JPS60142625A - Digital to analog converter - Google Patents

Digital to analog converter

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Publication number
JPS60142625A
JPS60142625A JP24780783A JP24780783A JPS60142625A JP S60142625 A JPS60142625 A JP S60142625A JP 24780783 A JP24780783 A JP 24780783A JP 24780783 A JP24780783 A JP 24780783A JP S60142625 A JPS60142625 A JP S60142625A
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JP
Japan
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data
digital
bits
bit
integrator
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Pending
Application number
JP24780783A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Hamada
修 浜田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPS60142625A publication Critical patent/JPS60142625A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66Digital/analogue converters
    • H03M1/82Digital/analogue converters with intermediate conversion to time interval
    • H03M1/84Non-linear conversion

Abstract

PURPOSE:To obtain a wide dynamic range, simplify constitution, and facilitate the formation of a complementary MOS integrated circuit by raising input digital data which is raised to the (1/n)th power to the (n)th power through a digital/ analog converter. CONSTITUTION:A 16-bit digital audio signal is processed by a digital signal processor DSP11 for extraction of square root to obtain an 8-bit compressed signal. This is loaded in a counter 53 through a shift resistor SR51 and clock pulses begin to be counted; and an integrator 7 integrates the output current I of a constant current 55 and the output 1/2I.TF<2> of the integrator 7 is obtained at the point TF of point when the contents of the counter 53 attain to 0. The square- law D/A conversion is carried out, so the wide dynamic range is obtained. Further, complementary MOS IC implementation is facilitated because a single constant current power source is used.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は広いダイナミックレンジを有するディジタル/
アナログ変換器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention is a digital/
Regarding analog converters.

背景技術とその問題点 ディジタル変換された音響信号(以下ディジタルオーデ
ィオ信号という)が光学的に記録された円盤及びその再
生装置並びに磁気テープを記録媒体とするディジタルオ
ーディオ記録再生装置は既に民生用として市販されてい
る。
Background art and its problems Discs on which digitally converted acoustic signals (hereinafter referred to as digital audio signals) are optically recorded and their playback devices, as well as digital audio recording and playback devices using magnetic tape as recording media, are already commercially available for consumer use. has been done.

ところで、ディジタルオーディオ信号処理装置では非直
線性や単調増加特性が重視されること、低レベル時に量
子化雑音が再生音質に悪影響を与えること、人の聴覚の
ダイナミックレンジが120dB程度と広いこと等から
、ディジタル信号のビット数は大きい程好ましく、一般
的には、ビット数が14〜16、処理速度が20μs以
上となっている。
By the way, in digital audio signal processing equipment, non-linearity and monotonically increasing characteristics are emphasized, quantization noise has a negative effect on the playback quality at low levels, and the dynamic range of human hearing is as wide as about 120 dB. The larger the number of bits of the digital signal, the better; generally, the number of bits is 14 to 16 and the processing speed is 20 μs or more.

しかしながら、例えば、ディジタル/アナログ変換器(
以下D/A変換器という)において、上述のようなディ
ジタルオーディオ信号を単純に変換処理しようとすれば
、例えば2”+20μs#3.3GHzのような超高速
のクロック信号が必要となって、実現は殆ど不可能とな
る。そこで、現実のD/A変換器では、後述のような手
法によって、例えば2″÷20μS # 13M Hz
程度のクロック信号で足りるようになっている。そして
、簡単な構成で高い精度が得られるカウンタ型D/A変
換器が賞月されている。
However, for example, digital/analog converters (
In order to simply convert the digital audio signals mentioned above in a D/A converter (hereinafter referred to as a D/A converter), an ultra-high-speed clock signal such as 2" + 20 μs #3.3 GHz is required, and this cannot be realized. Therefore, in an actual D/A converter, for example, 2" ÷ 20 μS # 13 MHz
A clock signal of about 100 MHz is now sufficient. Counter-type D/A converters that provide high accuracy with a simple configuration have been highly praised.

まず、第1図〜第3図を参照しながら、従来のディジタ
ルオーディオ信号用のD/A変換器の一例について説明
する。
First, an example of a conventional D/A converter for digital audio signals will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

第1図において、(1■)及び(IL)はそれぞれ16
ビツトの入力データの上位8ビツト及び下位8ビツトに
対応するシフトレジスタであって、入力端子(2a)か
らLSBファースト(first)直列型の16ビツト
のディジタルオーディオデータが供給されると共に、入
力端子(2b)からシフトクロックが供給される。両シ
フトレジスタ(Iff)及び(IL)において並列型に
変換されたディジタルオーディオデータは上位8ビツト
及び下位8ビツトに分けられて、それぞれ上位カウンタ
(3H)及び下位カウンタ(3L)に供給される。
In Figure 1, (1■) and (IL) are each 16
This is a shift register corresponding to the upper 8 bits and lower 8 bits of bit input data, and LSB first (first) serial type 16-bit digital audio data is supplied from the input terminal (2a). A shift clock is supplied from 2b). The digital audio data converted into parallel data in both shift registers (Iff) and (IL) is divided into upper 8 bits and lower 8 bits and supplied to an upper counter (3H) and a lower counter (3L), respectively.

(5H)及び(5L)はそれぞれ人力データの上位8ビ
ツト及び下位8ビツトに対応する定電流源であって、上
位電流源(511)の出力電流I)と下位電流源(5L
)の出力電流Itとの比はI H/ I L=28に設
定されている。これらIH及びI、ばそれぞれ上位及び
下位のカウンタ(3H)及び(3L)に制御される電子
スイッチ(6H)及び(8L)、並びに抵抗網RNを介
して積分器(7)に供給される。
(5H) and (5L) are constant current sources corresponding to the upper 8 bits and lower 8 bits of the human data, respectively, and the output current I) of the upper current source (511) and the lower current source (5L
) and the output current It is set to IH/IL=28. These IH and I are supplied to an integrator (7) via electronic switches (6H) and (8L) controlled by upper and lower counters (3H) and (3L), respectively, and a resistor network RN.

積分器(7)は演算増幅器(7A)と積分コンデンサ(
7C)とを有すると共に、積分コンデンサ(7C)に並
列に例えばFETのようなリセット用電子スイッチ(7
S)が接続されている。積分m(71の出力電圧は電子
スイッチ(8)及び低域フィルタ(9)を経て、出力端
子0ωに導出される。
The integrator (7) consists of an operational amplifier (7A) and an integrating capacitor (
7C), and a reset electronic switch (7C) such as an FET in parallel with the integrating capacitor (7C).
S) is connected. The output voltage of the integral m (71) is led out to the output terminal 0ω via an electronic switch (8) and a low-pass filter (9).

今、第2図Aに示すようなロードパルスLOADM入力
端子(4a)から上位及び下位のカウンタ(3H)及び
(3L)並びに積分器(7)に供給されると、両カウン
タ(3H)及び(3L)にはそれぞれ人力ディジタルオ
ーディオデータの上位8ビツト及び下位8ビツトが夫々
シフトレジスタ<1)I) 、(IL)からロードされ
る。同時にロードパルスによって積分器(7ンのスイッ
チ(7S)が閉成され、積分コンデンサ(7C)の電荷
が放電されて積分器イア)の出方電圧はOVになる。ロ
ードパルスが消失した時点T。
Now, when the load pulse is supplied from the LOADM input terminal (4a) as shown in FIG. 2A to the upper and lower counters (3H) and (3L) and the integrator (7), both counters (3H) and ( The upper 8 bits and lower 8 bits of the human-powered digital audio data are loaded into the shift registers <1)I) and (IL), respectively, from the shift registers <1)I) and (IL). At the same time, the load pulse closes the switch (7S) of the integrator (7th line), the charge of the integrating capacitor (7C) is discharged, and the output voltage of the integrator ear becomes OV. Time T when the load pulse disappears.

