JPH098660A - A/d converter - Google Patents
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- JPH098660A JPH098660A JP17401295A JP17401295A JPH098660A JP H098660 A JPH098660 A JP H098660A JP 17401295 A JP17401295 A JP 17401295A JP 17401295 A JP17401295 A JP 17401295A JP H098660 A JPH098660 A JP H098660A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はA/D変換装置に係り、
AV(Audio-Visual)システムにおけるディジタル信号処
理部等に適用され、アナログ系で発生した高周波ノイズ
がディジタル出力のS/N比を悪化させることを防止す
るための装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an A / D converter,
The present invention relates to a device that is applied to a digital signal processing unit or the like in an AV (Audio-Visual) system and prevents high frequency noise generated in an analog system from deteriorating the S / N ratio of a digital output.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、アナログ信号からディジタル
信号への変換にはA/D変換器が用いられているが、A
/D変換前のアナログ系においては各種の要因で高周波
ノイズが混入する。その場合、一般的に、アナログ系で
の高周波ノイズはA/D変換器の前段に設けられる増幅
器の周波数帯域幅より高い周波数を有しており、増幅器
では増幅されない。しかし、最近のディジタル信号処理
においては高分解能のA/D変換器が用いられる傾向に
あり、A/D変換器の1LSBが小さいために高周波ノ
イズがA/D変換後のディジタル信号に含まれてしま
う。2. Description of the Related Art Conventionally, an A / D converter has been used for converting an analog signal into a digital signal.
In the analog system before the / D conversion, high frequency noise is mixed due to various factors. In that case, generally, the high frequency noise in the analog system has a frequency higher than the frequency bandwidth of the amplifier provided before the A / D converter and is not amplified by the amplifier. However, in recent digital signal processing, a high resolution A / D converter tends to be used, and high frequency noise is included in the digital signal after A / D conversion because 1 LSB of the A / D converter is small. I will end up.
【0003】そして、高周波ノイズによるA/D変換器
の出力側でのS/N比の低下はディジタル信号処理にお
いてエラーを発生させる要因となり、また処理後の信号
で映像や音声を再生した場合に画質や音質の劣化を招く
原因となる。特に、入力信号の振幅レベルが小さい状態
ではS/N比の悪化が著しくなり、ディジタル処理や再
生段階で高周波ノイズの影響が無視できなくなる。The decrease in the S / N ratio at the output side of the A / D converter due to high frequency noise causes an error in digital signal processing, and when the processed signal reproduces video or audio. It causes deterioration of image quality and sound quality. In particular, when the amplitude level of the input signal is small, the S / N ratio is significantly deteriorated, and the influence of high frequency noise cannot be ignored in the digital processing and reproduction stages.
【0004】従って、A/D変換の段階で高周波ノイズ
を除去しておくことが望まれるが、従来からA/D変換
器の量子化ノイズをディジタルフィルタ等で除去する対
策は施されているものの、アナログ系で発生している高
周波ノイズを対象とした対策は採られておらず、また高
周波ノイズを除去するようなディジタルフィルタの設計
は極めて困難である。Therefore, it is desired to remove high-frequency noise at the A / D conversion stage, but conventionally, a measure for removing the quantization noise of the A / D converter with a digital filter or the like has been taken. However, no measures have been taken for high-frequency noise generated in analog systems, and it is extremely difficult to design a digital filter that removes high-frequency noise.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、ア
ナログ系で発生している高周波ノイズがA/D変換後の
量子化データに現れることを抑制し、A/D変換出力の
S/N比を向上させてディジタル信号処理でのエラー発
生や再生された画質や音質の劣化を防止することを目的
として創作された。Therefore, the present invention suppresses the appearance of high-frequency noise generated in an analog system in the quantized data after A / D conversion, and the S / N of the A / D conversion output. It was created for the purpose of improving the ratio and preventing the occurrence of errors in digital signal processing and the deterioration of reproduced image quality and sound quality.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】第1の発明は、A/D変
換装置において、入力アナログ信号を利得A1で増幅す
る第1増幅手段と、前記入力アナログ信号を前記第1増
幅手段の利得A1より大きな利得A2で増幅する第2増幅
手段と、最大レベルの前記入力アナログ信号が入力され
た時の前記第1増幅手段の出力レベルより大きく、前記
第2増幅手段の出力レベルより小さいフルスケールのA
/D変換手段であって、前記第1増幅手段の出力を量子
化する第1変換手段と、前記第1変換手段と同一のフル
スケールと分解能を有し、前記第2増幅手段の出力を量
子化する第2変換手段と、前記第2変換手段がフルスケ
ールオーバー状態か否かを判別する判別手段と、前記判
別手段の判別結果がフルスケールオーバー状態でない場
合に前記第1変換手段による量子化データの前記第2変
換手段による量子化データに対するレベル比を演算する
比演算手段と、前記第2変換手段による量子化データに
前記比演算手段が求めたレベル比を乗算する乗算手段
と、前記判別手段の判別結果がフルスケールオーバー状
態でない場合には前記乗算手段が求めた乗算結果を、前
記判別手段の判別結果がフルスケールオーバー状態であ
る場合には前記第1変換手段の量子化データを出力させ
る出力切換え手段を具備したことを特徴とするA/D変
換装置に係る。A first aspect of the present invention is, in an A / D converter, a first amplifying means for amplifying an input analog signal with a gain A1, and a gain A1 of the first amplifying means for the input analog signal. A second amplification means for amplifying with a larger gain A2, and a full scale larger than the output level of the first amplification means and smaller than the output level of the second amplification means when the maximum level of the input analog signal is input. A
/ D converting means for quantizing the output of the first amplifying means, having the same full scale and resolution as the first converting means, and quantizing the output of the second amplifying means. A second converting means for converting the second converting means into a full scale over state and a determining means for determining whether or not the second converting means is in a full scale over state; Ratio calculating means for calculating a level ratio of the data to the quantized data by the second converting means; multiplying means for multiplying the quantized data by the second converting means by the level ratio obtained by the ratio calculating means; If the determination result of the determining means is not the full scale over state, the multiplication result obtained by the multiplying means is used. If the determination result of the determining means is the full scale over state, the first result is obtained. According to A / D conversion device, characterized by comprising an output switching means for outputting the quantized data of the switch means.
