JPH01289320A - デルタ変調器 - Google Patents

デルタ変調器

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JPH01289320A
JPH01289320A JP63119565A JP11956588A JPH01289320A JP H01289320 A JPH01289320 A JP H01289320A JP 63119565 A JP63119565 A JP 63119565A JP 11956588 A JP11956588 A JP 11956588A JP H01289320 A JPH01289320 A JP H01289320A
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Satoaki Wada
学明 和田
Kenji Muraki
健司 村木
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はアナログ・ディジタル変換器のうち歪の発生を
低減したデルタ変調器に関するものである。
従来の技術 デルタ変調器はアナログ・ディジタル変換器の一種であ
シ、一定時間ごとに標本化する際の各標本間の差分に着
目し、この情報を符号化すると共にこの符号化のために
生じた量子化誤差を後続の標本によシ修正していくもの
である。
以下、図面を参照しながら上述したような従来のデルタ
変調器について説明を行う。第3図は従来のデルタ変調
器の構成を示したブロック図である。一般にデルタ変調
器は、第3図に示すように、アナログ信号入力端子20
1.減算器202.比較器2o31局部復調器2o4.
デルタ変調信号出力端子205からなシ、アナログ入力
信号に対して1標本化周期前に標本化した電位と比較し
て増加しているか、減少しているかという情報を1ピツ
トの符号で出力するものである。
アナログ信号入力端子201に入力されたアナログ信号
は減算器202に入力される。減算器202は前記アナ
ログ信号と1標本化周期前に標本化した電位である局部
復調器204の出力との差をとり比較器203に出力す
る。比較器203に入力される信号がある一定の基準電
位に対して大きければアナログ入力信号は増加しており
、比較器203は“1”をデルり変調信号出力端子20
15に出力する。比較器203に入力される信号が基準
電位に対して小さければアナログ入力信号は減少してお
り、比較器203は0”をデルタ変調信号出力端子20
5に出力する。この1”。
0”の符号がデルタ変調信号となる。一方、局部復調器
204では比1咬器203の出力であるデルタ変調信号
を復調しアナログ信号を減算器202に出力している。
第4図は上述した従来のデルタ変調器の一例を示す回路
図である。アナログ信号入力端子206より入力された
アナログ信号はコンデンサ207を通して直流成分を除
去され、抵抗208を通して局部復調器215の出力か
ら抵抗209を通しだ信号と加算され、Dフリップフロ
ッグ213のD端子に入力される。ただし、局部復調器
215の入力にはDフリップフロップ213の反転出力
(NO端子)を使用しているために、抵抗20Bと抵抗
209は減算器と同じ効果になっている。
次にDフリップフロップ213は入力電位によってアナ
ログ入力信号が1標本化周期前に標本化した電位との比
較を行う。D端子の電位がスレッシュホールドレベルよ
り高電位ならばQ端子に′1″を、NO端子に0”を出
力する。D端子の電位がスレッシュホールドレベルよシ
低電位ならばQ端子に0″を、NQ端子に1′を出力す
る。
Dフリップ70ツブ213のQ端子より出力された信号
がデルタ変調信号であり、デルタ変調信号出力端子21
4に出力される。一方、NO端子より出力された1″、
″○”が反転したデルタ変調信号は局部復調器215に
入力される。局部復調器216は抵抗211とコンデン
サ210で構成されており、′1”、Q”に対応した電
位の入力によって抵抗211を介してコンデンサ210
に充放電をする。抵抗211とコンデンサ210の時定
数τが標本化周期Tに比べ非常に大きいとき、局部復調
器215は積分回路となり積分した結果が1標本化周期
前に標本化したアナログ入力信号の反転した電位となる
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述した従来のデルタ変調器ではDフリ
ップフロップの特性1歪を発生してしまうという問題点
を持っていた。以下歪の発生について説明する。
第6図はアナログ入力信号がゼロのときの(a)クロッ
ク信号、(b)理想的なデルタ変調器のDフリップフロ
ップのD端子入力信号、(0)理想的なデルタ変調器の
DフリップフロップのQ端子の出力信号、(d)従来の
デルタ変調器におけるDフリップフロップのD端子入力
信号(第4図のB点)、(e)従来のデルタ変調器にお
けるDフリップフロップのQ端子の出力信号(第4図の
0点)の−例を示す波形図である。アナログ入力信号が
ゼロの場合、理想的には出力されるデルタ変調信号は第
5図(C)のようにDフリップフロップに供給されるク
