專利名稱：δ-∑調(diào)制器的輸出濾波器以及具備該輸出濾波器的數(shù)字信號處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在例如便攜電話、PDA、音樂再生放大器等的數(shù)字信號處理裝置中使用的δ-∑調(diào)制器的輸出濾波器(后置濾波器)，以及具備該濾波器的數(shù)字信號處理裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，在數(shù)字音頻等的領(lǐng)域內(nèi)，從能夠簡化輸入輸出、可使用較少的運算器的門數(shù)進行運算、可用簡單的系統(tǒng)組成等的角度出發(fā)，通過δ-∑調(diào)制器將多比特數(shù)字信號量化為1比特后進行處理。
眾所周知，δ-∑調(diào)制器，通過在∑調(diào)制器的輸入級配置一個低音提升用積分器，同時在輸出級配置一個低音衰減用微分器，將量化噪聲集中到高頻域端，可以獲得提高可聽頻帶的信噪比的降噪的效果。
被δ-∑調(diào)制器量化的1比特的量化數(shù)據(jù)(“1”或“0”)，經(jīng)過D/A變換后輸入到下一級的輸出濾波器1上，在此除去高頻噪聲后，可得到良好的再生波形。
圖2為該輸出濾波器(有源濾波器)1的例示電路圖，其構(gòu)成是在δ-∑調(diào)制器2中生成的1比特的量化數(shù)據(jù)被D/A變換后輸出，將該輸出輸入到有源濾波器1中。
在此，為了提高δ-∑調(diào)制器的性能，需要使用于該調(diào)制器內(nèi)的降噪濾波器的次數(shù)為高次，因此，當提高了該濾波器的次數(shù)后，相應(yīng)地，經(jīng)降噪的量化噪聲就會增大。為了除去這種噪聲，要求輸出濾波器1的高頻截止特性更加陡峭，因此，圖2所示的輸出濾波器1也必須為高次的。
也就是說，δ-∑調(diào)制器的輸出數(shù)據(jù)，雖然經(jīng)圖2所示的輸出濾波器1去除了高頻噪聲成分后輸出，但在這種結(jié)構(gòu)中，不提高輸出濾波器的次數(shù)，就不能充分地去除噪聲成分。
但是，當提高了輸出濾波器(有源濾波器)1的次數(shù)后，與之相應(yīng)的阻抗值會增大，存在因阻抗而使噪聲電平惡化的問題。
于是，為了改善這樣的情況，已提出了輸出濾波器使用FIR濾波器，提高濾波器的特性的方案。
圖3所示電路，通過改變雖不是專利文獻的圖2所示的輸出濾波器(有源濾波器)，使用FIR濾波器作為輸出濾波器，使得濾波器的性能得到了改善。
也就是說，使δ-∑調(diào)制器2生成的經(jīng)D/A變換后的輸出數(shù)據(jù)，對應(yīng)于由FIR濾波器4的多個雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路(F/F)F1、F2…Fn所組成的移位寄存器S的各個抽頭進行延遲，根據(jù)該延遲數(shù)據(jù)控制MOS三極管T1…Tn，用連接在電流源上的電阻7a、7b進行電流·電壓變換，得到以FIR濾波系數(shù)進行加權(quán)的電壓，將其進行相加運算后從LPF構(gòu)成的輸出電路5中輸出。
在該電路中，因是FIR濾波器4所以濾波器特性得到了改善，但在該FIR濾波器4中，是用電阻7a、7b對其電流源進行電流電壓的變換得到所定的電壓的結(jié)構(gòu)，因此，除了因在電阻7a、7b上電流流過產(chǎn)生熱而發(fā)生噪聲以外，如圖所示，LFP(低通濾波器)結(jié)構(gòu)的輸出電路5的運算放大器5a的應(yīng)用電路(附屬電路)的電阻值大，這一部分也因電阻而產(chǎn)生大量噪聲，并且，在運算放大器5a中因不能夠除去同相的噪聲，所以即使濾波器的特性得到改善，但仍存在就整體來說其噪聲水平不能得到改善的問題。
