專(zhuān)利名稱(chēng)：選擇裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及選擇裝置，尤其涉及D/A轉(zhuǎn)換器中的例如選擇電流源輸出的選擇裝置及使用該選擇裝置的各種裝置。
以往，在構(gòu)成數(shù)字模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器時(shí)，為了獲得與輸入數(shù)字信號(hào)Din(Din為整數(shù))相對(duì)應(yīng)的電流輸出，要選擇Din個(gè)單元電流元(current cell)。由此，輸出電流I0為I0＝Icell×Din而進(jìn)行數(shù)字—模擬轉(zhuǎn)換。
然而，一般電流元因散布等影響具有誤差，假設(shè)電流元的各個(gè)誤差為εi，則I0所含誤差可用下述(1)式表示。Σi=0Dinϵi------(1)]]>于是，微分線(xiàn)性誤差DNL為下式(2)之值，這樣的誤差直接反映工藝過(guò)程不一致，它決定了轉(zhuǎn)換精度。
DNL＝εi(2)因此，用這種方式要進(jìn)行高精度轉(zhuǎn)換，就得采用昂貴的、高精度工藝過(guò)程或者通過(guò)微調(diào)等來(lái)進(jìn)行調(diào)整，從而成本隨之提高。
作為對(duì)此改善的方法有動(dòng)態(tài)元件配合法〔1〕。
此方法是設(shè)轉(zhuǎn)換時(shí)間為T(mén)s、位數(shù)為nDA時(shí)，每Ts/2nDA就切換所用電流元，在各個(gè)轉(zhuǎn)換中使所有單元均等使用。這樣，輸出電荷Qout可用下式(3)表示Qout=Σi=12nDAIiTs2nDADin]]>=Ts2nDADinIoΣi=12nDA(1+ϵi)=IavTsDin-----(3)]]>式中，Ii為下式所示那樣的第i個(gè)單元的輸出電流。12nDAΣi=12nDA(1+ϵi)=1]]>而且，Iav=Ts2nDAΣi=12nDA(1+ϵi)]]>為常數(shù)。
因此，各電流元的誤差只影響增益誤差，即使在偏差的情況下，也能實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換精度。即通過(guò)使各單元的誤差均時(shí)來(lái)改善精度。
但是，在動(dòng)態(tài)元件配合法中，各單元的選擇必須在轉(zhuǎn)換時(shí)間1/2nDA時(shí)進(jìn)行，要求器件高速工作。
如上所述，以往方法存在這樣的缺點(diǎn)，即性能會(huì)因器件例如電流元的偏差而大幅度降低。另外，在采用動(dòng)態(tài)元件配合法中，必須進(jìn)行高速轉(zhuǎn)換，而要達(dá)到高速轉(zhuǎn)換工作，比較困難。
本發(fā)明的目的在于提供一種能改善上述問(wèn)題、把動(dòng)作速度抑制得較低、減少誤差尤其能減少所定頻率誤差的選擇裝置。
本發(fā)明提供一種選擇裝置，它包括將相互具有誤差的電流元的各自是否使用進(jìn)行積分的積分器；根據(jù)上述積分結(jié)果，按照輸入信號(hào)，選擇使用次數(shù)少的控制對(duì)象的選擇器。
本發(fā)明提供一種選擇裝置，其特征在于包括具有表示相互具有誤差的選擇對(duì)象的各個(gè)選擇情況的圖表(テ-ブル)，并將該圖表所示各選擇對(duì)象的有無(wú)選擇作一次以上積分的積分器；根據(jù)上述積分器的積分結(jié)果及輸入信號(hào)，對(duì)上述選擇對(duì)象進(jìn)行選擇的選擇器。
本發(fā)明提供一種數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，其特征在于它包括并聯(lián)連接多個(gè)電流源、有選擇地將上述電流源接至輸出端的多個(gè)開(kāi)關(guān)；具有表示上述電流源各選擇情況的圖表，并將該圖表所示各電流源的有無(wú)選擇作一次以上積分的積分器；根據(jù)上述積分器的積分結(jié)果及輸入信號(hào)，有選擇地使上述開(kāi)關(guān)動(dòng)作的選擇器。
本發(fā)明提供一種數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，其特征在于它包括并聯(lián)連接多個(gè)電容器，選擇上述電容器，對(duì)應(yīng)上述所選電容器的電荷而產(chǎn)生輸出的開(kāi)關(guān)電路；具有表示上述電容器各選擇情況的圖表，并將該圖表所示各電容器的有無(wú)選擇作一次以上積分的積分器；為了按照上述積分器的積分結(jié)果以及輸入信號(hào)選擇上述電容器而驅(qū)動(dòng)上述開(kāi)關(guān)電路的選擇器。
本發(fā)明提供一種數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，其特征在于它包括有選擇地將多個(gè)電壓源接至加法器，并將相加結(jié)果接至輸出端的開(kāi)關(guān)電路；具有表示上述各電壓源選擇情況的圖表，并將該圖表所示各電壓源的有無(wú)選擇作一次以上積分的積分器；為了按照上述積分器的積分結(jié)果及輸入信號(hào)選擇上述電壓源而驅(qū)動(dòng)上述開(kāi)關(guān)電路的選擇器。
