JPH0567976A - Da変換装置 - Google Patents

Da変換装置

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JPH0567976A
JPH0567976A JP28079191A JP28079191A JPH0567976A JP H0567976 A JPH0567976 A JP H0567976A JP 28079191 A JP28079191 A JP 28079191A JP 28079191 A JP28079191 A JP 28079191A JP H0567976 A JPH0567976 A JP H0567976A
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JP
Japan
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signal
output
digital
circuit
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JP28079191A
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English (en)
Inventor
Takayuki Kadaka
孝之 香高
Mitsuhiro Motome
光弘 本目
Masazo Hirano
雅三 平野
Juro Hoshi
十郎 星
Tatsuya Kishii
達也 岸井
Kuniaki Morita
久仁昭 森田
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 オーバーサンプリング技術及びノイズシェー
ピング技術を利用したDA変換装置において、S/N比
の向上を図り、オーバーサンプリング比を低減可能とす
る。 【構成】 レベル検知回路22によりディジタル入力値
が所定レベル以下であることを検知すると共にレベル検
知回路22の検知出力に応じてシフト制御回路26及び
シフト回路20によりディジタル入力値を所定量だけ増
大させる。また、ローパスフィルタ18から取出される
アナログ出力をレベル検知回路22の検知出力に応じて
減衰制御回路32及び減衰器30により上記所定量に対
応して減衰させる。減衰制御は、ノイズシェーパ12の
出力側でディジタル信号について行なうこともできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、オーバーサンプリン
グ技術及びノイズシェーピング(デルタシグマ変調)技
術を利用したDA変換装置に関し、特にディジタル入力
値が所定レベル以下であることを検知してディジタル入
力値を所定量だけ増大させると共にアナログ出力を該所
定量に対応して減少させることによりS/N比の向上を
図り、オーバーサンプリング比の低減を可能としたもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、オーバーサンプリング技術及びノ
イズシェーピング技術を利用したDA変換装置として
は、図4に例示したものが提案されている。
【0003】図4において、10はマルチビットのディ
ジタル入力DIをオーバーサンプリングするディジタル
フィルタ、12はディジタルフィルタ10からのマルチ
ビットのディジタル信号Aをデルタシグマ変調(微積分
処理)することによりビット数の低下したディジタル信
号Bを送出するノイズシェーパ(デルタシグマ変調
器)、14はノイズシェーパ12からのディジタル信号
Bを構成するパルスを整形用クロック信号に応じて波形
整形する波形整形回路、16は周波数fs を有するシス
テムクロック信号φs を発生するクロック発生器、18
は回路14からのパルス出力Cをろ波して入力DIに対
応したアナログ出力AOに変換するローパスフィルタ
(LPF)である。
【0004】一点鎖線ICで取囲んだ回路部は、モノリ
シック又はハイブリッド形式の集積回路として構成さ
れ、1パッケージ内に配置されるもので、16Aはクロ
ック発生器16に対して外付けされる水晶振動子であ
る。場合によっては、ディジタルフィルタ10及びその
関連部分(破線で囲んだ部分)も含めて集積回路化が行
なわれる。
【0005】ディジタル入力DIは、一例として各サン
プル毎に16ビット(1ワード)のデータを含む波形デ
ータであり、データ送付周波数は44.1KHzであ
る。また、システムクロック信号φs の周波数は、1
6.9MHzであり、ディジタルフィルタ10からノイ
ズシェーパ12へのデータ送付周波数は、通常fs /2
(例えば8.45MHz)である。
【0006】ノイズシェーパ12は、オーバーサンプリ
ングDA変換においてオーバーサンプリング周波数を下
げるために設けられたものである。ノイズシェーパ12
として1次又は2次のノイズシェーパを用いた場合に
は、ノイズシェーパ出力Bとしてパルス密度変調(ビッ
トストリーム)出力が得られ、3次以上のノイズシェー
パを用いた場合には出力Bとしてパルス幅変調出力が得
られる。
【0007】ノイズシェーパ12では、ディジタル信号
がビット数を下げた表現に変換されるが、このような変
