JPH07321653A - ディザードa/d変換器をテストする回路と方法 - Google Patents
ディザードa/d変換器をテストする回路と方法Info
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- JPH07321653A JPH07321653A JP7131232A JP13123295A JPH07321653A JP H07321653 A JPH07321653 A JP H07321653A JP 7131232 A JP7131232 A JP 7131232A JP 13123295 A JP13123295 A JP 13123295A JP H07321653 A JPH07321653 A JP H07321653A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ディザードA/D変換器をテストする回路と
方法を提供する。 【構成】 本発明のディザードA/D変換器100は、
A/D変換器200、と、ディジタル信号プロセッサ5
00と、ディジタルディザー信号生成器400と、ディ
ザー信号生成器400とディジタル信号プロセッサ50
0、515の1つを選択的にコンバータ200、205
内の信号パスに接続する信号結合装置300とを含む。
M(正整数)−ビットのディジタルディザー信号生成器
400を有するディザードA/D変換器200をテスト
する方法において、M−ビットの周期信号を生成するス
テップと、ディザー信号生成器400により生成された
ディザー信号の代わりに、ディザードコンバータ200
の信号パスに沿って、ある点で生成された信号をディザ
ードコンバータ200に提供するステップと、コンバー
タ200により生成されたディジタル出力信号を測定す
るステップとを有する。
方法を提供する。 【構成】 本発明のディザードA/D変換器100は、
A/D変換器200、と、ディジタル信号プロセッサ5
00と、ディジタルディザー信号生成器400と、ディ
ザー信号生成器400とディジタル信号プロセッサ50
0、515の1つを選択的にコンバータ200、205
内の信号パスに接続する信号結合装置300とを含む。
M(正整数)−ビットのディジタルディザー信号生成器
400を有するディザードA/D変換器200をテスト
する方法において、M−ビットの周期信号を生成するス
テップと、ディザー信号生成器400により生成された
ディザー信号の代わりに、ディザードコンバータ200
の信号パスに沿って、ある点で生成された信号をディザ
ードコンバータ200に提供するステップと、コンバー
タ200により生成されたディジタル出力信号を測定す
るステップとを有する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、周期的なノイズ及び疑
似トーンを減少するためのディザード信号を生成する方
法と回路に関し、特に、このようなディザード信号の生
成をテストする回路と方法に関する。
似トーンを減少するためのディザード信号を生成する方
法と回路に関し、特に、このようなディザード信号の生
成をテストする回路と方法に関する。
【0002】
【従来の技術】オーバーサンプリング、あるいは、ディ
ジタル信号の量子化ノイズを整形するようなA/D変換
器は公知で、ディジタルオーディオ、ディジタル電話、
あるいはディジタル装置のような様々な応用分野を有し
ている。このようなA/D変換器に関しては、例えば、
James C.Candy and Gabor C.Temes編集されたIEEE Pres
s 1992年発行の「Oversampling Delta-Sigma Data Conv
erters:Theory,Design and Simulation」に発表された
「Oversampling Methods for A/D and D/A Conversio
n」のJames C.Candy and Gabor C.Temesの論文、及びSt
uart K.Tewksbury and Robert W.Hallock の「Oversam
pled, Linear Predictive and Noise-ShapingCoder of
Order N>1」の論文、及び前掲のCandy and Temesの文献
中に現れたもの、及び95th Convention of the Audio E
ngineering Society,October 7-10,1993.で発表されたS
teven R.Norsworthy and David A.Rich,によるIEEE Pro
c.ISCAS'93,Vol.2,pp 1353-1360,May 1993,and「Idle C
hannel Tones and Dithering in Delta-Sigma Modulato
rs」に発表された「Optimal Nonrecursive Noise Shapi
ng Filters for Oversampling Data Converters, Part
1:Theory」と「OptimalNonrecursive Noise Shaping Fi
lters for Oversampling Data Converters, Part 2: Ap
plications」を参照のこと。
ジタル信号の量子化ノイズを整形するようなA/D変換
器は公知で、ディジタルオーディオ、ディジタル電話、
あるいはディジタル装置のような様々な応用分野を有し
ている。このようなA/D変換器に関しては、例えば、
James C.Candy and Gabor C.Temes編集されたIEEE Pres
s 1992年発行の「Oversampling Delta-Sigma Data Conv
erters:Theory,Design and Simulation」に発表された
「Oversampling Methods for A/D and D/A Conversio
n」のJames C.Candy and Gabor C.Temesの論文、及びSt
uart K.Tewksbury and Robert W.Hallock の「Oversam
pled, Linear Predictive and Noise-ShapingCoder of
Order N>1」の論文、及び前掲のCandy and Temesの文献
中に現れたもの、及び95th Convention of the Audio E
ngineering Society,October 7-10,1993.で発表されたS
teven R.Norsworthy and David A.Rich,によるIEEE Pro
