JPH08172360A - A/d converter - Google Patents

A/d converter

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JPH08172360A
JPH08172360A JP33373894A JP33373894A JPH08172360A JP H08172360 A JPH08172360 A JP H08172360A JP 33373894 A JP33373894 A JP 33373894A JP 33373894 A JP33373894 A JP 33373894A JP H08172360 A JPH08172360 A JP H08172360A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
digital
output
converter
adder
input
Prior art date
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Pending
Application number
JP33373894A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaomi Suzuki
雅臣 鈴木
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.)
AKIYUFUEEZU KK
Original Assignee
AKIYUFUEEZU KK
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Publication date
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Priority to JP33373894A priority Critical patent/JPH08172360A/en
Publication of JPH08172360A publication Critical patent/JPH08172360A/en
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Abstract

PURPOSE: To improve the characteristics of a dynamic range, linearity, higher harmonic distortion, etc., by A/D converting an input analog signal by plural ΣΔconverters, adding respective converted outputs and passing the added output through a decimation filter (digital filter). CONSTITUTION: An analog signal is inputted from an input terminal 1 to N ΣΔconverters 21 to 2N, respective outputs are A/D converted into normal digital data consisting of one to several bits, the digital data are added by a digital adder 5, a quantized noise included in a digital output from the adder 5 is removed through a decimation filter 3, and a final digital output is obtained from an output terminal 4. When the ΣΔ converters 21 to 2N are connected in parallel, the signal level of the adder 5 becomes N times because the same signal is inputted from respective ΣΔ converters to the adder 5. When it is assumed that the conversion error of the ΣΔ converter is normally distributed, a conversion error becomes N<1/2> based upon the correlation function. Thereby the characteristics of the dynamic range, linearity and higher harmonic distortion, etc., can be improved.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】ΔΣ変調器を用いたA/D変換器
に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an A / D converter using a ΔΣ modulator.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は従来のΔΣ変調型A/D変換器の
ブロック図を示す。ΔΣ変調型A/D変換器は、入力端
子1よりアナログ信号が入力されるΔΣ変調器2で変調
されたデジタル信号を得、このΔΣ変調器2で高周波域
に追い出した量子化雑音を、デシメーション・フィルタ
(デジタル・フィルタ)3で除去して、変換後のデジタ
ル信号を出力端子4に出力するものであり、理論的に大
きなダイナミック・レンジと分解能が得られる特徴があ
る。
2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a block diagram of a conventional ΔΣ modulation type A / D converter. The ΔΣ modulation type A / D converter obtains a digital signal modulated by the ΔΣ modulator 2 to which an analog signal is input from the input terminal 1, and decimations the quantization noise driven to the high frequency range by the ΔΣ modulator 2. The digital signal after conversion after removal by the filter (digital filter) 3 is output to the output terminal 4, and is characterized in that a theoretically large dynamic range and resolution can be obtained.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際の回路で
は、ΔΣ変調器内部に用いるA/D変換器の変換精度や
積分器の固有雑音などが原因となって、理論的に算出し
た精度が得られないのが現状である。本発明の目的は、
上記従来の欠点を解消したΔΣ変調器を用いたA/D変
換器を提供することにある。
However, in an actual circuit, the theoretically calculated accuracy is reduced due to the conversion accuracy of the A / D converter used in the ΔΣ modulator and the inherent noise of the integrator. The current situation is that they cannot get it. The purpose of the present invention is to
An object of the present invention is to provide an A / D converter using a ΔΣ modulator that solves the above conventional drawbacks.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】また、本発明に係るA/
D変換器は、ΔΣ変調器を用いたA/D変換器におい
て、アナログ信号が入力される複数のΔΣ変調器と、該
複数のΔΣ変調器の各出力を加算する加算回路と、該加
算回路の出力が入力されるデジタルフィルタとからな
り、デジタルフィルタから変換後のデジタル出力を得る
ようにしたものである。
A / A according to the present invention
The D converter is, in the A / D converter using the ΔΣ modulator, a plurality of ΔΣ modulators to which an analog signal is input, an adder circuit that adds each output of the plurality of ΔΣ modulators, and the adder circuit. And a digital filter to which the output of is input, and the digital output after conversion is obtained from the digital filter.