本發(fā)明提供一種選擇裝置，其特征在于它包括由多個(gè)輸入選擇信號(hào)的延遲時(shí)間手段、分別接至上述多個(gè)延時(shí)手段的多個(gè)系數(shù)手段、將上述系數(shù)手段的輸出進(jìn)行反饋的反饋手段以及將上述系數(shù)手段的輸出進(jìn)行前饋的前饋手段所構(gòu)成的濾波手段；根據(jù)上述濾波手段的輸出，選擇上述延時(shí)手段的選擇器。
本發(fā)明提供一種選擇裝置，其特征在于將上述濾波手段的零點(diǎn)配置于DC以外的點(diǎn)。
本發(fā)明提供一種選擇裝置，其特征在于它包括將互相具有誤差的選擇對(duì)象的各自有無(wú)使用作一次以上積分的積分器；在輸入信號(hào)上疊加高頻顫動(dòng)信號(hào)，輸出相加信號(hào)的加法器；根據(jù)上述積分器的積分結(jié)果及上述相加信號(hào)進(jìn)行上述選擇對(duì)象的選擇的選擇器。
本發(fā)明提供一種△-∑調(diào)制式數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，它由多比特內(nèi)部D/A變換器構(gòu)成，該變換器包括具有一個(gè)以上的積分器、量化器和系數(shù)手段的反饋手段；將選擇對(duì)象各自有無(wú)使用進(jìn)行積分的積分器；根據(jù)上述積分器的輸出結(jié)果及輸入信號(hào)，進(jìn)行上述選擇對(duì)象的選擇的選擇器。
本發(fā)明提供一種△-∑調(diào)制式數(shù)字模擬變換器，它由多比特內(nèi)部D/A變換器構(gòu)成，該變換器包括將具有一個(gè)以上的積分器、量化器和系數(shù)手段的反饋手段所構(gòu)成的△-∑調(diào)制器作串聯(lián)連接的串聯(lián)式△-∑型調(diào)制器；連接于上述串聯(lián)式△-∑調(diào)制器，并將選擇對(duì)象各自有無(wú)使用進(jìn)行積分的積分器；根據(jù)上述積分器的積分結(jié)果及輸入信號(hào)，進(jìn)行上述選擇對(duì)象的選擇的選擇器。
本發(fā)明提供一種△-∑調(diào)制式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，它由多比特內(nèi)部D/A變換器構(gòu)成，該變換器包括具有一個(gè)以上的積分器、量化器和系數(shù)手段的反饋手段；將選擇對(duì)象各自有無(wú)使用進(jìn)行積分的積分器；根據(jù)上述積分結(jié)果進(jìn)行上述選擇對(duì)象的選擇的選擇器。
本發(fā)明提供一種△-∑調(diào)制式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，它由多比特內(nèi)部D/A變換器構(gòu)成，該變換器包括將具有一個(gè)以上的積分器、量化器及系數(shù)手段的反饋手段所構(gòu)成的△-∑調(diào)制器作串聯(lián)連接的串聯(lián)式△-∑型調(diào)制器；連接于上述串聯(lián)式△-∑調(diào)制器，并將選擇對(duì)象各自有無(wú)使用進(jìn)行積分的積分器；根據(jù)上述積分器的積分結(jié)果，進(jìn)行上述選擇對(duì)象的選擇的選擇器。
本發(fā)明提供一種調(diào)制器，其特征在于它包括復(fù)制載波的多個(gè)復(fù)制器；選擇上述復(fù)制器輸出的開(kāi)關(guān)電路；對(duì)作為選擇對(duì)象的上述復(fù)制器各自有無(wú)使用作一次以上積分的積分器；為了按照上述積分器的積分結(jié)果及輸入信號(hào)進(jìn)行上述復(fù)制器的選擇而驅(qū)動(dòng)上述開(kāi)關(guān)電路的選擇器。
本發(fā)明提供一種電氣音響轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于它包括多個(gè)揚(yáng)聲器；選擇上述揚(yáng)聲器輸出的開(kāi)關(guān)電路；對(duì)作為選擇對(duì)象的上述揚(yáng)聲器各自有無(wú)使用作一次以上積分的積分器；為了按照上述積分器的積分結(jié)果及輸入信號(hào)進(jìn)行上述揚(yáng)聲器的選擇而驅(qū)動(dòng)上述開(kāi)關(guān)電路的選擇器。
本發(fā)明能減少任意頻率上的誤差影響，可謀求大幅度地提高精高。又因不必要很高的器件精度，因而不需高精度器件，從而可降低成本。
以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。


圖1是本發(fā)明第1實(shí)施例的選擇裝置的方框圖。
圖2是圖1所示選擇器的方框圖。
圖3是連接圖1選擇裝置的電流元電路圖；圖4是表示電容器陣列電路的圖。
圖5是第2實(shí)施例的選擇裝置的方框圖；圖6表示選擇信號(hào)的格式。
圖7表示有關(guān)第2實(shí)施例誤差的等效電路。
圖8表示有關(guān)第2實(shí)施例誤差的仿真結(jié)果。
圖9是第3實(shí)施例的選擇裝置的方框圖。
圖10是第4實(shí)施例的選擇裝置的方框圖。
圖11是第5實(shí)施例的選擇裝置的方框圖。
圖12是第6實(shí)施例的選擇裝置的方框圖。
圖13是第7實(shí)施例的選擇裝置的方框圖。
圖14表示有關(guān)第7實(shí)施例誤差的仿真結(jié)果。
