JP2010218679A - Signal processing apparatus - Google Patents

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真弓 安河内
Yoshihiro Karita
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a signal processing apparatus capable of accurately generating signals without increasing sampling frequencies. <P>SOLUTION: The signal processing apparatus for generating signals on the basis of a plurality of signals in differential relationship or in phase relationship with respect to each other includes: a sampler 100 that repeatedly samples the plurality of signals in a prescribed order; and a processing circuit 200 that generates synthesized signals in phase or opposite phase with respect to the plurality of signals for each sampling timings by adding or subtracting sampling data of the plurality of signals with close sampling timings outputted from the sampler 100. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、通信、測定器、サーボ制御などの分野に適用されるディジタル信号処理技術に関するものであり、特に、複数の差動あるいは同相関係にある信号をサンプリングし、信号生成を行う際に用いられる信号処理装置に関する。   The present invention relates to digital signal processing technology applied to fields such as communication, measuring instruments, and servo control, and in particular, is used when sampling a plurality of differential or in-phase signals to generate a signal. The present invention relates to a signal processing apparatus.

従来、複数のアナログ信号をディジタル信号に変換してサンプリングする方法として、1つのA/D変換器と複数のサンプルホールド回路を用いた時分割サンプリングが一般的に行われている。上記時分割サンプリング方式では、複数の入力アナログ信号を1つのA/D変換器でディジタル変換するので、複数のA/D変換器を用いた場合の同時サンプリング方式と比べ、アナログ素子によるばらつきを抑え、かつ回路規模を削減することができる。上記時分割サンプリング方式では、順次A/D変換されたデータを、複数のサンプルホールド回路のうち1つがサンプル動作、その他のサンプルホールド回路がホールド動作を行うことで、複数のデータがサンプリングされる。   Conventionally, time division sampling using one A / D converter and a plurality of sample and hold circuits is generally performed as a method of sampling by converting a plurality of analog signals into digital signals. In the above time-division sampling method, since a plurality of input analog signals are digitally converted by a single A / D converter, variations due to analog elements are suppressed compared to the simultaneous sampling method using a plurality of A / D converters. In addition, the circuit scale can be reduced. In the time-division sampling method, a plurality of data are sampled by sequentially sampling A / D converted data by one of the sample and hold circuits performing a sample operation and the other sample and hold circuits performing a hold operation.

上記時分割サンプリング方式を利用したものとしては、例えば、特許文献1に記載されているような光ディスク装置がある。図7は、上記特許文献1に記載の光ディスク装置700の構成を表す図である。   As an apparatus using the time division sampling method, for example, there is an optical disk apparatus as described in Patent Document 1. FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the optical disc apparatus 700 described in Patent Document 1.

上記光ディスク装置700においては、図示しないピックアップからのアナログ受光信号は、信号A〜Dとして入力選択部701に入力する。入力選択部701は、制御部705による制御に基づいて、時分割に出力信号を切り替える。入力選択部701の出力信号は、オフセット調整部702によりオフセット調整がなされ、ゲイン調整部703によりゲインが調整された後、A/D変換器704によりA/D変換される。A/D変換された信号は、複数のサンプルホールド回路706〜709によりそれぞれホールドされる。サーボ信号処理部710は、全てのサンプルホールドされた値を用いて、例えばフォーカスエラー信号を生成し、サンプリング周期毎にフォーカスエラー信号の演算値を更新する。   In the optical disc apparatus 700, an analog light reception signal from a pickup (not shown) is input to the input selection unit 701 as signals A to D. The input selection unit 701 switches the output signal in a time division manner based on control by the control unit 705. The output signal of the input selection unit 701 is offset adjusted by the offset adjustment unit 702, the gain is adjusted by the gain adjustment unit 703, and then A / D converted by the A / D converter 704. The A / D converted signals are respectively held by a plurality of sample and hold circuits 706 to 709. The servo signal processing unit 710 generates, for example, a focus error signal using all sampled and held values, and updates the calculated value of the focus error signal for each sampling period.

図8は上記光ディスク装置700による、サンプリングと演算出力のタイミングを示した図である。図8において、(a)〜(d)は、信号A〜Dそれぞれのサンプリングタイミングを表し、(e)は、サーボ信号処理部710の出力信号を表す。図8に示すように、A/D変換器704において、信号AがT1で、信号BがT2で、信号CがT3で、信号DがT4で順次サンプリングされ、それぞれのサンプリングデータは、サンプルホールド回路706〜709によりそれぞれホールドされる。サーボ信号処理部710は、次に信号AがサンプリングされるT5までの全サンプリングデータを用いて、所望の信号、例えばフォーカスエラー信号、を生成し出力する。このように上記光ディスク装置700では、サーボ信号処理部710の出力信号はサンプリング周期Ts毎に出力されることになる。   FIG. 8 is a diagram showing the timing of sampling and calculation output by the optical disc apparatus 700. In FIG. In FIG. 8, (a) to (d) represent sampling timings of the signals A to D, and (e) represents an output signal of the servo signal processing unit 710. As shown in FIG. 8, in the A / D converter 704, the signal A is T1, the signal B is T2, the signal C is T3, and the signal D is T4, and each sampled data is sampled and held. The signals are held by circuits 706 to 709, respectively. The servo signal processing unit 710 generates and outputs a desired signal, for example, a focus error signal, using all sampling data up to T5 when the signal A is sampled next. As described above, in the optical disc apparatus 700, the output signal of the servo signal processing unit 710 is output every sampling period Ts.