換によって生ずる誤差は、高い周波数領域ほど大きくな
る。すなわち、図5は、ノイズシェーパ12の理想出力
のパワースペクトラムを示すもので、ノイズシェーピン
グによるノイズパワーは、fs /2の近傍の高周波領域
で最大である。また、低周波領域の単色の鋭いパワー成
分Pa は、入力ディジタル信号成分にサイン波となるも
のを与えた場合に得られるものであり、パワー成分Pb
は、システムクロック信号φs によるものである。
【0008】ノイズシェーパ出力Bには、ディジタル処
理を受けた際のゆらぎにより理想状態に諸々のノイズが
加わっているので、出力Bを直接LPF18でアナログ
出力に変換するとノイズ成分により誤差が生ずる。そこ
で、ノイズシェーパ出力Bを波形整形回路14でシステ
ムクロック信号φs に基づいて波形整形してからLPF
18に供給することによりノイズ成分による誤差を軽減
している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記したDA変換装置
において、ディジタルフィルタ10の入力及びノイズシ
ェーパの出力の周波数をそれぞれfi 及びfo とする
と、fo /fi はオーバーサンプリング比と称され、オ
ーバーサンプリング比が大きいほどS/N比が大きい。
一例として、量子化ビット数を2とし且つノイズシェー
パの次数K=1〜4とした場合についてオーバーサンプ
リング比とS/N比との関係は図6に示すようになり、
良好なS/N比を得るにはオーバーサンプリング比を大
きくすればよい。
【0010】例えばK=2として120dBのS/N比
を得るためには、図6からオーバーサンプリング比を4
00程度にする必要がある。元のサンプリングが50K
Hzで行なわれていると、ノイズシェーピングは400
×50KHz=20MHzとなり、ノイズシェーピング
のシステムクロック周波数fs は20MHzとなる。
【0011】このように高い周波数でシステムを動作さ
せるためには、10,12,14,16等の回路として
高速動作可能なものを用意したり、不要輻射による電波
障害を防止すべくシールド対策を施したりする必要があ
り、構成の複雑化及びコスト増大を免れなかった。
【0012】この発明の目的は、上記したようなオーバ
ーサンプリング型のDA変換装置において、オーバーサ
ンプリング比を低下させても高いS/N比が得られるよ
うにすることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記したよ
うなオーバーサンプリング型DA変換装置において、デ
ィジタルフィルタ又はノイズシェーパへのディジタル入
力の値が所定レベル以下であることを検知して検知出力
を発生するレベル検知手段と、このレベル検知手段から
の検知出力に応じて前記ディジタル入力の値を所定量だ
け増大させる入力増大手段と、前記ノイズシェーパから
前記変換手段に至る信号路及び前記変換手段の出力信号
路のうち少なくとも一方の信号路に接続された信号制御
手段であって、前記レベル検知手段からの検知出力に応
じて前記アナログ出力を前記所定量に対応して減少させ
るべく前記少なくとも一方の信号路の信号を制御するも
のとを設けたことを特徴とするものである。
【0014】
【作用】この発明の構成によれば、所定レベル以下の低
レベルのディジタル入力については、入力値が所定量だ
け増大された形でノイズシェーピングが行なわれるた
め、S/N比が改善される。そして、低レベルのディジ
タル入力に対応するアナログ出力については、所定量に
対応して信号及びノイズのレベルが低減されるため、増
大前の入力値に対応した真のアナログ値が得られると共
に、改善されたS/N比がそのまま維持される。
【0015】このように、オーバーサンプリング比とは
独立にS/N比を向上させることができるので、従来よ
り低いオーバーサンプリング比で従来より高いS/N比
を得ることができる。
【0016】
【実施例】図1は、この発明の一実施例によるオーバー
サンプリング型DA変換装置の回路構成を示すもので、
図4と同様の部分には同様の符号を付して詳細な説明を
省略する。
【0017】図1の回路において、ディジタルフィルタ
10の出力側には、ディジタル信号Aを1サンプル毎に
レフ卜方向にビットシフト可能なシフト回路20が設け
られ、この回路20の出力SAはノイズシェーパ12に
供給される。レベル検知回路22は、システムクロック
信号φs を分周するなどしてタイミング回路24から発
生されるタイミング信号Tm に応じてディジタル信号A
の1サンプル毎に値が所定レベル以下であるか判定する
もので、判定結果が否定的であれば検知出力Pとして
“0”の信号を発生し、肯定的であれば“1”の信号を
発生する。判定に用いられる所定レベルは、ノイズレベ
ルを考慮して予め定められている。
【0018】シフト制御回路26は、レベル検知回路2
2からの検知出力Pに応じてシフト量指定信号Qをシフ
ト回路20に供給するもので、検知出力Pが“0”のと
きは信号Qによりシフト量としてゼロを指定し、Pが
“1”のときは所定ビット数を指定する。シフト量とし
てゼロが指定されると、シフト回路20は、信号Aをシ
フトなしで出力SAとして送出する。また、シフト量と
して例えば2ビットが指定されると、シフト回路20
