JPS6039924A - Analog-digital converter - Google Patents

Analog-digital converter

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JPS6039924A
JPS6039924A JP14801283A JP14801283A JPS6039924A JP S6039924 A JPS6039924 A JP S6039924A JP 14801283 A JP14801283 A JP 14801283A JP 14801283 A JP14801283 A JP 14801283A JP S6039924 A JPS6039924 A JP S6039924A
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JP
Japan
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output
signal
input
circuit
converter
Prior art date
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Pending
Application number
JP14801283A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kuniharu Uchimura
内村 国治
Atsushi Iwata
穆 岩田
Tsutomu Kobayashi
勉 小林
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPS6039924A publication Critical patent/JPS6039924A/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
    • H03M1/12Analogue/digital converters

Abstract

PURPOSE:To obtain a high S/N with a low quantized accuracy by forming a quantized output into a tri-state level and spreading a DC converted error with a pulse signal so as to change over the full scale of a D/A converting circuit depending on the magnitude of the input signal level. CONSTITUTION:An input analog signal is added to an output from a pulse generator 10 at an adder 2, subtracted with a velue D/A-converting (6) an output of a quantizer Q4 sampling signals in a frequency higher than an input frequency, and the result is inputted to an integration device 3. An integrated output signal is quantized into three levels, a reference voltage VREF1 or over, a middle value between VREF1 and VREF2, and the VREF2 or below by two voltage comparators 12A, 12B of a quantizer 4 and outputted to a digital filter DF7 and the D/A converter 6. The DF7 eliminates a pulse signal spreading a DC converting error from the generator 10 and outputs a digital signal corresponding to the input analog signal. The output signal is detected by a signal amplitude detecting circuit 11 and the full scale of the D/A and the DF7 is changed over into two stages depending on the magnitude of the signal amplitude so as to improve the S/N ratio to a low input level signal.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の属する分野) 本発明は入力信号周波数帯域に比較して非常に高い周波
数でサンプリングすることによって、低い量子化精度で
高いS/N特性を実現するオーツ・−サンプル形のアナ
ログ・ディジタル(A/D )変換器に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field to which the invention pertains) The present invention is an auto-transformer that achieves high S/N characteristics with low quantization accuracy by sampling at a very high frequency compared to the input signal frequency band. It relates to sampled analog-to-digital (A/D) converters.

(従来の技術) 第1図は従来のオーツ・−サンプルA/D変換器の構成
を示すブロック図で、1はアナログ信号入力端子、2は
アナログ加算器、3は積分器、4は量子化器、5は量子
化信号出力端子、6はD/A変換回路、7はディジタル
・フィルタ、8はディンタル信号出力端子、9はクロッ
ク入力端子である。
(Prior art) Figure 1 is a block diagram showing the configuration of a conventional auto-sample A/D converter, in which 1 is an analog signal input terminal, 2 is an analog adder, 3 is an integrator, and 4 is a quantizer. 5 is a quantized signal output terminal, 6 is a D/A conversion circuit, 7 is a digital filter, 8 is a digital signal output terminal, and 9 is a clock input terminal.

このようなA/D変換器において、入力信号と量子化信
号の差を積分し、この積分値を量子化する帰還ループを
入力信号周波数帯域に対して非常に高い周波数周期で動
作きせると、量子化の雑音成分は入力信号周波数帯域よ
り高い周波数帯域に多く分布する。これ目、人力信号と
1量子化器号の差を一定周期で平均すると、その平均値
がゼロに近くなるように量子化信号が決定されるからで
ある。
In such an A/D converter, if the feedback loop that integrates the difference between the input signal and the quantized signal and quantizes this integral value is operated at a very high frequency period with respect to the input signal frequency band, the quantum The noise components of the signal are distributed in a higher frequency band than the input signal frequency band. This is because the quantized signal is determined so that when the difference between the human signal and one quantizer number is averaged at a constant period, the average value is close to zero.

%2量子化器の高周波成分をディジタル・フィルタ7で
除去すれば量子化により検音はほとんど除去できるので
、量子化器の精度に低くても冒S/Nのディジタル信号
出力が得られる。このとき、イハシー士周波数よりサン
プリング周波数(動作クロック周波数)を高くするほど
高周波域すで量イ化剋1音は分布するので、イを置局波
数帯域でのS/Nは向」−する。
If the high frequency components of the %2 quantizer are removed by the digital filter 7, most of the tones can be removed by quantization, so even if the accuracy of the quantizer is low, a digital signal output with an inferior S/N can be obtained. At this time, as the sampling frequency (operating clock frequency) is made higher than the I/O frequency, the higher the frequency range, the more the sound is distributed, so the S/N in the station wave number band will be lowered.

一般に集積回路」二に実現できる逐次比較形A/D変換
器の精度は10〜12ビット分解能が上限である。とこ
ろが、第1図の構成では1〜2ビツトの量子化器でも、
サンプリング周波数を高く設定すると、12ビツト以」
−の変換精度を得ることが可能である。この場合D/A
変換回路6も1〜2ビット分解能のものでよい。
Generally, the accuracy of a successive approximation type A/D converter that can be realized in an integrated circuit is limited to a resolution of 10 to 12 bits. However, in the configuration shown in Figure 1, even a 1- to 2-bit quantizer
If the sampling frequency is set high, 12 bits or more
It is possible to obtain a conversion accuracy of -. In this case D/A
The conversion circuit 6 may also have a resolution of 1 to 2 bits.

第2図は第1図に示したオーツ・−サンプルA/D変換
器のS/N特性を示したものである。ここで、S/Nは
次の条件で算出した。
FIG. 2 shows the S/N characteristics of the auto-sample A/D converter shown in FIG. Here, the S/N was calculated under the following conditions.

条 件 サンプリング周波数 ・・・・・・・・ 2.048M
Hz信号周波数 −・・・・−・−・・・・・・・−1
kHz。
Condition sampling frequency 2.048M
Hz signal frequency −・・・−・−・・・・・・・・−1
kHz.

S/N評価帯域 ・・・・・・・・・・・・・−・・・
・0〜4kH7量子化器分解能 ・・・・・・・・・・
・・・・1ビットD/A変換回路分解能 ・・・・・・
・・・1ビットアナログ信号入力範囲を一1〜→−1と
規格化して考えると、量子化器4は積分器出力が正か負
かを判定する1ビツトのものであるが、第2図に示すよ
うにディジタル出力は高いs/N 1%性を示している
。しかし、入力レベルがイ氏くなるとS/Nの、ゴ氏下
は大きくなり、−58dB以Pの信号は識別できなくな
る。このことからグイナミノクレンジとしては58 d
Bでアリ、理想リニア9ビツトA/D変換器と等価なも
のである。
S/N evaluation band ・・・・・・・・・・・・・・・
・0~4kH7 quantizer resolution ・・・・・・・・・・・・
...1-bit D/A conversion circuit resolution ...
...If we normalize the 1-bit analog signal input range from -1 to -1, the quantizer 4 is a 1-bit device that determines whether the integrator output is positive or negative, but as shown in Fig. 2. As shown in the figure, the digital output shows a high S/N ratio of 1%. However, as the input level increases, the S/N ratio increases, and signals of −58 dB or lower cannot be distinguished. From this, the Guinamino Cleanse is 58 d.
B is equivalent to an ideal linear 9-bit A/D converter.