特開2002−298373号公報JP 2002-298373 A

しかしながら、上述した光ディスク装置のように、複数の信号のサンプリングすべてが終了した後に、時分割にサンプリングされたデータを用いて信号生成を行った場合、標本化定理により、サンプリング周波数の1/2の周波数までの信号生成が限界であった。また、高速な信号生成のためにサンプリング周波数を上げる場合、回路規模の増大やA/D変換器の性能限界などが問題となっていた。   However, when the signal generation is performed using the data sampled in time division after all the sampling of the plurality of signals is completed as in the optical disc apparatus described above, the sampling theorem indicates that the sampling frequency is ½ of the sampling frequency. Signal generation up to frequency was the limit. Further, when the sampling frequency is increased for high-speed signal generation, an increase in circuit scale, a performance limit of the A / D converter, and the like have been problems.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、それぞれ互いに差動あるいは同相関係にある複数の信号のサンプリングポイントを任意にずらし、サンプリングタイミングの全てあるいは一部のタイミングで演算を行うことにより、サンプリング周波数を上げずに、高精度な信号生成を行うことが可能な信号処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and performs sampling at all or part of the sampling timing by arbitrarily shifting sampling points of a plurality of signals each having a differential or in-phase relationship with each other. Accordingly, an object of the present invention is to provide a signal processing apparatus capable of generating a highly accurate signal without increasing the sampling frequency.

上記課題を解決するため、本発明の請求項1に係る信号処理回路は、それぞれ互いに差動あるいは同相関係にある複数の信号に基づいて信号生成を行う信号処理装置において、前記複数の信号のそれぞれを所定の順序でサンプリングすることを繰り返すサンプリング部と、前記サンプリング部から出力される、サンプリングタイミングが近い前記複数の信号のサンプリングデータを、それぞれ加算又は減算することにより、前記複数の信号と同相又は逆相となる合成信号を、各サンプリングタイミング毎に生成する演算部とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a signal processing circuit according to claim 1 of the present invention is a signal processing device that generates a signal based on a plurality of signals that are differentially or in-phase with each other. Sampling in a predetermined order, and sampling data of the plurality of signals that are output from the sampling unit and have similar sampling timings are added or subtracted, respectively. And an arithmetic unit that generates a composite signal having a reverse phase at each sampling timing.

また、本発明の請求項2に係る信号処理回路は、それぞれ互いに差動あるいは同相関係にある複数の信号に基づいて信号生成を行う信号処理装置において、前記複数の信号のそれぞれを所定の順序でサンプリングすることを繰り返すサンプリング部と、前記サンプリング部から出力される複数のサンプリングデータを用いて、前記複数の信号におけるサンプリングされていないタイミングのデータを補間する補間回路と、前記複数の信号のサンプリングタイミング及び前記複数の信号の補間タイミングの全てのタイミング毎に、前記サンプリングデータと、前記補間回路から出力される補間データとを、それぞれ加算又は減算することにより、前記複数の信号と同相又は逆相となる合成信号を生成する演算部とを備えることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a signal processing circuit for generating a signal based on a plurality of signals having a differential or in-phase relationship with each other. A sampling unit that repeats sampling; an interpolation circuit that interpolates data at unsampled timing in the plurality of signals using a plurality of sampling data output from the sampling unit; and sampling timings of the plurality of signals And at every timing of the interpolation timing of the plurality of signals, the sampling data and the interpolation data output from the interpolation circuit are respectively added or subtracted, so that they are in phase or out of phase with the plurality of signals. And a calculation unit that generates a combined signal.

また、本発明の請求項3に係る信号処理回路は、請求項1に記載の信号処理装置において、前記サンプリング部は、複数の信号の信号振幅を任意に設定することが可能な信号振幅調整回路をさらに具備することを特徴とする。   A signal processing circuit according to a third aspect of the present invention is the signal processing device according to the first aspect, wherein the sampling unit is capable of arbitrarily setting signal amplitudes of a plurality of signals. Is further provided.

また、本発明の請求項4に係る信号処理回路は、請求項1に記載の信号処理装置において、前記サンプリング部は、複数の信号のオフセット量を任意に設定することが可能なオフセット調整回路をさらに具備することを特徴とする。   A signal processing circuit according to a fourth aspect of the present invention is the signal processing device according to the first aspect, wherein the sampling unit includes an offset adjustment circuit capable of arbitrarily setting an offset amount of a plurality of signals. Furthermore, it is characterized by comprising.

また、本発明の請求項5に係る信号処理回路は、請求項1に記載の信号処理装置において、前記演算部は、複数の信号の信号振幅を任意に設定することが可能な信号振幅調整回路をさらに具備することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the signal processing circuit according to the first aspect, wherein the arithmetic unit is capable of arbitrarily setting signal amplitudes of a plurality of signals. Is further provided.

また、本発明の請求項6に係る信号処理回路は、請求項1に記載の信号処理装置において、前記演算部は、複数の信号のオフセット量を任意に設定することが可能なオフセット調整回路をさらに具備することを特徴とする。   A signal processing circuit according to a sixth aspect of the present invention is the signal processing device according to the first aspect, wherein the calculation unit includes an offset adjustment circuit capable of arbitrarily setting an offset amount of a plurality of signals. Furthermore, it is characterized by comprising.

また、本発明の請求項7に係る信号処理回路は、請求項1に記載の信号処理装置において、前記演算部は、複数の演算方式を任意に選択可能な演算選択部をさらに具備することを特徴とする。   The signal processing circuit according to claim 7 of the present invention is the signal processing device according to claim 1, wherein the arithmetic unit further includes an arithmetic selection unit capable of arbitrarily selecting a plurality of arithmetic methods. Features.

また、本発明の請求項8に係る信号処理回路は、請求項2に記載の信号処理装置において、前記補間回路は、前記複数の信号のうち、データ補間の対象となる信号の複数のサンプリングデータを用いて、当該データ補間の対象となる信号のサンプリングされていないタイミングのデータを補間することを特徴とする。   The signal processing circuit according to an eighth aspect of the present invention is the signal processing device according to the second aspect, wherein the interpolation circuit includes a plurality of sampling data of a signal to be subjected to data interpolation among the plurality of signals. Is used to interpolate unsampled timing data of the signal to be interpolated.

