KR100610167B1 - Apparatus and Method of Pulse Density Modulation Using Improved Phase Transformation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 펄스 밀도 변조기 및 펄스 밀도 변조방법에 관한 것으로서, 특히 위상변환 방식을 개선하고, 패턴 심볼 발생부를 부가하여 간단한 하드웨어 복잡도를 실현함과 동시에, 0 또는 1을 균일하게 분배하여 출력함으로써 변조 이후의 처리과정에서 잡음을 줄이는 펄스 밀도 변조기 및 펄스 밀도 변조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse density modulator and a pulse density modulation method, and in particular, to improve the phase shift method, to realize a simple hardware complexity by adding a pattern symbol generator, and to uniformly distribute 0 or 1 to output after modulation. The present invention relates to a pulse density modulator and a pulse density modulation method for reducing noise in the processing of.
펄스 밀도 변조기(PDM:Pulse Density Modulation), DAC, Pulse Density Modulation (PDM), DAC,
Description
도 1은 펄스 밀도 변조를 이용한 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꾸는 장치를 도시한 도면,1 illustrates an apparatus for converting a digital signal into an analog signal using pulse density modulation;
도 2는 참조표를 통해 디지털 입력신호를 펄스 밀도 변조(PDM:Pulse Density Modulation) 신호로 변환하는 장치를 도시한 도면,FIG. 2 illustrates an apparatus for converting a digital input signal into a pulse density modulation (PDM) signal through a reference table; FIG.
도 3은 입력 디지털 신호와 선형변환(Linear Transform)된 카운터의 값을 비교기를 통해 비교해 PDM 신호를 생성하는 장치를 도시한 도면,FIG. 3 is a diagram illustrating an apparatus for generating a PDM signal by comparing an input digital signal with a value of a linear transformed counter through a comparator. FIG.
도 4는 본 발명의 실시 예로 위상변환을 이용한 펄스 밀도 변조기를 도시한 도면,4 is a diagram illustrating a pulse density modulator using phase shift as an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 실시 예로 위상변환을 이용한 펄스 밀도 변조 방법을 도시한 흐름도,5 is a flowchart illustrating a pulse density modulation method using phase shift as an embodiment of the present invention;
도 6a는 입력값(S)이 34일때 본 발명의 PDM과 종래기술의 PDM 기법의 비교를 도시한 도면, 및FIG. 6A shows a comparison between the PDM of the present invention and the prior art PDM technique when the input value S is 34, and
도 6b는 입력값(S)이 50일때 본 발명의 PDM과 종래기술의 PDM 기법의 비교를 도시한 도면.FIG. 6B shows a comparison of the PDM of the present invention and the PDM technique of the prior art when the input value S is 50. FIG.
본 발명은 펄스 밀도 변조기 및 펄스 밀도 변조방법에 관한 것으로서, 특히 위상변환 방식을 개선하고, 패턴 심볼 발생부를 부가하여 간단한 하드웨어 복잡도를 실현함과 동시에, 0 또는 1을 균일하게 분배하여 출력함으로써 변조 이후의 처리과정에서 잡음을 줄이는 펄스 밀도 변조기 및 펄스 밀도 변조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse density modulator and a pulse density modulation method, and in particular, to improve the phase shift method, to realize a simple hardware complexity by adding a pattern symbol generator, and to uniformly distribute 0 or 1 to output after modulation. The present invention relates to a pulse density modulator and a pulse density modulation method for reducing noise in the processing of.
펄스밀도변조(PDM:Pulse Density Modulation)는 펄스 변조 방식의 일종으로, 변조 신호의 크기에 따라서 진폭이나 폭(width)의 일정한 단위 펄스의, 일정 시간 내에서의 수를 변화시켜 변조하는 방식으로, 부호 분할 다중 접속(CDMA:code division multiple access) 기기를 포함한 모든 이동통신기기들의 자동 주파수 제어(AFC:Automatic Frequency Control) 및 자동 이득 제어(AGC:Automatic Gain Control)의 DAC(Digital-to-Analog Converter)에 사용될 뿐 아니라 다중 매체를 포함한 많은 기기들의 ADC(Analog-to-Digital) 및 DAC에 사용된다. Pulse Density Modulation (PDM) is a type of pulse modulation that modulates the number of pulses of a certain unit of amplitude or width within a certain time period and modulates it according to the size of the modulation signal. Digital-to-Analog Converter for Automatic Frequency Control (AFC) and Automatic Gain Control (AGC) for all mobile communication devices, including code division multiple access (CDMA) devices It is used for analog-to-digital (ADC) and DACs in many devices, including multiple media.