第3図は、第1図に示しだ従来のオーツ・−サンプ、ル
A/D変換器の、前記条件における直流変換誤差特性を
示したものである。これは正負の人力に対して同様な誤
差特性を示すので、ここでは−正の入力に対してのみ示
している。121から明らかなように、ゼロレベルイ」
近で大きな誤差を発生ずる。
FIG. 3 shows the DC conversion error characteristics of the conventional auto-sampled A/D converter shown in FIG. 1 under the above conditions. Since this shows similar error characteristics for positive and negative human inputs, only -positive inputs are shown here. As is clear from 121, it is at zero level.
Large errors occur at close range.

このため、低人力レベルの交流信号はこの誤差の大きな
部分を使って変換することになるので’、S/Nが低入
力レベルで大きく低1:することを示す。
For this reason, an alternating current signal at a low human power level is converted using a large portion of this error, so that the S/N is greatly reduced to 1 at a low input level.

第4図は従来のオ−ハ−サンプルA/T)変換器が00
45の直流オフセノI・を持っているときのS/N晰性
である。
Figure 4 shows the conventional Oha sample A/T) converter.
This is the S/N clarity when having a DC offset I of 45.

アナログ信号入力あるいはl)/A変換回路にオフセッ
トを持たせ、例えば01の直流レベルを中心に入力信号
を変換すれば低人力レベルでのSハは大きく改善でれる
。ここでも低人力レベルでのS/N特性は理想リニア1
2〜13ビットA/D変換回路と等価である。しかし、
直流オフセノ(・がばらつくとS/N傷性は大きく変化
する。集積回路」二に第1図のオーハ−ザノプルA/1
)変換器を製造する場合なと、積分器、量子化器’、 
I)/A変換回路には動作速度の限界がありツノプリノ
ブ周波数はあ1り高くすることはできない。従って、な
るべく低いサンプリング周液数て高S/N特性を得/こ
いか、従来形では直流オフセントなしではS/Nが低ず
き、直流オフセットありても製造ばらつきでオフセット
量が変動するだめ安定し−C高S/Nが得られないとい
う欠点があった。
If the analog signal input or l)/A conversion circuit is provided with an offset and the input signal is converted around the DC level of 01, for example, S can be greatly improved at a low human power level. Here too, the S/N characteristic at a low human power level is ideally linear 1.
It is equivalent to a 2 to 13 bit A/D conversion circuit. but,
If the DC off-sensor (.) varies, the S/N damage will change greatly.
) When manufacturing converters, integrators, quantizers,
The I)/A conversion circuit has a limit in operating speed, and the horn pre-knob frequency cannot be made even higher. Therefore, high S/N characteristics can be obtained with as low a number of sampling cycles as possible.In the conventional type, the S/N is low without DC offset, and even with DC offset, it is stable because the offset amount fluctuates due to manufacturing variations. However, there was a drawback that a high S/N ratio could not be obtained.

でらに、音7it信号を入力とする場合には理想−リニ
ア13ビツトA/D変換器す」二のグイナミノクレンジ
を確保するのが重重しいが、第1図の従来形ではす/プ
リングクロックをさらに上げなければ実現できない。し
かも、2.048MHz以上の周期で動作する回路は現
在の集積回路技術では容易に実現できないという欠点も
ある。
Furthermore, when inputting a 7-bit audio signal, it is difficult to ensure the ideal linear 13-bit A/D converter. This cannot be achieved without increasing the clock further. Furthermore, there is a drawback that a circuit that operates at a frequency of 2.048 MHz or more cannot be easily realized using current integrated circuit technology.

(発明の目的) 本発明は上記のような従来の欠点を解決するだめに、量
子化出力を3レベルとして分解能をあけ、直流変換誤差
をパルス信号で拡散し、人力信刊レベルの大きさによっ
て])/A変換回路のフルスケールを切り換えて、製造
ばらつきがあっても安定に高S/N特性が得られるよう
な、オーハーザンプル形のアナログ・ディジタル変換器
を47供することを[[的とするものである。
(Purpose of the Invention) In order to solve the above-mentioned conventional drawbacks, the present invention sets the quantization output to three levels to increase the resolution, diffuses the DC conversion error with a pulse signal, and converts the quantization output into three levels by using a pulse signal to spread the DC conversion error. ]) /A converter circuit full scale and can stably obtain high S/N characteristics even with manufacturing variations. It is something.

(発明の構成および作用) 第5図は本発明のオ−ハ−ザノゾルA/l) 変換器の
一実施例の構成を示すブロック図で、1dアナログ信号
入力端子、2はアナログ加η器、3は積分器、4は量子
化器、5は量子化信号出力端子、6 &:t D/A変
換回路、7はディジタル・フィルタ、8けディジタル信
号出力端子、9はクロック入力端子、10はパルス発生
器、11は信号振幅検出回路である。
(Structure and operation of the invention) FIG. 5 is a block diagram showing the structure of an embodiment of the Ohaza Nosol A/l) converter of the present invention, in which 1d is an analog signal input terminal, 2 is an analog converter, 3 is an integrator, 4 is a quantizer, 5 is a quantized signal output terminal, 6 &:t D/A conversion circuit, 7 is a digital filter, 8-digit digital signal output terminal, 9 is a clock input terminal, 10 is a The pulse generator 11 is a signal amplitude detection circuit.

ここで量子化器4は第6図に示すように2個の電圧比較
器12A及び12Bと2個のDタイプフリップ・フロッ
プ13 A及び]313とで構成され、2個の電圧比較
器12A及び12Bの比較基準電圧はそれぞれVRゆ]
、VゆF2の値に設定され、積分器3の出力を、+1〜
VREF1.vR11〜VREF2IVRユ2〜−1 
の3領域に量子化して、それぞれ+]、、O,−1の値
を出力するものである。2個のDタイプ、フリップ・フ
ロッグ13A、 13Bは比較器]2A、 1213の
出力をラッチするもので、サンプリンタ周期で動作する
。量子化器4の分解能を3レベルに設定すると、+1゜
0、−1に相当するアナログ値を出力するD/A変換回
路が必要である。I)/A変換回路6はディジクル・フ
ィルタ7と同じ入力を帰還するもので、ディジタル・フ
ィルタフに入力きれる量子化出力の+1及びOの:3値
とD/A変換回路6の出力のアナログ値が正確に等しい
値でないと、ディジクル信号出力端子8に得られるディ
ジタル出力には誤差を生じる。
Here, the quantizer 4 is composed of two voltage comparators 12A and 12B and two D-type flip-flops 13A and ]313, as shown in FIG. The comparison reference voltage of 12B is VR Yu]
, is set to the value of VYF2, and the output of integrator 3 is set to +1 to
VREF1. vR11~VREF2IVRU2~-1
It quantizes into three areas and outputs values of +], , O, and -1, respectively. Two D-type flip-frogs 13A and 13B are for latching the outputs of comparators 2A and 1213, and operate at the sampler cycle. When the resolution of the quantizer 4 is set to three levels, a D/A conversion circuit is required to output analog values corresponding to +1°0, -1. The I)/A conversion circuit 6 feeds back the same input as the digital filter 7, and the quantized output +1 and O that can be input to the digital filter: 3 values and the analog value of the output of the D/A conversion circuit 6. If the values are not exactly equal, an error will occur in the digital output obtained at the digital signal output terminal 8.