此外，雖然存在使用FIR濾波器作為δ-∑調(diào)制器的輸出濾波器的方案(參見專利文獻1)但本發(fā)明的構(gòu)成是不存在的。
專利文獻1特開平7-74643號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了解決上述δ-∑調(diào)制器使用FIR濾波器的情況下的現(xiàn)有技術(shù)的問題而提出的，其第一目的在于在輸出濾波器中具有FIR濾波器的同時，降低該輸出濾波器的電阻值，從而降低因電阻而產(chǎn)生的熱噪聲。
第二目的在于用運算放大器的反饋電阻進行電流·電壓的變換，以降低輸出濾波器的電阻值。
第三目的在于通過在輸出濾波器的電流·電壓變換部中使用全差動運算放大器，去除同相噪聲的影響。
本發(fā)明之一的δ-∑調(diào)制器的輸出濾波器，具備通過使來自δ-∑調(diào)制器的輸出數(shù)據(jù)、輸出到被級聯(lián)的多個延遲元件中的每一個，根據(jù)各個輸出、控制來自電流源的電流，得到以濾波特性加權(quán)的電流，并對該電流進行加法運算后輸出，的FIR濾波器，其特征在于所述的電流源為恒流源。
本發(fā)明之二的δ-∑調(diào)制器的輸出濾波器，是在本發(fā)明之一的基礎(chǔ)上，在所述的FIR濾波器的輸出一側(cè)，具有以全差動運算放大器的反饋電阻來進行電流·電壓轉(zhuǎn)換的電流·電壓變換部。
本發(fā)明之三的δ-∑調(diào)制器的輸出濾波器，是在本發(fā)明之二的基礎(chǔ)上，在所述的全差動運算放大器的輸出一側(cè)，具有差動單轉(zhuǎn)換運算放大器。
本發(fā)明之四的數(shù)字信號處理裝置，具備本發(fā)明之一至之三中任一項所述的δ-∑調(diào)制器的輸出濾波器。


圖1表示了本發(fā)明的δ-∑調(diào)制器的輸出濾波器的一個實施形態(tài)的電路圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)的δ-∑調(diào)制器的輸出濾波器的電路圖。
圖3為現(xiàn)有技術(shù)的另一δ-∑調(diào)制器的輸出濾波器的電路圖。
圖中1-輸出濾波器；2-δ-∑調(diào)制器；4一模擬FIR濾波器；5-輸出電路；6-電流·電壓變換部；7a、7b-電流源用電阻；8a、8b-恒流源。
具體實施例方式
根據(jù)附圖對本發(fā)明進行說明。
圖1為本發(fā)明的δ-∑調(diào)制器的一實施形態(tài)示意圖。
如圖所示的，從δ-∑調(diào)制器2的輸出(經(jīng)過D/A變換)，輸入到構(gòu)成輸出濾波器1的FIR濾波器4的移位寄存器S的多個雙穩(wěn)態(tài)電路(F/F)F1，F(xiàn)2…Fn中的初級F/F(F1)中。δ-∑調(diào)制器2的輸出在各個F/F處延遲，將其Q輸出，倒相Q輸出從各個抽頭中取出后，施加到與恒流源級聯(lián)的MOS三極管T1，T1’…Tn、Tn’的各個控制端子上。
MOS三極管T1，T1’…Tn、Tn’根據(jù)所述各F/F(F1、F2…Fn)的Q輸出或倒相Q輸出，對來自于恒流源8a、8b的電流進行導通控制。這樣，來自于恒流源8a、8b的電流輸出，以FIR濾波器的濾波系數(shù)進行加權(quán)，并進行加法運算后輸出。
FIR濾波器4的電流輸出，在由全差動運算放大器6a和以相反極性連接在其輸入輸出端之間的反饋電阻6b、6b所組成的電流·電壓變換部6中被變換為電壓。在電流·電壓變換部6的輸出級上，連接有由包含單轉(zhuǎn)換運算放大器5a和圖示的多個電阻的應(yīng)用電路(附屬電路)所構(gòu)成的LPF結(jié)構(gòu)輸出電路5。