において、上位カウンタ(3N)及び下位カウンタ(3
L)は同時に入力端子(4h)から供給されるクロック
の計数を開始する。そうすると、両カウンタ(311)
及び(3L)からそれぞれ、第2図B及びCに示すよう
な、ボロー信号BRW (H)及びBRW (L)がス
イッチ(6H)及び(6L)に供給され、両スイッチ(
6■)及び(6L)が閉成される。
, the upper counter (3N) and the lower counter (3N)
L) simultaneously starts counting the clocks supplied from the input terminal (4h). Then, both counters (311)
Borrow signals BRW (H) and BRW (L) as shown in FIG. 2B and (C) are respectively supplied from switches (6H) and (6L) from
6■) and (6L) are closed.

これら両スイッチ(6H)及び(6L)の閉成によって
、上位及び下位の電流源(5H)及び(5L)よりの各
定電流IN及びILが抵抗網RNを介して積分器(7)
に供給される。一方、積分器(7)のスイッチ(7S)
力(オフとなって、積分器(7)は積分動作を開始する
By closing both switches (6H) and (6L), the constant currents IN and IL from the upper and lower current sources (5H) and (5L) are passed through the resistor network RN to the integrator (7).
supplied to On the other hand, the switch (7S) of the integrator (7)
The force (off) causes the integrator (7) to start integrating.

上位及び下位の両カウンタ(311)及び(31、)は
ダウンカウンタであって、それぞれディジタルオーディ
オ信号の上位ビット及び下位ビットがロードされており
、計数値が0になるまでクロックを針数する。こうして
、入力ディジタルデータに対応した時間が設定される。
Both the upper and lower counters (311) and (31,) are down counters, and are loaded with the upper and lower bits of the digital audio signal, respectively, and run the clock until the count reaches zero. In this way, the time corresponding to the input digital data is set.

いま、例えば、下位カウンタ(3L)が時点TLで0に
なり、上位力うンタ(3■)が時点T)Iで0になった
とする。積分器(7)には時点Toから上位電流源(5
H)の電流IH及び下位電流源(5L)の電流ILが供
給されており、積分器(7)の出力電圧は電流(IH+
IL)に相当する勾配で上昇する。
For example, suppose that the lower counter (3L) becomes 0 at time TL, and the upper counter (3) becomes 0 at time T)I. The integrator (7) is connected to the upper current source (5) from the time To.
Current IH of H) and current IL of lower current source (5L) are supplied, and the output voltage of the integrator (7) is equal to the current (IH+
IL).

時点TLにおいて、下位カウンタ(3L)の°BRW(
L)信号が消滅し、スイッチ(6L)が開放されるので
、下位電流源(5L)の電流Itの供給が遮断され、時
点TL以後、積分器(7)の出力電圧は上位電流源(5
H)の電流INに相当する勾配で上昇する。時点THに
おいて、同様に上位カウンタ(3H)が上位電流源(5
H)の電流IHを遮断して、時点TH以後、次のロード
パルスによって積分コンデンサ(7C)が放電されるま
では、積分器(7)の出力電圧は入力ディジタルオーデ
ィオデータに対応した、即ち、原音響信号の瞬時レベル
に比例した一定値(I L ・(TL TO) +I 
H・(TH−To))を保つ。この模様を第2図りに示
す。
At time TL, the lower counter (3L) °BRW(
L) signal disappears and the switch (6L) is opened, so the supply of the current It of the lower current source (5L) is cut off, and from time TL onwards, the output voltage of the integrator (7) is the same as that of the upper current source (5L).
H) rises at a slope corresponding to the current IN. Similarly, at time TH, the upper counter (3H) is connected to the upper current source (5H).
After the time TH, the output voltage of the integrator (7) corresponds to the input digital audio data, i.e., until the integrating capacitor (7C) is discharged by the next load pulse. A constant value proportional to the instantaneous level of the original sound signal (I L ・(TL TO) +I
Maintain H.(TH-To)). This pattern is shown in the second diagram.

第2図已に示すような一定幅の抜取パルスがスイッチ(
8)に供給されて、積分器(7)の一定値の出力電圧が
アナログスイッチ(8)によって、第2図Fにボずよう
に、一定パルス幅で抜き取られる。
A sampling pulse of a certain width as shown in Fig. 2 is applied to the switch (
8), and the constant value output voltage of the integrator (7) is extracted by the analog switch (8) with a constant pulse width, as shown in FIG. 2F.

一般に、原音声信号の各サンプル値は互に異なり、対応
するディジタルオーディオ信号の各データもそれぞれ異
なるので、第3図Aに示すように、各回の積分期間はT
’ + T2+ T 3のように変化し、それに応じて
、積分器(7)の出力もVl、V2゜■3のように変化
する。アナログスイッチ(8)は第3図Bの高レベル期
間に動作し、抜き取られた積分器(7)の出力は同図C
に示すようなPAM信号となる。このPAM信号が低域
フィルタ(9)を通じて音声信号に復元され、出力端子
Oωに導力郡る。
Generally, each sample value of the original audio signal is different from each other, and each data of the corresponding digital audio signal is also different, so the integration period of each time is T, as shown in FIG. 3A.
'+T2+T3, and accordingly, the output of the integrator (7) also changes as Vl, V2°■3. The analog switch (8) operates during the high level period shown in Figure 3B, and the output of the extracted integrator (7) is shown in Figure 3C.
The result is a PAM signal as shown in . This PAM signal is restored to an audio signal through a low-pass filter (9) and is applied to the output terminal Oω.

上述のような従来のカウンタ型D/A変換器においては
、上位8ビツト及び1位8ビツトにそれぞれ対応する2
個の定電流源の電流比(2”:1)を高精度で設定する
ことが困難であった。また、2111i1の定電流源を
必要とするため、相補形MO3集積回路化による低消費
電力化も困難であった。
In the conventional counter type D/A converter as described above, two bits corresponding to the upper eight bits and the first eight bits are
It was difficult to set the current ratio (2":1) of two constant current sources with high precision. Also, since a 2111i1 constant current source was required, power consumption was reduced by complementary MO3 integrated circuits. It was also difficult to

このような問題点ばディジタルオーディオ信号のビット
数が大きいために生じたものである。翻って考えるに、
オーディオ信号では信号レベルに相対的なファクターで
ある歪率の小さいことが最も重要な点であるから、非直
線量子化等の手法によってビット数を圧縮することがで
きれば、上述の問題点も自ら解決できることになる。
This problem arises because the number of bits of the digital audio signal is large. Looking back,
For audio signals, the most important point is a small distortion rate, which is a factor relative to the signal level, so if the number of bits can be compressed using techniques such as nonlinear quantization, the above problems can be solved by itself. It will be possible.

発明の目的 か\る点に鑑み、本発明の目的は少ないビット数でも広
いダイナミックレンジが得られると共に、構成が簡単で
相補形MO3集積回路化が容易な、ディジタルオーディ
オ信号用に好適なカウンタ型のD/A変換器を提供する
ごとにある。
In view of the above, an object of the present invention is to provide a counter type suitable for digital audio signals, which can obtain a wide dynamic range even with a small number of bits, has a simple configuration, and is easy to integrate into a complementary MO3 integrated circuit. There are several types of D/A converters available.

発明の概要 本発明は、入力ディジタルデータのl/n乗演算を行な
うディジタル信号処理装置と、このディジタル信号処理
装置の出力ディジタルデータをそのn乗に対応するアナ
ログ信号に変換するディジタル/アナログ変換手段から
成るディジタル/アナログ変換器である。
Summary of the Invention The present invention provides a digital signal processing device that performs an l/n power operation on input digital data, and a digital/analog conversion means that converts the output digital data of this digital signal processing device into an analog signal corresponding to the nth power of the digital signal processing device. A digital/analog converter consisting of

か−る本発明によれば、広いダイナミックレンジが得ら
れると共に、構成が簡単になり、相補形M O’ S集
積回路化が容易である。
According to the present invention, a wide dynamic range can be obtained, the configuration is simple, and complementary MO'S integrated circuits can be easily implemented.

