JP2003229769A - Delta-sigma modulation type noise shaper circuit - Google Patents

Delta-sigma modulation type noise shaper circuit

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JP2003229769A
JP2003229769A JP2002024348A JP2002024348A JP2003229769A JP 2003229769 A JP2003229769 A JP 2003229769A JP 2002024348 A JP2002024348 A JP 2002024348A JP 2002024348 A JP2002024348 A JP 2002024348A JP 2003229769 A JP2003229769 A JP 2003229769A
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JP
Japan
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output
circuit
adder
multiplying
coefficient
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JP2002024348A
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Inventor
Shinichiro Yamauchi
進一郎 山内
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make selectable a frequency band of a delta-sigma modulation type noise shaper circuit, as desired, which reduces quantization noise. <P>SOLUTION: The noise shaper circuit comprises an adder 101 for subtracting an output signal Y from an input signal X delayed by one sampling time through a delay circuit 104; an integrator 102, having a multiplier 105 for integrating output signals from the adder and multiplying the result by a factor R; a differentiator 106, having a multiplier 107 for differentiating the output signal from the adder 101 and multiplying the result by a factor C; an adder 108 for adding the output of the integrator to the output of the differentiator; and a quantizer 103 for quantizing the output thereof. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、デルタシグマ(Δ
Σ)変調型のノイズシェーパ回路に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a delta sigma (Δ
Σ) Modulation type noise shaper circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】デルタシグマ(ΔΣ)変調方式は、ディ
ジタルオーディオ用のアナログ/ディジタル変換回路に
おいて、量子化雑音を周波数高域に移動させるノイズシ
ェーピング効果を有する極めて有効な回路として、広く
使用されている。
2. Description of the Related Art The delta sigma (ΔΣ) modulation system is widely used in an analog / digital conversion circuit for digital audio as an extremely effective circuit having a noise shaping effect of moving quantization noise to a high frequency range. There is.

【0003】図7は、従来のΔΣ変調型ノイズシェーパ
回路の構成を示すブロック図である。また、図8は、図
7の構成によるΔΣ変調型ノイズシェーパ回路の量子化
ノイズの分布を示している。図7において、701は減
算に使用される加算器、702は積分回路、703は量
子化器、704は1サンプル時間の遅延回路である。
FIG. 7 is a block diagram showing the structure of a conventional ΔΣ modulation type noise shaper circuit. Further, FIG. 8 shows a distribution of quantization noise of the ΔΣ modulation type noise shaper circuit having the configuration of FIG. 7. In FIG. 7, 701 is an adder used for subtraction, 702 is an integrating circuit, 703 is a quantizer, and 704 is a delay circuit of 1 sample time.

【0004】図7を参照して、このΔΣ変調型ノイズシ
ェーパ回路の動作を説明する。まず、入力信号Xが与え
られると、加算器701において入力信号Xと1サンプ
ル時間遅延された出力信号Yとの差分がとられ、この差
信号が積分回路702に入力される。量子化器703は
積分回路702の出力を量子化して出力信号Yとして出
力する。この量子化器からの出力は次のサンプル点にお
ける近似信号として用いるために遅延回路704に入力
される。
The operation of this ΔΣ modulation type noise shaper circuit will be described with reference to FIG. 7. First, when the input signal X is given, the difference between the input signal X and the output signal Y delayed by one sample time is calculated in the adder 701, and this difference signal is input to the integrating circuit 702. The quantizer 703 quantizes the output of the integration circuit 702 and outputs it as an output signal Y. The output from this quantizer is input to the delay circuit 704 for use as an approximate signal at the next sample point.

【0005】いま、入力サンプル値系列のz変換をX
(z)、出力サンプル値系列のz変換をY(z)、量子
化器703による量子化ノイズのz変換をQ(z)とす
ると、積分回路702の伝達関数は1/(1−z-1)、
遅延回路704の伝達関数はz -1であるので、図7の回
路方程式として次式が成り立つ。 Y(z)=X(z)+(1−z-1)Q(z)
Now, the z-transform of the input sample value series is X-transformed.
(Z), z-transform of the output sample value series is Y (z), quantum
Q (z) is the z-transform of the quantization noise by the digitizer 703.
Then, the transfer function of the integrating circuit 702 is 1 / (1-z-1),
The transfer function of the delay circuit 704 is z -1Therefore, the time of FIG.
The following equation holds as the path equation. Y (z) = X (z) + (1-z-1) Q (z)

