模拟信号输出电路及使用该电路的多电平△∑调制器.pdf

一种模拟信号输出电路及使用该电路的多电平Δ∑调制器。模拟信号输出电路由以下部分构成：输出与电平“－1”或“1”相当的模拟信号的2个单位模拟电路；以及，对于从与4值Δ∑调制器输出的编码对应而选择的这2个单位模拟电路输出模拟信号，使其平滑并将其输出的低通滤波器。输入信号为－2或+2时，加算单位模拟电路的输出，输出与－2或+2相当的模拟信号。输入信号为－1或+1时，交替使用单位模拟电路，输出与－1或+1相当的模拟信号，从而降低由于模拟元件的离散所造成的非线形误差。

1.  一种多电平模拟信号输出电路，输入与2N个电平(-N，-N+1，…，-2，-1，1，2，…，N-1，N；N为2以上的整数)相当的编码、输出与该输入的编码相当的模拟信号，其特征在于具有：
输出与电平“-1”或“1”相当的模拟信号的N个单位模拟电路；
输入了与-N或N相当的编码时，通过对所述N个单位模拟电路的输出进行加算而输出与编码-N或N相当的模拟信号，输入了与-M或M(M是1≤M≤N-1的整数)相当的编码时，通过对从所述N个单位模拟电路中选择的M个单位模拟电路的输出进行加算而输出与编码-M或M相当的模拟信号的电路；以及，
每当输入与所述-M或M相当的同一编码时，就把所述选择的M个单位模拟电路，按照由NCM(C为表示组合的算符)根据所述N个单位电路而给出的组合次数，依次切换成互不相同的M个单位模拟电路的组合的电路。

2.  一种多电平模拟信号输出电路，输入与4个电平(+2、+1、-1、-2)相当的编码，输出与该输入的编码相当的模拟信号，其特征在于具有：
输出与电平“-1”或“1”相当的模拟信号的2个单位模拟电路；
输入了与-2或2相当的编码时，通过对所述2个单位模拟电路的输出进行加算而输出与编码-2或2相当的模拟信号，输入了与-1或1相当的编码时，通过从所述2个单位模拟电路中选择的1个单位模拟电路的输出而输出与编码-1或1相当的模拟信号的电路；以及，
每当输入与所述-1或1相当的同一编码时，就交替切换从所述2个单位模拟电路中选择的1个单位模拟电路的电路。

3.  根据权利要求1所述的多电平模拟信号输出电路，其特征在于，所述单位模拟电路是开关电容器(SC)电路，该开关电容器(SC)电路由以下部分构成：供给与电平“-1”或“1”相当的电压的电压源；电容器；以及，由外部控制时钟信号进行开闭控制，对从所述电压源向所述电容器的电荷的充放电进行控制，从而输出与所述电平“-1”或“1”相当的模拟信号的开关。

4.  根据权利要求2所述的多电平模拟信号输出电路，其特征在于，所述单位模拟电路是开关电容器(SC)电路，该开关电容器(SC)电路由以下部分构成：供给与电平“-1”或“1”相当的电压的电压源；电容器；以及，由外部控制时钟信号进行开闭控制，对从所述电压源向所述电容器的电荷的充放电进行控制，从而输出与所述电平“-1”或“1”相当的模拟信号的开关。

5.  一种DA转换器，具有：把输入数字信号调制成2N电平(-N，-N+1，…，-2，-1，1，2，…，N-1，N；N为2以上的整数)的信号的多电平Δ∑调制器；以及，把与从该Δ∑调制器输入的所述2N电平相当的编码转换为模拟信号而输出的多电平模拟信号输出电路，其特征在于，
所述多电平模拟信号输出电路具有：输出与电平“-1”或“1”相当的模拟信号的N个单位模拟电路；输入了与-N或N相当的编码时，通过对所述N个单位模拟电路的输出进行加算而输出与编码-N或N相当的模拟信号，输入了与-M或M(M是1≤M≤N-1的整数)相当的编码时，通过对从所述N个单位模拟电路中选择的M个单位模拟电路的输出进行加算而输出与编码-M或M相当的模拟信号的电路；以及，每当输入与所述-M或M相当的同一编码时，就把所述选择的M个单位模拟电路，按照由NCM(C为表示组合的算符)根据所述N个单位电路而给出的组合次数，依次切换成互不相同的M个单位模拟电路的组合的电路。