複数のアナログレベルを出力するD/A変換回路は容量
素子あるいは抵抗素子を用いて基準電圧を素子の比で分
圧する回路で構成きれることが多い。
A D/A conversion circuit that outputs a plurality of analog levels is often configured with a circuit that divides a reference voltage by the ratio of the elements using capacitive elements or resistive elements.

この場合、素子の比精度が製造」二の精度で制限される
だめ、アナログ出力値は素子の比精度で決まる誤差をも
つ。ところが、3値のアナログレベルを出力するには、
1個の容量素子に基暴電圧を正方向に充電するか、負方
向に充電し、あるいdクランド電圧を充電する、という
3つの充電方法を切り換える発生法が考えられる。この
場合、複数の容量素子を使わないので、素子の精度は問
題になら々い。つ捷り、製造」−の精度に関係なく、+
1゜0の3値に対応するアナログレベルを出力するD/
A変換回路が容易に実現できる。
In this case, since the relative accuracy of the element is limited by the manufacturing precision, the analog output value has an error determined by the relative accuracy of the element. However, in order to output a 3-value analog level,
A possible generation method is to switch between three charging methods: charging one capacitive element with the base voltage in the positive direction, charging it in the negative direction, or charging it with the d-ground voltage. In this case, since multiple capacitive elements are not used, the accuracy of the elements is less of a problem. Regardless of the accuracy of ``cutting and manufacturing'', +
D/ that outputs analog levels corresponding to three values of 1°0.
A conversion circuit can be easily realized.

第5図において、量子化器4とD/A変換回路0の分解
能を3値にすることによって、量子化によって発生ずる
雑音は2値の場合の一以Fに低減ずることか可能である
In FIG. 5, by setting the resolution of the quantizer 4 and the D/A converter circuit 0 to three values, it is possible to reduce the noise generated by quantization to 1F or less in the case of two values.

第7図は第5図の積分器3とその周辺回路を構成するア
ナログ加算器2.D/A変換器6、パルス発生器10の
各回路の詳細な回路例を示すものである。積分器3をス
イッチト・キャパノタ技術を用いて構成すれば、アナロ
グ加算器2の機能も同時に実現できる。第7図において
、】4は増幅器、15は積分容量(CI ) 、16は
ザンブリング容量(C6)、17はI)/A変換容量(
CDA ) 、 1 sはパルス電圧発生容量(CI)
 )、SWI〜5W12はスイッチ、】9゜20、2]
 (Clスイッチコントロール部、22は分周器、23
fd信号出力端子を示す。スイノチト・ギャメンタ形積
分器は入力端子をスイッチを使って容量に充電し、その
電荷を増幅器(Amp) ]4を用いて積分容量(CI
) 15に積分するものである。スイッチSWI〜4と
容量(C8) 16はアナログ信号入力端子1の電圧を
サンプリングする回路で、サンプリング周期で、入力端
子のサンプリングと積分容量(CI) ]5への積分を
交互にSWI〜4で行なう。
FIG. 7 shows the integrator 3 of FIG. 5 and the analog adder 2 that constitutes its peripheral circuit. A detailed circuit example of each circuit of the D/A converter 6 and the pulse generator 10 is shown. If the integrator 3 is configured using switched capacitor technology, the function of the analog adder 2 can also be realized at the same time. In Fig. 7, ]4 is an amplifier, 15 is an integrating capacitor (CI), 16 is a Zumbling capacitor (C6), and 17 is an I)/A conversion capacitor (
CDA), 1 s is pulse voltage generation capacity (CI)
), SWI~5W12 is a switch, ]9°20,2]
(Cl switch control section, 22 is a frequency divider, 23
The fd signal output terminal is shown. The Suinocito-Gamenta type integrator uses a switch to charge the input terminal into a capacitor, and uses an amplifier (Amp) ]4 to transfer the charge to an integral capacitor (CI).
) 15. Switch SWI~4 and capacitor (C8) 16 are circuits that sample the voltage of analog signal input terminal 1. SWI~4 alternately performs sampling of the input terminal and integration to integral capacitor (CI) ]5 in the sampling period. Let's do it.

SW5〜8とD/A変換容量(CI)A) ]7をスイ
ッチコントロール部20で制御し、■Rゆ電圧を量子化
出力に応じて充電方向を変えて容量17に充電し、D/
A変換回路として動作する。SW9〜12とパルス電圧
発生容fk (cp) +sはパルス電圧を発生するも
ので、サンプリング周期でvRF、F電圧を容量〕8に
充電し、その電荷を積分容量15に積分する。容量18
への充電極性を分周器22で分周きれた周波数で切り換
えれば、正負に勢しい振幅をもつパルス波形が入力信号
に加勢−されたのと等価になる。
SW5 to SW8 and the D/A conversion capacitor (CI) A)]7 are controlled by the switch control unit 20, and the charging direction of the R voltage is changed according to the quantized output to charge the capacitor 17, and the D/A conversion capacitor (CI) A) is
Operates as an A conversion circuit. SW9 to SW12 and the pulse voltage generating capacitor fk (cp) +s are for generating pulse voltages, and charge the vRF and F voltages to the capacitor]8 at the sampling period, and integrate the charges to the integrating capacitor 15. Capacity 18
By switching the charging polarity to the frequency divided by the frequency divider 22, it becomes equivalent to adding a pulse waveform with strong positive and negative amplitudes to the input signal.

このパルスの周波数をディジタル・フィルタ7で除去で
きる帯域に選べば、ディジタル信号出力端子8にはパル
ス波形は伝達せず、アナロク′信号人力に対応したティ
ジクルイハ号のみが得られる。パルスの振幅” XVR
EI”べCP/CI)で決する。
If the frequency of this pulse is selected in a band that can be removed by the digital filter 7, no pulse waveform is transmitted to the digital signal output terminal 8, and only a signal corresponding to the analog signal is obtained. Pulse amplitude”XVR
It will be decided by EI"beCP/CI).

