JPH1141106A - Delta sigma modulator - Google Patents

Delta sigma modulator

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Publication number
JPH1141106A
JPH1141106A JP19611197A JP19611197A JPH1141106A JP H1141106 A JPH1141106 A JP H1141106A JP 19611197 A JP19611197 A JP 19611197A JP 19611197 A JP19611197 A JP 19611197A JP H1141106 A JPH1141106 A JP H1141106A
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JP
Japan
Prior art keywords
output
delay unit
integrator
subtractor
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP19611197A
Other languages
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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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH1141106A publication Critical patent/JPH1141106A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a delta sigma modulator which prevents holding and feedback output of erroneous data of a delaying device which is caused because output change of a quantizer is asynchronous with a sampling clock and has an excellent S/N. SOLUTION: Data of a quantizer 210 are surely communicated on a feedback loop by making each feedback delaying device 212 to 214 hold the data in a frequency 2Fs after outputs of the device 210 are once held by a delaying device 211 in the frequency 2Fs which is twice as high that of a sampling frequency Also, noise increase which is caused by the difference between rise time and fall time of an output signal of the devices 212 and 213 is canceled by making an inputting part an integrated circuit of differential configuration.

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、デジタルAV機器
などに用いることができるアナログ・ディジタル変換器
のデルタシグマ変調装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a delta-sigma modulator for an analog / digital converter that can be used in digital AV equipment and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】デジタルAV機器などのアナログ・デジ
タル変換においてデルタシグマ変調装置が用いられてい
る。図3は従来のデルタシグマ変調回路のブロック図で
ある。図3において、301は入力端子、303は第1
の減算器、305は第1の積分器、308は第2の減算
器、309は第2の積分器、310は量子化器、311
は出力遅延機能とデジタルアナログ変換機能とを持つ遅
延器、316は出力端子である。
2. Description of the Related Art A delta-sigma modulator is used in analog-to-digital conversion of digital AV equipment and the like. FIG. 3 is a block diagram of a conventional delta-sigma modulation circuit. In FIG. 3, reference numeral 301 denotes an input terminal, and 303 denotes a first terminal.
, 305 is a first integrator, 308 is a second subtractor, 309 is a second integrator, 310 is a quantizer, 311
Is a delay unit having an output delay function and a digital / analog conversion function, and 316 is an output terminal.

【0003】入力端子301から入力された信号は第1
の減算器303により、遅延器311から出力される帰
還信号との差分を取られた後、第1の積分器305によ
り積分される。第1の積分器305の出力は第2の減算
器308により、遅延器311から出力される帰還信号
との差分を取られた後、第2の積分器309により積分
される。第2の積分器309の出力信号は量子化器31
0により量子化された後、遅延器311によって1サン
プリング期間遅延され、アナログに変換された帰還信号
となる。遅延器311の出力はまた、出力端子316よ
りデジタル出力信号として取り出される。
The signal input from the input terminal 301 is the first
After subtracting the difference from the feedback signal output from the delay unit 311 by the subtractor 303, the signal is integrated by the first integrator 305. The output of the first integrator 305 is obtained by the second subtractor 308 to obtain a difference from the feedback signal output from the delay unit 311, and then integrated by the second integrator 309. The output signal of the second integrator 309 is
After being quantized by 0, the signal is delayed by one sampling period by the delay unit 311 and becomes a feedback signal converted into analog. The output of the delay unit 311 is also taken out from an output terminal 316 as a digital output signal.

【0004】今、入力信号をX、量子化器310によっ
て量子化された時に生じる量子化誤差をQ、出力信号を
Yとすると、この系の出力Yは(数1)と表わされる。
ここで、第1の積分器305、第2の積分器309の伝
達関数Hi(Z)はZ変換形式で表すと(数2)であり
(厳密には異なるが対象としている帯域内での特性の差
異はごくわずかである)、また遅延器311の伝達関数
はZ-1と表される。
[0004] Assuming that an input signal is X, a quantization error generated when quantized by the quantizer 310 is Q, and an output signal is Y, the output Y of this system is expressed by (Equation 1).
Here, the transfer function Hi (Z) of the first integrator 305 and the second integrator 309 is represented by (Equation 2) in a Z-transform format.
(Strictly different, but the difference in characteristics within the band of interest is very small), and the transfer function of the delay unit 311 is represented by Z-1.