c.ISCAS'93,Vol.2,pp 1353-1360,May 1993,and「Idle C
hannel Tones and Dithering in Delta-Sigma Modulato
rs」に発表された「Optimal Nonrecursive Noise Shapi
ng Filters for Oversampling Data Converters, Part
1:Theory」と「OptimalNonrecursive Noise Shaping Fi
lters for Oversampling Data Converters, Part 2: Ap
plications」を参照のこと。
【0003】また、米国特許第5144308号は、デ
ィジタル的に生成されたディザー信号を用いて、この変
換器出力信号中に生成された周期的ノイズ及び疑似トー
ンを減少することにより、シグマ−デルタ変調器の性能
を改良する技術を開示している。
ィジタル的に生成されたディザー信号を用いて、この変
換器出力信号中に生成された周期的ノイズ及び疑似トー
ンを減少することにより、シグマ−デルタ変調器の性能
を改良する技術を開示している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このディザー信号生成
装置が意図した通りに動作し、そして、A/D変換器に
より生成された出力信号上に所望の影響を有するように
する必要がある。すなわち、ディザー信号パスをモニ
タ、あるいはテストするような必要がある。
装置が意図した通りに動作し、そして、A/D変換器に
より生成された出力信号上に所望の影響を有するように
する必要がある。すなわち、ディザー信号パスをモニ
タ、あるいはテストするような必要がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の一実施例は、請求項1に記載したようなA
/D変換器を提供することにより解決される。また、請
求項7に記載したようなテスト方法を用いて解決され
る。
に、本発明の一実施例は、請求項1に記載したようなA
/D変換器を提供することにより解決される。また、請
求項7に記載したようなテスト方法を用いて解決され
る。
【0006】
【実施例】図1は本発明によるディザードA/D変換器
をテストする回路を表すブロック図である。図1に示す
ように、A/D変換器200において、ディジタル的に
生成されたディザー信号は、D/A変換器250の主信
号パスに供給される。このディザー信号生成器400が
正常に動作しているかを検査するのに、A/D変換器2
00により生成されるディジタル出力信号をモニタした
り、測定したりするだけでは困難である。その理由は、
生成されたディザー信号の疑似乱数特性による。同様
に、図1のディジタルテスト確認により示されるような
ディザー生成器の出力信号を直接モニタすることは、デ
ィザードA/D変換器のディザー信号パスの完全性を完
全にチェックすることにはならない。図1のD/A変換
器250、あるいは、量子化装置240がディザー信号
パスに沿って、調和ひずみを生成するため、より複雑と
なる。このことはA/D変換器の出力信号におけるディ
ザー信号を観測することが困難だからである。
をテストする回路を表すブロック図である。図1に示す
ように、A/D変換器200において、ディジタル的に
生成されたディザー信号は、D/A変換器250の主信
号パスに供給される。このディザー信号生成器400が
正常に動作しているかを検査するのに、A/D変換器2
00により生成されるディジタル出力信号をモニタした
り、測定したりするだけでは困難である。その理由は、
生成されたディザー信号の疑似乱数特性による。同様
に、図1のディジタルテスト確認により示されるような
ディザー生成器の出力信号を直接モニタすることは、デ
ィザードA/D変換器のディザー信号パスの完全性を完
全にチェックすることにはならない。図1のD/A変換
器250、あるいは、量子化装置240がディザー信号
パスに沿って、調和ひずみを生成するため、より複雑と
なる。このことはA/D変換器の出力信号におけるディ
ザー信号を観測することが困難だからである。
【0007】図1に示された本発明のディザードA/D
変換器100の装置は、A/D変換器200と、量子化
装置を有し量子化信号を生成するディジタル信号プロセ
ッサ500と、ディジタルディザー信号生成器400
と、ディザー信号生成装置あるいはディジタル信号処理
装置を変換器信号パスに選択的に結合する信号結合装置
300とを有する。この実施例においては、ディザー信
号生成器と量子化装置を有するディジタル信号処理装置
は、M−ビットディジタル信号を生成することができ
る。ここで、Mは正整数である。同様に、この実施例に
おいては、量子化装置を有するディジタル信号処理装置
は、Nビットの外部駆動高精度周期信号を確保し、M−
ビット信号を生成するノイズ整形機能を有する。ここ
で、Nは、Mより大きい正整数である。かくして、信号
生成装置とディジタル信号処理装置は、A/D変換器2
00内のM−ビットのD/A変換器250と共に動作す
る。図1は、A/D変換器200をシグマ−デルタ変調
器として示しているが、本発明は必ずしもこれに限定さ
れるものではない。A/D変換器の信号パスに沿って、
提供されたディザー信号を有するA/D変換器を用いる
こともできる。図1において、ローパスフィルタ(LP
F)で実現されるLPFデシメータ600は、A/D変
換器200の出力ポートに接続されている。
変換器100の装置は、A/D変換器200と、量子化
装置を有し量子化信号を生成するディジタル信号プロセ
ッサ500と、ディジタルディザー信号生成器400
と、ディザー信号生成装置あるいはディジタル信号処理
装置を変換器信号パスに選択的に結合する信号結合装置
300とを有する。この実施例においては、ディザー信
号生成器と量子化装置を有するディジタル信号処理装置
は、M−ビットディジタル信号を生成することができ
る。ここで、Mは正整数である。同様に、この実施例に
おいては、量子化装置を有するディジタル信号処理装置
は、Nビットの外部駆動高精度周期信号を確保し、M−
ビット信号を生成するノイズ整形機能を有する。ここ
で、Nは、Mより大きい正整数である。かくして、信号
生成装置とディジタル信号処理装置は、A/D変換器2
00内のM−ビットのD/A変換器250と共に動作す
る。図1は、A/D変換器200をシグマ−デルタ変調
器として示しているが、本発明は必ずしもこれに限定さ
れるものではない。A/D変換器の信号パスに沿って、
提供されたディザー信号を有するA/D変換器を用いる
こともできる。図1において、ローパスフィルタ(LP
F)で実現されるLPFデシメータ600は、A/D変
