JPH0685674A - アナログ/デジタル変換方法 - Google Patents

アナログ/デジタル変換方法

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JPH0685674A
JPH0685674A JP5144891A JP14489193A JPH0685674A JP H0685674 A JPH0685674 A JP H0685674A JP 5144891 A JP5144891 A JP 5144891A JP 14489193 A JP14489193 A JP 14489193A JP H0685674 A JPH0685674 A JP H0685674A
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JP
Japan
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analog
digital
converter
signal
instantaneous value
Prior art date
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Pending
Application number
JP5144891A
Other languages
English (en)
Inventor
Juergen Kaesser
ケッサー ユルゲン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Blaupunkt Werke GmbH
Original Assignee
Blaupunkt Werke GmbH
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Publication date
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Pending 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
    • H03M1/20Increasing resolution using an n bit system to obtain n + m bits
    • H03M1/208Increasing resolution using an n bit system to obtain n + m bits by prediction

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

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 周波数変調または位相変調されたアナログ入
力信号をデジタル信号に変換する方法において、変調の
実数部及び/又は虚数部でのアナログ/デジタル変換に
対するコストを低減させる。 【構成】 入力信号Yの瞬時値と,中間記憶により搬送
波の所定の位相角だけ遅延された、先行の瞬時値との和
値を、語長の小さな高速アナログ/デジタル変換器3に
おいてデジタル信号に変換し、デジタル化された当該差
値信号を先行するデジタルの瞬時値分だけ低減し、当該
差値を新たな瞬時値としてデジタルで中間記憶7,7′
し、出力信号を、一方でローパスフィルタに供給10,
10′し、他方で差形成のために、遅延されたアナログ
の瞬時値を得るために、高精度の低速デジタル/アナロ
グ変換器2に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、周波数変調又は位相変
調されたアナログ入力信号を相応のデジタル信号に変換
する方法と該方法に従って動作するアナログ/デジタル
変換器に関する。
【0002】
【従来の技術】通常のアナログ/デジタル変換器におい
ては、アナログ信号を変化させ得る周波数をA/D変換
器の遮断周波数の2倍の周波数よりも下に置かなければ
ならないということを無視した場合、変換すべきアナロ
グ信号の特性に対する利点がない。A/D変換器に求め
られるコストは、所望のデジタル変換の精度と速度に依
存する。
【0003】この場合精度とは、サンプリングされたア
ナログ信号値を変換後に表すビット数を意味する。以下
においては、8ビットのデータ語は表示に対して不正確
なものとみなされ、これに対して14ビットのデジタル
信号値は非常に正確なものとみなされる。
【0004】また速度とは、アナログ信号を例えば8ビ
ットのデータ語に変換するために変換器が必要とする時
間か又は14ビット幅の信号値をアナログ信号に置換す
るために当該変換器が必要とする時間を意味する。ここ
では変換が例えば、変換器のセットリングタイムが周波
数変調された信号の搬送周波数の1/4周期に相応する
場合には、低速なものとしてみなされる。また変換器の
セットリングタイムが周期よりも小さい場合は変換が高
速なものとして示される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、変調
の実数部(リアル部分)及び/又は虚数部(イマジナル
部分)でのアナログ/デジタル変換に対するコストを低
減させること、すなわち所定の精度での信号変換におけ
るコストの低減化である。
【0006】この課題は、変換すべきアナログ信号にお
いて別の特性を規定した場合に、すなわち変換器の使用
範囲を例えば周波数変調か又は位相変調された搬送波に
制限した場合に解決できることがわかった。この場合信
号の周波数帯域幅は制限され、搬送波周波数よりも小さ
くなる。このような搬送波では信号の変化が、周波数変
調か又は位相変調によって、搬送波に起因する速い変化