【0005】[0005]

【数1】Y=X+(1−Z-1)2## EQU1 ## Y = X + (1-Z -1 ) 2 Q

【0006】[0006]

【数2】Hi(Z)=1/(1−Z-1) (数1)における量子化誤差Qの係数(1−Z-1)2は、2
次の微分特性を示しており、すなわち出力Yに含まれる
量子化誤差Qは高域に向かうにつれ大きさが増加し、逆
に低域では減少することを意味している。よって、必要
帯域よりも十分高い周波数でサンプリングすることによ
り、帯域内の雑音を低く抑えることができる。
## EQU2 ## Hi (Z) = 1 / (1-Z -1 ) The coefficient (1-Z -1 ) 2 of the quantization error Q in (Equation 1 ) is 2
The following differential characteristic is shown, that is, the quantization error Q included in the output Y increases in magnitude toward higher frequencies and decreases in lower frequencies. Therefore, by sampling at a frequency sufficiently higher than the required band, noise in the band can be suppressed low.

【0007】しかしながら、このデルタシグマ変調装置
では、系全体の性能(SN比)に多大な影響を与え、デジ
タル出力信号をアナログ帰還信号に変換する遅延器31
1の出力が3カ所に供給されているため、変換されたア
ナログ帰還信号の性能を高く保っておくことが困難であ
る。従って、デルタシグマ変調装置として高い性能を得
ることは困難であった。
However, in this delta-sigma modulator, the delay (31) which greatly affects the performance (SN ratio) of the entire system and converts a digital output signal into an analog feedback signal is used.
Since the output of 1 is supplied to three places, it is difficult to keep the performance of the converted analog feedback signal high. Therefore, it has been difficult to obtain high performance as a delta-sigma modulator.

【0008】そのため、実際のデルタシグマ変調装置で
は、各部に供給する帰還信号を独立させるようにしてい
る。図4に実際のデルタシグマ変調回路におけるブロッ
ク図を示す。図4において、401は入力端子、403
は第1の減算器、405は第1の積分器、408は第2
の減算器、409は第2の積分器、410は量子化器、
412は第1の遅延器、414は第2の遅延器、415
は第3の遅延器、416は出力端子である。入力端子4
01〜量子化器410は図3における入力端子301〜
量子化器310と同じものであり、その働きも同じであ
るので動作の説明は省略する。量子化器410で量子化
された信号はサンプリング周期Ts毎に第1の遅延器4
12、第2の遅延器414および第3の遅延器415に
よって保持され、サンプリング周期Tsだけ遅延される
とともにアナログ信号に変換され、第1の減算器403
を介して第1の積分器405へ、また第2の減算器40
8を介して第2の積分器409へ帰還される。
For this reason, in an actual delta-sigma modulation device, a feedback signal supplied to each section is made independent. FIG. 4 shows a block diagram of an actual delta-sigma modulation circuit. In FIG. 4, reference numeral 401 denotes an input terminal;
Is the first subtractor, 405 is the first integrator, and 408 is the second integrator.
, 409 is a second integrator, 410 is a quantizer,
412 is a first delay unit, 414 is a second delay unit, 415
Is a third delay device, and 416 is an output terminal. Input terminal 4
01 to the quantizer 410 are input terminals 301 to 301 in FIG.
The operation is the same as that of the quantizer 310, and the operation thereof is the same. The signal quantized by the quantizer 410 is supplied to the first delay unit 4 every sampling period Ts.
12, is held by the second delay unit 414 and the third delay unit 415, is delayed by the sampling period Ts, is converted into an analog signal, and is converted into an analog signal by the first subtractor 403.
To the first integrator 405 and to the second subtractor 40
8, and is fed back to the second integrator 409.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記従来のデルタシグ
マ変調装置では、高性能化を図るために積分器としてR
C積分を用いた場合、デルタシグマ変調の動作は連続し
て行われるため、第1の遅延器412、第2の遅延器4
14、第3の遅延器415への量子化器410の出力信
号の保持も同時に行われる。しかしながら、量子化器4
10の動作は、第1の遅延器412、第2の遅延器41
4および第3の遅延器415とは非同期であるため、素
子ばらつきやクロックのタイミングなどにより、データ
を保持するタイミングの直前または直後に量子化器41
0の出力が変化した場合、第1の遅延器412、第2の
遅延器414、第3の遅延器415には別のデータが保
持されてしまう可能性があり、それによって性能を劣化
させてしまい高い性能を得ることが困難となる。
In the above-mentioned conventional delta-sigma modulator, an R is used as an integrator in order to improve the performance.
When the C integration is used, the operation of the delta-sigma modulation is performed continuously, so that the first delay unit 412 and the second delay unit 4
14. The holding of the output signal of the quantizer 410 to the third delay unit 415 is also performed at the same time. However, the quantizer 4
The operation of the first delay unit 412 and the second delay unit 41
4 and the third delay unit 415, the quantizer 41 immediately before or after the data holding timing due to element variation or clock timing.
If the output of 0 changes, the first delay unit 412, the second delay unit 414, and the third delay unit 415 may hold other data, thereby deteriorating the performance. As a result, it is difficult to obtain high performance.

