JPH10173534A - Delta-sigma modulation circuit - Google Patents

Delta-sigma modulation circuit

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JPH10173534A
JPH10173534A JP33070696A JP33070696A JPH10173534A JP H10173534 A JPH10173534 A JP H10173534A JP 33070696 A JP33070696 A JP 33070696A JP 33070696 A JP33070696 A JP 33070696A JP H10173534 A JPH10173534 A JP H10173534A
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JP
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output
integrator
signal
delta
resistor
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JP33070696A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Sobashima
彰 傍島
Tetsuhiko Kaneaki
哲彦 金秋
Hideaki Hatanaka
秀晃 畠中
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a delta-sigma modulation circuit of a small scale which has a high S/N and can prevent increase of the number of quantizers. SOLUTION: A 1st subtracter 100 calculates the difference between an analog input signal αX and a feedback signal FB which is multiplied by α (>1) by an amplifier 107 and supplied from a feedback delay unit 106. The output of the subtracter 100 is inputted to a 1st integrator 101. Then the output of a 2nd subtracter 103 which calculates the difference between the output of the integrator 101 attenuated down to 1/α by an attenuator 102 and the output of the unit 106 is inputted to a 2nd integrator 104. The output of the integrator 104 is quantized by a quantizer 105, delayed by the unit 106 by a single sample period, converted into the analog signals and fed back to the subtracters 100 and 103. At the same time, the output of the quantizer 105 is extracted as a digital output signal Y.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタルAV機
器などに用いられるアナログ/ディジタル変換器におけ
るデルタ・シグマ変調回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a delta-sigma modulation circuit in an analog / digital converter used for digital AV equipment and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のデルタ・シグマ変調回路として、
例えば電子通信学会技術研究報告CS83−198、8
3[307](1984−3−23)P.93−100
に記載されたものがある。
2. Description of the Related Art As a conventional delta-sigma modulation circuit,
For example, IEICE Technical Report CS83-198, 8
3 [307] (1984-3-23) P. 93-100
There is one described in.

【0003】図4は従来の2重積分型のデルタ・シグマ
変調回路の構成を示すブロック図である。図4におい
て、400は第1の減算器、401は第1の積分器、4
02は第2の減算器、403は第2の積分器、404は
量子化器、405は遅延器である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional double integral type delta-sigma modulation circuit. In FIG. 4, 400 is a first subtractor, 401 is a first integrator, 4
02 is a second subtractor, 403 is a second integrator, 404 is a quantizer, and 405 is a delay unit.

【0004】アナログ入力信号Xは第1の減算器400
により帰還信号FBとの差分を取られ、第1の積分器4
01で積分される。第1の積分器401の出力は第2の
減算器402により帰還信号FBとの差分を取られ、第
2の積分器403で積分される。第2の積分器403の
出力は量子化器404で量子化され、量子化器404か
らのディジタル出力信号Yは遅延器405によりアナロ
グの帰還信号FBに変換され、第1の減算器400と第
2の減算器402に負帰還される。
The analog input signal X is supplied to a first subtractor 400
The difference from the feedback signal FB is calculated by the first integrator 4
01 is integrated. The output of the first integrator 401 is obtained as a difference from the feedback signal FB by the second subtractor 402, and is integrated by the second integrator 403. The output of the second integrator 403 is quantized by a quantizer 404, and the digital output signal Y from the quantizer 404 is converted into an analog feedback signal FB by a delay unit 405. 2 is negatively fed back to the subtractor 402.

【0005】図4における2重積分型のデルタ・シグマ
変調回路の伝達特性は、Z変換表示を用いて、入力信号
をX(Z)、出力信号をY(Z)、量子化器404で発
生する量子化雑音をQ(Z)とすると、
The transfer characteristic of the delta-sigma modulation circuit of the double integral type shown in FIG. 4 is obtained by using a Z-transformation display to generate an input signal as X (Z), an output signal as Y (Z), and a quantizer 404. Let Q (Z) be the quantization noise

【0006】[0006]

【数1】 (Equation 1)

【0007】となる。ここで、(1−Z-1-1は積分を
意味し、Z-1は単位遅延(1サンプル遅延)を意味す
る。(数1)を解くと、
[0007] Here, (1-Z -1 ) -1 means integration, and Z -1 means unit delay (one sample delay). Solving (Equation 1) gives

【0008】[0008]

【数2】 (Equation 2)

【0009】となる。## EQU1 ##

【0010】(数2)より、出力信号Y(Z)の信号成
分は入力信号X(Z)と一致し、信号帯域内でフラット
な特性が得られる。
From equation (2), the signal component of the output signal Y (Z) matches the input signal X (Z), and a flat characteristic is obtained within the signal band.

【0011】量子化器404の出力は、図示しない後段
に接続されるディジタル低域フィルタにより高域雑音成
分が除去され、アナログ入力信号Xを量子化した信号Y
となる。
An output of the quantizer 404 is a signal Y obtained by removing a high-frequency noise component by a digital low-pass filter connected to a subsequent stage (not shown) and quantizing the analog input signal X.
Becomes

【0012】しかし、上記構成の2重積分型のデルタ・
シグマ変調回路では、第1の積分器401の積分電圧は
アナログ入力信号Xの1〜2倍程度必要とされ、第2の
積分器403の積分電圧は2〜4倍程度必要とされる。
そのため、相対的にアナログ入力信号Xの振幅を減少さ
せる必要があるが、それにより内部雑音の影響を受けや
すくなり、回路全体の信号対雑音比(以下S/Nとい
う)特性が劣化するという問題点があった。
[0012] However, the double integral type delta
In the sigma modulation circuit, the integrated voltage of the first integrator 401 is required to be about 1 to 2 times the analog input signal X, and the integrated voltage of the second integrator 403 is required to be about 2 to 4 times.
Therefore, it is necessary to relatively decrease the amplitude of the analog input signal X. However, the amplitude of the analog input signal X tends to be affected by internal noise, and the signal-to-noise ratio (S / N) characteristics of the entire circuit deteriorate. There was a point.

【0013】前記問題点を解決するため、第2の積分器
の積分電圧を抑圧することでアナログ入力信号の振幅を
拡大し、S/N特性を向上することを可能としたデルタ
・シグマ変調回路が提案されている(例えば、特公平7
−97749号公報参照)。このような2重積分型のデ
ルタ・シグマ変調回路について、以下に説明する。
In order to solve the above-mentioned problem, a delta-sigma modulation circuit capable of expanding an amplitude of an analog input signal by suppressing an integrated voltage of a second integrator and improving an S / N characteristic. Has been proposed (for example,
-97749). Such a double integral type delta-sigma modulation circuit will be described below.

【0014】図6は第2の積分器の積分電圧を抑圧する
ことでS/N特性を向上させたデルタ・シグマ変調回路
の構成を示すブロック図である。図6において、600
は第1の減算器、601は第1の積分器、602は第1
の遅延器、603は第2の減算器、604は第2の積分
器、605,606はそれぞれ第1、第2の量子化器、
607は加算器、608は増幅器、609は第2の遅延
器である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a delta-sigma modulation circuit in which the S / N characteristic is improved by suppressing the integration voltage of the second integrator. In FIG. 6, 600
Is a first subtractor, 601 is a first integrator, and 602 is a first integrator.
, 603 is a second subtractor, 604 is a second integrator, 605 and 606 are first and second quantizers, respectively.
607 is an adder, 608 is an amplifier, and 609 is a second delay unit.

