現されるものとす
る。
Is input and D18 and D of the adder input terminals are input.
The 1-bit output value Y (Z) which is the quantization result is input to 19. In the following description, the output value Y (Z) is expressed as Y (Z) = 1 when the quantization result is positive and Y (Z) = 0 when the quantization result is negative, and The data format used for all operations including the data X (Z) is represented in 2's complement format with the left side as the MSB side.

【0073】図6の入力データX(Z) は19ビットで表
現すると、上位3ビットがサインビット拡張されて、
When the input data X (Z) in FIG. 6 is expressed by 19 bits, the upper 3 bits are sign bit extended,

【0074】[0074]

【数5】 x16 x16 x16 x16 x15 x14 x13 x12 x11 x10 x9 x8 x7 x6 x5 x4 x3 x2 x1 …(3) となり、Y(Z) =1(量子化結果が正)のときにはフィ
ードバック値は−2・FS(FSは入力16ビットの最
大値)となり、
(5) x 16 x 16 x 16 x 16 x 15 x 14 x 13 x 12 x 11 x 10 x 9 x 8 x 7 x 6 x 5 x 4 x 3 x 2 x 1 (3) and Y ( When Z) = 1 (quantization result is positive), the feedback value is -2 · FS (FS is the maximum value of input 16 bits),

【0075】[0075]

【数6】 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 …(4) を加算しなければならない。(3)と(4)式のデータ
を加算した結果は、x16=0の場合(入力X(Z)
が正値)には、
[Equation 6] 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ... (4) must be added. The result of adding the data of equations (3) and (4) is that when x 16 = 0 (input X (Z)
Is a positive value)

【0076】[0076]

【数7】 1 1 1 x16 x15 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ x2 x1 …(5) x16=1の場合(入力X(Z) が負値)には、 1 1 0 x16 x15 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ x2 x1 …(6) となり、この(5),(6)式のデータは共に、[Equation 7] 1 1 1 x 16 x 15 · · · · · · · · · · · · x 2 x 1 ... (5) When x 16 = 1 (input X (Z) is a negative value), 1 1 0 x 16 x 15 · · · · · · · · · · · · x 2 x 1 ... (6), and the data of equations (5) and (6) are

【0077】[0077]

【数8】 [Equation 8]

【0078】と表現される。It is expressed as

【0079】次に、Y(Z) =0(量子化結果が負)のと
きには、フィードバック値は+2FSとなり、
Next, when Y (Z) = 0 (the quantization result is negative), the feedback value becomes + 2FS,

【0080】[0080]

【数9】 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 …(8) を(1)式の入力データに加算することとなり、その加
算した結果は、x16=0のときには、
[Formula 9] 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ... (8) is added to the input data of the equation (1), and the addition result is x 16 = When 0,

【0081】[0081]

【数10】 0 0 1 x16 x15 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ x2 x1 …(9) x16のときには、[Formula 10] 0 0 1 x 16 x 15 ··· · · · · · · · · · x 2 x 1 ... (9) When x 16 ,

【0082】[0082]

【数11】 0 0 0 x16 x15 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ x2 x1 …(10) となり、(9),(10)式のデータも共に(7)式で
表現される。
[Equation 11] 0 0 0 x 16 x 15 ··············· x 2 x 1 (10), and the data of equations (9) and (10) are also represented by Expressed.

【0083】以上により、図6に示す回路構成により、
初段加算器を排除しながらも、入力x(z) とフィードバ
ック量±g0 ・FSとが自動的に加算されて、初段累算
器(初段の累算レジスタ)に入力されていることが理解
できる。
From the above, the circuit configuration shown in FIG.
It is understood that the input x (z) and the feedback amount ± g 0 · FS are automatically added and input to the first-stage accumulator (first-stage accumulator register) while eliminating the first-stage adder. it can.

