JP3192256B2 - Δςモジュレータ - Google Patents
ΔςモジュレータInfo
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Description
に形成され、発振を効率的に検出することのできるΔΣ
モジュレータに関する。
に、被変換アナログ信号を積分する積分手段21と、積
分手段21の出力信号をアナログ基準値と比較して1ビ
ットのデジタル信号を出力する量子化手段22と、量子
化手段22の出力信号に基づいて第1および第2のアナ
ログ信号を出力する1ビットD/A変換手段23と、第
1および第2のアナログ信号を前記被変換アナログ信号
に加算する加算手段24とからなる。
低周波域でのノイズ除去率を良くするため、積分器を縦
続接続して次数を高くすることがある。2次以上のΔΣ
モジュレータは、大入力信号に対して、あるいはステッ
プ状に急峻に変化する入力信号に対して回路内の状態変
数が発振する場合がある。このような場合、ΔΣモジュ
レータにおいては、ひとたび発振が発生するとその振幅
が次第に大きくなり、限られた電源電圧によって駆動さ
れているオペアンプ等の回路素子が線形な正常動作がで
きなくなり、ΔΣモジュレータとしての動作精度が失わ
れ、正常なA/D変換ができなくなる。また、発振開始
後、入力信号が正常値にもどっても、ΔΣモジュレータ
は発振を継続してしまうこともあり、この場合、発振を
検出して内部状態変数をリセットする必要がある。
振を開始するときの特徴としては、例えば正の過大信号
入力による場合は、最前段の積分器の出力が正方向に大
振幅を持つことによって発振を開始することがあり、ま
た逆に例えば、負の過大信号入力による場合は、最前段
の積分器の出力が負方向に大振幅を持つことによって発
振を開始することがある。
ための基準値は、トランジスタのしきい値等の半導体物
性上の値や該値を温度補償した固定値を用いていた。し
かしながら、A/D変換範囲値を変更した場合に、正確
な発振検出をすることができなかった。
解消した発振検出装置を提供することにある。
本発明は、被変換アナログ信号を積分する積分手段と、
該積分手段の出力信号をアナログ基準値と比較して1ビ
ットのデジタル信号を出力する量子化手段と、該量子化
手段の出力信号に基づいて第1または第2のアナログ信
号を出力する1ビットD/A変換手段と、前記第1また
は第2のアナログ信号を前記被変換アナログ信号に加算
する加算手段とを具えたΔΣモジュレータにおいて、前
記第1と第2のアナログ信号の差信号であるA/D変換
の出力範囲値とΔΣモジュレータが発振しているかを検
出するために前記積分手段から取り出される信号との比
を変換する変換手段と、該変換手段によって変換された
前記出力範囲値と前記積分手段から取り出される信号と
を比較して発振検出を行う検出手段とを具えたことを特
徴とする。
力コードおよび最大出力コードを得るための値を有し、
これらのアナログ信号の差信号がA/D変換範囲値とな
る。差信号は、例えば電圧,電流,電荷量等の形態で表
される。
素となる内部状態変数の振幅や挙動が、A/D変換範囲
値に対して所定の関係で変化するため、発振を検出する
ための基準値をA/D変換範囲値に対して所定の関係と
なるように変換することにより、正確に発振検出を行え
る。
に説明する。図1は本発明をスイッチトキャパシタ回路
を持つ4次ΔΣモジュレータの発振検出に適用した実施
例を示す。図において、3は入力信号を入力する減衰器
である。4〜7は積分手段を構成する4個のカスケード
接続された第1〜第4の積分器であり、本実施例の積分
手段は4個の積分器が直列に接続されている。積分手段
としては、積分器を1個以上を用いることができ、直列
接続の他、並列接続やその組合せでもよい。9、10は
本実施例の積分手段内における各積分器の出力を加算す
る加算器である。
しきい値で1または0に量子化する量子化器であり、Δ
Σモジュレータの出力信号を出力する。12は量子化器
11の出力信号に基づいてアナログ信号を正転、あるい
は反転して加算器8に出力する1ビットD/A変換器で
ある。8は減衰器3の出力信号と1ビットD/A変換器
12を加算する加算器である。
係で変換する変換手段であり、本実施例ではA/D変換
範囲値の基準となるアナログ電圧と積分手段のうち第1
の積分器4の出力電圧との比を変換している。被検出信
号は、本実施例のように直列接続した場合には第1の積
分器4の出力電圧が望ましいが、他の信号、例えば第2
の積分器等でもよい。14は変換手段1と第1の積分器
4を比較する比較手段である。
な部分の詳細な回路例である。図2に示すように減衰器
3は、コンデンサC1と、互いにノンオーバーラップな
クロックφ1およびφ2によって駆動される半導体スイ
ッチからなるスイッチトキャパシタ回路からなってお
り、同様に1ビットD/A変換器は、コンデンサC2、
C3、クロックφ1、φ2、および量子化器11によっ
て駆動される半導体スイッチからなるスイッチトキャパ
シタ回路からなっている。コンデンサC2、C3の容量
値は同一である。
5、クロックφ1、φ2によって駆動される半導体スイ
ッチからなるスイッチトキャパシタ回路である。このス
イッチトキャパシタ回路によってアナログ電圧は反転さ
れ、積分器4の出力信号は正転されるため、積分器4の
出力信号とアナログ電圧の比を電荷の差に変換すること
ができる。このとき、C4とC5の比によって、2つの
電圧の比が変換される。図2におけるA点とクロックφ
1、φ2の関係を図3に示す。クロックφ2によりスイ
ッチがオンとなり、次いでクロックφ1によりスイッチ
がオフとなる間が判定可能な時間である。この時間に上
記のの電荷差が比較手段である正負判定回路14で判定
される。
=4:5、サンプリングパルスφ1、φ2の周波数が5
12kHzとする。アナログ電圧を+2.5Vとする
と、A/D変換範囲値は5.0Vとなる。このとき、第
1の積分器4の振幅最大値が1.5Vに調整されたと
し、2.0V以上のとき発振と判断し検出できるとす