【0015】第1の減算器600はこの回路のアナログ
入力信号Xと帰還用の第2の遅延器609から出力され
る帰還信号FBとの差分を取り、その差分信号を第1の
積分器601に与える。第1の積分器601から出力さ
れた第1の積分信号は第1の遅延器602に入力すると
同時に、第1の量子化器605にも入力する。第1の量
子化器605に入力された第1の積分信号は、その極性
を判定されて量子化された2値の量子化信号OS11と
なり、加算器607に入力される。一方、前記第1の遅
延器602に入力した第1の積分信号は遅延出力された
後、前記第2の遅延器609からの帰還信号FBととも
に第2の減算器603に入力される。この2つの信号は
第2の減算器603によって差分された信号となり、第
2の積分器604を経て第2の積分信号となる。この第
2の積分信号は第2の量子化器606に入力し、その極
性を判定されて量子化された2値の量子化信号OS12
となり、加算器607に入力される。
The first subtractor 600 calculates the difference between the analog input signal X of this circuit and the feedback signal FB output from the feedback second delay unit 609, and converts the difference signal into a first integrator 601. Give to. The first integrated signal output from the first integrator 601 is input to the first delay unit 602 and also to the first quantizer 605 at the same time. The first integrated signal input to the first quantizer 605 becomes a binary quantized signal OS11 whose polarity is determined and quantized, and is input to the adder 607. On the other hand, the first integrated signal input to the first delay unit 602 is delayed and output, and then input to the second subtractor 603 together with the feedback signal FB from the second delay unit 609. These two signals become signals that have been subtracted by the second subtractor 603, and pass through the second integrator 604 to become a second integrated signal. The second integrated signal is input to a second quantizer 606, the polarity of which is determined and the quantized binary quantized signal OS12
And input to the adder 607.

【0016】さらに、加算器607は、前記第1の量子
化器605の2値出力量子化信号OS11と前記第2の
量子化器606の2値出力量子化信号OS12との加算
信号を出力する。この加算信号は、補正用の増幅器60
8を通して3値のディジタル出力信号Yとなる。
Further, an adder 607 outputs an added signal of the binary output quantized signal OS11 of the first quantizer 605 and the binary output quantized signal OS12 of the second quantizer 606. . This addition signal is supplied to the amplifier 60 for correction.
Through 8, a three-valued digital output signal Y is obtained.

【0017】この出力信号Yは帰還用の第2の遅延器6
09に入力されて帰還信号FBを生成し、それが前記第
1および第2の減算器600,603にそれぞれ与えら
れる。
The output signal Y is supplied to a second delay unit 6 for feedback.
09 to generate a feedback signal FB, which is supplied to the first and second subtracters 600 and 603, respectively.

【0018】以上の回路構成において、このデルタ・シ
グマ変調回路の伝達特性は、Z変換表示を用いて、入力
信号をX(Z)、出力信号をY(Z)、第1の量子化器
605の出力信号、量子化雑音をそれぞれY1(Z)、
Q1(Z)、第2の量子化器606の出力信号、量子化
雑音をそれぞれY2(Z)、Q2(Z)とすると、
In the above circuit configuration, the transfer characteristics of the delta-sigma modulation circuit are as follows: the input signal is X (Z), the output signal is Y (Z), the first quantizer 605 Output signal and quantization noise are Y1 (Z),
Assuming that Q1 (Z), the output signal of the second quantizer 606, and the quantization noise are Y2 (Z) and Q2 (Z), respectively.

【0019】[0019]

【数3】 (Equation 3)

【0020】[0020]

【数4】 (Equation 4)

【0021】[0021]

【数5】 (Equation 5)

【0022】となる。ここで、## EQU1 ## here,

【0023】[0023]

【数6】 (Equation 6)

【0024】とおいて、(数3)〜(数6)を解くと、By solving Equations (3) to (6),

【0025】[0025]

【数7】 (Equation 7)

【0026】となる。(数7)は、## EQU1 ## (Equation 7) is

【0027】[0027]

【数8】 (Equation 8)

【0028】とおくと、In other words,

【0029】[0029]

【数9】 (Equation 9)

【0030】と表せる。ここで、補正用の増幅器608
の利得を例えば、G=0.5とすると、F(Z)は、
## EQU2 ## Here, the correction amplifier 608 is used.
If the gain of G is 0.5, for example, F (Z) becomes

【0031】[0031]

【数10】 (Equation 10)

【0032】となり、(数9)は、[Mathematical formula 9]

【0033】[0033]

【数11】 [Equation 11]

【0034】となる。## EQU1 ##

【0035】(数7),(数11)によれば、入力信号
X(Z)が量子化された出力信号Y(Z)に変換される
とき、X(Z)の係数に相当する伝達関数はF(Z)で
あり、X(Z)にF(Z)で示されるフィルタ特性が乗
じられたものがY(Z)になることを示している。前記
(数2)で示した図4のデルタ・シグマ変調回路の場合
の伝達特性ではY(Z)の信号成分はX(Z)と一致し
ているが、(数7)に示した伝達関数では一致していな
い。しかし、(数10)に示した伝達関数F(Z)が所
要の信号帯域内でフラットな特性に近似していれば、Y
(Z)の帯域内信号成分はX(Z)に近似され、Y
(Z)の帯域外雑音成分を、図示しない後段のディジタ
ル低域フィルタで除去して、A/D変換された信号が得
られる。
According to (Equation 7) and (Equation 11), when the input signal X (Z) is converted into the quantized output signal Y (Z), the transfer function corresponding to the coefficient of X (Z) is obtained. Is F (Z), and indicates that the product of X (Z) multiplied by the filter characteristic indicated by F (Z) is Y (Z). In the transfer characteristic of the delta-sigma modulation circuit of FIG. 4 shown in (Equation 2), the signal component of Y (Z) matches X (Z), but the transfer function shown in (Equation 7) Does not match. However, if the transfer function F (Z) shown in (Expression 10) approximates a flat characteristic within a required signal band, Y
The in-band signal component of (Z) is approximated to X (Z) and Y
The A / D-converted signal is obtained by removing the out-of-band noise component (Z) by a digital low-pass filter (not shown) at the subsequent stage.

【0036】特公平7−97749号公報における計算
機シミュレーションによれば、図4に示される従来のデ
ルタ・シグマ変調回路では、入力レベル−70dB〜−
10dBの範囲において第2の積分信号電圧は入力信号
電圧の3倍程度となり、相対的に入力信号の電圧を内部
動作電圧の1/3程度に制限することになる。したがっ
て、実際的な回路では内部雑音の影響により、S/N特
性を劣化させる要因となる。
According to a computer simulation in Japanese Patent Publication No. Hei 7-97749, the input level of the conventional delta-sigma modulation circuit shown in FIG.
In the range of 10 dB, the second integrated signal voltage is about three times the input signal voltage, and the voltage of the input signal is relatively limited to about one third of the internal operating voltage. Therefore, in a practical circuit, it becomes a factor of deteriorating the S / N characteristics due to the influence of internal noise.