6.  一种DA转换器，具有：把输入数字信号调制成由4个电平(+2、+1、-1、-2)构成的信号的4值Δ∑调制器；以及，把与从该Δ∑调制器输入的所述4个电平相当的编码转换为模拟信号而输出的多电平模拟信号输出电路，其特征在于，
所述多电平模拟信号输出电路具有：输出与电平“-1”或“1”相当的模拟信号的2个单位模拟电路；输入了与-2或2相当的编码时，通过对所述2个单位模拟电路的输出进行加算而输出与编码-2或2相当的模拟信号，输入了与-1或1相当的编码时，通过从所述2个单位模拟电路中选择的1个单位模拟电路的输出而输出与编码-1或1相当的模拟信号的电路；以及，每当输入与所述-1或1相当的同一编码时，就交替切换从所述2个单位模拟电路中选择的1个单位模拟电路的电路。

7.  根据权利要求5所述的DA转换器，其特征在于，所述单位模拟电路是开关电容器(SC)电路，该开关电容器(SC)电路由以下部分构成：供给与电平“-1”或“1”相当的电压的电压源；电容器；以及，由外部控制时钟信号进行开闭控制，对从所述电压源向所述电容器的电荷的充放电进行控制，从而输出与所述电平“-1”或“1”相当的模拟信号的开关。

8.  根据权利要求6所述的DA转换器，其特征在于，所述单位模拟电路是开关电容器(SC)电路，该开关电容器(SC)电路由以下部分构成：供给与电平“-1”或“1”相当的电压的电压源；电容器；以及，由外部控制时钟信号进行开闭控制，对从所述电压源向所述电容器的电荷的充放电进行控制，从而输出与所述电平“-1”或“1”相当的模拟信号的开关。

9.  一种多电平Δ∑调制器，由以下部分构成：作为把2N值(N为2以上的整数)的反馈信号转换成模拟信号的局部DA转换器而工作的多电平模拟信号输出电路；输出所述局部DA转换器的输出信号和模拟输入信号的差的模拟加法器；对该模拟加法器的输出信号进行积分的模拟积分器；把该模拟积分器的输出信号转换成2N值的数字信号的多电平量子化器；以及，延迟该多电平量子化器的输出信号，作为2N值的所述反馈信号向所述局部DA转换器输出的延迟器，其特征在于，
所述多电平模拟信号输出电路具有：输出与电平“-1”或“1”相当的模拟信号的N个单位模拟电路；输入了与-N或N相当的编码时，通过对所述N个单位模拟电路的输出进行加算而输出与编码-N或N相当的模拟信号，输入了与-M或M(M是1≤M≤N-1的整数)相当的编码时，通过对从所述N个单位模拟电路中选择的M个单位模拟电路的输出进行加算而输出与编码-M或M相当的模拟信号的电路；以及，每当输入与所述-M或M相当的同一编码时，就把所述选择的M个单位模拟电路，按照由NCM(C为表示组合的算符)根据所述N个单位电路而给出的组合次数，依次切换成互不相同的M个单位模拟电路的组合的电路。

10.  一种多电平Δ∑调制器，由以下部分构成：作为把4值(+2、+1、-1、-2)的反馈信号转换成模拟信号的局部DA转换器而工作的多电平模拟信号输出电路；输出所述局部DA转换器的输出信号和模拟输入信号的差的模拟加法器；对该模拟加法器的输出信号进行积分的模拟积分器；将该模拟积分器的输出信号转换成4值的数字信号的多电平量子化器；以及，延迟该多电平量子化器的输出信号，作为4值值的所述反馈信号向所述局部DA转换器输出的延迟器，其特征在于，
所述多电平模拟信号输出电路具有：输出与电平“-1”或“1”相当的模拟信号的2个单位模拟电路；输入了与-2或2相当的编码时，通过对所述2个单位模拟电路的输出进行加算而输出与编码-2或2相当的模拟信号，输入了与-1或1相当的编码时，通过从所述2个单位模拟电路中选择的1个单位模拟电路的输出而输出与编码-1或1相当的模拟信号的电路；以及，每当输入与所述-1或1相当的同一编码时，就交替切换从所述2个单位模拟电路中选择的1个单位模拟电路的电路。