第5図に示しだ本発明実施例回路dスイノチト・ギャバ
イト技術を使うことによって、第7図のように不規(V
のアナログ回路で実現できる。パルス波形を入力信号に
加算するのは、第3図で示しだゼロの直流レベルの犬き
々誤差を拡散するだめである。パルス波形を加算した場
合、パルス振幅だけ大きな誤差を発生ずる直流レベルが
移動するとともに、正負に分散するので誤差の太@きも
低下する。このだめ、ゼロの直流レベル近辺の直流変換
誤差は小さくなる。
The circuit according to the embodiment of the present invention shown in FIG.
This can be realized using analog circuits. The purpose of adding the pulse waveform to the input signal is to diffuse the zero DC level error shown in FIG. When pulse waveforms are added, the DC level that causes an error that is large by the pulse amplitude moves and is dispersed in positive and negative directions, so the width of the error also decreases. As a result, the DC conversion error near the zero DC level becomes small.

信号振幅検出回路11は入力信号の振幅レベルを検出す
るもので、人力信号振幅の大きさに応じて、D/A変換
回路6とディジタル・フィルタフのフルスケールを2段
階に切り換えて低入力レベルの信号に対するS/N向」
二を図っている。D/A変換回路のフルスケールを切り
換えることは、実質的にい変換回路の出力レベルの数を
増やすことになる。
The signal amplitude detection circuit 11 detects the amplitude level of the input signal, and switches the full scale of the D/A conversion circuit 6 and the digital filter in two stages depending on the magnitude of the human input signal amplitude to detect low input levels. "S/N direction for signals"
I'm trying to do two things. Switching the full scale of the D/A conversion circuit essentially increases the number of output levels of the conversion circuit.

したがって、各出力レベルの精度がS/N特性に大きく
影響するので、フルスケール切換えの精度が重要である
Therefore, since the accuracy of each output level greatly affects the S/N characteristic, the accuracy of full scale switching is important.

第88図はD/A変換回路()のフルスケール切換法を
示す図である。
FIG. 88 is a diagram showing a full-scale switching method of the D/A conversion circuit ( ).

これは第7図に示しブこD/A変換容量(ODA) 1
7の容量値を、2個の容!24−1及び24−2をスイ
ッチ5W13〜SWI 5で並列接続したり、直列接続
に切換えだりして四〇、25の比で切換えるものである
。但し、容量24−1と24−2の容量値(は等しいも
のとする。また容量値にばらつきがある場合には上記の
1 : 0.25の精度比は問題になる。いま両容量2
4−1及び24−2の容量値をCDI及びCD2とし、
両容量値間にばらつきがありその値をΔCとすると、C
D2− CDl−ΔC1並列接続時の容量値(d(2・
CDI+ΔC)、直列接続時の容量値は(CDI・(c
+n+ac))/(2・CDI+ΔC)であるので、直
並列の比]:025に対する誤差は次のようになる。
This is shown in Figure 7. D/A conversion capacity (ODA) 1
7 capacitance value, 2 capacitance values! 24-1 and 24-2 are connected in parallel using switches 5W13 to SWI5, or connected in series, and switched at a ratio of 40:25. However, the capacitance values of capacitors 24-1 and 24-2 are assumed to be equal. Also, if there are variations in the capacitance values, the accuracy ratio of 1:0.25 mentioned above becomes a problem.
Let the capacitance values of 4-1 and 24-2 be CDI and CD2,
If there is a variation between both capacitance values and that value is ΔC, then C
D2-CDl-ΔC1 Capacitance value when connected in parallel (d(2・
CDI+ΔC), and the capacitance value when connected in series is (CDI・(c
+n+ac))/(2.CDI+ΔC), so the error for the series/parallel ratio ]:025 is as follows.

したがって、誤差El七Rは ERR−F −(−任−)2 ・・・・・−・ (])
2・CDI CI)l、 CD2を集積回路」二に製造する場合、一
般にはその比精度は02%程度のものが実現n」能であ
る。ところが、(1)式で示したように直並列の切り換
えを行う場合の誤差は、02%精度のCD1. CD2
を用いると0.0001%と極めて小てなものになる。
Therefore, the error El7R is ERR−F −(−R−)2 ・・・・・・−・ (])
2.CDI CI) When manufacturing CD2 as an integrated circuit, it is generally possible to achieve a relative accuracy of about 0.2%. However, as shown in equation (1), the error when switching between series and parallel is 0.2% accuracy CD1. CD2
If this is used, it will be extremely small at 0.0001%.

逆に、ERR= 0.2%であるにはCDI、 CD2
の比精度は89%以下であればよい。この精度d集積回
路上では容易に実現できる値である。
Conversely, for ERR = 0.2%, CDI, CD2
The relative accuracy of 89% or less is sufficient. This accuracy d is a value that can be easily realized on an integrated circuit.

D/A変換器のフルスケールを切り換えることは、第8
図に示した直並列切換回路を用いることによって高精度
のものが容易に実現できることを説明したが、一方ディ
ジタル・フィルタフにおいてフルスケールを切り換える
ことは精度に関係なく容量に行える。第8図の直並列切
換回路を用いると、フルスケール(’i ] : 0.
25の比で変わるので、ディ( ジタル・フィルタの入力データは2ビットだけシフトす
る回路を設ければよい。
Switching the full scale of the D/A converter is the eighth step.
It has been explained that high accuracy can be easily realized by using the series/parallel switching circuit shown in the figure, but on the other hand, switching the full scale in a digital filter can be done in capacitance regardless of accuracy. When the series-parallel switching circuit shown in FIG. 8 is used, full scale ('i]: 0.
Since the ratio changes by a factor of 25, it is sufficient to provide a circuit that shifts the input data of the digital filter by 2 bits.

第9図は信号レベル・ダイアグラムを示すもので、アナ
ログ人力信号範囲Aに対する積分器出力範囲■3、比較
器判定レベルc、、D/A変換器出力しペルD1振幅検
144レベルEの関係を示したものであり、図中、(a
)及び(b)はそれぞれ第1及び第2のフルスケールを
示す。
Figure 9 shows a signal level diagram, which shows the relationship between the analog human input signal range A, the integrator output range 3, the comparator judgment level c, and the D/A converter output Pel D1 amplitude detection 144 level E. In the figure, (a
) and (b) show the first and second full scales, respectively.

D/A変換器の出力レベルDは低いフルスケ−ル状態で
は±0.25.0の3値のいずれかを比較器判定結果に
応じて出力し、高いフルスケール状態では±1.0の3
値のいずれかを同様に出力する。
The output level D of the D/A converter outputs one of three values of ±0.25.0 in a low full scale state, and outputs one of three values of ±1.0 in a high full scale state, depending on the comparator judgment result.
Output one of the values as well.

