JPH0137046B2 - - Google Patents

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JPH0137046B2
JPH0137046B2 JP58157594A JP15759483A JPH0137046B2 JP H0137046 B2 JPH0137046 B2 JP H0137046B2 JP 58157594 A JP58157594 A JP 58157594A JP 15759483 A JP15759483 A JP 15759483A JP H0137046 B2 JPH0137046 B2 JP H0137046B2
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JP
Japan
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converter
digital
analog signal
waveform
waveform memory
Prior art date
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JP58157594A
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English (en)
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JPS6048621A (ja
Inventor
Junzo Murakami
Hiroshi Matsue
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP15759483A priority Critical patent/JPS6048621A/ja
Publication of JPS6048621A publication Critical patent/JPS6048621A/ja
Publication of JPH0137046B2 publication Critical patent/JPH0137046B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野] 本発明は、ほぼ同じ形状の波形が一定周期で繰
返される入力アナログ信号をデイジタル信号に変
換する周期波形A/D変換装置に関する。 [発明の技術的背景とその問題点] アナログ信号波形を一定間隔Tでサンプリング
したサンプル値系列をデイジタル信号系列に変換
するには、一般にA/D変換器が用いられる。し
かし、ビデオ帯域のような高い周波数に対応でき
るA/D変換器は極めて高価なので、例えばテレ
ビ信号の垂直同期信号部のような周期的なアナロ
グ波形に限つては、その周期性を利用して通常の
A/D変換器を用いないA/D変換装置が採用さ
れることがある。 第1図はそのような周期波形A/D変換装置を
示したもので、A/D変換がほぼ終了した後の平
衡状態でみると、デイジタル波形メモリ3には入
力端子1に与えられる入力アナログ信号波形の周
期性を持つ所定区間部分が複数サンプルからなる
デイジタルデータとして記憶保持されている。こ
のデイジタル波形メモリ3の内容は、タイミング
回路6の制御のもとにサンプリング時刻の順に読
み出され、A/D変換器4でアナログ信号に変換
される。A/D変換器4の出力信号と入力アナロ
グ信号とは共に比較器2に入力され、両者のレベ
ルの大小関係がサンプリング時刻ごとに2値判定
される。この比較判定結果に応じてデイジタル波
形メモリ3の出力の各サンプリング時刻に対応す
るデイジタルデータが修正回路5で△(量子化レ
ベル)だけ増減された上、再びデイジタル波形メ
モリ3の所定位置に戻される。 以上のようなデイジタル波形メモリ3の内容の
修正が入力アナログ信号の1周期毎に繰返し行な
われることによつて、デイジタル波形メモリ3の
内容は次第に入力アナログ信号の波形に漸近し、
平衡状態においては±△の振動を伴いつつ入力ア
ナログ信号波形をA/D変換したものとなる。 このようなA/D変換装置によれば、通常の
A/D変換器を用いず、代りにD/A変換器を用
いているので、サンプリング周波数が高い場合に
おいても比較的安価に装置を実現できるという利
点がある。 しかしながら上記した従来のA/D変換装置で
は次のような難点があつた。 第2図は第1図におけるデイジタル波形メモリ
3内のデイジタルデータ(波形データ)が時間的
にどのような経過をたどるかを模式的に示した図
である。第2図において横軸は入力アナログ信号
波形の周期(τ)で目盛つた時間であり、縦軸は
波形データ(Bビツト)のデイジタル値を示して
いる。△は波形データの1量子化レベルで、△=
2-Bである。1回の修正では、波形データは±△
だけ修正されるものとしている。図中、実線は例
えば第k番目のサンプル(Xk)に着目したもの、
点線は第(k+1)番目のサンプル(Xk+1)に
着目したものである。Xk、Xk+1等は定常状態で
はほぼ一定で、±△の範囲で変動するだけである
が、一般には入力アナログ信号に含まれる雑音成
分の影響で±△より大きく変動することもある。 図から明らかなように、±△なる修正を行なう
従来のA/D変換装置においては、ある周期を起
点として、2周期後にとりうるレベルを考える
と、0、±2△の3通りしかなく、±△ということ
はあり得ない。すなわち奇数番目の周期では〇印
のレベル、偶数番目の周期では×印のレベルしか
とり得ないことは分る。但し初期状態は全ての波
形データは同一レベルにあるとする。このこと