【0084】次に、図7は、g0 =3,K1 =8の場合
について示すもので、やはり初段加算器は排除され、累
算用加算器は19ビットである。この零では、g0 の値
が奇数であるので、19ビットの累算用加算器の入力端
子のD1〜D15へはX(Z)のサインビットを除く下位
15ビットデータx1 〜x15が直接入力され、加算器の
入力端子のD16へはサインビットx16の反転値である
反転x16が入力され、加算器の入力端子D17へは量子
化結果である1ビット出力値Y(Z) の反転値である反転
(Z) が、加算器の入力端子のD18〜D19へはその
(Z) が入力される。
Next, FIG. 7 shows the case where g 0 = 3 and K 1 = 8. Again, the first stage adder is eliminated and the accumulating adder has 19 bits. At this zero, since the value of g 0 is odd, lower 15-bit data x 1 to x 15 excluding the sign bit of X (Z) is input to D 1 to D 15 of the input terminal of the 19-bit accumulating adder. It is directly input, the inversion x 16 which is the inversion value of the sign bit x 16 is input to the input terminal D16 of the adder, and the 1-bit output value Y (Z) which is the quantization result is input to the input terminal D17 of the adder. Inverted Y (Z) which is the inverted value of Y (Z) is input to D18 to D19 of the input terminals of the adder.

【0085】Y(Z) =1の場合には、g0 =3から、フ
ィードバック値は−3・FSであり、
When Y (Z) = 1, from g 0 = 3, the feedback value is -3 · FS,

【0086】[0086]

【数12】 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 …(11) が上記の(3)式のデータに加算される。その加算結果
は、x16=0の場合には、
[Equation 12] 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 (11) is added to the data of the above equation (3). If x 16 = 0, the addition result is

【0087】[0087]

【数13】 1 1 0 1 x15 x14 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ x2 x1 …(12) となり、x16=1の場合には、[Equation 13] 1 1 0 1 x 15 x 14 ··· · · · · · · · · x 2 x 1 (12), and when x 16 = 1

【0088】[0088]

【数14】 1 1 1 0 x15 x14 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ x2 x1 …(13) となり、共に、[Equation 14] 1 1 1 0 x 15 x 14 · · · · · · · · · · · x 2 x 1 … (13)

【0089】[0089]

【数15】 [Equation 15]

【0090】と表現される。It is expressed as follows.

【0091】一方、Y(Z) =0の場合には、フィードバ
ック値は+3・FSであり、
On the other hand, when Y (Z) = 0, the feedback value is + 3 · FS,

【0092】[0092]

【数16】 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 …(15) が上記の(3)式のデータに加算され、その加算結果
は、x16=0の場合には、
## EQU16 ## 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ... (15) is added to the data of the above formula (3), and the addition result is x 16 = 0. in case of,

【0093】[0093]

【数17】 0 0 1 1 x15 x14 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ x2 x1 …(16) となり、x16=1の場合には、[Expression 17] 0 0 1 1 x 15 x 14 ············· x 2 x 1 (16), and when x 16 = 1

【0094】[0094]

【数18】 0 0 1 0 x15 x14 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ x2 x1 …(17) となり、やはり共に上記(14)式で表現される。[Expression 18] 0 0 1 0 x 15 x 14 ············· x 2 x 1 (17), which are both expressed by the above equation (14).

【0095】以上により、g0 =3とした場合には、図
7に示す回路構成により、初段加算器を排除しながら
も、入力X(Z) とフィードバック量±g0 ・FSとが自
動的に加算されて、初段累算器(初段の累算レジスタ)
に入力されていることが理解できる。
As described above, when g 0 = 3, the input X (Z) and the feedback amount ± g 0 · FS are automatically generated by the circuit configuration shown in FIG. 7 while eliminating the first-stage adder. Is added to the first stage accumulator (first stage accumulation register)
You can understand that it is entered in.

【0096】以上説明した構成は、g0 =4以上の場合
にも当然同様な手法により拡張していけることは明らか
である。その手法の要部の1つとしては、g0 =nにお
いて、nが偶数のときには入力X(Z) のサインビットx
16をそのままD16へ入力させ、nが奇数のときにはそ
のサインビットの反転x16がD17へ入力させることで
ある。いずれにしても、本実施例によれば、19ビット
の初段加算器を排除できることにより、回路規模が大い
に削減できること、また最も演算遅延が大きい経路の遅
延を減ずることができ、これにより特に高速動作を要求
される第2の実施例のような複数チャンネルのディジタ
ルΔΣ変調器を実現する上でその効果が絶大であると期
待できる。
Obviously, the configuration described above can be expanded by the same method even when g 0 = 4 or more. One of the main parts of the method is that when g 0 = n and n is an even number, the sign bit x of the input X (Z) is x.
16 is input to D16 as it is, and when n is an odd number, the inversion x 16 of the sign bit is input to D17. In any case, according to the present embodiment, the circuit scale can be greatly reduced by eliminating the 19-bit first-stage adder, and the delay of the path having the largest operation delay can be reduced. The effect can be expected to be great in realizing a multi-channel digital ΔΣ modulator as in the second embodiment, which is required.