【0037】これに対し、図6に示されるデルタ・シグ
マ変調回路では、第1の量子化器605と第2の量子化
器606との出力を加算、補正して、3値の出力信号Y
による帰還信号FBを生成することにより、内部動作電
圧が入力信号Xの電圧の1倍となるように設定し、相対
的に入力信号Xのレベルを上げることが可能となり、S
/N特性を向上することができる。
On the other hand, in the delta-sigma modulation circuit shown in FIG. 6, the output of the first quantizer 605 and the output of the second quantizer 606 are added and corrected, and the ternary output signal Y
, The internal operation voltage is set to be one time the voltage of the input signal X, and the level of the input signal X can be relatively increased.
/ N characteristics can be improved.

【0038】[0038]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6に
示される従来のデルタ・シグマ変調回路では、実際的な
回路において比較的規模が大きな量子化器の数が2倍と
なってしまうという問題点があった。
However, in the conventional delta-sigma modulation circuit shown in FIG. 6, the number of relatively large-scale quantizers in a practical circuit is doubled. was there.

【0039】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、S/N特性が良好で、しかも量子化器の数を増や
さず、回路規模を増加しないデルタ・シグマ変調回路を
提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a delta-sigma modulation circuit which has good S / N characteristics, does not increase the number of quantizers, and does not increase the circuit scale. It is intended for.

【0040】[0040]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るデルタ・シグマ変調回路は、帰還用の
遅延器の出力信号を所定の倍率αで増幅する増幅器と、
アナログ入力信号から前記増幅器の出力信号を減算する
第1の減算器と、前記第1の減算器の出力を積分する第
1の積分器と、前記第1の積分器の出力を1/αに減衰
する減衰器と、前記減衰器の出力から前記遅延器の出力
信号を減算する第2の減算器と、前記第2の減算器の出
力を積分する第2の積分器と、前記第2の積分器の出力
を量子化する量子化器と、前記量子化器の出力を1サン
プル期間遅延するとともにアナログ信号に変換する前記
の遅延器とを具備し、前記量子化器からディジタル出力
信号を取り出すように構成してあることを特徴としてい
る。
In order to achieve the above object, a delta-sigma modulation circuit according to the present invention comprises: an amplifier for amplifying an output signal of a feedback delay unit by a predetermined magnification α;
A first subtractor for subtracting an output signal of the amplifier from an analog input signal, a first integrator for integrating an output of the first subtractor, and an output of the first integrator reduced to 1 / α. An attenuator that attenuates, a second subtractor that subtracts an output signal of the delay device from an output of the attenuator, a second integrator that integrates an output of the second subtractor, A quantizer for quantizing the output of the integrator; and the delay unit for delaying the output of the quantizer for one sample period and converting the output to an analog signal, and extracting a digital output signal from the quantizer. It is characterized by having such a configuration.

【0041】前記の増幅器と第1の減算器と第1の積分
器は、アナログ入力信号の入力端子に接続された抵抗値
がRである第1の抵抗器と、遅延器の反転出力端子に接
続された抵抗値がR/αである第2の抵抗器と、第1の
反転増幅器と、前記第1の反転増幅器の入出力端子間に
接続された容量値Cをもつ第1の容量とからなる第1の
加算積分器として構成でき、前記の減衰器と第2の減算
器と第2の積分器は、前記第1の反転増幅器の出力端子
に接続された抵抗値がα・Rである第3の抵抗器と、前
記遅延器の非反転出力端子に接続された抵抗値がRであ
る第4の抵抗器と、第2の反転増幅器と、前記第2の反
転増幅器の入出力端子間に接続された容量値Cをもつ第
2の容量とからなる第2の加算積分器として構成でき
る。
The amplifier, the first subtractor, and the first integrator are connected to an input terminal of an analog input signal, the first resistor having a resistance value of R, and an inverting output terminal of a delay unit. A second resistor having a resistance value of R / α, a first inverting amplifier, and a first capacitor having a capacitance value C connected between input and output terminals of the first inverting amplifier. Wherein the attenuator, the second subtractor, and the second integrator have a resistance value α · R connected to an output terminal of the first inverting amplifier. A third resistor, a fourth resistor connected to a non-inverting output terminal of the delay device and having a resistance value of R, a second inverting amplifier, and an input / output terminal of the second inverting amplifier A second addition integrator including a second capacitor having a capacitance value C connected therebetween.

【0042】従来のα倍(α>1)の電圧の入力信号か
ら、増幅器によりα倍された遅延器の出力を減じた信号
を第1の積分器に入力することで回路のS/N特性に大
きな影響を与えるデルタ・シグマ変調回路の前段部の内
部信号電圧を上げ、一方、積分電圧が大きくなる後段部
へは、第1の積分器の出力を減衰器により1/α倍して
内部信号電圧を従来と同等とすることでデルタ・シグマ
変調回路の後段部のオーバーフローを防ぐ。
The signal obtained by subtracting the output of the delay unit multiplied by α from the amplifier from the input signal having a voltage multiplied by α (α> 1) is input to the first integrator, whereby the S / N characteristic of the circuit is obtained. The internal signal voltage of the first stage of the delta-sigma modulation circuit which has a large effect on the internal signal voltage is increased, while the output of the first integrator is multiplied by 1 / α by the attenuator to the second stage where the integrated voltage is increased. By making the signal voltage equal to the conventional one, overflow in the subsequent stage of the delta-sigma modulation circuit is prevented.

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】本発明に係る請求項1のデルタ・
シグマ変調回路は、遅延器の出力信号を所定の倍率αで
増幅する増幅器と、アナログ入力信号から前記増幅器の
出力信号を減算する第1の減算器と、前記第1の減算器
の出力を積分する第1の積分器と、前記第1の積分器の
出力を1/αに減衰する減衰器と、前記減衰器の出力か
ら前記遅延器の出力信号を減算する第2の減算器と、前
記第2の減算器の出力を積分する第2の積分器と、前記
第2の積分器の出力を量子化する量子化器と、前記量子
化器の出力を1サンプル期間遅延するとともにアナログ
信号に変換する前記の遅延器とを具備し、前記量子化器
からディジタル出力信号を取り出すように構成してある
ことを特徴としている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
The sigma modulation circuit includes an amplifier for amplifying the output signal of the delay unit by a predetermined magnification α, a first subtractor for subtracting the output signal of the amplifier from an analog input signal, and integrating the output of the first subtractor. A first integrator, an attenuator for attenuating the output of the first integrator to 1 / α, a second subtractor for subtracting the output signal of the delay unit from the output of the attenuator, A second integrator for integrating the output of the second subtractor, a quantizer for quantizing the output of the second integrator, and delaying the output of the quantizer by one sample period and converting the output to an analog signal And a delay unit that converts the digital output signal from the quantizer.

