JPH09232958A - Daコンバータ - Google Patents
DaコンバータInfo
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- JPH09232958A JPH09232958A JP3950996A JP3950996A JPH09232958A JP H09232958 A JPH09232958 A JP H09232958A JP 3950996 A JP3950996 A JP 3950996A JP 3950996 A JP3950996 A JP 3950996A JP H09232958 A JPH09232958 A JP H09232958A
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 9
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 5
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 4
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 PWM信号発生部とローパスフィルタ間にお
ける電力消費をなくし、再生音質に悪影響を及ぼすこと
がないDAコンバータを提供する。 【解決手段】 デジタルデータをパルス幅の異なるPW
M信号に変換し、該PWM信号をローパスフィルタ12
に入力してアナログ信号を出力するDAコンバータにお
いて、PWM信号発生部23の出力部とローパスフィル
タ12間にFET構成のインピーダンス変換器13を設
け、PWM信号をインピーダンス変換器を介してローパ
スフィルタに入力する。FET構成のインピーダンス変
換器は、入力インピーダンスが非常に大きいためPWM
信号発生部とローパスフィルタ間における電力消費をな
くせ、しかも、出力インピーダンスが低いためローパス
フィルタへの電流供給能力を上げることができ、安定し
た信号の伝送が可能となり、再生音質に悪影響を及ぼす
ことがない。
ける電力消費をなくし、再生音質に悪影響を及ぼすこと
がないDAコンバータを提供する。 【解決手段】 デジタルデータをパルス幅の異なるPW
M信号に変換し、該PWM信号をローパスフィルタ12
に入力してアナログ信号を出力するDAコンバータにお
いて、PWM信号発生部23の出力部とローパスフィル
タ12間にFET構成のインピーダンス変換器13を設
け、PWM信号をインピーダンス変換器を介してローパ
スフィルタに入力する。FET構成のインピーダンス変
換器は、入力インピーダンスが非常に大きいためPWM
信号発生部とローパスフィルタ間における電力消費をな
くせ、しかも、出力インピーダンスが低いためローパス
フィルタへの電流供給能力を上げることができ、安定し
た信号の伝送が可能となり、再生音質に悪影響を及ぼす
ことがない。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はDAコンバータに係
わり、特に、デジタルデータをパルス幅の異なるPWM
信号に変換し、該PWM信号をローパスフィルタに入力
してアナログ信号を出力するDAコンバータに関する。
わり、特に、デジタルデータをパルス幅の異なるPWM
信号に変換し、該PWM信号をローパスフィルタに入力
してアナログ信号を出力するDAコンバータに関する。
【0002】
【従来の技術】現在最も多く使用されている△Σ(デル
タ−シグマ)方式のいわゆる1ビットDAコンバータ
は、デジタルデータをノイズシェイピング回路(△Σ変
調器)に入力する前にオーバーサンプリングフィルタに
より標本化周波数を上げる。ついで、1ビットの量子化
器を備えた△Σ変調器はオーバーサンプリングフィルタ
から出力されるデジタルデータに対してノイズシェイピ
ング処理を施して可聴帯域における量子化雑音スペクト
ラムを減小してPWM方式DAコンバータに入力する。
PWM方式DAコンバータは入信号に基づいてデジタル
データに応じたパルス幅を有するPWM信号を発生し、
該PWM信号をローパスフィルタに入力し、ローパスフ
ィルタよりデジタルデータに応じたアナログ信号を出力
する。
タ−シグマ)方式のいわゆる1ビットDAコンバータ
は、デジタルデータをノイズシェイピング回路(△Σ変
調器)に入力する前にオーバーサンプリングフィルタに
より標本化周波数を上げる。ついで、1ビットの量子化
器を備えた△Σ変調器はオーバーサンプリングフィルタ
から出力されるデジタルデータに対してノイズシェイピ
ング処理を施して可聴帯域における量子化雑音スペクト
ラムを減小してPWM方式DAコンバータに入力する。
PWM方式DAコンバータは入信号に基づいてデジタル
データに応じたパルス幅を有するPWM信号を発生し、
該PWM信号をローパスフィルタに入力し、ローパスフ
ィルタよりデジタルデータに応じたアナログ信号を出力
する。
【0003】図3はΔΣ方式DAコンバータの原理ブロ
