【専用Ａ/ＤやＤ/Ａに依存しないパルス密度変調型インターフェース】
最終更新日 /2006/07/17/
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【専用Ａ/ＤやＤ/Ａに依存しないパルス密度変調型インターフェース】 |
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●パルス密度変調(PDM：Pulse Density Modulation)自体は非常によく知られた公知の技術ですが、ここでご紹介する方式は、ダイナミックレンジやオフセットを変更する機能を備えた任意の分解能を持つD/Aを実現する回路技術に関するもので、これを用いたDDS (Direct Digital Synthesizer)やA/Dの構成方法に関係しています。本技術の利用により、ワンチップマイコンの汎用ディジタルポートやFPGA、CPLDの入出力を自由度の高いアナログインターフェースとして使うことが可能になります。勿論、この方式が使えるケースはアプリケーションの仕様によって限定されたものであり、どのような場合でも適用できるとは限りません。（特許申請中。出願日2006/07/07） |
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【パルス幅変調 (PWM: Pulse Width Modulation)とパルス密度変調 (PDM:
Pulse Density Modulation)の違い】
●任意分解能のパルス密度変調(PDM)型D/Aの動作原理を説明する前に、一般的なパルス幅変調(PWM)とパルス密度変調(PDM)の違いについて説明します。 ●パルス幅変調 （PWM: Pulse Width Modulation)はエアコンのインバータなどで使われている最もポピュラーなパルス変調方式のひとつです。基本周期がハードウェアによって固定されており、１周期内には１と０の領域に分割されており、その時間比率(デューティーサイクル)を変える変調方式です。カウンタで簡単に構成できるため、標準でＰＷＭを組み込んだマイコンが非常に多く開発されています。その背景にはルームエアコンのインバーターに使われているため市場規模が大きく、製造個数が多いという事情もあります。 ●このPWM出力をLPF (Low Pass Filter)に通し、高調波成分を除去あるいは低減することで直流成分を抽出し、簡易なD/Aとして用いる方法が一部のアプリケーションで用いられています。S/N比が悪い、出力範囲や分解能に制約があるなど通常のD/Aと比べると問題があります。 ●パルス密度変調(PDM: Pulse Density Modulation)は∑-⊿型A/Dでも使われているポピュラーなパルス変調方式です。パルス密度変調では基本クロックが固定されており、その１クロック分の区間には"1"または"0"の状態のいずれかが入ります。単位時間当たりの"1"の出現確率で出力する値を決め、この出現確率をアナログ信号に合わせて変化させることにより、任意信号を表現することができます。（∑-⊿変換は本質的にA/D変換のための技術であり、また、ディジタルオーディオは２値化された信号をD級アンプを使って再生する技術です。） ●次に、意図的に与えられた数値に基づいて、パルス密度変調を施す方法について述べます。 【図２】 PWM（パルス幅変調）とPDM（パルス密度変調）の違い  |
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