JPH11355142A - シグマ―デルタ変調器および信号をデジタル化する方法 - Google Patents
シグマ―デルタ変調器および信号をデジタル化する方法Info
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Abstract
ジタル化する方法とを提供する。 【解決手段】 シグマ−デルタ変調器10は、シグマ−
デルタ変調器10の次数を改変する少なくとも1つのス
イッチ16を備える。シグマ−デルタ変調器10の次数
は、受信されるアナログ信号の通信プロトコルに基づい
て変更される。さらに詳しくは、シグマ−デルタ変調器
10の次数は、情報帯域幅の広い通信プロトコルに関し
ては大きくなる。あるいは、情報帯域幅の狭い通信プロ
トコルに関してはシグマ−デルタ変調器10の次数は小
さくなる。
Description
タル変換器(ADC: Analog-to-Digital Converters)に
関し、さらに詳しくは、シグマ−デルタ・アナログ−デ
ジタル変換器に関する。
ログ−デジタル変換器(ADC)を構築するには2つの基
本的な方法、すなわち開ループ法と帰還法とがある。開
ループ変換器は、入力電圧が印加されると直接的にデジ
タル・コードを生成し、動作中は非同期であるのが一般
的である。帰還変換器は、入力信号からデジタル・コー
ドのシーケンスを生成し、これらのデジタル・コードを
アナログ信号に再変換する。
グマ−デルタ法は、開ループ変換器に用いられる抵抗や
キャパシタなど、精密に整合されるオンチップ部品を用
いる代わりに精密なタイミングにより高解像度を実現す
るので魅力的である。このため、シグマ−デルタ法は、
多くの集積回路用途に関して選定される方法となる。
力信号を受信し、このアナログ入力信号から帰還信号を
減じて誤差信号とする。誤差信号は、低域通過フィルタ
内で処理され、量子化されてデジタル出力信号を形成す
る。帰還デジタル−アナログ変換器(DAC: Digital-to-
Analog Converter)が、デジタル出力信号をアナログ形
式に変換してから帰還信号を設ける。帰還DACの他に
は、基本的なシグマ−デルタADCは、演算増幅器,比較
器および切換キャパシタ・フィルタなどの従来のアナロ
グ部品により構築される。基本的なシグマ−デルタADC
は通常、高解像度をもたらすが、これは集積回路のクロ
ック速度によりアナログ入力信号を高度にオーバーサン
プリングすることが可能になるためである。基本的なシ
グマ−デルタADCは、信号対雑音比(SNR: Signal-to-No
ise Ratio)も高いが、これは低域通過フィルタが量子
化ノイズを帯域外に整形し、これが従来の濾波法により
充分に減衰されるためである。
回路処理において実現することは容易であり、一般に性
能も高いが、ある用途に関しては理想的とは言えない。
たとえば、基本的なシグマ−デルタADCを有する受信機
は、符号分割多重接続(CDMA:Code Division Multiple
Access),時分割多重接続(TDMA: Time Division Mult
iple Access),汎ヨーロッパ・デジタル化移動体通信
システム(GSM: GlobalSystem for Mobile Communicati
on),アンプス(AMPS: Advanced Mobile Phone Servic
e)などの多重通信プロトコルを受信するには理想的で
はない。これらのプロトコルは、各々が異なる情報帯域
幅を有する。たとえばCDMA信号の情報帯域幅は約1メガ
ヘルツ(MHz)であり、GSM信号の情報帯域幅は約200
キロヘルツ(kHz)である。多重通信プロトコルを受信
する基本的なシグマ−デルタADCを有する受信機の問題
は、シグマ−デルタADCのダイナミック・レンジが被受
信信号の情報帯域幅に伴って可変することである。シグ
マ−デルタADCのダイナミック・レンジは、被受信信号
の情報帯域幅が大きくなるにつれて小さくなる。
−デルタADCおよび方法を有することが有益である。シ
グマ−デルタADCが、シグマ−デルタADCのダイナミック
・レンジを維持しながら調整可能な情報帯域幅を有する
ことがさらに有利である。
