JPH0766730A - Delta-sigma modulation type a/d converter - Google Patents

Delta-sigma modulation type a/d converter

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JPH0766730A
JPH0766730A JP20941793A JP20941793A JPH0766730A JP H0766730 A JPH0766730 A JP H0766730A JP 20941793 A JP20941793 A JP 20941793A JP 20941793 A JP20941793 A JP 20941793A JP H0766730 A JPH0766730 A JP H0766730A
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JP
Japan
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converter
frequency
output
clock
delta
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JP20941793A
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Japanese (ja)
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Kinji Kawada
金治 川田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent a digital output signal from including noise due to circuit drifting by increasing the frequency of an operation clock so as to be less than a threshold indicating no inclusion of noise within a prescribed frequency band. CONSTITUTION:A clock frequency setting part 62 judges whether a power- calculated value exceeds a threshold or not. Since a judged result that the power-calculated result is larger than the threshold indicates the mixture of a noise component in a frequency band less than the cut-off frequency, a clock frequency setting part 62 updates a clock by adding frequency increment DELTAf to current clock frequency fck in order to move the frequency of the noise component to the outside of the cut-off frequency. Since the setting part 62 applies set voltage CO corresponding to the clock frequency (fck+DELTAf) to a VCO 63, the VCO 63 applies a clock CK having the clock frequency (fck+DELTAf) to a comparator 2.

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A/D変換器に関し、特
にデルタ・シグマ変調型のA/D変換器に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an A / D converter, and more particularly to a delta-sigma modulation type A / D converter.

【0002】例えば、ISDNにおける伝送装置の受信
側においては、回路実装規模が小さくなる事が好まし
く、このことから1ピン構造のデルタ・シグマ変調型A
/D変換器が注目されている。
For example, on the reception side of a transmission device in ISDN, it is preferable that the circuit mounting scale be small. From this fact, a 1-pin structure delta-sigma modulation type A is used.
The / D converter is drawing attention.

【0003】[0003]

【従来の技術】図7は従来より知られているデルタ・シ
グマ変調型のA/D変換器の基本構成を示したもので、
1はアナログ入力信号を積分する積分器(増幅器)、2
はこの積分器1の出力値を閾値VC(例えば0.5V)
と比較して1ビットデータを出力するコンパレータ、3
はコンパレータ2からの1ビットデータを平均化して所
定周波数帯域内の成分のみを通過させる平均化フィルタ
(ローパスフィルタ)、4はコンパレータ2からの1ビ
ットデータを対応するアナログ信号に変換する1ビット
D/A変換器、5は1ビットD/A変換器4からのアナ
ログ信号を入力信号AINに対して減算し積分器1に与え
る減算器、そしてCKOはコンパレータ2の為のクロッ
ク信号CKを発生する為のクロック発生器である。
2. Description of the Related Art FIG. 7 shows a basic structure of a conventionally known delta-sigma modulation type A / D converter.
1 is an integrator (amplifier) for integrating an analog input signal, 2
Is the output value of the integrator 1 is a threshold value V C (for example, 0.5 V)
Comparator that outputs 1-bit data in comparison with
Is an averaging filter (low-pass filter) that averages 1-bit data from the comparator 2 and passes only components within a predetermined frequency band, and 4 is a 1-bit D that converts the 1-bit data from the comparator 2 into a corresponding analog signal. / A converter, 5 is a subtracter that subtracts the analog signal from the 1-bit D / A converter 4 with respect to the input signal A IN and gives it to the integrator 1, and CKO generates the clock signal CK for the comparator 2. It is a clock generator for doing.

【0004】このようなデルタ・シグマ変調型A/Dコ
ンバータの動作を図8及び図9に示した数値例により説
明する。
The operation of such a delta-sigma modulation type A / D converter will be described with reference to the numerical examples shown in FIGS.

【0005】今、説明を簡単にするためアナログ入力信
号AIN=0〔V〕とすると、図8に示すように、クロッ
クCKの数が「1」であるとき、即ち初期状態において
は、減算器5の出力信号V1は出力されず、従って、積
分器2の出力信号V2も“0”となる。この為、コンパ
レータ2の入力端子Pにおいては閾値VCより低い電圧
が入力されるため、その出力端子OからはLレベルの出
力信号DIが発生され平均化フィルタ3及び1ビットD
/A変換器4に送られる。
Now, assuming that the analog input signal A IN = 0 [V] for simplification of description, as shown in FIG. 8, when the number of clocks CK is “1”, that is, in the initial state, subtraction is performed. The output signal V1 of the integrator 5 is not output, so that the output signal V2 of the integrator 2 is also "0". Therefore, since a voltage lower than the threshold value V C is input to the input terminal P of the comparator 2, an L level output signal DI is generated from the output terminal O thereof, and the averaging filter 3 and the 1-bit D signal are output.
It is sent to the / A converter 4.

