JPS61193517A - Analog-digital converter - Google Patents

Analog-digital converter

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Publication number
JPS61193517A
JPS61193517A JP3158485A JP3158485A JPS61193517A JP S61193517 A JPS61193517 A JP S61193517A JP 3158485 A JP3158485 A JP 3158485A JP 3158485 A JP3158485 A JP 3158485A JP S61193517 A JPS61193517 A JP S61193517A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amplifier
analog input
input signal
output signal
delay circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP3158485A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Shoji
庄司 保夫
Takao Suzuki
孝夫 鈴木
Kenji Horiguchi
堀口 健治
Haruhiro Shiino
椎野 玄博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP3158485A priority Critical patent/JPS61193517A/en
Publication of JPS61193517A publication Critical patent/JPS61193517A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve the relation between an analog input signal and a digital output signal by inserting an amplifier or an attenuator to a feedback system. CONSTITUTION:In a single integral type, an amplifier 9 amplifying an output of a delay circuit 6 by a constant lambda1 is provided between an output of the delay circuit retarding a digital output signal VOUT by one sampling rate and a T input of an adder 3. Further, in a double integral type, an amplifier 10 amplifying an output of the delay circuit 6 by a constant alpha2 is provided between the output of the delay circuit 6 and an adder 7 in addition to the amplifier 9. Thus, through the operation of the amplifier inserted in the feedback system, the relation between an analog input signal VIN and a digital output signal VOUT is changed and then the voltage level of the analog input signal VIN and the S/N characteristic are changed optionally. Then the side range of applications of the A/D converter of DELTA-SIGMA type are attained.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はディジタル信号処理に使用されるアナログ−デ
ィジタル変換器に関し、更に詳細には、いわゆるΔ−Σ
タイプのアナログ−ディジタル変換器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an analog-to-digital converter used in digital signal processing, and more particularly to a so-called Δ-Σ converter.
Related to analog-to-digital converters of the type.

(従来の技術) 微細加工技術と信号処理技術の発展に伴って、アナログ
通信よりディジタル通信への転換の方向にある等、ディ
ジタル信号処理が多方面に適用されつつある。
(Prior Art) With the development of microfabrication technology and signal processing technology, digital signal processing is being applied in many fields, such as a shift from analog communication to digital communication.

、 ディジタル信号処理を適用する場合、もとの信号は
全てアナログであるため(音声2画像等)アナログ−デ
ィジタル変換器(以下、A/D変換器と略す)が必要で
ある。従来のA/D変換器は、ディジタル信号処理で必
要とするサンプリングレートで7ナログーデイジタル変
換を行うため、サンプリングレートは比較的低いが、通
常量子化にはlOビット以上のビット数が必要であった
。そのため消費電力が大きい事、下位ビットは、電圧ド
リフト等に敏感で不安定要因になる等の難点があった・ 最近、文献(電子通信学会技術研究報告、C5−t98
 、1984年3月23日、 (社)電子通信学会、洋
本はか1名、「オーバーサンプル型A/D変換器の構成
法に関する検討J、p93〜ptoo)に示すように、
前記A/D変換器の問題点を克服するものとして、Δ−
Σタイプ・オーバサンプリングA/D変換器が注目され
るようになってきた0通常、Δ−ΣタイプのA/D変換
器は、ディジタル信号処理で必要とするサンプリングレ
ートより高いサンプリングレートで標本化し、量子化は
数ビツト以下で実施し、所望のサンプリングレートに落
す行程(デシメーション)で低域濾波器を挿入して、高
周波領域の雑音重分を減衰させつつ、量子化ビット数を
増加させる。
When applying digital signal processing, an analog-to-digital converter (hereinafter abbreviated as an A/D converter) is required because all the original signals are analog (sound, two images, etc.). Conventional A/D converters perform 7-narrow-to-digital conversion at the sampling rate required for digital signal processing, so the sampling rate is relatively low, but quantization usually requires more than 10 bits. there were. As a result, there were disadvantages such as high power consumption and lower bits being sensitive to voltage drift, etc., which caused instability.
, March 23, 1984, Institute of Electronics and Communication Engineers, Haka Yomoto, "Study on the construction method of oversampling type A/D converter J, p93-ptoo),"
To overcome the problems of the A/D converter, Δ-
Σ type oversampling A/D converters have been attracting attention. Normally, Δ-Σ type A/D converters sample at a sampling rate higher than that required for digital signal processing. , quantization is performed using several bits or less, and a low-pass filter is inserted in the step of reducing the sampling rate to the desired sampling rate (decimation), thereby increasing the number of quantization bits while attenuating the noise component in the high frequency region.

