JPH08330957A - D/a conversion device - Google Patents
D/a conversion deviceInfo
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- JPH08330957A JPH08330957A JP15828595A JP15828595A JPH08330957A JP H08330957 A JPH08330957 A JP H08330957A JP 15828595 A JP15828595 A JP 15828595A JP 15828595 A JP15828595 A JP 15828595A JP H08330957 A JPH08330957 A JP H08330957A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はD/A変換装置に係り、
とくにD/A変換対象のディジタルデータをオーバーサ
ンプリングしてD/A変換するD/A変換装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a D / A converter,
In particular, the present invention relates to a D / A conversion device that performs D / A conversion by oversampling digital data to be D / A converted.
【0002】[0002]
【従来の技術】CDプレーヤ、DAT、MDシステムな
どのディジタルオーディオ装置では、記録媒体から再生
したサンプリング周波数Fs のディジタルデータをその
ままD/A変換するのでなく、Fs /2以上の帯域を阻
止しながら例えば、8倍にオーバーサンプリングしてD
/A変換するようにしている。理由はディジタルデータ
をそのままD/A変換すると、D/A変換出力のステッ
プ変化幅が大きくなって大きな出力歪が生じてしまった
り、折り返し雑音が比較的低域に存在するため、出力波
形を滑らかにするポストフィルタ(スムージングフィル
タ)で折り返し雑音を確実に除去するには高次の急峻な
特性としなければならず、製作が困難で高価となり、ま
た高域での位相特性が悪化してしまう。この点、D/A
変換前にオーバーサンプリングすれば、D/A変換出力
のステップ変化幅を小さくして出力歪を小さくでき、ま
た、折り返し雑音成分が高域側にシフトするので、ポス
トフィルタを低次の比較的ゆるやかな特性とでき、製作
が容易で安価となり、また、良好な位相特性を得ること
ができる。2. Description of the Related Art In a digital audio device such as a CD player, a DAT, and an MD system, digital data of a sampling frequency F s reproduced from a recording medium is not directly D / A converted, but a band of F s / 2 or more is blocked. While oversampling by 8 times, for example, D
/ A conversion is performed. The reason is that if the digital data is D / A converted as it is, the step change width of the D / A converted output becomes large and a large output distortion occurs, and folding noise exists in a relatively low range, so the output waveform is smooth. In order to surely remove the aliasing noise with the post filter (smoothing filter), the high-order steep characteristic must be obtained, which is difficult and expensive to manufacture, and the phase characteristic in the high frequency range is deteriorated. This point, D / A
If oversampling is performed before the conversion, the step change width of the D / A conversion output can be reduced to reduce the output distortion, and the aliasing noise component shifts to the high frequency side. Characteristics, easy manufacture, low cost, and good phase characteristics can be obtained.
【0003】オーバーサンプリングは8倍より16倍、
16倍より32倍と倍率が大きくなるほどその効果が大
きくなる。けれども、オーディオ等の量産向けD/A変
換器はコスト上の制約などからD/A変換速度を上げる
ことが難しく、8倍(8Fs)程度のD/A変換器が限
界であった。そこで、従来から、量産向けのD/A変換
速度の速くない複数のD/A変換器を組み合わせてD/
A変換することで高倍率のオーバーサンプリングを実現
する手法が提案されている。具体的には、図6に示す如
く、入力ディジタルデータ(16ビットパラレルデー
タ)に対し、ディジタルフィルタ10を用いてFs /2
以上の帯域を阻止しながら32倍オーバーサンプリング
を行う。ディジタルフィルタ10の出力を縦続接続され
た4段のラッチ回路(16個のD−F/Fで構成されて
いる)111 〜114 に入力し、32Fs のクロックC
Kを与えてT(=1/32Fs )ずつ遅延させ、各ラッ
チ回路111 〜114 の出力を個別にD/A変換器12
1 〜124 に入力する。各D/A変換器121 〜124
はサンプリング周波数が8Fs のディジタルデータを変
換するものであり、図示しないタイミング発生回路から
入力する8Fs のクロックCK1 〜CK4 に従い、対応
するラッチ回路111 〜114 から入力したディジタル
データをD/A変換する。各D/A変換器121 〜12
4 は位相が90°ずつずれた8Fs のクロックCK1〜
CK4 に従い、8Fs のD/A変換を行っているだけで
あるがD/A変換出力を加算器13で加算することで
(加算器13の各入力側に1/4の乗算器を設けてもよ
い)、等価的に32Fs のD/A変換を行う。Oversampling is 16 times more than 8 times,
The effect increases as the magnification increases from 16 times to 32 times. However, it is difficult to increase the D / A conversion speed of a D / A converter for mass production of audio and the like due to cost constraints, and the D / A converter of about 8 times (8F s ) is the limit. Therefore, conventionally, by combining a plurality of D / A converters for mass production, which do not have a high D / A conversion speed,
A method of realizing high-magnification oversampling by performing A conversion has been proposed. Specifically, as shown in FIG. 6, F s / 2 is applied to the input digital data (16-bit parallel data) by using the digital filter 10.