【0005】本発明に係るA/D変換器は、ΔΣ変調器
を用いたA/D変換器において、アナログ信号が入力さ
れる複数のΔΣ変調器と、前記複数のΔΣ変調器の各出
力が入力される複数のデジタルフィルタと、前記複数の
デジタルフィルタの出力が入力される加算回路とからな
り、前記加算回路から変換後のデジタル出力を得るよう
にしたものである。また、デジタルフィルタはデシメー
ション・フィルタである。
An A / D converter according to the present invention is an A / D converter using a ΔΣ modulator, in which a plurality of ΔΣ modulators to which an analog signal is input and respective outputs of the plurality of ΔΣ modulators are provided. It is composed of a plurality of digital filters to be input and an adder circuit to which outputs of the plurality of digital filters are input, and a digital output after conversion is obtained from the adder circuit. Also, the digital filter is a decimation filter.

【0006】[0006]

【作用】入力アナログ信号はN個のΔΣ変調器でA/D
変換された後、各変換出力は加算回路で加算される。ま
た、各ΔΣ変調器の出力はデシメーション・フィルタ
(デジタルフィルタ)を通す。したがって、最終的に出
力されるデジタル信号の変換誤差は1/N1/2 になり、
A/D変換器全体としてのダイナミックレンジや直線
性、高調波歪等の特性が改善される。
The input analog signal is A / D by N ΔΣ modulators.
After the conversion, each conversion output is added by the adder circuit. The output of each ΔΣ modulator is passed through a decimation filter (digital filter). Therefore, the conversion error of the finally output digital signal becomes 1 / N 1/2 ,
The characteristics such as the dynamic range, linearity, and harmonic distortion of the A / D converter as a whole are improved.

【0007】[0007]

【実施例】図1は本発明のA/D変換器の一実施例のブ
ロック図である。図において、入力端子1よりアナログ
信号がN個(Nは2以上の整数)のΔΣ変調器21 ,2
2 ,...,2Nに入力される。各ΔΣ変調器 21,2
2 ,... ,2Nの出力はA/D変換された通常1〜数
bitのデジタルデータとなり、デジタル加算器5で加
算され、デシメーション・フィルタ3を通して加算器5
のデジタル出力に含まれる量子化雑音が除去された後、
出力端子4に最終的なデジタル出力が得られる。
1 is a block diagram of an embodiment of an A / D converter of the present invention.
It is a lock figure. In the figure, analog from input terminal 1
ΔΣ modulator 2 with N signals (N is an integer of 2 or more)1  , 2
2 ,. . . , 2NEntered in. Each ΔΣ modulator 21, 2
2,. . . , 2NOutput is A / D converted, usually 1 to several
It becomes digital data of bit and is added by the digital adder 5.
Adder 5 is added and passed through decimation filter 3
After the quantization noise contained in the digital output of is removed,
The final digital output is obtained at the output terminal 4.

【0008】ところで、N個のΔΣ変調器 1,2
2 ,...,2N を並列接続した場合、デジタル加算器
5の信号レベルは、各ΔΣ変調器からまったく同じ信号
が入力されるのでN倍になる。一方、A/D変換におけ
る変換誤差(この場合、雑音も変換誤差の一部として考
える)については、N個のΔΣ変調器の変換誤差が正規
分布すると仮定すると、その相関関数をとってN1/2
になる。
By the way, N ΔΣ modulators 21, 2
2 ,. . . , 2N If the are connected in parallel, digital adder
The signal level of 5 is exactly the same signal from each ΔΣ modulator.
Is input, it becomes N times. On the other hand, in A / D conversion
Conversion error (in this case, noise is also considered as part of the conversion error).
, The conversion error of N ΔΣ modulators is normal.
Assuming distribution, take the correlation function to obtain N1/2 Double
become.