【0006】1ビットD/A変換器4においては、コン
パレータ2からの出力信号DIがHレベルのときには+
1〔V〕が出力信号AOとして発生され、出力信号DI
がLレベルの時には−1〔V〕が出力信号AOとして発
生され、減算器5に与えられる。
In the 1-bit D / A converter 4, when the output signal DI from the comparator 2 is at H level, +
1 [V] is generated as the output signal A O , and the output signal DI
Is at the L level, -1 [V] is generated as the output signal A O and is given to the subtractor 5.

【0007】上記の例では、コンパレータ2の出力信号
DIはLレベルであったので、D/A変換器4の出力信
号AOは−1〔V〕となって減算器5に与えられる。
In the above example, since the output signal DI of the comparator 2 is L level, the output signal A O of the D / A converter 4 becomes -1 [V] and is given to the subtractor 5.

【0008】次のクロック(クロック数=2)の時に
は、減算器5のアナログ入力信号AINが0〔V〕であり
且つD/A変換器4からの出力信号AOが−1〔V〕で
あるので、減算器5の出力信号V1は1〔V〕となって
積分器1に与えられる。従って、積分器2の出力信号V
2もこれに対応した電圧1〔V〕となり、コンパレータ
2においてはその閾値VCより大きくなる為、出力端子
Oにおける出力信号DIはHレベルとなる。これによ
り、D/A変換器4における出力信号AOは+1〔V〕
となって減算器5に与えられる。
At the next clock (the number of clocks = 2), the analog input signal A IN of the subtractor 5 is 0 [V] and the output signal A O from the D / A converter 4 is -1 [V]. Therefore, the output signal V1 of the subtractor 5 becomes 1 [V] and is given to the integrator 1. Therefore, the output signal V of the integrator 2
2 also has a voltage 1 [V] corresponding thereto, and becomes larger than the threshold value V C in the comparator 2, so that the output signal DI at the output terminal O becomes H level. As a result, the output signal A O of the D / A converter 4 is +1 [V].
Is given to the subtractor 5.

【0009】このようにしてクロック数が順次増える毎
に、コンパレータ2の出力は図示の如くLレベルとHレ
ベルを交互に繰り返し、同様に1ビットD/A変換器4
の出力信号AOも−1〔V〕と+1〔V〕を繰り返すこ
ととなる(図9参照)。
In this way, each time the number of clocks increases, the output of the comparator 2 alternately repeats the L level and the H level as shown in the figure, and similarly the 1-bit D / A converter 4
The output signal A O of -1 [V] and +1 [V] also repeats (see FIG. 9).

【0010】従って、平均化フィルタ3の出力信号D
OUT はコンパレータ2の出力信号DIが図8及び図9に
示すようにLレベルとHレベルとの間を規則正しく繰り
返すことにより、その平均化クロック数を大きくすれば
大きくする程0〔V〕に近づく。
Therefore, the output signal D of the averaging filter 3
The output signal DI of the comparator 2 is regularly repeated between the L level and the H level as shown in FIGS. 8 and 9, so that OUT becomes closer to 0 [V] as the number of averaging clocks increases. .

【0011】この様に、アナログ入力信号と1クロック
前のディジタル化したデータをD/A変換器により再度
アナログに戻した信号との差を積分していくことからデ
ルタ・シグマ変調型A/D変換器と称されているが、こ
の様な変換動作における量子化ビット数は1ビットと極
端に少ない為、その量子化雑音を低減するために平均化
フィルタ3が用いられており、このフィルタ3で低周波
成分のみを通過させることにより、後続のFFT解析装
置等(図示せず)においてノイズ成分の少ない正確な解
析が期待出来る。
In this way, the difference between the analog input signal and the signal obtained by converting the digitized data of one clock before into the analog signal again by the D / A converter is integrated, so that the delta-sigma modulation type A / D is used. Although called a converter, the number of quantization bits in such a conversion operation is extremely small at 1 bit, and therefore the averaging filter 3 is used to reduce the quantization noise. By passing only the low frequency component at, the accurate analysis with less noise component can be expected in the subsequent FFT analysis device or the like (not shown).