実施例 以下、第4図〜第12図を参照しながら、本発明の一実
施例について説明する。
EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 12.

本実施例においては、人力ディジタルオーディオ信号を
Xとするとき、まず f (x)−x委= ・ ・ ・(1)で表される開平
演算処理を行い、次に g (x)= (f (x) )2 ・・・(2)で表
される2乗演算処理を行っている。この(2)式に(1
1式を代入すれば g (x) =x ・・・(3) となり、2乗演算処理をされた信号は環ディジタルオー
ディオ信号に等しくなる。これらの開平及び2乗演算は
それぞれ後述のディジタル信号処理装置(Digita
l Signal Processor+以下DSPと
いう)及び変形カウンタ型D/A変換器によって行われ
る。
In this embodiment, when a human-powered digital audio signal is represented by (x) )2 . . . The square calculation process expressed by (2) is performed. In this equation (2), (1
Substituting Equation 1 gives g (x) = x (3), and the signal subjected to the square calculation process becomes equal to the ring digital audio signal. These square root and square calculations are performed by a digital signal processing device (Digital), which will be described later.
1 Signal Processor (hereinafter referred to as DSP) and a modified counter type D/A converter.

DSPはディジタル信号の時間軸、周波数領域の加工、
操作の数値計算を実時間(リアルタイム)で処理するも
のであって、その特徴は、比較的長語長のALU(it
!理演算演算ユニット乗算器等のハードウェアを有し、
マイクロプログラム制御されることである。そして、マ
イクロプロセッサ等を用いたホストコンピュータシステ
ムにより、ディジタル信号処理動作が管理され得るよう
な構成になっ′ζいる。さらに、マイクロプログラムメ
モリや係数メモリにRAMを用い、これらのメモリのデ
ータをホストコンピュータステムから転送し得ると共に
、DSP内でのマイクロプログラム実行中に係数メモリ
やマイクロプログラムメモリのデータをホストコンピュ
ータ側から変更することができる。
DSP processes digital signals in the time axis and frequency domain.
It processes numerical calculations for operations in real time, and its feature is that it uses an ALU (it) with a relatively long word length.
! It has hardware such as a scientific arithmetic unit and multiplier,
It is microprogram controlled. The configuration is such that digital signal processing operations can be managed by a host computer system using a microprocessor or the like. Furthermore, by using RAM as the microprogram memory and coefficient memory, data in these memories can be transferred from the host computer system, and data in the coefficient memory and microprogram memory can be transferred from the host computer side while the microprogram is being executed in the DSP. Can be changed.

第411!lは、本発明を適用する、既に本出願人から
提案されているDSPを用いたディジタル信号処理装置
の基本システムの構成例を示すブロック図である。この
第4図において、たとえばDSP(11)と、メモリ制
御ユニット(12) (MemoryControl 
IJnit、以下MCUという。)は、それぞれLSI
化された電子部品として用いられている。
411th! FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a basic system of a digital signal processing device using a DSP, which has already been proposed by the applicant of the present invention, to which the present invention is applied. In this FIG. 4, for example, a DSP (11) and a memory control unit (12) (Memory Control
IJnit, hereinafter referred to as MCU. ) are each LSI
It is used as a standardized electronic component.

ディジタル信号メモリ (13)は、たとえば1ワード
24ビツトのディジタル信号を64にワード(65゜5
36ワード)程度記憶するものであり、D−RAM(ダ
イナミック−ランダムアクセスメモリ)等が用いられる
。ホストコンピュータシステム(14)は、たとえばい
わゆるマイクロプロセッサを用いて構成されており、上
記DSP(11)及びMCU(12)によるディジタル
信号処理動作を管理する。
The digital signal memory (13) stores, for example, a digital signal of 24 bits per word into 64 words (65°5
36 words), and a D-RAM (dynamic random access memory) or the like is used. The host computer system (14) is configured using, for example, a so-called microprocessor, and manages digital signal processing operations by the DSP (11) and MCU (12).

また、本構成例においては、ホストコンピュータシステ
ム(14)から、DSP(11)内のインターフェース
回路(15)を介し、マイクロプログラムメモリ (1
6)および係数メモリ (17)への書き込みが可能と
なっている。
In addition, in this configuration example, the host computer system (14) is connected to the microprogram memory (1
6) and coefficient memory (17).

MC1J(12)内部には、上記ディジタル信号メモリ
 (13)の各ワードをアクセスするためのアドレス制
御部(18)が設けられている。このアドレス制御部(
18)は、インクリメンタやコンパレータ等を含み、D
SP(11,)のシーケンス制御部(19)からの各種
制御信号に応じて動作制御される。この他、MCU(1
2)内には、ホストコンピュータシステム(14)との
間で信号を送受するためのインターフェース回路(20
)や、スクラッチバッドメモリ (21)等が設けられ
ている。
An address control section (18) for accessing each word of the digital signal memory (13) is provided inside the MC1J (12). This address control section (
18) includes incrementers, comparators, etc., and D
The operation is controlled according to various control signals from the sequence control section (19) of the SP (11,). In addition, MCU (1
2) includes an interface circuit (20) for transmitting and receiving signals with the host computer system (14).
), a scratch pad memory (21), etc. are provided.

このような第4図に示すDSP(11)を用いたシステ
ムにおいて、信号処理の対象となるディジタルオーディ
オ信号はアナログ信号の1サンブリング値をディジタル
信号の1ワード′に対応させる際に、たとえば16ビツ
トで量子化している。ところで、この1ワード16ビツ
トのディジタル信号に対して、係数を乗算した場合にビ
ット数が増大することを考慮して、DSP(11)を用
いたシステムでは、たとえば1ワード24ビツトのディ
ジタル信号を取り扱い得るように構成している。
In a system using such a DSP (11) as shown in FIG. 4, the digital audio signal to be subjected to signal processing is divided into, for example, 16 Quantized in bits. By the way, in consideration of the fact that the number of bits increases when a coefficient is multiplied with this digital signal of 16 bits per word, in a system using a DSP (11), for example, a digital signal of 24 bits per word is It is configured so that it can be handled easily.