11.  根据权利要求9所述的多电平Δ∑调制器，其特征在于，所述单位模拟电路是开关电容器(SC)电路，该开关电容器(SC)电路由以下部分构成：供给与电平“-1”或“1”相当的电压的电压源；电容器；以及，由外部控制时钟信号进行开闭控制，对从所述电压源向所述电容器的电荷的充放电进行控制，从而输出与所述电平“-1”或“1”相当的模拟信号的开关。

12.  根据权利要求10所述的多电平Δ∑调制器，其特征在于，所述单位模拟电路是开关电容器(SC)电路，该开关电容器(SC)电路由以下部分构成：供给与电平“-1”或“1”相当的电压的电压源；电容器；以及，由外部控制时钟信号进行开闭控制，对从所述电压源向所述电容器的电荷的充放电进行控制，从而输出与所述电平“-1”或“1”相当的模拟信号的开关。

模拟信号输出电路及使用 该电路的多电平Δ∑调制器
技术领域
本发明涉及将多值数字化信号转换为模拟信号的技术，特别是涉及在多电平Δ∑调制器中适合于将多值数字化信号转换为多电平模拟信号的电路的模拟信号输出电路。
技术背景
Δ∑调制器在音频、通信等领域被广泛利用，以前也有过各种关于使用Δ∑调制器构成DA转换器或AD转换器的技术的提案。(参照专利文献1～3)
图12为表示将Δ∑调制器应用于DA转换器的以前构成例的框图。在图12中，数字信号输入到Δ∑调制器121中，然后转换为由+1和-1两个电平构成的2值(1位)的输出，在低通滤波器(LPF)122中进行信号处理，作为模拟信号而输出。
此Δ∑调制器的输出是把输入信号进行脉冲密度调制的输出，其频谱如图13所示，是包含了输入信号频谱和向数字化杂波高的频带进行修整后的频谱的信号。对此用低通滤波器(LPF)122只取出所要的频带，即可得到变换输出。
另一方面，为了降低Δ∑调制器的数字化杂波，提高其转换精度，或者为了降低取样频率，实现高SN和低消耗功率化，以前就曾经提出(参照专利文献1、3)将Δ∑调制器的输出多电平化(多位化)，但是，若进行多电平化，作为将此多电平化的数字化电平转换为模拟信号的内部DA转换电路，就需要设计对应多电平的数字模拟转换电路。
专利文件1：特开平6-224772号公报
专利文件2：特开平6-276099号公报
专利文件3：特开2001-94429号公报
但是，由于在输出对应多电平的模拟信号的局部数字模拟转换电路中产生的非线形性误差会限制整体的转换精度(直线性)，因而Δ∑调制器易受到制造值变动的影响，实际上很难稳定地得到高精度。因此，采用多电平的时候，对输出与模拟电路中的多电平对应的多电平的模拟信号的元件进行修整，从而提高元件精度，虽然采用了这种方法，但是会因此发生使制造变烦杂的问题。
为解决这样的问题，在专利文献1中，具备存储非线形性补偿参数的存储器和根据此存储器中存储的过滤系数而动作的数字滤波器，并进行如下控制：将多电平输出Δ∑调制器的输出向此数字滤波器输出，通过数字滤波器来补偿多电平输出Δ∑调制器中存在的非线形性。另在文献3中，设有把1位信号输出到具有多位量子化器的模拟Δ∑调制器的后级的数字Δ∑调制器，使从数字Δ∑调制器中输出的1位信号延迟的信号会被反馈到前级的模拟Δ∑调制器，从而减少由于非线形误差引起的信号失真。
在这些专利文献中记载的技术，为了补偿在局部数字模拟转换电路中产生的非线形性误差，而需要具备存储非线形性补偿参数的存储器和根据此存储器中存储的过滤系数而动作的数字滤波器，或需要用模拟Δ∑调制器和数字Δ∑调制器，因此会产生结构变复杂的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种以比较简单的构成就能够降低在输出与多电平对应的模拟信号的局部数字模拟转换电路等中的非线形误差的装置。