【0006】ここで、(1−z-1)の振幅周波数特性
は、z=exp(jωT)として、(1−exp(−j
ωT))で示されるので、低域周波数成分を圧縮し、高
域周波数成分を持ち上げる特性を持つことが分かる。ま
た、積分回路の次数が2次、すなわち積分回路が2回路
縦続接続された場合は、量子化雑音にかかる係数は(1
−z-12となるので、ノイズ分布の傾斜は急になる。
図8に積分回路の次数が1次〜3次の場合の量子化ノイ
ズ分布図を示す。
Here, the amplitude frequency characteristic of (1-z -1 ) is (1-exp (-j) where z = exp (jωT).
ωT)), it can be seen that it has a characteristic of compressing low frequency components and raising high frequency components. When the order of the integrating circuit is quadratic, that is, when two integrating circuits are cascade-connected, the coefficient applied to the quantization noise is (1
Since -z -1 ) 2 , the slope of the noise distribution becomes steep.
FIG. 8 shows a quantization noise distribution diagram when the order of the integrating circuit is first to third order.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】この従来のΔΣ変調型
ノイズシェーパ回路には2つの問題点がある。その1
は、従来の振幅周波数特性では低域周波数成分のノイズ
圧縮しかできないことである。その2は、ΔΣ変調型ノ
イズシェーパ回路を構成する積分回路の次数が2次まで
(すなわち、積分回路の回路の個数が2個まで)は安定
に動作するが、積分回路の次数が3次以上(すなわち、
積分回路の個数が3個以上)の場合は、入力信号のレベ
ルが大きいほど発振し易くなり、動作が不安定になるこ
とである。
The conventional ΔΣ modulation type noise shaper circuit has two problems. Part 1
That is, the conventional amplitude frequency characteristic can only perform noise compression of low frequency components. The second is that the operation is stable until the order of the integrating circuit constituting the ΔΣ modulation type noise shaper circuit is up to the second order (that is, the number of circuits of the integrating circuit is up to two), but the order of the integrating circuit is higher than the third order. (Ie,
When the number of integrating circuits is 3 or more), the higher the level of the input signal, the easier the oscillation and the unstable operation.

【0008】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、量子化ノイズを圧縮できる周波数帯域を任意に選択
できるΔΣ変調回路を提供することを目的とする。さら
に、本発明は積分回路または微分回路の次数が3次以上
であっても安定に動作することができるΔΣ変調回路を
提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a ΔΣ modulation circuit capable of arbitrarily selecting a frequency band capable of compressing quantization noise. A further object of the present invention is to provide a ΔΣ modulation circuit that can stably operate even if the order of the integrating circuit or the differentiating circuit is third or higher.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の請求項1に係るΔΣ変調型ノイズシェーパ
回路は、入力信号から1サンプル時間遅延させた出力信
号を減算する第1の加算手段(加算器101)と、前記
第1の加算手段の出力を積分し第1の係数(R)を乗ず
る第1の乗算手段(乗算器105)を有する積分手段
(積分回路102)と、前記第1の加算手段の出力を微
分し第2の係数(C)を乗ずる第2の乗算手段(乗算器
107)を有する微分手段(微分回路106)と、前記
積分手段の出力と前記微分手段の出力とを加算する第2
の加算手段(加算器108)と、前記第2の加算手段の
出力を入力し量子化して出力信号を出力する量子化手段
(量子化手段103)と、前記出力信号を1サンプル時
間遅延させて前記第1の加算手段に入力させる遅延手段
(遅延回路104)とを備える。
In order to solve this problem, a ΔΣ modulation type noise shaper circuit according to a first aspect of the present invention subtracts an output signal delayed by one sample time from an input signal. An adding means (adder 101) and an integrating means (integrator circuit 102) having a first multiplying means (multiplier 105) for integrating the output of the first adding means and multiplying by a first coefficient (R); Differentiating means (differentiating circuit 106) having second multiplying means (multiplier 107) for differentiating the output of the first adding means and multiplying it by the second coefficient (C), and the output of the integrating means and the differentiating means. Second to add with the output of
Adder (adder 108), a quantizer (quantizer 103) for inputting and quantizing the output of the second adder and outputting an output signal, and delaying the output signal by one sample time. And delay means (delay circuit 104) for inputting to the first adding means.