ロック信号の立ち上がシごとに1”、0′を繰り返す信
号となる。あるクロックの立ち上がシ時に、Dフリップ
フロップのD端子の入力信号がスレッシュホールドレベ
/L’ V T Hよシ高電位であった場合、Q端子か
らは”1”が出力され、NQ端子からは′0″が出力さ
れる。NQ端子からn o IIが出力されると局部変
調器では局部復調器の抵抗とコンデンサで決まる時定数
で放電が行われ、DフリップフロッグのD端子の入力信
号は下降しはじめvTHより低電位となる。そして次の
クロックの立ち上がりではDフリップフロップのD端子
の電位がvTHより低電位なのでQ端子からは0′が出
力され、NO端子からは1″が出力される。
NO端子から′1”が出力されると局部復調器では充電
が行われ、DフリップフロップのD端子の入力電位は上
昇しはじめvTHより高電位になる。
このような繰り返しによって理想的な動作ではDフリッ
プフロップのQ端子からは1”、0”が繰り返し出力さ
れる。
しかしながら、従来のデルタ変調器において実際のDフ
リップフロップではクロック信号の立ち上がりからQ端
子やNQ端子に出力されるまでに遅延Δtが存在するた
めにデルタ変調信号であるD71JツブフロップのD端
子から1”、0”が交互に出力されない状態が発生する
。第6図(d)に示すように、あるクロックの立ち上が
り時にDフリップフロップのD端子の入力信号がスレッ
シュホールドレベルvTHより高電位であった場合、遅
延Δtが存在するためにNQ端子からはΔtだけ遅れて
から0”が出力される。従ってDフリップフロップのD
端子の入力信号はΔtだけ遅れて電位が下降しはじめる
。このとき次のクロックの立ち上がり時においてもD端
子の入力信号がvTHよりまだ高電位になっている状態
が発生する。D端子の入力信号がvTHより高電位のと
きには再びNQ端子から”o”が出力され、D端子の電
位はさらに下降し続ける。次のクロックの立ち上がり時
にはD端子の入力信号はvTHよシ低電位になりNO端
子からΔtだけ遅れて1”が出力されるが、さらに次の
クロックの立ち上がりでも遅延Δtのために再び1”が
NQ端子から出力される。つまり、Dフリップフロップ
においてクロックの立ち上がシからNO端子に出力され
るまでの遅延が存在するためにデルタ変調信号であるQ
端子の出力は′1”、′0″が交互になるのではなく、
1”、1”、′o″、″O”のような繰り返しになり、
理想動作ではなくなる。
以上の例ではアナログ入力信号がゼロの場合について述
べたが、入力信号がゼロでない場合この1”、1”、0
”、′0″の繰り返しが歪となって発生する。第4図の
従来のデルタ変調器の回路図におけるA点の電位がDフ
リップフロップ213のスレッシュホールドレペ/L’
 V THの近くになっているときに1”、′1”、′
0”。
0”の繰り返しが発生しやすく、電源電圧esV。
v’rI(2,5V 、 NO端子出力が1”のとき5
V。
0”のときoVのDフリップフロップを用いて、アナロ
グ信号入力端子に正弦波を入力した場合、A点では正弦
波の傾きの絶対値が最も大きい点が2.5vの電位とな
るため、この点で歪が発生し、デルタ変調信号には2次
高調波歪が発生してしまう。
本発明はこのような従来の問題点を解消するものであり
、歪の発生を低減した高性能なデルタ変調器を提供する
ものである。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明のデルタ変調器はア
ナログ信号入力端子と比較器の間にアナログ入力信号の
直流バイアスを制御するバイアス回路を設けたことを特
徴としている。
作用 本発明は上記した構成により、直流バイアスを制御する
ことによって、比較器の入力信号の電位の上昇時の傾き
の絶対値と下降時の傾きの絶対値を異ならしめ、比較器
の入力信号の電位が下降している場合、傾きの絶対値が
小さく比較器入力信号は何回か連続して比較器基準電位
に対して高電位になる。従って遅延によって比較器が連
続して1”を出力する場合が発生してもデルタ変調信号
はもともと何回か連続して1”となっているので1回の
連続による相対的誤差は小さくなり、歪発生は小さくな
る。
また比較器の入力信号の電位が上昇している場合、傾き
の絶対値が大きくなり標本化周期と遅延との間に比較器
の基準電位よシ高電位になる確率が高くなり、連続して
”o”を出力する確率が下がる。従って歪の発生が低減
でき、高性能なデルタ変調器が実現できる。
実施例 以下、本発明の一実施例におけるデルタ変調器について
図面を参照して説明する。第1図は本発明の一実施例に
おけるデルタ変調器の回路図である。なお、第1図に示
す本実施例のデルタ変調器は基本的には従来のデルタ変
調器と同じ構成であるので、同一構成部分には同一番号
を付して詳細な説明を省略する。
第1図において、207はアナログ入力信号の直流成分
を除去するコンデンサであり、1o1はアナログ入力信
号の直流バイアスを制御する抵抗、102は直流電圧源
、103はバイアス回路である。
第4図に示した従来例のデルタ変調器のように本発明の
実施例も局部復調器216の出力とアナログ入力信号と