また、本発明の請求項9に係る信号処理回路は、請求項2に記載の信号処理装置において、前記補間回路は、前記複数の信号のうち、特定の信号の複数のサンプリングデータと、データ補間の対象となる信号のサンプリングデータとを用いて、当該データ補間の対象となる信号のサンプリングされていないタイミングのデータを補間することを特徴とする。   The signal processing circuit according to claim 9 of the present invention is the signal processing device according to claim 2, wherein the interpolation circuit includes a plurality of sampling data of a specific signal among the plurality of signals, and data interpolation. The sampling data of the signal that is the target of the interpolation is used to interpolate the unsampled timing data of the signal that is the target of the data interpolation.

また、本発明の請求項10に係る信号処理回路は、請求項1に記載の信号処理装置において、前記サンプリング部は、前記複数の信号の信号帯域を任意の周波数で補償することが可能な帯域補償回路をさらに具備することを特徴とする。   A signal processing circuit according to a tenth aspect of the present invention is the signal processing device according to the first aspect, wherein the sampling unit is capable of compensating a signal band of the plurality of signals at an arbitrary frequency. It further comprises a compensation circuit.

請求項1にかかる信号処理回路によれば、それぞれ互いに差動あるいは同相関係にある複数の信号に基づいて信号生成を行う信号処理装置において、前記複数の信号のそれぞれを所定の順序でサンプリングすることを繰り返すサンプリング部と、前記サンプリング部から出力される、サンプリングタイミングが近い前記複数の信号のサンプリングデータを、それぞれ加算又は減算することにより、前記複数の信号と同相又は逆相となる合成信号を、各サンプリングタイミング毎に生成する演算部とを備えることとしたので、サンプリング周波数以上の信号生成が可能であり、かつ、高精度な信号生成が可能となる。   According to the signal processing circuit of claim 1, in the signal processing device that generates signals based on a plurality of signals that are differentially or in phase with each other, each of the plurality of signals is sampled in a predetermined order. And a combined signal that is in phase with or out of phase with the plurality of signals by respectively adding or subtracting the sampling data of the plurality of signals that are output from the sampling unit and that have close sampling timing, Since a calculation unit that generates each sampling timing is provided, it is possible to generate a signal having a sampling frequency or higher and to generate a signal with high accuracy.

請求項2にかかる信号処理回路によれば、それぞれ互いに差動あるいは同相関係にある複数の信号に基づいて信号生成を行う信号処理装置において、前記複数の信号のそれぞれを所定の順序でサンプリングすることを繰り返すサンプリング部と、前記サンプリング部から出力される複数のサンプリングデータを用いて、前記複数の信号におけるサンプリングされていないタイミングのデータを補間する補間回路と、前記複数の信号のサンプリングタイミング及び前記複数の信号の補間タイミングの全てのタイミング毎に、前記サンプリングデータと、前記補間回路から出力される補間データとを、それぞれ加算又は減算することにより、前記複数の信号と同相又は逆相となる合成信号を生成する演算部とを備えることとしたので、サンプリングデータのみを用いて信号生成を行った場合に比べて、より高精度な信号生成が可能となる。   According to the signal processing circuit of the second aspect, in the signal processing device that generates a signal based on a plurality of signals that are differentially or in phase with each other, each of the plurality of signals is sampled in a predetermined order. Using a plurality of sampling data output from the sampling unit, an interpolation circuit for interpolating unsampled timing data in the plurality of signals, a sampling timing of the plurality of signals, and the plurality of signals A combined signal that is in phase with or out of phase with the plurality of signals by adding or subtracting the sampling data and the interpolation data output from the interpolation circuit at every timing of the interpolation timing of the signal With a calculation unit that generates Data only in comparison with the case of performing signal generated using, enables more accurate signal generation.

請求項3にかかる信号処理回路によれば、請求項1に記載の信号処理装置において、前記サンプリング部は、複数の信号の信号振幅を任意に設定することが可能な信号振幅調整回路をさらに具備することとしたので、複数の信号の振幅ばらつきを所望のレベルに調整することができ、A/D変換器後のデータbit幅を有効に活用することが可能となるとともに、演算回路規模の増大を抑えることができる。   According to a signal processing circuit of a third aspect, in the signal processing device according to the first aspect, the sampling unit further includes a signal amplitude adjustment circuit capable of arbitrarily setting signal amplitudes of a plurality of signals. Therefore, it is possible to adjust the amplitude variation of a plurality of signals to a desired level, to effectively use the data bit width after the A / D converter, and to increase the scale of the arithmetic circuit Can be suppressed.

請求項4にかかる信号処理回路によれば、請求項1に記載の信号処理装置において、前記サンプリング部は、複数の信号のオフセット量を任意に設定することが可能なオフセット調整回路をさらに具備することとしたので、複数の信号のオフセット量のばらつきを所望のレベルに調整することができ、A/D変換後のデータbit幅を有効に活用することが可能となるとともに、演算回路規模の増大を抑えることができる。   According to a signal processing circuit of a fourth aspect, in the signal processing device according to the first aspect, the sampling unit further includes an offset adjustment circuit capable of arbitrarily setting an offset amount of a plurality of signals. As a result, it is possible to adjust the variation in the offset amount of a plurality of signals to a desired level, to effectively use the data bit width after A / D conversion, and to increase the scale of the arithmetic circuit Can be suppressed.

請求項5にかかる信号処理回路によれば、請求項1に記載の信号処理装置において、前記演算部は、複数の信号の信号振幅を任意に設定することが可能な信号振幅調整回路をさらに具備することとしたので、複数の信号の振幅ばらつきを所望のレベルに調整することができ、前記演算部における演算精度を上げることができ、かつ、演算回路規模の増大を抑えることができる。   According to a signal processing circuit of a fifth aspect, in the signal processing device according to the first aspect, the calculation unit further includes a signal amplitude adjustment circuit capable of arbitrarily setting signal amplitudes of a plurality of signals. Therefore, it is possible to adjust the amplitude variation of the plurality of signals to a desired level, to increase the calculation accuracy in the calculation unit, and to suppress an increase in the calculation circuit scale.

