JPH07297717A - Da変換器 - Google Patents

Da変換器

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JPH07297717A
JPH07297717A JP9014994A JP9014994A JPH07297717A JP H07297717 A JPH07297717 A JP H07297717A JP 9014994 A JP9014994 A JP 9014994A JP 9014994 A JP9014994 A JP 9014994A JP H07297717 A JPH07297717 A JP H07297717A
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JP
Japan
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signal
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analog
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JP9014994A
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English (en)
Inventor
Takeshi Yamamura
健 山村
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Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Asahi Kasei Microdevices Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Asahi Kasei Microdevices Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ノイズシェーパ20に第1のデジタル信号を
供給するインターポレーション用デジタルフィルタ10
と、このデジタルフィルタ10に入力されるデジタル信
号中に零(零を表わすコード)入力状態が所定期間続い
たとき無信号検出を表す出力信号を発生する無信号入力
検出回路40と、アナログフィルタ30とを有し、連続
的な無信号状態が続いたときには、アナログフィルタ3
0の伝達関数を変化(具体的には、通過特性をより制限
的に変化)させる。 【効果】 無信号の入力が連続して行われた場合にも、
ノイズシェーパに起因して生じるトーン成分および高周
波ノイズ成分を十分に低減させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はMOS LSIなどを用
いて形成するのに好適なDA変換器に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来から知られているDA変換器のひと
つとして、図2に示すようなDA変換器が知られてい
る。本図に示すDA変換器は、第1のデジタル信号を入
力してノイズ成分を高域に移すためのノイズシェーピン
グを施し、第2のデジタル信号を出力するデジタル式ノ
イズシェーバ20(例えば、デジタルΔΣモジュレータ
を用いる)と、第2のデジタル信号に従って第1のアナ
ログ信号(一定値)を入力し、第2のアナログ信号を出
力するアナログフィルタ30から成っている。
【0003】図2に示したDA変換器において、主信号
成分を含む第1のデジタル信号が供給されると、ノイズ
シェーパ20から出力される第2のデジタル信号は、図
3の(A)に示すようなスペクトルを有する。すなわ
ち、図3の(A)に示されているとおり、ノイズシェー
パ20から出力される信号中には、小レベルのトーン成
分が必然的に含まれることが広く知られている。
【0004】また、アナログフィルタ30にあっては、
図3の(B)に破線で示すような伝達特性を有している
ことから、高周波側に多く分布するノイズ(ノイズシェ
ーピング処理によって生じるノイズ)を低減させること
ができる。
【0005】ここで、ノイズシェーパ20の出力信号中
に含まれるトーン成分についてみると、通常そのレベル
は小さな値となるので、音響用のDA変換器に用いる場
合などには、主信号成分に対して十分小さな値となり、
聴感上は問題とならないことが多い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2に