次に、第5図をも参照してDSP(11)内部のより具
体的な回路構成例を説明する。これらの第4図および第
5図において、DSP(11)内部には、24ビ・ノド
のデータバスDBが有り、このデータバスDBは、演算
処理部(30)、入力レジスタ(22)、出力レジスタ
(23)、及びディジタル信号入出力ボート(24)に
接続され−Cいる。入力レジスタ(22)は、データ入
力端子(26)からのシリアルデータを24ビツトパラ
レルデータに変換してデータバスDBに乗せ、出力レジ
スタ(23)はデータバスDBからの24ビットパラレ
ルデータをシリアルデータに変換してデータ出力端子(
27)から出力する。演算処理部(30)内には、少な
くともALU (論理演算ユニッ)) (31)および
乗算器(32)が設けられており、これらのALU(3
1) 、乗算器(32)に関連して、マルチプレクサ(
33)が設けられている。また、演算処理部(30)で
の処理動作の際の中間データ等を一時的に格納するいわ
ゆるスクラッチパッドメモリとしてのデータメモリ (
40)やテンポラリレジスタ(42)が設けられている
。データメモリ (40)は、1ワード24ビツトでた
とえば256ワ一ド程度の記憶容量としている。次に、
乗算器(32)での乗数となる係数データはたとえば1
ワード12ビツトであるが、この係数データを記憶格納
する係数メモリ (17)は、たとえばlワード16ビ
ツトで構成され、512ワードを1ページとして2ペ一
ジ分(16ビソトx 1024ワード)を記憶可能とし
ている。この係数メモリ (17)の各ワードは、係数
ポインタ(17a)からのアドレス情報に、よりアクセ
ス可能である。この係数メモリ (17)の出力端子は
、乗算器(32)やマルチプレクサ(33)のそれぞれ
の係数データXを入力するための端子に接続され、この
接続点は24ビツトのデータバスDBに接続されている
。また、データバスDBは乗算器(32)の被乗数デー
タYを入力するための端子、データメモリ (40)の
出力端子、およびテンポラリレジスタ(42)の入力端
子にそれぞれ接続されている。
Next, a more specific example of the circuit configuration inside the DSP (11) will be described with reference to FIG. In these figures 4 and 5, there is a 24-bit data bus DB inside the DSP (11), and this data bus DB is connected to an arithmetic processing unit (30), an input register (22), and an output register. -C is connected to a register (23) and a digital signal input/output port (24). The input register (22) converts the serial data from the data input terminal (26) into 24-bit parallel data and puts it on the data bus DB, and the output register (23) converts the 24-bit parallel data from the data bus DB into serial data. Convert it to the data output terminal (
27). The arithmetic processing unit (30) is provided with at least an ALU (logic unit) (31) and a multiplier (32).
1) In conjunction with the multiplier (32), the multiplexer (
33) is provided. In addition, a data memory (a so-called scratch pad memory) that temporarily stores intermediate data etc. during processing operations in the arithmetic processing unit (30) is also provided.
40) and a temporary register (42). The data memory (40) has a storage capacity of, for example, 256 words (24 bits per word). next,
The coefficient data that becomes the multiplier in the multiplier (32) is, for example, 1
Although each word is 12 bits, the coefficient memory (17) that stores this coefficient data is made up of, for example, 1 word (16 bits), and stores 2 pages (16 bits x 1024 words) with 512 words as one page. It is possible. Each word of this coefficient memory (17) is accessible by address information from a coefficient pointer (17a). The output terminal of this coefficient memory (17) is connected to a terminal for inputting coefficient data X of each of the multiplier (32) and multiplexer (33), and this connection point is connected to a 24-bit data bus DB. ing. Further, the data bus DB is connected to a terminal for inputting the multiplicand data Y of the multiplier (32), an output terminal of the data memory (40), and an input terminal of the temporary register (42).

マルチプレクサ(33)には、上記係数データXの入力
端子の他に、テンポラリレジスタ(42)からの出力デ
ータTPO入力端子、乗算器(32)からの乗算データ
Pの入力端子、およびこの乗算データを右方向(下位方
向)に12ビツト論理シフト(11ビツト算術シフト)
シたデータPPの入力端子が設けられており、このマル
チプレクサ(33)の出力がALU (論理演算ユニソ
)) (31)に送られている。ALU(31)には、
ピントシフト処理用のシフトロジック回路(35)が設
けられている。このALU(31)での演算処理に応じ
て変化するフラグの内容が、ステータスレジスタ(36
)ニ格納すれ、演算結果としての24ビツトのディジタ
ルデータはデータバスDBに、またマルチプレクサ(4
3)を介してデータメモリ (4o)に、それぞれ供給
される。このマルチプレクサ(43)の他方の入力端子
には、テンポラリレジスタ(42)からの出力データT
Pが送られている。
The multiplexer (33) has, in addition to the input terminal for the coefficient data 12-bit logical shift (11-bit arithmetic shift) to the right (lower direction)
An input terminal for input data PP is provided, and the output of this multiplexer (33) is sent to an ALU (logical operation unit) (31). In the ALU (31),
A shift logic circuit (35) for focus shift processing is provided. The contents of the flags that change according to the arithmetic processing in this ALU (31) are stored in the status register (36).
), and the 24-bit digital data as the calculation result is stored in the data bus DB and also in the multiplexer (4
3) to a data memory (4o), respectively. The other input terminal of this multiplexer (43) receives output data T from the temporary register (42).
P is being sent.

次に、マイクロプログラムメモリ (16)は、DSP
(11)内の各部面路での処理手順を指示するいわゆる
マイクロプログラムが格納されており、シーケンサ(1
9a)からのアドレス信号によりマイクロプログラムの
マイクロ命令が順次読み出される。このマイクロ命令は
、たとえば32ビツトのワード長を有し、パイプライン
レジスタ(16a)を介して命令データバスIDBに送
られる。ここで、マイクロ命令の1ワード32ビツトは
、いくつかのフィールドに区分されており、たとえば直
接(イミディエイト)データが配達されるフィールド、
データメモリ (40)を制御するフィールド、ALU
(31)を制御するフィールド、シーケンサ(19a)
を制御するフィールド等が設げられている。そして、マ
イクロ命令中のイミディエイトデータはデータバスDB
に送られ、データメモリ(40)の制御用データは、マ
ルチプレクサ(44)を介してデータメモリ (40)
の下位アドレス入力ボートに供給される。シーケンサ(
19a )は、マイ20命令中のシーケンサ制御データ
およびステータスレジスタ(36)からのステータスデ
ータ(フラグの状態等)によって、マイクロプログラム
メモリ (16)中の次に読み出すべきアドレスが決定
される。出力制御ロジック回路(19b)は、前記MC
U(12)を制御するための回路部であり、マイクロ命
令によって動作制御される。この出力制御ロジック(1
9b)とシーケンサ(19a)とで第4図のシーケンス
制御部(19)を構成している。
Next, the microprogram memory (16)
A so-called microprogram is stored that instructs the processing procedure for each part of the sequencer (11).
The microinstructions of the microprogram are sequentially read out by the address signal from 9a). This microinstruction has a word length of, for example, 32 bits and is sent to the instruction data bus IDB via the pipeline register (16a). Here, one 32-bit microinstruction word is divided into several fields, such as a field to which immediate data is delivered,
Field that controls data memory (40), ALU
(31) Field that controls sequencer (19a)
Fields etc. are provided to control the. The immediate data in the microinstruction is transferred to the data bus DB.
The control data of the data memory (40) is sent to the data memory (40) via the multiplexer (44).
low address input port. Sequencer (
19a), the address to be read next in the microprogram memory (16) is determined by the sequencer control data in the My20 instruction and status data (state of flags, etc.) from the status register (36). The output control logic circuit (19b)
This is a circuit unit for controlling U(12), and its operation is controlled by microinstructions. This output control logic (1
9b) and the sequencer (19a) constitute a sequence control section (19) in FIG.

マイクロ命令中には、この他、上記データメモリ(40
)の上位アドレスを指示するデータポインタ(45)を
インクリメントするビットや、上記係数ポインタ (1
7a)をインクリメントするビット等が含まれている。
In addition to this, the above data memory (40
) and the bit that increments the data pointer (45) that indicates the upper address of the coefficient pointer (1
7a), etc. are included.

次に、ホストコンピュータシステム(14)からのデー
タは、1ワード8ビツトで構成され、これらの8ビツト
のデータBo=Bvは、インターフェース回路(15)
を介してマイクロプログラムメモリ (16)や係数メ
モリ (17)に書き込むことができる。
Next, data from the host computer system (14) consists of 1 word of 8 bits, and these 8-bit data Bo=Bv are sent to the interface circuit (15).
It can be written to the microprogram memory (16) and the coefficient memory (17) via the microprogram memory (16).

