JPH04162828A - Pcm符号器 - Google Patents

Pcm符号器

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JPH04162828A
JPH04162828A JP28890890A JP28890890A JPH04162828A JP H04162828 A JPH04162828 A JP H04162828A JP 28890890 A JP28890890 A JP 28890890A JP 28890890 A JP28890890 A JP 28890890A JP H04162828 A JPH04162828 A JP H04162828A
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pcm
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JP28890890A
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Inventor
Hiroaki Kimuro
木室 浩昭
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はPCM符号器に間し、特に集積回路に適したP
CM符号器に関する。
〔従来の技術〕
従来の集積回路に適したPCM符号器は、直並列AD変
換回路を用いてPCMコードを生成している。
第8図はかかる従来の一例を示すPCM符号器のブロッ
ク図である。
第8図に示すように、PCM符号器IAは入力端子2に
接続されたサンプルホールド回路(S/H)3と、S/
H3の出力を一方の入力とする利得調整回路4と、アナ
ログ入力をディジタル信号に変換する並列フラッシュ型
A/D変換器(対数A/D変換器)5Aと、対数A/D
変換器5Aの出力をアナログ信号に変換し、その出力を
利得調整回路4の他方の入力に供給する逆対数D/A変
換器6Aと、利得調整回路4の出力をディジタル信号に
変換するリニアA/D変換器8と、上位ビットレジスタ
7および下位ビットレジスタ9と、これら上位ビットレ
ジスタ7および下位ビットレジスタ9の出力をリニア変
換するリニアPCM変換回路31と、出力端子11に接
続されリニアPCM変換回路31の出力を保持する変換
出力レジスタ10とを有している。
まず、入力信号の粗変換を上位コードに割当て、これを
並列フラッシュ型の対数A/D変換器5Aで高速に実行
する。これと同時に局部D/A変換器としての逆対数D
/A変換器6Aで上位コードをアナログ信号に変換し、
サンプルホールド回路(S/H)3に保存されている入
力信号値との間の差分をとった信号を増幅し、しかる後
並列フラッシュ型のリニアA/D変換器8により下位コ
ードに変換する。これら上位コードおよび下位コードは
リニアーPCM変換器31によりコードに変換されPC
M符号がえられる。
第9図は従来の4ビツトA/D変換のときのμmLaw
則に基ずく変換特性図である。
第9図に示すように、この特性はアナログ入力電圧とμ
mLaw則PCWコードの上位4ビツトの関係を表わす
。フルスケール電圧は+V r e fから−Vref
の間である。1つのセグメントが上がるごとに電圧範囲
が2倍になるように静電圧および負電圧をそれぞれ、8
つのセグメントに分割し、1つのセグメント内は4ビツ
トの下位ビットによって16等分されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の直並列型A/D変換器を用いたPCM符
号器は、PCMコードの出力を得るために、A/D変換
が終了してからリニアーPCM変換処理を行う必要があ
る。従って、このデジタル処理のために回路規模が増大
し、変換速度が制限されるという欠点がある。
本発明の目的は、かかる回路規模を小さくするとともに
変換速度を高速化することのできるPCM符号器を提供
することにある。
〔課、題を解決するための手段〕
本発明のPCM符号器は、アナログ入力を粗変換して得
られる上位ビットおよびPCM符号の上位ビットを出力
する対数A/D変換器と、前記対数A/D変換器の上位
ビット出力を入力してアナログ信号に変換する逆対数D
/A変換器と、前記アナログ入力をサンプル・ホールド
した信号および前記逆対数D/A変換器の出力の差分を
とる利得調整回路と、前記利得調整回路の差分出力を密
変換して前記PCM符号の下位ビットを出力するリニア
