JPH07105729B2 - 二重積分型ノイズシェーパ - Google Patents

二重積分型ノイズシェーパ

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JPH07105729B2
JPH07105729B2 JP63104551A JP10455188A JPH07105729B2 JP H07105729 B2 JPH07105729 B2 JP H07105729B2 JP 63104551 A JP63104551 A JP 63104551A JP 10455188 A JP10455188 A JP 10455188A JP H07105729 B2 JPH07105729 B2 JP H07105729B2
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哲彦 金秋
康三 塗矢
泰範 谷
哲哉 中村
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特に長時間ゼロ入力が与えられた際に、ノイ
ズシェーパをリセットする二重積分型ノイズシェーパに
関する。
従来の技術 近年ノイズシェーパを用いたAD/DA変換器がよく用いら
れている(例えば、「アイイーイーイー トランザクシ
ョンズ オン コミュニケーションズ」(IEEE Transac
tions on Communications Vol.COM−33,No.3 pp249−25
8,March 1985))。
第2図に上述したような従来例を示し、その説明を行
う。
第2図において、1,2,3は加算器で、加算器1は2入力
の加算を行い、加算器2,3は正側の入力から負側の入力
の減算を行う。ここで、加算器1に与えられる入力は16
ビットのディジタル信号であるものとする。4は局部量
子化器で、第1表に示すとおりの入力データの量子化を
行う。
105,106は遅延回路であり、通常Dフリップフロップ等
のレジスタが用いられる。7はシフタであり、入力信号
の1ビット左シフト、即ち入力信号を2倍して出力す
る。
ここで局部量子化器4は、その入力X′に対して量子化
雑音Vqを加算して出力するものであるから、局部量子化
器4の出力Yは、 Y=X′+Vq ……(1) となる。加算器3で、(X′−Y)の演算を行い、局部
量子化器4によって発生する量子化誤差を求める。
(1)式より加算器3の出力は−Vqとなり、遅延回路10
5,106により順次遅延されていく。遅延回路105の出力は
−Vq・z-1、遅延回路106の出力は−Vq・z-2であるか
ら、加算器2およびシフタ7によって遅延回路105,106
の出力が荷重加算され、加算器2の出力は(Vq・z-2−
2・Vq・z-1)となり、加算器1により入力Xと加算さ
れる。故に入力Xと出力Yとの関係は、 Y=X+(1−z-1)2・Vq ……(2) となる。つまり、二重積分型ノイズシェーパを用いれ
ば、12dB/octの特性で低域ほど量子化雑音が低減される
という効果が得られる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、長時間にわたるゼ
ロデータ(以下インフィニティゼロと称す)が入力に与
えられた場合においても、必ず遅延回路105,106にゼロ
以外のデータが残っているため、遅延回路105,106の値
は刻々変化し、通常発振現象をおこし、回路が動作する
ことに伴うアナログ的なノイズが発生する。逆に、初期
状態(遅延回路をリセットし、解除した状態)ではゼロ
以外の入力が与えられるまで動作は停止しているため上
記のようなノイズは発生せず、回路が動作する前と後で
SN比が異なり、しかも動作後の方がSN比が悪くなる。ま
た、インフィニティゼロ入力時に強制的に遅延回路をリ
セットすると通常ショックノイズが発生するという問題
点があった。
本発明は上記の問題点に鑑み、インフィニティゼロ入力
時にはショックノイズ等を発生することなく動作が静か
に停止し、アナログ的なノイズが発生しない二重積分型
ノイズシェーバを提供するものである。
課題を解決するための手段 上記問題点を解決するため本発明による二重積分型ノイ
ズシェーバは、入力信号が一定期間ゼロであることを検
出するゼロ検出器と、前記入力信号または所定値を出力
するデータ変更手段と、入力データの量子化を行い、初
段、次段より成る遅延回路により前記量子化による量子
化誤差の2段遅延を行い、前記遅延回路の初段、次段の
出力の荷重加算を行い、前記荷重加算結果と前記データ
変更手段の出力との和を前記入力データとする二重積分
型量子化器と、前記遅延回路の初段、次段の出力の比較