圖15是用本發(fā)明選擇裝置的發(fā)送器的方框圖。
圖16是第8實(shí)施例的選擇裝置的方框圖。
圖17是第9實(shí)施例的選擇裝置的方框圖。
圖18是第10實(shí)施例的選擇裝置的方框圖。
圖19是第11實(shí)施例的選擇裝置的方框圖。
圖20是第12實(shí)施例的選擇裝置的方框圖。
圖21是第13實(shí)施例的選擇裝置的方框圖。
圖22是第14實(shí)施例的選擇裝置的方框圖。
圖23是第15實(shí)施例的選擇裝置的方框圖。
圖24是第16實(shí)施例的選擇裝置的方框圖。
圖25是第17實(shí)施例的選擇裝置的方框圖。
圖中13為選擇器，14、141—14n為積分器，211—21n為開(kāi)關(guān)，221—22n為電流元，25為D/A轉(zhuǎn)換器，28為高頻顫動(dòng)信號(hào)發(fā)生器，30為D/A轉(zhuǎn)換器。
圖1表示本發(fā)明第1實(shí)施例的選擇裝置的框圖，圖2表示圖1選擇裝置的選擇器。圖1選擇裝置如圖3所示，與電流元連接。
如圖1所示，選擇裝置由接在輸入端11和輸出端12之間的選擇器13和接至該選擇器13的輸出端的2級(jí)積分器，即第1積分器141及第2積分器142所構(gòu)成。2級(jí)積分器141、142的輸出端連接在選擇器13的控制端上。選擇器13根據(jù)輸入按第1積分器141和第2積分器142的線(xiàn)性和為小的順序輸出所選選擇信號(hào)。此選擇信號(hào)是從可選擇的對(duì)象中，只選擇對(duì)應(yīng)輸入數(shù)的選擇對(duì)象(即選擇電流元)的信號(hào)，積分器141及142將上述選擇信號(hào)進(jìn)行積分。
也就是說(shuō)，如圖2所示，積分器141及142的輸出端子分別接至選擇器13的乘法器16及17上。這些乘法器將積分器141及142的積分輸出與預(yù)定系數(shù)作乘法運(yùn)算。乘法器16及17的輸出經(jīng)加法器18相加，加法輸出通過(guò)比較器19對(duì)應(yīng)輸入而互相比較，檢出大小關(guān)系。選擇器20將在比較器19中獲得的小值的相加輸出選擇出來(lái)，作為選擇信號(hào)輸出。
來(lái)自選擇器13的選擇器20的選擇信號(hào)有選擇地開(kāi)閉圖3所示電流元電路的開(kāi)關(guān)211—21n，并有選擇地與電流元221—22n結(jié)合。
這樣，即使在各電流元有誤差情況下，也能減少電流元整體輸出的誤差。而且，不必像以往動(dòng)態(tài)元件配合法那樣要在轉(zhuǎn)換時(shí)間為1/2nDA下進(jìn)行各單元的選擇，對(duì)器件不要求高速工作。
在本實(shí)施例中，用電流元作為選擇對(duì)象，本發(fā)明一般來(lái)說(shuō)對(duì)于疊加有誤差的值而獲得輸出的裝置都有效。例如，能運(yùn)用于圖4所示那樣的電容器陣列。根據(jù)本實(shí)施例，以鐘脈沖CK1閉合開(kāi)關(guān)SW11—SW1n，電容器C11—C1n被充電。以鐘脈沖CK2閉合所選開(kāi)關(guān)，例如閉合開(kāi)關(guān)SW21，將所選電容器C11接至輸出方，傳送對(duì)應(yīng)電容器C2的電荷，獲得輸出。此電容器C11—C1n的選擇中，若用本發(fā)明的選擇裝置構(gòu)成D/A轉(zhuǎn)換器，則電容器即使有誤差，也能減少其影響。
下面，參見(jiàn)圖5，以本發(fā)明的選擇裝置具體例子作為第2實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在該實(shí)施例中，用以Z-1表示的延遲器件及加法器構(gòu)成積分器141及142，積分器142的輸出輸入至選擇器13。
其中，選擇器13的輸出即選擇信號(hào)，由圖6所示的多個(gè)信號(hào)構(gòu)成，各信號(hào)可取0、1二個(gè)值。若信號(hào)為1，則選擇對(duì)應(yīng)的電流元，若為0，則不選擇。而且，安排積分器141及142分別對(duì)該選擇信號(hào)的各個(gè)信號(hào)進(jìn)行積分。從而，也可以考慮讓多個(gè)積分器并列連接。
在此，圖3所示電流元的電流Ii可用下式(4)和(5)表示。
Ii＝Iav(1＋εi) (4)Iav=1nΣi=1nIi------(5)]]>
并且，表示時(shí)刻K的選擇信號(hào)的矢量可用下式(6)表示X(k)＝[x1(k)x2(k)…xi(k)…xn(k)]T，(6)設(shè)定輸入信號(hào)為U(k)，U(k)取0至n的整數(shù)值。
選擇器13的動(dòng)作是要實(shí)現(xiàn)以積分器141及142的輸出In(k)的值為小的順序輸入，只對(duì)應(yīng)輸入的數(shù)，將選擇信號(hào)設(shè)定為1。
X(k)表示選擇的電流元，電流輸出Iout可用下式(7)和(8)求得。
Iout(k)＝<C.X(k)> (7)C＝[Iav(1＋ε1)Iav(1＋ε2)…Iav(1＋εi)…Iav(1＋εn)] (8)式中，<·，·>表示矢量的內(nèi)積其中，如上所述，X是表示電流元選擇的矢量，如(7)式所示，實(shí)際輸出的電流中包括誤差I(lǐng)outerr，該誤差可用下式(9)和(10)表示。