請求項6にかかる信号処理回路によれば、請求項1に記載の信号処理装置において、前記演算部は、複数の信号のオフセット量を任意に設定することが可能なオフセット調整回路をさらに具備することとしたので、複数の信号のオフセット量のばらつきを所望のレベルに調整することができ、前記演算部における演算精度を向上することが可能となると共に、演算回路規模の増大を抑えることができる。   According to a signal processing circuit of a sixth aspect, in the signal processing device according to the first aspect, the calculation unit further includes an offset adjustment circuit capable of arbitrarily setting an offset amount of the plurality of signals. As a result, it is possible to adjust the variation in the offset amount of the plurality of signals to a desired level, and it is possible to improve the calculation accuracy in the calculation unit and to suppress an increase in the scale of the calculation circuit. .

請求項7にかかる信号処理回路によれば、請求項1に記載の信号処理装置において、前記演算部は、複数の演算方式を任意に選択可能な演算選択部をさらに具備することとしたので、短時間での演算切り替えが可能となる。   According to the signal processing circuit of claim 7, in the signal processing device of claim 1, the arithmetic unit further includes an arithmetic selection unit capable of arbitrarily selecting a plurality of arithmetic methods. Calculation switching in a short time is possible.

請求項8にかかる信号処理回路によれば、請求項2に記載の信号処理装置において、前記補間回路は、前記複数の信号のうち、データ補間の対象となる信号の複数のサンプリングデータを用いて、当該データ補間の対象となる信号のサンプリングされていないタイミングのデータを補間することとしたので、個々の信号自身のサンプリングデータのみをデータ補間に用いることで、比較的容易に補間信号を生成することができ、サンプリングデータのみを用いて信号生成を行った場合に比べて、より高精度な信号生成が可能となる。   According to a signal processing circuit according to claim 8, in the signal processing device according to claim 2, the interpolation circuit uses a plurality of sampling data of a signal to be subjected to data interpolation among the plurality of signals. Since the data at the unsampled timing of the signal to be subjected to the data interpolation is interpolated, it is relatively easy to generate the interpolation signal by using only the sampling data of each signal itself for the data interpolation. Therefore, it is possible to generate a signal with higher accuracy than when signal generation is performed using only sampling data.

請求項9にかかる信号処理回路によれば、請求項2に記載の信号処理装置において、前記補間回路は、前記複数の信号のうち、特定の信号の複数のサンプリングデータと、データ補間の対象となる信号のサンプリングデータとを用いて、当該データ補間の対象となる信号のサンプリングされていないタイミングのデータを補間することとしたので、ある信号のサンプリング直後にその信号以外の信号の補間信号を生成することができ、サンプリングデータのみを用いて信号生成を行った場合に比べて、より高精度な信号生成が可能となる。   According to a signal processing circuit according to claim 9, in the signal processing device according to claim 2, the interpolation circuit includes a plurality of sampling data of a specific signal among the plurality of signals, and a data interpolation target. The sampling data of the signal to be used is used to interpolate the unsampled timing data of the signal to be interpolated, so that an interpolated signal for signals other than that signal is generated immediately after sampling a certain signal. As compared with the case where signal generation is performed using only sampling data, more accurate signal generation is possible.

本発明の請求項10に係る信号処理回路によれば、請求項1に記載の信号処理装置において、前記サンプリング部は、前記複数の信号の信号帯域を任意の周波数で補償することが可能な帯域補償回路をさらに具備することとしたので、ノイズの少ないより高精度な信号生成が可能となる。   According to a signal processing circuit according to claim 10 of the present invention, in the signal processing device according to claim 1, the sampling unit is a band capable of compensating the signal bands of the plurality of signals at an arbitrary frequency. Since the compensation circuit is further provided, it is possible to generate a signal with higher accuracy and less noise.

本発明の実施の形態1に係る信号処理装置の構成図である。It is a block diagram of the signal processing apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る信号処理装置の信号処理のタイミング図である。It is a timing diagram of the signal processing of the signal processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態2に係る信号処理装置の構成図である。It is a block diagram of the signal processing apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る信号処理装置の信号処理のタイミング図である。It is a timing diagram of the signal processing of the signal processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態3に係る信号処理装置の信号処理のタイミング図である。It is a timing diagram of the signal processing of the signal processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態4に係る信号処理装置の構成図である。It is a block diagram of the signal processing apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. 従来の時分割サンプリング方式による光ディスク装置の構成図である。It is a block diagram of the optical disk apparatus by the conventional time division sampling system. 従来の時分割サンプリング方式による光ディスク装置における信号処理のタイミング図である。It is a timing diagram of the signal processing in the optical disk apparatus by the conventional time division sampling system.

(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1に係る信号処理装置の構成図である。
本実施の形態1に係る信号処理装置300は、外部入力されるアナログ信号A,B,C,Dのサンプリングを行なうサンプリング部100と、サンプリング部100から出力される複数のサンプリングデータに基づいて演算処理を行い所望の信号生成を行なう演算回路200とからなる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a signal processing device according to the first embodiment.
The signal processing apparatus 300 according to the first embodiment performs an operation based on a sampling unit 100 that samples analog signals A, B, C, and D that are externally input, and a plurality of sampling data output from the sampling unit 100 An arithmetic circuit 200 that performs processing and generates a desired signal.

サンプリング部100は、第1の選択回路1と、アンプ(以下、「Amp」とする。)2と、A/D変換器3と、第2の選択回路4と、サンプリング制御回路5と、第1ないし4のレジスタ6〜9と、振幅調整回路10と、オフセット調整回路11とを有している。   The sampling unit 100 includes a first selection circuit 1, an amplifier (hereinafter referred to as “Amp”) 2, an A / D converter 3, a second selection circuit 4, a sampling control circuit 5, 1 to 4 registers 6 to 9, an amplitude adjustment circuit 10, and an offset adjustment circuit 11.