ここで、マイクロプログラムメモリ (16)および係
数メモリ (17)をホストコンピュータシステム(1
4)側から見たときのメモリマツプを第6図に示す。こ
の第6図からも明らかなように、ホストコンピュータ側
からは、1ワード8ビツト(1バイト)で前4096ワ
ード (212バイト)のメモリMRと見ることができ
、12ビツトのアドレスA。
Here, the microprogram memory (16) and coefficient memory (17) are connected to the host computer system (1).
4) The memory map when viewed from the side is shown in FIG. As is clear from FIG. 6, from the host computer side, one word is 8 bits (1 byte), which can be seen as the previous 4096 words (212 bytes) of memory MR, and the 12-bit address A.

〜A 1’1によりバイト単位でのアクセスが可能であ
る。このメモリMRを2等分して、一方の2048バイ
ト分、すなわち、16進数表示でアドレス値が$000
〜$ 7FFを、上記プログラムメモリ6に対応する領
域MPMとし、他方の2048バイト分(同アドレス値
が$800〜$ FPF )を上記係数メモリ7に対応
する領域CFMとしている。また、係数メモリ領域CF
Mの2048バイトは、さらに2等分して、一方の$8
00〜$ BFFをベージOとし、他方の$000〜8
 PFFをベージ1としている。このように、ホストコ
ンピュータ側からのアクセス時には、12ビツトのアド
レスA o = A l’lにより$000〜$ FF
Fの4096バイトをバイト単位でアクセスし得るわけ
であるが、DSP(11)内部においては、プログラム
メモリ領域MPMはシーケンサ(19a )によりアク
セスされて32ビツトのマイクロ命令データIo〜I3
1が同時に読み出され、係数メモリ領域CFMは係数ポ
インタ(17a)によりアクセスされて16ビツトの係
数データK o ” K 15が同時に読み出される。
~A1'1 allows access in byte units. Divide this memory MR into two equal parts, and divide one half into 2048 bytes, that is, the address value is $000 in hexadecimal notation.
~$7FF is defined as an area MPM corresponding to the program memory 6, and the other 2048 bytes (the address value is $800~$FPF) is defined as an area CFM corresponding to the coefficient memory 7. Also, coefficient memory area CF
The 2048 bytes of M are further divided into two equal parts, one of which is $8.
00~$ BFF is base O, the other $000~8
PFF is set to bege 1. In this way, when accessing from the host computer side, the 12-bit address A o = A l'l allows $000 to $FF
The 4096 bytes of F can be accessed in byte units, but inside the DSP (11), the program memory area MPM is accessed by the sequencer (19a) and stores 32-bit microinstruction data Io to I3.
1 are read out at the same time, and the coefficient memory area CFM is accessed by the coefficient pointer (17a) to read out 16-bit coefficient data K o '' K 15 at the same time.

この場合、シーケンサ(19a)からのアドレスとして
は、A2〜Asoに対応する9ビツトが用いられて、 
512ワード(lワード32ビツト)のアクセスが行わ
れ、係数ポインタ(17a )からのアドレろとしては
、1ベージ512ワードのアクセス用にA1〜A9に対
応する9ビツトが用いられる。この場合にアクセスされ
るページは、ホストコンピュータ側からのコントロール
データ中のページ切換制御信号PAGEのビットの内容
により決定される。
In this case, 9 bits corresponding to A2 to Aso are used as the address from the sequencer (19a),
512 words (32 bits per word) are accessed, and 9 bits corresponding to A1 to A9 are used as addresses from the coefficient pointer (17a) for accessing 512 words per page. The page to be accessed in this case is determined by the contents of the bits of the page switching control signal PAGE in the control data from the host computer side.

次に、ホストコンピュータシステム(14)からの8ビ
ツトの信号は、2ビツトのモード切換信号R5O,R3
Iにより、4種類の互いに異なる内容の信号としてDS
P(11,)に送られる。すなわち、第7図は、このモ
ード切換に対応する8ビ・ントの信号の内容を示す図で
あり、モード切換信号R3O,R3IがI’ OOJか
ら「11」までの4つの切換状態に対応して、データモ
ードMO1上位アドレスモードMs、下位アドレスモー
ドM2、およびコントロールモードM3の4つのモード
が示されている。この第7図からも明らかなように、デ
ータモードMoのときには、ホストコンピュータシステ
ム(14)からの8ビツトデータの各ピッ)Bo=Bt
は、上記領域MPMやCFM等に実際に書き込まれるデ
ータDO〜D7となり、上位アドレスモードM1のとき
には、ビットBO〜B3がメモリMRをアクセスするた
めの12ビツトアドレスのうちの上位4ビツトのアドレ
スA8〜A I+となり、■(立アドレスモードM2の
ときには、ビットBo=Bvが下位12ビツトのアドレ
スAO〜A7となる。また、コントロールモードM3の
ときには、上記8ビツトデータの各ビットBO〜B?は
、それぞれ制御信号として用いられ、たとえばピッ)B
vは」1記係数メモリ領域CFMのページ切換制御信号
PAG[!とじて用いられる。
Next, the 8-bit signal from the host computer system (14) is converted into 2-bit mode switching signals R5O, R3.
According to I, DS is generated as four types of signals with mutually different contents.
It is sent to P(11,). That is, FIG. 7 is a diagram showing the contents of the 8-bit signal corresponding to this mode switching, and the mode switching signals R3O and R3I correspond to four switching states from I'OOJ to "11". Four modes are shown: data mode MO1, upper address mode Ms, lower address mode M2, and control mode M3. As is clear from FIG. 7, in the data mode Mo, each bit of 8-bit data from the host computer system (14) Bo=Bt
are the data DO to D7 actually written in the areas MPM, CFM, etc., and in the upper address mode M1, bits BO to B3 are the upper 4 bits of the address A8 of the 12 bit address for accessing the memory MR. ~A I+, and ■(In the rising address mode M2, bit Bo=Bv becomes the lower 12 bits of the address AO to A7. Also, in the control mode M3, each bit BO to B? of the above 8-bit data is , are used as control signals, for example, beep)B
v is the page switching control signal PAG[! of the 1st coefficient memory area CFM. It is used as a seal.

上述のようなりSPによって開平演算を行って8ビツト
のデータを得るには、次の(4)式に示されるような遂
次比較法を用いる。
To obtain 8-bit data by performing the square root calculation using SP as described above, a sequential comparison method as shown in the following equation (4) is used.

y=2−1−87 +2−2 、 a6→−・−−−−
−1−’1−B−a。
y=2-1-87 +2-2, a6→-・----
-1-'1-B-a.

この開平演算のフローチャートを第8図にボす。A flowchart of this square root calculation is shown in FIG.

即ち、まず入力データの正、負を判別し、極性フラグと
して0もしくは1を立てる。次に(4)式の第1項をめ
るため、2−(n+11のnをn=0とした)’1’=
 (+アとXとの大小を比較し、第1項の係数a7が1
であるか0であるかを定める。更に、n=1とし′(、
y2’=(+)’とXとの大小を比較し、第2項の係数
a6を定める。以下、n−2゜3・・・7まで、同様の
演算を行ってa5〜aQを定めれば、Fこの8ビツトの
データが得られる。
That is, first, it is determined whether input data is positive or negative, and 0 or 1 is set as a polarity flag. Next, to calculate the first term of equation (4), 2-(n+11 with n=0)'1'=
(Comparing the magnitude of +A and X, the coefficient a7 of the first term is 1
or 0. Furthermore, let n = 1′(,
The magnitude of y2'=(+)' and X is compared to determine the coefficient a6 of the second term. Hereinafter, by performing similar calculations up to n-2°3...7 to determine a5 to aQ, this 8-bit data of F can be obtained.

なお、最後の極性フラグの判断はD/A変換器において
行われる。
Note that the final determination of the polarity flag is performed in the D/A converter.

このフローチャートから判るように、(4)式による開
平演算では演算実行中に係数を変更するので、上述のD
SPは頗る有用である。
As can be seen from this flowchart, in the square root calculation using equation (4), the coefficients are changed during the execution of the calculation, so the above-mentioned D
SP is extremely useful.