【0044】従来のα倍(α>1)の電圧の入力信号か
ら、増幅器によりα倍された遅延器の出力を減じた信号
を第1の積分器に入力することで回路のS/N特性に大
きな影響を与えるデルタ・シグマ変調回路の前段部の内
部信号電圧を上げ、一方、積分電圧が大きくなる後段部
へは、第1の積分器の出力を減衰器により1/α倍して
内部信号電圧を従来と同等とすることでデルタ・シグマ
変調回路の後段部のオーバーフローを防ぐという作用を
有する。したがって、S/N特性が良好で、しかも量子
化器の数を増やさず、回路規模を増加しないデルタ・シ
グマ変調回路を提供できる。
The S / N characteristic of the circuit is obtained by inputting a signal obtained by subtracting the output of the delay unit, which has been multiplied by α by the amplifier, from the input signal having a voltage multiplied by α (α> 1) to the first integrator. The internal signal voltage of the first stage of the delta-sigma modulation circuit which has a large effect on the internal signal voltage is increased, while the output of the first integrator is multiplied by 1 / α by the attenuator to the second stage where the integrated voltage is increased. By making the signal voltage equal to the conventional one, there is an effect of preventing an overflow of the subsequent stage of the delta-sigma modulation circuit. Therefore, it is possible to provide a delta-sigma modulation circuit that has good S / N characteristics, does not increase the number of quantizers, and does not increase the circuit scale.

【0045】本発明に係る請求項2のデルタ・シグマ変
調回路は、上記請求項1において、増幅器と第1の減算
器と第1の積分器は、一方の端子がアナログ入力信号の
入力端子に接続され、抵抗値がRである第1の抵抗器
と、一方の端子が遅延器の反転出力端子に接続され、抵
抗値がR/αである第2の抵抗器と、第1の反転増幅器
と、前記第1の反転増幅器の入出力端子間に接続され、
容量値Cをもつ第1の容量とを具備し、前記第1および
第2の抵抗器のそれぞれ他方の端子が前記第1の反転増
幅器の入力端子に接続された状態の第1の加算積分器と
して構成され、減衰器と第2の減算器と第2の積分器
は、一方の端子が前記第1の反転増幅器の出力端子に接
続され、抵抗値がα・Rである第3の抵抗器と、一方の
端子が前記遅延器の非反転出力端子に接続され、抵抗値
がRである第4の抵抗器と、第2の反転増幅器と、前記
第2の反転増幅器の入出力端子間に接続され、容量値C
をもつ第2の容量とを具備し、前記第3および第4の抵
抗器のそれぞれ他方の端子が前記第2の反転増幅器の入
力端子に接続された状態の第2の加算積分器として構成
されていることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the delta-sigma modulation circuit according to the first aspect, the amplifier, the first subtractor, and the first integrator have one terminal connected to an input terminal of an analog input signal. A first resistor having a resistance value of R, a second resistor having one terminal connected to the inverting output terminal of the delay device and having a resistance value of R / α, and a first inverting amplifier. Connected between the input and output terminals of the first inverting amplifier,
A first capacitor having a capacitance value C, wherein the other terminal of each of the first and second resistors is connected to an input terminal of the first inverting amplifier. And an attenuator, a second subtractor, and a second integrator, one terminal of which is connected to the output terminal of the first inverting amplifier, and the third resistor having a resistance value of α · R. One terminal is connected to a non-inverting output terminal of the delay device, and a fourth resistor having a resistance value of R, a second inverting amplifier, and an input / output terminal of the second inverting amplifier. Connected and capacitance value C
And a second capacitor having a second capacitance having the following configuration: the second and third resistors are each configured to have a second terminal connected to an input terminal of the second inverting amplifier. It is characterized by having.

【0046】第1の反転増幅器により、従来のα倍の電
圧の入力信号は第1の抵抗器と第1の容量で決定される
積分定数RCで積分されるとともに、遅延器の反転出力
信号は第2の抵抗器と第1の容量で決定される積分定数
RC/αで積分され、両信号の加算信号が反転されて出
力される。第1の積分器の出力は、第3の抵抗器を介し
て第2の反転増幅器に入力され、第2の容量との組み合
わせで決定される積分定数αRCで積分されるととも
に、遅延器の非反転出力が第4の抵抗器を介して積分定
数RCで積分され、両信号の加算出力が反転されて出力
される。積分電圧が大きくなる後段部へは、第1の積分
器の出力を減衰器により1/α倍して内部信号電圧を従
来と同等とすることで後段部のオーバーフローを防ぐと
いう作用を有する。
The first inverting amplifier integrates an input signal having a voltage α times the conventional value with an integration constant RC determined by the first resistor and the first capacitor, and outputs an inverted output signal of the delay unit. The signal is integrated by an integration constant RC / α determined by the second resistor and the first capacitor, and an added signal of both signals is inverted and output. The output of the first integrator is input to a second inverting amplifier via a third resistor, is integrated by an integration constant αRC determined by a combination with a second capacitor, and outputs a signal from a delay unit. The inverted output is integrated with the integration constant RC via the fourth resistor, and the added output of both signals is inverted and output. The output of the first integrator is multiplied by 1 / α with an attenuator to the subsequent stage where the integrated voltage becomes large, and the internal signal voltage is made equal to the conventional one, thereby preventing the overflow of the subsequent stage.

【0047】以下、本発明に係るデルタ・シグマ変調回
路の具体的な実施の形態について、図面に基づいて詳細
に説明する。
Hereinafter, specific embodiments of the delta-sigma modulation circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0048】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1に係るデルタ・シグマ変調回路の構成を示すブロッ
ク図である。図1において、100は第1の減算器、1
01は第1の積分器、102は減衰率1/α(α>1)
の減衰器、103は第2の減算器、104は第2の積分
器、105は量子化器、106は帰還用の遅延器、10
7は増幅率αの帰還用の増幅器である。アナログ入力信
号αXの入力端子は第1の減算器100の(+)入力端
子に接続され、帰還用の増幅器107の出力端子は第1
の減算器100の(−)入力端子に接続されている。第
1の減算器100の出力端子は第1の積分器101の入
力端子に接続され、第1の積分器101の出力端子は減
衰器102の入力端子に接続されている。減衰器102
の出力端子は第2の減算器103の(+)入力端子に接
続され、帰還用の遅延器106の出力端子は帰還用の増
幅器107の入力端子に接続されているとともに第2の
減算器103の(−)入力端子に接続されている。第2
の減算器103の出力端子は第2の積分器104の入力
端子に接続され、第2の積分器104の出力端子は量子
化器105の入力端子に接続されている。量子化器10
5の出力端子はこのデルタ・シグマ変調回路の出力端子
に接続されているとともに帰還用の遅延器106の入力
端子に接続されている。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a delta-sigma modulation circuit according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 100 is a first subtractor, 1
01 is the first integrator, 102 is the attenuation rate 1 / α (α> 1)
, 103 is a second subtractor, 104 is a second integrator, 105 is a quantizer, 106 is a feedback delay unit, 10
Reference numeral 7 denotes a feedback amplifier having an amplification factor α. The input terminal of the analog input signal αX is connected to the (+) input terminal of the first subtractor 100, and the output terminal of the feedback amplifier 107 is connected to the first input terminal.
Is connected to the (-) input terminal of the subtractor 100. The output terminal of the first subtractor 100 is connected to the input terminal of the first integrator 101, and the output terminal of the first integrator 101 is connected to the input terminal of the attenuator 102. Attenuator 102
Is connected to the (+) input terminal of the second subtractor 103, the output terminal of the feedback delay unit 106 is connected to the input terminal of the feedback amplifier 107, and the second subtractor 103 (-) Input terminal. Second
The output terminal of the subtractor 103 is connected to the input terminal of the second integrator 104, and the output terminal of the second integrator 104 is connected to the input terminal of the quantizer 105. Quantizer 10
The output terminal 5 is connected to the output terminal of the delta-sigma modulation circuit and to the input terminal of the delay 106 for feedback.

