JPH0453068Y2 - - Google Patents

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JPH0453068Y2
JPH0453068Y2 JP1986195546U JP19554686U JPH0453068Y2 JP H0453068 Y2 JPH0453068 Y2 JP H0453068Y2 JP 1986195546 U JP1986195546 U JP 1986195546U JP 19554686 U JP19554686 U JP 19554686U JP H0453068 Y2 JPH0453068 Y2 JP H0453068Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、デルタシグマ変調された信号を、
リニアPCM信号に変換する際に用いて好適なデ
シメイシヨン回路に関する。
[Detailed explanation of the invention] "Industrial application field" This invention uses a delta-sigma modulated signal to
The present invention relates to a decimation circuit suitable for use when converting to a linear PCM signal.

「従来の技術」 アナログ/デジタル変換技術の一つとして、デ
ルタシグマ変調が知られている。
"Prior Art" Delta-sigma modulation is known as one of the analog/digital conversion technologies.

第4図は、デルタシグマ変調回路の構成を示す
ブロツク図であり、図において、1は入力アナロ
グ信号SXと帰還量子化信号(+V/−V)の偏
差を積分する積分回路である。2は高速のクロツ
ク信号ckl(1〜4MHz)で動作する比較回路であ
り、積分回路の出力信号が負のときは“0”信
号、正のときは“1”信号をA/D変換信号SYと
して出力する。また、比較回路2は、積分回路1
の出力信号極性の正負により、A/D変換する信
号の最大のレベルである+Vあるいは−Vを量子
化信号として偏差検出点3に帰還する。上記回路
構成によれば、帰還される量子化信号の平均電力
がアナログ入力信号SXの平均電力と等しくなる。
この場合、デルタシグマ変調回路は、1ビツトの
A/Dコンバータと考えることができる。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a delta-sigma modulation circuit. In the figure, numeral 1 is an integrating circuit that integrates the deviation between the input analog signal S.sub.X and the feedback quantized signal (+V/-V). 2 is a comparator circuit that operates with a high-speed clock signal ckl (1 to 4 MHz), and when the output signal of the integrating circuit is negative, it is a "0" signal, and when it is positive, it is a "1" signal. Output as Y. Furthermore, the comparator circuit 2 is connected to the integrator circuit 1.
Depending on the polarity of the output signal, +V or -V, which is the maximum level of the signal to be A/D converted, is fed back to the deviation detection point 3 as a quantized signal. According to the above circuit configuration, the average power of the quantized signal to be fed back is equal to the average power of the analog input signal S X.
In this case, the delta-sigma modulation circuit can be considered a 1-bit A/D converter.

このデルタシグマ変調回路の出力信号は、高い
クロツクレート(1〜4MHz)であるため、この
ままでは、後段の回路における処理が大変であ
る。そこで、デルタシグマ変調回路の後には、そ
の出力信号の低速のリニアPCM信号に変換する
デシメイシヨン回路が設けられ、ここで、10KHz
程度のリニアPCM信号に変換される。
Since the output signal of this delta-sigma modulation circuit has a high clock rate (1 to 4 MHz), processing in the subsequent circuit will be difficult if left as is. Therefore, a decimation circuit is provided after the delta-sigma modulation circuit to convert the output signal into a low-speed linear PCM signal.
It is converted to a linear PCM signal of about

第5図は、従来のデシメイシヨン回路の構成を
示すブロツク図であり、図において5は、信号SY
が“1”信号のとき開、“0”信号のとき閉とな
るゲートである。このゲートには重み関数発生回
路6から高速クロツクcklに同期して三角窓関数
(第6図ニ)の各値が順次供給されるようになつ
ており、開状態のときは窓関数の値が出力され、
閉状態のときは“0”信号が出力されるようにな
つている。ゲート5の出力信号はアキユームレー
タ7とデイレイ8からなる帰還ループにより所定
周期毎に累算され、これにより、リニアなPCM
信号Szが作成される。この場合、アキユームレー
タ7およびデイレイ8の累算周期は、リセツト信
号R(第6図ハ参照)の周期により決定され、ま
た、重み関数発生部6はリセツト信号Rの周期毎
に窓関数を出力するようになつている。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a conventional decimation circuit. In the figure, 5 is the signal S Y
This is a gate that opens when the signal is "1" and closes when the signal is "0". Each value of the triangular window function (D in Figure 6) is sequentially supplied to this gate from the weighting function generating circuit 6 in synchronization with the high-speed clock ckl, and when it is in the open state, the value of the window function is is output,
When in the closed state, a "0" signal is output. The output signal of the gate 5 is accumulated every predetermined period by a feedback loop consisting of an accumulator 7 and a delay 8.
A signal S z is created. In this case, the accumulation period of the accumulator 7 and the delay 8 is determined by the period of the reset signal R (see FIG. 6C), and the weighting function generator 6 generates a window function for each period of the reset signal R. It is now output.