DSPに供給される16ビソトのディジタルオーディオ
信号は2の補数の形で表現されており、簡単のため3ビ
ツトで例示すれば、正の最大値から負の最大値までが順
次011.010.001.000.111゜110、
101.100のようである。つまり、最上位の桁(M
SB)の0.1が音声信号の正もしくは負の極性を表す
符号ビットとなり、次の桁(23B)から最下位の桁(
LSB)までが音声信号の絶対値を表している。よって
、DSPではディジタルオーディオ信号を−先ず符号ビ
ットと絶対値ビ・ノドとに分離して開平演算を行う。こ
の段階でディジタルオーディオ信号の絶対値のビット長
は15/2を切上げて8ビツトに圧縮される。
The 16-bit digital audio signal supplied to the DSP is expressed in two's complement form, and for simplicity, if we use 3 bits as an example, the values from the maximum positive value to the maximum negative value are sequentially 011.010.001. .000.111°110,
It looks like 101.100. That is, the most significant digit (M
0.1 of SB) is the sign bit that represents the positive or negative polarity of the audio signal, and the number from the next digit (23B) to the least significant digit (
LSB) represents the absolute value of the audio signal. Therefore, in a DSP, a digital audio signal is first separated into a sign bit and an absolute value bit, and a square root operation is performed on the signal. At this stage, the bit length of the absolute value of the digital audio signal is rounded up by 15/2 and compressed to 8 bits.

第9図に本発明によるD/A変換器の一実施例の構成を
示す。この第9図において、第1図及び第4図に対応す
る部分には同一の符号を付して重複説明を省略する。
FIG. 9 shows the configuration of an embodiment of a D/A converter according to the present invention. In FIG. 9, parts corresponding to those in FIGS. 1 and 4 are given the same reference numerals, and redundant explanation will be omitted.

第9図において、(51)及び(53)はそれぞれシフ
トレジスタ及びカウンタであって、前述のようなり5P
(11)によっ゛C圧縮された8ビツトの直列ディジタ
ルオーディオデータがシフトレジスタ(51)に供給さ
れ、並列形式に変換されてカウンタ(53)に供給され
る。(54)は駆動回路であって、DSP(11)から
の符号ビットはノット回路(54A )を介して一方の
ナンド回路(54P)に供給されると共に、他方のナン
ド回路(54N)に直接に供給される。更に両ナンド回
路(54P )及び(54N)にはカウンタ(53)か
らポロー信号BRWが供給される。(55)は前出の定
電流源(5H)と同様の定電流源であって、その出力電
流Iが積分器(7)に供給される。積分器(7)の出力
は2分されて、その一つは一方のスイッチ(58P)に
直接供給され、他の一つは反転増幅器(56)を介して
他方のスイッチ(58N )に供給される。両スイッチ
(58P )及び(58N)の出力側は共に低域フィル
タ(9)に接続される。
In FIG. 9, (51) and (53) are a shift register and a counter, respectively, and as described above, 5P
8-bit serial digital audio data compressed by (11) is supplied to a shift register (51), converted into a parallel format, and supplied to a counter (53). (54) is a drive circuit, in which the sign bit from the DSP (11) is supplied to one NAND circuit (54P) via a NOT circuit (54A), and is also directly supplied to the other NAND circuit (54N). Supplied. Furthermore, a pollo signal BRW is supplied from the counter (53) to both NAND circuits (54P) and (54N). (55) is a constant current source similar to the aforementioned constant current source (5H), and its output current I is supplied to the integrator (7). The output of the integrator (7) is divided into two parts, one of which is fed directly to one switch (58P) and the other to the other switch (58N) via an inverting amplifier (56). Ru. The output sides of both switches (58P) and (58N) are both connected to a low pass filter (9).

本実施例の動作は次の通りである。第10図Aに示すロ
ードパルスロnがカウンタ(53)及び積分器(7)に
供給されると、前述の従来例と同様に、カウンタ(53
)にはシフトレジスタ(51)からの圧縮された8ビツ
トデータがロードされると共に、積分器(7)の積分コ
ンデンサの電荷が放電される。
The operation of this embodiment is as follows. When the load pulse n shown in FIG. 10A is supplied to the counter (53) and the integrator (7), the counter (53)
) is loaded with compressed 8-bit data from the shift register (51), and at the same time the charge of the integrating capacitor of the integrator (7) is discharged.

ロードパルスが消失した時点Toから、カウンタ(53
)がクロックパルスの計数を開始すると同時に、積分コ
ンデンサの放電スイッチが開放され、積分器(7)は定
電流源(55)の出力電流■の積分を開始する。カウン
タ(53)から、その計数動作中は第10図Bにしめず
ようなボロー信号BRWが出力され、DSP(11)か
らの符号ビットが低であるか、高であるか、即ち、原音
声信号の極性が正であるか、負であるかによって、駆動
回路(54)の一方のナンド回路(54P )もしくは
他方のナンド回路(54N>のいずれかが対応する一方
のスイッチ(58P )もしくは他方のスイッチ(58
N > に負の駆動信号を供給し、これをオンにする。
From the time To when the load pulse disappears, the counter (53
) starts counting clock pulses, the discharging switch of the integrating capacitor is opened, and the integrator (7) starts integrating the output current ■ of the constant current source (55). During the counting operation, the counter (53) outputs a borrow signal BRW, which is shown in FIG. Depending on whether the polarity of the signal is positive or negative, either one NAND circuit (54P) or the other NAND circuit (54N>) of the drive circuit (54) switches one switch (58P) or the other corresponding switch. switch (58
Apply a negative drive signal to N > to turn it on.

従って、積分器(7)の出力は、第10図Cに示される
よう9′9 に、定電流Iに相当する勾配で上昇し、原音声信号の極
性の正、負に応じて、直接に、もしくは反転増1陥器(
56)を介して取出される。
Therefore, the output of the integrator (7) rises at a slope corresponding to the constant current I at 9'9 as shown in FIG. , or an inverted amplification device (
56).

カウンタ(53)が0にになった時点TFにおいて、ス
イッチ(58P )もしくは(58N)がオフとなり、
カウンタ(53)の動作中に取出された積分器(7)の
出力(電圧・時間積)は、第10図Cから明らかなよう
に、+■・TF2となる。前述したように、カウンタ(
53)の計数によって設定された時間TFはこのカウン
タがプリセットされた入力ディジタルデータに対応しζ
いる。よって、」−述の積分器(7)から取出された出
力(電圧・時間積)は人力ディジタルデータの2乗に対
応することは明らかである。
At the time TF when the counter (53) reaches 0, the switch (58P) or (58N) turns off,
As is clear from FIG. 10C, the output (voltage/time product) of the integrator (7) taken out during the operation of the counter (53) becomes +■·TF2. As mentioned above, the counter (
The time TF set by the count in 53) corresponds to the input digital data to which this counter is preset.
There is. Therefore, it is clear that the output (voltage/time product) taken out from the integrator (7) mentioned above corresponds to the square of the human input digital data.

前述と同様に、原音声信号の瞬時レベルに対応して、カ
ウンタ(53)が設定する時間が、第11図Aに不ずよ
うに、T a、 T b、 T cのように変化すると
き、スイッチ(58P )もしくは(58N )は、同
図Bに示すように、その時間だけオンとなる。そして、
積分器(7)から取出された電圧・時間積は同図Cに示
すように変化する。こうし”ζ、低域フィルタ(9)の
出力には、原音声信号の瞬時レベルの2乗値を有するア
ナログ電圧かえられる。
Similarly to the above, when the time set by the counter (53) changes as T a, T b, T c as shown in FIG. 11A in response to the instantaneous level of the original audio signal. , switch (58P) or (58N) is turned on for only that time, as shown in FIG. and,
The voltage/time product taken out from the integrator (7) changes as shown in FIG. At the output of the low-pass filter (9), an analog voltage having the square value of the instantaneous level of the original audio signal is returned.