換器200の出力ポートに接続されている。
【0008】図1に示されたように、ディジタル信号プ
ロセッサ500は、シグマ−デルタ変調器のようなディ
ジタルノイズ整形コーダを有し、外部駆動ソースから高
精度入力テスト信号を受信する。このディジタル信号プ
ロセッサの実施例としては、量子化装置を含み、この量
子化装置において、Nビットのディジタル入力信号が得
られ、再度量子化されて、M−ビットのディジタル出力
信号を生成する。ここで、MとNは正整数で、MはNよ
りも小さい。同様に、例えば、ディジタルノイズ整形コ
ーダは、シグマ変調器を含んでもよい。同様に、このデ
ィジタルノイズ整形コーダは、1−ビットコーダ、ある
いは、多ビットコーダのような如何なる数のビットの従
来の量子化装置を含むことも可能である。同様に、ま
た、このディジタルノイズ整形コーダは、そのフィード
バックパス、フィードフォワードパス、あるいは、その
両方に如何なる次数のフィルタ、さらにまた多重のフィ
ードフォワードループ、多重のフィードバックループ、
あるいは、その両方を有してもよい。さらに、またディ
ジタルノイズ整形コーダは、多段のステージ、あるい
は、カスケード構成でもよい。かくして、一般には、特
定の用途に応じて、如何なるディジタルノイズ整形コー
ダを用いることができる。さらに、また本発明において
は、量子化ノイズをディジタル的に整形することによ
り、量子化エラーに関連するパワースペクトル密度は、
ディジタルフィルタ処理により整形されて、少なくとも
関連周波数の所定範囲にわたって現れるノイズエネルギ
ー量の一部を減少することもできる。
ロセッサ500は、シグマ−デルタ変調器のようなディ
ジタルノイズ整形コーダを有し、外部駆動ソースから高
精度入力テスト信号を受信する。このディジタル信号プ
ロセッサの実施例としては、量子化装置を含み、この量
子化装置において、Nビットのディジタル入力信号が得
られ、再度量子化されて、M−ビットのディジタル出力
信号を生成する。ここで、MとNは正整数で、MはNよ
りも小さい。同様に、例えば、ディジタルノイズ整形コ
ーダは、シグマ変調器を含んでもよい。同様に、このデ
ィジタルノイズ整形コーダは、1−ビットコーダ、ある
いは、多ビットコーダのような如何なる数のビットの従
来の量子化装置を含むことも可能である。同様に、ま
た、このディジタルノイズ整形コーダは、そのフィード
バックパス、フィードフォワードパス、あるいは、その
両方に如何なる次数のフィルタ、さらにまた多重のフィ
ードフォワードループ、多重のフィードバックループ、
あるいは、その両方を有してもよい。さらに、またディ
ジタルノイズ整形コーダは、多段のステージ、あるい
は、カスケード構成でもよい。かくして、一般には、特
定の用途に応じて、如何なるディジタルノイズ整形コー
ダを用いることができる。さらに、また本発明において
は、量子化ノイズをディジタル的に整形することによ
り、量子化エラーに関連するパワースペクトル密度は、
ディジタルフィルタ処理により整形されて、少なくとも
関連周波数の所定範囲にわたって現れるノイズエネルギ
ー量の一部を減少することもできる。
【0009】図1に示したように、本発明のA/D変換
器200は、加算器210と、ノイズ整形を行うループ
フィルタ220と、加算器230と、量子化装置240
とを有する。マルチプレクサ、すなわち、MUXとして
示されている信号結合装置300は、D/A変換器25
0に接続される。このD/A変換器250は、A/D変
換器200の信号パスに接続される。そして、このD/
A変換器250は、加算器230を介して量子化装置2
40に接続される。同様に、量子化装置240により生
成されたディジタル出力信号は、加算器210にフィー
ドバックされて、入力信号として、A/D変換器200
に加えられたアナログ信号にオフセットを与える。D/
A変換器は、例えば、実際の応用においては、スイッチ
とキャパシタ(図示せず)を含むこともできる。
器200は、加算器210と、ノイズ整形を行うループ
フィルタ220と、加算器230と、量子化装置240
とを有する。マルチプレクサ、すなわち、MUXとして
示されている信号結合装置300は、D/A変換器25
0に接続される。このD/A変換器250は、A/D変
換器200の信号パスに接続される。そして、このD/
A変換器250は、加算器230を介して量子化装置2
40に接続される。同様に、量子化装置240により生
成されたディジタル出力信号は、加算器210にフィー
ドバックされて、入力信号として、A/D変換器200
に加えられたアナログ信号にオフセットを与える。D/
A変換器は、例えば、実際の応用においては、スイッチ
とキャパシタ(図示せず)を含むこともできる。
【0010】前掲の米国特許第5144308号と図1
に記載したように、図2に示す信号パスゲインg260
がディザー信号パスに沿って伝播するディザー信号に加
えられる。この信号パスゲインは、米国特許第5144
308号に示されたディザー信号の正規化ACパワー用
の公式に基づいて計算される。さらに、前掲の米国特許
第5144308号に記載されたように、この正規化さ
れたACパワーは、少なくとも一部、例えば、図1の量
子化装置240のステップサイズに基づいて計算され
る。当然のことながら、本発明は特定の数のビットの量
子化装置に限定されるものではない。それ故に、例え
ば、満足すべき動作は、正規化されたACパワーに関
し、米国特許第5144306号に記載されたような量
子化装置のステップサイズの少なくとも約二分の一とな
るように選択、あるいは、計算されたゲインを有する二
次のシグマ−デルタ変調器に対し達成される。
に記載したように、図2に示す信号パスゲインg260
がディザー信号パスに沿って伝播するディザー信号に加
えられる。この信号パスゲインは、米国特許第5144
308号に示されたディザー信号の正規化ACパワー用
の公式に基づいて計算される。さらに、前掲の米国特許
第5144308号に記載されたように、この正規化さ
れたACパワーは、少なくとも一部、例えば、図1の量
子化装置240のステップサイズに基づいて計算され
る。当然のことながら、本発明は特定の数のビットの量
子化装置に限定されるものではない。それ故に、例え
ば、満足すべき動作は、正規化されたACパワーに関
し、米国特許第5144306号に記載されたような量
子化装置のステップサイズの少なくとも約二分の一とな
るように選択、あるいは、計算されたゲインを有する二
次のシグマ−デルタ変調器に対し達成される。
【0011】この実施例においては、ディジタル信号プ
ロセッサ500は、ディジタルノイズ整形コーダを有し
てもよい。ディジタル信号プロセッサ500がディジタ