【0010】本発明は、前記課題点に鑑みてなされたも
ので、帰還用遅延器を独立させるとともに誤ったデータ
の帰還または出力を防ぎ、高性能のデルタシグマ変調装
置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a high-performance delta-sigma modulation apparatus in which a feedback delay unit is made independent and erroneous data feedback or output is prevented. I do.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にかかるデルタシグマ変調装置は、入力信号
から帰還信号を減算する第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
器の出力から帰還信号を減算する第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
器の出力をサンプリング周波数Fsの倍のレート2Fs
で保持する第1の遅延器と、前記第1の遅延器の出力を
レート2Fsで保持したのち前記第1の減算器への帰還
信号を出力する第2の遅延器と、前記第1の遅延器の出
力をレート2Fsで保持したのち前記第2の減算器への
帰還信号を出力する第3の遅延器と、前記第1の遅延器
の出力をサンプリング周波数と同じレートFsで保持す
る第4の遅延器を備え、前記積分器の積分時定数Tcが
サンプリング周期Tsと同じ値であり、前記第4の遅延
器の出力信号を出力とすることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a delta-sigma modulator according to the present invention comprises a first subtractor for subtracting a feedback signal from an input signal, and an output of the first subtractor. A first integrator for integrating the output of the first integrator, a second subtractor for subtracting the feedback signal from the output of the first integrator, a second integrator for integrating the output of the second subtractor, A quantizer for quantizing an output of the second integrator; and a rate 2Fs which is twice the sampling frequency Fs, for outputting the output of the quantizer.
A first delay unit that holds the output of the first delay unit at a rate of 2 Fs, and then outputs a feedback signal to the first subtractor; and a first delay unit that holds the output of the first delay unit. A third delay unit that holds the output of the delay unit at a rate of 2Fs and then outputs a feedback signal to the second subtractor, and a fourth delay unit that holds the output of the first delay unit at the same rate Fs as the sampling frequency. Wherein the integration time constant Tc of the integrator has the same value as the sampling period Ts, and the output signal of the fourth delay unit is output.

【0012】かかる構成により、量子化器の出力信号を
第1の遅延器で保持した後、他の帰還用遅延器および出
力用遅延器で再保持を行うため、データの誤りを防ぎ、
性能を劣化させることのないデルタシグマ変調装置が提
供できる。
With this configuration, after the output signal of the quantizer is held by the first delay unit and then held again by another feedback delay unit and output delay unit, data errors can be prevented.
A delta-sigma modulator that does not degrade performance can be provided.