第1の選択回路1は、互いに差動あるいは同相関係にある4つのアナログ信号A,B,C,Dを入力とし、これら入力信号AないしDのうちから、1つの信号を、サンプリング制御回路5による制御に基づいて、所定の順番、所定のタイミングで選択し出力するものである。Amp2は、第1の選択回路1の出力信号に対して、その信号振幅、及びオフセット量を調整するものである。A/D変換器3は、Amp2によって信号振幅とオフセット量が調整された信号をディジタル信号に変換するものである。A/D変換器3のサンプリングタイミングは、サンプリング制御回路5により、任意に設定される。第2の選択回路4は、A/D変換器3の出力信号を、サンプリング制御回路5による制御に基づいて、所定の順番、所定のタイミングで、選択し出力するものである。サンプリング制御回路5は、第1の選択回路1と第2の選択回路4における信号出力のタイミング、及び信号選択の順番の制御、A/D変換器3におけるサンプリングタイミングの制御、及び第1ないし第4のレジスタ6〜9のデータ保持/出力タイミングの制御を行なうものである。第1ないし第4のレジスタ6〜9は、第2の選択回路4から出力されるサンプリングデータを一定期間保持するものである。振幅調整回路10は、第1ないし第4のレジスタ6〜9に保持されているサンプリングデータを用いて、入力信号A〜Dの振幅調整を行うための振幅調整値を算出するものである。オフセット調整回路12は、第1ないし第4のレジスタ6〜9に保持されているサンプリングデータd1〜d4を用いて、入力信号A〜Dのオフセット量の調整を行うためのオフセット調整値を算出するものである。
演算回路200は、サンプリング部100の第1ないし第4のレジスタ6〜9に保持されたサンプリングデータを用いて各種の演算を行い、所望の信号生成を行なうものである。
The first selection circuit 1 receives four analog signals A, B, C, and D that are differentially or in-phase with each other, and inputs one signal from these input signals A to D to the sampling control circuit 5. Based on the control, the selection is made in a predetermined order and at a predetermined timing and output. Amp2 adjusts the signal amplitude and the offset amount of the output signal of the first selection circuit 1. The A / D converter 3 converts the signal whose signal amplitude and offset amount are adjusted by Amp 2 into a digital signal. The sampling timing of the A / D converter 3 is arbitrarily set by the sampling control circuit 5. The second selection circuit 4 selects and outputs the output signal of the A / D converter 3 in a predetermined order and at a predetermined timing based on control by the sampling control circuit 5. The sampling control circuit 5 controls the timing of signal output in the first selection circuit 1 and the second selection circuit 4 and the order of signal selection, the control of the sampling timing in the A / D converter 3, and the first through first 4 controls the data holding / output timing of the registers 6-9. The first to fourth registers 6 to 9 hold sampling data output from the second selection circuit 4 for a certain period. The amplitude adjustment circuit 10 calculates an amplitude adjustment value for adjusting the amplitude of the input signals A to D using the sampling data held in the first to fourth registers 6 to 9. The offset adjustment circuit 12 calculates an offset adjustment value for adjusting the offset amount of the input signals A to D using the sampling data d1 to d4 held in the first to fourth registers 6 to 9. Is.
The arithmetic circuit 200 performs various calculations using the sampling data held in the first to fourth registers 6 to 9 of the sampling unit 100 to generate a desired signal.

次に、本実施の形態1による信号処理装置300の動作について、図1、及び図2を用いて説明する。図2は、本実施の形態1に係る信号処理装置300の動作タイミングを説明するための図である。図2において、(a)ないし(d)は、信号AないしDの波形を表し、(e)は、演算回路200の出力信号を表す。また、T1ないしT8は、信号AないしDのサンプルポイントをそれぞれ表し、a1〜d2は信号AないしDのサンプリングデータをそれぞれ表す。   Next, the operation of the signal processing apparatus 300 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 1 and FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining the operation timing of the signal processing apparatus 300 according to the first embodiment. 2, (a) to (d) represent the waveforms of signals A to D, and (e) represents the output signal of the arithmetic circuit 200. T1 to T8 represent sampling points of the signals A to D, respectively, and a1 to d2 represent sampling data of the signals A to D, respectively.

互いに差動あるいは同相関係にある信号A、信号B、信号C、信号Dは、第1の選択回路1に入力した後、サンプリング制御回路5による制御のもと、予め定められた順番でかつ異なるタイミングでAmp2に出力される。図2に示すように、本実施の形態1では、サンプリング制御回路5は、信号A、信号B、信号C、信号Dの順番でサンプリングが行なわれるように、第1の選択回路1を制御する。   The signals A, B, C, and D that are differentially or in-phase with each other are input to the first selection circuit 1 and then differ in a predetermined order under the control of the sampling control circuit 5. Output to Amp2 at timing. As shown in FIG. 2, in the first embodiment, the sampling control circuit 5 controls the first selection circuit 1 so that sampling is performed in the order of signal A, signal B, signal C, and signal D. .

第1の選択回路1から順次出力される信号AないしDは、Amp2により、その信号振幅とオフセット量が調整された後、A/D変換器3に入力され、サンプリング周期Tsで順次サンプリングされる。図2に示すようにT1で信号Aがサンプリングされ、T2で信号Bが、T3で信号Cが、T4で信号Dがそれぞれサンプリングされる。T5以降についても、信号A,B,C,Dがそれぞれ異なるタイミングでサンプリングされる。   The signals A to D sequentially output from the first selection circuit 1 are input to the A / D converter 3 after their signal amplitude and offset amount are adjusted by Amp2, and are sequentially sampled at the sampling period Ts. . As shown in FIG. 2, the signal A is sampled at T1, the signal B is sampled at T2, the signal C is sampled at T3, and the signal D is sampled at T4. Also after T5, the signals A, B, C, and D are sampled at different timings.