32 times oversampling is performed while blocking the above band. Fill in (D-F / is constituted by F of 16) 11 1 to 11 4 outputs the cascaded four-stage latch circuit of the digital filter 10, the 32F s clock C
K is given and delayed by T (= 1 / 32F s ) each, and the outputs of the respective latch circuits 11 1 to 11 4 are individually applied to the D / A converter 12
Enter 1 to 12 4 . Each D / A converter 12 1 to 12 4
Are those sampling frequency to convert the digital data 8F s, according 8F s clock CK 1 ~CK 4 input from the timing generating circuit (not shown), a digital data input from the corresponding latch circuits 11 1 to 11 4 D / A conversion. Each D / A converter 12 1 to 12
4 is a clock CK 1 of 8F s whose phase is shifted by 90 °
Although only 8F s D / A conversion is performed according to CK 4 , the D / A conversion output is added by the adder 13 (a 1/4 multiplier is provided on each input side of the adder 13). 32F s D / A conversion is equivalently performed.
【0004】加算器13の出力はポストフィルタ14で
スムージングされるが、32倍オーバーサンプリングが
されていることから、加算器13の出力歪が非常に小さ
く、また、折り返し雑音成分が32Fs 近くまでシフト
しているので、ポストフィルタ14を低次でかなりゆる
やかな特性とでき、製作がきわめて容易で安価となり、
かなり良好な位相特性を得ることができる。また、複数
のD/A変換器121〜124 の出力を加算すること
で、各D/A変換器121 〜124 の発生する非相関ノ
イズ成分を減衰させることもできる。The output of the adder 13 is smoothed by the post filter 14, but the output distortion of the adder 13 is very small because it is 32 times oversampled, and the aliasing noise component is close to 32 F s. Since it is shifted, the post filter 14 can be made to have a low-order and fairly gentle characteristic, which is extremely easy and inexpensive to manufacture,
It is possible to obtain quite good phase characteristics. Further, by adding the outputs of the plurality of D / A converters 12 1 to 12 4 , it is possible to attenuate the uncorrelated noise components generated by the D / A converters 12 1 to 12 4 .
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術では、D/A変換器の負担を軽減できるもの
の、ディジタルフィルタは32Fs のサンプリング速度
で高度なフィルタリング演算を実行しなければならず、
演算速度が高く回路構成も複雑となるため高価なディジ
タルフィルタを利用しなければならないという問題があ
った。本発明は上記した従来技術の問題に鑑み、簡単、
安価な構成で高倍率のオーバーサンプリングを行えるD
/A変換装置を提供することを、その目的とする。[SUMMARY OF THE INVENTION However, in the prior art described above, although it is possible reduce the burden of the D / A converter, the digital filter must perform advanced filtering operations at a sampling rate of 32F s,
There is a problem that an expensive digital filter must be used because the operation speed is high and the circuit configuration is complicated. The present invention is simple in view of the above-mentioned problems of the prior art,
D that can perform high-magnification oversampling with an inexpensive configuration
The purpose is to provide a / A converter.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明のD/A変換装置
では、サンプリング周波数Fs のディジタルデータに対
しn倍のオーバーサンプリングを行い、この際、Fs /
2以上の帯域を阻止するn倍オーバーサンプリングディ
ジタルフィルタ手段と、n倍オーバーサンプリングディ
ジタルフィルタ手段から出力されるサンプリング周波数
nFs のディジタルデータに対し、サンプリング周波数
をm倍にするための直線補間を行う補間手段と、補間手
段から出力されるディジタルデータに対し、各々、サン
プルデータを1つづつ順に分けて取り込みD/A変換す
るk個のD/A変換手段と、k個のD/A変換手段の出
力を加算する加算手段と、を備え、補間手段は、n倍オ
ーバーサンプリングディジタルフィルタ手段から出力さ
れるサンプリング周波数nFs のディジタルデータを1
/mnFs の周期でリサンプリングするサンプリング手
段と、サンプリング手段の出力するディジタルデータを
1/mnFs の周期ずつ遅延させる(m−1)段の遅延
手段と、サンプリング手段及び各遅延手段の出力を加算
する加算手段と、を含むことを特徴としている。In the D / A converter of the present invention, digital data having a sampling frequency F s is oversampled n times, and at this time, F s /
An n-fold oversampling digital filter means for blocking two or more bands, and linear interpolation for multiplying the sampling frequency by m times are performed on the digital data of the sampling frequency nF s output from the n-fold oversampling digital filter means. Interpolating means, k D / A converting means for sequentially taking sample data one by one for digital data output from the interpolating means, and performing D / A conversion, and k D / A converting means. And an adder that adds the outputs of the sampling frequency nF s and the interpolation means add 1
/ Sampling means for resampling period of MnF s, delaying the digital data output from the sampling means by the period of 1 / MnF s and (m-1) stage delay means, the output of the sampling means and the delay means And adding means for adding.