도 1은 펄스 밀도 변조를 이용한 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꾸는 장치를 도시한 도면으로, 펄스밀도 변조기를 이용한 DAC는 도 1과 같이 입력디지털 신호를 PDM(101)을 통해 PDM 신호로 바꾸고, PDM(100)으로 생성된 PDM 신호를 저주 파 여과기(Low-pass filter)(102)를 통해 아날로그 신호로 바꿔 목적에 따라 사용하는데, PDM은 다수 비트의 디지털 값을 한 비트의 '1'과 '0'로 표현되는 고전압(VH)과 저전압(VL)의 밀도로 표현한 것으로, 입력 디지털 신호를 PDM 신호로 변환하는 방법으로는 참조표(Look-up table)를 이용하는 방법과 카운터값의 선형변환과 디지털 입력값을 비교한 결과를 PDM 신호로 사용하는 방법이 있다. 상기 PDM 전환 방법을 도 2와 도 3을 아래에서 참조해 설명한다.1 is a diagram illustrating an apparatus for converting a digital signal using pulse density modulation into an analog signal. A DAC using a pulse density modulator converts an input digital signal into a PDM signal through the PDM 101 as shown in FIG. The PDM signal generated by 100 is converted into an analog signal through a low-
도 2는 참조표를 통해 디지털 입력신호를 PDM 신호로 변환하는 장치를 도시한 도면으로, 들어오는 디지털 입력과 카운터(202)의 값에 따라 참조표(200)의 값과 일대일 대응되는 PDM 신호를 생성하는 방법으로, 요구되는 해상도의 증가 등으로 다수의 비트를 요구하는 상황에서 참조표(200)의 크기는 커지게 되고, 하드웨어의 복잡도가 기하급수적으로 늘어나는 문제점이 있다.FIG. 2 is a diagram illustrating an apparatus for converting a digital input signal into a PDM signal through a reference table, and generates a PDM signal corresponding to the value of the reference table 200 one-to-one according to the incoming digital input and the value of the
도 3은 입력 디지털 신호와 선형변환(Linear Transform)(304)된 카운터(302)의 값을 비교기(300)를 통해 비교해 PDM 신호를 생성하는 장치를 도시한 도면으로, 선형변환(304)한 카운터(302)의 값과 디지털 입력 신호의 비교기(300)를 이용한 PDM 신호 생성 방법은 하드웨어의 복잡도는 간단하지만 디지털 입력이 1 증가 또는 감소 할때 전체 ‘1’혹은 ‘0’의 수는 하나씩 증감하지만, ‘1’혹은 ‘0’의 지속길이는 하나씩만 증감하지 않고 하나씩 혹은 두개 이상의 같은 값으로 지속되는 비트들이 몰려있게 되는 문제점이 있다.FIG. 3 is a diagram illustrating an apparatus for generating a PDM signal by comparing an input digital signal with a
이하에서 사용되는 각각의 용어는 PDM 비트들의 시퀀스 한 주기를 T, 디지털 입력 비트수를 N이라 정의하고 각 비트는 가장 짧게는 Ts동안 유지되는 값으로 PDM 생성기의 clock 주기에 해당되며 Ts 는 T/2N 이다. N 비트의 해상도를 가지는 디지털 입력값을 S라하고 이로부터 생성된 PDM 비트는 D라 한다. Each term used below defines T as one period of PDM bits and N as the number of digital input bits, and each bit is the value maintained for the shortest Ts, which corresponds to the clock period of the PDM generator, and Ts is T /. 2 N. A digital input value having an N bit resolution is called S and the PDM bit generated therefrom is called D.
아래 <표 1>은 선형변환한 카운터의 값과 디지털 입력 신호의 비교기를 이용한 PDM 신호 생성 방법으로, N=4인 경우에 한주기(T)의 PDM 출력 펄스를 ‘1’과 ‘0’으로 나타낸 예이다. <표 1>에서 각 비트는 입력값이 8에서 1 증감할 때 PDM출력의 1 혹은 0의 지속길이가 2가 아니라 3으로 바뀌는 것을 보여준다. *로 표시된 요소는 2N-1에 해당하는 S=8을 기준으로 입력값의 증가 또는 감소함에 따라 비교기의 결과가 달라진 PDM 결과 값을 보여준다. *로 표시된 요소 값이 바뀜에 따라 좌우 양쪽의 PDM 값과 함께 각각 1과 0의 지속길이는 3으로 증가한다.<Table 1> is PDM signal generation method using comparator of linearly converted counter value and digital input signal. When N = 4, PDM output pulse of one period (T) is set to '1' and '0'. Example shown. Each bit in Table 1 shows that when the input value increases or decreases from 8 to 1, the duration of 1 or 0 of the PDM output changes to 3 instead of 2. Elements marked with * show PDM result values whose results of the comparator changed as the input value increased or decreased based on S = 8 corresponding to 2 N-1 . As the value of the element marked with * changes, the durations of 1 and 0 respectively increase to 3 along with the PDM values on both the left and right sides.