本実施例の2乗D/A変換器の入出力特性及び分解能を
(縦軸、横軸とも]og2スケールで)第12図にボす
。第12図において、入力が8ビツト、出力が16ビツ
トに対応する点Aと原点Oとを結ぶ直線σ■が2乗D/
A変換器の入出力特性を表しでおり、8ビツトの入力に
対して16ビントのダイナミックレンジが得られている
The input/output characteristics and resolution of the square D/A converter of this embodiment are plotted in FIG. 12 (both the vertical and horizontal axes are in og2 scale). In Fig. 12, the straight line σ■ connecting point A, which corresponds to 8 bits of input and 16 bits of output, and the origin O is squared D/
This shows the input/output characteristics of the A converter, and a dynamic range of 16 bits is obtained for an 8-bit input.

また、この場合の分解能は次の(5)式からめられる。Further, the resolution in this case can be determined from the following equation (5).

(28−1)” (2’ −1−1)’= 509#2
’・・・(5) 従って、本実施例の2乗D/A変換器の動作領域は、入
力が1ビツト、出力が2ビツトの点Bと、人力が8ビツ
ト、出力が9ビツトの点Cと、上述の点Aとから定まる
3角形で表される。
(28-1)"(2'-1-1)' = 509#2
(5) Therefore, the operating range of the square D/A converter of this embodiment is point B where the input is 1 bit and the output is 2 bits, and point B where the input is 8 bits and the output is 9 bits. It is represented by a triangle defined by point C and point A mentioned above.

本実施例によれば、2乗り/A変換を行うので、広いダ
イナミックレンジが得られる。また、単一の定電流源を
用いるので、相補形MO3集積回路化が容易になる。更
に積分器の出力として、電圧・時間積を用いているので
雑音に強く、動作が安定である。
According to this embodiment, since square/A conversion is performed, a wide dynamic range can be obtained. Furthermore, since a single constant current source is used, it is easy to implement a complementary MO3 integrated circuit. Furthermore, since the voltage/time product is used as the output of the integrator, it is resistant to noise and has stable operation.

一11述の実施例においては、広いダイナミックレンジ
が得られるものの、分解能は必ずしも充分とは耳えない
In the embodiment 111, although a wide dynamic range can be obtained, the resolution is not necessarily sufficient.

これは、DSPにおいて開平演算を行う際に、前出の(
4)式または第8図のフローチャートから明らかなよう
に、絶対値のデータを上位8ビツトまでとし、それ以下
を切捨てたことによるものである。
When performing square root calculation in DSP, this is the above-mentioned (
As is clear from the formula 4) or the flowchart of FIG. 8, this is because the absolute value data is limited to the upper 8 bits and the lower bits are discarded.

人力の16ビツトの絶対値データをAとし、この人をD
SPにおいて(4)式のnを15までとし、または第8
図においてループカウンタをn−16として、開平処理
した16ビツトのデータをB(=/’rt、このBの上
位8ビツトのLSBに1を加えたものをBH1切捨てに
よる誤差をdとすれば、次の(6)式が成立する。
The 16-bit absolute value data of human power is A, and this person is D.
In SP, n in equation (4) is up to 15, or the 8th
In the figure, let the loop counter be n-16, and the square root-processed 16-bit data be B(=/'rt, and the value obtained by adding 1 to the upper 8 LSBs of this B is BH1. If the error due to truncation is d, then The following equation (6) holds true.

d=BH2−A ・・・(6) 一方、切捨てられた下位8ビットのデータをBLとすれ
ば、次の(7)式が成立する。
d=BH2-A (6) On the other hand, if the truncated lower 8-bit data is BL, then the following equation (7) holds true.

B L = u ・・・(7) f61. +71両式を整理して、次の(8)式が得ら
れる。
B L = u...(7) f61. +71 By rearranging both equations, the following equation (8) is obtained.

A=BH2−BL2 ・・・(8) この(8)式から、下位ピッ)BLの2乗演算データを
、謂わば負帰還することによって、より好ましい結果が
得られることが判る。
A=BH2-BL2 (8) From this equation (8), it can be seen that a more preferable result can be obtained by negative feedback of the square operation data of the lower pitch (BL).

次に、第12図〜第15図を参照しながら、本発明によ
るD/A変換器の他の実施例について説明する。
Next, other embodiments of the D/A converter according to the present invention will be described with reference to FIGS. 12 to 15.

第13図に本発明の他の実施例の構成を示す。この第1
3図において、第1図、第4図及び第9図に対応する部
分には同一の符号を付して重複説明を省略する。
FIG. 13 shows the configuration of another embodiment of the present invention. This first
In FIG. 3, parts corresponding to FIGS. 1, 4, and 9 are designated by the same reference numerals, and redundant explanation will be omitted.

第13図において、(51H)及び(51L)はそれぞ
れ上述の直列上位ピッ)BH及び直列下位ビットBLを
供給されるシフトレジスタであり、両シフトレジスタ(
501)及び(51L )からそれぞれ対応する上位カ
ウンタ(53H)及び下位タウンタフ (531、)に並列上位ビットBH及び並列下位ビ・ソ
トBLが供給される。これらのシフトレジスタ(51H
) 、(51L )並びにカウンタ(5311) 。
In FIG. 13, (51H) and (51L) are shift registers supplied with the above-mentioned serial upper bit (BH) and serial lower bit (BL), respectively;
501) and (51L), the parallel upper bits BH and parallel lower bits BL are supplied to the corresponding upper counters (53H) and lower counters (531,), respectively. These shift registers (51H
) , (51L) and counter (5311).

(53L ) は第1図に示したシフトレジスタ並びに
カウンタと全く同様に動作する。
(53L) operates in exactly the same way as the shift register and counter shown in FIG.

上位カウンタ(53H)のボロー信号BRW(H)は直
接にアンド回路(59)に供給され、下位カウンタ(5
3L )のボロー信号BRW (L)はノ、2ト回路(
60)を介してアンド回路(59)に供給される。
The borrow signal BRW (H) of the upper counter (53H) is directly supplied to the AND circuit (59),
The borrow signal BRW (L) of the 2-T circuit (3L) is
60) to the AND circuit (59).

両カウンタ(53■)及び(53L)からのボロー信号
BRW(H)及びBRW (L)が、それぞれ第14図
B及びCに示されるようであると、アンド回路(59)
からは、同図りに示すように、時点TLから時点T)I
までの期間だけ出力が得られる。このアンド回路(59
)の出力とDSP(11)からの符号ビットとが駆動回
路(54)に供給されるので、駆動回路(54)は原音
声信号の極性の正負に応じて、また、下位カウンタ(5
3L)のカウント終了時点TLから上位カウンタ(53
11)のカウント終r時点THまで、Hスイ−/ チ(
58P ) ELヒ(58N )のいずれかをオンとし
て、第14図Eに示すように、積分器(7)の出力が取
出される。この取出された積分器の出力(電圧・時間積
)は、上述の(8)式の2乗差演算結果に他ならない。
If the borrow signals BRW (H) and BRW (L) from both counters (53■) and (53L) are as shown in FIG. 14B and C, respectively, then the AND circuit (59)
From time TL to time T)I, as shown in the same figure,
Output can be obtained only during the period up to This AND circuit (59
) and the sign bit from the DSP (11) are supplied to the drive circuit (54).
The upper counter (53
11) until count end point r, H switch/chi (
58P) EL (58N) is turned on, and the output of the integrator (7) is taken out as shown in FIG. 14E. This extracted output of the integrator (voltage/time product) is nothing but the squared difference calculation result of the above-mentioned equation (8).