在以上結(jié)構(gòu)中，δ-∑調(diào)制器2的輸出信號在FIR濾波器4中被去掉高頻噪聲并被轉(zhuǎn)換電流值后輸出，接著，由此所得到的輸出電流，通過電流·電壓變換部6的全差動運算放大器6a的反饋電阻6b被進行電流·電壓轉(zhuǎn)換。在此，用全差動運算放大器作為運算放大器6a，是為了除去同相的噪聲，通過向全差動運算放大器6a的差動輸入能夠高效地除去同相的噪聲。
來自電流·電壓變換部6的輸出，被輸入到由單轉(zhuǎn)換運算放大器5a及其應(yīng)用電路所構(gòu)成的輸出電路5中，在此，高頻成分被進一步衰減，從輸出電路5得到與所述δ-∑調(diào)制器2的輸出信號相對應(yīng)的模擬輸出。
如上所述，本申請發(fā)明的FIR濾波器電流源，因使用了恒流源而不使用現(xiàn)有技術(shù)中的電流電壓轉(zhuǎn)換用的電阻，所以能夠防止熱噪聲的產(chǎn)生。另外，因輸出級使用了單轉(zhuǎn)換運算放大器5a，所以可以使作為放大量的增益在實際的電路中比通常能夠有6db左右的衰減，因而能夠使得噪聲特性得到進一步的改善。
本發(fā)明之一的效果因電流源為FIR進行動作，所以可得到陡峭的濾波特性，使所需頻率以上的電平陡峭地下降。另外，因在構(gòu)成FIR的電流源中不使用電阻，所以可以都用電流來調(diào)整FIR，能夠防止由電阻所產(chǎn)生的噪聲。
本發(fā)明之二的效果因由運算放大器的反饋電阻進行電流電壓的轉(zhuǎn)換，所以與現(xiàn)有技術(shù)的電阻電路相比，可以降低電阻減小量所產(chǎn)生的熱噪聲，并且用全差動運算放大器進行電流電壓轉(zhuǎn)換，能夠去除同相的噪聲。
本發(fā)明之三的效果通過用差動單轉(zhuǎn)換運算放大器作為輸出級可以進一步改善噪聲水平。
權(quán)利要求
1.一種δ-∑調(diào)制器的輸出濾波器，具備通過使來自δ-∑調(diào)制器的輸出數(shù)據(jù)、輸出到被級聯(lián)的多個延遲元件中的每一個，根據(jù)各個輸出、控制來自電流源的電流，得到以濾波特性加權(quán)的電流，并對該電流進行加法運算后輸出，的FIP濾波器，其特征在于所述的電流源為恒流源。
2.如權(quán)利要求1所述的δ-∑調(diào)制器的輸出濾波器，其特征在于在所述的FIP濾波器的輸出一側(cè)，具有以全差動運算放大器的反饋電阻而進行電流·電壓轉(zhuǎn)換的電流·電壓變換部。
3.如權(quán)利要求2所述的δ-∑調(diào)制器的輸出濾波器，其特征在于在所述的全差動運算放大器的輸出一側(cè)，具有差動單轉(zhuǎn)換運算放大器。
4.一種數(shù)字信號處理裝置，具備權(quán)利要求1～3中任一項所述的δ-∑調(diào)制器的輸出濾波器。
全文摘要
一種δ－∑調(diào)制器的輸出濾波器，使用將恒流源(8a、8b)作為電流源的FIR(4)，從移位寄存器(S)的各個抽頭中提取來自δ－∑調(diào)制器的輸出數(shù)據(jù)，以所提取的延遲信號控制MOS三極管(T1…Tn)，得到以對應(yīng)于恒流源(8a、8b)的抽頭的數(shù)目的FIR濾波系數(shù)加權(quán)的電流，對所得到的電流進行加法運算，同時，對由此得到的電流由全差動運算放大器(6a)的反饋電阻(6b)進行電流—電壓變換。從而可降低由在δ－∑調(diào)制器中的輸出濾波器中的電阻所產(chǎn)生的噪聲。
文檔編號H03H11/12GK1507159SQ20031012090
公開日2004年6月23日 申請日期2003年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月12日
發(fā)明者福田將和 申請人:羅姆股份有限公司