ック図であり、1は入力信号によって1または0を出力
する1ビット分解能のDAコンバータであり、たとえば
図4に示すようにデジタル入力が0.5以上の時1を出
力し、0.5より小さい場合には0を出力するもの、2
は1サンプリング周期入力信号を遅延する遅延部、3は
デジタル入力と遅延部出力を加算する第1の演算部、4
はDAコンバータ出力と第1の演算部の出力差を演算す
る第2の演算部である、デジタル入力として0.25の
直流分が入力されたとすると、ポイントA,B,Cにお
けるデジタル値及びアナログ出力はサンプリング周期毎
に図5に示すように変化し、4サンプリング周期毎に同
一のパターンを繰り返す。アナログ出力に着目すると4
サンプリング周期に1回だけ1を出力するから、該アナ
ログ出力をローパスフィルタに通すことにより0.25
の直流分を出力することができる。同様に、任意のデジ
タル値入力に対しても該デジタル値に応じたアナログ信
号を出力できる。
ック図であり、1は入力信号によって1または0を出力
する1ビット分解能のDAコンバータであり、たとえば
図4に示すようにデジタル入力が0.5以上の時1を出
力し、0.5より小さい場合には0を出力するもの、2
は1サンプリング周期入力信号を遅延する遅延部、3は
デジタル入力と遅延部出力を加算する第1の演算部、4
はDAコンバータ出力と第1の演算部の出力差を演算す
る第2の演算部である、デジタル入力として0.25の
直流分が入力されたとすると、ポイントA,B,Cにお
けるデジタル値及びアナログ出力はサンプリング周期毎
に図5に示すように変化し、4サンプリング周期毎に同
一のパターンを繰り返す。アナログ出力に着目すると4
サンプリング周期に1回だけ1を出力するから、該アナ
ログ出力をローパスフィルタに通すことにより0.25
の直流分を出力することができる。同様に、任意のデジ
タル値入力に対しても該デジタル値に応じたアナログ信
号を出力できる。
【0004】ところで、上記方式では分解能が悪い。そ
こで、現在はサンプリング周波数より速い速度でDAコ
ンバータを動かし、デジタル入力値に応じたパルス幅を
有するアナログ信号をDAコンバータ1より出力して分
解能を向上するようにしている。すなわち、図3におい
て、DAコンバータ1はサンプリング周期Tsの1/N
の周期(=Ts/N)でデジタル入力をDA変換して出
力すると共に、各演算部2,3はTs/Nの周期で演算
を行い、又、遅延部2は第2の演算部4から入力された
数値をTs/N遅延して出力するように動作する。この
ようにすると、DAコンバータ1より、1サンプリング
周期毎にデジタル入力値に応じたパルス幅を有するアナ
ログ信号を出力できる。たとえば、N=4とし、デジタ
ル入力として1.0, 0.75, 0.5, 0.25がそれぞれ入力され
ると、DAコンバータ1から図6に示すように、デジ
タル入力が1.0の場合には、常に1が出力され、0.75
の場合には4回につき3回だけ1が出力され、0.5の
場合には4回につき2回だけ1が出力され、0.25の場
合には4回につき1回だけ1が出力される。すなわち、
デジタル入力値に応じたパルス幅を有するアナログ信号
がDAコンバータ1から出力されることになる。従って、
このDAコンバータ出力をローパスフィルタに通すこと
によりそれぞれ1.0, 0.75,0.5, 0.25のアナログ信号が
得られる。
こで、現在はサンプリング周波数より速い速度でDAコ
ンバータを動かし、デジタル入力値に応じたパルス幅を
有するアナログ信号をDAコンバータ1より出力して分
解能を向上するようにしている。すなわち、図3におい
て、DAコンバータ1はサンプリング周期Tsの1/N
の周期(=Ts/N)でデジタル入力をDA変換して出
力すると共に、各演算部2,3はTs/Nの周期で演算
を行い、又、遅延部2は第2の演算部4から入力された
数値をTs/N遅延して出力するように動作する。この
ようにすると、DAコンバータ1より、1サンプリング
周期毎にデジタル入力値に応じたパルス幅を有するアナ
ログ信号を出力できる。たとえば、N=4とし、デジタ
ル入力として1.0, 0.75, 0.5, 0.25がそれぞれ入力され
ると、DAコンバータ1から図6に示すように、デジ
タル入力が1.0の場合には、常に1が出力され、0.75
の場合には4回につき3回だけ1が出力され、0.5の
場合には4回につき2回だけ1が出力され、0.25の場
合には4回につき1回だけ1が出力される。すなわち、
デジタル入力値に応じたパルス幅を有するアナログ信号
がDAコンバータ1から出力されることになる。従って、
このDAコンバータ出力をローパスフィルタに通すこと
によりそれぞれ1.0, 0.75,0.5, 0.25のアナログ信号が
得られる。
【0005】かかる△Σ方式DAコンバータは、その構
成上IC化を行うことが比較的容易であり、又、PWM
信号をアナログ信号に変換するローパスフィルタもOP
アンプを用いたアクティブフィルタで実現することによ
り集積化が可能であり、非常に集積度の高い集積化が可
能であるという利点を有している。このため、CDプレ