ここで、サンプリング周期Ts内での各信号のサンプリングポイント、すなわち、図2において信号Aをサンプリングしてから信号Bをサンプリングするまでの時間(T2−T1)、信号Bをサンプリングしてから信号Cをサンプリングするまでの時間(T3−T2)、信号Cをサンプリングしてから信号Dをサンプリングするまでの時間(T4−T3)、及び信号Dをサンプリングしてから信号Aをサンプリングするまでの時間(サンプリング周期Ts−(T4−T1))は、サンプリング制御回路5により任意に設定することが可能であり、その設定されたサンプリングタイミングは、第1の選択回路1、及び第2の選択回路4に設定される。なお、信号のサンプリング順序は、図2のようにA、B、C、Dではなく、任意の順序でサンプリングすることも可能である。   Here, the sampling point of each signal within the sampling period Ts, that is, the time (T2-T1) from the sampling of the signal A to the sampling of the signal B in FIG. (T3-T2), the time from sampling the signal C to sampling the signal D (T4-T3), and the time from sampling the signal D to sampling the signal A (T3-T2) The sampling period Ts- (T4-T1)) can be arbitrarily set by the sampling control circuit 5, and the set sampling timing is given to the first selection circuit 1 and the second selection circuit 4. Is set. The signal sampling order is not limited to A, B, C, and D as shown in FIG.

信号A〜Dのサンプリングデータは、サンプリング制御回路5による制御のもと、第2の選択手段4により、各入力信号A〜Dに対応する第1ないし第4のレジスタ6〜9に格納される。第1ないし第4のレジスタ6〜9に格納されるサンプリングデータは、対応する信号が次にサンプリングされて、新たなサンプリングデータが出力されるまで、各レジスタ内に保持される。例えば、T1でサンプリングされたデータa1は、T5までレジスタ1に保持される。同様に、例えばT4でサンプリングされたデータd1は、T8までレジスタ4に保持される。そして、各レジスタ6〜9に格納されるデータは、サンプリング制御回路5による制御のもとで、所定のタイミングで、振幅調整回路10、オフセット調整回路11、及び演算回路200に出力される。   The sampling data of the signals A to D is stored in the first to fourth registers 6 to 9 corresponding to the respective input signals A to D by the second selection means 4 under the control of the sampling control circuit 5. . The sampling data stored in the first to fourth registers 6 to 9 is held in each register until the corresponding signal is sampled next and new sampling data is output. For example, the data a1 sampled at T1 is held in the register 1 until T5. Similarly, for example, data d1 sampled at T4 is held in the register 4 until T8. The data stored in the registers 6 to 9 is output to the amplitude adjustment circuit 10, the offset adjustment circuit 11, and the arithmetic circuit 200 at a predetermined timing under the control of the sampling control circuit 5.

振幅調整回路10では、サンプリングデータan〜dnを用いて、ある一定期間における各信号A〜Dの振幅が検出され、信号A〜Dの振幅が任意の振幅になるような調整値が算出される。そして、当該振幅調整値は、サンプリング制御回路5により与えられたタイミングでAmp2に設定される。このように、振幅調整回路10を用いて入力信号A〜Dの振幅を調整することにより、各入力信号A〜Dの振幅がばらついている場合であっても、A/D変換器3のレンジ内に収まるように調整することができ、A/D変換後のデジタルデータに対して回路内bit幅を有効に活用することが可能となり、演算精度を高めることができる。また、各入力信号A〜Dに対する振幅調整値をサンプリング制御回路5により与えられたタイミングで、Amp2に供給することにより、1つのAmp2で複数の信号の振幅調整を行うことができ、回路規模の増大を抑えることができる。   The amplitude adjustment circuit 10 detects the amplitudes of the signals A to D in a certain period using the sampling data an to dn, and calculates an adjustment value so that the amplitudes of the signals A to D become arbitrary amplitudes. . The amplitude adjustment value is set to Amp2 at the timing given by the sampling control circuit 5. As described above, by adjusting the amplitude of the input signals A to D using the amplitude adjustment circuit 10, even if the amplitude of each of the input signals A to D varies, the range of the A / D converter 3. It is possible to make adjustment within the range, and it is possible to effectively use the in-circuit bit width for the digital data after A / D conversion, thereby improving the calculation accuracy. Further, by supplying the amplitude adjustment value for each of the input signals A to D to Amp2 at the timing given by the sampling control circuit 5, the amplitude of a plurality of signals can be adjusted by one Amp2, and the circuit scale is increased. The increase can be suppressed.

オフセット調整回路11では、サンプリングデータan〜dnを用いて、ある一定期間における各信号A〜Dの基準電位からのオフセット量が調整値として算出される。そして、該オフセット調整値は、サンプリング制御回路5により与えられたタイミングでAmp2に設定される。このように、オフセット調整回路11を用いて入力信号A〜Dのオフセット量を調整することにより、入力信号A〜Dのオフセット量がばらついている場合であってもA/D変換器3のレンジ内に収まるよう調整することができ、A/D変換後のデジタルデータに対して回路内bit幅を有効に活用することが可能となり、演算精度を高めることができる。また、各入力信号A〜Dに対するオフセット調整値を、サンプリング制御回路5により与えられたタイミングで、Amp2に供給することにより、1つのAmp2で複数の信号のオフセット調整を行うことができ、回路規模を抑えることができる。なお、上述した振幅調整とオフセット調整の順序は問わない。   In the offset adjustment circuit 11, the amount of offset from the reference potential of each signal A to D in a certain period is calculated as an adjustment value using the sampling data an to dn. The offset adjustment value is set to Amp2 at the timing given by the sampling control circuit 5. As described above, by adjusting the offset amount of the input signals A to D using the offset adjustment circuit 11, even if the offset amount of the input signals A to D varies, the range of the A / D converter 3. It is possible to make adjustment within the range, and it is possible to effectively use the in-circuit bit width for the digital data after A / D conversion, thereby improving the calculation accuracy. Further, by supplying the offset adjustment values for the input signals A to D to Amp2 at the timing given by the sampling control circuit 5, the offset adjustment of a plurality of signals can be performed with one Amp2, and the circuit scale Can be suppressed. The order of the amplitude adjustment and the offset adjustment described above does not matter.