【0007】第2の発明は、A/D変換装置において、
入力アナログ信号を利得A1で増幅する第1増幅手段
と、前記入力アナログ信号を前記第1増幅手段の利得A
1より大きな利得A2で増幅する第2増幅手段と、最大レ
ベルの前記入力アナログ信号が入力された時の前記第1
増幅手段の出力レベルより大きく、前記第2増幅手段の
出力レベルより小さいフルスケールを有したA/D変換
手段であって、前記第1増幅手段の出力を量子化する第
1変換手段と、前記第1変換手段と同一のフルスケール
と分解能を有し、前記第2増幅手段の出力を量子化する
第2変換手段と、前記第2変換手段の量子化データに1
/A2の利得に相当する係数を乗算する第2乗算手段
と、前記第2変換手段がフルスケールオーバー状態か否
かを判別する判別手段と、前記判別手段の判別結果がフ
ルスケールオーバー状態でない場合に前記第2乗算手段
による乗算結果の前記第1変換手段による量子化データ
に対するレベル比を演算する比演算手段と、前記第1変
換手段の量子化データに前記比演算手段が求めたレベル
比を乗算する第1乗算手段と、前記判別手段の判別結果
がフルスケールオーバー状態でない場合には前記第2乗
算手段が求めた乗算結果を、前記判別手段の判別結果が
フルスケールオーバー状態である場合には前記第1乗算
手段が求めた乗算結果を出力させる出力切換え手段を具
備したことを特徴とするA/D変換装置に係る。A second invention is an A / D converter,
A first amplifying means for amplifying an input analog signal with a gain A1; and a gain A of the first amplifying means for amplifying the input analog signal.
Second amplification means for amplifying with a gain A2 larger than 1; and the first amplification means when the maximum level of the input analog signal is inputted.
A / D conversion means having a full scale larger than the output level of the amplification means and smaller than the output level of the second amplification means, the first conversion means quantizing the output of the first amplification means; A second conversion means having the same full scale and resolution as the first conversion means, which quantizes the output of the second amplification means, and 1 in the quantized data of the second conversion means.
Second multiplication means for multiplying a coefficient corresponding to the gain of / A2, determination means for determining whether or not the second conversion means is in a full scale over state, and the determination result of the determination means is not in a full scale over state. A ratio calculation means for calculating a level ratio of the multiplication result of the second multiplication means to the quantized data by the first conversion means; and a level ratio obtained by the ratio calculation means for the quantized data of the first conversion means. When the determination result of the first multiplying means and the determining means of the determining means is not in the full scale over state, the multiplication result obtained by the second multiplying means is used when the determination result of the determining means is in the full scale over state. Relates to an A / D conversion device comprising an output switching means for outputting the multiplication result obtained by the first multiplication means.
【0008】[0008]
第1の発明について;入力アナログ信号は第1増幅手段
と第2増幅手段で増幅されるが、第2増幅手段の出力レ
ベルは第1増幅手段の出力レベルの(A2/A1)倍とな
る。しかし、入力アナログ信号に含まれる高周波ノイズ
は各増幅手段で増幅されないため、そのノイズレベルは
各増幅手段の入出力段階でほぼ同等である。Regarding the first invention; the input analog signal is amplified by the first amplifying means and the second amplifying means, but the output level of the second amplifying means is (A2 / A1) times the output level of the first amplifying means. However, since the high frequency noise included in the input analog signal is not amplified by each amplification means, the noise level is almost the same at the input / output stage of each amplification means.
【0009】そして、第1増幅手段と第2増幅手段で増
幅された各入力アナログ信号はそれぞれ第1変換手段と
第2変換手段で量子化されるが、各変換手段は同一分解
能であるため、第2変換手段は第1変換手段より(A2/
A1)倍だけ粗く量子化することになる。従って、高周波
ノイズのレベルが第2変換手段での粗い量子化ステップ
より小さい場合には第2変換手段の量子化対象から脱落
する。Then, the respective input analog signals amplified by the first amplifying means and the second amplifying means are quantized by the first converting means and the second converting means, respectively, but since the respective converting means have the same resolution, The second conversion means is (A2 /
A1) will be roughly quantized. Therefore, when the level of the high frequency noise is smaller than the coarse quantization step in the second conversion means, it is dropped from the quantization target of the second conversion means.