示した従来のDA変換器において、連続的な無信号入力
が行われた場合には、ノイズシェーパ20から出力され
る第2のデジタル信号は図3の(C)に示すようなスペ
クトルを有する。
【0007】そこで、アナログフィルタ30を通したと
しても、このアナログフィルタ30から出力された第2
のアナログ信号には、図3の(D)に有すように、トー
ン成分のみならず、アナログフィルタ30で除去しきれ
なかった高周波ノイズ成分が目立ってくるという問題が
ある。
【0008】例えば、図2に示したDA変換器を用いて
音響用DA変換器を構成した場合、聴感上、高周波ノイ
ズ成分の存在が感知されるのみならず、上記のトーン成
分が聞こえて来るという問題が生じていた。このよう
に、実用上はこの耳ざわりな音が大きな問題となってい
る。
【0009】よって、本発明の目的は、上述の点に鑑
み、無信号の入力が連続して行われた場合にも、ノイズ
シェーパに起因して生じるトーン成分および高周波ノイ
ズ成分を十分に低減させることができるDA変換器を提
供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、第1のデジタル信号を入力してノイズ
シェーピングされた第2のデジタル信号を出力するノイ
ズシェーパと、前記ノイズシェーパの後段に接続された
アナログフィルタとを備えたDA変換器において、前記
第1のデジタル信号が所定の期間中無信号状態を呈する
とき、該無信号状態を表わす検出信号を出力する無信号
入力検出手段と、前記検出信号の出力に応答して、前記
アナログフィルタの伝達関数を変化させる伝達関数設定
手段とを具備したものである。
【0011】ここで、前記無信号入力検出手段から前記
検出信号が出力された際に、前記伝達関数設定手段は、
前記アナログフィルタの通過特性をより制限的に設定す
るのが好適である。あるいは、前記無信号入力検出手段
から前記検出信号が出力された際に、前記伝達関数設定
手段は、前記アナログフィルタの通過帯域を低域化する
か、あるいは、全通過帯域にわたって通常の伝達関数を
等比的に低下させるよう構成することも可能である。
【0012】さらに加えて、前記ノイズシェーパの前段
に、オーバサンプリングを行うデジタルフィルタを設け
ることもできる。この場合、前記無信号入力検出手段は
前記第1のデジタル信号に替えて、前記デジタルフィル
タに供給されるデジタル信号に基づいて、あるいは、前
記デジタルフィルタ中の所定パスに流れるコードに基づ
いて、前記無信号状態を検出する。
【0013】また、上述の各構成において、前記無信号
状態として、ゼロコードが連続して入力される場合、ま
たは、所定のコードが連続して入力される場合、また
は、予め定められた範囲内のコードがランダムに入力さ
れる場合を規定するのが好適である。ここで、前記アナ
ログフィルタに供給される基準アナログ信号の基準値
は、電圧値、または電流値、または電荷量で表わされ
る。
【0014】なお、前記アナログフィルタとして、時間
連続系フィルタ、または、スイッチト・キャパシタ・フ
ィルタを含む時間離散系フィルタを用いることができ
る。
【0015】
【作用】本発明の上記構成によれば、無信号入力検出手
段により無信号状態が検知された場合には、アナログフ
ィルタの伝達関数を変化させることにより、無信号状態
下でのアナログ出力レベルを低下させ、これにより、不
要なトーン成分および高周波ノイズ成分を実用上問題が
生じない程度まで抑圧することが可能となる。
【0016】具体的には、通常のデジタル信号が入力さ
れた場合には、従来と同様のDA変換処理を行い、他
方、無信号入力が所定の期間だけ連続した場合には、ア
ナログフィルタの伝達関数について、その通過特性をよ
り制限的に設定(図4参照)することにより、アナログ
フィルタからのアナログ信号レベルを低下させる。従っ
て、上記のトーン成分および高周波ノイズ成分もこれに
従って小さくなるため、音響用DA変換器として用いた
場合にも、聴感上の煩わしさから解放されることができ
る。
【0017】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
【0018】図1は、本発明の一実施例による1ビット
型オーバサンプリングDA変換器を示す。本図に示すノ
イズシェーパ20およびアナログフィルタ30は、図2
に示した従来例と同様の動作を行う。従って、本実施例
では、ノイズシェーパ20に第1のデジタル信号を供給
するインターポレーション用デジタルフィルタ10と、
このデジタルフィルタ10に入力されるデジタル信号中
に零(零を表わすコード)入力状態が所定期間続いたと