【0010】請求項1記載のΔΣ変調型ノイズシェーパ
回路によれば、第1の係数を乗じて出力する積分手段と
第2の係数を乗じて出力する微分手段との加算値を量子
化手段に入力することにより、第1の係数および第2の
係数を調整することで、量子化ノイズを圧縮できる帯域
を任意に選択することができる。
According to the ΔΣ modulation type noise shaper circuit described in claim 1, the addition value of the integrating means for multiplying and outputting the first coefficient and the differentiating means for multiplying and outputting the second coefficient is used as the quantizing means. By inputting, by adjusting the first coefficient and the second coefficient, it is possible to arbitrarily select the band in which the quantization noise can be compressed.

【0011】本発明の請求項2に係るΔΣ変調型ノイズ
シェーパ回路法は、請求項1記載のΔΣ変調型ノイズシ
ェーパ回路において、さらに第3の係数(1/K)を乗
ずる第3の乗算手段(乗算器309)を備え、前記第2
の加算手段の出力を量子化手段に入力する代わりに前記
第3の乗算手段に入力し、その出力を量子化手段に入力
するものである。
A ΔΣ modulation type noise shaper circuit method according to a second aspect of the present invention is the ΔΣ modulation type noise shaper circuit according to the first aspect, further comprising third multiplication means for multiplying the third coefficient (1 / K). (Multiplier 309), the second
Instead of inputting the output of the adding means of (3) to the quantizing means, it is input to the third multiplying means and the output thereof is input to the quantizing means.

【0012】請求項2記載のΔΣ変調型ノイズシェーパ
回路によれば、第3の係数を乗ずる第3の乗算手段を備
えることにより、請求項1記載のΔΣ変調型ノイズシェ
ーパ回路で任意に選択した帯域において、帯域内の量子
化ノイズを第3の係数に応じて、さらに圧縮することが
できる。
According to the ΔΣ modulation type noise shaper circuit of the second aspect, by providing the third multiplication means for multiplying the third coefficient, the ΔΣ modulation type noise shaper circuit of the first aspect is arbitrarily selected. In the band, the quantization noise in the band can be further compressed according to the third coefficient.

【0013】本発明の請求項3に係るΔΣ変調型ノイズ
シェーパ回路は、請求項2記載のΔΣ変調型ノイズシェ
ーパ回路において、さらに、前記入力信号のレベルを検
出し、この検出レベルに応じて前記第3の乗算手段の係
数を可変させるレベル検出手段(レベル検出器510)
を備え、前記積分手段は少なくとも3個の縦続接続され
た積分手段を含んで構成され、前記微分手段は少なくと
も3個の縦続接続された微分手段を含んで構成されるも
のである。
A ΔΣ modulation type noise shaper circuit according to a third aspect of the present invention is the ΔΣ modulation type noise shaper circuit according to the second aspect, further detects the level of the input signal, and outputs the level according to the detected level. Level detecting means for varying the coefficient of the third multiplying means (level detector 510)
And the integrating means includes at least three cascaded integrating means, and the differentiating means includes at least three cascaded differentiating means.

【0014】請求項3記載のΔΣ変調型ノイズシェーパ
回路によれば、入力信号のレベルに応じて前記第3の乗
算手段の係数を可変させることにより、入力信号のレベ
ルが大きいときには積分回路の次数が低い場合の特性に
近づけ、入力信号のレベルが小さいときには積分回路の
次数が高い場合の特性に近づけることができるため、帯
域内の量子化ノイズを可能な限り抑えつつ、積分回路ま
たは微分回路の次数が3次以上であっても発振を起こさ
ずに安定に動作するように制御することができる。
According to the ΔΣ modulation type noise shaper circuit of the third aspect, by varying the coefficient of the third multiplication means in accordance with the level of the input signal, the order of the integrating circuit is increased when the level of the input signal is high. When the input signal level is small, the characteristics can be made close to the characteristics when the order of the integrating circuit is high, so that the quantization noise in the band can be suppressed as much as possible, and Even if the order is the third order or higher, it is possible to control so as to operate stably without causing oscillation.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の実施の形態1に係るΔ
Σ変調型ノイズシェーパ回路の構成を示すブロック図で
ある。また、図2は、図1の構成によるΔΣ変調型ノイ
ズシェーパ回路の量子化ノイズの分布を示している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 shows Δ according to Embodiment 1 of the present invention.
It is a block diagram showing a configuration of a Σ modulation type noise shaper circuit. FIG. 2 shows the distribution of quantization noise of the ΔΣ modulation type noise shaper circuit having the configuration of FIG.