を加算するのであるが、抵抗1o1゜直流電圧源102
が存在するために抵抗208゜抵抗209を通じて電流
が流れ、局部復調器216のコンデンサ210への充放
電による局部復調器215の出力電位の増加、減少する
際の時間変化の傾きの絶対値が異なってくる。つまりD
フリップフロップ213のD端子の入力電位は、上昇時
の傾きの絶対値が大きくなり、下降時の傾きの絶対値が
小さくなる。
第2図は本実施例のデルタ変調器におけるアナログ入力
信号がゼロのときの(a)比較器の標本化クロック信号
、(b)比較器入力信号、(C)出力されるデルタ変調
信号の一例を示す波形図である。第2図(b)かられか
るように、直流バイアスを制御することによって比較器
入力信号の電位の上昇時の傾きの絶対値と下降時の傾き
の絶対値が異なってくる。
比較器入力信号の電位が下降している場合、傾きの絶対
値が小さく比較器入力信号は何回か連続して比較器基準
電位に対して高電位になる。従って遅延によって比較器
が連続して1″を出力する場合が発生してもデルタ変調
信号はもともと何回か連続して1”となっているので1
回の連続による相対的誤差は小さくなり、歪発生は小さ
くなる。また比較器入力信号の電位が上昇している場合
、傾きの絶対値が大きくなり標本化周期Tと遅延Δtの
間(T−Δt)に比較器基準電位よシ高電位になる確率
が高くなり、連続して”0”を出力する確率が下がる。
従ってDフリップフロップ213の遅延による歪の発生
が低減でき、高性能なデルタ変調器が実現できる。
以上のように、アナログ入力信号の直流バイアスを制御
することによって、歪発生を低減した高性能なデルタ変
調器とすることができる。
なお、本実施例ではアナログ入力信号の直流成分を除去
するコンデンサ207の直後で抵抗1o1を介して定電
圧源に接続しアナログ入力信号のバイアスを制御したが
、Dフリップフロップ213のD端子入力部に抵抗を介
して定電圧源に接続してバイアス制御を行っても同様な
効果が得られる。
発明の詳細 な説明したように、本発明のデルタ変調器はアナログ入
力信号の直流バイアスを制御するバイアス回路によって
、素子の遅延特性のために発生する歪を低減することを
可能としたものである0
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるデルタ変調器の回路
図、第2図はアナログ入力信号がゼロのときの(a)標
本化クロック信号、(b)本発明のデルタ変調器のDフ
リップフロップのD端子入力信号、(C)本発明のデM
り変調器のDフリップフロップのQ端子出力信号の波形
図、第3図は従来のデルタ変調器を示すブロック図、第
4図は従来例におけるデルタ変調器の回路図、第5図は
アナログ入力信号がゼロのときの(a)標本化クロック
信号、(b)理想的なデルタ変調器のDフリップフロッ
プのD端子入力信号、(CI)理想的なデルタ変調器の
DフリップフロップのQ端子出力信号、(d)従来例に
おけるデルタ変調器のDフリップフロップのD端子入力
信号、(e)従来例におけるデルタ変調器のDフリップ
フロップのQ端子出力信号の波形図である。 101・・・・・・バイアス回路用抵抗、102・・・
・・・直流電圧源、206・・・・・・アナログ信号入
力端子、212・・・・・・標本化クロック入力端子、
213・・・・・・Dフリップフロップ、214・・・
・・・デルタ変調信号出力端子、215・・・・・・局
部復調器、201・・・・・・アナログ信号入力端子、
202・・・・・・減算器、203・・・・・・比較器
、204・・・・・・局部復調器、206・・・・・・
デルタ変調信号出力端子、T・・・・・・標本化クロッ
クの周期、vTH・・・・・・Dフリップフロップのス
レッシュホールドレベル、Δt・・・・・・Dフリップ
フロップのクロック二NQ遅延時間。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名10
j−・・バイアス回路 206−° ア六ログ信号入力鳴子 、212−・・標本化クロック入力j%チ213−Dフ
シ・ツブフロップ F!+4−  ヂルり変調傳予七力貞酷子第1図z+5
−4’RatRA 乙t−Dフリップフロダブの遵ルーIFI’1JIF!
I5−局部n*a

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. アナログ信号入力端子より入力された入力信号と局部復
    調信号との差をとる減算器と、前記減算器の出力を標本
    化しデルタ変調信号に変換する比較器と、前記比較器の
    出力をアナログ信号に復調し局部復調信号を出力する局
    部復調器とを備え、前記アナログ信号入力端子と比較器
    の間にアナログ入力信号の直流バイアスを制御するバイ
    アス回路を設けたことを特徴とするデルタ変調器。
JP11956588A 1988-05-17 1988-05-17 デルタ変調器 Expired - Lifetime JPH0787378B2 (ja)

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