き無信号検出を表す出力信号を発生する無信号入力検出
回路40とを有する点に特徴がある。
【0019】図1に示した本実施例のアナログフィルタ
30では、ノイズシェーパ20から出力される1ビット
信号(第2のデジタル信号)が論理“1”のとき第1の
アナログ信号をその出力信号に加算(積算)し、他方、
論理“0”のときには第1のアナログ信号の極性を反転
したうえで、その出力信号に加算(積算)する(詳細
は、図7を用いて後に説明する)。
【0020】図5は、無信号入力検出回路40の詳細な
ブロック構成を示す。図6は、図5の動作を示すタイミ
ング図である。
【0021】図5に示したREG−1〜REG−Mは、
nビットの入力デジタル信号と同じ周波数のクロックに
従って、該入力デジタル信号をラッチするnビット・レ
ジスタである。従って、ラッチされたnビットの入力デ
ジタル信号は後段の各レジスタへ順次連送されていく。
また、各レジスタREG−1〜REG−Mの出力端には
ORゲートOR−1〜OR−Mがそれぞれ接続されてお
り、さらに、これら各ORゲートOR−1〜OR−Mか
らの出力信号は最終的なORゲートOR−Tに入力され
る。そして、このORゲートOR−Tの出力信号は、イ
ンバータINVを介して、無信号入力検出回路40の出
力信号となる。
【0022】以上の構成および図6に示したタイミング
図から明らかなように、少なくともMクロック期間にわ
たって零コード(並列nビットの各ビットが全て
“0”)が検出されたとき、無信号入力検出回路40の
出力は論理“0”から論理“1”に遷移する。
【0023】図7は、図1に示したアナログフィルタ3
0の一例を示す。本図は、スイッチト・キャパシタ・フ
ィルタを用いた1次のローパスフィルタであって、図8
に示す2相のノンオーバーラップ・クロックCK1,C
K2に従って開閉するアナログスイッチ(図中、丸印で
囲んだ1および2)を備えている。なお、ノイズシェー
パ20からの1ビット出力も、これらのクロックに同期
している。
【0024】そして、図7および図8から明らかなよう
に、第2のデジタル信号(ノイズシェーパ20の出力)
の論理レベルもしくはその極性に従って、第1のアナロ
グ信号が逐次加算あるいは減算され、これにより第2の
アナログ信号が形成される。
【0025】ただし、連続的な無信号入力状態が検出さ
れた場合、すなわち無信号入力検出回路40から論理
“1”の検出出力が得られた場合には、演算増幅器OP
の積分コンデンサC6 と並列にコンデンサC7 が付加さ
れる。
【0026】このことにより、ローパスフィルタとして
作用するアナログフィルタ30の伝達関数が低域化され
るので(図4において、2点鎖線で示した「伝達関数1
(従来例)」参照)、第2のアナログ信号中に含まれる
高域ノイズ成分をより低減することができる(図4にお
いて、点線で示した「Vout (実施例1)」参照)。
【0027】図9(A)は、アナログフィルタ30のそ
の他の実施例を示す回路図であり、抵抗R1 〜R3 と、
コンデンサC0 と、演算増幅器OPと、スイッチSW
1,SW2とにより構成してある。同図(B)は、上記
アナログフィルタの動作を示す波形図である。
【0028】図9(A)に示したアナログフィルタにお
いては、無信号入力検出回路40により連続的な無信号
入力状態が検出された場合、スイッチSW2を開放(O
FF)にする。このことにより抵抗R2 が演算増幅器O
Pの入力側回路に挿入されるため、ゲインを低下させる
ことになる。その結果として、図9(A)に示したアナ
ログフィルタの伝達関数は、全通過帯域にわたって一律
に(すなわち、等比的に)低下することとなる。
【0029】かくして、アナログフィルタ30の伝達関
数は図4に示した1点鎖線「伝達関数2(実施例2)」
のようになり、第2のアナログ信号Vout も、図4中に
「Vout (実施例2)」と示したようにレベルの低下が
生じる。よって、第2のアナログ信号中に含まれるトー
ン成分および高域ノイズ成分の低減化を図ることが可能
となる。
【0030】なお、これまで説明してきた実施例(図1
〜図9)は、オーバサンプリング型のD/A変換器につ
いて説明してきたが、図1のインターポレーション用デ
ジタルフィルタ10を除去し、かつ、ノイズシェーパ2
0に入力される第1のデジタル信号を同時に無信号入力
検出回路40に供給する構成とすることも可能である。
【0031】また、無信号入力検出回路40は、デジタ
ルフィルタ中の所定のパス(図示せず)に流れるコード
に基づいて、無信号状態を検出することも可能である。
【0032】さらに、無信号状態として、ゼロコードが