【0016】図1において、101は減算に使用される
加算器、102は積分回路、103は量子化器、104
は1サンプル時間の遅延回路、105は積分回路102
において積分値に係数Rを乗算する乗算器、106は微
分回路、107は微分回路106において微分値に係数
Cを乗算する乗算器、108は積分回路102の出力と
微分回路106の出力を加算する加算回路である。
In FIG. 1, 101 is an adder used for subtraction, 102 is an integrating circuit, 103 is a quantizer, and 104.
Is a delay circuit of 1 sample time, 105 is an integrating circuit 102
At 106, a multiplier for multiplying the integral value by the coefficient R, 106 is a differentiating circuit, 107 is a multiplier for multiplying the differential value by the coefficient C at the differentiating circuit 106, and 108 is adding the output of the integrating circuit 102 and the output of the differentiating circuit 106. It is an adder circuit.

【0017】図1を参照して、このΔΣ変調型ノイズシ
ェーパ回路の動作を説明する。まず、入力信号Xが与え
られると、加算器101において入力信号Xと1サンプ
ル時間遅延された出力信号Yとの差分がとられ、この差
信号が積分回路102と微分回路106に入力される。
積分回路102では、加算器101からの差信号の積分
値に係数Rを乗算した値を出力する。微分回路106で
は、加算器101からの差信号の微分値に係数Cを乗算
した値を出力する。
The operation of this ΔΣ modulation type noise shaper circuit will be described with reference to FIG. First, when the input signal X is given, the difference between the input signal X and the output signal Y delayed by one sample time is calculated in the adder 101, and this difference signal is input to the integrating circuit 102 and the differentiating circuit 106.
The integrating circuit 102 outputs a value obtained by multiplying the integrated value of the difference signal from the adder 101 by the coefficient R. The differentiating circuit 106 outputs a value obtained by multiplying the differential value of the difference signal from the adder 101 by the coefficient C.

【0018】加算器108では、積分回路102と微分
回路106の出力を加算して出力する。量子化器103
では、加算器108の出力を量子化して出力する。この
とき、出力信号Yには量子化ノイズQが含まれている。
この量子化器からの出力は次のサンプル点における近似
信号として用いるために遅延回路104に入力される。
The adder 108 adds the outputs of the integrating circuit 102 and the differentiating circuit 106 and outputs the result. Quantizer 103
Then, the output of the adder 108 is quantized and output. At this time, the output signal Y contains the quantization noise Q.
The output from this quantizer is input to the delay circuit 104 for use as an approximate signal at the next sample point.

【0019】いま、入力サンプル値系列のz変換をX
(z)、出力サンプル値系列のz変換をY(z)、量子
化器103による量子化ノイズのz変換をQ(z)とす
ると、積分回路102の伝達関数はR/(1−z-1)、
微分回路106の伝達関数は1−Cz-1、遅延回路10
4の伝達関数はz-1であるので、図1の回路方程式とし
て次式が成り立つ。 Y(z)=X(z)+{R/(1−z-1)+(1−Cz
-1)}Q(z)
Now, the z transformation of the input sample value series is X
(Z), the z-transform of the output sample value sequence is Y (z), and the z-transform of the quantization noise by the quantizer 103 is Q (z), the transfer function of the integrating circuit 102 is R / (1-z − 1 ),
The transfer function of the differentiating circuit 106 is 1-Cz -1 , and the delay circuit 10 is
Since the transfer function of 4 is z −1 , the following equation holds as the circuit equation of FIG. 1. Y (z) = X (z) + {R / (1-z- 1 ) + (1-Cz
-1 )} Q (z)

【0020】ここで、{R/(1−z-1)+(1−Cz
-1)}の振幅周波数特性を調べるために、1次近似によ
り、z-1=exp(−jωT)=1−jωTとすると、
振幅周波数特性として次式を得る。 R/(jωT)+(1−C)+jωTC
Here, {R / (1-z -1 ) + (1-Cz
−1 )} to investigate the amplitude frequency characteristic, if z −1 = exp (−jωT) = 1−jωT by first-order approximation,
The following expression is obtained as the amplitude frequency characteristic. R / (jωT) + (1-C) + jωTC

【0021】この振幅周波数特性の概略を近似的に図2
に示す。次に、図2からf1、f2を求める。簡略化し
て考えると次式が成り立つ。 f1については、R/(ωT)=1−C f2については、ωTC=1−C
The outline of the amplitude frequency characteristic is approximately shown in FIG.
Shown in. Next, f1 and f2 are obtained from FIG. When simplified, the following equation holds. For f1, R / (ωT) = 1−C For f2, ωTC = 1−C