Δ−Σタイプ・オーバサンプリングA/D変換器の一般
に使用されている構成を第3図及び第4図に示す、第3
図は一重積分型を示し、第4図は二重積分型を示す、こ
れらの図において、1は入力端子、2は出力端子、3と
7は加算器、4と8は積分器、5は比較器(通常2値判
定が行なわれる)、6はlサンプリングレートだけ遅延
させる遅延回路である。いま、アナログ入力信号vLN
とディジタル出力信号V。ulとの関係は比較器5の量
子化雑音をQとすると、第3図の場合はV=V+Q(1
−z″”)   −(1)OL+7     ’IN となり、第4図の場合は VOIJT= vLN + Q (1−z−’ ) 2
”(2)となる。
A commonly used configuration of a Δ-Σ type oversampling A/D converter is shown in FIGS.
The figure shows a single integral type, and Figure 4 shows a double integral type. In these figures, 1 is an input terminal, 2 is an output terminal, 3 and 7 are adders, 4 and 8 are integrators, and 5 is an integrator. A comparator (which normally performs binary judgment) and 6 are delay circuits that delay by l sampling rate. Now, the analog input signal vLN
and digital output signal V. The relationship with ul is as follows, where Q is the quantization noise of comparator 5, and in the case of FIG. 3, V=V+Q(1
-z″”) -(1)OL+7'IN, and in the case of Fig. 4, VOIJT= vLN + Q (1-z-') 2
” (2).

このようなのΔ−Σタイプ・オーバサンプリングA/D
変換器においては、実際の使用条件によりアナログ入力
信号VXNの電圧の最大値が異なるため、この最大値に
応じた調整をする必要がある。このため、従来のものに
は、この最大値と同じ正又は負の基準電圧をディジタル
信号出力V。t/Tに従って、第3図の場合は加算器3
のT入力に印加するフィードバック系が設けられ、第4
図の場合はこれに加え加算器7のU入力に印加するフィ
ードバック系が設けられる。
Δ-Σ type oversampling A/D like this
In the converter, since the maximum value of the voltage of the analog input signal VXN varies depending on the actual usage conditions, it is necessary to make adjustments according to this maximum value. For this reason, in conventional devices, a positive or negative reference voltage equal to this maximum value is applied to the digital signal output V. According to t/T, adder 3 in the case of FIG.
A feedback system is provided to apply the feedback to the T input of the fourth
In the case shown in the figure, in addition to this, a feedback system is provided to apply to the U input of the adder 7.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記のΔ−Σタイプ・オーバサンプリン
グA/D変換器にあっては、式(1)及び(2)かられ
かるように、アナログ入力信号V工、の電圧レベルとS
/N特性との関係は個々の場合において固定的であり、
しかも積分器の使用個数によって異なる。従って、アナ
ログ入力信号VINの電圧レベルとS/N特性の関係が
、実際の使用条件において必ずしも適切でないという問
題点かあつた・ (問題点を解決するための手段) 本発明は、アナログ入力信号を積分する積分器とこの出
力信号を所定値と比較してディジタル出力信号を出力す
る比較器と、前記ディジタル出力信号を前記積分器のア
ナログ入力側にフィードバックするフィードバック系と
を有するA/D変換器を対象とする0本発明は、このフ
ィードバック系に増幅器又は減衰器を挿入して構成され
る。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above Δ-Σ type oversampling A/D converter, as can be seen from equations (1) and (2), the analog input signal V , the voltage level of S
The relationship with /N characteristics is fixed in each case,
Moreover, it varies depending on the number of integrators used. Therefore, there was a problem that the relationship between the voltage level of the analog input signal VIN and the S/N characteristic was not necessarily appropriate under actual usage conditions. An A/D conversion device comprising: an integrator that integrates an integrator; a comparator that compares this output signal with a predetermined value and outputs a digital output signal; and a feedback system that feeds back the digital output signal to the analog input side of the integrator. The present invention, which is directed to a device, is constructed by inserting an amplifier or an attenuator into this feedback system.