【0010】ところで、高周波ノイズの除去のみを問題
とすれば、第2変換手段による量子化データに係数(A1
/A2)を乗算して出力させるだけで高周波ノイズを除去
した入力アナログ信号の量子化データを得ることができ
るが、入力アナログ信号を(A2/A1)倍した信号を扱う
ために第2変換手段にはフルスケールの大きいA/D手
段を適用しなければならない。一方、入力アナログ信号
の振幅レベルが大きい場合には、第1変換手段で高周波
ノイズが量子化されたとしてもその量子化データのS/
N比は大きくなり、後のディジタル信号処理での影響は
少なく、また再生信号による画像や音声の品質劣化も軽
微である。By the way, if only the removal of high-frequency noise is a problem, the coefficient (A1
It is possible to obtain the quantized data of the input analog signal from which the high frequency noise has been removed only by multiplying the output signal by multiplying / A2) and outputting it. A / D means with a large full scale must be applied to. On the other hand, when the amplitude level of the input analog signal is high, even if the high frequency noise is quantized by the first conversion means, the S / S of the quantized data is
The N ratio becomes large, the influence on the subsequent digital signal processing is small, and the quality deterioration of the image and the sound due to the reproduced signal is also slight.
【0011】そこで、この発明では、第1及び第2の変
換手段として、最大レベルの入力アナログ信号が入力さ
れた時の第1増幅手段の出力レベルより大きく、第2増
幅手段の出力レベルより小さいフルスケールのA/D変
換手段を適用し、判定手段によって第2変換手段がフル
スケールオーバー状態であるか否かを判別する。そし
て、フルスケールオーバーの判別結果が得られている場
合には、出力切換え手段が第1変換手段の量子化データ
を出力させ、逆の場合には、比演算手段が第1変換手段
による量子化データの第2変換手段による量子化データ
に対するレベル比を演算し、乗算手段が第2変換手段に
よる量子化データに比演算手段が求めたレベル比を乗算
して、出力切換え手段がその乗算結果を出力させる。即
ち、入力アナログ信号が大きい場合には第1変換手段の
量子化データを出力させ、小さい場合には高周波ノイズ
を除去してレベルを戻した量子化データを出力させる。
尚、比演算手段で逐次レベル比を求めて乗算手段の乗算
係数としているが、この発明では利得の異なる増幅手段
で増幅された信号を量子化しているために乗算係数を固
定すると出力データの連続性が損なわれる可能性があ
り、その不具合を防止する必要があるためである。Therefore, according to the present invention, as the first and second converting means, the output level is larger than the output level of the first amplifying means and smaller than the output level of the second amplifying means when the maximum level input analog signal is input. The full-scale A / D conversion means is applied, and the determination means determines whether or not the second conversion means is in the full-scale over state. Then, when the determination result of full scale over is obtained, the output switching means outputs the quantized data of the first converting means, and in the opposite case, the ratio calculating means quantizes by the first converting means. The level ratio of the data to the quantized data by the second conversion means is calculated, the multiplication means multiplies the quantized data by the second conversion means by the level ratio obtained by the ratio calculation means, and the output switching means calculates the multiplication result. Output. That is, when the input analog signal is large, the quantized data of the first conversion means is output, and when the input analog signal is small, the quantized data in which high frequency noise is removed and the level is returned is output.
Note that the ratio calculating means calculates the successive level ratio and uses it as the multiplication coefficient of the multiplying means. However, since the signals amplified by the amplifying means having different gains are quantized in the present invention, if the multiplication coefficient is fixed, the output data will be continuous. This is because there is a possibility that the property may be impaired, and it is necessary to prevent the defect.
【0012】第2の発明について;この発明では、入力
アナログ信号のレベルが小さい場合における高周波ノイ
ズの除去方式、及び入力アナログ信号のレベルに応じて
2系統から得られる量子化データを選択的に出力させる
方式は第1の発明と同様であるが、第2変換手段が出力
する量子化データに対して第2乗算手段が固定的な乗算
係数(1/A2の利得に相当する係数)を乗算させている
点、及び比演算手段が第2乗算手段による乗算結果の第
1変換手段による量子化データに対するレベル比を演算
し、第1乗算手段がそのレベル比を第1変換手段の量子
化データに対して乗算させている点が異なる。従って、
出力データの連続性を確保させる手法が異なるだけで、
基本的機能は第1の発明と同様である。Regarding the second invention: In this invention, the quantized data obtained from the two systems is selectively output according to the high frequency noise removal method when the level of the input analog signal is small and the level of the input analog signal. The method is the same as that of the first invention, but the second multiplication means multiplies the quantized data output by the second conversion means by a fixed multiplication coefficient (a coefficient corresponding to a gain of 1 / A2). And the ratio calculation means calculates the level ratio of the multiplication result of the second multiplication means to the quantized data of the first conversion means, and the first multiplication means converts the level ratio into the quantized data of the first conversion means. The difference is that they are multiplied. Therefore,
Only the method to ensure the continuity of the output data is different,
The basic function is similar to that of the first invention.
【0013】[0013]
【実施例】以下、本発明のA/D変換装置の実施例を図
面を用いて詳細に説明する。 《実施例1》この実施例の回路構成は図1に示される。
同図において、1は利得0dBの増幅器、2はMビットのA
/D変換器、3は利得+GdBの増幅器、4はMビットのA
/D変換器、5は係数乗算器であり、増幅器1とA/D変
換器2が第1信号系を、増幅器3とA/D変換器4と係数
乗算器5が第2信号系を構成している。但し、各A/D
変換器2,4のフルスケールは、入力アナログ信号の最大
レベルより大きく、且つその最大レベルの信号を利得+
GdBで増幅したレベルより小さい。また、6はA/D変
換器4がフルスケールオーバー状態にあるか否かを判別
する判別回路、7は各A/D変換器2,4が出力する量子化
データのレベル比を演算するレベル比演算回路、8は第
1信号系又は第2信号系のディジタルデータを選択的に
出力させるマルチプレクサ、9はマルチプレクサ8を制御
する切換え制御回路であり、それらが出力制御系を構成
している。Embodiments of the A / D converter of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. << Embodiment 1 >> The circuit configuration of this embodiment is shown in FIG.