펄스 밀도 변조를 이용한 DAC의 경우 상기 도 1에서와 같이 저주파 여과기를 통해 아날로그로 전화되는데, DAC의 저주파 여과기는 입력이 될 PDM신호들의 고전압과 저전압이 균일하게 퍼져있지 않은 경우 더 큰 잡음(noise)을 발생시킨다. 즉, ‘0’과 ‘1’의 지속길이가 짧을수록 적은 잡음을 줄일 수 있다.In the case of the DAC using pulse density modulation, the low frequency filter is converted to analog as shown in FIG. 1, and the low frequency filter of the DAC has a higher noise when the high and low voltages of the PDM signals to be input are not uniformly spread. Generates. In other words, the shorter the duration of '0' and '1', the less noise can be reduced.
본 발명은 펄스 밀도 변조기 및 펄스 밀도 변조방법에 있어서, 특히 위상변환 방식을 개선하고, 패턴 심볼 발생부를 부가하여 간단한 하드웨어 복잡도를 실현함과 동시에, 0 또는 1을 균일하게 분배하여 출력함으로써 변조 이후의 처리과정에서 잡음을 줄이는 펄스 밀도 변조기 및 펄스 밀도 변조방법을 제공함에 있다. In the present invention, in the pulse density modulator and the pulse density modulation method, in particular, the phase shift method is improved, and the pattern symbol generator is added to realize simple hardware complexity, and the 0 or 1 is uniformly distributed and outputted after modulation. The present invention provides a pulse density modulator and a pulse density modulation method for reducing noise in processing.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 펄스밀도 변조기에 있어서, 입력값에 따라 서브그룹 결정값(m)과 최상위 비트(MSB:Most Significant Bit)를 구하는 서브그룹 결정부, 상기 입력값의 위상변환을 위해 상기 입력값의 일부 비트를 선택하는 비트 선택부, 상기 비트선택부에서 선택된 비트와 상기 서브그룹 결정부에서 구해진 상기 서브그룹 결정값(m)과 최상위 비트(MSB)를 이용해 위상 변환값(S')을 구하는 위상 변환부, 상기 서브그룹 결정값(m)에 따라 상기 서브그룹 수만큼 카운터 값을 출력하는 카운터부, 상기 카운터 부의 상기 카운터 값을 입력받아 선형 변환하는 선형 변환부, 상기 위상 변환부의 상기 위상 변환값(S')와 상기 선형 변환부의 선형 변환된 상기 카운터 값을 비교하는 비교부, 상기 비교부의 출력값과 상기 서브그룹 결정부의 상기 서브 결정값(m)과 상기 최상위 비트(MSB)에 따라 패턴 심볼을 출력하는 패턴 심볼 발생부 및, 상기 패턴 심볼 발생부에서 출력한 상기 패턴 심볼에 따라 PDM 비트를 발생하는 PDM 비트 발생부를 포함하는 펄스밀도 변조기를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a pulse density modulator comprising: a subgroup determiner for obtaining a subgroup decision value (m) and a most significant bit (MSB) according to an input value; A bit selector which selects some bits of the input value for phase shifting of the phase, and a phase selected using the bits selected by the bit selector and the subgroup decision value m and the most significant bit MSB obtained from the subgroup determiner. A phase conversion unit for obtaining a conversion value S ', a counter unit for outputting a counter value by the number of subgroups according to the subgroup determination value m, and a linear conversion unit for linearly receiving the counter value of the counter unit A comparator for comparing the phase shift value S ′ of the phase shifter with the counter-transformed counter value of the linear shifter, an output value of the comparator and an image of the subgroup determiner A pattern symbol generator for outputting a pattern symbol according to a sub-determined value m and the most significant bit MSB, and a PDM bit generator for generating PDM bits according to the pattern symbol output from the pattern symbol generator; A pulse density modulator is provided.