【0013】また上記課題を解決するために、本発明に
かかるデルタシグマ変調装置は、正相入力信号から帰還
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、逆相入力信号から符号反
転した帰還信号を減算する第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1の積
分器の出力から前記第2の積分器の出力を減算する第3
の減算器と、前記第3の減算器の出力から帰還信号を減
算する第4の減算器と、前記第4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サンプリング
周波数Fsの倍のレート2Fsで保持する第1の遅延器
と、前記第1の遅延器の出力をレート2Fsで保持した
のち前記第1の減算器への帰還信号を出力する第2の遅
延器と、前記第1の遅延器の反転出力をレート2Fsで
保持したのち前記第2の減算器への帰還信号を出力する
第3の遅延器と、前記第1の遅延器の出力をレート2F
sで保持したのち前記第4の減算器への帰還信号を出力
する第4の遅延器と、前記第1の遅延器の出力をサンプ
リング周波数と同じレートFsで保持する第5の遅延器
を備え、前記積分器の積分時定数Tcがサンプリング周
期Tsと同じ値であり、前記第5の遅延器の出力信号を
出力とすることを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a delta-sigma modulation apparatus for subtracting a feedback signal from a positive-phase input signal, and integrating an output of the first subtractor. A first integrator, a second subtractor for subtracting a sign-inverted feedback signal from the negative-phase input signal, a second integrator for integrating the output of the second subtractor, and the first integration A third operation of subtracting the output of the second integrator from the output of the integrator
, A fourth subtractor for subtracting the feedback signal from the output of the third subtractor, a quantizer for quantizing the output of the fourth integrator, and an output of the quantizer. A first delay unit that holds the sampling frequency Fs at a rate of 2Fs, and a second delay that holds the output of the first delay unit at a rate of 2Fs and then outputs a feedback signal to the first subtractor. , A third delay device that holds the inverted output of the first delay device at a rate of 2Fs, and then outputs a feedback signal to the second subtractor, and outputs the output of the first delay device at a rate of 2Fs.
a fourth delay unit that outputs a feedback signal to the fourth subtractor after holding at s, and a fifth delay unit that holds the output of the first delay unit at the same rate Fs as the sampling frequency. The integration time constant Tc of the integrator has the same value as the sampling period Ts, and the output signal of the fifth delay unit is output.

【0014】かかる構成により、入力部が差動構成とな
り、入力信号のノイズ、特性変化などを補償することが
でき、また互いに相補の関係にある帰還信号を差動信号
として供給しているため、アナログとしての帰還信号の
立ち上がり時間および立ち下がり時間のばらつきによる
影響を除去することができるため、系全体の性能に多大
な影響を及ぼす帰還信号の性能も向上させることができ
る。
With this configuration, the input section has a differential configuration, and can compensate for noise and changes in characteristics of the input signal. Further, feedback signals having a complementary relationship to each other are supplied as differential signals. Since the influence of variations in the rise time and fall time of the feedback signal as an analog signal can be removed, the performance of the feedback signal, which greatly affects the performance of the entire system, can also be improved.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施形態1)図1は本発明の実施形態1によるデルタ
シグマ変調装置のブロック図を示すものである。図1に
おいて、101は入力端子、103は第1の減算器、1
05は第1の積分器、108は第2の減算器、109は
第2の積分器、110は量子化器、111は第1の遅延
器、112は第2の遅延器、114は第3の遅延器、1
15は第4の遅延器、116は出力端子である。なお各
遅延器は出力遅延機能とデジタルアナログ変換機能を持
つ。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram showing a delta-sigma modulator according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 101 is an input terminal, 103 is a first subtractor, 1
05 is a first integrator, 108 is a second subtractor, 109 is a second integrator, 110 is a quantizer, 111 is a first delay unit, 112 is a second delay unit, 114 is a third delay unit. Delay device, 1
Reference numeral 15 denotes a fourth delay unit, and reference numeral 116 denotes an output terminal. Each delay unit has an output delay function and a digital-to-analog conversion function.