を行う比較手段と、前記ゼロ検出器の出力と前記比較手
段の出力に基づき、前記遅延回路のリセットを行う初期
化手段とを備え、前記データ変更手段が前記ゼロ検出器
の出力と前記比較手段の出力に基づき、前記入力信号ま
たは所定値を出力するようにしたものである。
作用 本発明は上記のようにインフィニティゼロ入力を検出
し、インフィニティゼロ入力時には二重積分型ノイズシ
ェーパに特定のデータを入力し、初段と次段の遅延回路
の値が一致したときに各々の遅延回路をリセットするよ
うにしたため、リセット時にノイズが発生せず、静かに
二重積分型ノイズシェーパの動作を停止させることがで
きるものである。
実施例 以下図面に基づき本発明の実施例について説明を行う。
第1図は本発明の一実施例による二重積分型ノイズシェ
ーパのブロック図である。なお、第1図において、先に
述べた第2図と同一機能を有するものについては同一の
符号を付し、細かな説明は省略する。5,6は遅延回路
で、端子Rに“1"のパルスが加わるとデータがリセット
されるものである。8は一致検出器であり、遅延回路5,
6の出力の比較を行う比較手段である。ここでは端子A,B
に与えられているデータが一致すると端子Yより“1"を
出力するものである。9はゼロ検出器で、一定期間ゼロ
が入力される(即ちインフィニティゼロが入力される)
と“1"を出力し、ゼロ以外のデータが入力されると直ち
に出力は“0"になる。10はデータセット回路で、端子C
に与えられる制御信号が“0"の時は端子Xに与えられる
データを端子Yから出力し、端子Cに与えられる制御信
号が“1"の時は所定値−1を端子Yから出力する。すな
わち、データセット回路10は端子Cの制御信号に応じて
入力信号または所定値(−1)を出力するデータ変更手
段である。11〜13はANDゲートである。加算器1,2,3、局
部量子化器4、遅延回路105,106、及びシフタ7によっ
て二重積分型量子化器が構成されている。
次に第1図の動作について説明する。
入力がインフィニティゼロでない時は、ゼロ検出器9が
“0"を出力するので、ANDゲート11,12の出力は“0"であ
り、従来例にて述べた二重積分型ノイズシェーパと同様
に動作する。
ここで、入力がインフィニティゼロに変化した場合につ
いて考えると、一定期間入力がゼロになるとゼロ検出器
9が“1"を出力する。この時、遅延回路5と遅延回路6
の値は通常異なっているので、一致検出器8は“0"を出
力する。故にANDゲート11は“1"を、ANDゲート12は“0"
を出力する。ANDゲート11の出力によりデータセット回
路10は−1を出力し、加算器1に入力する。ここで、遅
延回路5のデータをXnとすると、遅延回路6のデータは
Xn-1となる。Xnの値がどの様に変化するかを考えると、
いま入力が−1であるから、加算器1の出力Sは、 S=−1+2・Xn−Xn-1 ……(3) 局部量子化器4の出力をQnとすると、加算器3の出力、
即ちXn+1は、 Xn+1=S−Qn =2・Xn−Xn-1−1−Qn ……(4) (4)式を書き換えると、(5)式のとおりになる。
Xn+1−Xn=Xn−Xn-1−1−Qn ……(5) ここで、 Yn=Xn−Xn-1 ……(6) を置くと、(5)式は(7)式のとおりになる。
Yn+1=Yn−1−Qn ……(7) 入力に直流値の1を与えられた場合の二重積分型ノイズ
シェーパの出力値は、必ずその平均値が1となるように
変化するので、Qn=+32,768となる回数と、Qn=−32,7
68となる回数はほぼ等しいと考えられる。Ynは遅延回路
5と遅延回路6の差を意味するので、(7)式は、その
差は1ずつ小さくなっていくことを示している。即ち、
Ynが正であれば、必ずYn=0となり、遅延回路5と遅延
回路6の値が等しくなることを示している。また、Ynが
負の時は差が徐々に増大するが、差が一定以上大きくな
ると局部量子化器4と加算器3により遅延回路105,106
の大小関係が逆転し、Ynは正の値となる。
この時、一致検出器8は“1"を出力するので、データセ
ット回路10の端子Cは“0"になり、データセット回路10
の出力は入力される値、即ちゼロになる。これらの動作
は換言すれば、インフィニティゼロが二重積分型ノイズ
シェーパに入力された時に、微少なDC成分を変化させた
場合と等価になる。通常微少なDC成分が変化しても、こ
の変化によって生じる音は可聴帯域において充分に低い
レベルであるので、このことによるノイズの発生は無視
できる程度に小さく、リセットに伴うショックノイズは
発生しない。また加算器1の出力Sは、Xn=Xn-1である
から、S=Xnとなる。この時、加算器3の出力Xn+1は、 Xn+1=Xn−Qn ……(8) 仮にこの時、−16,385<Xn<+16,384であったとすると