は、ある周期についての波形データ修正が終了し
た時点でデイジタル波形メモリ3の内容を見る
と、そこに収容されている波形データの値は、実
はBビツト分解能ではなく、(B−1)ビツト分
解能にしかなつていないことを意味する。すなわ
ち従来の方式では折角BビツトのD/A変換器を
用いながら、実際には(B−1)ビツト分解能の
A/D変換出力しか得られていなかつたことにな
る。 [発明の目的] 本発明の目的は、D/A変換器の本来有してい
る分解能を最大限に活かしてより高精度のA/D
変換を行なうことができる周期波形A/D変換装
置を提供することにある。 [発明の概要] 本発明はデイジタル波形メモリの出力信号をア
ナログ信号に変換するD/A変換器の出力と入力
アナログ信号とをレベル比較して、その比較判定
結果に応じてデイジタル波形メモリ内のデイジタ
ルデータを修正するに際し、その修正量を上記判
定結果に応じて正、負の一定値および0の3値か
ら選択設定するようにしたことを特徴としてる。 [発明の効果] 本発明によれば、周期波形のアナログ信号を
A/D変換するに際し、デイジタル波形メモリ内
のデイジタルデータに対する修正に当り修正量0
という践択肢を設けたことにより、使用するD/
A変換器の分解能を最大限に活かしてD/A変換
器自体の分解能に等しいビツト数のより高精度な
A/D変換出力を得ることができる。 [発明の実施例] 第3図は本発明による周期波形A/D変換装置
の一実施例を示したものである。 入力端子、11に印加される周期的な入力アナ
ログ信号は比較器12の2つの入力端子の一方に
入力される。比較器12、他方の入力端子には
D/A変換器14の出力接続されている。D/A
変換器14へのデイジタル入力はデイジタル波形
メモリ13から供給される。 ここで、比較器12は3値比較器であり、入力
端子11から供給される入力アナログ信号を+
△/2、−△/2なるレベルだけシフトするレベ
ルシフト回路21,22と、これらのレベルシフ
ト回路21,22の出力を一方の入力とし、D/
A変換器14の出力を他方の入力とする2つの2
値比較器23,24と、これらの2値比較器2
3,24の出力を入力とする符号変換回路25と
から構成される。符号変換回路25は次表に示さ
れる入出力特性を持つている。
【表】 この場合、符号変換回路25の出力は並列8ビ
ツトからなる2の補数表示からなるデイジタル信
号である。上表から分るように比較器12はA=
“L”(ローレベル)、B=“L”のとき、すなわち
比較器12の2つの入力のレベル差が△/2未満
であれば0を出し、A=“H”(ハイレベル)、B
=“L”のとき、すなわち入力レベル差が△/2
以上であつて、入力アナログ信号の方がD/A変
換器14の出力信号より大きいときは+△を出力
し、またレベル差が△/2以上で両信号の大小関
係が逆のときは−△を出力する。従つて比較器1
2の入出力特性は第4図に示すようになり、入力
レベル差が−△/2〜△/2の間が不感帯とな
る。但し、△はデイジタル波形メモリ13内のデ
イジタルデータの量子化ステツプである。 比較器12の出力Cは加算器15に修正データ
として与えられ、これによつてデイジタル波形メ
モリ13内の対応するデイジタルデータが+△、
0、または−△だけ修正される。 入力アナログ信号の次の周期の波形が到来した
ときにも同じ動作が行なわれ、以後入力アナログ
信号の周期に同期して同じ作が継続的に繰返され
る。これによつてデイジタル波形メモリ13内の
デイジタルデータ(波形データ)は、次第に入力
アナログ信号のサンプル値に漸近していき、誤差
の絶対値が△/2未満になると、比較器12の出
力が0になるので、それ以上の修正が行なわれな
くなつて定常状態に達する。但しこれは入力アナ
ログ信号が雑音を一切含まない場合のことであつ
て、雑音成分が重畳している場合には、デイジタ
ル波形メモリ13の内容は雑音の大きさに応じた
変動を伴う。こうしてデイジタル波形メモリ13
に収納された波形データは、タイミング回路16
の制御のもとに適宜読出され、A/D変換出力1
7として取出される。 上記実施例において、デイジタル波形メモリ1
3内の波形データがとりうるレベルについて考え
てみると、デイジタル波形メモリ13がBビツト
であれば、2B個のすべてのレベルを原理的にとり
得る。これは修正量が0(つまり無修正)という
選択肢があるために第5図に示すようにある時
点、例えばt=3τの時点に注目すると、2周期後
のt=5τの時点におけるレベルは、元のレベルに
対して0、±△、±2△の5通りがあり得るからで
ある。 このように、本発明によれば分解能Bビツトの
D/A変換器14を用いて、分解能Bビツトの
A/D変換を行なうことができ、その結果は(B
−1)ビツト分解能のA/D変換しか行なえなか
つた従来方式に対比して顕著である。 なお上記実施例では、比較器14の入出力特性
として第4図に示すものを仮定したが、不感帯の
幅は必ずしも±△/2に正確に一致していなけれ
ばならないわけではなく、おおよそ±△/2であ
れば、上述した効果は実質的に期待できる。 本発明のもう一つの実施例を第6図に示す。こ
の実施例においては、比較器12を2値比較器3
1と、この2値比較器31の比較判定結果を1周
期分ないし数周期分、一時記憶する判定結果メモ
リ32と演算回路33により構成されている。演
算回路33はメモリ32に記憶されている過去1
〜数周期分の判定結果と比較器31の最新の判定
結果との双方を用いて所定の演算を行ない、+△、
0、または−△のいずれかを出力する。その演算
は例えば過去2周期の判定結果と最新の判定結果
の3つの正負情報を用いて、3つともが正であれ
ば+△を、3つとも負であれば−△を、その他の