【0022】ここで、ω=2πfであるから、f1、f
2として次式を得る。 f1=R/(2πT(1−C)) f2=(1−C)/(2πTC)
Since ω = 2πf, f1, f
The following equation is obtained as 2. f1 = R / (2πT (1-C)) f2 = (1-C) / (2πTC)

【0023】上式から、係数RとCの値を変化させるこ
とにより、量子化ノイズQがほぼ(1−C)倍に圧縮さ
れる周波数帯域(図2に示すf1〜f2の帯域)を選択
できることが分かる。
From the above equation, by changing the values of the coefficients R and C, the frequency band (the band of f1 to f2 shown in FIG. 2) in which the quantization noise Q is compressed approximately (1-C) times is selected. I see what I can do.

【0024】(実施の形態2)図3は本発明の実施の形
態2に係るΔΣ変調型ノイズシェーパ回路の構成を示す
ブロック図である。また、図4は、図3の構成によるΔ
Σ変調型ノイズシェーパ回路の量子化ノイズの分布を示
している。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a ΔΣ modulation type noise shaper circuit according to Embodiment 2 of the present invention. In addition, FIG. 4 shows Δ by the configuration of FIG.
The distribution of the quantization noise of the Σ modulation type noise shaper circuit is shown.

【0025】実施の形態2は、実施の形態1において量
子化器の入力に第3の係数を乗算する乗算器を挿入した
構成を採る。図3において、101〜108は、図1に
おける同一符号を付したブロックと同一の機能を有す
る。309は加算回路108と量子化器103の間に挿
入され、加算回路108の出力に係数1/Kを乗算する
乗算器である。
The second embodiment has a configuration in which a multiplier for multiplying the input of the quantizer by the third coefficient is inserted in the first embodiment. In FIG. 3, reference numerals 101 to 108 have the same functions as the blocks denoted by the same reference numerals in FIG. A multiplier 309 is inserted between the adder circuit 108 and the quantizer 103 and multiplies the output of the adder circuit 108 by the coefficient 1 / K.

【0026】図3を参照して、このΔΣ変調型ノイズシ
ェーパ回路の動作を説明する。実施の形態1と同様に、
まず、入力信号Xが与えられると、加算器101におい
て入力信号Xと1サンプル時間遅延された出力信号Yと
の差分がとられ、この差信号が積分回路102と微分回
路106に入力される。積分回路102では、加算器1
01からの差信号の積分値に係数Rを乗算した値を出力
する。微分回路106では、加算器101からの差信号
の微分値に係数Cを乗算した値を出力する。
The operation of this ΔΣ modulation type noise shaper circuit will be described with reference to FIG. Similar to the first embodiment,
First, when the input signal X is given, the difference between the input signal X and the output signal Y delayed by one sample time is calculated in the adder 101, and this difference signal is input to the integrating circuit 102 and the differentiating circuit 106. In the integrating circuit 102, the adder 1
A value obtained by multiplying the integrated value of the difference signal from 01 by the coefficient R is output. The differentiating circuit 106 outputs a value obtained by multiplying the differential value of the difference signal from the adder 101 by the coefficient C.

【0027】加算器108では、積分回路102と微分
回路106の出力を加算して出力する。この出力に対し
て乗算器309により係数1/Kが乗算され、量子化器
103では、乗算器309の出力を量子化して出力す
る。この量子化器からの出力は次のサンプル点における
近似信号として用いるために遅延回路104に入力され
る。
The adder 108 adds the outputs of the integrating circuit 102 and the differentiating circuit 106 and outputs the result. This output is multiplied by the coefficient 1 / K by the multiplier 309, and the quantizer 103 quantizes and outputs the output of the multiplier 309. The output from this quantizer is input to the delay circuit 104 for use as an approximate signal at the next sample point.