Qn=0となり、Xnは一定の値を保持することになるとと
もにQ≡Oとなる。つまり、二重積分型ノイズシェーパ
は、与えられていた微少なDC成分が無くなった時点で0
を出力し続けることになる。
一方、遅延回路5上と遅延回路6の値が等しくなったと
きにANDゲート12の出力が“1"になって遅延回路5,6がリ
セットされOになる。この時、局部量子化器4の出力は
元々Oであるので、リセットに伴うショックノイズ等は
発生しないことは明かである。
逆にXn>+16,384で且つXnXn-1の時を想定すると、
(3)式よりXnSであるか、通常S>+16,384とな
り、局部量子化器4の出力Qn=32,768となってXn+1<O
となり、更にXn+1>−16,384となる。つまり、Xn>+1
6,384で且つXnXn-1となる状態は長くは続かないこと
を意味する。Xn<−16,384で且つXnXn-1の場合も同様
である。つまり、XnXn-1となる場合は必ずその値は±
16,384以内にある。
以上より、一致検出器8により遅延回路5,6がリセット
される時は必ず局部量子化器4はOを出力していること
になり、リセットに伴うショックノイズ等の不要な信号
は発生しない。
なお、本実施例においては、局部量子化器4として第1
表に示したような3レベルの量子化器を用いたがこれに
限ったものではなく、更に細かい量子化を行うものであ
っても良いことは言うまでもない。また、本実施例にお
けるデータセット回路10では、制御信号により−1を出
力するようにしているが、無論+1を出力するようにし
ても良いものである。要は微少なDC成分を出力するよう
なものであれば良い。
発明の効果 以上のべたように本発明は、入力信号が一定期間ゼロで
あることを検出するゼロ検出器と、入力データの量子化
を行い、初段,次段より成る遅延回路により量子化によ
る量子化誤差の2段遅延を行い、遅延回路の初段,次段
の出力の荷重加算を行い、荷重加算結果と入力信号との
和を入力データとする二重積分型量子化器と、初段,次
段の出力の一致検出を行う一致検出器と、ゼロ検出器と
一致検出器の出力に基づき、遅延回路のリセットを行う
初期化手段と、ゼロ検出器と一致検出器の出力に基づき
入力信号の変更を行う変更手段とを有するようにしたこ
とにより、リセット時にノイズが発生せず、静かに二重
積分型ノイズシェーパの動作を停止させることが出来、
動作前と動作後におけるSN比が変化せず、また、インフ
ィニティゼロ入力時のSN比が向上するという優れた効果
を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による二重積分型ノイズシェーパの実施
例を示すブロック図、第2図は従来における二重積分型
ノイズシェーパを示すブロック図である。 1,2,3……加算器、4……局部量子化器、5,6……遅延回
路、7……シフタ、8……一致検出器、9……ゼロ検出
器、10……データセット回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 哲哉 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−254023(JP,A) 特開 平1−212123(JP,A) 特開 昭50−130308(JP,A) 特開 平1−274509(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力信号が一定期間ゼロであることを検出
    するゼロ検出器と、 前記入力信号または所定値を出力するデータ変更手段
    と、 入力データの量子化を行い、初段、次段より成る遅延回
    路により前記量子化による量子化誤差の2段遅延を行
    い、前記遅延回路の初段、次段の出力の荷重加算を行
    い、前記荷重加算結果と前記データ変更手段の出力との
    和を前記入力データとする二重積分型量子化器と、 前記遅延回路の初段、次段の出力の比較を行う比較手段
    と、 前記ゼロ検出器の出力と前記比較手段の出力に基づき、
    前記遅延回路のリセットを行う初期化手段とを備え、 前記データ変更手段が前記ゼロ検出器の出力と前記比較
    手段の出力に基づき、前記入力信号または所定値を出力
    することを特徴とする二重積分型ノイズシェーパ。
JP63104551A 1988-04-27 1988-04-27 二重積分型ノイズシェーパ Expired - Lifetime JPH07105729B2 (ja)

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