場合は0を出力するというものである。このよう
にすれば、比較器31自体は2値であつても、3
値出力を得ることが可能である。 以上の実施例は説明を分りやすくするために、
比較器12および加算器15からなる修正手段が
具体的なハードウエアであるかのごとくに述べた
が、これは単に説明の便宜のためであつて、この
部分をマイクロプロセツサによりソフト上の演算
で行なうことも勿論可能である。本発明の主旨
は、デイジタル波形メモリの内容の修正量を3値
化することにあるのであつて、そのためのハード
ウエア構成は上記した2つの実施例に限定される
ものではない。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の周期波形A/D変換装置の構成
を示す図、第2図はその問題点を説明するための
デイジタル波形メモリ内のデータの修正状態を示
す図、第3図は本発明の一実施例に係る周期波形
A/D変換装置の構成を示す図、第4図は同実施
例における比較器の入出力特性を示す図、第5図
は同実施例におけるデイジタル波形メモリ内のデ
ータのとり得る値を示す図、第6図は本発明に係
る周期波形A/D変換装置の他の実施例の構成を
示す図である。 11……アナログ信号入力端子、12……3値
比較器、13……デイジタル波形メモリ、14…
…D/A変換器、15……加算器、16……タイ
ミング回路、17……A/D変換出力、21,2
2……レベルシフト回路、23,24,31……
2値比較器、25……符号変換回路、32……判
定結果メモリ、33……演算回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 周期的に繰返される入力アナログ信号の波形
    を複数サンプルからなるデイジタルデータとして
    記憶保持し、A/D変換出力を得るデイジタル波
    形メモリと、このデイジタル波形メモリの出力デ
    ータをアナログ信号に変換するD/A変換器と、
    このD/A変換器の出力信号と前記入力アナログ
    信号とをレベル比較してその大小関係を求めると
    ともに、これら両信号のレベル差が所定値以上か
    否かを判定する比較判定手段と、この比較判定手
    段により前記両信号のレベル差が所定値以上のと
    きはそのレベルの大小関係に応じて前記デイジタ
    ル波形メモリ内のデイジタルデータの量子化レベ
    ルに相当する正または負の一定値を該デイジタル
    データに対する修正量として選択設定し、前記レ
    ベル差が所定値未満のときは0を修正量として選
    択設定する手段とを備えたことを特徴とする周期
    波形A/D変換装置。 2 周期的に繰返される入力アナログ信号の波形
    を複数サンプルからなるデイジタルデータとして
    記憶保持し、A/D変換出力を得るデイジタル波
    形メモリと、こデイジタル波形メモリの出力デー
    タをアナログ信号に変換するD/A変換器と、こ
    のD/A変換器の出力信号と入力アナログ信号と
    をレベル比較する比較判定手段と、この手段によ
    り得られた比較判定結果を前記入力アナログの複
    数周期期間にわたり記憶する記憶手段と、この記
    憶手段の内容と最新の前記比較判定結果とに応じ
    て前記デイジタル波形メモリ内のデイジタルデー
    タに対する修正量を該デイジタルデータの量子化
    レベルに相当する正、負の一定値および0の3値
    から選択設定する手段とを備えたことを特徴とす
    る周期波形A/D変換装置。
JP15759483A 1983-08-29 1983-08-29 周期波形a/d変換装置 Granted JPS6048621A (ja)

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JP15759483A JPS6048621A (ja) 1983-08-29 1983-08-29 周期波形a/d変換装置

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JP15759483A JPS6048621A (ja) 1983-08-29 1983-08-29 周期波形a/d変換装置

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JPS6048621A JPS6048621A (ja) 1985-03-16
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JP15759483A Granted JPS6048621A (ja) 1983-08-29 1983-08-29 周期波形a/d変換装置

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Families Citing this family (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE369338B (ja) * 1973-04-11 1974-08-19 Munters Ab Carl
JPS5829501Y2 (ja) * 1975-10-16 1983-06-28 株式会社東芝 メモリ・モニタ
JPS5761957A (en) * 1980-09-30 1982-04-14 Omron Tateisi Electronics Co Storing method of signal waveform pattern

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