演算回路200では、サンプリングデータan〜dn(n=1、2、...)を用いて、サンプリング周期Tsよりも高速に所定の演算が行われる。本実施の形態1では、入力信号A〜Dそれぞれのサンプリングタイミング毎に演算が行われ、この結果、各信号A〜Dのサンプリングポイント毎に演算出力が更新される。具体的には、本実施の形態1における演算回路200の演算式がA−B−C+Dで与えられている場合、図2において、信号AのサンプリングポイントであるT5では、a2−b1−c1+d1により出力信号が求められ、信号BのサンプリングポイントであるT6では、a2−b2−c1+d1により出力信号が求められ、これ以降についても、順次信号A〜Dのそれぞれのサンプリングポイントで、演算出力値が更新される。   The arithmetic circuit 200 uses the sampling data an to dn (n = 1, 2,...) To perform a predetermined calculation at a speed higher than the sampling period Ts. In the first embodiment, calculation is performed for each sampling timing of the input signals A to D, and as a result, the calculation output is updated for each sampling point of the signals A to D. Specifically, when the arithmetic expression of the arithmetic circuit 200 in the first embodiment is given by A−B−C + D, in FIG. 2, at T5 which is the sampling point of the signal A, a2−b1−c1 + d1. The output signal is obtained, and at T6, which is the sampling point of the signal B, the output signal is obtained by a2-b2-c1 + d1, and thereafter, the operation output value is sequentially updated at each sampling point of the signals A to D. Is done.

このように、本実施の形態1の信号処理装置300は、互いに差動あるいは同相関係にある複数の信号A〜Dのサンプリングポイントを任意にずらしてそれぞれの信号をサンプリングし、演算装置200において、各入力信号A〜Dのサンプリングタイミングの全てのタイミングにおいて演算処理を行うこととしたので、サンプリング周波数よりも高い周波数を持つ出力信号を、高精度に生成することが可能となる。   As described above, the signal processing device 300 according to the first embodiment samples each signal by arbitrarily shifting the sampling points of the plurality of signals A to D that are differentially or in-phase with each other. Since arithmetic processing is performed at all timings of the sampling timings of the input signals A to D, an output signal having a frequency higher than the sampling frequency can be generated with high accuracy.

なお、本実施の形態1では、4つの入力信号A〜Dを用いて説明したが、これは一例であり、複数の信号入力がある場合であっても、信号入力数に応じてレジスタの数を増やし、サンプリング制御回路5の制御を適宜変更することにより、上記実施の形態1と同様の作用、効果を得ることができる。   In the first embodiment, the description has been given using four input signals A to D. However, this is an example, and even when there are a plurality of signal inputs, the number of registers depends on the number of signal inputs. And by appropriately changing the control of the sampling control circuit 5, the same operations and effects as in the first embodiment can be obtained.

また、各信号A〜Dのサンプリング周波数は、必ずしも同一周波数である必要はなく、各信号のサンプリング周波数がそれぞれn倍の関係にあるようなものであれば、上記実施の形態1と同様の作用、効果を得ることができる。また、演算装置200は、各信号A〜Dのサンプリングタイミングの一部のタイミングで演算を行なっても良い。   Further, the sampling frequencies of the signals A to D are not necessarily the same, and if the sampling frequencies of the signals are in a relationship of n times, the same action as in the first embodiment. , You can get the effect. Further, the arithmetic device 200 may perform the operation at a part of the sampling timing of the signals A to D.

また、本実施の形態1では、入力信号A〜Dの振幅調整、及びオフセット調整を、サンプリング部100内に設けた振幅調整回路10、及びオフセット調整回路11によるフィードバック制御により行っているが、振幅調整回路10、及びオフセット調整回路11を、演算装置200内に設け、振幅調整回路10から出力される振幅調整値とオフセット調整回路11から出力されるオフセット調整値とを用いて、第1ないし第4のレジスタ6〜9から出力されるサンプリングデータに所定の補正を加えることにより、入力信号A〜Dの振幅調整、及びオフセット調整を行ってもよい。   In the first embodiment, the amplitude adjustment and offset adjustment of the input signals A to D are performed by feedback control by the amplitude adjustment circuit 10 and the offset adjustment circuit 11 provided in the sampling unit 100. The adjustment circuit 10 and the offset adjustment circuit 11 are provided in the arithmetic device 200, and the first to the first adjustments are performed using the amplitude adjustment value output from the amplitude adjustment circuit 10 and the offset adjustment value output from the offset adjustment circuit 11. The amplitude adjustment and offset adjustment of the input signals A to D may be performed by applying predetermined correction to the sampling data output from the registers 6 to 9 of No. 4.

(実施の形態2)
図3は、本実施の形態2に係る信号処理装置の構成図である。本発明の実施の形態2に係る信号処理装置301は、上述の実施の形態1に係る信号処理装置300における第1ないし第4のレジスタ6〜9の後段に、補間回路12、及びレジスタ13、14、15、16を設けたものであり、その他の構成要素については、上記実施の形態1と同様であるため、その説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a configuration diagram of the signal processing apparatus according to the second embodiment. The signal processing device 301 according to the second embodiment of the present invention includes an interpolation circuit 12 and a register 13 in the subsequent stage of the first to fourth registers 6 to 9 in the signal processing device 300 according to the first embodiment. 14, 15, and 16 are provided, and the other components are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

補間回路12は、第1ないし第4のレジスタ6〜9に格納されたサンプリングデータを用いて、各入力信号毎にサンプリング周期間の補間データを生成するものである。補間回路12における補間タイミングは、サンプリング制御回路5により制御される。レジスタ13、14、15、16は、入力信号A〜D毎に生成されたそれぞれの補間データを保持するものである。   The interpolation circuit 12 uses the sampling data stored in the first to fourth registers 6 to 9 to generate interpolation data between sampling periods for each input signal. Interpolation timing in the interpolation circuit 12 is controlled by the sampling control circuit 5. The registers 13, 14, 15, and 16 hold the respective interpolation data generated for each of the input signals A to D.

次に、本実施の形態2による信号処理装置301の動作について、図4を用いて説明する。なお、第1の選択回路1、Amp2、A/D変換回路3、第2の選択回路4、及び第1ないし第4のレジスタ6〜9の動作については、上述した実施の形態1と同じであるため、その説明を省略する。   Next, the operation of the signal processing device 301 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The operations of the first selection circuit 1, Amp2, A / D conversion circuit 3, second selection circuit 4, and first to fourth registers 6 to 9 are the same as those in the first embodiment. Therefore, the description thereof is omitted.