In the figure, 1 is an amplifier with a gain of 0 dB, and 2 is an M-bit A.
/ D converter, 3 is gain + GdB amplifier, 4 is M bit A
/ D converter, 5 is a coefficient multiplier, amplifier 1 and A / D converter 2 constitute a first signal system, and amplifier 3, A / D converter 4 and coefficient multiplier 5 constitute a second signal system. are doing. However, each A / D
The full scale of converters 2 and 4 is larger than the maximum level of the input analog signal, and the signal of that maximum level is gained +
It is smaller than the level amplified by GdB. Further, 6 is a discriminating circuit for discriminating whether or not the A / D converter 4 is in a full scale over state, and 7 is a level for computing the level ratio of the quantized data output by each A / D converter 2, 4. A ratio calculation circuit, 8 is a multiplexer for selectively outputting the digital data of the first signal system or the second signal system, and 9 is a switching control circuit for controlling the multiplexer 8, which constitute an output control system.
【0014】以下、この実施例の回路構成によるA/D
変換・出力動作を図3のフローチャート及び図4のグラ
フを参照しながら説明する。先ず、入力アナログ信号が
あると、その信号は各増幅器1,3へ分岐入力されて別々
に増幅されるが、増幅後の各信号So(t),Sg(t)はそれ
ぞれ各A/D変換器2,4によって量子化される(F1,F2)。Hereinafter, the A / D according to the circuit configuration of this embodiment will be described.
The conversion / output operation will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 and the graph of FIG. First, if there is an input analog signal, that signal is branched and input to each amplifier 1 and 3 and amplified separately. The amplified signals So (t) and Sg (t) are each A / D converted. It is quantized by the units 2 and 4 (F1, F2).
【0015】その場合、So(t)は常にA/D変換器2の
フルスケール範囲内で量子化されるが、Sg(t)は+GdB
×So(t)であるために、A/D変換器4のフルスケール
範囲内で量子化される場合と、そのフルスケールを超え
て量子化できない場合がある。即ち、Sg(t)の量子化デ
ータがA/D変換器4のフルスケールに相当する2のM
乗のバイナリーデータ(Ath)より大きくなった場合には
量子化が不能となる。In that case, So (t) is always quantized within the full-scale range of the A / D converter 2, but Sg (t) is + GdB.
Since it is × So (t), it may be quantized within the full scale range of the A / D converter 4 or may not be quantized beyond the full scale. That is, the quantized data of Sg (t) is M of 2 which corresponds to the full scale of the A / D converter 4.
If it becomes larger than the power of binary data (Ath), quantization becomes impossible.
【0016】この実施例では、判別回路6がA/D変換
器4のMSBの変化を監視する等の手段でSg(t)がA/
D変換器4のフルスケールオーバーになるか否かを判定
し、フルスケールオーバーでない場合には、その判定結
果を受けたレベル比演算回路がA/D変換器2の量子化
データDo(i)のA/D変換器4の量子化データDg(i)に
対する比:K(i)=|Do(i)/Dg(i)|を求め、係数乗算器
5でK(i)・Dg(i)を求める(F3→F4,F5)。そして、判定回
路6は切換え制御手段9にも前記の判定結果を通知し、そ
の判定結果を受けた切換え制御回路9がマルチプレクサ8
を係数乗算器5と出力側との接続状態に制御して、係数
乗算器5の乗算結果K(i)・Dg(i)をディジタル信号処理
回路等(図示せず)へ出力させる(F6)。In this embodiment, the discriminating circuit 6 monitors the change of the MSB of the A / D converter 4 by means such as Sg (t) is A /
It is determined whether or not full scale over of the D converter 4 is performed. If not full scale over, the level ratio calculation circuit that receives the determination result determines that the quantized data Do (i) of the A / D converter 2 is reached. To the quantized data Dg (i) of the A / D converter 4: K (i) = | Do (i) / Dg (i) |
Calculate K (i) · Dg (i) with 5 (F3 → F4, F5). Then, the determination circuit 6 also notifies the switching control means 9 of the above determination result, and the switching control circuit 9 that has received the determination result receives the determination result.
By controlling the connection state between the coefficient multiplier 5 and the output side to output the multiplication result K (i) · Dg (i) of the coefficient multiplier 5 to a digital signal processing circuit or the like (not shown) (F6). .