ルノイズ整形コーダを有する場合には、このディジタル
ノイズ整形コーダは、D/A変換器250に信号結合装
置300を介して供給されるディジタル符号化ノイズ整
形周期的テスト信号を生成する。この信号は、ディジタ
ルディザー信号生成器400により生成された信号に対
応するものである。かくして、ディジタル信号プロセッ
サ500は、A/D変換器200をテストする方法と装
置を提供することができる。
ロセッサ500は、ディジタルノイズ整形コーダを有し
てもよい。ディジタル信号プロセッサ500がディジタ
ルノイズ整形コーダを有する場合には、このディジタル
ノイズ整形コーダは、D/A変換器250に信号結合装
置300を介して供給されるディジタル符号化ノイズ整
形周期的テスト信号を生成する。この信号は、ディジタ
ルディザー信号生成器400により生成された信号に対
応するものである。かくして、ディジタル信号プロセッ
サ500は、A/D変換器200をテストする方法と装
置を提供することができる。
【0012】図1において、本発明によるディザードA
/D変換器をテストする方法と回路は、例えば、サイン
ウェブ(Sine wave)のようなテスト信号を生成し、こ
れは通常ノイズ整形及びひずみのないノイズ整形を介し
て生成され、それ故に、殆どひずみのないものである。
本発明の方法は、調和ひずみの可能性を減少することに
より、A/D変換器の出力信号中のディザー信号を解析
する能力を改善しようとするものである。それ故に、こ
の実施例においては、テスト信号により生成されたA/
D変換器の出力信号をスペクトル的に解析することによ
って、D/A変換器250に起因する、あるいはA/D
変換器(そのひずみ特性はテストにより既に公知のもの
となっている)に起因する調和ひずみに関する情報を提
供しなければならない。かくして、上記した方法と装置
の実施例の利点は、ディザーパス信号の完全性を確認す
ることに加えて、D/A変換器250のひずみを観測で
きる点である。
/D変換器をテストする方法と回路は、例えば、サイン
ウェブ(Sine wave)のようなテスト信号を生成し、こ
れは通常ノイズ整形及びひずみのないノイズ整形を介し
て生成され、それ故に、殆どひずみのないものである。
本発明の方法は、調和ひずみの可能性を減少することに
より、A/D変換器の出力信号中のディザー信号を解析
する能力を改善しようとするものである。それ故に、こ
の実施例においては、テスト信号により生成されたA/
D変換器の出力信号をスペクトル的に解析することによ
って、D/A変換器250に起因する、あるいはA/D
変換器(そのひずみ特性はテストにより既に公知のもの
となっている)に起因する調和ひずみに関する情報を提
供しなければならない。かくして、上記した方法と装置
の実施例の利点は、ディザーパス信号の完全性を確認す
ることに加えて、D/A変換器250のひずみを観測で
きる点である。
【0013】図2は図1の実施例により生成された出力
信号のスペクトルを解析することに生成された周波数ス
ペクトルを表すグラフである。図2は、A/D変換器2
00のノイズフロア以下の符号化テスト信号のノイズフ
ロアを表す。これは例えば、ディジタルノイズ整形コー
ダを含むような場合において、ディジタル信号プロセッ
サ500のフィルタの次数がA/D変換器200内のル
ープフィルタのそれよりも大きい場合に発生する。別法
として、信号パスゲイン260のgは、A/D変換器2
00内のループフィルタとディジタル信号プロセッサ5
00とが同一の次数を有する場合でさえ、それぞれのノ
イズフロアのこの相対的配置を確保できるよう選択され
る。図2に示すようにテスト信号のスペクトルは、周期
的で、少なくとも1つの主スペクトル成分、すなわち、
f0を有する。その結果、例えば、図2に示すように、
この符号化テスト信号がサインウェーブ、例えば、周波
数f0を有するようなサインウェーブの場合には、この
テスト信号は生成されたスペクトル中のA/D変換器の
ノイズ以上で観測される。図示したように、この符号化
テスト信号のノイズフロアは、A/D変換器のノイズフ
ロア以下であるので、それは、ノイズ整形に起因して、
A/D変換器のノイズフロア以上のテスト信号の観測結
果と相入れないものではない。同様に、付加的な調和ひ
ずみ成分、例えば、2f0、3f0も示されている。これ
らの成分は、例えば、D/A変換器250の調和ひずみ
に起因する。
信号のスペクトルを解析することに生成された周波数ス
ペクトルを表すグラフである。図2は、A/D変換器2
00のノイズフロア以下の符号化テスト信号のノイズフ
ロアを表す。これは例えば、ディジタルノイズ整形コー
ダを含むような場合において、ディジタル信号プロセッ
サ500のフィルタの次数がA/D変換器200内のル
ープフィルタのそれよりも大きい場合に発生する。別法
として、信号パスゲイン260のgは、A/D変換器2
00内のループフィルタとディジタル信号プロセッサ5
00とが同一の次数を有する場合でさえ、それぞれのノ
イズフロアのこの相対的配置を確保できるよう選択され
る。図2に示すようにテスト信号のスペクトルは、周期
的で、少なくとも1つの主スペクトル成分、すなわち、
f0を有する。その結果、例えば、図2に示すように、
この符号化テスト信号がサインウェーブ、例えば、周波
数f0を有するようなサインウェーブの場合には、この
テスト信号は生成されたスペクトル中のA/D変換器の
ノイズ以上で観測される。図示したように、この符号化
テスト信号のノイズフロアは、A/D変換器のノイズフ
ロア以下であるので、それは、ノイズ整形に起因して、
A/D変換器のノイズフロア以上のテスト信号の観測結
果と相入れないものではない。同様に、付加的な調和ひ
ずみ成分、例えば、2f0、3f0も示されている。これ
らの成分は、例えば、D/A変換器250の調和ひずみ
に起因する。
【0014】上記の説明においては、シグマ−デルタ変
調器を用いて、ディジタル的に生成されたディザー信号
を利用したが、A/D変換器はシグマ−デルタ変調器以
外のノイズ整形A/D変換器を用いてもよく、あるい
は、如何なるA/D変換器を用いてもよい。例えば、図
3に示す別の実施例105は、D/A変換器255と加
算器235と量子化装置245を有するA/D変換器2
05用いている。かくして、様々な非ノイズ整形A/D
変換器、例えば、フラッシュ変換器、連続的近似変換器
等を採用することもできる。しかし、このようなA/D
変換器に関連する周波数スペクトルは、図2に示した周
波数スペクトルと同一の特性を表すものではない。例え
ば、このような非ノイズ整形変換器は、図2に示すよう
なノイズフロアとは、対称的なフラットな、すなわち、
均一なノイズフロアを特性を示すものである。