上述のように窓関数を用いてリニアPCM信号
化するのは、デルタシグマ変調信号からリニア
PCM信号に変換する際サンプリング周波数が
1/N(N=デルタシグマ変調信号のクロツク/
リニアPCM信号のクロツク)になることにより
発生する折り返し歪み等の高周波雑音を除去する
ためである。
As mentioned above, converting a linear PCM signal using a window function converts a delta-sigma modulated signal into a linear PCM signal.
When converting to a PCM signal, the sampling frequency is 1/N (N = delta-sigma modulation signal clock/
This is to remove high frequency noise such as aliasing distortion caused by the linear PCM signal clock.

「考案が解決しようとする問題点」 ところで、上述した従来のデシメイシヨン回路
においては、窓関数として三角窓を用いているの
で、その出力信号のスペクトラムは第7図に示す
ようになり、副極の減衰量は−27dB程度となつ
た。この結果、従来のデシメイシヨン回路とデル
タシグマ変調回路とを組み合わせてA/Dコンバ
ータを構成したとすると、有効に使えるビツト数
は、4〜5ビツト程度となり、とても実用には耐
え得なかつた。
``Problems to be solved by the invention'' By the way, in the conventional decimation circuit described above, a triangular window is used as the window function, so the spectrum of the output signal is as shown in Fig. 7, and the sub-pole The amount of attenuation was approximately -27dB. As a result, if an A/D converter was constructed by combining a conventional decimation circuit and a delta-sigma modulation circuit, the number of effectively usable bits would be about 4 to 5 bits, which was extremely impractical.

この考案は、上述した事情に鑑みてなされたも
ので、デルタシグマ変調回路との組み合わせによ
りA/Dコンバータを構成する際において、実用
に耐え得る有効ビツト数を得ることができるデシ
メイシヨン回路を提供することを目的としてい
る。
This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a decimation circuit that can obtain a practically effective number of bits when configuring an A/D converter in combination with a delta-sigma modulation circuit. The purpose is to

「問題点を解決するための手段」 この考案は、上記問題点を解決するために、出
力リニアPCM信号の発生周期と同一周期を有す
る窓関数を窓関数発生部によつて発生し、この窓
関数とデルタシグマ変調された入力リニアPCM
信号とを乗じて累算することにより、前記入力リ
ニアPCM信号を前記出力リニアPCM信号に変換
するデシメイシヨン回路において、前記窓関数発
生部として副極の減衰量が三角窓よりも大きい窓
関数を発生するものを用いたことを特徴としてい
る。
"Means for Solving the Problem" In order to solve the above problem, this invention generates a window function having the same period as the generation period of the output linear PCM signal, and Function and delta sigma modulated input linear PCM
In the decimation circuit that converts the input linear PCM signal to the output linear PCM signal by multiplying and accumulating signals, the window function generating section generates a window function in which the amount of attenuation of the sub-pole is larger than that of the triangular window. It is characterized by the use of materials that

「作用」 デルタシグマ変調された信号に、副極の減衰量
が大きな窓関数が乗じられるので、好調波雑音が
抑制され、これにより、A/Dコンバータを構成
した際の有効ビツト数を多くとることができる。
"Effect" Since the delta-sigma modulated signal is multiplied by a window function with a large sub-pole attenuation, harmonic noise is suppressed, thereby increasing the number of effective bits when configuring an A/D converter. be able to.