【0017】一方、判別回路6がA/D変換器4のフルス
ケールオーバーを判定した場合には、切換え制御回路9
がマルチプレクサ8をA/D変換器2と出力側の接続状態
に制御し、A/D変換器2の量子化データDo(i)を出力
させる(F7)。そして、以降も同様にして、各A/D変換
器2,4は標本化間隔ΔtでSo(t),Sg(t)を量子化し、前
記のステップF2〜F7を繰返すことにより、A/D変換器
4がフルスケールオーバーになるか否かを判別しながら
K(i)・Dg(i)又はDo(i)を出力させる(F8→F1〜F8)。On the other hand, when the discriminating circuit 6 discriminates the full scale over of the A / D converter 4, the switching control circuit 9
Controls the multiplexer 8 so that the A / D converter 2 is connected to the output side, and outputs the quantized data Do (i) of the A / D converter 2 (F7). Then, in the same manner thereafter, each A / D converter 2, 4 quantizes So (t), Sg (t) at the sampling interval Δt, and repeats the above steps F2 to F7 to obtain A / D. converter
K (i) .Dg (i) or Do (i) is output while discriminating whether or not 4 becomes full scale over (F8 → F1 to F8).
【0018】以上の動作において、入力アナログ信号に
各増幅器1,3の周波数帯域幅より高い周波数の高周波ノ
イズが含まれている場合、そのノイズ成分は各増幅器1,
3で増幅されないが、そのノイズレベルが各A/D変換
器2,3の1LSB以上であれば、各A/D変換器2,3によ
る量子化データとして現れることになる。しかし、各A
/D変換器2,4はフルスケールと分解能(Mビット)が同
一であるため、+GdBの増幅器3のアナログ信号を量子
化するA/D変換器4の量子化データDg(i)は0dBの増
幅器1の入力アナログ信号を量子化するA/D変換器2の
量子化データDo(i)よりも+GdB相当分だけ粗く量子化
される。従って、A/D変換器2側の量子化データDo
(i)に現れる高周波ノイズ成分であっても、利得+GdB
を適当に設定することでA/D変換器4側の量子化デー
タDg(i)には含まれないようにできる。In the above operation, when the input analog signal contains high frequency noise having a frequency higher than the frequency bandwidth of each amplifier 1, 3, the noise component is the noise component of each amplifier 1, 3.
Although not amplified by 3, if the noise level is 1 LSB or more of each A / D converter 2, 3, it will appear as quantized data by each A / D converter 2, 3. But each A
Since the full scale and resolution (M bits) of the / D converters 2 and 4 are the same, the quantized data Dg (i) of the A / D converter 4 that quantizes the analog signal of the amplifier 3 of + GdB is 0 dB. The input analog signal of the amplifier 1 is quantized more coarsely than the quantized data Do (i) of the A / D converter 2 by + G dB. Therefore, the quantized data Do on the A / D converter 2 side
Gain + GdB even for high-frequency noise components appearing in (i)
Can be set so as not to be included in the quantized data Dg (i) on the A / D converter 4 side.
【0019】ところで、前記の原理によれば、もしA/
D変換器4のフルスケールを信号Sg(t)の最大レベルを
カバーできるようにしておけば、第2信号系だけで常に
高周波ノイズを除去した量子化データが得られることに
なる。しかし、フルスケールが大きいA/D変換器は特
殊な仕様となり、当然に高価なものになる。一方、入力
アナログ信号のレベルが大きい状態では、高周波ノイズ
自体は増幅されないためにS/N比が大きくなり、第1
信号系の量子化データを出力させても後段のディジタル
信号処理等にそれほど影響しない。そのような理由か
ら、この実施例においては、A/D変換器2,4として、
フルスケールが入力アナログ信号の最大レベルより大き
く、且つその最大レベルの信号を利得+GdBで増幅した
レベルより小さいものを適用しており、通常のフルスケ
ールのA/D変換器を用いながら、入力アナログ信号の
レベルに対応して第1信号系と第2信号系による量子化
データを選択的に出力させることで、S/N比の大きい
量子化データが得られるようにしている。According to the above-mentioned principle, if A /
If the full scale of the D converter 4 is set to cover the maximum level of the signal Sg (t), the quantized data from which the high frequency noise is always removed can be obtained only by the second signal system. However, an A / D converter having a large full scale has a special specification and is naturally expensive. On the other hand, when the level of the input analog signal is high, the high-frequency noise itself is not amplified, and the S / N ratio becomes large.
Even if the quantized data of the signal system is output, it does not significantly affect the subsequent digital signal processing. For that reason, in this embodiment, as the A / D converters 2 and 4,
A full scale that is larger than the maximum level of the input analog signal and smaller than the level obtained by amplifying the signal of that maximum level by gain + GdB is applied. While using a normal full scale A / D converter, the input analog The quantized data with a large S / N ratio is obtained by selectively outputting the quantized data by the first signal system and the second signal system according to the signal level.
【0020】図4でみれば、時間帯0〜t1,t2〜t3,
t4〜t5では入力アナログ信号が低レベルであるために
高周波ノイズ成分が除去された第2信号系の量子化デー
タK(i)・Dg(i)が、時間帯t1〜t2,t3〜t4では入力
アナログ信号が高レベルであるために第1信号系の量子
化データDo(i)が出力されることになる。ただ、A/D
変換器2は増幅されていない入力アナログ信号を、A/
D変換器4は入力アナログ信号を利得+GdBで増幅した
信号を量子化しており、係数乗算器5の乗算係数を固定
的にしておくと第1信号系と第2信号系の量子化データ
を切換えて出力させる際に正確な連続性を確保できなく
なる。そのために、この実施例では係数乗算器5が逐次
的にレベル比演算回路7が求めた比:K(i)を用いてA/
D変換器4の量子化データDg(i)のレベルを戻すように
しており、出力データの連続性を確保させるようにして
いる。As shown in FIG. 4, time zones 0 to t1, t2 to t3,
At t4 to t5, the quantized data K (i) · Dg (i) of the second signal system from which the high frequency noise component is removed because the input analog signal is at a low level is Since the input analog signal is at a high level, the quantized data Do (i) of the first signal system is output. Just A / D
The converter 2 converts the input analog signal that has not been amplified to A /
The D converter 4 quantizes the signal obtained by amplifying the input analog signal with a gain of + G dB. If the multiplication coefficient of the coefficient multiplier 5 is fixed, the quantized data of the first signal system and the second signal system are switched. It becomes impossible to ensure accurate continuity when outputting the output. Therefore, in this embodiment, the coefficient multiplier 5 sequentially uses the ratio K (i) obtained by the level ratio calculation circuit 7 to obtain A /
The level of the quantized data Dg (i) of the D converter 4 is returned to ensure the continuity of the output data.