本发明的、输出与多电平对应的模拟信号的局部数字模拟转换电路，作为输入与2N个电平(-N，-N+1，…，-2，-1，1，2，…，N-1，N；N为2个以上的整数)相当的编码、输出与该输入的编码相当的模拟信号的多电平模拟信号输出电路而构成，其特征在于具有：输出与电平“-1”或“1”相当的模拟信号的N个单位模拟电路；输入了与-N或N相当的编码时，对上述N个单位模拟电路的输出进行加算，作为与编码-N或N相当的模拟信号而输出，输入了与-M或M(M是1≤M≤N-1地整数)相当的编码时，对从上述N个单位模拟电路中选择的M个单位的模拟电路的输出进行加算，作为与编码-M或M相当的模拟信号而输出的装置；以及，每当输入与上述-M或M相当的同一编码时，作为从上述N个单位电路中选择的M个单位模拟电路，根据NCM(C为表示组合的算符)的组合次数，依次切换成互不相同的M个单位模拟电路的组合。
另外，输入与4值电平(+2、+1、-1、-2)相当的编码时，本发明的多电平模拟信号输出电路的特征在于，其特征在于具有：输出与电平“-1”或“1”相当的模拟信号的2个单位模拟电路；输入了与-2或2相当的编码时，对上述2个单位模拟电路的输出进行加算，输出与编码-2或2相当的模拟信号，输入与-1或1相当的编码时，把从上述2个单位模拟电路中选择的1个单位模拟电路的输出作为与编码-1或1相当的模拟信号而输出的装置；以及，每当输入与上述-1或1相当的同一编码时，就交替切换上述2个单位模拟电路，作为与上述编码-1或1相当的模拟信号而输出的装置。
其特征在于，本发明的单位模拟电路可以是开关电容器(SC)电路，该开关电容器(SC)电路由以下部分构成：供给与电平“-1”或“1”相当的电压的电压源；电容器；以及，由外部控制时钟信号进行开闭控制，对从上述电压源向上述电容器的电荷的充放电进行控制，从而输出与上述电平“-1”或“1”相当的模拟信号的开关。
本发明配置了多个输出与电平“-1”或“1”相当的模拟信号的1位模拟电路，可选择与输出电平对应的数的模拟电路，同时，输出同一电平的信号时依次切换选择的组合来使用，因此，即使模拟元件有离散，也可吸收由于离散而导致的误差。因此不需要模拟元件的修整等工序。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的框图。
图2是表示本实施方式的模拟信号输出电路的构成及动作的概念图。
图3是表示本实施方式的模拟信号输出电路由开关电容器电路(SC电路)构成的实施例的图。
图4是用于说明本实施例的动作的时序图。
图5是按时间变化表示本实施例中充电的电容器的选择顺序之一例的图。
图6是表示本实施例的相对于容量的相对误差的S/(N+D)特性的图表。
图7是表示本发明的第2实施方式的框图。
图8是表示由开关电容器电路(SC电路)构成本实施方式的实施例的图。
图9是用于说明本实施例的动作的时序图。
图10是表示由开关电容器电路(SC电路)作为平衡型电路网而构成本实施方式的实施例的图。
图11是表示本发明的第3实施方式的框图。
图12是表示把Δ∑调制器应用于DA转换器的以前的构成例的框图。
图13是表示把1次-Δ∑调制器应用于DA转换器时的输出频谱的图。
具体实施方式
图1是本发明的第1实施方式的框图，表示将本发明适用于超取样DAC的例子。在图1中数字输入信号输入到由数字电路构成的4值Δ∑调制器11，变换为由-2、-1、+1、+2这4个电平构成的4值(2位)的输出，向相当于低通滤波器(LPF)的模拟信号输出电路12输出。模拟信号输出电路12，将从4值Δ∑调制器11输入的相当于-2、-1、+1、+2的编码信号进行处理，将其作为相当于-2、-1、+1、+2的模拟信号而输出。
图2为表示本实施方式的模拟信号输出电路12的构成及动作的概念图，由以下部分构成：输出相当于电平“-1”或“1”的模拟信号的2个单位模拟电路B1、B2；以及，使与4值Δ∑调制器11输出的编码对应而选择的此单位模拟电路B1、B2的两个或其中一个的输出平滑，并输出与编码对应的模拟信号的低通滤波器(LPF)。以下，参照图1～图2对本实施方式的动作进行说明。