ログ信号をデジタル化するシグマ−デルタ変調器と方法
とを提供する。本発明により、シグマ−デルタ変調器
は、信号のプロトコルに応じて信号経路を選択する少な
くとも1つのスイッチを具備する。シグマ−デルタ変調
器の次数は、信号のプロトコルにより変わる。さらに詳
しくは、シグマ−デルタ変調器の次数は、広い情報帯域
幅を有するプロトコルに関しては大きくなる。あるい
は、シグマ−デルタ変調器の次数は、狭い情報帯域幅を
有するプロトコルに関しては小さくなる。このようにし
てシグマ−デルタ変調器の次数を改変することにより、
可変する情報帯域幅を有する信号を受信しながらダイナ
ミック・レンジを維持するシグマ−デルタ変調器が得ら
れる。言い換えると、シグマ−デルタ変調器のダイナミ
ック・レンジは、情報帯域幅が狭い信号の受信に関して
も情報帯域幅の広い信号の受信に関しても実質的に一定
である。
−デルタ変調器10のブロック図である。シグマ−デル
タ変調器10は、アナログ入力信号VINを受信する入力
端子11と出力端子12とを有する。また、シグマ−デ
ルタ変調器10は、入力端子11に接続される正入力と
負入力と出力とを有する加算器13を備える。当業者に
は認識頂けようが、加算器13の機能は、反転利得段を
前段とする2つの正入力を有する加算器を用いても達成
することができる。加算器13の出力はフィルタ14の
入力に接続され、フィルタ14の出力はスイッチ16に
接続される。たとえば、フィルタ14は四次低域通過フ
ィルタであり、スイッチ16は複数の端子17,18,
19を有する単投二極スイッチである。端子17はフィ
ルタ14の出力に、端子18は四次低域通過フィルタ2
1の入力に、端子19は伝送経路22の第1端子に接続
される。伝送経路22の第2端子は、複数の端子26,
27,28を有する単投二極スイッチ24に接続され
る。端子26は伝送経路22の第2端子に、端子27は
フィルタ21の出力に、端子28は量子化装置31の入
力に接続される。量子化装置31の出力は、出力端子1
2と、デジタル−アナログ変換器(DAC)33の入力と
に共通して接続される。DAC33の出力は、加算器13
の負入力に接続される。この例では、量子化装置31
は、単ビット量子化装置であり、DAC33は単ビットDAC
である。量子化装置31が多重ビット量子化装置であっ
ても、DAC33が多重ビットDACであってもよいことに注
目されたい。
して図示されるが、これは本発明の制約事項ではない。
たとえば、スイッチ16,24を伝送ゲートとすること
もできる。スイッチ16,24の位置により、フィルタ
14の出力は伝送経路22を介して量子化装置31の入
力に結合されるか、あるいはフィルタ14の出力はフィ
ルタ21を介して量子化装置31の入力に結合される。
言い換えると、フィルタ14の出力から量子化装置31
の入力への信号経路は、スイッチ16,24の位置をト
グル操作することにより選択される。
(図示せず)によって2つの位置のいずれかに制御され
る。適切な制御装置の例としては、中央処理装置(CP
U),特定用途向け集積回路(ASIC),デジタル信号プ
ロセッサ(DSP)などがある。スイッチ16が第1位置
にあるとき、フィルタ14の出力はフィルタ21の入力
に電気的に接続される。一方で、スイッチ16が第2位
置にあるとき、フィルタ14の出力は伝送経路22の第
1端子に電気的に接続される。同様に、スイッチ24が
第1位置にあるとき、フィルタ21の出力は量子化装置
31の入力に電気的に接続される。スイッチ24が第2
位置にあるとき、量子化装置31の入力は伝送経路22
の第2端子に電気的に接続される。
ッチ16,24の位置を変更することにより改変され
る。さらに詳しくは、、シグマ−デルタ変調器10の次
数は、スイッチ16,24の位置を変更することにより
改変される。たとえば、スイッチ16,24が第1位置
にあるとき、シグマ−デルタ変調器10は八次シグマ−
デルタ変調器である。スイッチ16,24が第2位置に
あるときシグマ−デルタ変調器10は四次シグマ−デル
タ変調器である。フィルタ14,21は四次帯域通過フ
ィルタとして説明されるが、これは本発明の制約事項で
はない。フィルタ14,21は、一次の低域通過フィル
