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公開番号2021175158
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211101
出願番号2020080588
出願日20200430
発明の名称誤差拡散装置及びD/A変換装置
出願人新日本無線株式会社
代理人特許業務法人酒井国際特許事務所
主分類H03M 1/08 20060101AFI20211004BHJP(基本電子回路)
要約【課題】個別部品で構成したデジタル・アナログ変換器においても、一定の誤差拡散効果を得つつ、変換エレメントの動作を減らして低消費電力化を図る。
【解決手段】実施形態の誤差拡散装置は、8・2n-1(nは自然数)レベルのサーモメータコードとして構成された2・nビットの入力デジタルデータを多段に接続された複数の交換器セルを用いて誤差拡散を行い出力デジタルデータとして出力する誤差拡散装置であって、出力デジタルデータを出力する終段の複数の交換器セル以外の交換器セルであって、入力デジタルデータの最下位ビットあるいは最上位ビットが遷移する場合にのみ交換動作を行うように交換動作制限がなされる交換器セルと、最上位ビット及び最下位ビットが遷移しない場合においてのみ交換動作を行わせるように交換動作を制限する交換機セルと、常時交換動作を行う交換器セルと、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
8・2
n−1
(nは自然数)レベルのサーモメータコードとして構成された2・nビットの入力デジタルデータを多段に接続された複数の交換器セルを用いて誤差拡散を行い出力デジタルデータとして出力する誤差拡散装置であって、
前記出力デジタルデータを出力する終段の複数の前記交換器セル以外の前記交換器セルであって、前記入力デジタルデータの最下位ビットが入力される前記交換器セルを含み、8・2
n−1
・(1/4)レベル以下に相当するビットに対応する前記交換器セルについては、前記入力デジタルデータの最下位ビットが遷移する場合においてのみ前記交換器セルにおいて交換動作を行わせるように前記交換動作を制限し、
前記出力デジタルデータを出力する後段の前記交換器セル以外の前記交換器セルであって、前記入力デジタルデータの最上位ビットが入力される前記交換器セルを含み、8・2
n−1
・(3/4)レベル以上に相当するビットに対応する前記交換器セルについては、前記入力デジタルデータの最上位ビットが遷移する場合においてのみ前記交換器セルにおいて交換動作を行わせるように前記交換動作を制限し、
前記出力デジタルデータを出力する終段の全ての前記交換器セルについては、前記入力デジタルデータの前記最上位ビット及び前記最下位ビットが遷移しない場合においてのみ交換動作を行わせるように前記交換動作を制限する、
誤差拡散装置。
続きを表示(約 710 文字)【請求項2】
前記複数の交換器セルのうち、前記交換動作が制限されている以外の前記交換器セルについては、常時前記交換動作を行わせる、
請求項1記載の誤差拡散装置。
【請求項3】
前記交換器セルは、各1ビットのデータが入力される第1入力端子及び第2入力端子と、接続切替を行うスイッチ部と、前記第1入力端子あるいは前記第2入力端子に排他的に前記スイッチ部を介して接続され、各1ビットのデータを出力する第1出力端子及び第2出力端子と、を備え、
前記交換動作を行う場合には、前記スイッチ部は、前記第1入力端子に入力されたデータを前記第2出力端子から出力し、前記第2入力端子に入力されたデータを前記第1出力端子から出力し、
前記交換動作が制限される場合には、前記スイッチ部は、前記第1入力端子に入力されたデータを前記第1出力端子から出力し、前記第2入力端子に入力されたデータを前記第2出力端子から出力する、
請求項1又は請求項2記載の誤差拡散装置。
【請求項4】
前記入力デジタルデータに基づいて前記交換器セルのそれぞれに対し、前記交換動作を行わせ、あるいは、制限するための制御信号を出力するコントローラを備えた、
請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の誤差拡散装置。
【請求項5】
請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の誤差拡散装置と、
前記出力デジタルデータが入力され、前記出力デジタルデータのデジタル/アナログ変換を行ってアナログ信号として出力するD/A変換ユニットと、
を備えたD/A変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、誤差拡散装置及びD/A変換装置に関する。
続きを表示(約 2,500 文字)【背景技術】
【0002】
サーモメータコーディングされた同じ重みをもつ変換エレメントを用いて、デジタル/アナログ変換を行う装置が提案されている。
例えば、特許文献1記載の技術(第1の従来技術)は、入力された順に、順繰りで変換エレメントを操作していくことで、入力されるデータが一定のランダム性を持つならば、選択されるエレメントは均等となり、誤差が拡散されるようになっている。