ーヤ等の小型化の流れにも沿う形で広く用いられるよう
になってきている。
成上IC化を行うことが比較的容易であり、又、PWM
信号をアナログ信号に変換するローパスフィルタもOP
アンプを用いたアクティブフィルタで実現することによ
り集積化が可能であり、非常に集積度の高い集積化が可
能であるという利点を有している。このため、CDプレ
ーヤ等の小型化の流れにも沿う形で広く用いられるよう
になってきている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】PWM(Pulse Width
Modulation)信号はローパスフィルタにつながる回路部
が理想的な状態(入力インピーダンスが無限大)で電力
の消費が全くないものと仮定すれば、ローパスフィルタ
(OPアンプを用いたアクティブフィルタ)により完全
なアナログ信号への変換が可能となる。しかし、現実に
はこのような理想的な回路、素子は存在せず、電力の消
費が発生する。このようなときOPアンプを用いたアク
ティブフィルタでは、特に低い周波数において出力につ
ながれた次の回路への電流の供給能力が低下してしまい
再生音質に悪影響を及ぼしてしまうという欠点を有して
いる。以上から本発明の目的は、PWM信号出力部とロ
ーパスフィルタ間における電力消費をなくせ、再生音質
に悪影響を及ぼすことがないDAコンバータを提供する
ことである。
Modulation)信号はローパスフィルタにつながる回路部
が理想的な状態(入力インピーダンスが無限大)で電力
の消費が全くないものと仮定すれば、ローパスフィルタ
(OPアンプを用いたアクティブフィルタ)により完全
なアナログ信号への変換が可能となる。しかし、現実に
はこのような理想的な回路、素子は存在せず、電力の消
費が発生する。このようなときOPアンプを用いたアク
ティブフィルタでは、特に低い周波数において出力につ
ながれた次の回路への電流の供給能力が低下してしまい
再生音質に悪影響を及ぼしてしまうという欠点を有して
いる。以上から本発明の目的は、PWM信号出力部とロ
ーパスフィルタ間における電力消費をなくせ、再生音質
に悪影響を及ぼすことがないDAコンバータを提供する
ことである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、デジタルデータをパルス幅の異なるPWM信号に変
換し、該PWM信号をローパスフィルタに入力してアナ
ログ信号を出力するDAコンバータにおいて、PWM信
号発生部とローパスフィルタ間にFET構成のインピー
ダンス変換器を設け、PWM信号を該インピーダンス変
換器を介してローパスフィルタに入力する。FET構成
のインピーダンス変換器は、入力インピーダンスが無限
大に近いためPWM信号発生部とローパスフィルタ間に
おける電力消費をなくせ、しかも、出力インピーダンス
が低いためローパスフィルタへの電流供給能力を上げる
ことができ、安定した信号の伝送が可能となり、再生音
質に悪影響を及ぼすことがない。
ば、デジタルデータをパルス幅の異なるPWM信号に変
換し、該PWM信号をローパスフィルタに入力してアナ
ログ信号を出力するDAコンバータにおいて、PWM信
号発生部とローパスフィルタ間にFET構成のインピー
ダンス変換器を設け、PWM信号を該インピーダンス変
換器を介してローパスフィルタに入力する。FET構成
のインピーダンス変換器は、入力インピーダンスが無限
大に近いためPWM信号発生部とローパスフィルタ間に
おける電力消費をなくせ、しかも、出力インピーダンス
が低いためローパスフィルタへの電流供給能力を上げる
ことができ、安定した信号の伝送が可能となり、再生音
質に悪影響を及ぼすことがない。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明のDAコンバータの
構成図である。図中、11は入力されたデジタルデータ
をパルス幅の異なるPWM信号に変換して出力するデジ
タル処理部、12はPWM信号を入力されてデジタルデ
ータに応じたアナログ信号を出力するローパスフィルタ
(OPアンプを用いたアクティブフィルタ)、13はP
WM信号を出力するデジタル処理部11とローパスフィ
ルタ12間に設けられたFET構成のインピーダンス変
換器である。図では、Lチャンネル側のみ示しているが
Rチャンネル側にもインピーダンス変換器、ローパスフ
ィルタが設けられている。
構成図である。図中、11は入力されたデジタルデータ
をパルス幅の異なるPWM信号に変換して出力するデジ
タル処理部、12はPWM信号を入力されてデジタルデ
ータに応じたアナログ信号を出力するローパスフィルタ
(OPアンプを用いたアクティブフィルタ)、13はP
WM信号を出力するデジタル処理部11とローパスフィ
ルタ12間に設けられたFET構成のインピーダンス変
換器である。図では、Lチャンネル側のみ示しているが
Rチャンネル側にもインピーダンス変換器、ローパスフ
ィルタが設けられている。
【0009】デジタル処理部11はIC化されており、