【0028】いま、入力サンプル値系列のz変換をX
(z)、出力サンプル値系列のz変換をY(z)、量子
化器103による量子化ノイズのz変換をQ(z)とす
ると、積分回路102の伝達関数はR/(1−z-1)、
微分回路106の伝達関数は1−Cz-1、遅延回路10
4の伝達関数はz-1であるので、図3の回路方程式とし
て次式が成り立つ。 Y(z)=X(z)+(1/K){R/(1−z-1)+
(1−Cz-1)}Q(z)
Now, the z transformation of the input sample value series is X
(Z), the z-transform of the output sample value sequence is Y (z), and the z-transform of the quantization noise by the quantizer 103 is Q (z), the transfer function of the integrating circuit 102 is R / (1-z − 1 ),
The transfer function of the differentiating circuit 106 is 1-Cz -1 , and the delay circuit 10 is
Since the transfer function of 4 is z −1 , the following equation holds as the circuit equation of FIG. Y (z) = X (z) + (1 / K) {R / (1-z- 1 ) +
(1-Cz -1 )} Q (z)

【0029】ここで、実施の形態1と同様にして、{R
/(1−z-1)+(1−Cz-1)}の振幅周波数特性と
して次式を得る。 (1/K){R/(jωT)+(1−C)+jωTC}
Here, as in the first embodiment, {R
The following expression is obtained as the amplitude frequency characteristic of / (1-z -1 ) + (1-Cz -1 )}. (1 / K) {R / (jωT) + (1-C) + jωTC}

【0030】上式から、係数RとCにより選択された帯
域内の量子化ノイズQが(1−C)/K倍になり、係数
Kの値を可変させることで、図4に示すように選択帯域
(f1〜f2)内の量子化ノイズをより圧縮できること
が分かる。
From the above equation, the quantization noise Q in the band selected by the coefficients R and C becomes (1-C) / K times, and by changing the value of the coefficient K, as shown in FIG. It can be seen that the quantization noise in the selected band (f1 to f2) can be compressed more.

【0031】(実施の形態3)図5は本発明の実施の形
態3に係るΔΣ変調型ノイズシェーパ回路の構成を示す
ブロック図である。また、図6は、図5の構成によるΔ
Σ変調型ノイズシェーパ回路の量子化ノイズの分布を示
している。
(Third Embodiment) FIG. 5 is a block diagram showing the structure of a ΔΣ modulation type noise shaper circuit according to a third embodiment of the present invention. In addition, FIG. 6 shows Δ by the configuration of FIG.
The distribution of the quantization noise of the Σ modulation type noise shaper circuit is shown.

【0032】実施の形態3は、ΔΣ変調型ノイズシェー
パ回路を構成する積分回路または微分回路の次数が3次
以上になると、入力信号のレベルが大きいほど発振し易
くなり、動作が不安定になることに対する対策として、
実施の形態2において、入力信号のレベルを検出するレ
ベル検出器を備え、検出レベルに応じて第3の乗算器1
/Kの係数を可変させる構成を採る。
In the third embodiment, when the order of the integrating circuit or the differentiating circuit constituting the ΔΣ modulation type noise shaper circuit is the third order or more, the higher the level of the input signal, the easier the oscillation and the unstable operation. As a measure against that,
In the second embodiment, a level detector for detecting the level of the input signal is provided, and the third multiplier 1 according to the detection level is provided.
The configuration of varying the coefficient of / K is adopted.

【0033】図5において、加算器101、量子化器1
03、遅延回路104、乗算器108は、図1および図
3における同一符号を付したブロックと同一の機能を有
する。502は3次の積分回路で、加算器101からの
差信号の3次の積分値に係数Rを乗算した値を出力す
る。506は3次の微分回路で、加算器101からの差
信号の微分値に係数Cを乗算した値を出力する。
In FIG. 5, an adder 101 and a quantizer 1
03, the delay circuit 104, and the multiplier 108 have the same functions as the blocks denoted by the same reference numerals in FIGS. 1 and 3. Reference numeral 502 denotes a third-order integration circuit, which outputs a value obtained by multiplying the third-order integration value of the difference signal from the adder 101 by a coefficient R. A third-order differentiation circuit 506 outputs a value obtained by multiplying the differential value of the difference signal from the adder 101 by a coefficient C.

【0034】さらに、510は入力信号のレベルを検出
するレベル検出器であり、509は、図3の309と同
様に加算回路108の出力に係数1/Kを乗算する乗算
器であるが、レベル検出器510による入力信号の検出
レベルに応じて係数1/Kを可変させる機能を有する。
Further, reference numeral 510 is a level detector for detecting the level of the input signal, and 509 is a multiplier for multiplying the output of the adder circuit 108 by the coefficient 1 / K as in 309 of FIG. It has a function of varying the coefficient 1 / K according to the detection level of the input signal by the detector 510.