D/A変換器のフルスケールは振幅検出回路】1の検出
レベ/” E ノVRI 、 VB2のいずれかを入力
信号振幅が越える場合に高い方となるように切り換えら
れる。D/A変換器のフルスケール切換えに際して、比
較器判定レベルCは固定にすることが可能である。低い
フルスケールにおいて、比較器判定レベルvRF、F]
、vRユ2を設定すれば(”REF’をo〜025の間
の値に、V□ゆ2を0〜−0.25の間の値に設定)、
高いフルスケールにおいても、VRF、F]。
The full scale of the D/A converter is determined by the amplitude detection circuit.If the input signal amplitude exceeds either VRI or VB2, it is switched to the higher one. When switching the full scale, the comparator judgment level C can be fixed.At a low full scale, the comparator judgment level vRF, F]
, if you set vRyu2 (set "REF' to a value between o and 025 and V□yu2 to a value between 0 and -0.25),
Even at high full scale, VRF, F].

vREF2と])/A変換器出力レベルの関係は低いフ
ルスケールの場合と同様であり、正常な量子化動作が行
える。■RIi、F]、VR91,,2の値の設定が、
低いフルスケールに対して最適化できることに2、低人
力レベルでのSZN向」−に効果的である。
The relationship between vREF2 and the ])/A converter output level is the same as in the case of a low full scale, and normal quantization operation can be performed. ■RIi, F], VR91,,2 value settings are
2. It is effective for SZN at a low human power level because it can be optimized for a low full scale.

第10図は入力信号とフルスケール切換えの関係を示す
FIG. 10 shows the relationship between input signals and full scale switching.

第5図におけるディジタル・フィルタフの出力周期をt
。とすると、第10図でfci L、、L2. t、・
の時刻で振幅検出回路の出力が変化することになる。図
中、破線で示しだ範囲は振幅検出レベルVR]、 VB
2を0.25.−0.25に設定した場合ノ量子化可能
範囲(D/A変換回路の出力範囲)である。このとき、
入力信号25の振幅変化に対してフルスケール切換えが
遅れ、A、Bで示しだ部分は人力信号振幅が量子化可能
範囲を越えてしまう。一方、実線はVRI、 VB2を
0.125.−0.125に設定したときの量子化可能
範囲でフルスケール切換えタイミングが早く、量子化可
能範囲を越えることはない。
The output period of the digital filter in Fig. 5 is t.
. Then, in FIG. 10, fci L, , L2 . t,・
The output of the amplitude detection circuit changes at the time . In the figure, the range indicated by the broken line is the amplitude detection level VR], VB
2 to 0.25. This is the quantizable range (output range of the D/A conversion circuit) when set to -0.25. At this time,
The full scale switching is delayed with respect to the amplitude change of the input signal 25, and in the portions indicated by A and B, the human input signal amplitude exceeds the quantizable range. On the other hand, the solid line indicates VRI and VB2 of 0.125. When set to -0.125, the full scale switching timing is early within the quantizable range, and does not exceed the quantizable range.

このように、、 VRI、 1VR21を025より小
さく設定すればプイジタル・フィルタ遅延を補正でき、
フルスケール切換は信号振幅変化に追従できる。
In this way, if VRI and 1VR21 are set smaller than 025, the pupil filter delay can be corrected,
Full-scale switching can follow signal amplitude changes.

VRI、 VB2の値は人力信号周波数が高い程、ディ
ジタル・フィルタの出力周期が長い程、絶対値を不埒く
設定しなければならない。
The higher the frequency of the human input signal and the longer the output period of the digital filter, the more unreasonable the absolute value of the values of VRI and VB2 must be set.

第1]図は本発明のオーバーサンプルA/D 変換器の
他の実施例であり、各符号は第5図に示したものと同じ
である。この特徴は振幅検出回路11の人力をアナログ
信号入力端子1から直接に得ていることである。この構
成では振幅検出の遅れが小i < 、VRI、 vlt
2の絶対値を大きく設定できる。
FIG. 1 shows another embodiment of the oversampled A/D converter of the present invention, and each reference numeral is the same as that shown in FIG. This feature is that the human power of the amplitude detection circuit 11 is obtained directly from the analog signal input terminal 1. In this configuration, the delay in amplitude detection is small i < , VRI, vlt
The absolute value of 2 can be set large.

第12図は第5図に示したA/])変換器に使用する信
号振幅検出回路Hの一例を示す。図中、26は信号入力
端子、27.28はOR回路、29はDタイプ・フリッ
プフロップ、30は/7トクロノク入力端子である。信
号入力端726には第5図のディジタル信号出力端子8
がらの出力信号の上位3ビツトが人力され、この人力が
らイに号振幅が0125〜−0125の範囲内であれば
00nを、範囲外であれば11′1を出力する。Dタイ
プ、フリップフロップによって前周期の振幅検出結果を
保持しているのは、大入力レベルでもo】25〜0]2
5の範囲の値になることがあるので、0.125〜−(
1,]25内に信号振幅が入っている状態が連続すると
II oIIを出力するようにして誤動作を防ぐことを
目的としている。
FIG. 12 shows an example of a signal amplitude detection circuit H used in the A/]) converter shown in FIG. In the figure, 26 is a signal input terminal, 27 and 28 are OR circuits, 29 is a D type flip-flop, and 30 is a /7 clock input terminal. The signal input terminal 726 has a digital signal output terminal 8 shown in FIG.
The upper three bits of the output signal are manually input, and if the signal amplitude is within the range of 0125 to -0125, 00n is output, and if it is outside the range, 11'1 is output. D type, the amplitude detection result of the previous cycle is held by a flip-flop even at a large input level.
It can be a value in the range of 5, so 0.125 to -(
The purpose is to prevent malfunction by outputting II o II when the signal amplitude continues to be within the range 1, ]25.

第13図は第1]図に示したA/D変換器の信号振幅検
出回路であり、3]A 及Q: 3]Bは比較器、32
はEX−OR回路、33は信号入力端子、3/IA 及
び34Bは基糸レベル端子でアル。
FIG. 13 shows a signal amplitude detection circuit of the A/D converter shown in FIG.
is an EX-OR circuit, 33 is a signal input terminal, 3/IA and 34B are base thread level terminals.

この回路はアナログ信号人力端子]からのアナログ信号
を信号入力端子で受け、基糸レベルVRI。
This circuit receives an analog signal from the analog signal input terminal at the signal input terminal, and adjusts the base thread level VRI.

VB2 ヲもつ2個の比較器31A及び3]Bてアナロ
グ入力信号振幅を直接検出するものである。この回路は
第12図と比較すると、第12図はティジタル回路であ
るから雑音の影響を受けないが、これはアナログ回路で
あるだめ雑音の影響を受け易い。
Two comparators 31A and 3]B with VB2 directly detect the analog input signal amplitude. Compared to FIG. 12, this circuit is not affected by noise because it is a digital circuit, but it is susceptible to noise because it is an analog circuit.