調器を用いて、ディジタル的に生成されたディザー信号
を利用したが、A/D変換器はシグマ−デルタ変調器以
外のノイズ整形A/D変換器を用いてもよく、あるい
は、如何なるA/D変換器を用いてもよい。例えば、図
3に示す別の実施例105は、D/A変換器255と加
算器235と量子化装置245を有するA/D変換器2
05用いている。かくして、様々な非ノイズ整形A/D
変換器、例えば、フラッシュ変換器、連続的近似変換器
等を採用することもできる。しかし、このようなA/D
変換器に関連する周波数スペクトルは、図2に示した周
波数スペクトルと同一の特性を表すものではない。例え
ば、このような非ノイズ整形変換器は、図2に示すよう
なノイズフロアとは、対称的なフラットな、すなわち、
均一なノイズフロアを特性を示すものである。
【0015】さらに、またディジタル信号プロセッサ5
00は、必ずしもディジタルノイズ整形コーダを有する
必要はない。例えば、別法として、ディジタル信号を生
成するようなディジタル信号プロセッサでもよく、この
場合、このディジタル信号は、例えば、M−ビットの量
子化装置で丸められ、その結果、図1に示したM−ビッ
トのD/A変換器250と共に動作してもよい。例え
ば、周波数f0のサインウェーブのようなテスト信号
は、A/D変換器のノイズフロア以上ではあるが、D/
A変換器250の調和ひずみを量子化エラーひずみから
区別することは、ノイズ整形が採用されているような実
施例に比べて困難である。また、周期的信号を使うこと
は好ましいが、その理由は、このような周期的信号は、
狭い周波数範囲内に信号エネルギーの大部分が集中する
からである。
00は、必ずしもディジタルノイズ整形コーダを有する
必要はない。例えば、別法として、ディジタル信号を生
成するようなディジタル信号プロセッサでもよく、この
場合、このディジタル信号は、例えば、M−ビットの量
子化装置で丸められ、その結果、図1に示したM−ビッ
トのD/A変換器250と共に動作してもよい。例え
ば、周波数f0のサインウェーブのようなテスト信号
は、A/D変換器のノイズフロア以上ではあるが、D/
A変換器250の調和ひずみを量子化エラーひずみから
区別することは、ノイズ整形が採用されているような実
施例に比べて困難である。また、周期的信号を使うこと
は好ましいが、その理由は、このような周期的信号は、
狭い周波数範囲内に信号エネルギーの大部分が集中する
からである。
【0016】同様に、図5に示した実施例110におい
ては、例えば、M−ビット以上の高精度周期的テスト信
号は、加算器520により、ディジタルディザー信号と
重ね合わせることもできる。このディジタルディザー信
号は、ディジタルディザー信号生成器400、あるい
は、他の外部ソースにより生成することもできる。その
後、この信号は510により量子化されて、M−ビット
の周期信号を生成する。かくして、図5の実施例におい
ては、デュジタル信号プロッセサ500は、ディザード
M−ビット量子化装置を有する。この方法の1つの利点
は、所望のテスト信号は、スペクトル中で観測可能で、
そこにおいては、DACの調和ひずみのインパクトは、
ディザー信号が存在することにより減少する。
ては、例えば、M−ビット以上の高精度周期的テスト信
号は、加算器520により、ディジタルディザー信号と
重ね合わせることもできる。このディジタルディザー信
号は、ディジタルディザー信号生成器400、あるい
は、他の外部ソースにより生成することもできる。その
後、この信号は510により量子化されて、M−ビット
の周期信号を生成する。かくして、図5の実施例におい
ては、デュジタル信号プロッセサ500は、ディザード
M−ビット量子化装置を有する。この方法の1つの利点
は、所望のテスト信号は、スペクトル中で観測可能で、
そこにおいては、DACの調和ひずみのインパクトは、
ディザー信号が存在することにより減少する。
【0017】ディジタル信号プロセッサ500は、ディ
ジタルノイズ整形コーダを有し、A/D変換器200
は、シグマ−デルタ変調器を有する。しかし、様々な応
用例においては、1つのテスト目的のために、1つのみ
が採用されているような場合、2つのノイズ整形装置を
採用することは経済的ではない。別法として、ノイズ整
形コーダを個別に採用して、ディジタル符号化されたノ
イズ整形周期的信号を生成し、この生成された符号化信
号値を、例えば、ROMあるいはRAMに記憶して、こ
の符号化テスト信号をD/A変換器250に信号結合装
置300を介して提供することもできる。同様に、記憶
された信号値は、必ずしもノイズ整形する必要はない。
図4に示したこのA/D変換装置115の実施例におい
ては、信号結合装置300は、ディジタル符号化された
周期的信号値を提供するメモリ505を、量子化装置を
含むディジタル信号プロセッサの代わりに、A/D変換
器の信号パスに結合される。図2に示したように、これ
らの記憶された周期的信号値は、少なくとも1つの主要
スペクトル成分を有する周波数スペクトルを有する。同
様に、この信号値はディザードされてもよい。別法とし
て、ディザー信号のパスにMUX、あるいは、他の信号
結合装置を提供して、A/D変換器の信号パスをこのよ
うなテスト目的ための量子化装置を含む物理的に個別の
ディジタル信号プロセッサに結合することも好ましく、
また経済的でもある。
ジタルノイズ整形コーダを有し、A/D変換器200
は、シグマ−デルタ変調器を有する。しかし、様々な応
用例においては、1つのテスト目的のために、1つのみ
が採用されているような場合、2つのノイズ整形装置を
採用することは経済的ではない。別法として、ノイズ整
形コーダを個別に採用して、ディジタル符号化されたノ
イズ整形周期的信号を生成し、この生成された符号化信
号値を、例えば、ROMあるいはRAMに記憶して、こ
の符号化テスト信号をD/A変換器250に信号結合装
置300を介して提供することもできる。同様に、記憶
された信号値は、必ずしもノイズ整形する必要はない。
図4に示したこのA/D変換装置115の実施例におい
ては、信号結合装置300は、ディジタル符号化された
周期的信号値を提供するメモリ505を、量子化装置を
含むディジタル信号プロセッサの代わりに、A/D変換
器の信号パスに結合される。図2に示したように、これ
らの記憶された周期的信号値は、少なくとも1つの主要
スペクトル成分を有する周波数スペクトルを有する。同
様に、この信号値はディザードされてもよい。別法とし
て、ディザー信号のパスにMUX、あるいは、他の信号
結合装置を提供して、A/D変換器の信号パスをこのよ
うなテスト目的ための量子化装置を含む物理的に個別の
ディジタル信号プロセッサに結合することも好ましく、
また経済的でもある。
【0018】図1に示したように、信号結合装置300