【0035】図5を参照して、このΔΣ変調型ノイズシ
ェーパ回路の動作を説明する。積分回路および微分回路
の次数を3次にすることでノイズシェーピング効果を高
めているが、入力信号の検出レベルに応じて係数1/K
を可変させること以外の動作は実施の形態2と同様であ
るので説明を省略する。
The operation of this ΔΣ modulation type noise shaper circuit will be described with reference to FIG. Although the noise shaping effect is enhanced by setting the order of the integrating circuit and the differentiating circuit to the third order, the coefficient 1 / K depends on the detection level of the input signal.
Since the operation other than changing the value is the same as that of the second embodiment, the description thereof will be omitted.

【0036】レベル検出器510において、加算器10
1の出力信号および加算器108の出力信号のうち、い
ずれかの信号レベルが比較的大きいレベルであると検出
した場合には発振し易いので、乗算器509の係数のK
を小さくするように可変させる。その結果、3次以上の
場合の量子化ノイズの分布は、積分回路502または微
分回路506の次数が3次未満の場合の特性に近づき、
発振しないようになり動作が安定になる。
In the level detector 510, the adder 10
If one of the output signals of 1 and the output signal of the adder 108 is detected to have a relatively high signal level, oscillation is likely to occur, so the coefficient K of the multiplier 509 is set to K.
Change to make the value smaller. As a result, the distribution of the quantization noise in the case of the third order or higher approaches the characteristic when the order of the integrating circuit 502 or the differentiating circuit 506 is less than the third order,
It will not oscillate and the operation will be stable.

【0037】これと逆に、レベル検出器510が信号の
レベルが比較的小さい値であると検出した場合は発振し
難いので、乗算器509の係数のKを大きくするように
可変させる。その結果、量子化ノイズの分布は、積分回
路502または微分回路506の次数が3次以上の場合
の特性に近づき、図6に示すように量子化ノイズをより
圧縮することができる。
On the contrary, when the level detector 510 detects that the level of the signal is a relatively small value, it is difficult to oscillate, so that the coefficient K of the multiplier 509 is changed to be large. As a result, the distribution of the quantization noise approaches the characteristics when the order of the integrating circuit 502 or the differentiating circuit 506 is third or higher, and the quantization noise can be further compressed as shown in FIG.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
積分器の乗算係数Rと微分器の乗算係数Cを調整するこ
とにより、量子化ノイズを圧縮できる帯域を任意に選択
することができるという優れた効果が得られる。
As described above, according to the present invention,
By adjusting the multiplication coefficient R of the integrator and the multiplication coefficient C of the differentiator, the excellent effect that the band in which the quantization noise can be compressed can be arbitrarily selected is obtained.

【0039】さらに、本発明によれば、量子化器の前段
に挿入した乗算器の係数1/Kを調整することにより、
上記任意に選択した帯域において、帯域内の量子化ノイ
ズを係数1/Kに応じて、さらに圧縮することができる
という優れた効果が得られる。
Furthermore, according to the present invention, by adjusting the coefficient 1 / K of the multiplier inserted before the quantizer,
In the arbitrarily selected band, the excellent effect that the quantization noise in the band can be further compressed according to the coefficient 1 / K is obtained.

【0040】さらに、本発明によれば、量子化器の前段
に挿入した乗算器の係数1/Kを入力信号のレベルに応
じて可変させることにより、入力信号のレベルが大きい
ときには積分回路の次数が低い場合の特性に近づけ、入
力信号のレベルが小さいときには積分回路の次数が高い
場合の特性に近づけることができるため、帯域内の量子
化ノイズを可能な限り抑えつつ、積分回路または微分回
路の次数が3次以上であっても発振を起こさずに安定に
動作するように制御することができるという優れた効果
が得られる。
Further, according to the present invention, by varying the coefficient 1 / K of the multiplier inserted in the preceding stage of the quantizer in accordance with the level of the input signal, the order of the integrating circuit is increased when the level of the input signal is high. When the input signal level is low, the characteristics can be made close to the characteristics when the order of the integrating circuit is high, so that the quantization noise in the band can be suppressed as much as possible, and Even if the order is the third order or higher, it is possible to obtain an excellent effect that it can be controlled so as to operate stably without causing oscillation.