第14図は第5図のA/D変換器の直流変換誤差特性を
示すものて、パルス振幅−0,045,VREF1=I
VREF21 = 0.0625.■R] = 1VR
21=0.125に設定した場合で、0.125以干の
直流レベルでは低いフルスケールで動作しているので誤
差が小さい。
Figure 14 shows the DC conversion error characteristics of the A/D converter in Figure 5, where the pulse amplitude is -0,045, VREF1 = I
VREF21 = 0.0625. ■R] = 1VR
21=0.125, and at a DC level of 0.125 or higher, the error is small because it operates at a low full scale.

第15回目第11図のめ変換器の直流変換誤差特性を示
したものて、パルス振幅−0,045、VREFI −
1vREF21 = 0.0625. VRI = l
 vR21=0.2に設定した場合で、低いフルスケー
ルで動作する範囲が広がっている。
15th Figure 11 shows the DC conversion error characteristics of the female converter, pulse amplitude -0,045, VREFI -
1vREF21 = 0.0625. VRI=l
When vR21 is set to 0.2, the range of operation at low full scale is expanded.

第14図及び第15図の特性と、第3図の従来回路の特
性を比較すると、ゼロ直流レベル刊近の誤差が大幅に低
下していることが明らかである。でらに、ゼロ直流レベ
ルイー」近の誤差は一様であるため、多少の直流オフセ
ットがある場合でもS/N特件の変動は小さい。
Comparing the characteristics shown in FIGS. 14 and 15 with the characteristics of the conventional circuit shown in FIG. 3, it is clear that the error near the zero DC level has been significantly reduced. Moreover, since the error near zero DC level E' is uniform, the variation in the S/N characteristic is small even if there is some DC offset.

第14図及び第15図に示した本発明のA/l)変換器
の直流変換誤差特性は、直流レベルが太きくなるにした
がって大きな誤差となる傾向を示している。直流変換誤
差特性は信号振幅検出回路11の発生するパルスの振幅
、量子化器4の判定レベルVREF” vRゆ2、さら
に信号振幅検出回路11の振幅検出レベルVRI、 v
R2の値の大きさにより変化する。
The DC conversion error characteristics of the A/l) converter of the present invention shown in FIGS. 14 and 15 show a tendency for the error to become larger as the DC level becomes thicker. The DC conversion error characteristics include the amplitude of the pulse generated by the signal amplitude detection circuit 11, the judgment level VREF"vR" of the quantizer 4, and the amplitude detection level VRI, v of the signal amplitude detection circuit 11.
It changes depending on the magnitude of the value of R2.

第16図は上記パラメータの値の設定が良くない場合の
第11図に示したA/D変換器の直流変換誤差特性を示
したもので、(a)、(bJとも79ルス」辰幅−0,
045,VR1= l vR21=0.25として低い
フルスケールでの量子化可能範囲全体の直流変換誤差特
性が見えるようにしたものである。
Fig. 16 shows the DC conversion error characteristics of the A/D converter shown in Fig. 11 when the above parameter values are not set properly. 0,
045, VR1=l vR21=0.25 so that the DC conversion error characteristics over the entire quantizable range at a low full scale can be seen.

ココで、(a)はV ] = l vREF2 lを=
 0.0625に、EF (b)は−0125と変えた場合ノ%性で、vREF”
 vREF2の値によって誤差特性が変化することを示
している。(a)、 (b)ともに02〜025の直流
入力範囲で比較的大きな誤差を発生しているが、これは
パルス振幅を0.045に設定しているだめ、パルス電
圧が−0,045の期間に入力電圧がl)/A変換回路
6の出力範囲を越元ることによる。(b)では0045
の直流人力レベルで(a)より大きな誤差を発生してい
るカニ、(a)ではこの部分が02以上の直流入力範囲
にあって見えないだけである。
Here, (a) is V ] = l vREF2 l =
0.0625, EF (b) is 0.0625, and when changed to -0125, vREF”
This shows that the error characteristics change depending on the value of vREF2. In both (a) and (b), a relatively large error occurs in the DC input range of 02 to 025, but this is because the pulse amplitude is set to 0.045. This is because the input voltage exceeds the output range of the l)/A conversion circuit 6 during this period. In (b), 0045
In (a), this part is in the DC input range of 02 or higher and cannot be seen.

つ捷り、パルス振幅と■REF1.VR]、、F2の大
きさを最適化することによって大きな直流変換誤差を発
生するレベルを02〜025の範囲に集中させて、VR
I、 1VR21を02以下に設定することによって低
いフルスケールールの02〜025の直流入力範囲を使
わないようにすることが本発明では百丁倉旨である。
Threading, pulse amplitude and ■REF1. VR], By optimizing the magnitude of F2, the level that causes a large DC conversion error is concentrated in the range of 02 to 025, and the VR
The purpose of the present invention is to avoid using the low full scale DC input range of 02 to 025 by setting VR21 to 02 or less.

第17図は第5図に示したA/D変換器のS/N特性ヲ
示スもので、サンプリング周波数−2,048M Hz
 。
Figure 17 shows the S/N characteristics of the A/D converter shown in Figure 5, with a sampling frequency of -2,048 MHz.
.

信号周波数= 1 klly、 、Sハ評価帯域−〇 
−4kHzに設定した場合のものである。第1401の
直流変換誤差特性が示すように、フルスケール に対しては人力レベルが大きくなるにつれて直流変換へ
β差も太きくなるプこめS/Nとしては飽和してくるが
、低い人力レベルに対しては直流変換誤差の小さなゼロ
直流レベル刊近のみを使ってA/D変換きれるので良好
なS/Nを示している。入力レベルが一30dB以−1
では理想リニア15bit とは)?l!同等のS/N
%性を実現しており、グイナミノクレンジも約92 d
Bと大きい。この図は第4図に示した従来回路特性と同
様に、2.048MHzのサンプリング周波数の場合で
あり、さらにサンプリング周波数を高くすれば睦特性も
改善される。また第4図に示した従来回路のa/N %
性と比較すると、低人力レベル領域で約1.2dBと大
幅に改善されている。
Signal frequency = 1 klly, ,S evaluation band -〇
This is when the frequency is set to -4kHz. As shown in the DC conversion error characteristics of No. 1401, for full scale, as the human power level increases, the β difference in DC conversion increases, and the S/N becomes saturated, but at low human power levels, On the other hand, since A/D conversion can be completed using only the near zero DC level with small DC conversion error, it shows a good S/N ratio. Input level -130dB or more
So what is the ideal linear 15 bit? l! Equivalent S/N
%, and Guinamino Cleanse is also about 92 d.
B and large. Similar to the conventional circuit characteristics shown in FIG. 4, this figure is for a sampling frequency of 2.048 MHz, and if the sampling frequency is further increased, the elasticity characteristics will be improved. Also, the a/N% of the conventional circuit shown in Figure 4
Compared to the performance, there is a significant improvement of approximately 1.2 dB in the low human power level region.