【0009】したがって、加算器5の出力における信号
レベルと変換誤差の比をとると、N1/2/N=1/N1/2
となる。つまり、加算器5の出力における変換誤差が
1/N1/2 になるので、A/D変換器全体としてのダイ
ナミック・レンジや直線性、高調波ひずみなどの特性が
改善される。
Therefore, the signal at the output of the adder 5
The ratio of the level and the conversion error is N1/2/ N = 1 / N1/2
 Becomes That is, the conversion error in the output of the adder 5
1 / N1/2 Therefore, the die for the A / D converter as a whole
Characteristics such as dynamic range, linearity, and harmonic distortion
Be improved.

【0010】図3は、図1に示した本発明のA/D変換
器の実際回路で測定した全高調波歪+雑音対入力信号周
波数特性を示すグラフである。測定条件は次の通りであ
る。ΔΣ変調器はサンプリング周波数3.072MH
z,5次ΔΣのものであり、デジタル加算器は1ビット
2入力,2ビット1出力のものであり、デシメーション
・フィルタは1/64デシメーション,3.072MH
z/2ビット入力,48kHz/20ビット出力のもの
である。
FIG. 3 is a graph showing total harmonic distortion + noise vs. input signal frequency characteristic measured by the actual circuit of the A / D converter of the present invention shown in FIG. The measurement conditions are as follows. ΔΣ modulator has a sampling frequency of 3.072 MH
z, 5th order ΔΣ, digital adder is 1 bit 2 input, 2 bit 1 output, decimation filter is 1/64 decimation, 3.072 MH
It has a z / 2 bit input and a 48 kHz / 20 bit output.

【0011】図3に示すように、N=1(図1において
ΔΣ変調器を1回路だけ使用した場合)とN=2(図1
においてΔΣ変調器を2回路使用した場合)の特性カー
ブをみると、N=2の場合はN=1の場合と比較して、
理論上1/21/2 つまり3dB改善されることになるの
が、実測値も理論通り約3dB改善されているのが分か
る。
As shown in FIG. 3, N = 1 (when only one ΔΣ modulator is used in FIG. 1) and N = 2 (FIG. 1).
In the case of using two ΔΣ modulators in the above), the characteristic curve in the case of N = 2 is compared with the case of N = 1.
It can be seen that the theoretical improvement is 1/2 1/2, that is, 3 dB, but the actually measured value is also improved by about 3 dB as in theory.

【0012】図2は本発明のA/D変換器の他の実施例
のブロック図である。図において、入力端子1よりアナ
ログ信号がN個(Nは2以上の整数)のΔΣ変調器2
1 ,22 ,...,2N に入力される。各ΔΣ変調器2
1,22 ,...,2Nの出力は、それぞれデシメーショ
ン・フィルタ31 ,32 ,...,3Nを介して加算器
5で加算され、出力端子4に最終的なデジタル出力を得
る。
FIG. 2 is a block diagram of another embodiment of the A / D converter of the present invention. In the figure, N analog signals from the input terminal 1 (N is an integer of 2 or more) ΔΣ modulator 2
1 , 2 2 ,. . . , 2 N. Each ΔΣ modulator 2
1 , 2 2 ,. . . , 2 N outputs the decimation filters 3 1 , 3 2 ,. . . , 3 N in the adder 5 to obtain the final digital output at the output terminal 4.

【0013】図2の構成のA/D変換器も従来のA/D
変換器に比較して性能の改善が得られる。ただし、達成
できる限界性能は、デシメーション・フィルタ31 ,3
2,...,3N の出力ビット数で制限される。つま
り、加算器5で加算することによって全体システムのデ
ジタル出力のビット数は増えるが、並列する数Nを増や
していったときに到達する理論的な限界性能は、各デシ
メーション・フィルタの出力ビット数までとなる。した
がって、限界性能を向上させるためには全てのデシメー
ション・フィルタの出力ビット数を増やさなければなら
ない。また、ハードウェアの規模も、デシメーション・
フィルタ部がN個必要となる。図1の構成のものは、Δ
Σ変調器部分だけを複数個使用しているので、後段のデ
シメーション・フィルタ部の出力ビット数を一か所だけ
増やすことによって簡単に変換精度を上げることができ
る。
The A / D converter having the configuration shown in FIG. 2 is also a conventional A / D converter.
An improvement in performance is obtained compared to the converter. However, the limit performance that can be achieved is the decimation filter 3 1 , 3
2 ,. . . , 3 N output bits. In other words, although the number of bits of the digital output of the entire system increases by adding with the adder 5, the theoretical limit performance reached when the number N in parallel is increased is the number of output bits of each decimation filter. Up to Therefore, the number of output bits of all decimation filters must be increased in order to improve the marginal performance. Also, the scale of hardware is
N filter parts are required. The configuration shown in FIG.
Since only a plurality of Σ modulators are used, the conversion accuracy can be easily increased by increasing the number of output bits of the decimation filter unit in the subsequent stage only at one place.