は、信号Aの1サンプルを2ビットだけレフトシフトす
ることにより信号Aの4倍の値を有する出力SAを送出
する。このように所定レベル以下の低レベルのディジタ
ル信号について値を増大してノイズシェーパ12の入力
とすることによりS/N比を改善することができる。
【0019】一方、LPF18の出力側には、バッファ
回路28を介してLPF18からアナログ信号ASを受
取る減衰器30が設けられ、この減衰器30の減衰量は
レベル検知回路22の検知出力Pに応じて減衰制御回路
32により制御されるようになっている。
【0020】減衰器30は、一例としてR−2R型抵抗
ラダー網と、この抵抗ラダー網にて抵抗Rの直列路に図
示のように接続された制御スイッチS0 ,S1 ,S2 …
Snとをそなえたもので、任意の制御スイッチSi (i
=0〜nのいずれか)がオンしたときの出力AOは入力
をASとすればAO=AS/2i で表わされる。
【0021】減衰制御回路32は、検知出力Pに応じて
スイッチ制御信号Sを発生するもので、Pが“0”のと
きはスイッチS0 をオンすべく信号Sを発生し、Pが
“1”のときは前述のシフト量を補償すべく予め定めら
れた特定のスイッチをオンするように信号Sを発生す
る。前述例のようにシフト量を2ビット(倍率を4倍)
としたときは、P=“1”に応じてスイッチS2 をオン
すべく信号Sが発生され、この結果としてアナログ信号
AS及びこれに伴うノイズのレベルは1/4倍される。
従って、シフト回路20で4倍される前の入力値に対応
したアナログ値が得られると共に、シフト回路20で改
善されたS/N比は信号及びノイズが共に1/4倍され
ることでそのまま維持される。
【0022】図2は、この発明の他の実施例によるオー
バーサンプリング型DA変換装置を示すもので、図1と
同様の部分には同様の符号を付して詳細な説明を省略す
る。
【0023】図2の実施例の特徴は、減衰制御をディジ
タル段階で行なうようにしたことである。すなわち、ノ
イズシェーパ12のパルス出力Bをパルス幅可変式減衰
器34に入力し、ここで減衰制御回路32からの減衰制
御信号DSに応じてシフト量に対応して図3に例示する
ようにパルス幅を減少制御する。例えば、シフト量がゼ
ロの場合は図3のK1 に示すように幅Wのパルス出力を
送出し、シフト量が1ビットの場合は図3のK2 に示す
ように幅W/2のパルス出力を送出し、シフト量が2ビ
ットの場合は図3のK3 に示すように幅W/4のパルス
出力を送出する。このようにシフト回路20でのシフト
量に対応して減衰器34でパルス幅を減少制御すると、
減衰器34からのK1 〜K3 のようなパルス出力KをL
PF18に通して得られるアナログ出力AOは、K1 〜
K3 のようなパルス幅の減少に対応してレベルが低下す
ることになる。
【0024】この発明は、上記実施例にのみ限定される
ものではなく、種々の改変形態で実施可能なものであ
る。例えば、次のような変更が可能である。
【0025】(1)シフト回路20及びシフト制御回路
26を含む回路部は、ディジタル信号Aに対して所定の
係数を乗算して出力SAとして送出するディジタル演算
回路に変更してもよい。
【0026】(2)バッファ回路28、減衰器30及び
減衰制御回路32を含む回路部は、アナログ信号ASに
対して所定の係数を乗算して出力AOとして送出するア
ナログ演算回路に変更してもよい。
【0027】(3)レベル検知回路22では、所定レベ
ル以下の入力値範囲を複数の範囲に分割し、各分割範囲
毎にシフト量及び減衰量を制御するようにしてもよい。
すなわち、レベル検知出力Pとシフト制御回路出力Qと
減衰制御回路出力Sとがいずれも3以上の複数の値をと
るようにしてもよい。
【0028】(4)シフト回路20は、ディジタルフィ
ルタ10の前段に設け、レベル検知をシフト回路20の
入力側で行なうようにしてもよい。
【0029】(5)バッファ回路28及び減衰器30を
含む回路部は、波形整形回路14とLPF18との間に
設けてもよい。
【0030】(6)前記説明では、ディジタル入力レベ
ルの1サンプル値(瞬時値)に関する説明となったが、
この説明は複数のディジタル入力からなる波形の入力レ
ベル、例えばサイン波の入力レベルに拡張できる。すな
わち、サイン波の入力レベルがある値より小さいとき、
その波形を構成するディジタル入力をシフト拡大し、ア
ナログ減衰器で減衰させるようにしてもよい。
【0031】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ディ
ジタルフィルタ又はノイズシェーパへのディジタル入力
値が所定レベル以下であることを検知してディジタル入
力値を所定量だけ増大させると共にアナログ出力を該所
定量に対応して減少させることによりS/N比の向上を
図ったので、オーバーサンプリング比を低下させること
ができ、構成簡単で低コストのオーバーサンプリング型
DA変換装置を実現可能となる効果が得られるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例によるDA変換装置を示
すブロック図である。
【図2】 他の実施例によるDA変換装置を示すブロッ
ク図である。
【図3】 図2の装置の動作を説明するための信号波形