【0049】帰還用の増幅器107は遅延器106から
出力される帰還信号FBをα倍に増幅し、その帰還信号
FBをα倍に増幅した信号が第1の減算器100に入力
される。アナログ入力信号αXは、第1の減算器100
により増幅器107からの帰還信号FBをα倍にされた
信号との差分を取られた後、第1の積分器101によっ
て積分される。第1の積分器101の積分出力は、減衰
器102によって1/α倍に減衰された後、第2の減算
器103によって遅延器106からの帰還信号FBとの
差分を取られ、第2の積分器104で積分される。第2
の積分器104の積分出力は量子化器105により量子
化され、ディジタル出力信号Yとして出力されるととも
に、帰還用の遅延器106に入力される。
The feedback amplifier 107 amplifies the feedback signal FB output from the delay unit 106 by α times, and a signal obtained by amplifying the feedback signal FB by α times is input to the first subtractor 100. The analog input signal αX is supplied to the first subtractor 100
Then, the difference between the feedback signal FB from the amplifier 107 and the signal obtained by multiplying the feedback signal FB by α is calculated by the first integrator 101. The integrated output of the first integrator 101 is attenuated by a factor of 1 / α by the attenuator 102, and the difference between the integrated output of the first integrator 101 and the feedback signal FB from the delay unit 106 is calculated by the second subtractor 103. The integration is performed by the integrator 104. Second
The integrated output of the integrator 104 is quantized by a quantizer 105, output as a digital output signal Y, and input to a feedback delay 106.

【0050】帰還用の遅延器106は、量子化されたデ
ィジタル出力信号Yを1サンプル期間だけ遅延した後、
信号Yの大きさに応じたアナログ信号に変換する機能を
もつ。
The feedback delay 106 delays the quantized digital output signal Y by one sample period,
It has a function of converting into an analog signal corresponding to the magnitude of the signal Y.

【0051】以上の回路構成において、このデルタ・シ
グマ変調回路の伝達特性は、Z変換表示を用いて、入力
信号をαX(Z)、量子化器105の出力信号、量子化
雑音をそれぞれY(Z),Q(Z)とすると、
In the above circuit configuration, the transfer characteristics of the delta-sigma modulation circuit are expressed by using the Z-transformation notation, where the input signal is αX (Z), the output signal of the quantizer 105 and the quantization noise are Y ( Z), Q (Z),

【0052】[0052]

【数12】 (Equation 12)

【0053】となる。これを解くと、Is as follows. Solving this,

【0054】[0054]

【数13】 (Equation 13)

【0055】となり、特性的には、図4に示される従来
のデルタ・シグマ変調回路についての(数2)と同じ特
性となる。
In terms of characteristics, the characteristics are the same as those of (Expression 2) for the conventional delta-sigma modulation circuit shown in FIG.

【0056】しかしながら、実際的な回路で存在する内
部回路雑音を考慮した場合、回路のS/N特性に違いが
ある。内部回路雑音を図1および図4における第1およ
び第2の積分器101,104、401,403に対す
る入力換算雑音として代表させた場合の回路ブロックを
図2および図5に示す。
However, when internal circuit noise existing in a practical circuit is considered, there is a difference in the S / N characteristics of the circuit. FIGS. 2 and 5 show circuit blocks in a case where the internal circuit noise is represented as the input conversion noise for the first and second integrators 101, 104, 401, and 403 in FIGS.

【0057】図2における符号100〜107の構成要
素は図1と同じものであって、200の第1の加算器お
よび201の第2の加算器は内部回路雑音の影響を説明
するために便宜的に図中に付加したものであり、実際の
回路の構成要素ではない。
The components denoted by reference numerals 100 to 107 in FIG. 2 are the same as those in FIG. 1, and the first adder 200 and the second adder 201 are convenient for explaining the effect of internal circuit noise. It is added to the drawing in the drawing, and is not a component of an actual circuit.

【0058】図5においても同様であり、図中の符号4
00〜405の構成要素は図4と同じものであって、5
00の第1の加算器および501の第2の加算器は内部
回路雑音の説明のためのものであり、実際の回路の構成
要素ではない。
The same applies to FIG. 5, and reference numeral 4 in FIG.
The components of 00 to 405 are the same as those in FIG.
The first adder of 00 and the second adder of 501 are for explanation of internal circuit noise and are not components of an actual circuit.

【0059】まず、図5に示す従来のデルタ・シグマ変
調回路の場合について説明する。
First, the case of the conventional delta-sigma modulation circuit shown in FIG. 5 will be described.

【0060】第1の減算器400と第1の積分器401
で構成されるデルタ・シグマ変調回路の前段部502の
内部回路雑音が第1の積分器401の入力等価雑音ε1
として第1の加算器500に加えられ、第2の減算器4
02と第2の積分器403で構成されるデルタ・シグマ
変調回路の後段部503の内部回路雑音が第2の積分器
403の入力等価雑音ε2として第2の加算器501に
加えられる。
First subtractor 400 and first integrator 401
The internal circuit noise of the pre-stage 502 of the delta-sigma modulation circuit composed of
Is added to the first adder 500, and the second subtractor 4
02 and the internal circuit noise of the latter stage 503 of the delta-sigma modulation circuit composed of the second integrator 403 are added to the second adder 501 as the input equivalent noise ε2 of the second integrator 403.

【0061】内部回路雑音を含めた伝達特性をZ変換表
示を用いて表すと、
When the transfer characteristics including the internal circuit noise are represented by using a Z-transform expression,

【0062】[0062]

【数14】 [Equation 14]

【0063】となる。これを解くと、Is obtained. Solving this,

【0064】[0064]

【数15】 (Equation 15)

【0065】となる。前段部502の内部回路雑音ε1
成分はそのまま出力に現れる。しかし、後段部503の
内部回路雑音ε2成分には
Is obtained. Internal circuit noise ε1 of former stage 502
The component appears as is in the output. However, the internal circuit noise ε2 component of the latter stage 503 includes

【0066】[0066]

【数16】 (Equation 16)

【0067】なる伝達特性の係数H(Z)がかかる。The transfer characteristic coefficient H (Z) is applied.

【0068】(数16)は微分特性を表しており、低域
の雑音レベルが抑圧されているため、後段部503の内
部回路雑音ε2がS/N特性に与える影響は小さい。
(Equation 16) represents the differential characteristic, and since the low-frequency noise level is suppressed, the influence of the internal circuit noise ε2 of the subsequent stage 503 on the S / N characteristic is small.

【0069】例えば、オーバーサンプル比が64の場
合、後段部503の内部回路雑音ε2がデルタ・シグマ
変調回路のS/N特性に与える影響は、前段部502の
内部回路雑音ε1が与える影響に対し約−28dBのレ
ベルでありほとんど無視することができる。これに対し
て、前段部502の内部回路雑音ε1による影響は大き
い。したがって、(数15)は結果的に概略として(数
17)となる。
For example, when the oversampling ratio is 64, the influence of the internal circuit noise ε2 of the rear stage 503 on the S / N characteristic of the delta-sigma modulation circuit is different from the influence of the internal circuit noise ε1 of the front stage 502 on the sigma. The level is about -28 dB and can be almost ignored. On the other hand, the influence of the internal circuit noise ε1 of the former stage 502 is large. Therefore, (Equation 15) is approximately (Equation 17) as a result.