タでも、二次の低域通過フィルタなどでもよい。また、
フィルタ14,21は異なる次数を有することができ
る。たとえば、フィルタ14を二次低域通過フィルタと
し、フィルタ21を四次低域通過フィルタとすることも
できる。
力信号VINの通信プロトコルに応じて設定される。ある
例では、制御装置(図示せず)がアナログ入力信号VIN
の通信プロトコルを決定する。制御装置は、スイッチ1
6,24を第1位置に設定して200kHzの広い情報帯
域幅を有する通信プロトコルに関して、より高次のシグ
マ−デルタ変調器を提供する。スイッチ16,24は制
御装置により第2位置に設定されて、10kHzの狭い情
報帯域幅を有する通信プロトコルについてはより低次の
シグマ−デルタ変調器を提供する。シグマ−デルタ変調
器10の次数を大きくすることにより、変調器10のダ
イナミック・レンジを、情報帯域幅の狭いアナログ信号
の受信時にも情報帯域幅の広いアナログ信号の受信時に
も実質的に一定にすることができる。また、第1位置と
第2位置との間でスイッチ16,24をトグル操作しな
がら、シグマ−デルタ変調器10の非能動部分の電力を
削減したり、オフにして電力の節約をすることができ
る。この例では、スイッチ16,24が第2位置にある
とき、フィルタ21が変調器10の非能動部分となる。
従って、フィルタ21の能動要素をオフにすることがで
きる。
調器10はアナログ信号VINをデジタル化することによ
って出力端子12においてデジタル信号を生成する。さ
らに詳しくは、加算器13がアナログ入力信号VINから
帰還信号を減じることにより誤差信号を生成する。帰還
信号はDAC33によって生成され、DAC33の出力から加
算器13の負入力に伝送される。誤差信号は加算器13
の出力からフィルタ14の入力に伝送される。フィルタ
14が誤差信号を処理して、第1被濾波信号を生成す
る。スイッチ16が第1位置にあり、スイッチ24が第
1位置にある場合、第1被濾波信号はフィルタ14の出
力からフィルタ21の入力に伝送される。フィルタ21
は、第1被濾波信号を処理して、第2被濾波信号を生成
し、この信号が量子化装置31の入力に伝送される。ス
イッチ16が第2位置にあり、スイッチ24が第2位置
にある場合は、第1被濾波信号はフィルタ14の出力か
ら量子化装置31の入力に伝送される。スイッチ16,
24の位置によって、量子化装置31は第1被濾波信号
または第2被濾波信号のいずれか一方をデジタル化し、
デジタル信号を生成する。デジタル信号は、出力端子1
2とDAC33の入力へと伝送される。DAC33は、デジタ
ル信号から帰還信号を生成する。
改変するために2つのスイッチ、すなわち16,24を
有して図示されるが、これは本発明の制約事項ではな
い。シグマ−デルタ変調器10は、その設定を改変する
ために1つだけのスイッチ、すなわちスイッチ24を有
することもある。1つのスイッチを有するシグマ−デル
タ変調器10の例においては、フィルタ14の出力は、
フィルタ21の入力とスイッチ24の端子とに共通して
接続される。また、シグマ−デルタ変調器10は、3
個,4個,5個またはそれ以上のスイッチを有すること
もある。
子41と出力端子42とを有するシグマ−デルタ変調器
40のブロック図である。変調器40は、入力端子41
に接続される入力と、スイッチ46に接続されるアナロ
グ出力と、スイッチ47および信号プロセッサ48に共
通して接続されるデジタル出力とを有するシグマ−デル
タ変調器44を備える。たとえば、シグマ−デルタ変調
器44は、二次シグマ−デルタ変調器であり、信号プロ
セッサ48はデジタル・フィルタであり、スイッチ47
は複数の端子51,52,53を有する単投二極スイッ
チである。シグマ−デルタ変調器44のデジタル出力
は、端子51と信号プロセッサ48の第1入力とに共通
して接続される。端子52は、出力端子42に接続され
る。スイッチ46はシグマ−デルタ変調器44のアナロ
グ出力に接続される端子56と、シグマ−デルタ変調器
59に接続される端子57とを有する。シグマ−デルタ
変調器59は、たとえば、端子57に接続される入力
と、信号プロセッサ48の第2入力に接続される出力と
を有する二次シグマ−デルタ変調器である。信号プロセ