【0097】[0097]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
乗算器が不要で回路規模が小さく、高速動作や多チャン
ネルタイムシェア使用の可能な高次のディジタルΔΣ変
調器を実現でき、しかも再量子化出力を従来よりも低速
の1ビットデータにすることが可能であるので、このΔ
Σ変調器の出力をD/A変換するアナログ回路の量産化
を容易にし、アナログ特性を向上させるのに貢献できる
という効果が得られる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to realize a high-order digital ΔΣ modulator capable of high-speed operation and use of multi-channel time sharing without requiring a multiplier, and moreover, the requantization output can be 1-bit data which is slower than before. Since it is possible, this Δ
This has the effect of facilitating mass production of an analog circuit for D / A converting the output of the Σ modulator and contributing to improving analog characteristics.

【0098】また、本発明によれば同一の演算回路をチ
ャンネル毎に時分割で利用することで、回路規模の小さ
な多チャンネル用のディジタルΔΣ変調器を提供できる
という効果がある。
Further, according to the present invention, the same arithmetic circuit is used for each channel in a time-division manner, so that it is possible to provide a multi-channel digital ΔΣ modulator having a small circuit scale.

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

【図1】アナログ素子で構成した従来の4次1ビットΔ
Σ変調器の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a conventional fourth-order 1-bit Δ composed of analog elements.
It is a block diagram which shows the structure of a (sigma) modulator.

【図2】本発明の第1の実施例の構成を示し、フィード
フォワード・パスの重み係数a1 〜a4 を2のべき乗に
設定してブロック間配線のビットシフトにて各係数の乗
算を実現させた場合の4次1ビット量子化のディジタル
ΔΣ変調器の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 shows the configuration of the first embodiment of the present invention, in which the weighting coefficients a 1 to a 4 of the feedforward path are set to powers of 2 and the multiplication of each coefficient is performed by the bit shift of the wiring between blocks. It is a block diagram which shows the structure of the 4th-order 1-bit quantization digital (DELTA) (SIGMA) modulator when implement | achieved.

【図3】図2におけるブロック間配線によるビットシフ
トの詳細を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing details of bit shift by inter-block wiring in FIG.

【図4】本発明の第2の実施例の2チャンネル・タイム
シェア型のディジタルΔΣ変調器の構成を示すブロック
図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a 2-channel time-share type digital ΔΣ modulator according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図4の初段設定および異常時リセット回路を2
チャンネル用ディジタルΔΣ変調器の累算レジスタ間に
配置させた場合の詳細な構成例を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing the initial stage setting and abnormal reset circuit of FIG.
It is a circuit diagram which shows the detailed structural example at the time of arranging between the accumulation registers of the digital delta-sigma modulator for channels.

【図6】本発明の第3の実施例において、フィードバッ
ク・ゲインg0 が2の場合における初段累算用加算器に
おける入力X(Z) とフィードバック−g0(Z) との加
算回路の構成を示す回路図である。
FIG. 6 is a diagram showing an addition circuit of the input X (Z) and the feedback −g 0 Y (Z) in the first stage accumulation adder when the feedback gain g 0 is 2 in the third embodiment of the present invention. It is a circuit diagram which shows a structure.

【図7】同じく、g0 が3の場合の構成を示す回路図で
ある。
FIG. 7 is likewise a circuit diagram showing a configuration when g 0 is 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜4 積分器 5〜8,25〜28,33 フィードフォワード・パス 10,14,15,29a〜29c,37 加算器 11 1ビット量子化器 13 ゲイン設定器 21〜24,35,36 累算器 29 加算量子化器 30 インバータ 34 初段加算器 40 クロック供給回路 41〜45,62 第1のシフトレジスタREG1 46〜50,63 第2のシフトレジスタREG2 51〜54,64 初期設定・異常時リセット回路 61 累算用加算器 1-4 Integrator 5-8, 25-28, 33 Feedforward path 10, 14, 15, 29a-29c, 37 Adder 11 1-bit quantizer 13 Gain setter 21-24, 35, 36 Accumulation 29 adder / quantizer 30 inverter 34 first-stage adder 40 clock supply circuit 41-45, 62 first shift register REG1 46-50, 63 second shift register REG2 51-54, 64 initial setting / abnormality reset circuit 61 Adder for accumulation

