JPH098660A - A/d変換装置 - Google Patents
A/d変換装置Info
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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
(57)【要約】
【目的】 アナログ系で発生する高周波ノイズが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比を向上させる。 【構成】 フルスケールが最大レベルのアナログ信号入
力時の増幅器(利得0dB)1の出力レベルより大きく、増
幅器(利得+GdB)3の出力レベルより小さいA/D変換
器2,4を用い、入力信号を増幅器1を介してA/D変換器
2で量子化する第1信号系と、増幅器3で増幅した信号を
A/D変換器4で量子化して係数乗算器5で係数を乗算す
る第2信号系を構成する。判別回路6でA/D変換器4が
フルスケールオーバーか否かを判別し、オーバーでない
場合には、レベル比演算回路7で求めた比を係数乗算器5
の係数K(i)としてマルチプレクサ8が第2信号系のデー
タを出力させ、オーバーの場合には第1信号系のデータ
を出力させる。
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比を向上させる。 【構成】 フルスケールが最大レベルのアナログ信号入
力時の増幅器(利得0dB)1の出力レベルより大きく、増
幅器(利得+GdB)3の出力レベルより小さいA/D変換
器2,4を用い、入力信号を増幅器1を介してA/D変換器
2で量子化する第1信号系と、増幅器3で増幅した信号を
A/D変換器4で量子化して係数乗算器5で係数を乗算す
る第2信号系を構成する。判別回路6でA/D変換器4が
フルスケールオーバーか否かを判別し、オーバーでない
場合には、レベル比演算回路7で求めた比を係数乗算器5
の係数K(i)としてマルチプレクサ8が第2信号系のデー
タを出力させ、オーバーの場合には第1信号系のデータ
を出力させる。
Description
【発明の詳細な説明】
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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)。
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)。
【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。
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。
【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)。
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)。
【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)。
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)。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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)。
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)。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
構成図である。
【図2】実施例2に係る回路構成図である。
【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。
ローチャートである。
【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。
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。
【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。
ローチャートである。
【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。
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。
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)。
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)。
Claims (3)
- 【請求項1】 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。 - 【請求項2】 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。 - 【請求項3】 第1増幅手段の利得A1が0である請求
項1又は請求項2のA/D変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17401295A JPH098660A (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | A/d変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17401295A JPH098660A (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | A/d変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH098660A true JPH098660A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=15971104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17401295A Pending JPH098660A (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | A/d変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH098660A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009296629A (ja) * | 2002-12-04 | 2009-12-17 | Nxp Bv | フラッシュタイプa/d変換器における電圧ステップの非線形分配 |
-
1995
- 1995-06-16 JP JP17401295A patent/JPH098660A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009296629A (ja) * | 2002-12-04 | 2009-12-17 | Nxp Bv | フラッシュタイプa/d変換器における電圧ステップの非線形分配 |
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