ッサ48の出力は、スイッチ47の端子53に接続され
る。
56は端子57に電気的に接続される。一方で、スイッ
チ46が第2位置にあるときは端子56は端子57から
電気的に分離される。スイッチ47が第1位置にあると
きは端子53が端子52に電気的に接続され、スイッチ
47が第2位置にあるときは端子51が端子52に電気
的に接続される。
号を受信する。制御装置(図示せず)がアナログ入力信
号の通信プロトコルを判定し、アナログ入力信号の通信
プロトコルに応じてスイッチ46,47を設定する。た
とえば、200kHzの広い情報帯域幅を有する通信プロ
トコルについては、制御装置はスイッチ46,47を第
1位置に設定する。一方で、10kHzの狭い情報帯域幅
を有する通信プロトコルについては制御装置はスイッチ
46,47を第2位置に設定する。
1からアナログ入力信号を受信する。シグマ−デルタ変
調器44は、アナログ入力信号をデジタル化することに
よって第1デジタル信号を生成する。
は、第1デジタル信号はシグマ−デルタ変調器44のデ
ジタル出力から出力端子42へ伝送される。これはスイ
ッチ47が第2位置にあるためである。また、スイッチ
46,47が第2位置に設定されると、シグマ−デルタ
変調器40の非能動部分が電力遮断され、電力を節約す
る。すなわち信号プロセッサ48とシグマ−デルタ変調
器59とが電力遮断される。
き、第1デジタル信号はシグマ−デルタ変調器44のデ
ジタル出力から信号プロセッサ48の第1入力に伝送さ
れる。また、シグマ−デルタ変調器44はアナログ出力
信号を生成し、このアナログ出力信号をシグマ−デルタ
変調器44のアナログ出力からシグマ−デルタ変調器5
9の入力に伝送する。シグマ−デルタ変調器59は、ア
ナログ出力信号をデジタル化することにより、第2デジ
タル信号を生成する。第2デジタル信号はシグマ−デル
タ変調器59の出力から、信号プロセッサ48の第2入
力へ伝送される。信号プロセッサ48は、第1デジタル
信号と第2デジタル信号とを合成することによりデジタ
ル出力信号を生成し、第1デジタル信号からの量子化ノ
イズを打ち消す。スイッチ47が第1位置にあるので、
デジタル出力信号は、信号プロセッサ48の出力から出
力端子42に伝送される。
として説明されるが、これは本発明の制約事項ではな
い。信号プロセッサ48は、デジタル信号プロセッサ、
またはフリップフロップおよび論理ゲートによって構成
されるデジタル回路を用いても実現することができる。
する装置を提供する。スイッチ46,47は、被受信ア
ナログ信号の通信プロトコルに応じて変調器40の次数
を改変する手段を提供する。変調器40の次数を改変す
ることによって、次数が固定されるシグマ−デルタ変調
器に比較して多重プロトコルの受信に関して、変調器4
0のダイナミック・レンジが改善される。さらに詳しく
は、変調器40のSNRは、情報帯域幅の広いアナログ信
号の受信時にも情報帯域幅の狭いアナログ信号の受信時
にも実質的に一定になる。また、変調器40は少なくと
も2つのシグマ−デルタ変調器を縦続接続して、広い情
報帯域幅を有するアナログ信号を受信するためのより高
次の変調器を作成する。少なくとも2つのシグマ−デル
タ変調器を縦続接続することにより、変調器40は、よ
り高次の単ループ変調器がもつ安定性の問題を削減す
る。
は、本発明の制約事項ではないことに留意されたい。用
途によっては、シグマ−デルタ変調器44,59を一次
変調器,四次変調器などにすることができる。また、シ
グマ−デルタ変調器44,59は異なる次数にすること
もできる。たとえば、シグマ−デルタ変調器44を一次
変調器とし、シグマ−デルタ変調器59を二次変調器と
することができる。
改変するために2つのスイッチ、すなわち46,47を
有して図示されるが、これは本発明の制約事項ではな
い。シグマ−デルタ変調器40は、その設定を改変する
ために1つだけのスイッチ、すなわちスイッチ47を有
してもよい。1つのスイッチを有するシグマ−デルタ変
調器40の例においては、シグマ−デルタ変調器44の
アナログ出力は、シグマ−デルタ変調器59の入力に接
続される。
子71と出力端子72とを有する縦続接続シグマ−デル
タ変調器70のブロック図である。変調器70は、2つ