【0007】[0007]
【作用】本発明のD/A変換装置によれば、n倍オーバ
ーサンプリングディジタルフィルタ手段により、サンプ
リング周波数Fs のディジタルデータに対しn倍のオー
バーサンプリングを行い、この際、Fs /2以上の帯域
を阻止しておく。nFsのディジタルデータに対し補間
手段により、1/mnFs の周期でのリサンプリング、
1/mnFs の周期ずつの遅延、リサンプルデータと各
遅延データの加算により直線補間を行ってサンプリング
周波数を更にm倍とする。そして、直線補間後のmnF
s のディジタルデータに対し、サンプルデータをk個の
D/A変換手段で1つづつ順に分けてD/A変換し、D
/A変換手段の出力を加算手段で加算する。これによ
り、mn倍のオーバーサンプリングを行う場合でも、デ
ィジタルフィルタ手段はサンプリング周波数がnFs で
良く、演算速度が低くて済むとともに回路構成上の負担
も少なくて済む。また、補間手段も直線補間という簡単
な処理を行うだけなので、回路構成は簡単で済み、全体
として構成が簡単で安価な装置とできる。According to the D / A converter of the present invention, the n-times oversampling digital filter means performs n-times oversampling with respect to the digital data of the sampling frequency F s, this time, F s / 2 or more Stop the band. Resampling at a period of 1 / mnF s by interpolation means for nF s digital data,
The sampling frequency is further multiplied by m by performing linear interpolation by delaying each cycle of 1 / mnF s and adding resampled data and each delayed data. And mnF after linear interpolation
For the digital data of s , the sample data is sequentially divided by k D / A converting means one by one, and D / A-converted.
The output of the / A conversion means is added by the addition means. As a result, even when oversampling by mn times, the sampling frequency of the digital filter means may be nF s , the calculation speed may be low, and the burden on the circuit configuration may be small. Further, since the interpolating means also only performs a simple process of linear interpolation, the circuit configuration is simple, and the device as a whole is simple and inexpensive.
【0008】[0008]
【実施例】図1は本発明の一実施例に係るD/A変換装
置の回路図である。20はサンプリング周波数Fs の入
力ディジタルデータDATAIN(16ビットパラレルデー
タ)に対し8Fs のクロックCKに従い所定のフィルタ
リング処理をし、周波数Fs /2以上の帯域を阻止しな
がらn倍オーバーサンプリングを行うn倍オーバーサン
プリングディジタルフィルタ、21はクロックCKの周
波数をm倍にしたクロックCK´を出力するてい倍回
路、22はn倍オーバーサンプリングディジタルフィル
タ20から出力されたサンプリング周波数nFs のディ
ジタルデータDATAP に対し、サンプリング周波数をm倍
にするための補間を行う補間フィルタである。1 is a circuit diagram of a D / A converter according to an embodiment of the present invention. 20 is a predetermined filtering process according to the clock CK of 8F s for the input digital data DATA IN of the sampling frequency F s (16-bit parallel data), the n-times oversampling while preventing a frequency F s / 2 or more bands An n-fold oversampling digital filter, 21 is a multiplication circuit that outputs a clock CK 'that is the clock CK frequency multiplied by m, and 22 is a digital data DATA of the sampling frequency nF s output from the n-fold oversampling digital filter 20. It is an interpolation filter that performs interpolation for increasing the sampling frequency by m times with respect to P.