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 펄스밀도 변조기에 펄스 밀도 변조방법에 있어서, 입력값에 따라 서브그룹 결정값(m)과 최상위 비트(MSB:Most Significant Bit)를 구하는 서브그룹 결정단계, 상기 입력값의 위상변환을 위해 상기 입력값의 일부 비트를 선택하는 비트 선택단계, 상기 비트선택단계에서 선택된 비트와 상기 서브그룹 결정단계에서 구해진 상기 서브그룹 결정값(m)과 최상위 비트(MSB)를 이용해 위상 변환값(S')을 구하는 위상 변환부, 상기 서브그룹 결정값(m)에 따라 상기 서브그룹 수만큼 카운터 값을 출력하는 카운터 단계, 상기 카운터 단계의 상기 카운터 값을 입력받아 선형 변환하는 선형 변환단계, 상기 위상 변환단계의 상기 위상 변환값(S')와 상기 선형변환단계의 선형 변환된 상기 카운터 값을 비교하는 비교단계, 상기 비교단계의 출력값과 상기 서브그룹 결정단계의 상기 서브 결정값(m)과 상기 최상위 비트(MSB)에 따라 패턴 심볼을 출력하는 패턴 심볼 발생단계 및 상기 패턴 심볼 발생단계에서 출력한 상기 패턴 심볼에 따라 PDM 비트를 발생하는 PDM 비트 발생단계를 포함하는 펄스밀도 변조기의 펄스밀도 변조방법을 제공한다.
A method of the present invention for achieving the above objects, in the pulse density modulation method in a pulse density modulator, the subgroup determination to obtain the subgroup determination value (m) and the most significant bit (MSB) according to the input value A bit selection step of selecting some bits of the input value for phase shifting of the input value, the bit selected in the bit selection step and the subgroup determination value m obtained from the subgroup determination step and the most significant bit ( A phase shifter for obtaining a phase shift value S 'using MSB), a counter step of outputting a counter value for the number of subgroups according to the subgroup determination value m, and receiving the counter value of the counter step A linear transformation step of performing linear transformation, a comparison step of comparing the phase shift value S ′ of the phase transformation step with the linearly converted counter value of the linear transformation step, the ratio PDM according to the pattern symbol generation step of outputting a pattern symbol according to the output value of the step and the sub-decision value (m) of the subgroup determination step and the most significant bit (MSB) and the pattern symbol output from the pattern symbol generation step A pulse density modulation method of a pulse density modulator including a PDM bit generation step of generating a bit is provided.
이외에 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 위의 실시 예들을 변경, 구성요서의 추가 등이 가능하다. 또한 다른 실시 예들도 가능하다.
In addition, in order to achieve the object of the present invention, it is possible to change the above embodiments, the addition of the configuration and the like. Other embodiments are also possible.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체 적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations will be omitted if it is determined that the detailed description may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.
본 발명은 펄스 밀도 변조기 및 펄스 밀도 변조방법에 관한 것으로서, 특히 위상변환 방식을 개선하고, 패턴 심볼 발생부를 부가하여 간단한 하드웨어 복잡도를 실현함과 동시에, 0 또는 1을 균일하게 분배하여 출력함으로써 변조 이후의 처리과정에서 잡음을 줄이는 펄스 밀도 변조기 및 펄스 밀도 변조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse density modulator and a pulse density modulation method, and in particular, to improve the phase shift method, to realize a simple hardware complexity by adding a pattern symbol generator, and to uniformly distribute 0 or 1 to output after modulation. The present invention relates to a pulse density modulator and a pulse density modulation method for reducing noise in the processing of.