本実施例のD/A変換器の動作領域は次のようにしてめ
られる。
The operating range of the D/A converter of this embodiment can be determined as follows.

第12図において、点Cを通り、横軸に平行な直線と直
線AOとの交点をDとする。点りを通り、縦軸に平行な
直線と直線BCとの交点をEとする。
In FIG. 12, let D be the intersection of a straight line passing through point C and parallel to the horizontal axis and straight line AO. Let E be the intersection of the straight line passing through the dot and parallel to the vertical axis and the straight line BC.

点Eを通り、横軸に平行な直線と直線ACの延長との交
点をFとする。この点Fと点B及びCとで定まる3角形
が、本実施例の2乗差演算(または積分前縁制御)によ
って拡大された動作領域であって、最大振幅における分
解能は10.5ビツトまで向上する。
Let F be the intersection of a straight line passing through point E and parallel to the horizontal axis and an extension of straight line AC. The triangle defined by this point F and points B and C is the operating region expanded by the square difference calculation (or integral leading edge control) of this embodiment, and the resolution at the maximum amplitude is up to 10.5 bits. improves.

また、第15図に示すように、積分器(7)の出力電圧
とオフセットレベルとの差を取出すようにすれば、上述
の両実施例における反転増幅器(56)及びスイッチ(
58N )を用いずとも負数のD/A変変 換9行うことができて、回路の簡略化が可能である。
Furthermore, as shown in FIG. 15, if the difference between the output voltage of the integrator (7) and the offset level is extracted, the inverting amplifier (56) and the switch (
D/A conversion 9 of negative numbers can be performed without using 58N), and the circuit can be simplified.

なお、」二連の両実施例は共に開平及び2乗演算を用い
ているが、再生音質の面で妥協すれば、開立及び3乗演
算等を用いて、ダイナミックレンジを一層拡大すること
も可能である。
Note that both of the two embodiments use square root and square calculations, but if the playback quality is compromised, the dynamic range may be further expanded by using square root and cube calculations. It is possible.

発明の効果 以上詳述のように、本発明によれば、n乗演算によって
広いダイナミックレンジが得られると共に、単一の定電
流源を用いればよいので、構成が簡単になり、相補形M
O3集積回路化が容易である。更に積分期間の前縁を制
御することによって、分解能を高めることができる。
Effects of the Invention As described in detail above, according to the present invention, a wide dynamic range can be obtained by n-th power calculation, and since a single constant current source can be used, the configuration can be simplified, and complementary type M
It is easy to implement O3 integrated circuit. Furthermore, by controlling the leading edge of the integration period, resolution can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のD/A変換器の一例を示すブロック図、
第2図及び第3図は第1図のD/A変換器の説明に供す
る波形図、第4図及び第5図は本発明の説明に供するブ
ロック図、第6図及び第7図は同じく路線図、第8図は
おなじくフローチャート、第9図は本発明によるD/A
変換器の−実施例を示すブロック図、第10図及び第1
1図は第9図の実施例の説明に供する波形図、第12図
は本発明の詳細な説明に供する線図、第13図は本発明
の他の実施例を示すブロック図、第14図及び第15図
は第13図の実施例の説明に供する波形図である。 (3H)及び(5311)は上位カウンタ、(3L)及
び(53L )は下位カウンタ、(5■) 、(5L)
及び(55)は定電流源、(7)は積分器、(11)は
DSP、(14)はホストコンピュータ、(17)は係
数メモリ、(31)は乗算器、(32)は論理演算ユニ
ット、(53)はカウンタ、(54)は駆動回路である
。 特開昭GO−142625(10) < = ロ 特開昭GO−142G25(13) 手続補正書 1.事件の表示 昭和38年特許願第247807 号 2、発明の名称 ディジタル/アナログ変換器3、補正
をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京部品用凶兆品用6丁目7番35号名称(21
8) ソニー株式会社 代表取締役 大 賀 典 雄 5、補正命令の日付 昭和 年 月 日6、補正により
増加する発明の数 7、補正 の対 象 明細書の発明の詳細な説明の欄8
、補正の内容 (1)明細書中、第2頁6〜16行に「しかしながら、
・・・・・されている。」とあるを削除する。 (2)同、同頁17行の「・・・・・しながら、」の後
に「2重勾配形のカウンタ方式D/A変換器で構成し、
処理速度を低くした」を加入する。 (3)同、第7頁10〜12行に[困難であった。 ・・・・・困難であった。」とあるを「必要であった。 そして、相補形MO8集積回路でそのような高精度を実
現するのは困難であった。」に訂正する。 (4)同、第19頁18行に1下位12ビット」とある
な「下位8ビツト」に訂正する。 (5) 同、第20頁下から2行に「8ビツトのデータ
」とあるを「上位8ビツトまでのデータ」K訂正する。 以 上
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a conventional D/A converter,
2 and 3 are waveform diagrams for explaining the D/A converter in FIG. 1, FIGS. 4 and 5 are block diagrams for explaining the present invention, and FIGS. 6 and 7 are the same. The route map, Figure 8 is the same flow chart, and Figure 9 is the D/A according to the present invention.
Block diagrams illustrating embodiments of the converter, Figures 10 and 1
1 is a waveform diagram for explaining the embodiment of FIG. 9, FIG. 12 is a diagram for explaining the present invention in detail, FIG. 13 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a diagram for explaining the embodiment of the present invention. and FIG. 15 is a waveform diagram for explaining the embodiment of FIG. 13. (3H) and (5311) are upper counters, (3L) and (53L) are lower counters, (5■), (5L)
and (55) is a constant current source, (7) is an integrator, (11) is a DSP, (14) is a host computer, (17) is a coefficient memory, (31) is a multiplier, and (32) is a logic operation unit. , (53) is a counter, and (54) is a drive circuit. JP-A Sho GO-142625 (10) <= B JP-A Sho GO-142G25 (13) Procedural amendment 1. Display of the case 1963 Patent Application No. 247807 2, Title of the invention Digital/analog converter 3, Person making the amendment Relationship to the case Patent applicant address Tokyo Parts 6-7-35 Name (21
8) Norio Ohga, representative director of Sony Corporation 5, date of amendment order 6, Showa month/day 6, number of inventions increased by amendment 7, subject of amendment Detailed explanation of the invention in the specification column 8
, Contents of the amendment (1) In the specification, on page 2, lines 6-16, ``However,
...is being done. ” will be deleted. (2) On the 17th line of the same page, after "...while", "It is composed of a double slope counter type D/A converter,
Add "Lowered processing speed". (3) Same, page 7, lines 10-12: [It was difficult. ...It was difficult. " was corrected to "It was necessary. And it was difficult to achieve such high precision with complementary MO8 integrated circuits." (4) In the same page, page 19, line 18, the statement "1 lower 12 bits" has been corrected to "lower 8 bits." (5) Similarly, in the second line from the bottom of page 20, the text "8-bit data" is corrected to "data up to the upper 8 bits."that's all

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 入力ディジタルデータの1/n来演算を行なうディジタ
ル信号処理装置と、該ディジタル信号処理装置の出力デ
ィジタルデータをそのn乗に対応するアナログ信号に変
換するディジタル/アナログ変換手段から成るディジタ
ル/アナログ変換器。
A digital/analog converter comprising a digital signal processing device that performs calculations on 1/n of input digital data, and digital/analog conversion means that converts the output digital data of the digital signal processing device into an analog signal corresponding to the nth power of the digital signal processing device. .
JP24780783A 1983-12-29 1983-12-29 Digital to analog converter Pending JPS60142625A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0327621A (en) * 1989-06-26 1991-02-06 Chino Corp D/a converter
JPH0594159A (en) * 1991-04-26 1993-04-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Liquid crystal driving device

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JPH0327621A (en) * 1989-06-26 1991-02-06 Chino Corp D/a converter
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