4值Δ∑调制器11的输出的值为“+2”时，把单位模拟电路B1、B2都作为“+1”的模拟信号输出器来选择使用。然后，把加算了单位模拟电路B1、B2的输出的“+2”的模拟信号从低通滤波器(LPF)输出，得到相当于“+2”的模拟信号。此外，4值Δ∑调制器11的输出值为“-2”时，把单位模拟电路B1、B2都作为“-1”的模拟信号输出器来选择使用。然后，把加算了单位模拟电路B1、B2的输出的“-2”的模拟信号从低通滤波器(LPF)输出，得到相当于“-2”的模拟信号。
另一方面，4值Δ∑调制器11的输出值为“+1”时，选择使用与前次输出同一编码“+1”时选择的单位模拟电路不同的单位模拟电路，输出相当于“+1”的模拟信号。即，如果上次输出编码“+1”时选择了单位模拟电路B1，这次就选择单位模拟电路B2为“+1”的模拟信号输出器，由此输出相当于“+1”的模拟信号，如果上次选择了单位模拟电路B2，输出了相当于编码“+1”的模拟信号时，这次就选择单位模拟电路B1作为“+1”的模拟信号输出器来使用，由此输出相当于“+1”的模拟信号。
同样，4值Δ∑调制器11的输出值为“-1”时，也是，如果上次输出同一编码“-1”时选择了单位模拟电路B1，这次就选择单位模拟电路B2为“-1”的模拟信号输出器，由此输出相当于“-1”的模拟信号，如果上次选择了单位模拟电路B2，输出相当于编码“-1”的模拟信号时，这次就选择单位模拟电路B1为“-1”的模拟信号输出器，由此输出相当于“-1”的模拟信号。
图3是表示由开关电容器电路(SC电路)构成本实施方式的模拟信号输出电路12的实施例的框图，包含电容器CP1、CP2的SC电路B1、B2对应上述的单位模拟电路B1、B2。电容器CP1和CP2设定为相等的值。此外，基准电压Vp为相当于“+1”的模拟电压，基准电压Vn为相当于“-1”的模拟电压。
在图3中，前级的Δ∑调制器11的输出被输入到时钟发生器31中，通过时钟发生器31的输出来进行SC电路网的开关(SW1、SW2、SWa、SWb、SWc、SWd、SWe、SWf)的开闭控制。通过图3中所示的SC电路，输出相当于属于Δ∑调制器11的输出的+2、+1、-1、-2的模拟信号，图4为表示此时被开闭控制的各SW的动作的时序图。以下，参照图3～4说明本实施例的动作。
从4值Δ∑调制器11的输出值为“+2”时，在时钟周期的第1相使Swa、Swd、Sw1导通，从而分别在电容器CP1、CP2上积累相当于基准电压Vn的电荷，在时钟周期的第2相使Swc、Swf、Sw2导通，从而加上与在电容器CP1、CP2上分别积累的基准电压Vn相当的电荷，向后级的低通滤波器(LPF)输出。由此，从低通滤波器(LPF)输出相当于“+2”的模拟信号。
从4值Δ∑调制器11输出的值为“-2”时，在时钟周期的第1相使Swb、Swe、Sw1导通，从而在电容器CP1、CP2上分别积累相当于基准电压Vn的电荷，在时钟周期的第2相使Swc、Swf、Sw2导通，从而加上与在电容器CP1、CP2上分别积累的基准电压Vn相当的电荷，向后级的低通滤波器(LPF)输出。由此，从低通滤波器(LPF)输出相当于“-2”的模拟信号。
另一方面，从4值Δ∑调制器11的输出值为“+1”时，如果输出与前次同一编码“+1”时，选择单位模拟电路B1的电容器CP1，输出相当于“+1”的模拟信号，那么，此次单位模拟电路B2的电容器CP2就作为“+1”的模拟信号输出用电容器使用。因此，通过在时钟周期的第1相使Swa、Sw1导通，使电容器CP2积累相当于基准电压VP的电荷，通过在时钟周期的第2相使Swc、Sw2导通，把与在电容器CP2上积累的基准电压VP相当的电荷向后级的低通滤波器(LPF)输出。由此，从低通滤波器(LPF)输出与在电容器CP2上积累的“+1”相当的模拟信号。
从4值Δ∑调制器11继续输出“+1”时，此次把单位模拟电路B1的电容器CP1作为“+1”的模拟信号输出用电容器使用。因此，通过在时钟周期的下一个第1相使Swd、Sw1导通，向电容器CP1积累相当于基准电压Vp的电荷，通过在第2相使Swf、Sw2导通，把与在电容器CP1上积累的基准电压VP相当的电荷向后级的低通滤波器(LPF)输出。由此，从低通滤波器(LPF)输出与在电容器CP1上积累的“+1”相当的模拟信号。