また、特許文献2及び非特許文献1記載の技術(第2の従来技術)は、2入力2出力を持つスクランブラと称される交換機セルを2bitずつの信号に割り当て、バタフライ結線したものである。それぞれのスクランブラの操作によって発生するノイズは一次のノイズシェーピングとなり、スイッチ操作は均等にスクランブル操作が行われるように結線されており、結果的に帯域内のシステム上のノイズの発生を抑えつつ誤差を拡散している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2000−078015号公報
特表平9−501287号公報
【非特許文献】
【0004】
「Sigma-Delta New algorithms and Techniques」Bob Adams著「Oversampling and Coarse Quantization for Signals April 11-April 15, 2005」資料 https://home.cscamm.umd.edu/programs/ocq05/schedule-ocq05.htm
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところが、第1の従来技術では、入力されるデータパターンによっては周期性をもってしまい、必要な帯域内への周期性のある信号(トーンと呼ばれる)が発生してしまう虞があった。
また第2の従来技術では、ランダム性が非常に高まるため、常に多くの変換エレメントを動作させる必要があり、消費電力が大きくなるという虞があった。
本技術は、個別部品で構成したデジタル・アナログ変換器においても、一定の誤差拡散効果を得つつ、変換エレメントの動作を減らして低消費電力化を図ることが可能な誤差拡散装置及びD/A変換装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
実施形態の誤差拡散装置は、8・2
n−1
(nは自然数)レベルのサーモメータコードとして構成された2・nビットの入力デジタルデータを多段に接続された複数の交換器セルを用いて誤差拡散を行い出力デジタルデータとして出力する誤差拡散装置であって、出力デジタルデータを出力する終段の複数の交換器セル以外の交換器セルであって、入力デジタルデータの最下位ビットが入力される交換器セルを含み、8・2
n−1
・(1/4)レベル以下に相当するビットに対応する交換器セルについては、入力デジタルデータの最下位ビットが遷移する場合においてのみ交換器セルにおいて交換動作を行わせるように交換動作を制限し、出力デジタルデータを出力する後段の交換器セル以外の交換器セルであって、入力デジタルデータの最上位ビットが入力される交換器セルを含み、8・2
n−1
・(3/4)レベル以上に相当するビットに対応する交換器セルについては、入力デジタルデータの最上位ビットが遷移する場合においてのみ交換器セルにおいて交換動作を行わせるように交換動作を制限し、出力デジタルデータを出力する終段の全ての交換器セルについては、入力デジタルデータの最上位ビット及び最下位ビットが遷移しない場合においてのみ交換動作を行わせるように交換動作を制限する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1は、実施形態のD/A変換装置の概要構成ブロック図である。
図2は、誤差拡散装置の概要構成ブロック図である。
図3は、交換器セル及びコントローラの一例の要部構成説明図である。
図4は、第1実施形態の動作説明図である。
図5は、第1実施形態の特性例の説明図である。
図6は、振幅状態と消費電流との関係を説明する図である。
図7は、第2実施形態の誤差拡散装置の交換器セルユニットの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照して、実施形態について詳細に説明する。
[1]第1実施形態
図1は、実施形態のD/A変換装置の概要構成ブロック図である。
図1においては、3ビット/8レベルのサーモメータコード入力の誤差拡散装置を備えたD/A変換装置を例として説明する。
D/A変換装置10は、サーモメータコードとしての入力データDINが入力されて、誤差拡散を行った出力データDOUTを出力する誤差拡散装置11と、誤差拡散装置11の出力データDOUTのデジタル/アナログ変換(D/A変換)を行ってアナログ出力信号SAとして出力するD/A変換ユニット12と、を備えている。
【0009】
図2は、誤差拡散装置の概要構成ブロック図である。
誤差拡散装置11は、交換器セルユニット21と、コントローラ22と、を備えている。
交換器セルユニット21は、第1交換器セル31−1〜第10交換器セル31−10を備えている。
【0010】
第1交換器セル31−1は、入力データDINの最上位ビットb7及びビットb6が入力され、コントローラ22からの交換制御信号C1に基づいて、いずれか一方を第7交換器セル31−7に出力し、いずれか他方を第8交換器セル31−8に出力する。
(【0011】以降は省略されています)

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