分と、変調に起因する遅い変化分に分解できる。変換に
よってベースバンドへの(ずらされたサンプリングで)
変調の混合が生ぜしめられる。この場合変調に起因する
変化分は複素量として表される。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上記課題
は、入力信号の瞬時値と,中間記憶により搬送波の所定
の位相角だけ遅延された、先行する瞬時値との和値を、
語長の小さな高速アナログ/デジタル変換器においてデ
ジタル信号に変換し、デジタル化された当該差値信号を
先行するデジタル瞬時値分だけ低減し、当該差値を新た
な瞬時値としてデジタルで中間記憶し、出力信号を、一
方でローパスフィルタに供給し、他方で差形成のため
に、遅延されたアナログの瞬時値を得るために、高精度
の低速デジタル/アナログ変換器に供給するようにして
解決される。
【0008】2つの信号成分の評価は公知の評価プロセ
ッサで行われる。
【0009】本発明の方法によって動作するA/D変換
器は従属請求項に記載される。
【0010】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。
【0011】図1では回路構成のための入力信号はVH
F放送受信機の中間周波数ωの搬送波である。この搬送
波はその周波数(特性量)がh(t)、すなわち放送プ
ログラムによって変調されている。
【0012】本発明によれば入力信号の瞬時値に対して
中間記憶された先行値が加算される。その後このアナロ
グ和値が語長の小さな高速アナログ/デジタル変換器に
おいてデジタル和値へ変換される。この和値から、中間
記憶された先行信号値が減算される。和信号はそれぞれ
異なる極性を有する2つの信号から形成されるので、当
該和信号は信号全体よりも小さい。この場合当該変換器
は次のように構成される。すなわち該変換器の変換範囲
が入力信号の動特性の小さな部分しか含まないように構
成される。変換範囲外の入力信号に対しては変換器はそ
れぞれ最大値を指示する。それにより個々のステップ
(幅)は以下に説明するデジタル/アナログ変換器にお
いてよりも小さくなるか又は全く同じ大きさとなる。
【0013】アナログ/デジタル変換器のステップとデ
ジタル/アナログ変換器のステップが同じ大きさなら
ば、以下の例が当てはまる。
【0014】すなわち、変換すべき入力信号全体の範囲
が0〜5Vで12ビットの変換精度が要求された場合、
個々の変換ステップは約1.22mVに相応する。例え
ば6ビットの語長の入力側−アナログ/デジタル変換器
では、およそ64×1.22mV=約78mVの入力範
囲をカバーできる。
【0015】変換器の投入接続の際には中間メモリは空
なので、最初の中間記憶される値は入力信号の完全な瞬
時値(100%)か又はアナログ/デジタル変換器の完
全な励振領域(ダイナミックレンジ)に相応する。後続
する当該方法の経過においてこの値にそれぞれ差値が加
算されるか又は減算される。それによりいくつかのステ
ップの後で入力信号の正確な値が得られる。このことに
より語長の小さなアナログ/デジタル変換器にもかかわ
らず結果的に高精度な信号値が中間メモリに得られる。
この高精度な信号値は評価プロセッサに引続き供給され
る。
【0016】その他に、中間メモリに含まれるデジタル
信号値はフィードバックループにおいて低速ではあるが
高精度なデジタル/アナログ変換器により回路の入力側
に必要な第2のアナログ信号に変換される。
【0017】図1には本発明の方法に従って動作するア
ナログ/デジタル変換器のブロック回路図が示されてい
る。このアナログ/デジタル変換器は、後置接続された
評価プロセッサに対して2つの複素数的成分の信号を供
給する。
【0018】入力信号Yには加算器1において高精度な
低速デジタル/アナログ変換器2のアナログ出力信号が
加算され、その結果得られたアナログ和信号は高速アナ
ログ/デジタル変換器3においてデジタル値に変換され
る。アナログ/デジタル変換器3の出力側には制御機構
4によって切換られる切換スイッチ5が接続されてい
る。この切換スイッチ5は当該アナログ/デジタル変換
器3の出力側を交互に、減算器6と中間メモリ7とから
形成された計算機構8と、別の減算器6′と中間メモリ
7′とから形成された計算機構8′に切換接続させる。
これらの計算機構8及び8′の出力側は、第2の切換ス
イッチ9によって切換スイッチ5と同期的にデジタル/
アナログ変換器2の入力側に交互に切換接続される。
【0019】その他にこれらの2つの計算機構8と8′
の出力信号は、デジタルローパスフィルタ10,10′
の所属の入力側に直接供給される。このローパスフィル
タ10,10′の出力信号は、系における別の使用のた
めに用いることができる。
【0020】2つの変換器2及び3と2つの切換スイッ
チ5及び9は、制御機構4におけるクロック発振器11
によって中間周波数の4/(4√+1)倍(√=0,
1,2)の周波数と同期制御される。計算機構8及び
8′の内部動作クロックならびにアナログ/デジタル変
換器3の内部動作クロックは、変換器のクロックよりも
大きい。これらの内部動作クロックは制御機構4におけ
るクロック発振器12によって定められる。
【0021】すなわち、変換の間は以下のように経過す
る。
【0022】アナログ/デジタル変換器3が「変換」の
要求を受ける。
【0023】変換結果とメモリ7ないし7′の内容は、
減算器6ないし6′において相互に減算され、その結果
がメモリ7ないし7′にファイルされる。
【0024】メモリ7ないし7′の内容はローパスフィ
ルタ10とデジタル/アナログ変換器2に引続き伝送さ
れる。
【0025】デジタル/アナログ変換器2が変換を行
う。
【0026】搬送波の(4√+1)/4周期の経過の後