A/D変換器と、前記対数A/D変換器から得られた上
位ビットおよび前記リニアA/D変換器から得られた下
位ビットをそれぞれ記憶する上位ビットレジスタおよび
下位ビットレジスタと、前記上位ビットレジスタおよび
前記下位ビットレジスタの各出力を合成して変換出力と
する変換出力レジスタとを有して構成される。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第1図は本発明の一実施例を示すPCM符号器のブロッ
ク図である。
第1図に示すように、本実施例のPCM符号器1はアナ
ログ信号入力端子2に接続されたサンプルホールド回路
(S/H)3と、入力信号を上位4ビツトに変換する対
数A/D変換器5と、この対数A/D変換器5の変換出
力をアナログ信号に変換する逆対数D/A変換器6と、
S/H3の出力と逆対数D/A変換器6の出力の差分を
とり増幅する利得調整回路4と、利得調整回路4の出力
をリニアな4ビツトのPCM符号におきかえるリニアA
/D変換器8と、上位および下位の変換結果をそれぞれ
ラッチする上位ビットレジスタ7および下位ビットレジ
スタ9と、ディジタル信号出力端子11に接続され各レ
ジスタ7.9のPCM符号をラッチする変換出力レジス
タ10とを備えている。
第2図は第1図における回路のシステムクロックおよび
各部の動作を説明するためのタイミング図である。
第2図に示すように、第1図に示す回路のシステムタイ
ミングはφl〜φ4の4相で動作する。
まず、φ、=Hにおいて、S/H3がサンプリングモー
ドになり、対数A/D変換器5が変換を開始する。
次に、φ2=Hにおいて、S/H3がホールドモードに
なり、対数A/D変換器5から変換されたディジタルデ
ータが出力されると同時に、逆対数D/A変換器6がD
/A変換を開始する。またこの時、利得調整回路4の出
力を受けたリニアA/D変換器8が変換を開始する。更
に、対数A/D変換器5の出力である上位ピットは上位
ビットレジスタフにラッチされる。
次に、φ、=Hにおいて、リニアA/D変換器8から変
換されたディジタルデータが出力され、変換された下位
コードは下位ビットレジスタ9にラッチされる。
次に、’f’4=Hにおいて、上位ビットレジスタ7の
上位コードと下位ビットレジスタ9の下位コードは合わ
せてA2変換結果として変換出力レジスタ10に出力さ
れる。lまたこの時、逆対数D/A変換器6のリセット
を行う。
尚、かかるシステムタイミングに示すように、各回路ブ
ロックは使われない休止期間をもつため、これを利用し
て多重動作をさせることも可能である。
第3図は第1区における対数A/D変換器の一例を示す
回路図である。
第3図に示すように、この対数A/D変換器5はフルス
ケール電圧を16のセグメントに分割するためのセグメ
ント端点電圧を発生させている。
このセグメント端点電圧は、前述した第9図のPCM変
換特性に示すように、セグメントが上がる毎に2倍の電
圧レンジになるようにR〜128Rで構成した抵抗スト
リング12.13の分圧によってつくられ、対数変換特
性を近似している。この16個のセグメント端点電圧と
、入力信号電圧値とを後段のコンパレータ14で一斉に
比較し、デコードを行う、この過程で信号の正負を判定
し、上位3ビツト出力18と、符号信号(OVRI )
17と、さらにマルチプレクサ(MPX)15で合成さ
れ、符号信号17によって選択されたコンパレータ14
の8ビツトの出力(Do〜D7)16とがえられる。こ
のMPX15の出力16と符号信号(OVRI)17と
は逆対数D/A変換器6へ送出され、また上位3ビツト
出力18と符号信号(OVRI)17とは上位ビットレ
ジスタ7へ送出される。
第4図は第1図における逆対数D/A変換器の一例を示
す回路図である。
第4図に示すように、この逆対数D/A変換器6はウェ
イトづけされたコンデンサ2C〜128Cと対数A/D
変換器5の8ビツト16より制御されるスイッチとから
なる容量アレイD/A変換部19と、符号信号(OVR
I)17により制御されるスイッチ20.21とを備え
ている。要するに、この逆対数D/A変換器6は対数圧
縮された上位ビットをリニアなアナログ信号電圧値にD
/A変換し、サンプルホールド回路(S/H)3にサン
プルホールドしていた入力電圧から減算するための回路
である。
かかる逆対数D/A変換器6の回路動作は、まずシステ
ムクロックφ4=Hのリセットモードにおいて、容量ア
レイD/A変換部19を形成する容量のすべてが放電さ