【0012】尚、図8及び図9においてはアナログ入力
信号AINが0〔V〕であるとして説明したが、このアナ
ログ入力信号AINが当然変動することにより、コンパレ
ータ2の出力信号DIがLレベルとHレベルの繰り返し
ではなく、Lレベルが連続して出力されたり或いはHレ
ベルが連続して出力されたりするようになり、アナログ
入力信号AINに応じたディジタル出力信号DOUT が平均
化フィルタ3から発生されることとなる。
Although it has been described that the analog input signal A IN is 0 [V] in FIGS. 8 and 9, the output signal DI of the comparator 2 is L because the analog input signal A IN naturally changes. Instead of repeating the level and the H level, the L level is continuously output or the H level is continuously output, and the digital output signal D OUT corresponding to the analog input signal A IN is averaged by the averaging filter. 3 will be generated.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上記の様なデルタ・シ
グマ変調型A/D変換器においては、1ビットD/Aコ
ンバータ4がその入力信号DIの論理レベルに応じてダ
イナミックレンジが+1〔V〕と−1〔V〕との間で切
り替わるようになっている状態が理想的動作状態である
が、通常はLSI化の際に極端な例としてはプラス側に
0.2Vの誤差が生じる非理想的な動作状態がある。
In the delta-sigma modulation type A / D converter as described above, the 1-bit D / A converter 4 has a dynamic range of +1 [V depending on the logic level of the input signal DI thereof. ] And -1 [V] is the ideal operating state, but in the case of an LSI, an extreme case is that an error of 0.2 V occurs on the positive side. There are ideal operating conditions.

【0014】このため、1ビットD/A変換器4の入出
力関係は、Hレベル入力に対して+0.8〔V〕とな
り、Lレベル入力に対して−1.0〔V〕になる。これ
には、場合によっては積分器自身の誤差も加わる事とな
り、図8に示した理想的な動作例は図10に示すような
非理想的な動作例となる。
Therefore, the input / output relationship of the 1-bit D / A converter 4 is +0.8 [V] for the H level input and -1.0 [V] for the L level input. In some cases, the error of the integrator itself is added to this, and the ideal operation example shown in FIG. 8 becomes a non-ideal operation example as shown in FIG.

【0015】即ち、例えば図示の様に初期状態において
は1ビットD/A変換器4から−1〔V〕が出力され、
これによりやはりこの例でも0〔V〕のアナログ入力信
号A INとの減算により減算器5からの出力信号V1は1
〔V〕となって積分器1に与えられ、積分器1からの出
力信号V2が1〔V〕となり、コンパレータ2の出力信
号DIはHレベルとなる。
That is, for example, in the initial state as shown in the drawing,
Outputs -1 [V] from the 1-bit D / A converter 4,
As a result, even in this example, the analog input signal of 0 [V] is obtained.
Issue A INAnd the output signal V1 from the subtractor 5 is 1
[V] is given to the integrator 1, and output from the integrator 1
Force signal V2 becomes 1 [V], and the output signal of comparator 2
The number DI becomes H level.

【0016】そして、このコンパレータ2の出力信号D
IがHレベルになった時、D/A変換器4は図8の例と
異なり0.8〔V〕が出力信号AO となるので、これが
減算器5に与えられることにより、減算器5の出力信号
V1は−0.8〔V〕となり、以て積分器1の出力電圧
V2は0.2〔V〕となる。
Then, the output signal D of this comparator 2
When I becomes H level, the D / A converter 4 outputs 0.8 [V] as the output signal A O unlike the example of FIG. 8, and this is given to the subtractor 5, whereby the subtracter 5 Output signal V1 of -0.8 [V], and thus the output voltage V2 of the integrator 1 becomes 0.2 [V].

【0017】この様にして減算器5の出力信号V1は+
1〔V〕と−0.8〔V〕とが交互に繰り返され、同様
に1ビットD/A変換器4の出力信号も−1〔V〕と
0.8〔V〕が交互に繰り返されて出力されるが、積分
器1の出力信号V2は0→1→0.2→1.2→0.4
〔V〕……というように変動し、図11に点線で示すよ
うになる。
In this way, the output signal V1 of the subtractor 5 is +
1 [V] and -0.8 [V] are alternately repeated, and similarly, the output signal of the 1-bit D / A converter 4 is also -1 [V] and 0.8 [V] alternately repeated. The output signal V2 of the integrator 1 is 0 → 1 → 0.2 → 1.2 → 0.4.
[V] ... fluctuates as shown in FIG. 11 and is shown by a dotted line.