【0016】入力端子101から入力された信号は第1
の減算器103により遅延器111から出力される帰還
信号との差分を取られた後、第1の積分器105により
積分される。第1の積分器105の出力は第2の減算器
108により、遅延器111から出力される帰還信号と
の差分を取られた後、第2の積分器109により積分さ
れる。第2の積分器109の出力信号は量子化器110
により量子化された後、第1の遅延器111にサンプリ
ング周波数の倍の周波数2Fsのレートで保持される。
その後第1の遅延器111の保持データは第2の遅延器
112、第3の遅延器114、第4の遅延器115に出
力される。第2の遅延器112および第3の遅延器11
4においてレート2Fsで保持され第1の減算器10
3、第2の減算器108に出力され、また第4の遅延器
115においてサンプリング周波数と同じレートで保持
され、その後第4の遅延器115より出力信号として出
力端子116に取り出される。
The signal input from the input terminal 101 is the first
After subtracting the difference from the feedback signal output from the delay unit 111 by the subtractor 103, the signal is integrated by the first integrator 105. The output of the first integrator 105 is obtained by the second subtractor 108 to obtain the difference from the feedback signal output from the delay unit 111, and then integrated by the second integrator 109. The output signal of the second integrator 109 is a quantizer 110
After that, the signal is held in the first delay unit 111 at a rate of 2Fs, which is twice the sampling frequency.
After that, the data held by the first delay unit 111 is output to the second delay unit 112, the third delay unit 114, and the fourth delay unit 115. Second delay device 112 and third delay device 11
4, the first subtractor 10 held at a rate of 2 Fs
3. The signal is output to the second subtractor 108, is held at the same rate as the sampling frequency in the fourth delay unit 115, and is then output from the fourth delay unit 115 to the output terminal 116 as an output signal.

【0017】今、説明を簡単にするために、通常のサン
プリング周波数の倍の周波数を基準のサンプリング周波
数とし、入力信号をX、量子化器110によって量子化
された時に生じる量子化誤差をQ、出力信号をYとする
と、この系の出力Yは(数3)と表わされる。ここで、
第1の積分器105、第2の積分器109の伝達関数H
i(Z)はZ変換形式で表すと(数4)であり(厳密には
異なるが対象としている帯域内での特性の差異はごくわ
ずかである)、また第1遅延器111、第2の遅延器1
13、第3の遅延器114の伝達関数はそれぞれZ-1と
表される。
For the sake of simplicity, a frequency twice the normal sampling frequency is set as a reference sampling frequency, the input signal is X, and the quantization error generated when the quantization is performed by the quantizer 110 is Q, Assuming that the output signal is Y, the output Y of this system is represented by (Equation 3). here,
Transfer function H of first integrator 105 and second integrator 109
i (Z) is expressed by the following equation (4) when expressed in the Z-transformation format (strictly different, but the difference in characteristics within the band of interest is very small), and the first delay unit 111 and the second delay unit Delay device 1
The transfer functions of the thirteenth and third delay units 114 are respectively represented as Z-1.

【0018】[0018]

【数3】Y=X+(1−Z-2)2## EQU3 ## Y = X + (1−Z −2 ) 2 Q

【0019】[0019]

【数4】Hi(Z)=1/(1−Z-2) (数3)における量子化誤差Qの係数(1−Z-2)2は、基
準となるサンプリング周波数の差異を考慮すれば、従来
例の(数1)における量子化誤差Qの係数と同じ特性を示
す。すなわち、伝達関数は従来例のデルタシグマ変調装
置のものと同じである。
## EQU4 ## Hi (Z) = 1 / (1−Z −2 ) The coefficient (1−Z −2 ) 2 of the quantization error Q in (Equation 3) can be obtained by considering the difference in the reference sampling frequency. Shows the same characteristics as the coefficient of the quantization error Q in the conventional example (Equation 1). That is, the transfer function is the same as that of the conventional delta-sigma modulator.

【0020】このように構成することにより、デルタシ
グマ変調装置において、帰還信号を供給する遅延器はそ
れぞれ第2の遅延器112、第3の遅延器114として
独立とでき、また同時に、第1の遅延器111によりサ
ンプリング周波数Fsの2倍の2Fsのレートで保持し
たデータを第2の遅延器112、第3の遅延器114に
よって再保持するため、動作タイミングによるデータ保
持の誤りも防ぐことができる。
With such a configuration, in the delta-sigma modulation apparatus, the delay units that supply the feedback signals can be independent as the second delay unit 112 and the third delay unit 114, respectively, and at the same time, the first delay unit 112 and the third delay unit 114 can be independent of each other. Since the data held by the delay unit 111 at a rate of 2Fs, which is twice the sampling frequency Fs, is held again by the second delay unit 112 and the third delay unit 114, errors in data holding due to operation timing can be prevented. .