れる。次に、φ、=Hにおいて、S/H3のホールド容
量256Cに信号電圧が充電される。φ2=Hにおいて
は、対数A/D変換器5のコンパレータ14がラッチ出
力となり、マルチプレクサMPX15によって符号選択
されて8ビツトの符号なしデータが逆対数D/A変換器
6の入力コードとして出力される。
また前述した容量アレイD/A変換部19のアナログス
イッチをデータコードDo〜D7の反転出力=Hにおい
てオンさせることにより、前記入力コードを逆対数変換
したアナログ電圧値に戻すことができる。ここで、符号
信号0VR1=Hのとき、すなわち入力信号が正符号で
あれば、スイッチ20によって−V REP / 2が
選択され、負符号の信号電圧を再生する。逆に、0VR
1=Lのとき、すなわち入力信号が負符号であれば、ス
イッチ21によって+V FLEF / 2が選択され
、正符号の信号電圧を再生する。これら再生された信号
値は利得調整回路4の演算増幅器23のサミングノード
22において容量256Cの値から電荷差分され、同時
に利得調整回路4の容量256Cにおいて反転保持され
る。
第5図は第1図に示す利得調整回路図である。
第5図に示すように、この利得調整回路4は逆対数D/
A変換器6の容量アレイD/A変換部19で再生したセ
グメント端点電圧のレンジを演算増幅器23と2C〜1
28Cの容量とでフルスケールVR1Fの電圧レンジま
で増幅し、次段のリニアA/D変換器8の入力と整合を
とるための回路である。セグメント端点電圧の大きさに
あわせて利得を可変する構成になっている。
第6図は第1図におけるリニアA/D変換器の一例を示
す回路図である。
第6図に示すように、かかるリニアA/D変換器8は抵
抗ストリンゲス24.25と、コンパレータ26と、N
ORやOR回路とを有し、利得調整回路4の出力を入力
して、これをリニア4ビツトの下位コードに変換する回
路である。すなわち、下位ビットレジスタ9へは下位3
ビツト出力28と符号信号(OVR2)27とが送出さ
れる。これは従来の並列A/D変換器と同等である。
第7図は第3図と同様の対数A/D変換器の他の例を示
す回路図である。
第7図に示すように、この対数A/D変換器5は、前述
した第3図の回路が荷重抵抗12.13の分圧で16個
のセグメント電圧を発生していたのに対し、R−2Rの
ラダー抵抗列29.30を用いて、電流比を荷重に用い
る回路にしたことが異なり、コンパレータ14やMPX
15を用いて同等の出力16〜18を得ることができる
。第3図の構成によると、2の等比級数的に荷重抵抗の
比が必要となり、著しく回路面積が大きくなる。
そこでこれを補うためR−2Rのラダー抵抗列29.3
0を用いることにより抵抗面積にして約1/4の規模に
縮少することができる。
要するに、上述した本実施例によれば、入力信号を対数
A/D変換器を用いてPCMコードの上位ビットを出力
し、一方下位のビットは上位ビットを逆対数D/A変換
した電圧と、入力信号のサンプルホールド値との差分を
とり増幅してからリニアA/D変換器で変換することに
より、リニアPCMのディジタル変換処理が不要になり
、高速化されるとともに小規模化される。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明のPCM符号器は対数圧縮
特性の非線形量子化を行う場合に、入力信号のダイナミ
ックレンジを粗と密の2つにわけ、一方は粗レンジの変
換を対数圧縮特性を持つ並列A/D変換器を用いて上位
ビットを決定する。他方は変換コードを逆対数伸長特性
を持つD/A変換器によってアナログ値に戻し入力値と
の差分をとり、これを密レンジの並列A/D変換器に適
当な振幅補正を行ってから密レンジの並列A/D変換器
を用いて下位ビットを決定する。
かかる構成によりリニアーPCM変換処理の機能を各並
列A/D変換器に組み込むことができるので、回路規模
を小さくして集積回路化を実現するとともに高速化でき
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すPCM符号器のブロッ
ク図、第2図は第1図における回路のシステムクロック
および各部の動作を説明するためのタイミング図、第3
図は第1図における対数A/D変換器の一例を示す回路
図、第4図は第1図における逆対数D/A変換器の一例
を示す回路図、第5図は第1図に示す利得調整回路図、
第6図は第1図におけるリニアA/D変換器の一例を示
す回路図、第7図は第3図と同様の対数A/D変換器の