は、ディザー信号生成装置400とディジタル信号プロ
セッサ500と、あるいは、図4に示されたように、デ
ィジタル符号化された周期的信号値を提供するメモリ5
05とを、変換器の入力ポートと出力ポートとの間のA
/D変換器200への信号パスに沿った所定の点で、選
択的に結合することもできる。かくして、図1の実施例
は、ディザー信号生成器とディジタル信号プロセッサの
1つを量子化装置240の直前の信号パスに、加算器2
30への入力信号として、ゲインgを調整して、D/A
変換器250の出力信号を提供する。前掲の米国特許第
5144308号に開示されたように、ディザー信号
は、A/D変換器200の信号パスに沿った如何なる点
に提供してもよい。例えば、マルチループフィルタが採
用されている場合においては、このディザー信号は積分
器の前に提供することもできる。しかし、信号が導入さ
れる信号パスに沿った点を調整、あるいは、補償するた
めに、ディジタル信号をプレフィルタ処理することもで
きる。同様に、信号パスに沿った点に提供される符号化
テスト信号をプレフィルタ処理することもできる。例え
ば、このプレフィルタは、D/A変換器250の直前の
信号結合装置300の出力ポートに配置してもよい。
は、ディザー信号生成装置400とディジタル信号プロ
セッサ500と、あるいは、図4に示されたように、デ
ィジタル符号化された周期的信号値を提供するメモリ5
05とを、変換器の入力ポートと出力ポートとの間のA
/D変換器200への信号パスに沿った所定の点で、選
択的に結合することもできる。かくして、図1の実施例
は、ディザー信号生成器とディジタル信号プロセッサの
1つを量子化装置240の直前の信号パスに、加算器2
30への入力信号として、ゲインgを調整して、D/A
変換器250の出力信号を提供する。前掲の米国特許第
5144308号に開示されたように、ディザー信号
は、A/D変換器200の信号パスに沿った如何なる点
に提供してもよい。例えば、マルチループフィルタが採
用されている場合においては、このディザー信号は積分
器の前に提供することもできる。しかし、信号が導入さ
れる信号パスに沿った点を調整、あるいは、補償するた
めに、ディジタル信号をプレフィルタ処理することもで
きる。同様に、信号パスに沿った点に提供される符号化
テスト信号をプレフィルタ処理することもできる。例え
ば、このプレフィルタは、D/A変換器250の直前の
信号結合装置300の出力ポートに配置してもよい。
【0019】次に、図1に示したディザードA/D変換
器のテスト方法について述べる。Mが正整数であるM−
ビット周期ディジタル信号は、ディザー信号生成器によ
り生成されたディザー信号の代わりに、変換器の信号パ
スに沿った所定の点で、ディザード変換器に提供され
る。このM−ビット周期的ディジタル信号は、変換器に
入力される前に、量子化装置を含むディジタル信号プロ
セッサにより生成されてもよい。例えば、M−ビットの
周期的信号は、N−ビットの周期的信号を生成し(ここ
で、NはMより大きい正整数である)、その後、M−ビ
ット信号を生成するために、N−ビット信号を量子化、
あるいは、再量子化することにより生成される。しか
し、別法として、M−ビットの周期的ディジタル信号を
生成し記憶して、後で変換器に提供することもできる。
一般的に、周期的にディジタル信号の振幅は、ディザー
信号の振幅のオーダーと同程度であるが、テスト目的の
ためには、より小さな振幅を用いてもよい。この生成さ
れた信号ディザード変換器に供給した後、この変換器に
より生成された出力信号を測定する。同様に、この測定
された出力信号を例えば図2に示すような周波数スペク
トルに変換する。
器のテスト方法について述べる。Mが正整数であるM−
ビット周期ディジタル信号は、ディザー信号生成器によ
り生成されたディザー信号の代わりに、変換器の信号パ
スに沿った所定の点で、ディザード変換器に提供され
る。このM−ビット周期的ディジタル信号は、変換器に
入力される前に、量子化装置を含むディジタル信号プロ
セッサにより生成されてもよい。例えば、M−ビットの
周期的信号は、N−ビットの周期的信号を生成し(ここ
で、NはMより大きい正整数である)、その後、M−ビ
ット信号を生成するために、N−ビット信号を量子化、
あるいは、再量子化することにより生成される。しか
し、別法として、M−ビットの周期的ディジタル信号を
生成し記憶して、後で変換器に提供することもできる。
一般的に、周期的にディジタル信号の振幅は、ディザー
信号の振幅のオーダーと同程度であるが、テスト目的の
ためには、より小さな振幅を用いてもよい。この生成さ
れた信号ディザード変換器に供給した後、この変換器に
より生成された出力信号を測定する。同様に、この測定
された出力信号を例えば図2に示すような周波数スペク
トルに変換する。
【0020】前述したように、M−ビットの周期的ディ
ジタル信号をディジタルノイズ整形コーダ、例えば、シ
グマ−デルタ変調器により量子化する。かくして、この
生成された信号は、ディジタル符号化ノイズ整形周期的
信号を有する。同様に、A/D変換器の出力ポートは、
図1のLPFデシメータ600に接続される。この実施
例においては、変換器により生成された出力信号を測定
するステップは、デシメータによりさらに処理された後
生成された出力信号を測定してもよい。また、デシメー
タのフィルタ特性は、このデシメータがテスト信号を処
理するために用いられた場合には、デシメータの出力信
号のアリアスイングエフェクトを減少するために採用さ
れる如何なるノイズ整形特性に関連することを考慮しな
ければならない。
ジタル信号をディジタルノイズ整形コーダ、例えば、シ
グマ−デルタ変調器により量子化する。かくして、この
生成された信号は、ディジタル符号化ノイズ整形周期的
信号を有する。同様に、A/D変換器の出力ポートは、
図1のLPFデシメータ600に接続される。この実施
例においては、変換器により生成された出力信号を測定
するステップは、デシメータによりさらに処理された後
生成された出力信号を測定してもよい。また、デシメー
タのフィルタ特性は、このデシメータがテスト信号を処
理するために用いられた場合には、デシメータの出力信
号のアリアスイングエフェクトを減少するために採用さ
れる如何なるノイズ整形特性に関連することを考慮しな
ければならない。
【図1】本発明によるディザードA/D変換器のテスト
装置の第1の実施例を表すブロック図。
装置の第1の実施例を表すブロック図。
【図2】本発明によるディザードとアナログA/D変換
器をテストする方法により生成された周波数スペクトル
を表すグラフ図。
器をテストする方法により生成された周波数スペクトル
を表すグラフ図。