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多ビットの入力ディジタル信号X(Z)
累算する縦続接続された複数m個の累算手段と、 該m個の累算手段から出力される累算結果に対して各々
のa1 〜am の重み係数を乗じて、その乗算結果の総和
をとるフィードフォワード加算手段と、 該フィードフォワード加算手段の加算結果を所定の判定
基準に基づいて、前記入力ディジタル信号X(Z) よりも
ビット数の少ないディジタル出力Y(Z) に再量子化する
再量子化手段と、 該再量子化手段の再量子化値Y(Z) に応じた所定のフィ
ードバック値を前記入力ディジタル信号X(Z) と共に前
記m個の累算手段の内の初段の累算手段に入力するフィ
ードバック手段とを有し、 かつ前記フィードフォワード加算手段は前記a1 〜am
の重み係数を2のべき乗とし、該重み係数の乗算をビッ
トシフトで実現していることを特徴とするディジタルΔ
Σ変調器。
1. A plurality of m accumulation means connected in cascade for accumulating a multi-bit input digital signal X (Z) , and an accumulation result output from the m accumulation means, respectively. multiplied by the weight coefficient of a 1 ~a m, feedforward adder means for summing the multiplication results, based on the sum of the feedforward adder means to a predetermined criterion, wherein the input digital signal X (Z ) and re-quantization means for re-quantizing the smaller number bit digital output Y (Z) than said input digital signal a predetermined feedback values corresponding to the re-quantized value Y (Z) of該再quantizing means and a feedback means for inputting to the first stage of the accumulation means of said m accumulators means together with X (Z), and the feedforward adder means the a 1 ~a m
Is a power of 2 and multiplication of the weighting factor is realized by bit shifting.
Σ modulator.
【請求項2】 前記m個の累算手段は複数nチャンネル
の入力ディジタル信号X1(Z)〜Xn(Z)をチャンネル順に
順次入力可能とし、各々の該累算手段は1個の多ビット
加算器とnワードのシフトレジスタとを有して、該nワ
ードのシフトレジスタの内の第1ワード目に該多ビット
加算器の出力が入力され、第nワード目の出力が当該多
ビット加算器の累算用データとしてフィードバックさ
れ、 かつ前記再量子化手段からは、各チャンネルの出力レー
トのn倍の動作の動作レートで全ての演算が実施された
結果として、再量子化値Y1(Z)〜Yn(Z)が順次出力され
ることを特徴とする請求項1に記載のディジタルΔΣ変
調器。
2. The m accumulating means can sequentially input a plurality of n channels of input digital signals X 1 (Z) to X n (Z) in the order of channels, and each accumulating means has one multi-input. It has a bit adder and an n-word shift register, the output of the multi-bit adder is input to the first word of the n-word shift register, and the output of the n-th word is the multi-bit. The requantized value Y 1 is fed back as the accumulation data of the adder, and as a result of performing all the calculations from the requantization means at the operation rate of n times the output rate of each channel. (Z) to Y digital ΔΣ modulator according to claim 1, n (Z), characterized in that the sequentially output.
【請求項3】 前記nワードのシフトレジスタの第1ワ
ード目から第nワード目までのシフト転送間に、初期設
定手段もしくは異常時リセット手段のいずれか一方また
は両者を配接したことを特徴とする請求項2に記載のデ
ィジタルΔΣ変調器。
3. An initial setting means or an abnormal resetting means or both of them are arranged between the first word to the nth word of the n-word shift register during the shift transfer. The digital ΔΣ modulator according to claim 2.
【請求項4】 前記再量子化手段の再量子化値Y(Z)
またはY1(Z)〜Yn(Z)の各々が1ビットデータであり、 前記初段の累算手段への前記所定のフィードバック値が
前記入力ディジタル信号X(Z) 、またはX1(Z)〜Xn(Z)
の最大値の整数倍であり、 かつ該フィードバック値と該入力ディジタル信号X
(Z) 、またはX1(Z)〜Xn(Z)との加算を前記初段の累算
手段内の累算用加算器を用いて実現していることを特徴
とする請求項1ないし3のいずれかに記載のディジタル
ΔΣ変調器。
4. Requantization value Y (Z) of said requantization means,
Alternatively, each of Y1 (Z) to Yn (Z) is 1-bit data, and the predetermined feedback value to the accumulating means at the first stage is the input digital signal X (Z) or X1 (Z). ~ X n (Z)
Is an integer multiple of the maximum value of, and the feedback value and the input digital signal X
(Z), or claims 1, characterized in that X 1 and addition of the (Z) ~X n (Z) is realized with an accumulating adder in the accumulator means of the first stage 3 The digital ΔΣ modulator according to any one of items 1 to 5.
JP10941093A 1993-05-11 1993-05-11 Digital ΔΣ modulator Expired - Lifetime JP3226660B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10941093A JP3226660B2 (en) 1993-05-11 1993-05-11 Digital ΔΣ modulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10941093A JP3226660B2 (en) 1993-05-11 1993-05-11 Digital ΔΣ modulator