Iouterr(k)＝<Cerr·X(k)> (9)Cerr＝[Iavε1Iavε2…Iavεi…Iavεn](10)從而，X(k)也決定了輸出所含誤差。而且，由(4)式、(5)式得出下式(11)。Σi=1nϵi=0--------(11)]]>
因此，說(shuō)選擇器13的工作是要達(dá)到以積分器141及142的輸出In(k)之值為小的順序，只將對(duì)應(yīng)輸入數(shù)選擇信號(hào)設(shè)定為1，也可等同地說(shuō)成是只用輸入數(shù)要素來(lái)選擇In(K)矢量和離逆向矢量最近的矢量X(k)。
用下式(12)表示此時(shí)的誤差矢量。
Q(k)＝In(k)＋X(k)＝[q1(k)q2(k)…qi(k)…qn(k)]T(12)此情況下，若將轉(zhuǎn)換寫(xiě)為Q(Z)，有關(guān)本實(shí)施例誤差的等效電路就能用如圖7所示那樣來(lái)表示。
用下式(13)可求出該等效電流中自誤差Q至X的傳遞函數(shù)X(z)=(1-z-1)2(1-a2)z-2+(-2+a1+a2)z-1+1Q(z)-----(13)]]>若α1＝1、α2＝1，則下式(14)成立。
X(z)＝(1-z-1)2Q(z) (14)由此可見(jiàn)，Q(Z)乘上噪聲整形項(xiàng)(1—Z-1)2，受到二階的整形。圖8表示該輸出中誤差信號(hào)的仿真結(jié)果，由此圖可知，在低頻區(qū)域中誤差受到抑制。
實(shí)際的輸出，可以將圖3所示輸出I0作為電流輸出，或者通過(guò)電流-電壓變換獲得電壓輸出。
如上所述，利用本實(shí)施例，能在DC附近大幅度地減少各電流元誤差的影響，即使器件存在散布的場(chǎng)合，也能構(gòu)成高精度的D/A轉(zhuǎn)換器。又因不需要高精度的工藝處理，所以能謀求成本的降低。
以下，參見(jiàn)圖9說(shuō)明第3實(shí)施例。此實(shí)施例中用一個(gè)積分器14以簡(jiǎn)化構(gòu)成。因噪聲整形(ノイズシェ—ピング)特性為一階較平坦，故對(duì)于附加抽樣(over sampling)比取得不太大時(shí)很有效。而且，還能緩和后置濾波器的特性。
此外，用α2能設(shè)定以整形抑制噪聲的頻率。例如設(shè)α2＝－1，就能設(shè)定為1/2抽樣頻率。
圖10表示第4實(shí)施例，根據(jù)該實(shí)施例，連接有三個(gè)積分器141、142及143，因此實(shí)現(xiàn)了三階的整形特性。通過(guò)設(shè)定高階的整形特性，能進(jìn)一步減少DC附近的噪聲，可高精度轉(zhuǎn)換。
有關(guān)此時(shí)誤差的傳遞特性，可用下式(15)表示。X(z)＝(1-z-1)3(a3-1)z-3+(-a2-2a3+3)z-2+(a1+a2+a3-3)z-1+1Q(z)]]>(15)在此，一般在三階以上的△-∑調(diào)制器中，因上述傳遞函數(shù)的極置于原點(diǎn)時(shí)工作不穩(wěn)定，必須將極置于單位圓內(nèi)側(cè)的穩(wěn)定點(diǎn)上。
同樣，還能實(shí)現(xiàn)更高階的整形特性。圖11示出了n階情況下的第5實(shí)施例。據(jù)此實(shí)施例，可設(shè)置n階積分器14l—14n。這樣，通過(guò)提高階數(shù)，能進(jìn)一步提高精度。
接著，參見(jiàn)圖12說(shuō)明用n階情況下的其它構(gòu)成法時(shí)的第6實(shí)施例。
此實(shí)施例中，數(shù)字濾波器15接在選擇信號(hào)輸出端12和選擇器13的控制端之間。該數(shù)字濾波器15由以下電路構(gòu)成輸入選擇信號(hào)的多個(gè)延遲電路DL1—DLn、分別連接上述多個(gè)延遲電路并連至選擇器13的多個(gè)系數(shù)電路α1—αn以及分別連接延遲電路DLl—DLn并且接至選擇信號(hào)輸出端12的多個(gè)系數(shù)電路β1—βn。
通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，能把噪聲傳遞特性的零點(diǎn)和極配置于任意點(diǎn)。從而，不僅能減少DC附近的誤差，還能減少高頻中的誤差。例如四階情況下，設(shè)定2個(gè)零點(diǎn)于原點(diǎn)，設(shè)定2個(gè)零點(diǎn)于fs/m，并且設(shè)圖中虛線(xiàn)所示部分的由Fin至Fout的傳遞函數(shù)為F(z)＝〔Z(z)〕/〔P(z)〕時(shí)，可以下式(16)所示決定βi。P(z)=(1-z-1)2(1-2cos(πm)z-1+z-2)-----(16)]]>此時(shí)，以αi進(jìn)行極的設(shè)定。利用這種方式，還能直接轉(zhuǎn)換如超外差式中的中頻信號(hào)那樣的帶通信號(hào)。
圖13示出了在二階情況下將零點(diǎn)置于fs/4使精度提高的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，數(shù)字濾波器15的系數(shù)設(shè)定成α1＝0、α2＝－1、α3＝0、β1＝0、β2＝2。此外，此時(shí)誤差的頻率特性的仿真結(jié)果示于圖14。由此仿真結(jié)果可知通過(guò)噪聲整形能減少fs/4附近的誤差成份。