以下，每次从4值Δ∑调制器11输出“+1”时，单位模拟电路B1和B2就交替切换而动作，输出相当于从4值Δ∑调制器11输出的编码“+1”的模拟信号。
同样，从4值Δ∑调制器11输出的值为“-1”时，如果输出与前次同一编码“-1”时，选择单位模拟电路B1的电容器CP1，输出相当于“-1”的模拟信号，那么，此次就把单位模拟电路B2的电容器CP2作为“-1”的模拟信号输出用电容器使用。因此，通过在时钟周期的第1相导通Swb、Sw1，来向电容器CP2积累相当于基准电压Vn的电荷，通过在时钟周期的第2相导通Swc、Sw2，把积累在电容器CP2上的当于基准电压Vn的电荷向后级的低通滤波器(LPF)输出。由此，从低通滤波器(LPF)输出相当于在电容器CP2上积累的“-1”的模拟信号。
如果从4值Δ∑调制器11继续输出“-1”，那么，此次就把单位模拟电路B1的电容器CP1作为“-1”的模拟信号输出用电容器使用。因此，通过在时钟周期的下一个第1相导通Swe、Sw1，来向电容器CP1积累相当于基准电压Vn的电荷，通过在第2相导通Swf、Sw2，把相当于在电容器CP1上积累的基准电压Vn的电荷向后级的低通滤波器(LPF)输出。由此，从低通滤波器(LPF)输出相当于在电容器CP1上积累的“-1”的模拟信号。
之后，每次从4值Δ∑调制器11输出“-1”时，单位模拟电路B1和B2就交替切换而动作，输出相当于从4值Δ∑调制器11输出的编码“-1”的模拟信号。
图5是表示在图3的实施例中，从4值Δ∑调制器11把-2、-1、1、2中的任意一个作为时分系列信号而输出后，充电的电容器CP1和CP2的选择顺序的例子。在本实施例中，从4值Δ∑调制器11输出“-1”或“+1”后，通过对电容器CP1和CP2进行倒频(スクランブル)来向其中一个电容器充电；而输出了“-2”或“+2”时，通常使两个电容器充电。
倒频是对各开关进行切换控制，使从4值Δ∑调制器11的输出按“-1”和“+1”分别独立地使用另一个电容器，而不是前次使用的电容器。通过此操作，就可以抵消由于制造误差(容量离散)而产生的2个电容器的相对误差所引起特性恶化。
图6是对S/(N+D)特性，按照电容器容量的制造误差遵从正态分布的假定，进行了模拟的图，其中，该S/(N+D)特性是在图3的实施例中，从4值Δ∑调制器11输出了“-1”或“+1”时，在所选择的电容器固定在CP1或CP2中的任意一方的情况以及以按“-1”和“+1”分别独立地交替切换CP1和CP2(倒频)的方式的情况下的制造误差(容量离散)所伴随的S/(N+D)特性。
图6中Typ值及Min值是表示进行了1000次模拟后的平均值及Min值。采用了交替切换CP1和CP2的本发明的方式时，容量的相对误差为1％时也可得到所有样品的稳定的S/(N+D)值，但是固定在CP1或CP2中的任意一方的时候，随着容量的相对精度的恶化，S/(N+D)的特性也会恶化。
图7为本发明的第2实施方式的框图，表示的是将本发明使用于1次-4值Δ∑调制器的ADC的例子。
本实施方式的4值Δ∑调制器由以下部分构成：作为将4值的反馈信号转换为模拟信号的局部DAC65而构成的多电平模拟信号输出电路；获取此局部DAC65的输出信号和模拟输入信号in的差的模拟加法器61；将模拟加法器61的输出信号积分的模拟积分器62；将模拟积分器62的输出信号转换为4值的数字信号的多电平量子化器63；和将多电平量子化器63的输出信号延迟，作为4值的反馈信号向局部DAC输出的延迟器64。
在这种情况下，本发明可适用于作为将4值的反馈信号转换为模拟信号的局部DAC65而构成的多电平模拟信号输出电路。即，根据用量子化器63可得到的4值的输出编码，适用本发明的单位模拟电路B1、B2，通过按上述顺序切换使用单位模拟电路B1、B2，就能够吸收元件的离散引起的误差。