【0021】(実施形態2)図2は本発明の実施形態2
にかかるデルタシグマ変調装置のブロック図を示すもの
である。図2において、201は正相入力端子、202
は逆相入力端子、203は第1の減算器、204は第2
の減算器、205は第1の積分器、206は第2の積分
器、207は第3の減算器、208は第4の減算器、2
09は第2の積分器、210は量子化器、211は第1
の遅延器、212は第2の遅延器、213は第3の遅延
器、214は第4の遅延器、215は第5の遅延器、2
16は出力端子である。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows Embodiment 2 of the present invention.
1 is a block diagram of a delta-sigma modulation device according to the first embodiment. In FIG. 2, reference numeral 201 denotes a positive-phase input terminal;
Is the negative phase input terminal, 203 is the first subtractor, and 204 is the second subtractor.
, 205 is a first integrator, 206 is a second integrator, 207 is a third subtractor, 208 is a fourth subtractor, 2
09 is a second integrator, 210 is a quantizer, and 211 is a first integrator.
, 212 is a second delay, 213 is a fourth delay, 214 is a fifth delay, 215 is a fifth delay, 2
16 is an output terminal.

【0022】以下、上記のように構成されたデルタシグ
マ変調装置の動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the delta-sigma modulator configured as described above will be described.

【0023】正相入力端子201と逆相入力端子202
には互いに逆相となる信号が入力される。正相入力端子
201より入力された信号は、第1の減算器203によ
り第2の遅延器212でアナログ信号に変換された帰還
信号との差分を取られた後、第1の積分器205によっ
て積分される。一方、逆相入力端子202より入力され
た信号は、第2の減算器204により第3の遅延器21
3でアナログ信号に変換された符号が反転された帰還信
号との差分を取られた後、第2の積分器206によって
積分される。
A normal phase input terminal 201 and a negative phase input terminal 202
Are input with signals having phases opposite to each other. The signal input from the positive-phase input terminal 201 is subtracted by a first subtractor 203 from a feedback signal converted into an analog signal by a second delay unit 212, and then the signal is input by a first integrator 205. Is integrated. On the other hand, the signal input from the negative-phase input terminal 202 is output from the second subtractor 204 to the third delay unit 21.
After the difference from the inverted feedback signal whose sign has been converted to an analog signal in step 3 is obtained, the difference is integrated by the second integrator 206.

【0024】第3の減算器207において第1の積分器
205と第2の積分器206の出力を逆相加算される
が、利得を合わせるためその出力レベルを半分に減衰さ
せる。第3の減算器207の出力信号は、第4の減算器
208により第4の遅延器214でアナログ信号に変換
された帰還信号との差分を取られた後、第2の積分器2
09によって積分される。量子化器210は第2の積分
器209の出力を量子化し、第1の遅延器211により
サンプリング周波数Fsの倍のサンプリングレート2F
sで保持される。
In the third subtractor 207, the outputs of the first integrator 205 and the second integrator 206 are added in opposite phases, but the output level is attenuated by half to match the gain. The output signal of the third subtractor 207 is subtracted by the fourth subtractor 208 from the feedback signal converted into an analog signal by the fourth delay 214, and then the second integrator 2
09. The quantizer 210 quantizes the output of the second integrator 209, and the first delay 211 generates a sampling rate 2F twice the sampling frequency Fs.
s.

【0025】第1の遅延器211により保持されたデー
タは第2の遅延器212、第3の遅延器213、第4の
遅延器214に出力され、サンプリング周波数Fsの2
倍のレート2Fsにより保持されるが、第3の遅延器2
13の入力は反転入力となっており反転データが入力さ
れる。また、第1の遅延器211のデータは同時に第5
の遅延器215によりレートFsで保持され、出力端子
216より出力信号として取り出される。
The data held by the first delay unit 211 is output to a second delay unit 212, a third delay unit 213, and a fourth delay unit 214, and the data of the sampling frequency Fs
But at a third rate of 2Fs.
The input 13 is an inverted input, and inverted data is input. The data of the first delay unit 211 is simultaneously stored in the fifth delay unit 211.
Are held at the rate Fs by the delay unit 215, and are extracted as output signals from the output terminal 216.