【0009】補間フィルタ22の内、23はディジタル
データDATAP をクロックCK´でリサンプルしてサンプ
リング周波数をm倍とするサンプリング回路(ここでは
16個のD−F/Fで構成されている)、241 〜24
m-1 はサンプリング回路23の出力側に縦続接続された
(m−1)段のラッチ回路(ここでは各々、16個のD
−F/Fで構成されている)であり、サンプリング回路
23から出力されたサンプリング周波数mnFs のディ
ジタルデータDATAQ をクロックCK´に従い、T=1/
mnFs の周期ずつ遅延させる。25はサンプリング回
路23から出力されたディジタルデータ(リサンプルデ
ータ)DATAQ とラッチ回路241 〜24m-1 から出力さ
れた各遅延データDATAR1〜DATARm-1を加算するディジタ
ル加算器、26はディジタル加算器25の出力に1/m
を乗じるディジタル乗算器であり、ディジタル加算器2
5とディジタル乗算器26により平均化手段が構成され
ている。このように構成された補間フィルタ22によ
り、ディジタルデータDATAP は直線補間によりサンプリ
ング周波数がm倍にオーバーサンプリングされ、ディジ
タルデータDATAS として出力される。A sampling circuit 23 of the interpolation filter 22 resamples the digital data DATA P with a clock CK 'to multiply the sampling frequency by m (here, it is composed of 16 D-F / Fs). , 24 1 to 24
m-1 is a latch circuit of (m-1) stages cascaded to the output side of the sampling circuit 23 (here, 16 D circuits each).
-F / F), and the digital data DATA Q of the sampling frequency mnF s output from the sampling circuit 23 is T = 1 /
Delay every mnF s period. Reference numeral 25 is a digital adder for adding the digital data (resampling data) DATA Q output from the sampling circuit 23 and each delay data DATA R1 to DATA Rm-1 output from the latch circuits 24 1 to 24 m-1 , 26 Is 1 / m to the output of the digital adder 25
Is a digital multiplier for multiplying
5 and the digital multiplier 26 constitute an averaging means. By the interpolation filter 22 configured in this way, the digital data DATA P is oversampled by m times in sampling frequency by linear interpolation, and is output as digital data DATA S.
【0010】271 〜27k は各々、補間フィルタ22
の出力側に並列接続されたk個のD/A変換器であり、
各D/A変換器271 〜27k はサンプリング周波数が
mnFs /kのディジタルデータをD/A変換する。2
8はクロックCK´に基づき、周波数がmnFs で位相
が360°/kずつずれたk個のクロックCK1 〜CK
k を発生し、D/A変換器271 〜27k に個別に出力
するタイミング発生回路である。D/A変換器27i は
クロックCKi が入力されたタイミングで補間フィルタ
22から出力されているディジタルデータDATAS を入力
してD/A変換する(i=1,2,・・,k)。29は
D/A変換器271 〜27k の出力を加算するアナログ
加算器、30はアナログ加算器29の出力のスムージン
グを行うポストフィルタ(LPF)である。27 1 to 27 k are interpolation filters 22 respectively.
Of k D / A converters connected in parallel to the output side of
Each of the D / A converters 27 1 to 27 k D / A-converts digital data having a sampling frequency of mnF s / k. Two
8 is k clocks CK 1 to CK whose frequency is mnF s and whose phase is shifted by 360 ° / k based on the clock CK ′.
The k generates a timing generating circuit for outputting separately the D / A converter 27 1 ~ 27 k. The D / A converter 27 i inputs the digital data DATA S output from the interpolation filter 22 at the timing when the clock CK i is input and performs D / A conversion (i = 1, 2, ..., K). . Reference numeral 29 is an analog adder for adding the outputs of the D / A converters 27 1 to 27 k , and 30 is a post filter (LPF) for smoothing the output of the analog adder 29.
【0011】次に、上記した実施例の動作を図2のタイ
ムチャート、図3の周波数特性図、図4の補間動作説明
図を参照して説明する。なお、ここでは説明の便宜上、
n=8、m=4、k=4として説明する。サンプリング
周波数Fs の入力ディジタルデータDATAINは、図3
(1)に示す如く、信号帯域(0〜Fs /2)に近いF
S /2以上に折り返し雑音成分が存在する。n倍オーバ
ーサンプリングディジタルフィルタ20はサンプリング
周波数をn=8倍とするとともに、0〜Fs /2の信号
帯域は通過し、FS /2以上(但し、4Fs 以下)の帯
域は阻止するのでn倍オーバーサンプリングしたディジ
タルデータDATAP では、図3(2)に斜線で示す如く、
折り返し雑音成分は8Fs −FS /2以上にシフトす
る。但し、8Fs ±FS /2、16Fs ±FS /2、2
4Fs ±FS /2、32Fs ±FS /2、・・に折り返
し雑音成分が存在している。Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to the time chart of FIG. 2, the frequency characteristic diagram of FIG. 3 and the interpolation operation explanatory diagram of FIG. For convenience of explanation,
The description will be made assuming that n = 8, m = 4, and k = 4. The input digital data DATA IN of the sampling frequency F s is shown in FIG.