他の例を示す回路図、第8図は従来の一例を示すPCM
符号器のブロック図、第9図は従来の4ビツトA/D変
換のときのμ−Law則に基ずく変換特性図である。 1・・・・・・PCM符号器、2・・・・・・アナログ
入力端子、3・・・・・・サンプル・ホールド回路(S
/H)、4・・・・・・利得調整回路、5・・・・・・
対数A/D変換器、6・・・・・・逆対数D/A変換器
、7・・・・・・上位ビットレジスタ、8・・・・・・
リニアA/D変換器、9・・・・・・下位ビットレジス
タ、10・・・・・・変換出力レジスタ、11・・・・
・・ディジタル出力端子、12.13・・・・・・抵抗
ストリング、14.26・・・・・・コンパレータ、1
5・・・・・・マルチプレクサ(MPX>、16・・・
・・・8ビツト出力(DO〜D7)、17.27・・・
・・・符号出力(OVRI、0VR2)、18・・曲・
上位3ビツト出力、19・・・・・・容量アレイD/A
変換部、20.21・・・・・・スイッチ、22・旧・
・サミングノード、23・・・・・・演算増幅器、24
.25・旧・・抵抗ストリンク、28・・・・・・下位
3ビツト出カ、29゜30・・・・・・抵抗ラダー。 代  理  人  弁  理  士   内  原  
 音用1図 第2図 十VRI:c 第5図 第9図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、アナログ入力を粗変換して得られる上位ビットおよ
    びPCM符号の上位ビットを出力する対数A/D変換器
    と、前記対数A/D変換器の上位ビット出力を入力して
    アナログ信号に変換する逆対数D/A変換器と、前記ア
    ナログ入力をサンプル・ホールドした信号および前記逆
    対数D/A変換器の出力の差分をとる利得調整回路と、
    前記利得調整回路の差分出力を密変換して前記PCM符
    号の下位ビットを出力するリニアA/D変換器と、前記
    対数A/D変換器から得られた上位ビットおよび前記リ
    ニアA/D変換器から得られた下位ビットをそれぞれ記
    憶する上位ビットレジスタおよび下位ビットレジスタと
    、前記上位ビットレジスタおよび前記下位ビットレジス
    タの各出力を合成して変換出力とする変換出力レジスタ
    とを有することを特徴とするPCM符号器。 2、前記対数A/D変換器は、基準電圧間を分割する荷
    重された抵抗ストリングもしくはR−2R形抵抗ラダー
    と、前記複数の抵抗により分割された基準電圧および前
    記アナログ入力電圧を比較するコンパレータと、前記コ
    ンパレータ出力を信号極性に応じて切替え前記逆対数D
    /A変換器の制御を行なう多重化回路と、前記上位ビッ
    トを作成する手段とを含むことを特徴とする請求項1記
    載のPCM符号器。 3、前記逆対数D/A変換器は、複数のスイッチおよび
    複数の容量素子からなり且つ前記複数のスイッチを前記
    対数A/D変換器の前記多重化回路の出力により制御す
    る容量アレイD/A変換部を含むことを特徴とする請求
    項1記載のPCM符号器。
JP28890890A 1990-10-26 1990-10-26 Pcm符号器 Pending JPH04162828A (ja)

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JP28890890A JPH04162828A (ja) 1990-10-26 1990-10-26 Pcm符号器

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JP (1) JPH04162828A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5526058A (en) * 1993-03-29 1996-06-11 Hitachi, Ltd. Video signal adjusting apparatus, display using the apparatus, and method of adjusting the display
JP2010239604A (ja) * 2009-03-13 2010-10-21 Renesas Electronics Corp 固体撮像装置

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