(57)【要約】【課題】入力信号が大きくなっても第２の変換器段出力信号の出力レベルを小さく保ち、第２の変換器段の負荷を軽減できるΔΣ変調器を提供する。【解決手段】量子化器の出力信号を増幅する増幅器を設け、量子化器の出力信号を少なくとも１より大きな出力ゲインでスケーリングして第１及び第２の変換器段へフィードバックすることによって、第２の変換器段の出力信号と量子化器の出力信号の出力レベルを出力ゲインに反比例した形で減ずる構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号と、出力信号に応じた第１のフィードバック信号の差分を積分して出力する第１の変換器段と、
前記第１の変換器段の出力端子に接続され、前記第１の変換器段の出力信号と前記出力信号に応じた第２のフィードバック信号の差分を積分して出力する第２の変換器段と、
前記第２の変換器段の出力端子に接続され、前記第２の変換器段の出力信号を少なくとも２値で量子化する量子化器と、
前記量子化器の出力端子に接続された増幅器と、を備え
前記第１のフィードバック信号及び前記第２のフィードバック信号は、前記増幅器の出力信号に基づく
ことを特徴とするΔΣ変調器。
【請求項２】
前記増幅器の出力ゲインは１よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のΔΣ変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ΔΣ変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のΔΣ変調器について説明する。図２は、従来のΔΣ変調器を示す回路図である。
入力信号ＳＩＮは、第１の減算器１１０に入力し、第１のフィードバック信号Ｓ５００との差分がとられ、第１の差分信号Ｓ１１０になる。ここで、第１のフィードバック信号Ｓ５００は第１の遅延器５００により出力信号ＳＯＵＴがＫＫ１倍にスケーリングされている。第１の差分信号Ｓ１１０は第１の積分器１２０によって積分され、第１の変換器段によりＫ１倍にスケーリングされ、第１の変換器段出力信号Ｓ１００になる。
【０００３】
第１の変換器段出力信号Ｓ１００は、第２の減算器２１０に入力し、第２のフィードバック信号Ｓ６００との差分がとられ、差分信号Ｓ２１０になる。ここで、第２のフィードバック信号Ｓ６００は第２の遅延器６００により出力信号ＳＯＵＴがＫＫ２倍にスケーリングされている。第２の差分信号Ｓ２１０は第２の積分器２２０によって積分され、第２の変換器段によりＫ２倍にスケーリングされ、第２の変換器段出力信号Ｓ２００になる。
【０００４】
第２の変換器段出力信号Ｓ２００は、量子化器３００によって、ある一定レベルである−ＦＵＬＬからＦＵＬＬ間を２以上のＮレベルで量子化され、出力信号ＳＯＵＴになる。
出力信号ＳＯＵＴを第１の遅延器５００、第２の遅延器６００を介して、それぞれ第１の変換器段１００、第２の変換器段２００にフィードバックすることにより、回路はフィードバック回路として動作する。
【０００５】
図２の回路において、各出力信号に含まれる入力信号ＳＩＮ成分は、次のようになる。
Ｓ１００＝（ＫＫ２／ＫＫ１）・ＳＩＮ  ・・・（１）
Ｓ２００＝（１／ＫＫ１）・ＳＩＮ  ・・・（２）
ＳＯＵＴ＝（１／ＫＫ１）・ＳＩＮ  ・・・（３）
Ｓ１００は第１の変換器段の出力信号、Ｓ２００は第２の変換器段の出力信号、ＳＯＵＴは出力信号である。
通常、出力信号ＳＯＵＴに含まれる入力信号ＳＩＮ成分は入力信号ＳＩＮそのままの形となるように、式（３）からＫＫ１=１と選択される。
【０００６】
ＫＫ１＝１の場合、第１の変換器段出力信号Ｓ１００に含まれる入力信号ＳＩＮ成分は、式（１）から、増幅率ＫＫ２を１より小さく選択することにより小さくすることができる。例えば、ＫＫ２＝１／２と選択すれば、Ｓ１００に含まれる入力信号ＳＩＮ成分は（１／２）・ＳＩＮとなり１／２倍になる。そのため、入力信号ＳＩＮが大きくなっても、Ｓ１００に含まれる入力信号ＳＩＮ成分は１／２倍されるため、Ｓ１００の値は小さく保つことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−２６９４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ＫＫ１=１の場合、第２の変換器段の出力信号Ｓ２００に含まれる入力信号ＳＩＮ成分は、式（２）から、ＳＩＮがそのままの形で現れる。そのため、入力信号ＳＩＮが大きくなった場合、第２の変換器段の出力信号Ｓ２００も大きくなってしまい、第２の変換器段２００に大きな負荷がかかるという課題がある。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みてなされ、入力信号が大きくなっても第２の変換器段の出力信号の出力レベルを小さく保ち、第２の変換器段の負荷を軽減できるΔΣ変調器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のΔΣ変調器は、上記課題を解決するために、以下のような構成した。
入力信号と、出力信号に応じた第１のフィードバック信号の差分を積分して出力する第１の変換器段と、
前記第１の変換器段の出力端子に接続され、前記第１の変換器段の出力信号と前記出力信号に応じた第２のフィードバック信号の差分を積分して出力する第２の変換器段と、