도 4는 본 발명의 실시 예로 위상변환을 이용한 펄스 밀도 변조기를 도시한 도면으로, 서브그룹 결정부(400), 비트 선택부(402), 위상 변환부(404), 카운터(406), 선형변환기(408), 비교기(410), 패턴 심볼 생성부(412), PDM비트 발생부(414)로 이루어진다.4 is a diagram illustrating a pulse density modulator using a phase shift according to an embodiment of the present invention, and includes a subgroup determiner 400, a
서브그룹 결정부(400)은 입력값에 따라 서브그룹 결정값 m을 결정하고 최상위 비트(MSB:Most Significant Bit)를 구한다. 서브그룹 결정값 m을 구하는 식은 아래 <수학식 1>과 같다.The
S<2N-1, S≠2k ,S≠0 일 때, m = N-1-이진수로 표현된 S의 MSB로부터 '0'이후 처음 나오는 '1'의 digitWhen S <2 N-1 , S ≠ 2 k , S ≠ 0, digit of '1' that comes first after '0' from MSB of S expressed as m = N-1-binary
S<2N-1, S=2k 일 때, m = N-이진수로 표현된 S의 MSB로부터 '0'이후 처음 나 오는 '1'의 digitWhen S <2 N-1 , S = 2 k , m = N-digit digit of '1' which comes first after '0' from MSB of S expressed as binary
S≥2N-1, S≠2N-1 일 때, m = N-1-이진수로 표현된 S의 MSB로부터 '1'이후 처음 나오는 '0'의 digitWhen S≥2 N-1 , S ≠ 2 N-1 , digit of '0' that comes first after '1' from MSB of S expressed as m = N-1- binary
S=2N-1 일 때, m = N-1When S = 2 N-1 , m = N-1
MSB는 비트 단위의 연산에서 그 숫자값의 크기에 가장 크게 영향을 미치는 유효 숫자. 즉 그 숫자의 비트 중에서 맨 왼쪽의 비트이고, 상기 <수학식 1>에서 k는 N-1보다 작은 자연수이다.The MSB is the significant digit that most significantly affects the size of the numeric value in bitwise operations. That is, the leftmost bit of the bit of the number, k in Equation 1 is a natural number smaller than N-1.
비트 선택부(402)는 위상변환에 필요한 비트를 선택한다. 선택할 비트를 B라 하고, 아래 <수학식 2>를 이용해서 선택한다.The
(단 N-m-2가 1보다 작으면 B=0으로 한다)(If N-m-2 is less than 1, B = 0.)
위상 변환부(404)를 통해 구해지는 비교기(410)의 입력인 위상 변환값 S'는 아래 <수학식 3>과 같이 구할 수 있으며, 입력값(S)의 비교기 결과값과 서브그룹 기준값의 비교기 결과값의 위상변환 횟수보다, S'의 비교기 결과값과 서브그룹 기준값의 비교기 결과값의 위상변환 횟수가 2배 많음을 특징으로 한다.The phase shift value S 'which is an input of the
S≥2N-1 일 때, S' = (B× 2) % 2N-m-1 When S≥2 N-1 , S '= (B × 2)% 2 Nm-1
(단 N-m-2가 1보다 작으면 B=0으로 한다)(If N-m-2 is less than 1, B = 0.)
상기 서브그룹 기준값은 입력값과 입력값에 따라 결정되는 서브그룹 m에 따라 결정되고 아래 <수학식 4>와 같이 구해지고, 2m개의 비트 넓이를 가지는 서로 다른 심볼이 번갈아 나오는 패턴이다.The subgroup reference value is determined according to an input value and a subgroup m determined according to the input value and is obtained as in
S≥2N-1일 때, 서브 그룹 기준값 = 2N-k-1 When S≥2 N-1 , subgroup reference value = 2 Nk-1
카운터(406)은 서브그룹 결정부(400)에서 결정된 m 값에 따라 서브그룹 수인 2N-m-1만큼 카운터 값을 내보내고, 선형변환부(408)에서 카운터 값을 선형변환한 C값을 구한다.The
패턴 심볼 발생부(412)는 2m개의 비트 넓이를 가지는 서로 다른 심볼로 표현하고, 비교기(410)값이 ‘1’인, 즉, 위상이 변환된 위치에서 심볼의 변화를 주어 생성한다.The
아래 <표 2>는 균일한 ‘0’과 ‘1’이 생성되는 PDM 비트들을 보여 주는 것으로 디지털 입력값이 2의 급수들의 순차합(2n)혹은 2N-1에서 순차합을 뺀 값(2N-1 - 2n)이 될 때 특정 패턴이 반복된다.Table 2 below shows the PDM bits in which uniform '0' and '1' are generated. 2 n ) or 2 N-1 minus the sequential sum (2 N-1- 2 n ), the specific pattern is repeated.
각 디지털 입력에 따른 PDM 비트들의 반복되는 패턴의 기초 인자를 PDM 패턴 심볼 P 이라 정의하면 상기 <표 2>의 오른쪽에 있는 Mm은 이러한 PDM 패턴 심볼들로 이루어진 서브 그룹으로 아래 <표 3>같이 표현된다.If the basic factor of the repeating pattern of PDM bits according to each digital input is defined as PDM pattern symbol P, M m on the right side of Table 2 is a subgroup consisting of these PDM pattern symbols. Is expressed.