【図3】本発明によるディザードA/D変換器のテスト
装置の第2の実施例を表すブロック図。
装置の第2の実施例を表すブロック図。
【図4】本発明によるディザードA/D変換器のテスト
装置の第3の実施例を表すブロック図。
装置の第3の実施例を表すブロック図。
【図5】本発明によるディザードA/D変換器をテスト
装置の第4の実施例を表すブロック図。
装置の第4の実施例を表すブロック図。
100 ディザードA/D変換器 200、205 A/D変換器 210、230、235、520 加算器 220 ループフィルタ 240、245 量子化装置 250、255 D/A変換器 260 信号パスゲイン 300 信号結合装置 400 ディジタルディザー信号生成器 500 ディジタル信号プロセッサ 505 メモリ 600 LPFデシメータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デビッド アーサー リッチ アメリカ合衆国、11598 ニューヨーク、 ナッソウ カウンティ、ウッドメア、ウッ ドメア コート 845 (72)発明者 ロバート ダブリュー.ウォルデン アメリカ合衆国、18018 ペンシルヴァニ ア、 リハイ カウンティ、ベスレヘム、 ティオガ アヴェニュー 826
Claims (9)
- 【請求項1】(A)信号パスを有するA/D変換器(2
00、205)と、 (B)ディジタル信号プロセッサ(500、515)
と、 (C)ディジタルディザー信号生成器(400)と、 (D)前記ディザー信号生成器(400)と前記ディジ
タル信号プロセッサ(500、515)の1つを選択的
に、前記A/D変換器(200、205)内の信号パス
に接続する信号結合装置(300)と、からなることを
特徴とするディザードA/D変換器のテスト回路。 - 【請求項2】 前記(B)のディジタル信号プロセッサ
(500)は、量子化装置(510)を有するディジタ
ル信号プロセッサであることを特徴とする請求項1の回
路。 - 【請求項3】 前記量子化装置を有するディジタル信号
プロセッサ(500、515)は、ディジタルノイズ−
シェーピング・コーダ(500)を有することを特徴と
する請求項2の回路。 - 【請求項4】 前記ディジタルノイズ−シェーピング・
コーダ(500)はシグマ−デルタ変調器からなること
を特徴とする請求項3の回路。 - 【請求項5】 前記信号結合手段(300)は、マルチ
プレクサであることを特徴とする請求項5の回路。 - 【請求項6】 (A)A/D変換器(200、205)
と、 (B)ディジタルディザー信号生成器(400)と、 (C)少なくとも1つの主要スペクトル成分を有する周
期的周波数スペクトルを有するディジタル符号化された
信号値を生成する手段(500、505、515)と、 (D)前記ディザー信号生成器(400)と前記ディジ
タル信号プロセッサ(500、515)の1つを選択的
に、前記変換器(200、205)内の信号パスに接続
する信号結合装置(300)と、 からなることを特徴とするディザードA/D変換器をテ
ストする回路。 - 【請求項7】 M(正整数)−ビットのディジタルディ
ザー信号生成器(400)を有するディザードA/D変
換器(200、205)をテストする方法において、 (A)M−ビットの周期信号を生成するステップと、 (B)前記ディザー信号生成器(400)により生成さ
れたディザー信号の代わりに、前記ディザードA/D変
換器(200、205)の信号パスに沿った点で前記
(A)ステップで生成された信号を前記ディザードA/
D変換器(200、205)に提供するステップと、 (C)前記変換器(200、205)により生成された
ディジタル出力信号を測定するステップとからなること
を特徴とするディザードA/D変換器をテストする方
法。 - 【請求項8】 前記(A)のステップは、M−ビットの
ディジタル符号化ノイズ整形周期信号を生成することを
特徴とする請求項7の方法。 - 【請求項9】 前記(A)のステップは、M−ビットの
ディジタル符号化ノイズ整形周期信号を記憶するステッ
プを含むことを特徴とする請求項8の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/239,644 US5530442A (en) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | Circuit and method for testing a dithered analog-to-digital converter |
US239644 | 1999-01-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07321653A true JPH07321653A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=22903086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7131232A Pending JPH07321653A (ja) | 1994-05-09 | 1995-05-02 | ディザードa/d変換器をテストする回路と方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5530442A (ja) |
EP (1) | EP0682265A1 (ja) |
JP (1) | JPH07321653A (ja) |
KR (1) | KR950035098A (ja) |
TW (1) | TW237584B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020195079A (ja) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | 国立大学法人大阪大学 | フラッシュ型ad変換器、無線受信機及び無線通信システム |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19514007C1 (de) * | 1995-04-13 | 1996-09-12 | Wandel & Goltermann | Verfahren zur Verbesserung des Klirrverhaltens von Analog-Digitalwandlern |
US6078444A (en) * | 1995-05-12 | 2000-06-20 | Cirrus Logic, Inc. | Read channel auxiliary high precision data conversion |