「実施例」 以下、図面を参照してこの考案の実施例につい
て説明する。
"Embodiments" Hereinafter, embodiments of this invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、この考案の一実施例の構成を示すブ
ロツク図であり、前述した第4図、第5図の各部
と対応する部分には同一の符号を付し、その説明
省略する。
FIG. 1 is a block diagram showing the structure of an embodiment of this invention, and parts corresponding to those in FIGS. 4 and 5 described above are designated by the same reference numerals, and explanation thereof will be omitted.

第1図において、10はブラツクマンハリス窓
発生部であり、第2図に示すようなブラツクマン
ハリス窓の各値を高速クロツクcklのタイミング
に同期して発生する。また、ブラツクマンハリス
窓発生部10は、リセツト信号R(第6図ハ参照)
の周期毎に繰り返して窓関数を発生する。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a Blackman-Harris window generating section, which generates each value of the Blackman-Harris window as shown in FIG. 2 in synchronization with the timing of the high-speed clock ckl. In addition, the Blackman-Harris window generating section 10 generates a reset signal R (see FIG. 6C).
The window function is generated repeatedly every cycle.

上記構成によれば、出力信号SZのスペクトラム
は第3図に示すようになり、副極の減衰量は−
67dB以上となる。したがつて、第1図に示すデ
シメイシヨン回路とデルタシグマ変調回路とを組
み合わせてA/Dコンバータを構成した場合おい
ては、最大値から67dB以上減衰するまでは高調
波雑音が混入しないから、11〜12ビツト程度まで
有効に使用することができる。
According to the above configuration, the spectrum of the output signal S Z becomes as shown in Fig. 3, and the attenuation amount of the subpole is -
It becomes more than 67dB. Therefore, when an A/D converter is configured by combining the decimation circuit and delta-sigma modulation circuit shown in Figure 1, harmonic noise will not be mixed in until the maximum value is attenuated by 67 dB or more. Up to about 12 bits can be used effectively.

なお、上記実施例においては、窓関数としてブ
ラツクマンハリス窓を用いたが、これに代えて、
ハミング窓、ブラツクマン窓等を使用してもよ
い。この場合の減衰量は、前者が−43dB、後者
が−58dBである。
In addition, in the above embodiment, a Brackman-Harris window was used as the window function, but instead of this,
A Hamming window, a Brachmann window, etc. may also be used. The amount of attenuation in this case is -43 dB for the former and -58 dB for the latter.

上記実施例に使用して好適なハミング窓、ブラ
ツクマン窓およびブラツクマンハリス窓は、下記
式(1)〜(3)によつて各々定義される。
The Hamming window, Brachman window, and Brachman-Harris window suitable for use in the above embodiments are defined by the following equations (1) to (3), respectively.

<ハミング窓> ω(n)=0.54348−0.45652・COS{2πn/(N−
1)} ……(1) <ブラツクマン窓> ω(n)=0.42659−0.49656・COS{2πn/(N−
1)} +0.07685・COS{4πn/(N−1)} ……(2) <ブラツクマンハリス窓> ω(n)=0.35875−0.48829・COS{2πn/(N−
1)} +0.14128・COS{4πn/(N−1)} −0.01168・COS{6πn/(N−1)} ……(3) 上記式(1)〜(3)において、Nは整数定数のであ
る。また、nは時間経過に対応した整数の変数で
ある。
<Hamming window> ω(n)=0.54348−0.45652・COS{2πn/(N−
1)} ...(1) <Bruckmann window> ω(n)=0.42659−0.49656・COS{2πn/(N−
1)} +0.07685・COS{4πn/(N−1)} …(2) <Bruckman-Harris window> ω(n)=0.35875−0.48829・COS{2πn/(N−
1)} +0.14128・COS{4πn/(N−1)} −0.01168・COS{6πn/(N−1)} …(3) In the above formulas (1) to (3), N is an integer constant It is. Further, n is an integer variable corresponding to the passage of time.

第8図にハミング窓W1、ブラツクマン窓W2、
ブラツクマンハリス窓W3を各々示す。これらは、
N=102である場合について、上記式(1)〜(3)を用
いて各窓関数ω(n)の値を演算し、その結果を
プロツトしたものである。
Figure 8 shows Hamming window W1, Bratschmann window W2,
Each shows a Bratschmann-Harris window W3. these are,
For the case where N=102, the values of each window function ω(n) are calculated using the above equations (1) to (3), and the results are plotted.