图8是表示用开关电容器电路(SC电路)来构成本实施方式的1次-4值Δ∑调制器的实施例的框图，包含电容器CP1、CP2的SC电路B1、B2对应图7的单位模拟电路B1、B2。电容器CP1和CP2设定为相等的值。此外，基准电压Vp为相当于“+1”的模拟电压，基准电压Vn为相当于“-1”的模拟电压。
在图8中，比较器(相当于量子化器63)的输出被输入到时钟发生器81中，通过时钟发生器81的输出来进行SC电路网的开关(SW1、SW2、SWa、SWb、SWc、SWd、SWe、SWf)的开闭控制。通过图8中所示的SC电路，输出相当于4值电平的+2、+1、-1、-2的模拟信号，图4为表示此时受到开闭控制的各SW的动作的时序图。
在这种情况下，也与图3～图4所示SC电路相同，通过按照上次的输出编码来控制各SW，使其作为相当于+2、+1、-1、-2的模拟信号输出器而动作，整体上作为Δ∑调制器而动作。此外，电容器CP1、CP2即使有离散，也能够高精度地输出各电平的模拟信号。本实施例的开关的开闭控制动作与参照图3～图4说明的动作相同，因此省略详细说明。
图10是表示由开关电容器(SC)电路作为平衡型电路网而构成本实施方式(图7)的1次-4值Δ∑调制器的实施例的框图，为了将Δ∑调制器的4值(±1.0，±0.5；相当于上述+2、+1、-1、-2)的输出转换为模拟信号，在积分器102的正侧和负侧各配置2个电容。即，包含电容器CBP21及CBN21、电容器CBP22及CBN22的SC电路B1、B2分别对应单位模拟电路B1、B2。这些电容器的电容设定为完全相等的值。
在图10中，来自SC电路B1、B2的模拟电压，通过积分器102被输入到量子化器103，在量子化器103中通过各自与由基准电压发生电路104发生的基准电压相比较，转换为4值(±1.0，±0.5)的输出。此外，量子化器103的输出被输入到时钟发生器101，通过时钟发生器101的输出来进行SC电路网的各开关的开闭控制。以下，简要说明本实施例的SC电路B1、B2的动作。
时钟发生器101在时钟周期的第1相(φ1)，分别向电容器CBP21和CBP22积累相当于基准电压VREFL-VCOM的电荷，分别向电容器CBN21和CBN22积累相当于基准电压VREFH-VCOM的电荷。
从量子化器103的输出值为“+1.0”时，在时钟周期的第2相(φ2)，把在电容器CBP21和CBP22上分别积累的相当于基准电压VREFL-VCOM的电荷向积分器102的负侧输入，把在电容器CBN21和CBN22上分别积累的相当于基准电压VREFH-VCOM的电荷向积分器102的正侧输入，从而从积分器102输出相当于“+1.0”的模拟信号。
量子化器103中的输出值为“-1.0”时，在时钟周期的第2相(φ2)，把在电容器CBP21和CBP22上分别积累的相当于基准电压VREFL-VCOM的电荷向积分器102的正侧输入，把在电容器CBN21和CBN22上分别积累的相当于基准电压VREFH-VCOM的电荷向积分器102的负侧输入，从而从积分器102输出相当于“-1.0”的模拟信号。
另一方面，从量子化器103的输出值为“+0.5”时，如果上次输出同一编码“+0.5”时选择单位模拟电路B1的电容器CBP21和CBN21，在时钟周期的第2相(φ2)，把相当于在电容器CBP21上积累的基准电压VREFL-VCOM的电荷向积分器102的负侧输入，把相当于在电容器CBN21上积累的基准电压VREFH-VCOM的电荷向积分器102的正侧输入，从而从积分器102输出相当于“+0.5”的模拟信号，那么，此次就选择单位模拟电路B2的电容器CBP22和CBN22，在时钟周期的第2相(φ2)，把相当于在电容器CBP22上积累的基准电压VREFL-VCOM的电荷向积分器102的负侧输入，把相当于在电容器CBN22上积累的基准电压VREFH-VCOM的电荷向积分器102的正侧输入，从而从积分器102输出相当于“+0.5”的模拟信号。