상기 <표 3>과 같이 PDM 패턴 심볼은 S의 MSB가 '0'인 경우 P1 = [1 0 ... 0], P0 = [0 0 ... 0]으로, MSB가 '1'인 경우 P1 = [1 ...1 1]로 표현되고 P0 = [1 ... 1 0]로 표현된다. As shown in Table 3, when the MSB of S is '0', P 1 = [1 0 ... 0], P0 = [0 0 ... 0], and MSB is '1'. P 1 = [1 ... 1 1] and P 0 = [1 ... 1 0].
패턴 심벌 Pi는 아래 <수학식 5>와 같이 구할 수 있다.The pattern symbol Pi can be obtained as shown in Equation 5 below.
S≥2N-1일 때, P0 = (2m+1의 이진수 표현) P1 = ( 모두 1로 표현)When S≥2 N-1 , P 0 = (binary representation of 2 m + 1 ) P 1 = (representing all 1)
(패턴심벌 Pi의 넓이는 2m이다)(The width of pattern symbol P i is 2 m )
본 발명의 예로 m = 0(2N-2 < S < 2N-1+2N-2)인 경우, 즉, 하나의 비트가 하나의 심볼로 표현될 때, PDM 비트들을 둘씩 짝지어 표시하면 PDM 비트 [0 0]을 D00, [0 1]은 D01, [10]은 D10, [11]을 D11로 표현한다.. 즉, 입력값 2 N-1의 PDM 비트들 [1 0 1 0 1 0 ...]은 [ D10 D10 D10 D10 ...]으로 표현된다. As an example of the present invention, when m = 0 (2 N-2 <S <2 N-1 +2 N-2 ), that is, when one bit is represented by one symbol, PDM bits are displayed in pairs. PDM bits [0 0] are represented by D 00 , [0 1] by D 01 , [10] by D 10 , and [11] by D 11. That is, PDM bits of input value 2 N-1 [1] 0 1 0 1 0 ...] is expressed as [D 10 D 10 D 10 D 10 ...].
S≥2N-1일 때, 본 발명의 예로 2N-1+2N-2(m = 1)인 경우, 즉, 두개의 비트가 하나의 심볼로 표현될 때, [1 1]은 P1, [1 0]은 P0로 표현하고, [P0 P 0]을 D00, [P0 P1]은 D01, [P1 P0]은 D10, [P1 P1]을 D 11로 표현한다.When S≥2 N-1 , an example of the present invention is 2 N-1 +2 N-2 (m = 1), that is, when two bits are represented by one symbol, [1 1] is P 1, and [1: 0] is represented as P 0, [P 0 P 0] to D 00, [P 0 P 1] is D 01, [P 1 P 0] is D 10, [P 1 P 1] to Expressed in D 11 .
즉 입력값 2N-1+2N-2비트들[... 111011101110111011101110 ... 111011101110 ...]은 [... P1 P0 P1 P0 P1 P0 P 1 P0 ... P1 P0 P1 P0 P1 P0 ...]으로 표현하고 이는 다시 [... D10 D10 D10 D10 ... D10 D10 D10 ...]으로 표현한다.That is, input value 2 N-1 +2 N-2 bits [... 111011101110111011101110 ... 111011101110 ...] is [... P 1 P 0 P 1 P 0 P 1 P 0 P 1 P 0 .. P 1 P 0 P 1 P 0 P 1 P 0 ...], which is expressed as [... D 10 D 10 D 10 D 10 ... D 10 D 10 D 10 ...]. .
S가 2N-1가 아니고 S의 MSB가 ‘1’일 경우, 즉, S > 2N-1 일 때, S의 위상변환값 S'의 비교기 결과가 ‘1’인, 즉, 위상변환이 일어나는 홀수번째 위상변환에 대해서 Dij에서 m = 0일 때 서브그룹 기준값인 2N-1의 [... D* 10 [D10 ...]]는 [... D* 11 [D01 ...]]로 변경하고 이수 지속되는 D10은 짝수번째 위상변환 위치까지 모두 D01로 변경한다. D* ij는 비교기 결과가 ‘1’인 위상이 변환되는 위치이다. 예를 들어 (2N-1+1)의 경우 종래기술에서는 PDM 비트를 [... D10 D* 11 D10 D10 ... D10 D10 ...]으로 표현 했으나 본 발명에서는 [... D10 D* 11 D01 D 01 ... D01 D10 ...]으로 변경해서 표현한다.When S is not 2 N-1 and the MSB of S is '1', that is, when S> 2 N-1 , the comparator result of the phase shift value S of S is '1', that is, the phase shift is For an odd-numbered phase shift that occurs at D ij , when m = 0, [... D * 10 [D 10 ...]] of the subgroup reference value 2 N-1 is [... D * 11 [D 01 ...]] and D 10, which lasts until the end of the even phase shift, is changed to D 01 . D * ij is the position at which the phase whose comparator result is '1' is converted. For example, in the case of (2 N-1 +1), in the prior art, the PDM bit is expressed as [... D 10 D * 11 D 10 D 10 ... D 10 D 10 ...]. ... D 10 D * 11 D 01 D 01 ... D 01 D 10 ...] to express.