の縦続接続シグマ−デルタ変調器74,76と、デジタ
ル信号プロセッサ(DSP)77と、スイッチ78とを有
する。たとえば、シグマ−デルタ変調器74,76は、
四次帯域通過シグマ−デルタ変調器であり、スイッチ7
8は複数の端子81,82,83を有する単投二極スイ
ッチである。シグマ−デルタ変調器74は、入力端子7
1に接続される入力と、シグマ−デルタ変調器76の入
力に結合されるアナログ出力と、DSP77の第1入力お
よびスイッチ78の端子81に共通して接続されるデジ
タル出力とを有する。スイッチ78の端子83は、出力
端子72に接続される。シグマ−デルタ変調器76の出
力はDSP77の第2入力に接続され、DSP77の出力はス
イッチ78の端子82に接続される。
ルタ変調器74の入力に接続される正入力と、負入力
と、フィルタ87に接続される出力とを有する加算器8
6を備える。を有する。フィルタ87は、たとえば、加
算器86の出力に接続される入力と、アナログ−デジタ
ル変換器(ADC)88の入力およびスイッチ91に共通
して接続される出力とを有する四次帯域通過フィルタで
ある。スイッチ91はフィルタ87の出力に接続される
端子92と、端子93とを有する。ADC88の出力は、
シグマ−デルタ変調器74のデジタル出力と、DAC96
の入力とに共通して接続される。DAC96の出力は、加
算器86の負入力とスイッチ97とに共通して接続され
る。スイッチ97は、DAC96の出力に接続される端子
98と、加算器101に接続される端子99とを有す
る。加算器101は、スイッチ97の端子99に接続さ
れる正入力と、スイッチ91の端子93に接続される負
入力と、シグマ−デルタ変調器74のアナログ出力に接
続される出力とを有する。
ルタ変調器76の入力に接続される正入力と、負入力
と、フィルタ107に接続される出力とを有する加算器
106を備える。フィルタ107は、たとえば、加算器
106の出力に接続される入力と、ADC108の入力に
接続される出力とを有する四次帯域通過フィルタであ
る。ADC108の出力は、シグマ−デルタ変調器76の
出力と、DAC109の入力とに共通して接続される。DAC
109の出力は、加算器106の負入力に接続される。
は、本発明の制約事項ではないことに留意されたい。用
途によっては、シグマ−デルタ変調器74,76を一次
変調器,二次変調器などにすることができる。また、シ
グマ−デルタ変調器74,76は異なる次数にすること
もできる。たとえば、シグマ−デルタ変調器74を二次
変調器とし、シグマ−デルタ変調器76を四次変調器と
することができる。さらに、シグマ−デルタ変調器7
4,76は、帯域通過シグマ−デルタ変調器ではなく、
低域通過シグマ−デルタ変調器とすることもできる。
92は端子93に電気的に接続される。一方で、スイッ
チ91が第2位置にあるとき、端子92は端子93から
電気的に分離される。同様に、スイッチ97が第1位置
にあるとき、端子98が端子99に電気的に接続され
る。スイッチ97が第2位置にあると、端子98は端子
99から電気的に分離される。スイッチ78が第1位置
にあると、スイッチ78の端子82が端子83に電気的
に接続され、スイッチ78が第2位置にあると端子81
が端子83に電気的に接続される。
号を受信する。制御装置(図示せず)がアナログ入力信
号の通信プロトコルを判定し、アナログ入力信号の通信
プロトコルによってスイッチ78,91,97を設定す
る。たとえば、アナログ入力信号の通信プロトコルが2
00kHzの広い情報帯域幅を有すると制御装置が判断す
ると、スイッチ78,91,97は第1位置に設定され
る。一方、アナログ入力信号の通信プロトコルが10kH
zの狭い情報帯域幅を有すると制御装置が判断すると、
スイッチ78,91,97は第2位置に設定される。
1からアナログ入力信号を受信する。加算器86は、ア
ナログ入力信号から第1帰還信号を減ずることによって
第1誤差信号を生成する。第1帰還信号は、DAC96に
より生成され、DAC96の出力から、加算器86の負入
力に伝送される。第1誤差信号は加算器86の出力から
フィルタ87の入力に伝送される。フィルタ87が第1
誤差信号を処理して、第1被濾波信号を生成する。第1