【0018】この図11より分かることは、積分器1の
出力信号V2が新たに周期T1(周波数f1)なる周期
性のドリフトを示していることである。
What can be understood from FIG. 11 is that the output signal V2 of the integrator 1 shows a periodic drift of a new cycle T1 (frequency f1).

【0019】そして、この周期性は図2(1)に示すよ
うに平均化フィルタ3の遮断周波数F以下に存在する場
合にはフィルタ3を通過してしまい、ディジタル出力信
号D OUT に含まれてしまうこととなる。
This periodicity is shown in FIG. 2 (1).
When the cutoff frequency F of the averaging filter 3 is lower than
If it does, it will pass the filter 3 and the digital output signal
Issue D OUTWill be included in.

【0020】この為、この様なA/D変換器に接続され
るFFT装置におけるFFT解析時にノイズ特性が極度
に悪化してしまうという問題があった。
Therefore, there is a problem that the noise characteristic is extremely deteriorated during the FFT analysis in the FFT device connected to such an A / D converter.

【0021】従って本発明は、アナログ入力信号を積分
する積分器と、該積分器の出力値を閾値と比較して1ビ
ットデータを出力するコンパレータと、該1ビットデー
タを平均化して所定周波数帯域内成分のみを通過させる
フィルタと、該1ビットデータを対応するアナログ信号
に変換する1ビットD/A変換器と、該1ビットD/A
変換器からのアナログ信号を該入力信号に対して減算
し、該積分器に与える減算器とを備えたデルタ・シグマ
変調型A/D変換器において、最終的なディジタル出力
信号中に回路ドリフトによるノイズが含まれないように
する事を目的とする。
Therefore, according to the present invention, an integrator for integrating an analog input signal, a comparator for comparing an output value of the integrator with a threshold value to output 1-bit data, and an average of the 1-bit data for a predetermined frequency band. A filter for passing only the internal component, a 1-bit D / A converter for converting the 1-bit data into a corresponding analog signal, and the 1-bit D / A
In a delta-sigma modulation type A / D converter having a subtracter for subtracting an analog signal from a converter with respect to the input signal and giving the subtractor to the integrator, due to a circuit drift in a final digital output signal. The purpose is not to include noise.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るデルタ・シグマ変調型A/D変換器
は、図1に原理的に示す様に、平均化フィルタ3の出力
値のパワーを求め、このパワーが所定周波数帯域内でド
リフトによるノイズを含まないことを示す閾値以下とな
る様にコンパレータ2の動作クロック周波数を上昇させ
る制御部6を設けたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a delta-sigma modulation type A / D converter according to the present invention has an output value of an averaging filter 3 as shown in principle in FIG. Is obtained, and a control unit 6 for increasing the operation clock frequency of the comparator 2 is provided so that this power becomes equal to or less than a threshold value indicating that noise due to drift is not included within a predetermined frequency band. is there.

【0023】上記の場合、制御部6は、パワー演算部と
該パワー演算部の演算結果に応じた出力電圧値を発生す
る電圧発生部と、該出力電圧値に対応した周波数のクロ
ックを発生する電圧制御発振器とで構成する事が出来
る。
In the above case, the control section 6 generates a power calculation section, a voltage generation section for generating an output voltage value according to the calculation result of the power calculation section, and a clock having a frequency corresponding to the output voltage value. It can be configured with a voltage controlled oscillator.

【0024】更に上記においては、電圧発生部は、RO
Mと該ROMの出力信号により選択的にアナログ電圧を
発生する抵抗分圧回路とで構成する事が可能である。
Further, in the above, the voltage generator is the RO
It is possible to configure with M and a resistance voltage dividing circuit that selectively generates an analog voltage according to the output signal of the ROM.

【0025】[0025]

【作用】本発明では、図2(2)に示すように、図11
に示した積分器出力の波形の周期T1を、図12に示す
ように周期T2まで収縮させ、これにより図2(2)に
示す如くD/A変換器4等によるドリフトのノイズ成分
f1(周期1/D1)を上昇させ、以て平均化フィルタ
3の遮断周波数Fの帯域外へ移動させようとするもので
ある。
In the present invention, as shown in FIG.
The period T1 of the waveform of the output of the integrator shown in FIG. 2 is contracted to the period T2 as shown in FIG. 12, whereby the drift noise component f1 (period of the period due to the D / A converter 4 and the like as shown in FIG. 1 / D1) is increased, and thereby the frequency of the cutoff frequency F of the averaging filter 3 is to be moved out of the band.