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001199803A Division JP3431615B2 (en) 2001-06-29 2001-06-29 Digital ΔΣ modulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0722952A true JPH0722952A (en) 1995-01-24
JP3226660B2 JP3226660B2 (en) 2001-11-05

Family

ID=14509547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10941093A Expired - Lifetime JP3226660B2 (en) 1993-05-11 1993-05-11 Digital ΔΣ modulator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3226660B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002344320A (en) * 2001-05-21 2002-11-29 Sony Corp Digital signal processor and digital signal processing method
US7038606B2 (en) 2002-10-29 2006-05-02 Sharp Kabushiki Kaisha Digital signal processing device and audio signal reproduction device
JP2008205923A (en) * 2007-02-21 2008-09-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Delta sigma modulator and da converter with the same
US7974597B2 (en) 2006-09-01 2011-07-05 Sony Ericsson Mobile Communications Japan, Inc. Power amplifier system and mobile phone terminal using same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002344320A (en) * 2001-05-21 2002-11-29 Sony Corp Digital signal processor and digital signal processing method
US7038606B2 (en) 2002-10-29 2006-05-02 Sharp Kabushiki Kaisha Digital signal processing device and audio signal reproduction device
US7974597B2 (en) 2006-09-01 2011-07-05 Sony Ericsson Mobile Communications Japan, Inc. Power amplifier system and mobile phone terminal using same
JP2008205923A (en) * 2007-02-21 2008-09-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Delta sigma modulator and da converter with the same
JP4745267B2 (en) * 2007-02-21 2011-08-10 パナソニック株式会社 Delta-sigma modulator and DA converter having the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP3226660B2 (en) 2001-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5815102A (en) Delta sigma pwm dac to reduce switching
US5345233A (en) Digital Σ-Δ modulator
JP2704480B2 (en) Digital delta-sigma modulator
EP1081863B1 (en) Delta-sigma modulator with two-step quantization, and method for using two-step quantization in delta-sigma modulation
US7457836B2 (en) Bi-quad digital filter configured with a bit binary rate multiplier
WO2003061136A1 (en) Method and apparatus for generating a pulse width modulated signal
US7453382B2 (en) Method and apparatus for A/D conversion
US20020063649A1 (en) High speed, high resolution digital-to analog converter with off-line sigma delta conversion and storage
JP2998551B2 (en) Digital integrator with small circuit area and analog-to-digital converter using it
CN100514858C (en) Word length reduction circuit
JPH08330967A (en) Delta sigma modulation circuit
JP3226660B2 (en) Digital ΔΣ modulator
JP3431615B2 (en) Digital ΔΣ modulator
EP1557953B1 (en) Digital signal processing device and audio signal reproduction device
JP3362718B2 (en) Multi-bit-delta sigma AD converter
JPH0613906A (en) Sigma-delta modulator
KR100193359B1 (en) Delta. Sigma type D / A converter
Sonika et al. Design and implementation of sigma–delta digital to analog converter
JPH09307447A (en) High degree delta sigma modulator and delta sigma modulation converter
JP3870575B2 (en) Delta-sigma modulation apparatus and method, and digital signal processing apparatus
PATEL Design and implementation of sigma–delta digital to analog converter
JPH04150416A (en) D/a converter
JP3529638B2 (en) ΔΣ modulation circuit
JP2001345703A (en) Digital-to-analog converter and digital-to-analog converting method
KR100444177B1 (en) Interpolation filter adapting oversampling technique

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010731

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080831

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080831

Year of fee payment: 7

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080831

Year of fee payment: 7

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090831

Year of fee payment: 8

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090831

Year of fee payment: 8

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100831

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110831

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110831

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120831

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130831

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term