被濾波信号は、フィルタ87の出力からADC88の入力
に伝送される。ADC88は第1被濾波信号をデジタル化
し、第1デジタル信号を生成する。第1デジタル信号は
シグマ−デルタ変調器74のデジタル出力と、DAC96
の入力へと伝送される。DAC96は第1デジタル信号か
ら第1帰還信号を生成し、第1帰還信号を加算器86の
負入力に伝送する。
定されると、第1デジタル信号は、スイッチ78が第2
位置にあるので出力端子72に伝送される。
ると、第1デジタル信号はDSP77の第1入力に伝送さ
れる。また、第1被濾波信号が、フィルタ87の出力か
ら、加算器101の負入力に伝送され、DAC96は第1
帰還信号を加算器101の正入力に伝送する。加算器1
01は、第1被濾波信号を第1帰還信号から減ずること
によって第2誤差信号を生成する。第2誤差信号は、シ
グマ−デルタ変調器74のアナログ出力に伝送され、シ
グマ−デルタ変調器76の入力、すなわち加算器106
の正入力に伝送される。
還信号を減ずることによって、第3誤差信号を生成す
る。第2帰還信号はDAC109によって生成され、DAC1
09の出力から加算器106の負入力に伝送される。第
3誤差信号は加算器106の出力から、フィルタ107
の入力に伝送される。フィルタ107は、第3誤差信号
を処理して、第2被濾波信号を生成する。第2被濾波信
号はフィルタ107の出力からADC108の入力に伝送
される。ADC108は第2被濾波信号をデジタル化し、
第2デジタル信号を生成する。第2デジタル信号は、シ
グマ−デルタ変調器76の出力と、DAC109の入力へ
と伝送される。また、第2デジタル信号は、DSP77の
第2入力に伝送される。DAC109は第2デジタル信号
から第2帰還信号を生成する。
タル信号とを合成することによりデジタル出力信号を生
成して、第1デジタル信号からの量子化ノイズを打ち消
す。デジタル出力信号は、スイッチ78が第1位置にあ
るので、DSP77の出力から出力端子72に伝送され
る。
アナログ信号をデジタル化する装置を提供する。スイッ
チ78,91,97は、被受信アナログ信号の通信プロ
トコルに応じて変調器70の次数を改変する手段とな
る。変調器70の次数を改変することにより、変調器7
0のSNRは、情報帯域幅の広いアナログ信号の受信時に
も情報帯域幅の狭いアナログ信号の受信時にも実質的に
一定になる。変調器70は少なくとも2つのシグマ−デ
ルタ変調器を縦続接続して、広い情報帯域幅を有するア
ナログ信号を受信するためのより高次の変調器を作成す
る。少なくとも2つのシグマ−デルタ変調器を縦続接続
することにより、変調器70は、より高次の単ループ変
調器がもつ安定性の問題を削減する。
子121と出力端子122とを有する単ループ・シグマ
−デルタ変調器120のブロック図である。変調器12
0は、入力端子121に接続される入力と、加算器12
6に接続される出力とを有する利得段124を備える。
加算器126は正入力,負入力および出力を有し、加算
器126の正入力は利得段124の出力に接続される。
加算器126の出力はフィルタ127の入力に接続さ
れ、フィルタ127の出力は利得段129の入力に接続
される。利得段129の出力は加算器131の正入力に
接続される。加算器131の出力はフィルタ133の入
力に接続され、フィルタ133の出力はスイッチ134
に接続される。
フィルタであり、スイッチ134は複数の端子137,
138,139を有する単投二極スイッチである。端子
137はフィルタ133の出力に、端子138は伝送経
路141の第1端子に、端子139は利得段142の入
力に接続される。利得段142の出力は加算器144の
正入力に接続される。加算器144の出力は二次フィル
タ146の入力に接続され、フィルタ146の出力は利
得段147の入力に接続される。利得段147の出力は
加算器148の正入力に接続される。加算器148の出
力は二次フィルタ149の入力に接続され、フィルタ1
49の出力は、複数の端子152,153,154を有
する単投二極スイッチ151に接続される。詳しくは、
端子152はフィルタ149の出力に、端子153は送
信経路141の第2端子に、端子154はADC156の