次に、第5図に示した本発明の帥変換1回路と、第1図
の従来回路の回路規模を比較すると、第6図に示した量
子化器の構成において、本発明はIIZ較器を2個用い
るのに7・4し従来回路では比較器カミ1個であり、第
7図に示した積分器周辺回路において、パルス発生回路
である・クルレ発生圧発生容−fjt18 (CP)、
 SW9〜SW12とその制御部が従来回路にはない。
Next, when comparing the circuit scales of the double conversion circuit of the present invention shown in FIG. 5 and the conventional circuit shown in FIG. 1, in the quantizer configuration shown in FIG. The conventional circuit uses only one comparator, and in the integrator peripheral circuit shown in FIG.
SW9 to SW12 and their control section are not present in the conventional circuit.

また、D/A変換回路であるD/A変換容昂17 (C
DA)とSW5〜SW8については同様な構成で、スイ
ッチの制御法が異なるだけである。振幅検出回路は第1
2図に示したように本発明では小規模なロジック回路で
実現できる。
In addition, the D/A conversion circuit 17 (C
DA) and SW5 to SW8 have the same configuration, and only the switch control method is different. The amplitude detection circuit is the first
As shown in FIG. 2, the present invention can be realized with a small-scale logic circuit.

このように、本発明のA/])変換回路は従来1亘1路
に対して、アナログ回路部では1個のコンパレータと1
組のスイッチト・キャパシタ回路の増加だけである。
In this way, the A/]) conversion circuit of the present invention has one comparator and one circuit in the analog circuit section, compared to the conventional one circuit.
There is only an increase in the number of switched capacitor circuits.

(効 果) 以上説明したように、本発明のA/b変換器は高精度素
子を用いることなく、小さな回路規模で低入力レベルで
の睦を大幅に向上できる利点がある。これは、ゼロ直流
レベルイ」近の変換誤差を低減することにより実現した
もので、音声等の交流信号を入力とする場合に適してい
る。また、高精度素子が不要で、小さな回路規模で実現
できることは、集積回路で製作する場合、非常に経済化
の効果がある。泗らに、高周波帯域に分布する雑音をフ
ィルタによって除去することによって、電源等からの外
来済1音も同時に除去芒れるので、耐雑音性が高く、ア
ナログ回路部分とロジック回路を四−テノブ」二に搭載
しても高いS/N %性が容易に実現できる利点もある
(Effects) As explained above, the A/b converter of the present invention has the advantage of being able to significantly improve the efficiency at low input levels with a small circuit scale without using high-precision elements. This is achieved by reducing conversion errors near zero DC level A, and is suitable for inputting AC signals such as audio. Furthermore, the fact that high-precision elements are not required and the circuit can be realized on a small scale has a significant economical effect when manufactured using an integrated circuit. In addition, by removing noise distributed in the high frequency band with a filter, external sounds from the power supply etc. can be removed at the same time, so noise resistance is high and analog circuits and logic circuits can be completely separated. It also has the advantage that high S/N ratio can be easily achieved even if it is installed in the second device.