【0021】《実施例2》この実施例の回路構成は図2
に示される。同図において、図1と同一符号が付された
回路要素は実施例1の場合と同様のものであり、この実
施例の回路構成は、A/D変換器4による量子化データ
に−GdB相当の固定係数:Jを乗算する係数乗算器10が
設けられている点、レベル比演算回路11が係数乗算器10
による乗算結果のA/D変換器2による量子化データDo
(i)に対する比:X(i)=|J・Dg(i)/Do(i)|を求めてい
る点、及びA/D変換器2による量子化データDo(i)に
レベル比演算回路11が求めた比:X(i)を乗算する係数乗
算器12が設けられている点に特徴がある。<< Embodiment 2 >> The circuit configuration of this embodiment is shown in FIG.
Is shown in In the figure, the circuit elements denoted by the same reference numerals as in FIG. 1 are the same as in the case of the first embodiment, and the circuit configuration of this embodiment is equivalent to -G dB for the quantized data by the A / D converter 4. Fixed coefficient: A coefficient multiplier 10 for multiplying J is provided, and the level ratio calculation circuit 11 is a coefficient multiplier 10
Quantized data Do by the A / D converter 2 of the multiplication result by
Ratio to (i): X (i) = | J · Dg (i) / Do (i) | is found, and the quantized data Do (i) by the A / D converter 2 is used as a level ratio calculation circuit. It is characterized in that a coefficient multiplier 12 for multiplying the ratio X (i) obtained by 11 is provided.
【0022】この回路構成によるA/D変換・出力動作
は図5のフローチャート及び図6のグラフに示される。
この実施例においては、高周波ノイズ成分が除去されて
いるA/D変換器4による量子化データに対して常に係
数乗算器10が固定係数:Jを乗算して元の入力アナログ
信号のレベルに戻している(F11〜F13)。そして、判別回
路6によってA/D変換器4がフルスケールオーバーでな
いこと判別された場合に、切換え制御回路9がマルチプ
レクサ8を係数乗算器10と出力側との接続状態に制御し
て、係数乗算器10による乗算結果J・Dg(i)をディジタ
ル信号処理回路等(図示せず)へ出力させる(F14→F18)。The A / D conversion / output operation by this circuit configuration is shown in the flow chart of FIG. 5 and the graph of FIG.
In this embodiment, the coefficient multiplier 10 always multiplies the quantized data by the A / D converter 4 from which the high frequency noise component is removed by a fixed coefficient: J to restore the original input analog signal level. (F11 to F13). When the determination circuit 6 determines that the A / D converter 4 is not full scale over, the switching control circuit 9 controls the multiplexer 8 to the connection state between the coefficient multiplier 10 and the output side to perform the coefficient multiplication. The multiplication result J · Dg (i) by the device 10 is output to a digital signal processing circuit or the like (not shown) (F14 → F18).
【0023】一方、判別回路6によってA/D変換器4が
フルスケールオーバーであることが判別された場合に
は、レベル比演算回路11が係数乗算器10が求めた乗算結
果J・Dg(i)のA/D変換器2の量子化データDo(i)に対
する比:X(i)を求め、係数乗算器12でその比:X(i)をA
/D変換器2の量子化データDo(i)に乗算する(F14→F1
5,F16)。そして、判定回路6からフルスケールオーバー
の通知を受けた切換え制御回路9はマルチプレクサ8を係
数乗算器12と出力側の接続状態に制御し、係数乗算器12
が求めたX(i)・Do(i)を出力させる(F17)。以降、標本
化間隔Δtで前記のステップF12〜F18を繰返すことによ
り、A/D変換器4がフルスケールオーバーになるか否
かを判別しながらJ・Dg(i)又はX(i)・Do(i)を出力さ
せる(F19→F11〜F19)。図6でみれば、時間帯0〜t1,
t2〜t3,t4〜t5では入力アナログ信号が低レベルで
あるために高周波ノイズ成分が除去された係数乗算器10
の乗算結果J・Dg(i)が、時間帯t1〜t2,t3〜t4では
入力アナログ信号が高レベルであるために係数乗算器12
の乗算結果X(i)・Do(i)が出力されることになる。On the other hand, when the discrimination circuit 6 discriminates that the A / D converter 4 is in full scale over, the level ratio calculation circuit 11 calculates the multiplication result J · Dg (i) calculated by the coefficient multiplier 10. ) To the quantized data Do (i) of the A / D converter 2: X (i), and the coefficient multiplier 12 calculates the ratio: X (i)
Multiply the quantized data Do (i) of the D / D converter 2 (F14 → F1
5, F16). Then, the switching control circuit 9 which receives the notification of full scale over from the determination circuit 6 controls the multiplexer 8 to the connection state between the coefficient multiplier 12 and the output side, and the coefficient multiplier 12
X (i) · Do (i) obtained by is output (F17). After that, by repeating the above steps F12 to F18 at the sampling interval Δt, J · Dg (i) or X (i) · Do is determined while determining whether the A / D converter 4 becomes full scale over. Output (i) (F19 → F11 to F19). As shown in FIG. 6, time zones 0 to t1,
At t2 to t3 and t4 to t5, since the input analog signal is at a low level, the coefficient multiplier 10 from which the high frequency noise component has been removed
The multiplication result J · Dg (i) of the coefficient multiplier 12 is high because the input analog signal is at a high level in the time zones t1 to t2 and t3 to t4.