で最後のアナログ/デジタル変換に関連して、次の「変
換」要求がアナログ/デジタル変換器3に発せられる
と、メモリ7及び7′並びに減算器6及び6′は動作を
交替する。
【0027】例えば瞬時の周波数偏差が75kHzでサ
ンプリング/搬送周波数が10.7MHzならば、動特
性は20dBでベース帯域信号は60dBのS/N比を
有するものになる。その結果、ベースバンド信号に対す
るS/N比の利得を考慮する下で、当該変換に後続する
ローパスフィルタリングにより次のようなことが得られ
る。すなわち、アナログ/デジタル変換器は約6ビット
で、デジタル/アナログ変換器は12ビットの精度を有
していれば十分であることが得られる。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、変調の実数部及び/又
は虚数部でのアナログ/デジタル変換に対するコストが
低減され、所定の精度での信号変換におけるコストの低
減化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による方法を実施するためのA/D変換
器の実施例のブロック回路図を示した図である。
【符号の説明】
1 加算器 2 D/A変換器 3 A/D変換器 4 制御機構 5 切換スイッチ 6 加算段 6′ 加算段 7 中間メモリ 7′ 中間メモリ 8 計算機構 8′ 計算機構 9 切換スイッチ 10 ローパスフィルタ 10′ ローパスフィルタ 11 クロック発信器 12 クロック発信器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 搬送波の変調された入力信号のアナログ
    /デジタル変換方法において、 入力信号(Yn)の瞬時値と,中間記憶により搬送波の
    所定の位相角だけ遅延された、先行する瞬時値(Yn−
    1)との和値を、語長の小さな高速アナログ/デジタル
    変換器(3)においてデジタル信号に変換し、 デジタル化された当該差値信号(Yn−(Yn−1))
    を先行するデジタル瞬時値(Yn−1)分だけ低減し、 当該差値を新たな瞬時値としてデジタルで中間記憶し、 出力信号を、一方でローパスフィルタ(10)に供給
    し、他方で差形成のために、遅延されたアナログの瞬時
    値を得るために、高精度の低速デジタル/アナログ変換
    器(2)に供給することを特徴とする、アナログ/デジ
    タル変換方法。
  2. 【請求項2】 周波数変調か又は位相変調されたアナロ
    グ信号に対するアナログ/デジタル変換器において、 第1の入力側にアナログ信号(Yn)が供給される加算
    器(1)と、 該加算器(1)に後置接続された語長の小さな高速アナ
    ログ/デジタル変換器(3)と、 第1の切換スイッチ(5)を介して選択的に前記アナロ
    グ/デジタル変換器(3)の出力側と接続可能な、並列
    に配置された2つの計算機構(8,8′)と、 入力側が第2の切換スイッチ(9)を介して選択的に前
    記計算機構(8,8′)のどちらか一方の出力側と接続
    可能であり、さらに出力側が前記加算器(1)の第2の
    入力側と接続されている、高精度な低速デジタル/アナ
    ログ変換器(2)と、 前記2つの計算機構(8,8′)の出力側と接続されて
    いるデジタルローパスフィルタ(10)とを、有してお
    り、 ここにおいて前記計算機構(8,8′)のそれぞれは、
    加算段(6,6′)と中間メモリ(7,7′)とからな
    っており、該中間メモリ(7,7′)の出力側は一方
    で、当該計算機構(8,8′)の出力側を形成し、他方
    で前記加算段(6,6′)の一方の入力側と接続してお
    り、これに対して該加算段(6,6′)の他方の入力側
    は、当該計算機構(8,8′)の入力側を形成している
    ことを特徴とする、アナログ/デジタル変換器。
  3. 【請求項3】 2つのサンプリング値の間の位相角は
    (4√+1)×(II/2),√=0,1,2…であ
    る、請求項1又は2記載の変換器。
JP5144891A 1992-06-17 1993-06-16 アナログ/デジタル変換方法 Pending JPH0685674A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4219841A DE4219841A1 (de) 1992-06-17 1992-06-17 Verfahren zur Analog-Digital-Wandlung
DE4219841.0 1992-06-17
US08/074,333 US5317313A (en) 1992-06-17 1993-06-09 Method and apparatus for analog/digital conversion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0685674A true JPH0685674A (ja) 1994-03-25

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JP5144891A Pending JPH0685674A (ja) 1992-06-17 1993-06-16 アナログ/デジタル変換方法

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EP0574812A3 (de) 1997-12-17
DE4219841A1 (de) 1993-12-23
EP0574812A2 (de) 1993-12-22

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