As shown in (1), F close to the signal band (0 to F s / 2)
There is a folding noise component above S / 2. n-times oversampling digital filter 20 with the sampling frequency and n = 8 times, the signal bandwidth of 0 to F s / 2 is passed, F S / 2 or more (however, 4F s or less) because the band of inhibiting In the digital data DATA P over-sampled by n times, as indicated by the diagonal lines in FIG.
Aliasing noise component is shifted to the 8F s -F S / 2 or more. However, 8F s ± F S / 2,16F s ± F S / 2,2
There is a folding noise component in 4F s ± F S / 2, 32F s ± F S / 2, ...
【0012】n倍オーバーサンプリングディジタルフィ
ルタ20の出力するディジタルデータDATAP (=・・,
D0 ,D1 ,D2 ,・・)はサンプリング回路23によ
って周波数32Fs のクロックCK´に従いリサンプル
され、サンプリング周波数がm=4倍のディジタルデー
タDATAQ (=・・,D0 ,D0 ,D1 ,D1 ,D1 ,D
1 ,D2 ,D2 ,D2 ,D2 ,・・)が得られる(図
2、図4参照)。但し、ディジタルデータDATAQ の周波
数スペクトラムはDATAP と変わらない(図3(2)参
照)。ディジタルデータDATAQ はクロックCK´に従い
ラッチ回路241 〜244 に順にラッチされて、T=1
/32Fs の周期ずつ遅延される。そして、ディジタル
データDATAQ はラッチ回路241 〜244 の遅延データ
DATAR1〜DATAR3とともにディジタル加算器25で加算さ
れたあとディジタル乗算器26で1/m=1/4とされ
ることで、図4に示す如くディジタルデータDATAP を直
線補間したディジタルデータDATAS {=・・,D0 ,
(D0 +3D1 )/4,(2D0+2D1 )/4,(3
D0 +D1 )/4,D1 ,(D1 +3D2 )/4,(2
D1 +2D2 )/4,(3D1 +D2 )/4,D3 ,・
・}が形成される(図2参照)。Digital data DATA P (= ...
D 0, D 1, D 2 , ··) is resampled according to the clock CK' frequency 32F s by the sampling circuit 23, the sampling frequency is m = 4 times the digital data DATA Q (= ··, D 0 , D 0 , D 1 , D 1 , D 1 , D
1 , D 2 , D 2 , D 2 , D 2 , ...) are obtained (see FIGS. 2 and 4). However, the frequency spectrum of digital data DATA Q is the same as that of DATA P (see Fig. 3 (2)). The digital data DATA Q is sequentially latched by the latch circuits 24 1 to 24 4 according to the clock CK ′, and T = 1.
It is delayed by a cycle of / 32F s . The digital data DATA Q is the delay data of the latch circuits 24 1 to 24 4 .
After being added together with DATA R1 to DATA R3 in the digital adder 25 and set to 1 / m = 1/4 in the digital multiplier 26, digital data DATA S obtained by linearly interpolating the digital data DATA P as shown in FIG. {= ..., D 0 ,
(D 0 + 3D 1 ) / 4, (2D 0 + 2D 1 ) / 4, (3
D 0 + D 1 ) / 4, D 1 , (D 1 + 3D 2 ) / 4, (2
D 1 + 2D 2 ) / 4, (3D 1 + D 2 ) / 4, D 3 ,
.} Is formed (see FIG. 2).