【0026】入力部は差動構成となっているため、回路
中の同相ノイズは第3の減算器207で除去され、さら
に入力部におけるSN比は3dB改善される。また、第
2の遅延器212と第3の遅延器213の出力は互いに
逆相で出力されており、これらの信号も第3の減算器2
07で逆相加算される。これにより、第2の遅延器21
2の出力と第3の遅延器213の出力における立ち上が
り時間および立ち下がり時間の差異をキャンセルするた
め、SN比を劣化させる一因をも取り除くことができ、
さらにSN比を向上させることができる。
Since the input section has a differential configuration, common-mode noise in the circuit is removed by the third subtractor 207, and the S / N ratio at the input section is improved by 3 dB. The outputs of the second delay unit 212 and the third delay unit 213 are output in opposite phases to each other, and these signals are also output to the third subtractor 2.
At 07, the opposite-phase addition is performed. Thereby, the second delay unit 21
2 to cancel the difference between the rise time and the fall time between the output of the third delay unit 213 and the output of the third delay unit 213, it is possible to eliminate one cause of deterioration of the SN ratio.
Further, the SN ratio can be improved.

【0027】なお、以上の実施形態では、2次のデルタ
シグマ変調装置で構成した例で説明したが、2次以上の
次数のデルタシグマ変調装置についても同様に拡張した
構成は可能である。
In the above embodiment, the description has been made of an example in which the delta-sigma modulator is constituted by a second-order delta-sigma modulator. However, a delta-sigma modulator having a second-order or higher order can be similarly expanded.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように、本発明にかかるデルタシ
グマ変調装置によれば、デルタシグマ変調装置における
アナログ処理に起因する誤動作による性能劣化の原因を
取り除くことができるため、優れた性能(SN比)を確保
できるという効果が得られる。また、入力部が差動構成
であれば入力信号のノイズ、特性変化などを補償するこ
とができる。またアナログとしての帰還信号の立ち上が
り時間および立ち下がり時間のばらつきによる影響を除
去することにより系全体の性能に多大な影響を及ぼす帰
還信号の性能も向上させることができる。
As described above, according to the delta-sigma modulation apparatus according to the present invention, it is possible to eliminate the cause of performance degradation due to malfunction caused by analog processing in the delta-sigma modulation apparatus. Ratio) can be obtained. In addition, if the input section has a differential configuration, it is possible to compensate for noise, change in characteristics, and the like of the input signal. In addition, by removing the influence of variations in the rise time and fall time of the feedback signal as an analog signal, the performance of the feedback signal, which greatly affects the performance of the entire system, can be improved.

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

【図1】本発明の実施形態1にかかるデルタシグマ変調
装置を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a delta-sigma modulation device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態2におけるデルタシグマ変調
装置を示すブロック図
FIG. 2 is a block diagram illustrating a delta-sigma modulation device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】従来のデルタシグマ変調装置を示す第1のブロ
ック図
FIG. 3 is a first block diagram showing a conventional delta-sigma modulator.

【図4】従来のデルタシグマ変調装置を示す第2のブロ
ック図
FIG. 4 is a second block diagram showing a conventional delta-sigma modulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 入力端子 103 第1の減算器 105 第1の積分器 108 第2の減算器 109 第2の積分器 110,210 量子化器 111〜115 第1〜第4の遅延器 116,216 出力端子 201 正相入力端子 202 逆相入力端子 203〜204 第1〜第2の減算器 205〜206 第1〜第2の積分器 207〜208 第3〜第4の減算器 209 第3の積分器 211〜215 第1〜第5の遅延器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Input terminal 103 1st subtracter 105 1st integrator 108 2nd subtracter 109 2nd integrator 110,210 Quantizer 111-115 1st-4th delay 116,216 Output terminal 201 Positive phase input terminal 202 Negative phase input terminal 203-204 First and second subtractors 205-206 First and second integrators 207-208 Third and fourth subtracters 209 Third integrator 211- 215 First to fifth delay units

