ノイズシェーパーの応用の代表的なものにΔΣ型変調器およびΔΣ型ＤＡＣ（ＤＡコンバーター）があります。まず１次のΔΣ型変調器の例を示します。
まず入力された信号は前回の出力との差分を取り、その結果を積分し、その結果を量子化器で切り捨てて出力します。
その時の伝達関数は昨日の１次ノイズシェーパーと同じになります。
例えば出力を１ビットに切り捨てると多ビット入力データが２値（１ビット）の時系列の信号に変調されます。
差分を取り、積分するのでΔΣ型変調器と呼ばれていますが、昨日のノイズシェーパー回路のように差分だけを帰還しても伝達関数が同じなので、同様に変調できます。
次にデジタルオーディオで主流のΔΣ型ＤＡＣのブロック図を示します。
この回路はＭＡＳＨ方式のΔΣ型ＤＡＣとか１ビットＤＡＣとか呼ばれています。
（ＭＡＳＨはＮＴＴの登録商標です。）
まず入力信号に１次のノイズシェーパーを掛け、その切り捨て分に２次のノイズシェーパーを掛けて、その微分値と、もとの１次ノイズシェーパーの結果を加算して出力します。
途中の計算式を省略していますが、１回目の切り捨て時の量子化誤差が消えて２回目の切り捨ての量子化ノイズに３次のノイズシェーパーを掛けた結果になります。
１回目の量子化は７値、２回目の量子化は５値に切り捨てられ、加算して１１値で出力されます。
動作速度は３２ｆｓ（ｆｓ＝４４．１ｋＨｚ）で動作させ、３８４ｆｓか７６８ｆｓのクロックで１１値ＰＷＭ出力されます。
１１値というのはタイムスロット１２クロックでベタＬとベタＨを避けるので１１値ＰＷＭとなります。
３２ｆｓ×１２＝３８４ｆｓとなります。
ノイズを高い周波数に追いやってアナログＬＰＦで除去します。
このような手法で約３．５ビット（１１値）ＰＷＭで１６ビット精度の９８ｄＢのダイナミックレンジと歪率０．００３％以下を実現しています。
不思議ですね。３８４ｆｓだと１６．９３４４ＭＨｚとなり普通の周波数のクロックですが、ノイズシェエーパーを使用せずに２の１６乗となると２．８９ＧＨｚとなって、通常のロジックではかなり困難な周波数が必要になります。
このようにノイズシェーパーを用いると１／１００以下のクロックのＰＷＭでオーディオ性能が取れるようになります。
そして低い周波数のクロックでノイズを高い周波数成分に追いやることをノイズシェーピングと言います。
この手法はＡＤＣにも使われています。
デジタル信号処理回路の設計・開発依頼なら
（有）安田電子設計事務所 はノイズシェーパーも設計できます!!
連絡はここをクリック