【0070】[0070]

【数17】 [Equation 17]

【0071】一方、図4に示される従来のデルタ・シグ
マ変調回路について述べたように、第1の積分器401
の積分電圧はアナログ入力信号Xの1〜2倍程度必要と
され、第2の積分器403の積分電圧は2〜4倍程度必
要とされるため、相対的にアナログ入力信号Xの振幅を
減少させていた。そして、その結果として、内部雑音の
影響を受けやすくなり、回路全体のS/N特性が劣化す
るという問題点があった。
On the other hand, as described with reference to the conventional delta-sigma modulation circuit shown in FIG.
Is required to be about 1 to 2 times the analog input signal X, and the integrated voltage of the second integrator 403 is required to be about 2 to 4 times, so that the amplitude of the analog input signal X is relatively reduced. I was letting it. As a result, there is a problem in that the circuit is easily affected by internal noise, and the S / N characteristics of the entire circuit deteriorate.

【0072】次に、本発明の実施の形態1に係るデルタ
・シグマ変調回路の場合について図2を用いて説明す
る。
Next, the case of the delta-sigma modulation circuit according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0073】図5に示す従来のデルタ・シグマ変調回路
の場合と同様に、第1の減算器100と第1の積分器1
01で構成されるデルタ・シグマ変調回路の前段部20
3の内部回路雑音を第1の積分器101の入力等価雑音
ε1として第1の加算器200に加え、第2の減算器1
03と第2の積分器104で構成されるデルタ・シグマ
変調回路の後段部204の内部回路雑音を第2の積分器
104の入力等価雑音ε2として第2の加算器201に
加える。
As in the case of the conventional delta-sigma modulation circuit shown in FIG. 5, the first subtractor 100 and the first integrator 1
01 of the delta-sigma modulation circuit comprising
3 is added to the first adder 200 as the input equivalent noise ε1 of the first integrator 101, and the second subtractor 1
The internal circuit noise of the subsequent stage 204 of the delta-sigma modulation circuit composed of the second integrator 104 and the second integrator 104 is added to the second adder 201 as the input equivalent noise ε2 of the second integrator 104.

【0074】ここで、第1の積分器101の積分電圧は
第2の積分器104の積分電圧より小さいため、第1の
積分器101における内部信号レベルに関しては増幅す
ることが可能である。ここでの増幅度をα(>1)とし
たとき、アナログ入力信号の振幅は従来のα倍、すなわ
ちαXの振幅の入力信号を与えることができる。ただ
し、そのままでは第2の積分器104でオーバーフロー
するため、第2の積分器104へ入力する信号レベルは
減衰器102により1/αに減衰しておく。
Since the integrated voltage of the first integrator 101 is smaller than the integrated voltage of the second integrator 104, the internal signal level of the first integrator 101 can be amplified. When the amplification degree is α (> 1), the amplitude of the analog input signal can be given as α times the amplitude of the conventional signal, that is, an input signal having an amplitude of αX. However, the signal level input to the second integrator 104 is attenuated to 1 / α by the attenuator 102 because the signal overflows in the second integrator 104 as it is.

【0075】内部回路雑音を含めた伝達特性をZ変換表
示を用いて表すと、
When the transfer characteristic including the internal circuit noise is represented by using a Z-transform expression,

【0076】[0076]

【数18】 (Equation 18)

【0077】となる。これを解くと、Is obtained. Solving this,

【0078】[0078]

【数19】 [Equation 19]

【0079】となり、微分項を無視すると、(数19)
は結果的に概略として(数20)となる。
When the differential term is ignored, (Equation 19)
Is approximately (Equation 20) as a result.

【0080】[0080]

【数20】 (Equation 20)

【0081】(数17)と(数20)との比較から明ら
かなように、デルタ・シグマ変調回路のS/N特性に大
きく影響を及ぼす前段部203の内部回路雑音ε1によ
る影響が従来に比べ、1/αとなり、S/N特性が大幅
に改善される。
As is clear from the comparison between (Equation 17) and (Equation 20), the influence of the internal circuit noise ε1 of the former stage 203, which greatly affects the S / N characteristics of the delta-sigma modulation circuit, is larger than that of the conventional one. , 1 / α, and the S / N characteristics are greatly improved.

【0082】一方、図6に示したデルタ・シグマ変調回
路の場合、第2の積分器604の積分電圧は抑圧されて
いるが、第1の積分器601は従来通りであり入力可能
な信号電圧は第1の積分器601側で制限されてしまう
ため、性能的には本実施の形態1と同等程度である。そ
して、図6の場合には高価な量子化器を2つ必要とした
のに対して、本実施の形態1の場合は量子化器は1つで
すみ、コストダウンを図ることができる。すなわち、量
子化器の数を増やさずに回路規模を増加させることな
く、S/N特性を向上させることが可能となる。
On the other hand, in the case of the delta-sigma modulation circuit shown in FIG. 6, while the integrated voltage of the second integrator 604 is suppressed, the first Is limited on the side of the first integrator 601, and the performance is almost the same as that of the first embodiment. In the case of FIG. 6, two expensive quantizers are required, whereas in the case of the first embodiment, only one quantizer is required, and the cost can be reduced. That is, it is possible to improve the S / N characteristics without increasing the circuit scale without increasing the number of quantizers.

【0083】(実施の形態2)次に、以下、本発明の実
施の形態2に係るデルタ・シグマ変調回路について、図
3に基づいて詳細に説明する。
(Embodiment 2) Next, a delta-sigma modulation circuit according to Embodiment 2 of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

