高速高精度A-D・D-A変換のためのディジタル量子化器及びディジタルフィルタ

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14750280
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 柳生 光彦 東京農工大学, 工学部, 講師 (60334538)
• Keywords: A-D・D-A変換器 / 1-bitΣΔ変換器 / 安定性 / 高性能化 / 最適化 / オーバーロード

Research Abstract

高い線形性を有するA-D・D-A変換器において,アナログ回路の製造過程で生じる素子値の誤差により,線形性は大きく劣化してしまう.この問題に対して,入力信号を補間した上で高次1ビットΣΔ変換器を用いる手法があるが,必要な補間倍率が高くなってジッタにより精度が逆に劣化したり,消費電力が膨大になる問題が生じる場合がある.更に動作の安定性に致命的な問題が生じることも知られており,未だ未解決である.このためこの種のA-D, D-A変換器の性能は頭打ちになっており,またΣΔ変換器自体の応用先も限定されたままとなっている.これらの問題に対して研究代表者は,平成14〜15年度において,補間倍率128でSN比132dBが可能となることを示すに至り,高いSN比を維持しつつ補間倍率を低減してきている.そして,補間倍率64でSN比107.6dBを実現する厳密に安定なΣΔ変換器の設計に成功している.
上述の手法により,オーバーロードが無く安定なシグマデルタ変換器が設計可能とはなるが,一般に,オーバーロードを有限とした上で安定性を保証することにより,ノイズシェーピングの性能を改善することができる.

Research Products

• [Publications] Mitsuhiko Yagyu, Akinori Nishihara: "Design of high-order noise-shaping FIR filters for overload-free single-and multi-bit data converters"IEICE Transactions Fundamentals. (採録決定).
• [Publications] Mitsuhiko Yagyu, Akinori Nishihara: "Stability analysis of 1-bit sigma-delta modulators by covering for specified input peak amplitudes and auto-correlations"IEICE Transactions Fundaments. (採録決定).