(作 用) フィードバック系に増幅器又は減衰器を挿入することに
より、アナログ入力信号とディジタル出力信号との関係
を変化させることができる。従って、上記問題点は解消
される。
(Function) By inserting an amplifier or an attenuator into the feedback system, the relationship between the analog input signal and the digital output signal can be changed. Therefore, the above problem is solved.

(実施例) 以下、本発明を実施例に基づき図面を参照して詳細に説
明する。
(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example with reference to the drawings.

第1図及び第2図はそれぞれ本発明の実施例を示すブロ
ック図であって、第1図のA/D変換器は一重積分型で
あり、第2図A/D変換器は二重積分型である。尚、こ
れらの図において、第3図及び第4図と同一の構成要素
には同一の参照番号を付す0本実施例の特徴はフィード
バック系に増幅器(又は減衰器)を設けたことにある。
1 and 2 are block diagrams showing embodiments of the present invention, in which the A/D converter in FIG. 1 is a single integral type, and the A/D converter in FIG. 2 is a double integral type. It is a type. In these figures, the same reference numerals are given to the same components as in FIGS. 3 and 4. The feature of this embodiment is that an amplifier (or attenuator) is provided in the feedback system.

すなわち、第1図の一重積分型ではlサンプリングレー
トだけディジタル出力信号V。I、□を遅延させる遅延
回路6の出力と加算器3のT入力との間に、遅延回路6
の出力を定数α、だけ増幅(又は減衰)させる増幅器(
又は減衰器)9が設けられている。
That is, in the single integration type shown in FIG. 1, the digital output signal V is increased by l sampling rate. A delay circuit 6 is connected between the output of the delay circuit 6 that delays I and □ and the T input of the adder 3.
An amplifier that amplifies (or attenuates) the output of by a constant α (
or an attenuator) 9 is provided.

第2図の二重積分型では増幅器(又は減衰器)9に加え
、遅延回路6の出力と加算器7との間に、遅延回路6の
出力を定数α2だけ増幅(又は減衰)させる増幅器(又
は減衰器)10が設けられている。
In the double integration type shown in FIG. 2, in addition to the amplifier (or attenuator) 9, an amplifier (or or an attenuator) 10 is provided.

ここで、第1図の場合におけるアナログ入力電圧■IN
とディジタル出力信号V。U□との関係は、比較器5の
量子化雑音をQとすると、次のように表わされる。
Here, the analog input voltage ■IN in the case of Figure 1
and digital output signal V. The relationship with U□ is expressed as follows, where Q is the quantization noise of the comparator 5.

Vo、、(1+ (α、−1)z″1〕=V、、+Q(
1−z”)   −−−(3)同様に、第2図の場合に
おけるアナログ入力電圧V工、とディジタル出力信号■
。u’yとの関係は、次のように表わされる。
Vo,, (1+ (α, -1)z″1]=V,,+Q(
1-z”) --- (3) Similarly, in the case of Fig. 2, the analog input voltage V and the digital output signal
. The relationship with u'y is expressed as follows.

Vout (1+  (α1+ Q、   2 )  
z  +  (1−Q2.)  Z−リ=■工、+Q(
1−zつ1    ・・・(4)例えば、(3)式にお
いてα、=0.5とすれば(3)式は次のように表わさ
れる。
Vout (1+ (α1+ Q, 2)
z + (1-Q2.) Z-li=■work, +Q(
1-z 1 (4) For example, if α is set to 0.5 in equation (3), equation (3) can be expressed as follows.