The multiplication result of X (i) · Do (i) is output.
【0024】従って、入力アナログ信号のレベルに対応
して係数乗算器10による乗算結果J・Dg(i)と係数乗算
器12による乗算結果X(i)・Do(i)が選択的に出力され、
実施例1の場合と同様に、信号レベルが小さい場合の出
力量子化データDg(i)からは高周波ノイズ成分が除去さ
れており、また信号レベルが大きい場合の出力量子化デ
ータX(i)・Do(i)は高周波ノイズ成分が含まれていても
そのS/N比が大きいため、常にS/N比の大きい出力
量子化データが得られる。尚、この実施例では、係数乗
算器10を固定係数Jの乗算器とし、係数乗算器12側で出
力データの連続性を確保させるようにしている点で実施
例1と異なるだけであり、基本的な原理は実施例1の場
合と同様である。Therefore, the multiplication result J.Dg (i) by the coefficient multiplier 10 and the multiplication result X (i) .Do (i) by the coefficient multiplier 12 are selectively output corresponding to the level of the input analog signal. ,
As in the case of the first embodiment, the high frequency noise component is removed from the output quantized data Dg (i) when the signal level is low, and the output quantized data X (i) · when the signal level is high. Since Do (i) has a large S / N ratio even if it contains a high frequency noise component, output quantized data with a large S / N ratio can always be obtained. Note that this embodiment is different from the first embodiment in that the coefficient multiplier 10 is a multiplier with a fixed coefficient J, and the continuity of output data is ensured on the coefficient multiplier 12 side. The basic principle is similar to that of the first embodiment.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明のA/D変換装置は、以上の構成
を有していることにより、次のような効果を奏する。ア
ナログ系で発生している高周波ノイズがA/D変換後の
量子化データに現れることを抑制し、A/D変換出力の
S/N比を向上させてディジタル信号処理でのエラー発
生や再生された画質や音質の劣化を防止する。The A / D converter according to the present invention has the following effects due to the above configuration. The high frequency noise generated in the analog system is suppressed from appearing in the quantized data after A / D conversion, the S / N ratio of the A / D conversion output is improved, and an error is generated or reproduced in the digital signal processing. Prevents deterioration of image quality and sound quality.
【図1】本発明のA/D変換装置の実施例1に係る回路
構成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram according to a first embodiment of an A / D conversion device of the present invention.
【図2】実施例2に係る回路構成図である。FIG. 2 is a circuit configuration diagram according to a second embodiment.
【図3】実施例1のA/D変換装置の動作手順を示すフ
ローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an operation procedure of the A / D conversion device according to the first embodiment.
【図4】実施例1のA/D変換装置における各A/D変
換器の出力及び選択出力される量子化データを示すグラ
フである。FIG. 4 is a graph showing the output of each A / D converter and the quantized data that is selectively output in the A / D converter of the first embodiment.
【図5】実施例2のA/D変換装置の動作手順を示すフ
ローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an operation procedure of the A / D conversion device according to the second embodiment.
【図6】実施例2のA/D変換装置における各A/D変
換器の出力及び選択出力される量子化データを示すグラ
フである。FIG. 6 is a graph showing the output of each A / D converter and the quantized data that is selectively output in the A / D converter of the second embodiment.
1,3…増幅器(1;第1増幅手段,3;第2増幅手段)、2,4…
A/D変換器(2;第1変換手段,4;第2変換手段)、5,10,
12…係数乗算器(5;乗算手段,10;第2乗算手段,12;第1
乗算手段)、6…判別回路(判別手段)、7,11…レベル比演
算回路(比演算手段)、8…マルチプレクサ(出力切換え手
段)、9…切換え制御回路(出力切換え手段)。1, 3 ... Amplifier (1; first amplifying means, 3; second amplifying means), 2, 4 ...
A / D converter (2; first conversion means, 4; second conversion means), 5, 10,
12 ... Coefficient multiplier (5; multiplying means, 10; second multiplying means, 12; first
Multiplying means), 6 ... Discriminating circuit (discriminating means), 7, 11 ... Level ratio arithmetic circuit (ratio arithmetic means), 8 ... Multiplexer (output switching means), 9 ... Switching control circuit (output switching means).