「考案の効果」 以上説明したように、この考案によれば、出力
リニアPCM信号の発生周期と同一周期を有する
窓関数を窓関数発生部によつて発生し、この窓関
数とデルタシグマ変調された入力リニアPCM信
号とを乗じて累算することにより、前記入力リニ
アPCM信号を前記出力リニアPCM信号に変換す
るデシメイシヨン回路において、前記窓関数発生
部として副極の減衰量が三角窓よりも大きい窓関
数を発生するものを用いたので、高調波雑音を著
しく抑制することができ、A/Dコンバータを構
成した際に実用性あるものとすることができる。
"Effect of the invention" As explained above, according to this invention, a window function having the same period as the generation period of the output linear PCM signal is generated by the window function generator, and delta-sigma modulation is performed with this window function. In the decimation circuit that converts the input linear PCM signal to the output linear PCM signal by multiplying and accumulating the input linear PCM signal by the input linear PCM signal, the attenuation of the sub-pole as the window function generating section is larger than that of the triangular window. Since a device that generates a window function is used, harmonic noise can be significantly suppressed, and an A/D converter can be constructed with practicality.

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

第1図はこの考案の一実施例の構成を示すブロ
ツク図、第2図は同実施例において用いるブラツ
クマンナリス窓を示す波形図、第3図は同実施例
のデシメイシヨン回路で用いられるブラツクマン
ハリス窓のスペクトラムを示す特性図、第4図は
デルタシグマ変調回路の構成を示すブロツク図、
第5図は従来のデシメイシヨン回路の構成を示す
ブロツク図、第6図は従来のデシメイシヨン回路
の各部の波形を示す波形図、第7図は従来のデシ
メイシヨン回路で用いられる三角波形窓のスペク
トラムを示す特性図、第8図はこの考案に適用し
て好適なハミング窓、ブラツクマン窓およびブラ
ツクマンハリス窓を示す図である。 10……ブラツクマンハリス窓発生部(窓関数
発生部)。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of this invention, FIG. 2 is a waveform diagram showing a black mannaris window used in the same embodiment, and FIG. A characteristic diagram showing the spectrum of the Harris window. Figure 4 is a block diagram showing the configuration of the delta-sigma modulation circuit.
Fig. 5 is a block diagram showing the configuration of a conventional decimation circuit, Fig. 6 is a waveform diagram showing the waveforms of each part of the conventional decimation circuit, and Fig. 7 shows the spectrum of a triangular waveform window used in the conventional decimation circuit. The characteristic diagram, FIG. 8, is a diagram showing a Hamming window, a Brachman window, and a Brachman-Harris window suitable for application to this invention. 10...Brackman-Harris window generation section (window function generation section).

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 出力リニアPCM信号の発生周期と同一周期
を有する窓関数を窓関数発生部によつて発生
し、この窓関数とデルタシグマ変調された入力
リニアPCM信号とを乗じて累算することによ
り、前記入力リニアPCM信号を前記出力リニ
アPCM信号に変換するデシメイシヨン回路に
おいて、 前記窓関数発生部として副極の減衰量が三角
窓よりも大きい窓関数を発生するものを用いた
ことを特徴とするデシメイシヨン回路。 (2) 前記窓関数発生部はブラツクマンハリス窓を
発生するものであることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載のデシメイシヨン回路。 (3) 前記窓関数発生部はハミング窓を発生するも
のであることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載のデシメイシヨン回路。 (4) 前記窓関数発生部はブラツクマン窓を発生す
るものであることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のデシメイシヨン回路。
[Claims for Utility Model Registration] (1) A window function generating section generates a window function having the same period as the generation period of the output linear PCM signal, and this window function and the delta-sigma modulated input linear PCM signal are In the decimation circuit that converts the input linear PCM signal to the output linear PCM signal by multiplying and accumulating, the window function generating section generates a window function in which the amount of attenuation of the sub-pole is larger than that of the triangular window. A decimation circuit characterized by using. (2) The decimation circuit according to claim 1, wherein the window function generating section generates a Brackman-Harris window. (3) Claim 1, wherein the window function generating section generates a Hamming window.
The decimation circuit described in section. (4) The decimation circuit according to claim 1, wherein the window function generating section generates a Brachman window.
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