专利名称：δ-∑调制器的输出滤波器以及具备该输出滤波器的数字信号处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在例如便携电话、PDA、音乐再生放大器等的数字信号处理装置中使用的δ-∑调制器的输出滤波器(后置滤波器)，以及具备该滤波器的数字信号处理装置。
背景技术：
现在，在数字音频等的领域内，从能够简化输入输出、可使用较少的运算器的门数进行运算、可用简单的系统组成等的角度出发，通过δ-∑调制器将多比特数字信号量化为1比特后进行处理。
众所周知，δ-∑调制器，通过在∑调制器的输入级配置一个低音提升用积分器，同时在输出级配置一个低音衰减用微分器，将量化噪声集中到高频域端，可以获得提高可听频带的信噪比的降噪的效果。
被δ-∑调制器量化的1比特的量化数据(“1”或“0”)，经过D/A变换后输入到下一级的输出滤波器1上，在此除去高频噪声后，可得到良好的再生波形。
图2为该输出滤波器(有源滤波器)1的例示电路图，其构成是在δ-∑调制器2中生成的1比特的量化数据被D/A变换后输出，将该输出输入到有源滤波器1中。
在此，为了提高δ-∑调制器的性能，需要使用于该调制器内的降噪滤波器的次数为高次，因此，当提高了该滤波器的次数后，相应地，经降噪的量化噪声就会增大。为了除去这种噪声，要求输出滤波器1的高频截止特性更加陡峭，因此，图2所示的输出滤波器1也必须为高次的。
也就是说，δ-∑调制器的输出数据，虽然经图2所示的输出滤波器1去除了高频噪声成分后输出，但在这种结构中，不提高输出滤波器的次数，就不能充分地去除噪声成分。
但是，当提高了输出滤波器(有源滤波器)1的次数后，与之相应的阻抗值会增大，存在因阻抗而使噪声电平恶化的问题。
于是，为了改善这样的情况，已提出了输出滤波器使用FIR滤波器，提高滤波器的特性的方案。
图3所示电路，通过改变虽不是专利文献的图2所示的输出滤波器(有源滤波器)，使用FIR滤波器作为输出滤波器，使得滤波器的性能得到了改善。
也就是说，使δ-∑调制器2生成的经D/A变换后的输出数据，对应于由FIR滤波器4的多个双稳态多谐振荡器电路(F/F)F1、F2…Fn所组成的移位寄存器S的各个抽头进行延迟，根据该延迟数据控制MOS三极管T1…Tn，用连接在电流源上的电阻7a、7b进行电流·电压变换，得到以FIR滤波系数进行加权的电压，将其进行相加运算后从LPF构成的输出电路5中输出。
在该电路中，因是FIR滤波器4所以滤波器特性得到了改善，但在该FIR滤波器4中，是用电阻7a、7b对其电流源进行电流电压的变换得到所定的电压的结构，因此，除了因在电阻7a、7b上电流流过产生热而发生噪声以外，如图所示，LFP(低通滤波器)结构的输出电路5的运算放大器5a的应用电路(附属电路)的电阻值大，这一部分也因电阻而产生大量噪声，并且，在运算放大器5a中因不能够除去同相的噪声，所以即使滤波器的特性得到改善，但仍存在就整体来说其噪声水平不能得到改善的问题。
此外，虽然存在使用FIR滤波器作为δ-∑调制器的输出滤波器的方案(参见专利文献1)但本发明的构成是不存在的。
专利文献1特开平7-74643号公报发明内容本发明是为了解决上述δ-∑调制器使用FIR滤波器的情况下的现有技术的问题而提出的，其第一目的在于在输出滤波器中具有FIR滤波器的同时，降低该输出滤波器的电阻值，从而降低因电阻而产生的热噪声。
第二目的在于用运算放大器的反馈电阻进行电流·电压的变换，以降低输出滤波器的电阻值。
第三目的在于通过在输出滤波器的电流·电压变换部中使用全差动运算放大器，去除同相噪声的影响。
本发明之一的δ-∑调制器的输出滤波器，具备通过使来自δ-∑调制器的输出数据、输出到被级联的多个延迟元件中的每一个，根据各个输出、控制来自电流源的电流，得到以滤波特性加权的电流，并对该电流进行加法运算后输出，的FIR滤波器，其特征在于所述的电流源为恒流源。
本发明之二的δ-∑调制器的输出滤波器，是在本发明之一的基础上，在所述的FIR滤波器的输出一侧，具有以全差动运算放大器的反馈电阻来进行电流·电压转换的电流·电压变换部。
本发明之三的δ-∑调制器的输出滤波器，是在本发明之二的基础上，在所述的全差动运算放大器的输出一侧，具有差动单转换运算放大器。
本发明之四的数字信号处理装置，具备本发明之一至之三中任一项所述的δ-∑调制器的输出滤波器。
图1表示了本发明的δ-∑调制器的输出滤波器的一个实施形态的电路图。