以下，每次从量子化器103输出的值为“+0.5”时，就交替切换把积累的电荷向积分器102输出的单位模拟电路B1和B2，从积分器102输出相当于“+0.5”的模拟信号。
同样，量子化器103的输出值为“-0.5”时，如果上次输出同一编码“-0.5”时，选择了单位模拟电路B1的电容器CBP21和CBN21，在时钟周期的第2相(φ2)，把相当于在电容器CBP21上积累的基准电压VREFL-VCOM的电荷向积分器102的正侧输入，把相当于在电容器CBN21上积累的基准电压VREFH-VCOM的电荷向积分器102的负侧输入，从而从积分器102输出相当于“-0.5”的模拟信号，那么，此次就选择单位模拟电路B2的电容器CBP22和CBN22，在时钟周期的第2相(φ2)，把相当于在电容器CBP22上积累的基准电压VREFL-VCOM的电荷向积分器102的正侧输入，把相当于在电容器CBN22上积累的基准电压VREFH-VCOM的电荷向积分器102的负侧输入，从而从积分器102输出相当于“-0.5”的模拟信号。
以下，每次从量子化器103中输出的值为“-0.5”时，就交替切换把积累的电荷向积分器102输出的单位模拟电路B1和B2，从积分器102输出相当于“-0.5”的模拟信号。
图11为表示本发明的第3实施方式的框图，表示把图1～图2所示的1次-4值Δ∑调制器的ADC扩展为2N电平(-N，-N+1，…，-2，-1，1，2，…，N-1，N；N为2个以上的整数)时的多电平模拟信号输出电路。
在本实施方式中，具备输出相当于电平“-1”或“1”的模拟信号的N个单位模拟电路D1～DN，输入编码为+N或-N时，所有的单位模拟电路作为“-1”或“1”的模拟输出器使用，输入编码为-M或M(M是1≤M≤N-1的整数)时，将从N个单位模拟电路中选出的M个单位模拟电路的输出进行加算，从而输出相当于编码-M或M的模拟信号。
此时，所选择的M个的单位模拟电路的组合是每次输入相当于-M或M的编码时，按照根据N个单位模拟电路用NCM(C为表示组合的算符)所给的组合次数，依次转换为不同的M个单位模拟电路的组合。即，按各个编码，从电路D1～DN中，依次使用不同的组合，使用到最后的组合时，再回到最初的组合，不要与前次同一编码输入时使用的组合相同，且要依次变更M个单位模拟电路的组合(倒频)，使所有的电路能均等地被使用。
例如，6电平(N＝3)时，给出的电平有±(1～3)，M＝±1时，按D1、D2、D3的顺序选择；M＝±2时，顺序选择3C2的所有组合，(D1、D2)，(D1、D3)，(D2、D3)；M＝±3时，使用(D1、D2、D3)的组合(所有的电路)。
此外，2N电平时，给出的电平有±(1～N)，此时也是，M＝±1时，按D1、D2、D3，…，DN的顺序选择；M＝±2时，顺序选择NC2的所有组合，(D1、D2)，(D1、D3)，(D1、D4)，…，(D1、DN)，(D2、D3)，(D2、D4)，…，(DN-1、DN)；M＝±3时，顺序选择NC3的所有组合，(D1、D2、D3)，(D1、D2、D4)，…，(D1、D2、DN)，(D2、D3、D4)，(D2、D3、D5)，…，(DN-2、DN-1、DN)。以下同样，M＝±(N-1)时，顺序选择NCN-1的所有组合，(D1、D2、D3，…，DN-1)，(D1、D2、DN-2、DN)，…，(D1、D3、D4，…，DN)，(D2、D3、D4，…，DN)；M＝±N时，使用(D1、D2、D3，…，DN)的组合(所有的电路)。
另外，本发明的多电平模拟信号输出电路，同样，能够适用于n次(n≥2的整数)-2N值(N≥2的整数)Δ∑调制器。此外，本发明的多电平模拟信号输出电路并不只限用于多电平Δ∑调制器，也可作为输入相当于2N个电平(-N，-N+1，…，-2，-1，1，2，…，N-1，N；N为2个以上的整数)的编码，输出相当于该输入编码的模拟信号的模拟信号输出电路来合理使用。