入力に接続される。ADC156の出力は、出力端子12
2とDAC157の入力とに共通して接続される。DAC15
7の出力は、利得段161,162,163,164の
入力群に共通して接続される。利得段161,162,
163,164の出力群は、加算器126,131,1
44,148の負入力にそれぞれ接続される。
ィルタ133の出力が利得段142の入力に電気的に接
続される。一方で、スイッチ134が第2位置にある
と、フィルタ133の出力は、伝送経路141の第1端
子に電気的に接続される。スイッチ151が第1位置に
あると、ADC156の入力はフィルタ149の出力に電
気的に接続される。スイッチ151が第2位置にある
と、ADC156の入力は伝送経路141の第2端子に電
気的に接続される。
1のシグマ−デルタ変調器10の動作と同様である。シ
グマ−デルタ変調器120は、入力端子121において
入力信号を受信し、アナログ入力信号をデジタル化する
ことにより出力端子122においてデジタル出力信号を
生成する。図1のシグマ−デルタ変調器10と同様に、
シグマ−デルタ変調器120の次数は、スイッチ13
4,151の位置を変更することにより改変される。た
とえば、スイッチ134,151が第1位置にあると
き、シグマ−デルタ変調器120は八次シグマ−デルタ
変調器である。スイッチ134,151が第2位置にあ
るとき、シグマ−デルタ変調器120は四次シグマ−デ
ルタ変調器である。
の次数は本発明の制約事項ではないことに留意された
い。用途によって、フィルタ127,133,146,
149を一次フィルタ,四次フィルタなどとすることが
できる。また、フィルタ127,133,146,14
9は異なる次数を有することができる。たとえば、フィ
ルタ127,133が一次フィルタであり、フィルタ1
46,149を二次フィルタとすることができる。
子181および出力端子182を有するシグマ−デルタ
変調器180のブロック図である。変調器180は、入
力端子181に接続される入力と加算器186に接続さ
れる出力とを有する利得段184を具備する。加算器1
86は正入力,負入力および出力を有し、加算器186
の正入力は利得段184の出力に接続される。加算器1
86の出力は、フィルタ187の入力に接続され、フィ
ルタ187の出力は、利得段189の入力と利得段19
1の入力とに共通して接続される。利得段191の出力
は、順方向加算器(feedforward summing device)19
2に接続される。加算器192は、複数の入力と、スイ
ッチ194に接続される出力とを有する。スイッチ19
4は複数の端子196,197,198を有する。端子
196は加算器192の出力に、端子198はADC20
1の入力に接続される。ADC201の出力は、出力端子
182とDAC202の入力とに共通して接続される。DAC
202の出力は、利得段203,204の入力群に共通
して接続される。利得段203の出力は、加算器186
の負入力に、利得段204の出力は端子207,208
を有するスイッチ206に接続される。特に、端子20
7は利得段204の出力に、端子208は加算器209
の負入力に接続される。
力に、加算器209の出力はフィルタ211の入力に接
続される。フィルタ211の出力は、利得段213,2
14の入力群と、スイッチ194の端子とに共通して接
続される。利得段214の出力は、加算器192の第2
入力に接続される。利得段213の出力はフィルタ21
6の入力に接続され、フィルタ216の出力は、利得段
217,218の入力群に共通して接続される。利得段
218の出力は、加算器192の第3入力に接続され
る。利得段217の出力はフィルタ221に、フィルタ
221の出力は利得段222の入力に接続される。利得
段222の出力は加算器192の第4入力に接続され
る。たとえば、フィルタ187,211,216,22
1は二次フィルタである。フィルタ187,211,2
16,221の次数は本発明の制約事項ではないことに
留意されたい。用途によっては、フィルタ187,21
1,216,221を一次フィルタ,四次フィルタなど
とすることができる。
得段204の出力は加算器209の負入力から電気的に