Claims (3)
信号を利得A1で増幅する第1増幅手段と、前記入力ア
ナログ信号を前記第1増幅手段の利得A1より大きな利
得A2で増幅する第2増幅手段と、最大レベルの前記入
力アナログ信号が入力された時の前記第1増幅手段の出
力レベルより大きく、前記第2増幅手段の出力レベルよ
り小さいフルスケールのA/D変換手段であって、前記
第1増幅手段の出力を量子化する第1変換手段と、前記
第1変換手段と同一のフルスケールと分解能を有し、前
記第2増幅手段の出力を量子化する第2変換手段と、前
記第2変換手段がフルスケールオーバー状態か否かを判
別する判別手段と、前記判別手段の判別結果がフルスケ
ールオーバー状態でない場合に前記第1変換手段による
量子化データの前記第2変換手段による量子化データに
対するレベル比を演算する比演算手段と、前記第2変換
手段による量子化データに前記比演算手段が求めたレベ
ル比を乗算する乗算手段と、前記判別手段の判別結果が
フルスケールオーバー状態でない場合には前記乗算手段
が求めた乗算結果を、前記判別手段の判別結果がフルス
ケールオーバー状態である場合には前記第1変換手段の
量子化データを出力させる出力切換え手段を具備したこ
とを特徴とするA/D変換装置。1. An A / D converter, wherein a first amplifying means for amplifying an input analog signal with a gain A1 and a second amplifying means for amplifying the input analog signal with a gain A2 larger than the gain A1 of the first amplifying means. Means and full-scale A / D conversion means that is higher than the output level of the first amplifying means and is lower than the output level of the second amplifying means when the maximum level of the input analog signal is input. First transforming means for quantizing the output of the first amplifying means; second transforming means for quantizing the output of the second amplifying means, having the same full scale and resolution as the first transforming means; A discriminating means for discriminating whether or not the second converting means is in the full scale over state, and the second of the quantized data by the first converting means when the discriminating result of the discriminating means is not in the full scale over state. The ratio calculation means for calculating the level ratio of the quantized data by the conversion means, the multiplication means for multiplying the quantized data by the second conversion means by the level ratio obtained by the ratio calculation means, and the determination result of the determination means are Output switching means for outputting the multiplication result obtained by the multiplying means when not in the full scale over state, and outputting the quantized data of the first converting means when the determination result of the determining means is in the full scale over state. An A / D conversion device characterized by being provided.
信号を利得A1で増幅する第1増幅手段と、前記入力ア
ナログ信号を前記第1増幅手段の利得A1より大きな利
得A2で増幅する第2増幅手段と、最大レベルの前記入
力アナログ信号が入力された時の前記第1増幅手段の出
力レベルより大きく、前記第2増幅手段の出力レベルよ
り小さいフルスケールを有したA/D変換手段であっ
て、前記第1増幅手段の出力を量子化する第1変換手段
と、前記第1変換手段と同一のフルスケールと分解能を
有し、前記第2増幅手段の出力を量子化する第2変換手
段と、前記第2変換手段の量子化データに1/A2の利
得に相当する係数を乗算する第2乗算手段と、前記第2
変換手段がフルスケールオーバー状態か否かを判別する
判別手段と、前記判別手段の判別結果がフルスケールオ
ーバー状態でない場合に前記第2乗算手段による乗算結
果の前記第1変換手段による量子化データに対するレベ
ル比を演算する比演算手段と、前記第1変換手段の量子
化データに前記比演算手段が求めたレベル比を乗算する
第1乗算手段と、前記判別手段の判別結果がフルスケー
ルオーバー状態でない場合には前記第2乗算手段が求め
た乗算結果を、前記判別手段の判別結果がフルスケール
オーバー状態である場合には前記第1乗算手段が求めた
乗算結果を出力させる出力切換え手段を具備したことを
特徴とするA/D変換装置。2. In the A / D conversion device, first amplification means for amplifying an input analog signal with a gain A1 and second amplification means for amplifying the input analog signal with a gain A2 larger than the gain A1 of the first amplification means. Means and an A / D conversion means having a full scale that is larger than the output level of the first amplifying means and is smaller than the output level of the second amplifying means when the maximum level of the input analog signal is input. First conversion means for quantizing the output of the first amplifying means, and second converting means for quantizing the output of the second amplifying means having the same full scale and resolution as the first converting means. A second multiplication means for multiplying the quantized data of the second conversion means by a coefficient corresponding to a gain of 1 / A2;
A discriminating means for discriminating whether or not the converting means is in the full scale over state; and, when the discriminating result of the discriminating means is not in the full scale over state, for the quantized data by the first converting means of the multiplication result by the second multiplying means. A ratio calculation means for calculating a level ratio, a first multiplication means for multiplying the quantized data of the first conversion means by the level ratio obtained by the ratio calculation means, and a determination result of the determination means are not in a full scale over state. In this case, there is provided output switching means for outputting the multiplication result obtained by the second multiplication means, and outputs the multiplication result obtained by the first multiplication means when the determination result of the determination means is in a full scale over state. An A / D conversion device characterized by the above.
項1又は請求項2のA/D変換装置。3. The A / D conversion device according to claim 1, wherein the gain A1 of the first amplification means is zero.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17401295A JPH098660A (en) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | A/d converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17401295A JPH098660A (en) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | A/d converter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH098660A true JPH098660A (en) | 1997-01-10 |
Family
ID=15971104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17401295A Pending JPH098660A (en) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | A/d converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH098660A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009296629A (en) * | 2002-12-04 | 2009-12-17 | Nxp Bv | Non-linear distribution of voltage steps in flash-type a/d converters |
-
1995
- 1995-06-16 JP JP17401295A patent/JPH098660A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009296629A (en) * | 2002-12-04 | 2009-12-17 | Nxp Bv | Non-linear distribution of voltage steps in flash-type a/d converters |
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