【0014】[0014]

【発明の効果】本発明によるA/D変換器によれば、A
/D変換器全体としてのダイナミック・レンジや直線
性、高調波ひずみなどの特性が改善される。
According to the A / D converter of the present invention, A
The characteristics such as dynamic range, linearity, and harmonic distortion of the entire / D converter are improved.

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

【図1】本発明のA/D変換器の一実施例のブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an A / D converter of the present invention.

【図2】本発明のA/D変換器の他の実施例のブロック
図である。
FIG. 2 is a block diagram of another embodiment of the A / D converter of the present invention.

【図3】図1に示した本発明のA/D変換器の実際回路
で測定した全高調波歪+雑音対入力信号周波数特性を示
すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing total harmonic distortion + noise versus input signal frequency characteristics measured by an actual circuit of the A / D converter of the present invention shown in FIG.

【図4】従来のΔΣ変調器を用いたA/D変換器の一例
のブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of an example of an A / D converter using a conventional ΔΣ modulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力端子 2,21 ,22 ,...,2n ΔΣ変調器 3,31 ,32 ,...,3n デシメーション・フィ
ルタ 4 出力端子 5 加算器
1 input terminals 2,21,22 ,. . . , 2n ΔΣ modulators 3,31, 32 ,. . . , 3n decimation filter 4 output terminals 5 adder

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ΔΣ変調器を用いたA/D変換器におい
て、アナログ信号が入力される複数のΔΣ変調器と、該
複数のΔΣ変調器の各出力を加算する加算回路と、該加
算回路の出力が入力されるデジタルフィルタとからな
り、デジタルフィルタから変換後のデジタル出力を得る
ようにしたことを特徴とするA/D変換器。
1. In an A / D converter using a ΔΣ modulator, a plurality of ΔΣ modulators to which analog signals are input, an adder circuit for adding respective outputs of the plurality of ΔΣ modulators, and the adder circuit. An A / D converter comprising a digital filter to which the output of is input, and a digital output after conversion is obtained from the digital filter.
【請求項2】 ΔΣ変調器を用いたA/D変換器におい
て、アナログ信号が入力される複数のΔΣ変調器と、前
記複数のΔΣ変調器の各出力が入力される複数のデジタ
ルフィルタと、前記複数のデジタルフィルタの出力が入
力される加算回路とからなり、前記加算回路から変換後
のデジタル出力を得るようにしたことを特徴とするA/
D変換器。
2. In an A / D converter using a ΔΣ modulator, a plurality of ΔΣ modulators to which analog signals are input, and a plurality of digital filters to which respective outputs of the plurality of ΔΣ modulators are input, A / C, wherein an output of the plurality of digital filters is input, and a digital output after conversion is obtained from the addition circuit.
D converter.
【請求項3】 請求項1または2記載のA/D変換器に
おいて、デジタルフィルタはデシメーション・フィルタ
であるA/D変換器。
3. The A / D converter according to claim 1, wherein the digital filter is a decimation filter.
JP33373894A 1994-12-19 1994-12-19 A/d converter Pending JPH08172360A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010206567A (en) * 2009-03-04 2010-09-16 Yaskawa Electric Corp Ad converter, current detector using ad converter, and digital servo controller using current detector
JP2011188236A (en) * 2010-03-09 2011-09-22 Yaskawa Electric Corp A/d conversion device, current detector using the same, and digital servo controller using current detector

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