S의 MSB가 ‘0’일 경우, 즉, S < 2N-1 일 때, S의 위상변환값 S'의 비교기 결과가 ‘1’인, 즉, 위상변환이 일어나는 홀수번째 위상변환에 대해서 Dij에서 m = 0일 때 서브그룹 기준값인 2N-1의 [... D* 10 [D10 ...]]는 [... D* 01 [D01 ...]]로 변경하고 이수 지속되는 D10은 짝수번째 위상변환 위치까지 모두 D01로 변경하고 짝수번째 위상변환 위치에서는 [... D* 10 ...]를 [... D* 00 ...]으로 변경한다. 예를 들어 (2N-1-1)의 경우 종래기술에서는 PDM 비트를 [... D10 D* 00 D10 D10 ... D10 D10 D10 ...]으로 표현 했으나 본 발명에서는 [... D10 D* 10 D01 D 01 ... D01 D00 D10 ...]으로 변경해서 표현한다.When the MSB of S is '0', that is, when S <2 N-1 , the comparator result of the phase shift value S of S is '1', i.e., for the odd-numbered phase shift in which the phase shift occurs. [... D * 10 [D 10 ...]] of the subgroup reference value 2 N-1 at m = 0 is changed to [... D * 01 [D 01 ...]] Sustained D 10 is changed to D 01 until the even phase shift position and [... D * 10 ...] is changed to [... D * 00 ...] at the even phase shift position. For example, in the case of (2N-1-1), the PDM bit is expressed as [... D 10 D * 00 D 10 D 10 ... D 10 D 10 D 10 ...] in the prior art. Change to [... D 10 D * 10 D 01 D 01 ... D 01 D 00 D 10 ...].
PDM비트 발생부(414)는 패턴심볼 발생부(412)에서 생성된 패턴 심볼들을 PDM 비트로 변환한다.The
도 5는 본 발명의 실시 예로 위상변환을 이용한 펄스 밀도 변조 방법을 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a pulse density modulation method using a phase shift according to an embodiment of the present invention.
500단계에서 S가 0이면 504단계에서 PDM 비트를 모두 0으로 출력하고 S가 0이 아니면 504단계에서 서브그룹을 결정하는 m값을 상기 <수학식 1>을 통해 구한다. If S is 0 in
506단계에서 <수학식 2>를 통해 위상 변환에 필요한 비트를 선택하고 <수학식 3>을 통해 위상 변환값 S'를 구하고, <수학식 5>을 통해 패턴 심볼의 넓이와 값을 정한다.In
508단계에서 카운터(counter = 0)와 위상변환이 이루어졌는지를 확인하는 Sequence Phase를 0으로 초기화한다.In
508단계에서 m 값에 따라 서브그룹 수인 2N-m-1인지를 확인하고, 카운터 값이 2N-m-1이면 종료하고, 카운터 값이 2N-m-1 아니면 512단계에서 선형 변환한다. In step 508 a check sub-group number 2 Nm-1, depending on whether the m value, and if the counter value is 2 Nm-1 ends, the counter value is 2 Nm-1 or to a linear transformation in
514단계에서 위상 변환값 S'과 선형 변환된 카운터값인 C를 비교하여 S'가 더 큰 경우는 위상변환이 일어난 경우로, 516단계에서 PDM 패턴 심벌을 <수학식 6>을 통해 구하고, 518단계에서는 홀수번째 위상변환인지 짝수번째 위상변환이지를 확인하는 Sequence Phase 값을 반전해서 Sequence Phase = 0 이면 Sequence Phase = 1로, Sequence Phase = 1이면 Sequence Phase = 0으로 바꾼다. 즉, Sequence Phase = 0이면 홀수번째 위상 변환이고 Sequence Phase = 1이면 짝수번째 위상 변 환이다.In the
S<2N-1, Sequence Phase = 1 이면, PDM 패턴심벌 = P0, P0 If S <2 N-1 , Sequence Phase = 1, PDM pattern symbol = P 0 , P 0
S≥2N-1, Sequence Phase = 0 이면, PDM 패턴심벌 = P1, P1 If S≥2 N-1 , Sequence Phase = 0, PDM Pattern Symbol = P 1 , P 1
S≥2N-1, Sequence Phase = 1 이면, PDM 패턴심벌 = P1, P0 If S≥2 N-1 , Sequence Phase = 1, PDM Pattern Symbol = P 1 , P 0
상기 514단계에서 S' < C 경우는 위상변환이 일어나지 않은 경우로, 520단계에서 PDM 패턴 심벌을 <수학식 7>을 통해 구한다.In the case of S '<C in
Sequence Phase = 1 이면, PDM 패턴심벌 = P0, P1 If Sequence Phase = 1, PDM Pattern Symbol = P 0 , P 1
522단계에서 상기 516단계와 520단계에서 구해진 PDM패턴 심벌들을 차례대로 모으고 카운터의 값을 하나 증가해서 상기 510단계에서 상기 522단계를 카운터 값이 2N-m-1이 될 때까지 하고 종료한다. In