图2为现有技术的δ-∑调制器的输出滤波器的电路图。
图3为现有技术的另一δ-∑调制器的输出滤波器的电路图。
图中1-输出滤波器；2-δ-∑调制器；4一模拟FIR滤波器；5-输出电路；6-电流·电压变换部；7a、7b-电流源用电阻；8a、8b-恒流源。
具体实施例方式
根据附图对本发明进行说明。
图1为本发明的δ-∑调制器的一实施形态示意图。
如图所示的，从δ-∑调制器2的输出(经过D/A变换)，输入到构成输出滤波器1的FIR滤波器4的移位寄存器S的多个双稳态电路(F/F)F1，F2…Fn中的初级F/F(F1)中。δ-∑调制器2的输出在各个F/F处延迟，将其Q输出，倒相Q输出从各个抽头中取出后，施加到与恒流源级联的MOS三极管T1，T1’…Tn、Tn’的各个控制端子上。
MOS三极管T1，T1’…Tn、Tn’根据所述各F/F(F1、F2…Fn)的Q输出或倒相Q输出，对来自于恒流源8a、8b的电流进行导通控制。这样，来自于恒流源8a、8b的电流输出，以FIR滤波器的滤波系数进行加权，并进行加法运算后输出。
FIR滤波器4的电流输出，在由全差动运算放大器6a和以相反极性连接在其输入输出端之间的反馈电阻6b、6b所组成的电流·电压变换部6中被变换为电压。在电流·电压变换部6的输出级上，连接有由包含单转换运算放大器5a和图示的多个电阻的应用电路(附属电路)所构成的LPF结构输出电路5。
在以上结构中，δ-∑调制器2的输出信号在FIR滤波器4中被去掉高频噪声并被转换电流值后输出，接着，由此所得到的输出电流，通过电流·电压变换部6的全差动运算放大器6a的反馈电阻6b被进行电流·电压转换。在此，用全差动运算放大器作为运算放大器6a，是为了除去同相的噪声，通过向全差动运算放大器6a的差动输入能够高效地除去同相的噪声。
来自电流·电压变换部6的输出，被输入到由单转换运算放大器5a及其应用电路所构成的输出电路5中，在此，高频成分被进一步衰减，从输出电路5得到与所述δ-∑调制器2的输出信号相对应的模拟输出。
如上所述，本申请发明的FIR滤波器电流源，因使用了恒流源而不使用现有技术中的电流电压转换用的电阻，所以能够防止热噪声的产生。另外，因输出级使用了单转换运算放大器5a，所以可以使作为放大量的增益在实际的电路中比通常能够有6db左右的衰减，因而能够使得噪声特性得到进一步的改善。
本发明之一的效果因电流源为FIR进行动作，所以可得到陡峭的滤波特性，使所需频率以上的电平陡峭地下降。另外，因在构成FIR的电流源中不使用电阻，所以可以都用电流来调整FIR，能够防止由电阻所产生的噪声。
本发明之二的效果因由运算放大器的反馈电阻进行电流电压的转换，所以与现有技术的电阻电路相比，可以降低电阻减小量所产生的热噪声，并且用全差动运算放大器进行电流电压转换，能够去除同相的噪声。
本发明之三的效果通过用差动单转换运算放大器作为输出级可以进一步改善噪声水平。
权利要求
1.一种δ-∑调制器的输出滤波器，具备通过使来自δ-∑调制器的输出数据、输出到被级联的多个延迟元件中的每一个，根据各个输出、控制来自电流源的电流，得到以滤波特性加权的电流，并对该电流进行加法运算后输出，的FIP滤波器，其特征在于所述的电流源为恒流源。
2.如权利要求1所述的δ-∑调制器的输出滤波器，其特征在于在所述的FIP滤波器的输出一侧，具有以全差动运算放大器的反馈电阻而进行电流·电压转换的电流·电压变换部。
3.如权利要求2所述的δ-∑调制器的输出滤波器，其特征在于在所述的全差动运算放大器的输出一侧，具有差动单转换运算放大器。
4.一种数字信号处理装置，具备权利要求1～3中任一项所述的δ-∑调制器的输出滤波器。
全文摘要
一种δ－∑调制器的输出滤波器，使用将恒流源(8a、8b)作为电流源的FIR(4)，从移位寄存器(S)的各个抽头中提取来自δ－∑调制器的输出数据，以所提取的延迟信号控制MOS三极管(T1…Tn)，得到以对应于恒流源(8a、8b)的抽头的数目的FIR滤波系数加权的电流，对所得到的电流进行加法运算，同时，对由此得到的电流由全差动运算放大器(6a)的反馈电阻(6b)进行电流—电压变换。从而可降低由在δ－∑调制器中的输出滤波器中的电阻所产生的噪声。
文档编号H03H11/12GK1507159SQ20031012090
公开日2004年6月23日 申请日期2003年11月20日 优先权日2002年12月12日
发明者福田将和 申请人:罗姆股份有限公司