補間部(オーバーサンプリング部)21、ノイズシェー
パ演算部22、PWM信号発生部(PWM方式DAコン
バータ)23を有している。補間器21は入力されたデ
ジタルデータ間に直線補間等の補間法によりデジタルデ
ータを挿入して標本化周波数を上げ、ノイズシェーパ演
算部22は、入力デジタルデータに対してノイズシェイ
ピング処理を施して可聴帯域における量子化雑音スペク
トラムを減小する。PWM信号発生部23はノイズシェ
ーパ演算部22から出力される信号よりデジタルデータ
に応じたパルス幅を有するPWM信号を発生して出力す
る。尚、ノイズシェーパ演算部22とPWM信号発生部
23は具体的には図3に示す構成を有している。
補間部(オーバーサンプリング部)21、ノイズシェー
パ演算部22、PWM信号発生部(PWM方式DAコン
バータ)23を有している。補間器21は入力されたデ
ジタルデータ間に直線補間等の補間法によりデジタルデ
ータを挿入して標本化周波数を上げ、ノイズシェーパ演
算部22は、入力デジタルデータに対してノイズシェイ
ピング処理を施して可聴帯域における量子化雑音スペク
トラムを減小する。PWM信号発生部23はノイズシェ
ーパ演算部22から出力される信号よりデジタルデータ
に応じたパルス幅を有するPWM信号を発生して出力す
る。尚、ノイズシェーパ演算部22とPWM信号発生部
23は具体的には図3に示す構成を有している。
【0010】デジタル処理部11から出力されるPWM
信号はインピーダンス変換器13を構成するFET13
aのゲートに抵抗13bを介して入力する。インピーダ
ンス変換器13の入力インピーダンスは非常に大きい
(無限大に近い)。このため、PWM信号発生部23と
ローパスフィルタ12間における電力消費をなくせ、し
かも、インピーダンス変換器13の出力インピーダンス
が低いためローパスフィルタ12への電流供給能力を上
げることができ、安定した信号の伝送が可能となり、再
生音質に悪影響を及ぼすことがない。以上から、デジタ
ル処理部11が次段との整合を考慮することなく、デジ
タルIC設計されていても、インピーダンス変換器13
を設けることにより、電力消費をなくせ、しかも、ロー
パスフィルタ12への電流供給能力を増大して安定した
信号の伝送が可能となる。
信号はインピーダンス変換器13を構成するFET13
aのゲートに抵抗13bを介して入力する。インピーダ
ンス変換器13の入力インピーダンスは非常に大きい
(無限大に近い)。このため、PWM信号発生部23と
ローパスフィルタ12間における電力消費をなくせ、し
かも、インピーダンス変換器13の出力インピーダンス
が低いためローパスフィルタ12への電流供給能力を上
げることができ、安定した信号の伝送が可能となり、再
生音質に悪影響を及ぼすことがない。以上から、デジタ
ル処理部11が次段との整合を考慮することなく、デジ
タルIC設計されていても、インピーダンス変換器13
を設けることにより、電力消費をなくせ、しかも、ロー
パスフィルタ12への電流供給能力を増大して安定した
信号の伝送が可能となる。
【0011】図2は本発明の別の実施例構成図であり、
図1の実施例と異なる点は、インピーダンス変換器13
とローパスフィルタ12の間に、コイルL,コンデンサ
C、ダイオードDで構成されたエネルギー保持回路14
を設けた点である。ローパスフィルタ12へのエネルギ
ー供給能力低下を改善するために第2実施例では更に電
気エネルギーを磁気エネルギーとして蓄える機能を持つ
コイルLを有するエネルギー保持回路を設ける。このコ
イルLに十分な電気エネルギーを供給するために原理的
に非常に大きな(無限大に近い)入力インピーダンスを
持つFET13aのソース端子を接続し、かつ、FET
のゲート端子にPWM信号を入力する。かかる構成によ
り、電流供給能力が改善し、その後、OPアンプ等で実
現されたローパスフィルター12を通すことにより所望
のアナログ信号を出力できる。以上、本発明を実施例に
より説明したが、本発明は請求の範囲に記載した本発明
の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明はこれら
を排除するものではない。
図1の実施例と異なる点は、インピーダンス変換器13
とローパスフィルタ12の間に、コイルL,コンデンサ
C、ダイオードDで構成されたエネルギー保持回路14
を設けた点である。ローパスフィルタ12へのエネルギ
ー供給能力低下を改善するために第2実施例では更に電
気エネルギーを磁気エネルギーとして蓄える機能を持つ
コイルLを有するエネルギー保持回路を設ける。このコ
イルLに十分な電気エネルギーを供給するために原理的
に非常に大きな(無限大に近い)入力インピーダンスを
持つFET13aのソース端子を接続し、かつ、FET
のゲート端子にPWM信号を入力する。かかる構成によ
り、電流供給能力が改善し、その後、OPアンプ等で実
現されたローパスフィルター12を通すことにより所望
のアナログ信号を出力できる。以上、本発明を実施例に
より説明したが、本発明は請求の範囲に記載した本発明