【0026】この為、制御部6においては、図11に示
す様な回路のドリフト状態に基づく周期性成分を検出す
るため、フィルタ3の出力値のパワーを周波数に対応す
るものとして求め、このパワーが平均化フィルタ3の所
定遮断周波数Fの帯域内でドリフトによるノイズを含ま
ないことを示す閾値以下となる様にコンパレータ2のク
ロック周波数を上昇させている。
Therefore, in the control unit 6, in order to detect the periodic component based on the drift state of the circuit as shown in FIG. 11, the power of the output value of the filter 3 is obtained as the one corresponding to the frequency, and this power is obtained. The clock frequency of the comparator 2 is increased so that is equal to or less than a threshold value indicating that noise due to drift is not included within the band of the predetermined cutoff frequency F of the averaging filter 3.

【0027】この様にしてノイズ成分が周波数f1から
f2に高周波化された事により、A/D変換器出力を利
用するFFT解析等にノイズ成分が含まれることを回避
する事が出来る。
By thus increasing the frequency of the noise component from the frequency f1 to f2, it is possible to avoid the noise component from being included in the FFT analysis or the like using the output of the A / D converter.

【0028】[0028]

【実施例】図3は本発明に係るデルタ・シグマ変調型A
/D変換器の実施例を示したもので、この実施例では制
御部6を、平均化フィルタ3からのディジタル出力信号
OUT を入力してそのパワーを演算するパワー演算部6
1と、このパワー演算部61の演算結果(nビット)を
入力してコンパレータ2のクロック周波数を設定するた
めの設定電圧COを発生するクロック周波数設定部62
と、この設定電圧COを入力してこれに対応する周波数
CKのクロックCKをコンパレータ2に与える電圧制御
発振器(VCO)63とで構成している。尚、その他の
構成は図7に示した従来例と同様であるので説明は省略
する。
FIG. 3 shows a delta-sigma modulation type A according to the present invention.
An example of the A / D converter is shown.
The control unit 6 controls the digital output signal from the averaging filter 3.
D OUTPower calculation unit 6 for inputting and calculating the power
1 and the calculation result (n bits) of this power calculation unit 61
Input to set the clock frequency of comparator 2.
Frequency setting unit 62 for generating a set voltage CO for
And the frequency corresponding to this by inputting this set voltage CO
fCKVoltage control to supply the clock CK of
It is composed of an oscillator (VCO) 63. In addition, other
Since the configuration is the same as the conventional example shown in FIG. 7, the description is omitted.
To do.

【0029】次に図3の実施例の特に制御部6における
動作を図4のフローチャートを参照して以下に説明す
る。
Next, the operation of the control section 6 of the embodiment shown in FIG. 3 will be described below with reference to the flow chart of FIG.

【0030】まずクロック周波数設定部62はコンパレ
ータ2の動作用クロック周波数fCKを予め初期設定して
おく(ステップS1)。
First, the clock frequency setting unit 62 initializes the operating clock frequency f CK of the comparator 2 in advance (step S1).

【0031】そして、パワー演算部61は平均化フィル
タ3のディジタル出力信号DOUT をN回サンプリングし
て入力する(ステップS2)。
Then, the power calculator 61 samples the digital output signal D OUT of the averaging filter 3 N times and inputs it (step S2).

【0032】この様にして取り込んだN回分のディジタ
ル出力信号DOUT からパワー演算を行う(ステップS
3)。
Power calculation is performed from the N digital output signals D OUT thus fetched (step S
3).

【0033】そして、パワー演算された値Pがその閾値
H を越えているか否かをクロック周波数設定部62で
判定する(ステップS4)。この場合、この閾値PH
図2に示した平均化フィルタ3の遮断周波数F以下で例
えばD/A変換器4による回路ドリフトのノイズを含ま
ないことを示す周波数に対応したパワー閾値を示してい
る。
Then, the clock frequency setting unit 62 determines whether or not the power-calculated value P exceeds the threshold value P H (step S4). In this case, this threshold value P H indicates a power threshold value corresponding to a frequency that is equal to or lower than the cutoff frequency F of the averaging filter 3 shown in FIG. 2 and indicates that the noise of the circuit drift by the D / A converter 4 is not included. There is.