도 6a와 도6b는 각각 입력값(S)이 34일 때와 입력값(S)이 50일 때, 본 발명의 PDM과 종래기술의 PDM 기법의 비교를 도시한 도면으로, 상기 도 6a와 상기 도6b는 N=6에서 디지털 입력값(S)가 각각 34,50일 때의 PDM 비트들의 한 주기를 주파수 도메인에서 나타낸 것이다. 도 6a와 도6b는 편의상 1/Ts (Ts : clock period)까지만 나타낸 것이다. 굵은 선으로 나타낸 부분이 본 발명에 해당되는 PDM 비트들의 주파수 도메인에서의 결과와 이들의 누적값을 나타낸 것이고 그렇지 않은 선들은 비교기를 사용한 종래기술의 PDM 결과를 나타낸 것이다. 누적값의 경우 편의를 위해 같은 비율로 비례 축소하여 나타내었으며 도 6a와 도6b는 의 그림에서 확인할 수 있듯이 저주파 영역에서 더 작은 기여를 하므로 본 발명은 하드웨어 복잡도가 낮은 저주파 여과기를 사용할 있게 하고 응답속도 또한 증가시킬 수 있다.6A and 6B illustrate a comparison between the PDM of the present invention and the PDM scheme of the prior art when the input value S is 34 and the input value S is 50, respectively. FIG. 6B shows one period of PDM bits in the frequency domain when the digital input value S is 34,50 at N = 6. 6a and 6b show only up to 1 / Ts (Ts: clock period) for convenience. The bold lines represent the results in the frequency domain of the PDM bits corresponding to the present invention and their cumulative values, and the lines not representing the prior art PDM results using a comparator. In the case of cumulative values, the ratio is scaled down for the sake of convenience, and FIGS. 6A and 6B show a smaller contribution in the low frequency region, as shown in the figure. It can also increase.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
본 발명은 펄스 밀도 변조기의 위상변환 방식을 개선하고, 패턴 심볼 발생부를 부가하여 간단한 하드웨어 복잡도를 실현함과 동시에, 0 또는 1을 균일하게 분배하여 출력함으로써 변조 이후의 처리과정에서 잡음을 줄이는 펄스 밀도 변조기 및 펄스 밀도 변조방법에 관한 것이다. The present invention improves the phase conversion method of the pulse density modulator, adds a pattern symbol generator to realize simple hardware complexity, and distributes 0 or 1 uniformly to output pulse density to reduce noise in the post-modulation process. The present invention relates to a modulator and a pulse density modulation method.
Claims (14)
Priority Applications (1)
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KR1020040114743A KR100610167B1 (en) | 2004-12-29 | 2004-12-29 | Apparatus and Method of Pulse Density Modulation Using Improved Phase Transformation |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020040114743A KR100610167B1 (en) | 2004-12-29 | 2004-12-29 | Apparatus and Method of Pulse Density Modulation Using Improved Phase Transformation |
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KR20060076352A KR20060076352A (en) | 2006-07-04 |
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KR1020040114743A KR100610167B1 (en) | 2004-12-29 | 2004-12-29 | Apparatus and Method of Pulse Density Modulation Using Improved Phase Transformation |
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- 2004-12-29 KR KR1020040114743A patent/KR100610167B1/en not_active IP Right Cessation
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KR20060076352A (en) | 2006-07-04 |
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