の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明はこれら
を排除するものではない。
【0012】
【発明の効果】以上本発明によれば、デジタルデータを
パルス幅の異なるPWM信号に変換し、該PWM信号を
ローパスフィルタに入力してアナログ信号を出力するD
Aコンバータにおいて、PWM信号出力部とローパスフ
ィルタ間に入力インピーダンスが非常に大きなFET構
成のインピーダンス変換器を設け、PWM信号を該イン
ピーダンス変換器を介してローパスフィルタに入力する
ように構成したから、PWM信号発生部とローパスフィ
ルタ間における電力消費をなくせ、しかも、インピーダ
ンス変換器の出力インピーダンスが低いためローパスフ
ィルタへの電流供給能力を上げることができ、安定した
信号の伝送が可能となり、再生音質に悪影響を及ぼすこ
とがないDAコンバータを提供することができる。
パルス幅の異なるPWM信号に変換し、該PWM信号を
ローパスフィルタに入力してアナログ信号を出力するD
Aコンバータにおいて、PWM信号出力部とローパスフ
ィルタ間に入力インピーダンスが非常に大きなFET構
成のインピーダンス変換器を設け、PWM信号を該イン
ピーダンス変換器を介してローパスフィルタに入力する
ように構成したから、PWM信号発生部とローパスフィ
ルタ間における電力消費をなくせ、しかも、インピーダ
ンス変換器の出力インピーダンスが低いためローパスフ
ィルタへの電流供給能力を上げることができ、安定した
信号の伝送が可能となり、再生音質に悪影響を及ぼすこ
とがないDAコンバータを提供することができる。
【図1】本発明の第1実施例のDAコンバータである。
【図2】本発明の第2実施例のDAコンバータである。
【図3】△Σ方式DAコンバータの構成図である。
【図4】DAコンバータの出力信号説明図である。
【図5】△Σ方式DAコンバータの動作説明図である。
【図6】PWM方式の説明図である。
11・・デジタル処理部 12・・ローパスフィルタ 13・・インピーダンス変換器 13a・・FET 21・・補間部(オーバーサンプリング部) 22・・ノイズシェーパ演算部 23・・PWM信号発生部
Claims (1)
- 【請求項1】 デジタルデータをパルス幅の異なるPW
M信号に変換し、該PWM信号をローパスフィルタに入
力してアナログ信号を出力するDAコンバータにおい
て、 PWM信号出力部とローパスフィルタ間にFET構成の
インピーダンス変換器を設け、PWM信号を該インピー
ダンス変換器を介してローパスフィルタに入力すること
を特徴とするDAコンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3950996A JPH09232958A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | Daコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3950996A JPH09232958A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | Daコンバータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09232958A true JPH09232958A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=12555019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3950996A Pending JPH09232958A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | Daコンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09232958A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008005216A (ja) * | 2006-06-22 | 2008-01-10 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | デジタル・アナログ変換器 |
-
1996
- 1996-02-27 JP JP3950996A patent/JPH09232958A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008005216A (ja) * | 2006-06-22 | 2008-01-10 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | デジタル・アナログ変換器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011113 |