【0013】ここで、サンプリング回路23の出力側か
らディジタル乗算器25までの系を考えると、伝達関数
H(z)は、 H(z)=(1+z-1+z-2+z-3)/4 =(1/4)・(1+z-1)(1+z-2) である。z-1=exp(−jωT)とおくと、 H(z)={(1/2)(1+exp(−jωT))} ・{(1/2)(1+exp(−j2ωT))} =exp(−jωT/2) ・{(1/2)(exp(jωT/2)+exp(−jωT/2))} ・exp(−jωT) ・{(1/2)(exp(jωT)+exp(−jωT))} =exp(−3jωT/2)・cos(ωT/2)・cos(ωT) と表される。振幅特性Mは、 M=|cos(ωT/2)・cos(ωT)| となり、図3(2)に破線Mで示す如く、8Fs 、16
Fs 、24Fs においてディップを持つ。Considering the system from the output side of the sampling circuit 23 to the digital multiplier 25, the transfer function H (z) is H (z) = (1 + z -1 + z -2 + z -3 ) / 4. = (1/4) * (1 + z- 1 ) (1 + z- 2 ). If z -1 = exp (-jωT), then H (z) = {(1/2) (1 + exp (-jωT))}-{(1/2) (1 + exp (-j2ωT))} = exp ( -JωT / 2)-{(1/2) (exp (jωT / 2) + exp (-jωT / 2))}-exp (-jωT)-{(1/2) (exp (jωT) + exp (-jωT ))} = Exp (−3jωT / 2) · cos (ωT / 2) · cos (ωT). Amplitude characteristic M is, M = | cos (ωT / 2) · cos (ωT) | becomes, as shown by a broken line M in FIG. 3 (2), 8F s, 16
F s, with a dip in 24F s.
【0014】よって、ディジタルデータDATAP は補間フ
ィルタ22を通過する間に、4倍オーバーサンプリング
がされ、同時に、8Fs ±FS /2、16Fs ±FS /
2、24Fs ±FS /2の折り返し雑音成分が除去され
ることになる(図3(3)参照)。Therefore, the digital data DATA P is oversampled four times while passing through the interpolation filter 22, and at the same time, 8F s ± F S / 2 and 16F s ± F S /
2,24F s ± F S / 2 of the folding noise components will be removed (see FIG. 3 (3)).
【0015】補間フィルタ22から出力されたサンプリ
ング周波数32Fs のディジタルデータDATAs は、クロ
ックCK1 〜CK4 の立ち上がりタイミングによってサ
ンプルデータを1つづつ順に分けるようにしてD/A変
換器271 〜274 に入力され、D/A変換される(図
2参照)。各D/A変換器271 〜274 はサンプリン
グ周波数が8Fs のD/A変換動作を行うため、出力中
には8Fs ±Fs /2、16Fs ±Fs /2、24Fs
±Fs /2に折り返し雑音成分を生じるが(図3
(4))、8Fs 、16Fs 、24Fs において、各D
/A変換器271 〜274 の出力スペクトラムは位相が
90°ずつずれていることから、アナログ加算器29の
出力で見ると8Fs ±Fs /2、16Fs ±Fs /2、
24Fs ±Fs/2の折り返し雑音成分が相殺される
(図3(5)参照)。なお、各D/A変換出力を加算し
たことで、各D/A変換器271 〜274 の非相関ノイ
ズ成分も相殺により減衰される。よって、入力ディジタ
ルデータDATAINは32倍にオーバーサンプリングされな
がらD/A変換されたことになる。The digital data DATA s of the sampling frequency 32F s output from the interpolation filter 22 are divided into one by one according to the rising timing of the clocks CK 1 to CK 4 , and the D / A converters 27 1 to 27 1 to 27 is inputted to 4, is converted D / a (see FIG. 2). For each D / A converter 27 1-27 4 the sampling frequency performs D / A conversion operation of 8F s, 8F during output s ± F s / 2,16F s ± F s / 2,24F s
A folding noise component occurs at ± F s / 2 (Fig. 3
(4)), 8F s , 16F s , 24F s
/ A converter 27 1-27 4 output spectrum since the phase is shifted by 90 °, 8F s ± F s / 2,16F s ± F s / 2 when viewed in the output of the analog adder 29,
The folding noise components of 24F s ± F s / 2 are canceled (see FIG. 3 (5)). By adding the D / A conversion outputs, the uncorrelated noise components of the D / A converters 27 1 to 27 4 are also attenuated by the cancellation. Therefore, the input digital data DATA IN is D / A converted while being oversampled 32 times.
【0016】32倍のオーバーサンプリングにより、信
号帯域の上側の一次折り返し雑音成分は32Fs −Fs
/2以上にシフトしている。このため、アナログ加算器
27の出力のスムージングを行うポストフィルタ30は
特性が非常にゆるやかなもので済み、次数を非常に低く
でき、製作が容易で安価で済み、信号帯域における位相
特性(とくに高域での位相特性)もかなり良好なものと
できる。Due to the 32 × oversampling, the first-order folding noise component above the signal band is 32F s −F s.