連続して入力される場合のみならず、所定のコードが連
続して入力される場合、または、予め定められた範囲内
のコードがランダムに入力される場合を規定することも
可能である。
【0033】なお、アナログフィルタ30として、上述
したスイッチト・キャパシタ・フィルタを含む時間離散
系フィルタを用いるほか、受動素子あるいは能動素子に
より構成した時間系フィルタを用い得ることは勿論であ
る。
【0034】
【発明の効果】以上説明したとおり本発明によれば、無
信号入力検出手段により無信号状態が検知された場合に
は、アナログフィルタの伝達関数を変化させる構成とし
てあるので、無信号状態下でのアナログ出力レベルを低
下させ、これにより、不要なトーン成分および高周波ノ
イズ成分を実用上問題が生じない程度まで抑圧すること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したDA変換器の一実施例を示す
ブロック図である。
【図2】従来から知られているDA変換器を示すブロッ
ク図である。
【図3】従来技術によるDA変換器の動作説明図であ
る。
【図4】本実施例によるDA変換器の動作説明図であ
る。
【図5】図1に示した無信号入力検出回路40の詳細な
回路構成図である。
【図6】図5の動作を示す波形図である。
【図7】図1に示したアナログフィルタの詳細な回路構
成図である。
【図8】図7の動作を示す波形図である。
【図9】アナログフィルタ30の第2の実施例を示す図
である。
【符号の説明】
10 デジタルフィルタ 20 ノイズシェーパ 30 アナログフィルタ 40 無信号入力検出回路

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のデジタル信号を入力してノイズシ
    ェーピングされた第2のデジタル信号を出力するノイズ
    シェーパと、前記ノイズシェーパの後段に接続されたア
    ナログフィルタとを備えたDA変換器において、 前記第1のデジタル信号が所定の期間中無信号状態を呈
    するとき、該無信号状態を表わす検出信号を出力する無
    信号入力検出手段と、 前記検出信号の出力に応答して、前記アナログフィルタ
    の伝達関数を変化させる伝達関数設定手段とを具備した
    ことを特徴とするDA変換器。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記無信号入力検出
    手段から前記検出信号が出力された際に、前記伝達関数
    設定手段は、前記アナログフィルタの通過特性をより制
    限的に設定することを特徴とするDA変換器。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記無信号入力検出
    手段から前記検出信号が出力された際に、前記伝達関数
    設定手段は、前記アナログフィルタの通過帯域を低域化
    するか、あるいは、全通過帯域にわたって通常の伝達関
    数を等比的に低下させることを特徴とするDA変換器。
  4. 【請求項4】 請求項1において、さらに加えて、前記
    ノイズシェーパの前段に、オーバサンプリングを行うデ
    ジタルフィルタを設けたことを特徴とするDA変換器。
  5. 【請求項5】 請求項4において、前記無信号入力検出
    手段は前記第1のデジタル信号に替えて、前記デジタル
    フィルタに供給されるデジタル信号に基づいて、あるい
    は、前記デジタルフィルタ中の所定パスに流れるコード
    に基づいて、前記無信号状態を検出することを特徴とす
    るDA変換器。
  6. 【請求項6】 請求項1または5において、前記無信号
    状態として、ゼロコードが連続して入力される場合、ま
    たは、所定のコードが連続して入力される場合、また
    は、予め定められた範囲内のコードがランダムに入力さ
    れる場合を規定することを特徴とするDA変換器。
  7. 【請求項7】 請求項1または5において、前記アナロ
    グフィルタとして、時間連続系フィルタ、または、スイ
    ッチト・キャパシタ・フィルタを含む時間離散系フィル
    タを用いることを特徴とするDA変換器。
JP9014994A 1994-04-27 1994-04-27 Da変換器 Pending JPH07297717A (ja)

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Effective date: 20001006