【0034】ステップS4における判定の結果、パワー
演算結果Pが閾値PH より大きいことが分かった時に
は、図2(1)に示す様に遮断周波数F以下に周波数f
1によるノイズ成分が混ざっている事を示しているの
で、クロック周波数設定部62はこのノイズ成分周波数
f1を遮断周波数Fの外側に移動させるため、現在のク
ロック周波数fCKにΔfなる周波数増分を加えてクロッ
クの更新を行う(ステップS5)。
As a result of the judgment in step S4, when it is found that the power calculation result P is larger than the threshold value P H , the frequency f is lower than the cutoff frequency F as shown in FIG.
Since the noise component due to 1 is mixed, the clock frequency setting unit 62 adds the frequency increment Δf to the current clock frequency f CK in order to move the noise component frequency f1 to the outside of the cutoff frequency F. To update the clock (step S5).

【0035】このとき、クロック周波数設定部62はク
ロック周波数(fCK+Δf)に対応する設定電圧COを
VCO63に与えるので、VCO63はこのクロック周
波数(fCK+Δf)を有するクロックCKがコンパレー
タ2に与えられることとなる。
At this time, the clock frequency setting unit 62 gives the set voltage CO corresponding to the clock frequency (f CK + Δf) to the VCO 63, so that the VCO 63 gives the clock CK having this clock frequency (f CK + Δf) to the comparator 2. Will be done.

【0036】この様に、ステップS2〜S5を繰り返し
た後、パワー演算結果Pが閾値PH以下になった時には
図2(2)に示す様にノイズ成分周波数f1が遮断周波
数Fより高い周波数f2に移動した事が分かるので、こ
の時点でコンパレータ2のクロック周波数を固定する。
After the steps S2 to S5 are repeated in this way, when the power calculation result P becomes less than or equal to the threshold value P H , the frequency f2 at which the noise component frequency f1 is higher than the cutoff frequency F as shown in FIG. Since it can be seen that the clock frequency of the comparator 2 has been moved to, the clock frequency of the comparator 2 is fixed at this point.

【0037】図5は図3に示したクロック周波数設定部
62の実施例を示したもので、この実施例では、パワー
演算部61からのnビット出力を入力して、それに対応
するnビット制御信号を出力するROM621と、この
ROM621のnビット出力を受けて所望のクロック設
定電圧COを発生するための抵抗分圧回路622とで構
成されている。
FIG. 5 shows an embodiment of the clock frequency setting unit 62 shown in FIG. 3. In this embodiment, the n-bit output from the power calculation unit 61 is inputted and the corresponding n-bit control is carried out. It is composed of a ROM 621 which outputs a signal, and a resistance voltage dividing circuit 622 which receives an n-bit output of the ROM 621 and generates a desired clock setting voltage CO.

【0038】そして、この抵抗分圧回路622は、RO
M621のnビット出力によりON/OFF動作するス
イッチSW1〜SWnと、これらのスイッチSW1〜S
Wnの固定接点側に共通接続された抵抗Roと、互いに
直列接続されその接続点と抵抗Roとの間にスイッチS
W1〜SWnが接続されている抵抗R1〜Rnとで構成
されている。更に、抵抗R1とR2との接続点から設定
電圧出力COを与えてVCO63に出力している。
The resistance voltage dividing circuit 622 is
Switches SW1 to SWn that are turned on / off by the n-bit output of M621 and these switches SW1 to S
A resistor Ro commonly connected to the fixed contact side of Wn and a switch S connected in series with each other and between the resistor Ro and the resistor Ro.
W1 to SWn are connected to resistors R1 to Rn. Further, a set voltage output CO is given from the connection point of the resistors R1 and R2 and output to the VCO 63.

【0039】図6は図5に示したROM621のメモリ
テーブル並びにVCO63の入出力値を示したもので、
この実施例ではROM621の入出力ビット数を5ビッ
トとしている。
FIG. 6 shows the memory table of the ROM 621 shown in FIG. 5 and the input / output values of the VCO 63.
In this embodiment, the number of input / output bits of the ROM 621 is 5 bits.