圖15示出了采用本發(fā)明的發(fā)送器的實(shí)施例。依據(jù)該實(shí)施例，輸入數(shù)字信號(hào)經(jīng)采用本發(fā)明的D/A轉(zhuǎn)換器25，轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，又通過(guò)濾波器26使不需要的信號(hào)衰減，轉(zhuǎn)換頻率后，經(jīng)放大器27進(jìn)行放大獲得輸出。
這里，輸入數(shù)字信號(hào)采用經(jīng)必要調(diào)制的IF信號(hào)。因此，就不需要高精度的模擬調(diào)制器。通過(guò)用本發(fā)明的選擇裝置的D/A轉(zhuǎn)換器25，能實(shí)現(xiàn)高精度的數(shù)字—模擬轉(zhuǎn)換，能獲得高精度的IF信號(hào)。從而，能容易地構(gòu)成高精度發(fā)送器。
在IF頻率較低的情況下，通過(guò)以數(shù)字調(diào)制直接改變載頻信號(hào)，也可省去變頻器。
下面，參見(jiàn)圖16說(shuō)明將高頻顫動(dòng)信號(hào)用于本發(fā)明的第7實(shí)施例。
上述實(shí)施例中存在這樣的缺點(diǎn)，即把DC信號(hào)提供至輸入信號(hào)時(shí)，電流元的選擇變成周期性的，噪聲成分集中于特定頻率處。
在本實(shí)施例中，用加法器29在輸入信號(hào)上加上高頻顫動(dòng)信號(hào)發(fā)生器28的高頻顫動(dòng)信號(hào)，因此，即使DC輸入時(shí)也給輸入帶來(lái)變化，減少噪聲成分的集中。加上去的高頻顫動(dòng)信號(hào)通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器30，經(jīng)輸出一側(cè)的加法器31進(jìn)行減法運(yùn)算而去除。另外，在將輸出信號(hào)接至低通濾波器、獲得最終輸出的情況下，也能通過(guò)將高頻顫動(dòng)信號(hào)頻率設(shè)定為比低通濾波器截止頻率更高的頻率，而去除它。
接著，參見(jiàn)圖17說(shuō)明將本發(fā)明用于△-∑調(diào)制式D/A轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器時(shí)的第8實(shí)施例。
根據(jù)該實(shí)施例，具有積分器311和312、量化器32、系數(shù)器331和332以及延遲電路34的反饋電路連接于D/A轉(zhuǎn)換器35上。該D/A轉(zhuǎn)換器35上設(shè)有本發(fā)明的選擇裝置。
作為△-∑調(diào)制式D/A轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部D/A變換器，多數(shù)場(chǎng)合采用理論上不產(chǎn)生相對(duì)誤差的1位轉(zhuǎn)換器。這種情況下若采用本發(fā)明的選擇裝置的D/A轉(zhuǎn)換器，則不用說(shuō)相對(duì)誤差，還能減少絕對(duì)誤差。如上所述，一般產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓、電流中含有誤差。此誤差以真值為中心分布，當(dāng)其平均為0時(shí)，也能減少其絕對(duì)精度的誤差。
還有，把多比特型轉(zhuǎn)換器用于△-∑調(diào)制式D/A轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部A/D及D/A變換器時(shí)，能使A/D及D/A的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度每加長(zhǎng)1比特，就改善6dB的S/N(信噪比)。但是，內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的噪音就這樣直接出現(xiàn)在輸出中。多位型轉(zhuǎn)換器用于以往的內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器時(shí)，存在這樣的缺點(diǎn)，即由于內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度一般低于作為目標(biāo)的轉(zhuǎn)換精度，整體的轉(zhuǎn)換精度就由該內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器的精度所決定，不能實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換精度。另外，為了實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換精度，就必須進(jìn)行微調(diào)等，隨之成本也就提高。
若將采用本發(fā)明的選擇裝置的D/A轉(zhuǎn)換器用于△-∑調(diào)制式D/A轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器時(shí)，則能在DC附近大幅度減少對(duì)構(gòu)成電流元等內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器的器件的精度影響。因此，用本發(fā)明時(shí)，即使采用降低器件精度的工藝過(guò)程等，也能謀求整體轉(zhuǎn)換精度的提高。