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

第1図は従来のオーバーサンプルA/1)変換器の構成
を示すブロック図、第2図は従来のオーバーサンプルV
D変換器のS/N特性を示す図、第3図は従来のオーバ
ーサンプルの変換器の直流変換誤差特性を示す図、第4
図は従来のオーハーザンプルA/D変換器が直流オフセ
ットを持っているときのS/N特性を示す図、第5図は
本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第6図は本
発明に使用する量子化器の構成を示す図、第7図は積分
器とその周辺回路を示す図、第8図+4 D/A変換回
路のフルスケール切換法を示す図、第1図は信号レベル
・ダイアダラムを示す図、第10図は人力信号とフルス
ケール切換の関係を示す図、第11図は本発明の他の実
施例を示す図、第12図は本発明に使用する信号振幅検
出回路の一例を示す図、第13図は本発明の他の実施例
の信号振幅検出回路を示す図、第】4図は本発明のA/
])変換器の直流変換誤差特性を示す図、第15図は本
発明の他の実施例の直流変換誤差特性を示す図、第1(
)図はパラメータ設定の良くない本発明の他の実施例の
直流変換誤差特性を示す図、第17図は本発明の一実施
例のVN特性を示す図である。 l ・・・・・・・アナログ信号入力端子、 2・・・
・山・・アナログ加算器、 3・・・・曲・積分器、 
4・・・曲・・量子化器、 5・・・・・・・・・量子
化信号出力端子、 6・・・・・曲D/A変換器、 7
°叩曲ディジタル・フィルタ、8・・・・・・・・・デ
ィジタル信号出力端子、 9・・・・曲・クロック入力
端子、1o・・・・・・・・・パルス発生器、11・・
・・・・・ 信号振幅検出回路、12A、 12B・・
・叩・比較器、13A、13B・・・・・・・・Dフリ
ップフロップ、】4・・・・・・・・増幅器、15 ・
・・・・・積分器@ (CI)、】6・・・・・サンプ
リング容量(C8)、17・曲回D/A変換容量(CD
A)、18 ・・・・・・・ パルス電圧発生容量(C
P)、19〜21−・−・・・・スイッチコントロール
部、22 ・・・・・・・分周器、23 ・・°聞・信
号出力端子124−1.24−2・・・・・・・・・容
量、 250106.109.入力信号、 26・°°
°゛°°信号入カ端子、 27.28川・・・・OR回
路、29 ・・・・・Dタイプ・フリップフロップ、3
0・1曲 シフトクロック入力端子\31A、 31B
 、、、、、、、、、比較器、 32 曲−−−−−E
X−□R回路、33・・・・・・・・・信号入力端子、
34A、 34B・・・・・・・・基準レベル端子。 特許出願人 日本電信電話公社 第1図 第2図 4力しへIL (dB) 第11図 第12図 7へ 6へ 第13図 第14図 直う記入力りへ1シー (フルスケール 第15図 0 0、2 0.4 0.6 0.8 1.0蕩庵入勾
りへIL ())Lス切−IL−=±1)
Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of a conventional oversampling A/1) converter, and Fig. 2 is a block diagram showing the configuration of a conventional oversampling A/1) converter.
Figure 3 shows the S/N characteristics of a D converter. Figure 3 shows the DC conversion error characteristics of a conventional oversampling converter. Figure 4 shows the DC conversion error characteristics of a conventional oversampling converter.
The figure shows the S/N characteristics when a conventional Oha sample A/D converter has a DC offset, FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram of the present invention. Figure 7 shows the integrator and its peripheral circuits, Figure 8 shows the full-scale switching method of the +4 D/A conversion circuit, Figure 1 shows the signal level・A diagram showing a diadarram, FIG. 10 is a diagram showing the relationship between human input signals and full-scale switching, FIG. 11 is a diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a signal amplitude detection circuit used in the present invention. FIG. 13 is a diagram showing an example of a signal amplitude detection circuit according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing a signal amplitude detection circuit according to another embodiment of the present invention.
]) Figure 15 is a diagram showing DC conversion error characteristics of a converter, Figure 15 is a diagram showing DC conversion error characteristics of another embodiment of the present invention, and Figure 1 (
) is a diagram showing the DC conversion error characteristic of another embodiment of the present invention with poor parameter settings, and FIG. 17 is a diagram showing the VN characteristic of one embodiment of the present invention. l...Analog signal input terminal, 2...
・Mountain...analog adder, 3...song/integrator,
4...Song...Quantizer, 5...Quantized signal output terminal, 6...Song D/A converter, 7
° Hit music digital filter, 8...Digital signal output terminal, 9...Tune/clock input terminal, 1o...Pulse generator, 11...
... Signal amplitude detection circuit, 12A, 12B...
・Comparator, 13A, 13B...D flip-flop, ]4......Amplifier, 15 ・
... Integrator @ (CI), ]6 ... Sampling capacity (C8), 17. Track D/A conversion capacity (CD
A), 18... Pulse voltage generation capacity (C
P), 19-21--Switch control section, 22... Frequency divider, 23...° signal output terminal 124-1.24-2... ...capacity, 250106.109. Input signal, 26°°
°゛°°signal input terminal, 27.28...OR circuit, 29...D type flip-flop, 3
0/1 song shift clock input terminal \31A, 31B
, , , , , , Comparator, 32 songs---E
X-□R circuit, 33... Signal input terminal,
34A, 34B...Reference level terminal. Patent Applicant Nippon Telegraph and Telephone Public Corporation Figure 1 Figure 2 Figure 4 Power output IL (dB) Figure 11 Figure 12 Figure 7 to 6 Figure 13 Figure 14 Figure 0 0, 2 0.4 0.6 0.8 1.0 IL to the slope entering Boan ())L cut-IL-=±1)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 入力信号周波数より高い一定周波数で入力をサンプリン
グするヤングリング回路と/クルレス発生回路の出力の
和から前サンプリング周期の量子イしR%出力をアナロ
グ量に変換した信号を差し引く加嘗、器と、その加算器
出力を積分する積分器と、その積分器出力を量子化する
量子化器と、その量子化器出力信号をアナログ量に変換
して前記加算器に戻して帰還ループを形成するl)/A
変換回路と、前記量子化器出力信号を入力として高周波
成分を除去して変換器出力信号とするディジクル・フィ
ルりと、入力信号か変換器出力信号を入力として信号振
幅の大きさによって前記D/A変換回路とディジタル・
フィルタのフルスケールを制御する振幅検出回路とを有
するアナログ・ディンタル変換器において、パルス発生
回路はサノグリング周波数を分周した周波数で、かつ前
記ディジクル・フィルタの阻止域に含まれる周波数であ
り、人力信号範囲の中点を中心に入力信号範囲の1〜1
0係程度の振幅を持つパルス波形を発生し、 前記量子化器は第一および第二の基準電圧に対する積分
器出力の大きさを判定する2個の電圧比較器で構成きれ
、積分器出力を第一の基準電圧以上の第一の領域と第一
の基準電圧以下で第二の基準電圧以上の第二の領域と第
二の基準電圧以下゛の第三の領域に量子化する機能を有
し、 前記D/A変換回路は第一の出力レンジと第二の出力レ
ンジを持ち、第一の出力レンジでは量イ化器出力信号の
表わす第一、第二、第三の領域に対してそれぞれ出力レ
ンジの最大値、中心値、最小値の3イ直のアナログレベ
ルを出力し、第二の出力レンジでも同様に出力レンジの
最大値、中心値、最小値のアナログレベルを出力するが
、第一と第二の出力レンジ中心値は等しく、第二の出力
レンジの最大値は第一のそれより不埒い値をとるもので
あり、直接に入力信号からあるいは変換出力信号から入
力信号の振幅を検出する振幅検出回路は入力信号の振幅
があるレベルより大きいか小でいかを判断し、大きな入
力振幅のとき第一の出力レンジを、小さな入力振幅のと
き第二の出力レンジを選択するように前記D/A変換回
路の出力レンジを制御すると同時に、ディジタル・フィ
ルタに入力きれる量子化器出力信号もD/A変換器の出
力レンジの大きさに応じた値に変換する入力回路を有す
ることを特徴とするアナログ・ディジタル変換器。
[Scope of Claims] A signal obtained by converting the quantum R% output of the previous sampling period into an analog quantity is subtracted from the sum of the outputs of the Young Ring circuit that samples the input at a constant frequency higher than the input signal frequency and the /Clueless generation circuit. An integrator that integrates the adder output, a quantizer that quantizes the integrator output, and converts the quantizer output signal into an analog quantity and returns it to the adder and feeds it back. forming a loop l)/A
a conversion circuit, a digital filter that takes the quantizer output signal as an input and removes high frequency components to obtain a converter output signal; and a digital filter that takes the input signal or the converter output signal as an input and converts the D/ A conversion circuit and digital
In an analog-to-digital converter having an amplitude detection circuit that controls the full scale of the filter, the pulse generation circuit has a frequency obtained by dividing the Sanogring frequency and a frequency included in the stopband of the digital filter, and the pulse generation circuit generates a human input signal. 1 to 1 of the input signal range centered on the midpoint of the range
The quantizer generates a pulse waveform with an amplitude of about 0 coefficient, and the quantizer is composed of two voltage comparators that determine the magnitude of the integrator output with respect to the first and second reference voltages, and It has a function of quantizing into a first region above the first reference voltage, a second region below the first reference voltage and above the second reference voltage, and a third region below the second reference voltage. The D/A converter circuit has a first output range and a second output range, and the first output range has a range of output signals corresponding to the first, second and third ranges represented by the output signal of the quantizer. Each output range outputs 3 direct analog levels of the maximum value, center value, and minimum value, and the second output range similarly outputs the analog levels of the maximum value, center value, and minimum value of the output range. The center values of the first and second output ranges are equal, the maximum value of the second output range is a value that is more unfavorable than that of the first, and the amplitude of the input signal is directly derived from the input signal or from the converted output signal. The amplitude detection circuit determines whether the input signal amplitude is larger or smaller than a certain level, and selects the first output range when the input amplitude is large and the second output range when the input amplitude is small. and an input circuit that controls the output range of the D/A converter and simultaneously converts the quantizer output signal that can be input to the digital filter into a value corresponding to the output range of the D/A converter. An analog-to-digital converter featuring:
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63254826A (en) * 1987-04-10 1988-10-21 Nec Corp Oversampling type a/d converter
JPS63314916A (en) * 1987-05-07 1988-12-22 エスジーエス−トムソン マイクロエレクトロニクス エス.ピー.エイ Analog signal pcm conversion circuit with improved gain tracking
JPH01233920A (en) * 1988-03-15 1989-09-19 Toshiba Corp Nonlinear a/d conversion circuit
JPH01319330A (en) * 1988-06-21 1989-12-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd A/d converter
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