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力信号から帰還信号を減算する第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の積分器の出力から帰還信号を減算す
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サンプリング周波数
Fsの倍のレート2Fsで保持する第1の遅延器と、前
記第1の遅延器の出力をレート2Fsで保持したのち前
記第1の減算器への帰還信号を出力する第2の遅延器
と、前記第1の遅延器の出力をレート2Fsで保持した
のち前記第2の減算器への帰還信号を出力する第3の遅
延器と、前記第1の遅延器の出力をサンプリング周波数
と同じレートFsで保持する第4の遅延器を備え、前記
積分器の積分時定数Tcがサンプリング周期Tsと同じ
値であり、前記第4の遅延器の出力信号を出力とするこ
とを特徴とするデルタシグマ変調装置。
1. A first subtracter for subtracting a feedback signal from an input signal, a first integrator for integrating an output of the first subtractor, and a feedback signal from an output of the first integrator. A second subtractor for subtracting, a second integrator for integrating the output of the second subtractor, a quantizer for quantizing the output of the second integrator, and an output of the quantizer And a second delay unit that holds the output of the first delay unit at a rate of 2 Fs and then outputs a feedback signal to the first subtractor. A delay unit, a third delay unit that holds the output of the first delay unit at a rate of 2Fs, and then outputs a feedback signal to the second subtractor, and outputs the output of the first delay unit to a sampling frequency. And a fourth delayer for holding at the same rate Fs as the integration time constant T of the integrator. c is the same value as the sampling period Ts, and the output signal of the fourth delay device is used as an output.
【請求項2】 正相入力信号から帰還信号を減算する第
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、逆相入力信号から符号反転した帰還信号を
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1の積分器の出力から前
記第2の積分器の出力を減算する第3の減算器と、前記
第3の減算器の出力から帰還信号を減算する第4の減算
器と、前記第4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サンプリング周波数Fsの倍
のレート2Fsで保持する第1の遅延器と、前記第1の
遅延器の出力をレート2Fsで保持したのち前記第1の
減算器への帰還信号を出力する第2の遅延器と、前記第
1の遅延器の反転出力をレート2Fsで保持したのち前
記第2の減算器への帰還信号を出力する第3の遅延器
と、前記第1の遅延器の出力をレート2Fsで保持した
のち前記第4の減算器への帰還信号を出力する第4の遅
延器と、前記第1の遅延器の出力をサンプリング周波数
と同じレートFsで保持する第5の遅延器を備え、前記
積分器の積分時定数Tcがサンプリング周期Tsと同じ
値であり、前記第5の遅延器の出力信号を出力とするこ
とを特徴とするデルタシグマ変調装置。
2. A first subtracter for subtracting a feedback signal from a positive-phase input signal, and a first subtractor for integrating an output of the first subtractor.
An integrator, a second subtractor that subtracts a feedback signal whose sign is inverted from the negative-phase input signal, a second integrator that integrates an output of the second subtractor, and a second integrator that integrates the output of the first integrator. A third subtractor for subtracting an output of the second integrator from an output, a fourth subtractor for subtracting a feedback signal from an output of the third integrator, and an output of the fourth integrator. A quantizer for quantizing, a first delay unit for holding the output of the quantizer at a rate 2Fs which is twice the sampling frequency Fs, and a second delay unit for holding the output of the first delay unit at a rate of 2Fs. A second delay unit for outputting a feedback signal to the first subtractor; and a third delay unit for outputting a feedback signal to the second subtractor after holding the inverted output of the first delay unit at a rate of 2Fs. A delay unit and the fourth subtractor after holding the output of the first delay unit at a rate of 2Fs. And a fifth delay unit that holds the output of the first delay unit at the same rate Fs as the sampling frequency, and the integration time constant Tc of the integrator is the sampling period. A delta-sigma modulation device, which has the same value as Ts and outputs the output signal of the fifth delay unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011131202A1 (en) * 2010-04-23 2011-10-27 Pr Electronics A/S A delta sigma modulator

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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