【0084】図3において、300は第1の抵抗器、3
01は第2の抵抗器、302は第1の容量、303は第
1の反転増幅器、304は第3の抵抗器、305は第4
の抵抗器、306は第2の容量、307は第2の反転増
幅器、308は量子化器、309は遅延器である。第1
の抵抗器300の一端はアナログ入力信号αXの入力端
子に接続され、他端は第1の反転増幅器303の入力端
子に接続されている。第2の抵抗器301は第1の抵抗
器300の抵抗値Rの1/α倍の抵抗値R/αをもち、
その一端は遅延器309の反転出力端子に接続され、他
端は第1の抵抗器300と第1の反転増幅器303との
接続点Aに接続されている。第1の容量302は第1の
反転増幅器303の出力端子と前記接続点Aとの間に接
続されている。前記の第1の抵抗器300と第2の抵抗
器301と第1の反転増幅器303と第1の容量302
によって第1の加算積分器310が構成されている。こ
の第1の加算積分器310は、図1の増幅器107と第
1の減算器100と第1の積分器101と等価なもので
ある。第3の抵抗器304は第1の抵抗器300の抵抗
値Rのα倍の抵抗値α・Rをもち、その一端は第1の反
転増幅器303の出力端子に接続され、他端は第2の反
転増幅器307の入力端子に接続されている。第4の抵
抗器305は第1の抵抗器300の抵抗値Rと同じ抵抗
値Rをもち、その一端は遅延器309の非反転出力端子
に接続され、他端は第3の抵抗器304と第2の反転増
幅器307との接続点Bに接続されている。第2の容量
306は第2の反転増幅器307の出力端子と前記接続
点Bとの間に接続されている。第2の反転増幅器307
の出力端子は量子化器308の入力端子に接続され、量
子化器308の出力端子はこのデルタ・シグマ変調回路
の出力端子に接続されているとともに、遅延器309の
入力端子に接続されている。
In FIG. 3, reference numeral 300 denotes a first resistor, 3
01 is a second resistor, 302 is a first capacitor, 303 is a first inverting amplifier, 304 is a third resistor, and 305 is a fourth resistor.
, 306 is a second capacitor, 307 is a second inverting amplifier, 308 is a quantizer, and 309 is a delay unit. First
One end of the resistor 300 is connected to the input terminal of the analog input signal αX, and the other end is connected to the input terminal of the first inverting amplifier 303. The second resistor 301 has a resistance value R / α that is 1 / α times the resistance value R of the first resistor 300,
One end is connected to the inverted output terminal of the delay unit 309, and the other end is connected to a connection point A between the first resistor 300 and the first inverted amplifier 303. The first capacitor 302 is connected between the output terminal of the first inverting amplifier 303 and the connection point A. The first resistor 300, the second resistor 301, the first inverting amplifier 303, and the first capacitor 302
Constitutes a first addition integrator 310. The first addition integrator 310 is equivalent to the amplifier 107, the first subtractor 100, and the first integrator 101 in FIG. The third resistor 304 has a resistance value α · R that is α times the resistance value R of the first resistor 300, one end of which is connected to the output terminal of the first inverting amplifier 303, and the other end of which has the second value. Is connected to the input terminal of the inverting amplifier 307. The fourth resistor 305 has the same resistance R as the resistance R of the first resistor 300, one end of which is connected to the non-inverting output terminal of the delay unit 309, and the other end of which is connected to the third resistor 304. It is connected to a connection point B with the second inverting amplifier 307. The second capacitor 306 is connected between the output terminal of the second inverting amplifier 307 and the connection point B. Second inverting amplifier 307
Is connected to the input terminal of the quantizer 308, and the output terminal of the quantizer 308 is connected to the output terminal of the delta-sigma modulation circuit and to the input terminal of the delay unit 309. .

【0085】アナログ入力信号αXは抵抗値Rをもつ第
1の抵抗器300を介して第1の反転増幅器303に入
力される。また第1の反転増幅器303には、遅延器3
09により1サンプル期間遅延され、かつ符号が反転さ
れた量子化器出力信号/FB(この明細書では、表記の
都合上、図面において符号FBの上に付けられた反転を
示すバーに代えて『/』を用いて/FBのように表すこ
ととする)が抵抗値R/αをもつ第2の抵抗器301を
介して入力される。これらの信号は、第1の反転増幅器
303、第1の抵抗器300、第2の抵抗器301およ
び第1の反転増幅器303の入出力間に挿入された容量
値Cをもつ第1の容量302で構成される第1の加算積
分器310で積分される。
The analog input signal αX is input to the first inverting amplifier 303 via the first resistor 300 having the resistance value R. The first inverting amplifier 303 includes a delay unit 3
09 and the sign of the quantizer output signal / FB delayed by one sample period and inverted (for the sake of notation, in this specification, instead of the bar indicating the inversion in FIG. /) Is input via a second resistor 301 having a resistance value R / α. These signals are supplied to a first inverting amplifier 303, a first resistor 300, a second resistor 301, and a first capacitor 302 having a capacitance value C inserted between the input and output of the first inverting amplifier 303. Are integrated by the first addition integrator 310 composed of

【0086】第1の反転増幅器303の出力は、抵抗値
α・Rをもつ第3の抵抗器304を介して第2の反転増
幅器307に入力される。また第2の反転増幅器307
には、遅延器309により1サンプル期間遅延された量
子化器出力信号FBが抵抗値Rをもつ第4の抵抗器30
5を介して入力される。これらの信号は、第2の反転増
幅器307、第3の抵抗器304、第4の抵抗器305
および第2の反転増幅器307の入出力間に挿入された
容量値Cをもつ第2の容量306で構成される第2の加
算積分器311で積分される。
The output of the first inverting amplifier 303 is input to the second inverting amplifier 307 via the third resistor 304 having the resistance value α · R. Also, the second inverting amplifier 307
The quantizer output signal FB delayed by one sample period by the delay unit 309 has a resistance R
5 is input. These signals are supplied to a second inverting amplifier 307, a third resistor 304, and a fourth resistor 305.
And a second addition integrator 311 composed of a second capacitor 306 having a capacitance value C inserted between the input and output of the second inverting amplifier 307.

【0087】第2の反転増幅器307の出力は量子化器
308で量子化され、ディジタル出力信号Yとして取り
出されるとともに、遅延器309によって1サンプル期
間だけ遅延され、アナログ化されて量子化器出力信号F
Bおよび/FBに変換される。
The output of the second inverting amplifier 307 is quantized by the quantizer 308 and is taken out as a digital output signal Y. The output is delayed by one sample period by the delay unit 309 and is converted into an analog signal. F
B and / FB.

【0088】ここで、抵抗値Rと容量値Cで決定される
時定数R・Cは、デルタ・シグマ変調回路のサンプリン
グ周波数をfsとすると、
Here, the time constant R · C determined by the resistance value R and the capacitance value C is given by fs where the sampling frequency of the delta-sigma modulation circuit is fs.

【0089】[0089]

【数21】 (Equation 21)

【0090】となるように選ばれる。Is selected so that

【0091】第1の抵抗器300と第2の抵抗器301
との接続点Aは、ここに遅延器309の反転された量子
化器出力信号/FBを入力するので、図1の第1の減算
器100の役割を果たす。アナログ入力信号αXは量子
化器308に対しては2つの反転増幅器303,307
を介して入力されているので、結果的に反転は生じな
い。第3の抵抗器304と第4の抵抗器305との接続
点Bは、ここに遅延器309の反転されない量子化器出
力信号FBを入力しているが、第3の抵抗器304の前
段の第1の反転増幅器303で反転が行われているの
で、図1の第2の減算器103の役割を果たす。
First resistor 300 and second resistor 301
Since the connection point A to this receives the inverted quantizer output signal / FB of the delay unit 309, it functions as the first subtractor 100 in FIG. The analog input signal αX is supplied to a quantizer 308 by two inverting amplifiers 303 and 307.
, No inversion occurs as a result. A connection point B between the third resistor 304 and the fourth resistor 305 receives the non-inverted quantizer output signal FB of the delay unit 309 here. Since the inversion is performed by the first inverting amplifier 303, it plays the role of the second subtractor 103 in FIG.

【0092】第2の抵抗器301の抵抗値R/αは第1
の抵抗器300の抵抗値Rの1/α倍であるので、第1
の抵抗器300側の積分利得を1(基準値)とした場
合、第2の抵抗器301側の積分利得はαとなり、図1
における増幅器107の役割を抵抗器で代用することが
できる。
The resistance value R / α of the second resistor 301 is equal to the first resistance value R / α.
Is 1 / α times the resistance value R of the resistor 300 of FIG.
When the integral gain on the side of the resistor 300 is set to 1 (reference value), the integral gain on the side of the second resistor 301 is α, and FIG.
Can be replaced by a resistor.