Shifted to / 2 or more. Therefore, the post filter 30 for smoothing the output of the analog adder 27 has a very gradual characteristic, can have a very low order, is easy to manufacture and is inexpensive, and has a phase characteristic (especially high) in the signal band. The phase characteristics in the range) can be made quite good.
【0017】この実施例によれば、32倍のオーバーサ
ンプリングを行う場合でも、オーバーサンプリングディ
ジタルフィルタ20はサンプリング周波数が8Fs で良
く、演算速度が低くて済むとともに回路構成上の負担も
少なくて済む。オーディオ用の8倍オーバーサンプリン
グディジタルフィルタは量産による安価なICが市販さ
れているので、入手が簡単である。また、補間フィルタ
22も直線補間という簡単な処理を行うだけなので、回
路構成は簡単で済み、コストの負担もすくなくて済む。
更に、D/A変換器271 〜274 もサンプリング周波
数が8Fs で良く、変換速度が低くて済むとともに回路
構成上の負担も少なくて済む。オーディオ用の8Fs の
D/A変換器も量産による安価なICが市販されている
ので、入手が簡単である。以上のことからD/A変換装
置全体として構成が簡単で安価なものとできる。According to this embodiment, even when performing 32-times oversampling, the oversampling digital filter 20 may sampling frequency in 8F s, requires less burden on the circuit configuration with requires only a calculation speed is low . The 8-times oversampling digital filter for audio is easily available since mass-produced inexpensive ICs are commercially available. Further, since the interpolation filter 22 also only performs a simple process of linear interpolation, the circuit configuration is simple and the cost is not burdened.
Further, the sampling frequency of the D / A converters 27 1 to 27 4 may be 8 F s , and the conversion speed may be low and the load on the circuit configuration may be small. An inexpensive 8F s D / A converter for audio is also available on the market, so it is easy to obtain. From the above, the configuration as a whole D / A conversion device can be made simple and inexpensive.
【0018】なお、上記した実施例ではn=8、m=k
=4として説明したが、本発明は何らこれに限定される
ものでなく、例えば、n=4、m=8、k=2など、
n,m,k≧2以上であれば他の値の組み合わせとして
も良いのは勿論である。また、補間フィルタも、ディジ
タル加算器25の出力を1/m倍する代わりに、図5
(1)または(2)に示す如く、サンプリング回路23
の入力側または出力側に設けたディジタル乗算器31ま
たは32により1/m倍するようにしたり、図5(3)
に示す如くディジタル加算器25の各入力側に個別にデ
ィジタル乗算器331 〜33m を設けて個別に1/m倍
するようにしても良い。In the above embodiment, n = 8 and m = k
However, the present invention is not limited to this. For example, n = 4, m = 8, k = 2, etc.
Of course, other values may be combined as long as n, m, and k ≧ 2. In addition, the interpolation filter, instead of multiplying the output of the digital adder 25 by 1 / m,
As shown in (1) or (2), the sampling circuit 23
The digital multiplier 31 or 32 provided on the input side or the output side of 1 is used for multiplication by 1 / m, or FIG.
It may be multiplied separately 1 / m is provided a digital multiplier 33 1 ~ 33 m individually to each input of the digital adder 25 as shown in.
【0019】[0019]
【発明の効果】本発明のD/A変換装置によれば、n倍
オーバーサンプリングディジタルフィルタ手段により、
サンプリング周波数Fs のディジタルデータに対しn倍
のオーバーサンプリングを行い、この際、Fs /2以上
の帯域を阻止しておく。nFsのディジタルデータに対
し補間手段により、1/mnFs の周期でのリサンプリ
ング、1/mnFs の周期ずつの遅延、リサンプルデー
タと各遅延データの加算により直線補間を行ってサンプ
リング周波数を更にm倍とする。そして、直線補間後の
mnFs のディジタルデータに対し、サンプルデータを
k個のD/A変換手段で1つづつ順に分けてD/A変換
し、D/A変換手段の出力を加算手段で加算するように
したので、mn倍のオーバーサンプリングを行う場合で
も、ディジタルフィルタ手段はサンプリング周波数がn
Fs で良く、演算速度が低くて済むとともに回路構成上
の負担も少なくて済む。また、補間手段も直線補間とい
う簡単な処理を行うだけなので、回路構成は簡単で済
み、全体として構成が簡単で安価な装置とできる。According to the D / A converter of the present invention, the n-fold oversampling digital filter means
The digital data of the sampling frequency F s is oversampled n times, and the band of F s / 2 or more is blocked at this time. The digital data to interpolation means nF s, 1 / MnF resampling in a period of s, the delay of each period of 1 / MnF s, the sampling frequency by performing linear interpolation by adding the resampled data and the delayed data Furthermore, it is m times. Then, with respect to the digital data of mnF s after the linear interpolation, the sample data is sequentially divided by k D / A converting means one by one and D / A converted, and the output of the D / A converting means is added by the adding means. Therefore, even when oversampling of mn times is performed, the digital filter means has a sampling frequency of n.