図である。
【図4】 従来のDA変換装置の一例を示すブロック図
である。
【図5】 ノイズシェーパ出力のパワースペクトラムを
示すグラフである。
【図6】 S/N比のオーバーサンプリング比依存性を
示すグラフである。
【符号の説明】
10…ディジタルフィルタ、12…ノイズシェーパ、1
4…波形整形回路、16…クロック発生器、18…ロー
パスフィルタ、20…シフト回路、22…レベル検知回
路、24…タイミング回路、26…シフト制御回路、2
8…バッファ回路、30…減衰器、32…減衰制御回
路、34…パルス幅可変型減衰器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星 十郎 静岡県浜松市中沢町10番1号ヤマハ株式会 社内 (72)発明者 岸井 達也 静岡県浜松市中沢町10番1号ヤマハ株式会 社内 (72)発明者 森田 久仁昭 静岡県浜松市中沢町10番1号ヤマハ株式会 社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)オーバーサンプリングされたマルチ
    ビットのディジタル入力をデルタシグマ変調することに
    よりビット数の低下したディジタル信号を送出するノイ
    ズシェーパと、 (b)このノイズシェーパからのディジタル信号を前記
    ディジタル入力に対応したアナログ出力に変換する変換
    手段とをそなえたDA変換装置において、 (c)前記ディジタル入力の値が所定レベル以下である
    ことを検知して検知出力を発生するレベル検知手段と、 (d)このレベル検知手段からの検知出力に応じて前記
    ディジタル入力の値を所定量だけ増大させる入力増大手
    段と、 (e)前記ノイズシェーパから前記変換手段に至る信号
    路及び前記変換手段の出力信号路のうち少なくとも一方
    の信号路に接続された信号制御手段であって、前記レベ
    ル検知手段からの検知出力に応じて前記アナログ出力を
    前記所定量に対応して減少させるべく前記少なくとも一
    方の信号路の信号を制御するものとを設けたことを特徴
    とするDA変換装置。
  2. 【請求項2】(a)マルチビットのディジタル入力をオ
    ーバーサンプリングして送出するディジタルフィルタ
    と、 (b)このディジタルフィルタからのディジタル信号を
    デルタシグマ変調することによりビット数の低下したデ
    ィジタル信号を送出するノイズシェーパと、 (c)このノイズシェーパからのディジタル信号を前記
    ディジタル入力に対応したアナログ出力に変換する変換
    手段とをそなえたDA変換装置において、 (d)前記ディジタル入力の値が所定レベル以下である
    ことを検知して検知出力を発生するレベル検知手段と、 (e)このレベル検知手段からの検知出力に応じて前記
    ディジタル入力の値を所定量だけ増大させる入力増大手
    段と、 (f)前記ノイズシェーパから前記変換手段に至る信号
    路及び前記変換手段の出力信号路のうち少なくとも一方
    の信号路に接続された信号制御手段であって、前記レベ
    ル検知手段からの検知出力に応じて前記アナログ出力を
    前記所定量に対応して減少させるべく前記少なくとも一
    方の信号路の信号を制御するものとを設けたことを特徴
    とするDA変換装置。
JP28079191A 1990-10-03 1991-10-01 Da変換装置 Pending JPH0567976A (ja)

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JP2-265869 1990-10-03
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004040770A1 (ja) * 2002-10-29 2004-05-13 Sharp Kabushiki Kaisha デジタル信号処理装置及び音声信号再生装置
US10056915B2 (en) 2015-07-16 2018-08-21 Semiconductor Components Industries, Llc Digital-to-analog converter

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004040770A1 (ja) * 2002-10-29 2004-05-13 Sharp Kabushiki Kaisha デジタル信号処理装置及び音声信号再生装置
US7038606B2 (en) 2002-10-29 2006-05-02 Sharp Kabushiki Kaisha Digital signal processing device and audio signal reproduction device
US10056915B2 (en) 2015-07-16 2018-08-21 Semiconductor Components Industries, Llc Digital-to-analog converter

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