【0093】また、第3の抵抗器304の抵抗値α・R
は第1の抵抗器300の抵抗値Rのα倍であるので、第
3の抵抗器304側の積分利得は1/αとなり、図1に
おける減衰器102の役割を抵抗器で代用することがで
きる。
The resistance value α · R of the third resistor 304
Is α times the resistance value R of the first resistor 300, the integral gain of the third resistor 304 is 1 / α, and the role of the attenuator 102 in FIG. 1 can be replaced by a resistor. it can.

【0094】したがって、図2のデルタ・シグマ変調回
路は図1のデルタ・シグマ変調回路と電気的に等価であ
り、前述同様に、量子化器の数を増やさずに回路規模を
増加させることなく、S/N特性を向上させることが可
能となる。
Therefore, the delta-sigma modulation circuit of FIG. 2 is electrically equivalent to the delta-sigma modulation circuit of FIG. 1 and, as described above, without increasing the number of quantizers and without increasing the circuit scale. , S / N characteristics can be improved.

【0095】[0095]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のデルタ・
シグマ変調回路によれば、量子化器の数を増やさず回路
規模の増加を伴うことなく、回路のS/N特性を向上す
ることができる。
As described in detail above, the present invention provides a
According to the sigma modulation circuit, the S / N characteristics of the circuit can be improved without increasing the number of quantizers and without increasing the circuit scale.

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

【図1】本発明の実施の形態1に係るデルタ・シグマ変
調回路の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a delta-sigma modulation circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1に係るデルタ・シグマ変
調回路における内部回路雑音の影響を説明するための擬
似的なブロック図である。
FIG. 2 is a pseudo block diagram for explaining the influence of internal circuit noise in the delta-sigma modulation circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態2に係るデルタ・シグマ変
調回路の構成を示すブロック回路図である。
FIG. 3 is a block circuit diagram showing a configuration of a delta-sigma modulation circuit according to Embodiment 2 of the present invention.

【図4】第1の従来の技術に係るデルタ・シグマ変調回
路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 delta-sigma modulation circuit according to a first conventional technique.

【図5】第1の従来の技術に係るデルタ・シグマ変調回
路における内部回路雑音の影響を説明するための擬似的
なブロック図である。
FIG. 5 is a pseudo block diagram for explaining the influence of internal circuit noise in a delta-sigma modulation circuit according to a first conventional technique.

【図6】第2の従来の技術に係るデルタ・シグマ変調回
路の構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a delta-sigma modulation circuit according to a second conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100……第1の減算器 101……第1の積分器 102……減衰器 103……第2の減算器 104……第2の積分器 105……量子化器 106……遅延器 107……増幅器 203……前段部 204……後段部 300……抵抗値Rの第1の抵抗器 301……抵抗値R/αの第2の抵抗器 302……容量値Cの第1の容量 303……第1の反転増幅器 304……抵抗値α・Rの第3の抵抗器 305……抵抗値Rの第4の抵抗器 306……容量値Cの第2の容量 307……第2の反転増幅器 308……量子化器 309……遅延器 310……第1の加算積分器 311……第2の加算積分器 α……増幅率 100 first subtractor 101 first integrator 102 attenuator 103 second subtractor 104 second integrator 105 quantizer 106 delay 107 .., An amplifier 203... A first stage 204... A second stage 300... A first resistor 301 with a resistance value R 301... A second resistor 302 with a resistance value R / α 302. ... A first inverting amplifier 304... A third resistor 305 having a resistance value α · R 305 a fourth resistor 306 having a resistance value R 306 a second capacitor 307 having a capacitance value C 307. Inverting amplifier 308 Quantizer 309 Delay device 310 First addition integrator 311 Second addition integrator α α

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 帰還用の遅延器の出力信号を所定の倍率
αで増幅する増幅器と、 アナログ入力信号から前記増幅器の出力信号を減算する
第1の減算器と、 前記第1の減算器の出力を積分する第1の積分器と、 前記第1の積分器の出力を1/αに減衰する減衰器と、 前記減衰器の出力から前記遅延器の出力信号を減算する
第2の減算器と、 前記第2の減算器の出力を積分する第2の積分器と、 前記第2の積分器の出力を量子化する量子化器と、 前記量子化器の出力を1サンプル期間遅延するとともに
アナログ信号に変換する前記の遅延器とを具備し、 前記量子化器からディジタル出力信号を取り出すように
構成してあることを特徴とするデルタ・シグマ変調回
路。
1. An amplifier for amplifying an output signal of a feedback delay unit with a predetermined magnification α, a first subtractor for subtracting an output signal of the amplifier from an analog input signal, and a first subtractor. A first integrator for integrating the output; an attenuator for attenuating the output of the first integrator to 1 / α; a second subtractor for subtracting the output signal of the delay unit from the output of the attenuator A second integrator for integrating the output of the second subtractor, a quantizer for quantizing the output of the second integrator, and delaying the output of the quantizer by one sample period. A delta-sigma modulation circuit, comprising: the above-mentioned delay unit for converting the digital output signal into an analog signal; and extracting a digital output signal from the quantizer.
【請求項2】 増幅器と第1の減算器と第1の積分器
は、 一方の端子がアナログ入力信号の入力端子に接続され、
抵抗値がRである第1の抵抗器と、 一方の端子が遅延器の反転出力端子に接続され、抵抗値
がR/αである第2の抵抗器と、 第1の反転増幅器と、 前記第1の反転増幅器の入出力端子間に接続され、容量
値Cをもつ第1の容量とを具備し、 前記第1および第2の抵抗器のそれぞれ他方の端子が前
記第1の反転増幅器の入力端子に接続された状態の第1
の加算積分器として構成され、 減衰器と第2の減算器と第2の積分器は、 一方の端子が前記第1の反転増幅器の出力端子に接続さ
れ、抵抗値がα・Rである第3の抵抗器と、 一方の端子が前記遅延器の非反転出力端子に接続され、
抵抗値がRである第4の抵抗器と、 第2の反転増幅器と、 前記第2の反転増幅器の入出力端子間に接続され、容量
値Cをもつ第2の容量とを具備し、 前記第3および第4の抵抗器のそれぞれ他方の端子が前
記第2の反転増幅器の入力端子に接続された状態の第2
の加算積分器として構成されていることを特徴とする請
求項1に記載のデルタ・シグマ変調回路。
2. An amplifier, a first subtractor, and a first integrator, one terminal of which is connected to an input terminal of an analog input signal;
A first resistor having a resistance value of R, a second resistor having one terminal connected to the inverting output terminal of the delay device and having a resistance value of R / α, a first inverting amplifier, A first capacitor connected between the input and output terminals of the first inverting amplifier and having a capacitance value C, and the other terminals of the first and second resistors are respectively connected to the first inverting amplifier. The first connected to the input terminal
And an attenuator, a second subtractor, and a second integrator each having one terminal connected to the output terminal of the first inverting amplifier and having a resistance value α · R. A resistor connected to a non-inverting output terminal of the delay device;
A fourth resistor having a resistance value of R, a second inverting amplifier, and a second capacitor having a capacitance value C connected between input and output terminals of the second inverting amplifier; A second resistor connected to the input terminal of the second inverting amplifier with the other terminal of each of the third and fourth resistors connected thereto;
2. The delta-sigma modulation circuit according to claim 1, wherein the delta-sigma modulation circuit is configured as an addition integrator.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010263483A (en) * 2009-05-08 2010-11-18 Sony Corp Delta-Sigma MODULATOR

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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