F s is sufficient, the calculation speed is low, and the burden on the circuit configuration is small. Further, since the interpolating means also only performs a simple process of linear interpolation, the circuit configuration is simple, and the device as a whole is simple and inexpensive.
【図1】本発明の一実施例に係るD/A変換装置の回路
図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a D / A conversion device according to an embodiment of the present invention.
【図2】D/A変換装置の動作を示すタイムチャートで
ある。FIG. 2 is a time chart showing the operation of the D / A conversion device.
【図3】D/A変換装置の各部から出力されるディジタ
ルデータの周波数スペクトラムである。FIG. 3 is a frequency spectrum of digital data output from each unit of the D / A converter.
【図4】補間フィルタの直線補間動作を示す説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a linear interpolation operation of an interpolation filter.
【図5】補間フィルタの変形例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a modified example of an interpolation filter.
【図6】従来のD/A変換装置の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional D / A conversion device.
20 n倍オーバーサンプリングディジタルフィルタ 22 補間フィルタ 23 サンプリング
回路 241 〜24m-1 ラッチ回路 25 ディジタル加
算器 26、31、32、331 〜33m ディジタル乗算器 271 〜27k D/A変換器 28 タイミング発
生回路 29 アナログ加算器 30 ポストフィル
タ20 n times oversampling digital filter 22 Interpolation filter 23 Sampling circuit 24 1 to 24 m-1 latch circuit 25 Digital adder 26, 31, 32, 33 1 to 33 m Digital multiplier 27 1 to 27 k D / A converter 28 Timing Generation Circuit 29 Analog Adder 30 Post Filter
Claims (1)
ータに対しn倍のオーバーサンプリングを行い、この
際、Fs /2以上の帯域を阻止するn倍オーバーサンプ
リングディジタルフィルタ手段と、 n倍オーバーサンプリングディジタルフィルタ手段から
出力されるサンプリング周波数nFs のディジタルデー
タに対し、サンプリング周波数をm倍にするための補間
を行う補間手段と、 補間手段から出力されるディジタルデータに対し、各
々、サンプルデータを1つづつ順に分けて取り込みD/
A変換するk個のD/A変換手段と、 k個のD/A変換手段の出力を加算する加算手段と、 を備え、 前記補間手段は、n倍オーバーサンプリングディジタル
フィルタ手段から出力されるサンプリング周波数nFs
のディジタルデータを1/mnFs の周期でリサンプリ
ングするサンプリング手段と、 サンプリング手段の出力するディジタルデータを1/m
nFs の周期ずつ遅延させる(m−1)段の遅延手段
と、 サンプリング手段及び各遅延手段の出力を加算する加算
手段と、 を含むこと、 を特徴とするD/A変換装置。1. An n-fold over-sampling digital filter means for over-sampling digital data having a sampling frequency F s by n-fold and blocking a band of F s / 2 or more, and an n-fold over-sampling digital filter. Interpolation means for interpolating the sampling frequency nF s of the digital data output from the means, and one sample data for the digital data output from the interpolation means. Import in sequence D /
The D / A conversion means for A conversion, and the addition means for adding the outputs of the D / A conversion means for k are provided, and the interpolation means is a sampling output from the n times oversampling digital filter means. Frequency nF s
Sampling means for resampling the digital data of 1 / mnF s and digital data output by the sampling means for 1 / m
A D / A conversion device comprising: (m-1) stage delay means for delaying each cycle of nF s ; and adder means for adding the outputs of the sampling means and each delay means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15828595A JPH08330957A (en) | 1995-06-01 | 1995-06-01 | D/a conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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JPH08330957A true JPH08330957A (en) | 1996-12-13 |
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ID=15668261
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JP15828595A Pending JPH08330957A (en) | 1995-06-01 | 1995-06-01 | D/a conversion device |
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JP (1) | JPH08330957A (en) |
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- 1995-06-01 JP JP15828595A patent/JPH08330957A/en active Pending
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