US5835038A (en) * | 1997-05-08 | 1998-11-10 | Burr-Brown Corporation | DC dither circuitry and method for delta-sigma modulator |
US6034855A (en) * | 1997-05-30 | 2000-03-07 | Lucent Technologies Inc. | Method and apparatus for attenuation of, and damage protection from, high energy electromagnetic pulses |
US5999114A (en) * | 1997-07-03 | 1999-12-07 | Lucent Technologies Inc. | Dithered digital gain scalar/summer |
US5905453A (en) * | 1997-08-04 | 1999-05-18 | Motorola, Inc. | Dithered sigma delta modulator having programmable full scale range adjustment |
US6433723B1 (en) * | 1998-07-30 | 2002-08-13 | Siemens Power Transmission & Distribution, Inc. | Analog-to-digital conversion with reduced error |
US6388595B1 (en) * | 2000-02-03 | 2002-05-14 | Tektronix, Inc. | Dithering apparatus to properly represent aliased signals for high speed signal sampling |
DE602005008031D1 (de) * | 2004-03-29 | 2008-08-21 | Nxp Bv | Verfahren zur verringerung von zwischensymbolstörungen, sigma-delta-umsetzer zur durchführung dieses verfahrens und durch dieses verfahren erzeugte informationen übermittelndes speichermedium |
US6980145B1 (en) * | 2004-07-30 | 2005-12-27 | Broadcom Corporation | System and method for noise cancellation in a signal processing circuit |
US7009538B1 (en) * | 2004-12-16 | 2006-03-07 | Tektronix, Inc. | High-speed DAC linearity measurement |
KR100716737B1 (ko) | 2005-08-20 | 2007-05-14 | 삼성전자주식회사 | 양자화 레벨에 디더 노이즈를 적용한 델타-시그마 변환기및 이를 이용한 델타-시그마 변환 방법 |
US7436338B2 (en) * | 2005-12-21 | 2008-10-14 | Slicex, Inc. | Current mode sigma-delta modulator |
US8766836B2 (en) * | 2012-02-10 | 2014-07-01 | Analog Devices, Inc. | Sigma delta modulator with dither |
DE102020209852A1 (de) | 2020-08-05 | 2022-02-10 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zum Testen einer Analog-Digitalumsetzeinheit mit Delta-Sigma-Modulation |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB9109637D0 (en) * | 1991-05-03 | 1991-06-26 | Marconi Gec Ltd | Analogue-to-digital and digital-to-analogue converters |
US5144308A (en) * | 1991-05-21 | 1992-09-01 | At&T Bell Laboratories | Idle channel tone and periodic noise suppression for sigma-delta modulators using high-level dither |
-
1994
- 1994-05-09 US US08/239,644 patent/US5530442A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-05-20 TW TW083104593A patent/TW237584B/zh active
-
1995
- 1995-04-26 EP EP95302823A patent/EP0682265A1/en not_active Withdrawn
- 1995-05-02 JP JP7131232A patent/JPH07321653A/ja active Pending
- 1995-05-08 KR KR1019950011101A patent/KR950035098A/ko not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020195079A (ja) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | 国立大学法人大阪大学 | フラッシュ型ad変換器、無線受信機及び無線通信システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR950035098A (ko) | 1995-12-30 |
EP0682265A1 (en) | 1995-11-15 |
TW237584B (en) | 1995-01-01 |
US5530442A (en) | 1996-06-25 |
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