分離される。一方で、スイッチ206が第2位置にある
とき、利得段204の出力は加算器209の負入力に電
気的に接続される。スイッチ194が第1位置にあると
きは、スイッチ194の端子196が端子198に電気
的に接続され、スイッチ194が第2位置にあるときは
端子197が端子198に電気的に接続される。
1のシグマ−デルタ変調器10の動作と同様である。シ
グマ−デルタ変調器180は、入力端子181において
アナログ入力信号を受信し、このアナログ入力信号をデ
ジタル化することによって出力端子182においてデジ
タル出力信号を生成する。また、シグマ−デルタ変調器
180は順方向加算を有するので、シグマ−デルタ変調
器180を低電圧用途に用いることができる。図1のシ
グマ−デルタ変調器10と同様に、シグマ−デルタ変調
器180の次数は、スイッチ194,206の位置をト
グル操作することにより改変される。たとえば、スイッ
チ194,206が第1位置にあるとき、シグマ−デル
タ変調器180は八次シグマ−デルタ変調器である。ス
イッチ194,206が第2位置にあるとき、シグマ−
デルタ変調器180は四次シグマ−デルタ変調器であ
る。
信号をデジタル化する方法とが提供されたことが理解頂
けよう。本発明の利点は、多重プロトコルを有するアナ
ログ信号を受信することのできるシグマ−デルタ変調器
を提供することである。本発明の別の利点は、受信され
るアナログ信号のプロトコルに基づいて、シグマ−デル
タ変調器の次数を改変する方法を提供することである。
受信されるアナログ信号のプロトコルに応じてシグマ−
デルタ変調器の次数を改変することにより、シグマ−デ
ルタ変調器のSNRは、広い情報帯域幅を有するプロトコ
ルに関しても狭い情報帯域幅を有するプロトコルに関し
ても実質的に一定になる。プロトコルに応じてシグマ−
デルタ変調器の次数を改変することは自動的な動作とし
て説明されるが、シグマ−デルタ変調器の次数をユーザ
またはオペレータによって手動で選択することもでき
る。本発明のさらに別の利点は、電力節約手段を提供す
ることである。
器のブロック図である。
器のブロック図である。
ルタ変調器のブロック図である。
デルタ変調器のブロック図である。
器のブロック図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 第1入力,第2入力および出力を有する
加算器(13);前記加算器(13)の前記出力に結合
される入力と、出力とを有する第1フィルタ(14);
前記第1フィルタ(14)の前記出力に結合される入力
と、出力とを有する第2フィルタ(21);前記第1フ
ィルタ(14)の前記出力に結合される第1端子と、前
記第2フィルタ(21)の前記出力に結合される第2端
子と、第3端子とを有する第1スイッチ(24);前記
第1スイッチ(24)の前記第3端子に結合される入力
と、出力とを有する量子化装置(31);および前記量
子化装置(31)の前記出力に結合される入力と、前記
加算器(13)の前記第2入力に結合される出力とを有
するデジタル−アナログ変換器(DAC)(33);によ
って構成されることを特徴とするシグマ−デルタ変調器
(10)。 - 【請求項2】 入力,第1出力および第2出力を有する
第1シグマ−デルタ変調器(74);前記第1シグマ−
デルタ変調器(74)の前記第1出力に結合される入力
と、出力とを有する第2シグマ−デルタ変調器(7
6);前記第1シグマ−デルタ変調器(74)の前記第
2出力に結合される第1端子と、第2端子と、第3端子
とを有する第1スイッチ(78);および前記第1シグ
マ−デルタ変調器(74)の前記第2出力に結合される
第1入力と、前記第2シグマ−デルタ変調器(76)の
前記出力に結合される第2入力と、前記第1スイッチ
(78)の前記第2端子に結合される出力とを有する信
号プロセッサ(77);によって構成されることを特徴
とするシグマ−デルタ変調器。 - 【請求項3】 プロトコルを有する信号をデジタル化す
る方法であって、前記信号の前記プロトコルにより信号
経路を選択する段階によって構成されることを特徴とす
る方法。
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