VOL/T (10,5z−’ ) = V工、+Q (1−z−” )   −(5)(5
)式かられかるように、ディジタル出力信号■。l、□
の現在の値と前回の値の半分の差が、アナログ入力信号
vINと量子化雑音Qとに関係付けられている。またこ
の関係より、サンプリングレートがアナログ入力信号周
波数にくらべ十分高いとすれば、ディジタル出力信号V
0oアは従来のものにくらべ2倍になる。また、(0式
においてα1=2.α2=1とすれば、(4)式は次の
ように表わされる。
VOL/T (10,5z-') = V engineering, +Q (1-z-") -(5)(5
), the digital output signal ■. l, □
The difference between the current value and the previous value of half is related to the analog input signal vIN and the quantization noise Q. Also, from this relationship, if the sampling rate is sufficiently high compared to the analog input signal frequency, the digital output signal V
0oA is twice as much as the conventional one. Furthermore, if α1=2.α2=1 in equation (0), equation (4) can be expressed as follows.

V01/T(1+ z−1) =V、7+Q(1−z−J2−(e) (6)式かられかるように、ディジタル出力信号■OL
/Tの現在の値と前回の値の和が、アナログ入力信号V
工Nと量子化雑音Qとに関連付けられている。
V01/T(1+z-1) =V, 7+Q(1-z-J2-(e) As seen from equation (6), the digital output signal ■OL
The sum of the current value and the previous value of /T is the analog input signal V
quantization noise Q.

このように、フィードバック系に挿入された増幅器(又
は減衰器)の作用により、アナログ入力信号■、Nとデ
ィジタル出力信号VOUTの関係を変化させることがで
きる。従って、アナログ入力信号VLNの電圧レベルと
S/N特性の関係を任意に変化させることができる。
In this way, the relationship between the analog input signals (2) and N and the digital output signal VOUT can be changed by the action of the amplifier (or attenuator) inserted in the feedback system. Therefore, the relationship between the voltage level of the analog input signal VLN and the S/N characteristic can be changed arbitrarily.

次に、第1図においてα、=0.5とした場合のアナロ
グ入力信号V工、の電圧レベルとS/N特性との関係の
実測値を、第3図の従来例の場合の実測値とともに第5
図に示す、また、第2図においてα宜=2.α2=1と
した場合のアナログ入力信号vzt4の電圧レベルとS
/N特性との関係の実測値を、第4図の従来例の場合の
実測値とともに第6図に示す。これらの測定ではサンプ
リング周波数を2048 k Hzとし、アナログ入力
信号周波数−を800Hzとし、S/N特性の帯域を4
kHzとし、アナログ入力信号■工、の電圧lvをOd
Bとした。第5図及び第6図において1曲線Aは本実施
例の場合を示し、曲線Bは従来例の場合を示す、これら
の図かられかるように、本実施例によれば、定数α! 
、α2を適切に選択することによって、アナログ入力信
号V辺の電圧レベルを従来のものに対し変化させること
ができる。尚、本発明を演算増幅器を用いて構成した場
合、定数を可変することにより演算増幅器に掛る最大電
圧を可変することができる。これは、この最大電圧が高
すぎるとダイナミックレンジが下がってしまうことを防
止するために有益である。
Next, we will compare the actual measured value of the relationship between the voltage level of the analog input signal V and the S/N characteristic when α = 0.5 in Figure 1 to the actual measured value for the conventional example in Figure 3. with fifth
Also, in FIG. 2, α = 2. The voltage level of analog input signal vzt4 and S when α2=1
The measured values of the relationship with /N characteristics are shown in FIG. 6 together with the measured values for the conventional example shown in FIG. In these measurements, the sampling frequency was 2048 kHz, the analog input signal frequency was 800 Hz, and the S/N characteristic band was 4.
kHz, and the voltage lv of the analog input signal ■ is Od.
It was set as B. 5 and 6, curve A shows the case of this embodiment, and curve B shows the case of the conventional example.As can be seen from these figures, according to this embodiment, the constant α!
, α2 can be appropriately selected to change the voltage level of the V side of the analog input signal compared to the conventional one. Note that when the present invention is configured using an operational amplifier, the maximum voltage applied to the operational amplifier can be varied by varying the constant. This is beneficial in order to prevent the dynamic range from decreasing if this maximum voltage is too high.