還有，一般來(lái)說(shuō)，三階以上的△-∑調(diào)制器不穩(wěn)定，但將多位型轉(zhuǎn)換器用于內(nèi)部A/D及D/A轉(zhuǎn)換器時(shí)，能使其穩(wěn)定工作。若能提高△-∑調(diào)制器的階數(shù)，就能降低附加抽樣率，也就不必使用高速器件。此外，在相同的附加抽樣率下使其工作時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)更高精度的變換。
這里，若將帶通型轉(zhuǎn)換器用于上述△-∑調(diào)制器及本發(fā)明的選擇裝置中，還能實(shí)現(xiàn)帶通式的、即，使任意頻率上的轉(zhuǎn)換精度提高的D/A轉(zhuǎn)換器。作為其一例，在圖18所示的帶通式△-∑調(diào)制器的內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器中，采用圖13所示的帶通式選擇裝置的D/A轉(zhuǎn)換器。而圖18所示的實(shí)施例是將零點(diǎn)置于fs/4，使fs/4處精度提高。
圖18的實(shí)施例中，來(lái)自延遲電路341和342的節(jié)點(diǎn)的延遲信號(hào)，經(jīng)反相電路37反相后，輸入至量化電路32，被量化。
圖17所示的實(shí)施例中，選擇裝置的輸入，即內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器35的輸入成為△-∑調(diào)制器的輸出。因此，即使輸入信號(hào)上加上DC時(shí)，選擇裝置的輸入也變成接受△-∑調(diào)制的信號(hào)。此外，若使△-∑調(diào)制器的D/A轉(zhuǎn)換器為多位型，則能降低調(diào)制器本身的噪聲成分的集中。因此，將DC信號(hào)直接輸入至本發(fā)明的選擇裝置時(shí)，雖存在特定頻率上噪音成分集中的缺點(diǎn)，但本實(shí)施例中，能減輕其影響。
下面，參見(jiàn)圖19說(shuō)明將本發(fā)明用于串級(jí)式△-∑調(diào)制D/A轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器時(shí)的第9實(shí)施例。
串級(jí)式△-∑調(diào)制器是通過(guò)串接包含積分器14的△-∑調(diào)制器而實(shí)現(xiàn)高階的調(diào)制器，即使在構(gòu)成三階以上的調(diào)制器中也能達(dá)到穩(wěn)定，亦稱(chēng)MASH型。
MASH的缺點(diǎn)是即使各個(gè)△-∑調(diào)制器的輸出為1位時(shí)，最終輸出也為多位，這就需要多位的D/A轉(zhuǎn)換器。調(diào)制器整體性能受該多位D/A轉(zhuǎn)換器性能的限制，以往該D/A轉(zhuǎn)換器是采用PWM等來(lái)實(shí)現(xiàn)。而用PWM時(shí)，必須用D/A轉(zhuǎn)換時(shí)間幾分之一時(shí)間的脈沖，這就必需要有非常高的鐘頻。因此，要實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換精度，就需要高速器件，而且電力損耗也很大。
若采用本發(fā)明的選擇裝置的D/A轉(zhuǎn)換器作為上述MASH型D/A轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部轉(zhuǎn)換器，則就不需要高速時(shí)鐘脈沖就能實(shí)現(xiàn)高精度的轉(zhuǎn)換。而且，還能降低鐘頻，減少電力損耗。
本實(shí)施例中所表示的情況是串接的各個(gè)△-∑調(diào)制器的積分器為一個(gè)，即為一階調(diào)制器，但也可以做成連接有n個(gè)積分器的n階型的調(diào)制器。
以下，參見(jiàn)圖20說(shuō)明將本發(fā)明用于△-∑調(diào)制式A/D轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器時(shí)的第10實(shí)施例。
在△-∑D/A轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部A/D及D/A轉(zhuǎn)換器中采用多位型情況下，將A/D及D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度每加長(zhǎng)1位，就能使S/N(信噪比)改善6dB。但是，內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的噪聲直接在輸出中出現(xiàn)。以往，將多位型的用于內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器時(shí)，存在這樣的缺點(diǎn)，即內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度一般比作為目標(biāo)的轉(zhuǎn)換精度低，因此，整體轉(zhuǎn)換精度由該內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器的精度所決定，不能實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換精度。還有，要實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換精度，就必須進(jìn)行微調(diào)等，隨之成本會(huì)提高。