【0040】この実施例に示す如く、ROM621はデ
ータが入力される前はパワー演算を行っていないためパ
ワー演算値は全て“0”となっているので、この時のR
OM621の出力は“00001”となり、スイッチSW1
のみをONにするビットのみが“1”となっており、こ
の時には、抵抗Roと抵抗R1との合成抵抗はRo/
(Ro+R1)となる。そして、VCO63の入力電圧
信号COは1〔V〕となり、従ってその出力は1MHz が
選ばれるようになっている。
As shown in this embodiment, since the power calculation is not performed in the ROM 621 before the data is input, all the power calculation values are "0".
The output of OM621 becomes "00001" and the switch SW1
Only the bit that turns ON only is "1". At this time, the combined resistance of the resistor Ro and the resistor R1 is Ro /
(Ro + R1). Then, the input voltage signal CO of the VCO 63 becomes 1 [V], so that the output is 1 MHz.

【0041】一方、ROM621にパワー演算部61か
らの演算結果が入力されると、ROM621はその入力
データに応じて入力が大きければ出力の高い方のビット
が“1”となり、入力が小さければ出力の低い方のビッ
トが“1”となる様に出力信号COを発生する。
On the other hand, when the calculation result from the power calculation unit 61 is input to the ROM 621, the higher output bit of the ROM 621 is "1" according to the input data, and the higher output bit is "1". The output signal CO is generated so that the bit of the lower one becomes "1".

【0042】例えば、パワー演算値が“00100”の場合
にはROM621の出力は同じく“00100”となり、こ
れによる出力電圧COはスイッチSW3が閉じるため、
(R1+R2+R3)/R1+R2+R3+Ro)とな
り、その電圧は3〔V〕として与えられるのでVCO6
3の出力周波数は20MHz となる。
For example, when the calculated power value is "00100", the output of the ROM 621 is also "00100", and the output voltage CO due to this is closed by the switch SW3.
(R1 + R2 + R3) / R1 + R2 + R3 + Ro), and the voltage is given as 3 [V], so VCO6
The output frequency of 3 is 20MHz.

【0043】この様にしてVCO63の出力周波数が可
変にされ、パワー演算結果に応じたVCO63の出力、
即ちコンパレータ2のためのクロック周波数が決定され
ることとなる。
In this way, the output frequency of the VCO 63 is made variable, and the output of the VCO 63 according to the power calculation result,
That is, the clock frequency for the comparator 2 is determined.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るデルタ
・シグマ変調型A/D変換器によれば、平均化フィルタ
の出力値のパワーを求め、このパワーが該フィルタの遮
断周波数帯域内でドリフトによるノイズを含まないこと
を示す閾値以下となるようにコンパレータのクロック周
波数を上昇させるように構成したので、回路内の誤差に
基づくドリフトノイズ成分を高周波帯域へ移動させる事
が出来、これを平均化フィルタで遮断する事が出来るの
で、後続のFFT解析等においてノイズ成分の改善が可
能となる。
As described above, according to the delta-sigma modulation type A / D converter of the present invention, the power of the output value of the averaging filter is obtained, and this power is within the cutoff frequency band of the filter. Since the clock frequency of the comparator is increased so that it is below the threshold value indicating that noise due to drift is not included, it is possible to move the drift noise component due to the error in the circuit to the high frequency band, and average it. Since it can be blocked by the digitizing filter, the noise component can be improved in the subsequent FFT analysis and the like.

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

【図1】本発明に係るデルタ・シグマ変調型A/D変換
器の構成を原理的に示した回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing in principle the configuration of a delta-sigma modulation type A / D converter according to the present invention.

【図2】本発明に係るデルタ・シグマ変調型A/D変換
器の作用を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the delta-sigma modulation type A / D converter according to the present invention.

【図3】本発明に係るデルタ・シグマ変調型A/D変換
器の実施例の全体構成を示したブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an overall configuration of an embodiment of a delta-sigma modulation type A / D converter according to the present invention.

【図4】図3に示した制御部の動作を説明するためのフ
ローチャート図である。
FIG. 4 is a flow chart diagram for explaining the operation of the control unit shown in FIG.

【図5】図3に示したクロック周波数設定部の実施例を
示した回路図である。
5 is a circuit diagram showing an embodiment of a clock frequency setting unit shown in FIG.

【図6】図5に示したROM及びVCOの入出力データ
例を示したテーブル図である。
6 is a table diagram showing an example of input / output data of the ROM and VCO shown in FIG.

【図7】従来から一般に知られているデルタ・シグマ変
調型A/D変換器を示した回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a conventionally known delta-sigma modulation type A / D converter.

【図8】図7に示した従来例においてアナログ入力信号
を0〔V〕とした時の動作例を示した図である。
8 is a diagram showing an operation example when an analog input signal is set to 0 [V] in the conventional example shown in FIG.