る。上述のような回路においては、入力信号が+3.0
V以上で発振を検出することができた。
わちA/D変換範囲値が2.5Vのとき、入力信号が+
1.5V以上のとき発振を検出することができ、この検
出により、モジュレータの全ての状態変数をリセットす
ることで発振を阻止することができた。本発明の変換手
段としては、本実施例の他に予め定められた比例関係で
A/D変換範囲値を変換することができるものが使用で
き、例えば、A/D変換範囲値が電圧として入力される
場合、図4(A)に示すように抵抗やコンデンサ等の素
子分割により電圧を変換することができる。また、図4
(B)に示すように、能動素子と抵抗により電圧変換し
てもよい。さらに、A/D変換範囲値が電流として入力
される場合、図4(C)に示すように発振を検出しよう
とする入力電流値と、A/D変換範囲値とをそれぞれカ
レントミラー回路で1:n、1:mに変換し、それらを
加算してその電流値の正負を正負判定回路で判別しても
よい。
較器、電荷比較器等を使用でき、また信号形態を別信号
に変換した上で比較する比較器も使用できる。
/D変換範囲値を変更しても、その範囲に応じた発振検
出を行うことができ、しかも簡単な構成で上述の発振検
出を行うことができる。従って、占有面積が小さく、か
つ正確なA/D変換を行うことができるΔΣモジュレー
タを提供することができる。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 被変換アナログ信号を積分する積分手段
と、該積分手段の出力信号をアナログ基準値と比較して
1ビットのデジタル信号を出力する量子化手段と、該量
子化手段の出力信号に基づいて第1または第2のアナロ
グ信号を出力する1ビットD/A変換手段と、前記第1
または第2のアナログ信号を前記被変換アナログ信号に
加算する加算手段とを具えたΔΣモジュレータにおい
て、前記第1と第2のアナログ信号の差信号であるA/
D変換の出力範囲値とΔΣモジュレータが発振している
かを検出するために前記積分手段から取り出される信号
との比を変換する変換手段と、該変換手段によって変換
された前記出力範囲値と前記積分手段から取り出される
信号とを比較して発振検出を行う検出手段とを具えたこ
とを特徴とするΔΣモジュレータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00177993A JP3192256B2 (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | Δςモジュレータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00177993A JP3192256B2 (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | Δςモジュレータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06204880A JPH06204880A (ja) | 1994-07-22 |
JP3192256B2 true JP3192256B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=11511068
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP00177993A Expired - Lifetime JP3192256B2 (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | Δςモジュレータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3192256B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7868803B2 (en) | 2006-10-13 | 2011-01-11 | Panasonic Corporation | Semiconductor device having ΔΣ modulator, and semiconductor system |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3785361B2 (ja) * | 2001-12-25 | 2006-06-14 | 株式会社ルネサステクノロジ | Δςモジュレータ、a/dコンバータおよびd/aコンバータ |
WO2006085605A1 (ja) | 2005-02-10 | 2006-08-17 | National University Corporation Nagoya University | Δς型モジュレータ及びδς型アナログ-デジタル変換回路 |
JP2014112775A (ja) * | 2012-12-05 | 2014-06-19 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | カスケードδς変調器及びそのデジタル−アナログ変換器 |
-
1993
- 1993-01-08 JP JP00177993A patent/JP3192256B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7868803B2 (en) | 2006-10-13 | 2011-01-11 | Panasonic Corporation | Semiconductor device having ΔΣ modulator, and semiconductor system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06204880A (ja) | 1994-07-22 |
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