若在△-∑調(diào)制式D/A轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器中，采用使用本發(fā)明的選擇裝置的D/A轉(zhuǎn)換器，則能在DC附近大幅度減輕對(duì)構(gòu)成電流元等的內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器的器件的精度影響。因此，在采用本發(fā)明的情況下，即使使用的器件工藝過(guò)程精度較差的話(huà)，也能謀求整體轉(zhuǎn)換精度的提高。
一般來(lái)說(shuō)，三階以上的△-∑調(diào)制器工作會(huì)不穩(wěn)定，在內(nèi)部A/D及D/A轉(zhuǎn)換器中，使用多位型的轉(zhuǎn)換器時(shí)，能使工作穩(wěn)定。若能提高△-∑調(diào)制器的階數(shù)，就能降低附加抽樣率，也就不必使用高速器件。而且，讓以相同的附加抽樣率工作時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)高精度轉(zhuǎn)換。
圖20所示的內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器36的輸出，分別連接于積分器311、312的輸入。在△-∑調(diào)制器中，因?yàn)镈/A轉(zhuǎn)換器36的誤差影響，是初級(jí)為最大，因此，若將采用本發(fā)明的選擇裝置的D/A轉(zhuǎn)換器即使只用于初級(jí)的D/A轉(zhuǎn)換，也能獲得很大效果。
以上，就DC處具有零點(diǎn)的△-∑調(diào)制器進(jìn)行了說(shuō)明，但若將帶通式的用在上述△-∑調(diào)制器及本發(fā)明的選擇裝置中，則能實(shí)現(xiàn)帶通型的D/A轉(zhuǎn)換器，即能實(shí)現(xiàn)使任意頻率處的轉(zhuǎn)換精度提高的D/A轉(zhuǎn)換器。
作為其一例，圖21示出了將零點(diǎn)置于fs/4，使fs/4處精度提高的實(shí)施例。在圖21所示的帶通型△-∑調(diào)制器的內(nèi)部D/A中，采用了使用圖13所示的帶通式選擇裝置的D/A轉(zhuǎn)換器36。
圖20所示實(shí)施例中，選擇裝置的輸入，即內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器的輸入為△-∑調(diào)制器的輸出。因此，即使將DC提供輸入信號(hào)，選擇裝置的輸入也會(huì)成為受到△-∑調(diào)制的信號(hào)。再者，若將△-∑調(diào)制器的D/A轉(zhuǎn)換器作成多位型，則能減輕調(diào)制器本身噪聲成分的集中。因此，雖然將DC信號(hào)直接輸入至本發(fā)明的選擇裝置時(shí)，存在特定頻率處噪聲成分集中的缺點(diǎn)，但在本實(shí)施例情況下，能減輕其影響。
下面，參見(jiàn)圖22說(shuō)明將本發(fā)明用于串級(jí)型△-∑調(diào)制A/D轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器的第11實(shí)施例。
串級(jí)式△-∑調(diào)制器是通過(guò)將△-∑調(diào)制器串接而實(shí)現(xiàn)的高階調(diào)制器，即使當(dāng)構(gòu)成三階以上的調(diào)制器時(shí)，也能穩(wěn)定地工作，亦稱(chēng)MASH型。
MASH的缺點(diǎn)是為了數(shù)字化式地消除各△-∑調(diào)制器中混入的量化噪聲，各△-∑調(diào)制器的傳遞特性與理論值之差成為對(duì)消誤差(キャンセルエラ—)而直接表現(xiàn)出來(lái)，因此，對(duì)器件精度方面的要求很?chē)?yán)。
對(duì)此，若在各級(jí)中使用多位的內(nèi)部A/D及D/A轉(zhuǎn)換器，就能使量化噪聲自身減少，能減輕上述消除器的影響。
因此，若采用使用本發(fā)明選擇裝置的D/A轉(zhuǎn)換器，則能在DC附近大幅度地減輕對(duì)于構(gòu)成電流元等的內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器的器件的精度影響，從而，能實(shí)現(xiàn)高精度轉(zhuǎn)換器。
在此，上述對(duì)消誤差的影響，在第2級(jí)以后能通過(guò)噪聲整形減小，所以此影響比初級(jí)小。因此，即使只在初級(jí)中使用本發(fā)明的內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器情況下，也能獲得很好效果。
再參見(jiàn)圖23說(shuō)明第12實(shí)施例。
作為減少初級(jí)中對(duì)消誤差的方法，有將初級(jí)的△-∑調(diào)制器做成二階以上的方法。例如二階的情況下，初級(jí)中的傳遞特性與理論值之差給予對(duì)消誤差的影響，受到1次噪聲整形。從而，能減輕對(duì)器件精度的影響。