【図9】図8に示した動作例をコンパレータ出力に関し
て示したグラフ図である。
9 is a graph showing the operation example shown in FIG. 8 with respect to a comparator output.

【図10】図7の従来例における非理想的動作時の数値
例を示した図である。
10 is a diagram showing a numerical example at the time of non-ideal operation in the conventional example of FIG.

【図11】従来例において通常動作を行った時の積分器
出力を示したグラフ図である。
FIG. 11 is a graph showing an integrator output when performing a normal operation in the conventional example.

【図12】図11に示す動作を本発明のようにより高速
動作に発展させた時の積分器出力を示したグラフ図であ
る。
FIG. 12 is a graph showing an integrator output when the operation shown in FIG. 11 is developed into a high speed operation as in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 積分器 2 コンパレータ 3 平均化フィルタ 4 1ビットD/A変換器 5 減算器 6 制御部 61 パワー演算部 62 クロック周波数設定部 63 電圧制御発振器(VCO) 621 ROM 622 抵抗分圧回路 SW1〜SWn スイッチ Ro,R1〜Rn 分圧抵抗器 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。 1 integrator 2 comparator 3 averaging filter 4 1-bit D / A converter 5 subtractor 6 control unit 61 power calculation unit 62 clock frequency setting unit 63 voltage controlled oscillator (VCO) 621 ROM 622 resistance voltage dividing circuit SW1 to SWn switch Ro, R1 to Rn voltage dividing resistors In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アナログ入力信号を積分する積分器
(1)と、該積分器(1)の出力値を閾値と比較して1
ビットデータを出力するコンパレータ(2)と、該1ビ
ットデータを平均化して所定周波数帯域内成分のみを通
過させるフィルタ(3)と、該1ビットデータを対応す
るアナログ信号に変換する1ビットD/A変換器(4)
と、該1ビットD/A変換器(4)からのアナログ信号
を該入力信号に対して減算し該積分器(1)に与える減
算器(5)と、を備えたデルタ・シグマ変調型A/D変
換器において、 該フィルタ(3)の出力値のパワーを求め該パワーが該
所定周波数帯域内でドリフトによるノイズを含まないこ
とを示す閾値以下となるように該コンパレータ(2)の
クロック周波数を上昇させる制御部(6)を設けたこと
を特徴とするデルタ・シグマ変調型A/D変換器。
1. An integrator (1) for integrating an analog input signal, and an output value of the integrator (1) is compared with a threshold value to obtain 1
A comparator (2) that outputs bit data, a filter (3) that averages the 1-bit data and passes only a component within a predetermined frequency band, and a 1-bit D / that converts the 1-bit data into a corresponding analog signal. A converter (4)
And a subtracter (5) for subtracting an analog signal from the 1-bit D / A converter (4) with respect to the input signal and giving the subtractor (5) to the integrator (1). In the D / D converter, the power of the output value of the filter (3) is calculated, and the clock frequency of the comparator (2) is adjusted so that the power is equal to or less than a threshold value indicating that noise due to drift is not included in the predetermined frequency band. A delta-sigma modulation type A / D converter characterized in that a control section (6) for raising the temperature is provided.
【請求項2】 該制御部(6)が、パワー演算部と、該
パワー演算部の演算結果に応じた出力電圧値を発生する
電圧発生部と、該出力電圧値に対応した周波数のクロッ
クを発生する電圧制御発振器とで構成されていることを
特徴とした請求項1に記載のデルタ・シグマ変調型A/
D変換器。
2. The control unit (6) includes a power calculation unit, a voltage generation unit that generates an output voltage value according to a calculation result of the power calculation unit, and a clock having a frequency corresponding to the output voltage value. 2. A delta-sigma modulation type A / according to claim 1, characterized in that
D converter.
【請求項3】 該電圧発生部が、ROMと該ROMの出
力信号により選択的にアナログ電圧を発生する抵抗分圧
回路とで構成されていることを特徴とした請求項2に記
載のデルタ・シグマ変調型A/D変換器。
3. The delta converter according to claim 2, wherein the voltage generator is composed of a ROM and a resistance voltage dividing circuit that selectively generates an analog voltage according to an output signal of the ROM. Sigma modulation type A / D converter.
JP20941793A 1993-08-24 1993-08-24 Delta-sigma modulation type a/d converter Withdrawn JPH0766730A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7038569B2 (en) 2002-05-02 2006-05-02 Uchihashi Estec Co., Ltd. Alloy type thermal fuse and fuse element

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