(発明の効果) 以上説明したように1本発明によれば、Δ−Σタイプの
A/D変換器のフィードバック系に増幅器又は演算増幅
器を設けたため、アナログ入力信号の電圧レベルとS/
N特性との関係を簡単に変化できるという効果が得られ
る。従って、本発明によればΔ−ΣタイプのA/D変換
器の広範囲な使用が可能となり、通信機器や電子機器を
はじめとして適用領域の大幅な拡大化が可能となる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, since an amplifier or an operational amplifier is provided in the feedback system of the Δ-Σ type A/D converter, the voltage level of the analog input signal and the S/D
The effect is that the relationship with the N characteristic can be easily changed. Therefore, according to the present invention, the Δ-Σ type A/D converter can be used in a wide range of applications, and the range of applications including communication equipment and electronic equipment can be greatly expanded.

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

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図・第2図は
本発明の他の実施例を示すブロック図、MS3図及び第
4図はそれぞれのΔ−Σタイプ・オーバサンプリングA
/D変換器の構成例を示すブロック図、第5図及び第6
図はそれぞれ第1図ないし第4図の構成におけるアナロ
グ入力信号の電圧レベルとS/N特性との関係を示す図
である。 1−m−入力端子、2−m−出力端子、3.7−−−加
算器、4.8−m−積分器、5−一一比較器、6−−−
遅延回路。 9 、10−−一増幅器(又は減衰器)。 特  許  出  願  人 沖電気工業株式会社 特許出願代理人
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. MS3 diagram and FIG. 4 are respective Δ-Σ type oversampling A.
Block diagrams illustrating configuration examples of /D converters, FIGS. 5 and 6
Each figure is a diagram showing the relationship between the voltage level of an analog input signal and the S/N characteristic in the configurations of FIGS. 1 to 4, respectively. 1-m-input terminal, 2-m-output terminal, 3.7--adder, 4.8-m-integrator, 5-11 comparator, 6--
delay circuit. 9, 10--an amplifier (or attenuator). Patent Application Hitoki Electric Industry Co., Ltd. Patent Application Agent

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] アナログ入力信号を積分する積分器と、この出力信号を
所定値と比較してディジタル出力信号を出力する比較器
と、前記ディジタル出力信号を前記積分器のアナログ入
力側にフィードバックするフィードバック系とを有する
A/D変換器において、前記フィードバック系に増幅器
又は減衰器を挿入したことを特徴とするA/D変換器。
It has an integrator that integrates an analog input signal, a comparator that compares this output signal with a predetermined value and outputs a digital output signal, and a feedback system that feeds back the digital output signal to the analog input side of the integrator. An A/D converter, characterized in that an amplifier or an attenuator is inserted in the feedback system.
JP3158485A 1985-02-21 1985-02-21 Analog-digital converter Pending JPS61193517A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007027758A (en) * 2005-07-19 2007-02-01 Asml Netherlands Bv Lithographic device, irradiation system, irradiation controller, and control method
JP2009260605A (en) * 2008-04-16 2009-11-05 Toyota Motor Corp DeltaSigma MODULATOR AND DeltaSigma TYPE A/D CONVERTER
US9419641B1 (en) 2015-03-03 2016-08-16 Denso Corporation D/A conversion circuit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007027758A (en) * 2005-07-19 2007-02-01 Asml Netherlands Bv Lithographic device, irradiation system, irradiation controller, and control method
JP2009260605A (en) * 2008-04-16 2009-11-05 Toyota Motor Corp DeltaSigma MODULATOR AND DeltaSigma TYPE A/D CONVERTER
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