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

【図1】本発明の実施の形態1に係るデルタシグマ変調
型ノイズシェーパ回路の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a delta-sigma modulation type noise shaper circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1に係るデルタシグマ変調
型ノイズシェーパ回路の量子化ノイズの分布を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing a distribution of quantization noise in the delta-sigma modulation noise shaper circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態2に係るデルタシグマ変調
型ノイズシェーパ回路の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a delta-sigma modulation type noise shaper circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態2に係るデルタシグマ変調
型ノイズシェーパ回路の量子化ノイズの分布を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing the distribution of quantization noise in the delta-sigma modulation noise shaper circuit according to the second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態3に係るデルタシグマ変調
型ノイズシェーパ回路の構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a delta-sigma modulation noise shaper circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態3に係るデルタシグマ変調
型ノイズシェーパ回路の量子化ノイズの分布を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing the distribution of quantization noise in the delta-sigma modulation noise shaper circuit according to the third embodiment of the present invention.

【図7】従来のデルタシグマ変調型ノイズシェーパ回路
の構成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional delta-sigma modulation type noise shaper circuit.

【図8】従来のデルタシグマ変調型ノイズシェーパ回路
の量子化ノイズの分布を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a distribution of quantization noise of a conventional delta-sigma modulation type noise shaper circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、108、701 加算器 102、702 積分回路 103、703 量子化器 104、704 遅延回路 105、107、309、509 乗算器 106 微分回路 502 3次積分回路 506 3次微分回路 510 レベル検出器 101, 108, 701 adder 102, 702 integrating circuit 103,703 Quantizer 104, 704 delay circuit 105, 107, 309, 509 multiplier 106 Differentiation circuit 502 Third integration circuit 506 3rd order differentiation circuit 510 level detector

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力信号から1サンプル時間遅延させた
出力信号を減算する第1の加算手段と、 前記第1の加算手段の出力を積分し第1の係数を乗ずる
第1の乗算手段を有する積分手段と、 前記第1の加算手段の出力を微分し第2の係数を乗ずる
第2の乗算手段を有する微分手段と、 前記積分手段の出力と前記微分手段の出力とを加算する
第2の加算手段と、 前記第2の加算手段の出力を入力し量子化して出力信号
を出力する量子化手段と、 前記出力信号を1サンプル時間遅延させて前記第1の加
算手段に入力させる遅延手段と、を備えることを特徴と
するデルタシグマ変調型ノイズシェーパ回路。
1. A first adding means for subtracting an output signal delayed by one sample time from an input signal, and a first multiplying means for integrating an output of the first adding means and multiplying by a first coefficient. An integrating means; a differentiating means having a second multiplying means for differentiating the output of the first adding means and multiplying it by a second coefficient; and a second adding means for adding the output of the integrating means and the output of the differentiating means. An adder; a quantizer for quantizing the output of the second adder and quantizing the output signal; and a delayer for delaying the output signal by one sample time and inputting it to the first adder. And a delta-sigma modulation type noise shaper circuit.
【請求項2】 第3の係数を乗ずる第3の乗算手段を備
え、前記第2の加算手段の出力を量子化手段に入力する
ことに代えて、前記第2の加算手段の出力を前記第3の
乗算手段に入力し、前記第3の乗算手段の出力を量子化
手段に入力することを特徴とする請求項1記載のデルタ
シグマ変調型ノイズシェーパ回路。
2. A third multiplication means for multiplying a third coefficient is provided, and instead of inputting the output of the second adding means to the quantizing means, the output of the second adding means is changed to the first output. 3. The delta-sigma modulation type noise shaper circuit according to claim 1, wherein the output of the third multiplication means is input to the quantization means.
【請求項3】 前記入力信号のレベルを検出し検出レベ
ルに応じて前記第3の乗算手段の係数を可変させるレベ
ル検出手段を備え、前記積分手段における積分は少なく
とも3個の縦続接続された積分手段によりなされ、前記
微分手段における微分は少なくとも3個の縦続接続され
た微分手段によりなされることを特徴とする請求項2記
載のデルタシグマ変調型ノイズシェーパ回路。
3. A level detecting means for detecting the level of the input signal and varying a coefficient of the third multiplying means in accordance with the detected level, wherein the integrating means integrates at least three cascaded integrals. 3. The delta-sigma modulation type noise shaper circuit according to claim 2, wherein said differentiating means performs differentiation by at least three cascaded differentiating means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005295536A (en) * 2004-03-12 2005-10-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Frequency modulation apparatus, polar modulation transmission apparatus, radio transmission device, and radio communication device
JP2007533180A (en) * 2004-04-09 2007-11-15 オーディオアシクス エー/エス Sigma delta modulator
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