若再在其中采用使用本發(fā)明的選擇裝置的D/A轉(zhuǎn)換器，則能在DC附近大幅度地減少對(duì)于構(gòu)成電流元等的內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器的器件的精度影響，所以能構(gòu)成更高精度轉(zhuǎn)換器。
圖24示出了將本發(fā)明用于調(diào)幅器的第13實(shí)施例。
在該實(shí)施例中，將載波發(fā)生器OSC的輸出端接至并聯(lián)連接的晶體管TR1—TRn的各基極端，從接于集電極端子的電阻R上獲得輸出電壓。在電阻R與晶體管TR1—TRn的集電極之間插入開(kāi)關(guān)SW1—SWn，通過(guò)根據(jù)開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入進(jìn)行控制，使載波振幅可變，獲得調(diào)幅輸出。在該開(kāi)關(guān)控制中，通過(guò)使用本發(fā)明的選擇裝置，能緩和由各晶體管和開(kāi)關(guān)等不完善性所引起的誤差影響，從而能實(shí)現(xiàn)高精度調(diào)制器。
還有，在載波中使用方波時(shí)，晶體管作為開(kāi)關(guān)而工作，因此，僅用開(kāi)關(guān)就能構(gòu)成調(diào)制器，能使晶體管非線(xiàn)性引起的影響抑制在最小限度，能構(gòu)成更高精度調(diào)制器。
再參見(jiàn)圖25說(shuō)明將本發(fā)明用于揚(yáng)聲器系統(tǒng)的第14實(shí)施例。
配置多個(gè)揚(yáng)聲器SP，將各揚(yáng)聲器SP分別替換第8實(shí)施例所示的D/A轉(zhuǎn)換器而進(jìn)行連接，使第8實(shí)施例的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)。根據(jù)D/A轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)，用本發(fā)明的選擇裝置選擇揚(yáng)聲器SP，并用0、1或者－1信號(hào)去驅(qū)動(dòng)它。由此，僅用開(kāi)關(guān)就能驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。從而，能減少以往用模擬放大器驅(qū)動(dòng)時(shí)，因放大器性能而引進(jìn)的劣化。
如上所述，利用本發(fā)明能減小模擬器件精度對(duì)轉(zhuǎn)換精度的影響，不用提高工作速度就能實(shí)現(xiàn)高精度轉(zhuǎn)換。又，因?qū)ζ骷纫蟛桓?，不需要昂貴的工藝處理和微調(diào)等，從而能降低成本、實(shí)現(xiàn)小型化，而且因工作速度降低而謀求低電耗。
權(quán)利要求
1.一種選擇裝置，其特征在于包括將相互具有誤差的選擇對(duì)象的各自使用次數(shù)作一次以上積分的積分器；根據(jù)上述積分器的積分結(jié)果，按照輸入信號(hào)，對(duì)上述選擇對(duì)象進(jìn)行選擇的選擇器。
2.一種選擇裝置，其特征在于包括具有表示相互具有誤差的選擇對(duì)象的各選擇情況的圖表、并將該圖表所示的各選擇對(duì)象的選擇次數(shù)作一次以上積分的積分器；根據(jù)上述積分器的積分結(jié)果及輸入信號(hào)，對(duì)上述選擇對(duì)象進(jìn)行選擇的選擇器。
3.一種選擇裝置，其特征在于包括由多個(gè)輸入選擇信號(hào)的延時(shí)手段、分別連接所述多個(gè)延時(shí)手段的多個(gè)系數(shù)手段、將所述系數(shù)手段的輸出進(jìn)行反饋的反饋手段、將所述系數(shù)手段的輸出進(jìn)行前饋的前饋手段構(gòu)成的濾波手段；根據(jù)所述濾波手段的輸出，對(duì)選擇對(duì)象進(jìn)行選擇的選擇器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的選擇裝置，其特征在于，將上述濾波手段的零點(diǎn)配置于DC以外的點(diǎn)。
5.一種選擇裝置，其特征在于包括將相互具有誤差的選擇對(duì)象的各自使用次數(shù)作一次以上積分的積分器；在輸入信號(hào)上疊加高頻顫動(dòng)信號(hào)，輸出相加信號(hào)的加法器；根據(jù)上述積分器的積分結(jié)果及上述相加信號(hào)，進(jìn)行上述選擇對(duì)象的選擇的選擇器。
全文摘要
一種選擇裝置，它包括對(duì)相互具有誤差的電流元的各自使用次數(shù)進(jìn)行積分的積分器；根據(jù)該積分器的積分結(jié)果并對(duì)應(yīng)輸入信號(hào)選擇次數(shù)少的控制對(duì)象的選擇器。具有降低工作速度、減少誤差，尤其能減少預(yù)定頻率的誤差的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03M1/06GK1126396SQ9510955
公開(kāi)日1996年7月10日 申請(qǐng)日期1995年10月4日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月30日
發(fā)明者安田彰 申請(qǐng)人:東芝株式會(huì)社