前記第２の変換器段の出力端子に接続され、前記第２の変換器段の出力信号を少なくとも２値で量子化する量子化器と、
前記量子化器の出力端子に接続された増幅器と、を備え
前記第１のフィードバック信号及び前記第２のフィードバック信号は、前記増幅器の出力信号に基づくことを特徴とするΔΣ変調器。
【発明の効果】
【００１１】
本発明ΔΣ変調器は、量子化器の出力端子に増幅器を設け、量子化器の出力信号を少なくとも１より大きな出力ゲインでスケーリングして、第１及び第２の変換器段へフィードバックしている。従って、第２の変換器段の出力信号の出力レベルを小さく保てるので、第２の変換器段の負荷を軽減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のΔΣ変調器の実施形態を示すブロック図である。
【図２】従来のΔΣ変調器を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本実施形態のΔΣ変調回路のブロック図である。
ΔΣ変調器は、第１の変換器段１０、第２の変換器段２０、量子化器３０、増幅器Ｍ倍の増幅器４０、増幅率ＫＫ１倍の第１の遅延器５０、増幅率ＫＫ２倍の第２の遅延器６０を備える。第１の変換器段１０は、第１の減算器１１、増幅率Ｋ１倍の第１の積分器１２を有する。第２の変換器段２０は、第２の減算器２１、増幅率Ｋ２／Ｍ倍の第２の積分器２２を有する。
【００１４】
入力信号ＳＩＮは、第１の減算器１１に入力し、第１の遅延器５０により出力信号ＳＯＵＴがＫＫ１倍にスケーリングされた第１のフィードバック信号Ｓ５０との差分がとられ、第１の差分信号Ｓ１１になる。第１の差分信号Ｓ１１は第１の積分器１２によって積分され、第１の変換器段によりＫ１倍にスケーリングされ、第１の変換器段出力信号Ｓ１０になる。
【００１５】
第１の変換器段出力信号Ｓ１０は、第２の減算器２１に入力し、第２の遅延器６０により出力信号ＳＯＵＴがＫＫ２倍にスケーリングされた第２のフィードバック信号Ｓ６０との差分がとられ、第２の差分信号Ｓ２１になる。第２の差分信号Ｓ２１は第２の積分器２２によって積分され、第２の変換器段によりＫ２／Ｍ倍にスケーリングされ、第２の変換器段出力信号Ｓ２０になる。
【００１６】
第２の変換器段出力信号Ｓ２０は、量子化器３０によって、ある一定レベル−ＦＵＬＬ／ＭからＦＵＬＬ／Ｍ間を２以上のＮレベルで量子化され、量子化器出力信号Ｓ３０になる。
量子化器出力信号Ｓ３０は、増幅器４０でＭ倍にスケーリングされ、出力信号ＳＯＵＴになる。
【００１７】
出力信号ＳＯＵＴを第１の遅延器５０、第２の遅延器６０を介して、それぞれ第１の変換器段１０、第２の変換器段２０にフィードバックすることにより、回路はフィードバック回路として動作する。
【００１８】
図１の回路において、各出力信号に含まれる入力信号ＳＩＮ成分は、次のようになる。
Ｓ１０＝（ＫＫ２／ＫＫ１）・ＳＩＮ  ・・・（４）
Ｓ２０＝（１／（ＫＫ１・Ｍ））・ＳＩＮ  ・・・（５）
Ｓ３０＝（１／（ＫＫ１・Ｍ））・ＳＩＮ  ・・・（６）
ＳＯＵＴ＝（１／ＫＫ１）・ＳＩＮ  ・・・（７）
Ｓ１０は第１の変換器段の出力信号、Ｓ２０は第２の変換器段の出力信号、Ｓ３０は量子化器の出力信号、ＳＯＵＴは出力信号である。
【００１９】
通常、出力信号ＳＯＵＴに含まれる入力信号ＳＩＮ成分はそのまま出力されるように、式（７）からＫＫ１=１と選択される。ＫＫ１＝１の場合、第１の変換器段の出力信号Ｓ１０に含まれる入力信号ＳＩＮ成分は、式（４）から、増幅率ＫＫ２を１より小さく選択することにより入力信号ＳＩＮ成分より小さくすることができる。
【００２０】
ＫＫ１＝１の場合、式（５）、（６）から、第２の変換器段の出力信号Ｓ２０と量子化器の出力信号Ｓ３０に含まれる入力信号ＳＩＮ成分が増幅器４０の出力ゲインＭに反比例した形になる。
【００２１】
そのため、出力ゲインＭを少なくとも１より大きな値に設定することにより、出力信号Ｓ２０と出力信号Ｓ３０に含まれる入力信号ＳＩＮ成分を入力信号ＳＩＮより小さくすることができる。例えば、Ｍ＝２に設定すれば出力信号Ｓ２０と出力信号Ｓ３０に含まれる入力信号ＳＩＮ成分は、１／２倍の（１／２）・ＳＩＮとなる。そのため、入力信号ＳＩＮが大きくなっても、出力信号Ｓ２０と出力信号Ｓ３０の値は小さく保つことができる。
【００２２】
以上、説明したように、量子化器出力に出力ゲインを設け、量子化器出力を少なくとも１より大きな出力ゲインでスケーリングし、第１、第２の変換器段へフィードバックしている。そのため、第２の変換器段出力と量子化器出力を出力ゲインに反比例した形で減ずることができ、出力ゲインの選択により、入力信号が大きくなっても第２の変換器段出力と量子化器出力の出力レベルを小さく保つことができる。これにより、第２の変換器段と量子化器の負荷を軽減することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１０：第１の変換器段
１１：第１の減算器
１２：第１の積分器
２０：第２の変換器段
２１：第２の減算器
２２：第２の積分器
３０：量子化器
４０：増幅器
５０：第１の遅延器
６０：第２の遅延器
【図１】
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【図２】
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