図4は、信号処理装置301の動作タイミングを説明するための図である。図4において、(a)ないし(d)は、信号AないしDの波形を表し、(e)は、演算回路200の出力信号を表す。また、T1ないしT9は、信号AないしDのサンプルポイントをそれぞれ表し、a1〜d2は信号AないしDのサンプリングデータをそれぞれ表す。   FIG. 4 is a diagram for explaining the operation timing of the signal processing device 301. 4, (a) to (d) represent the waveforms of the signals A to D, and (e) represents the output signal of the arithmetic circuit 200. T1 to T9 represent sampling points of the signals A to D, respectively, and a1 to d2 represent sampling data of the signals A to D, respectively.

信号A、B、C、DがそれぞれT1〜T4でサンプリングされると、サンプリングデータa1,b1,c1,d1が順次第1ないし第4のレジスタ6〜9に格納される。そして、次に信号AがT5でサンプリングされ、レジスタ6に格納されると、補間回路12は、信号AのT1でのサンプリングデータa1とT5でのサンプリングデータa2を用いて、サンプリングポイント間のデータを補間する。つまり、サンプリングデータa1とa2とから、直線補間等の補間方法に基づき、サンプリングデータが存在しないT2、T3、T4のデータである補間データa1’、a1’’、a1’’’を生成する。これらの補間データは、サンプリング制御回路5の制御のもと、所定のタイミングでレジスタ13に出力される。以下、信号B〜Dについても同様に、隣接する2点のサンプリングデータから、サンプリングポイント間のデータが補間され、レジスタ13〜16に出力される。   When the signals A, B, C, and D are sampled at T1 to T4, sampling data a1, b1, c1, and d1 are sequentially stored in the first to fourth registers 6 to 9, respectively. Then, when the signal A is sampled at T5 and stored in the register 6, the interpolation circuit 12 uses the sampling data a1 at T1 of the signal A and the sampling data a2 at T5 to obtain data between sampling points. Is interpolated. That is, interpolation data a1 ', a1 ", and a1" "that are T2, T3, and T4 data having no sampling data are generated from the sampling data a1 and a2 based on an interpolation method such as linear interpolation. These interpolation data are output to the register 13 at a predetermined timing under the control of the sampling control circuit 5. Similarly, for the signals B to D, the data between the sampling points is interpolated from the sampling data of two adjacent points, and is output to the registers 13 to 16.

演算回路200は、レジスタ13〜16に格納されているデータを用いて、所望の演算を行う。例えば、図4のT7において、信号Cのデータc2がサンプリングされると、T4における補間データc1’が生成され、レジスタ13ないし16には、信号Aの補間データa1’’’、信号Bの補間データb1’’、信号Cの補間データc1’、信号Dのサンプリングデータd1が格納されることになる。演算回路200は、T7において、これらa1’’’、b1’’、c1’、d1を用いて、T4時点の演算結果を出力する。同様に、T8では、信号Dの補間データd1’が生成されているため、T8において、信号Aのサンプリングデータa2、信号Bの補間データb1’’’、信号Cの補間データc1’’、信号Dのサンプリングデータd1’を用いて、T5時点の演算結果を出力する。以下同様に、各信号A〜Dのサンプリングポイント間の補間データを用いて、演算結果を出力して行く。   The arithmetic circuit 200 performs a desired operation using the data stored in the registers 13 to 16. For example, when the data c2 of the signal C is sampled at T7 in FIG. 4, the interpolation data c1 ′ at T4 is generated, and the interpolation data a1 ′ ″ of the signal A and the interpolation of the signal B are stored in the registers 13 to 16. Data b1 ″, interpolation data c1 ′ of signal C, and sampling data d1 of signal D are stored. At T7, the arithmetic circuit 200 uses these a1 "", b1 ", c1 ', d1 and outputs the calculation result at the time T4. Similarly, since the interpolation data d1 ′ of the signal D is generated at T8, the sampling data a2 of the signal A, the interpolation data b1 ′ ″ of the signal B, the interpolation data c1 ″ of the signal C, and the signal at T8. Using the sampling data d1 ′ of D, the calculation result at time T5 is output. Similarly, the calculation result is output using the interpolation data between the sampling points of the signals A to D.

このように、本実施の形態2では、各信号のサンプリングポイント間のサンプリングデータを、補間回路12により補間し、補間データを含む最新のサンプリングデータを用いて信号生成のための演算を行なうこととしたので、サンプリングによる実データとの誤差を小さくすることができ、より高精度な信号生成を行うことが可能となる。特に、サンプリング周期に対して生成信号がかなり遅く、出力信号が1サンプル周期遅延しても十分に吸収できる場合、生成信号精度を上げる手段として有効となる。   As described above, in the second embodiment, the sampling data between the sampling points of each signal is interpolated by the interpolation circuit 12, and calculation for signal generation is performed using the latest sampling data including the interpolation data. Therefore, it is possible to reduce an error from actual data due to sampling, and it is possible to generate a signal with higher accuracy. In particular, when the generated signal is considerably slow with respect to the sampling period and the output signal can be sufficiently absorbed even if it is delayed by one sample period, it is effective as a means for improving the generated signal accuracy.

なお、上記実施の形態2では、各信号のサンプリングタイミング毎の補間データを算出して、演算回路10において演算処理を行っているが、必ずしも他の信号のサンプリングタイミング毎に補間データを算出する必要はなく、レジスタ13ないし16に格納されている最新のサンプリングデータを用いて演算処理を行うことにより、補間データを用いた高精度の信号生成を行うことが可能である。   In the second embodiment, the interpolation data for each sampling timing of each signal is calculated and the arithmetic circuit 10 performs the arithmetic processing. However, it is necessary to calculate the interpolation data for every other signal sampling timing. Rather, by performing arithmetic processing using the latest sampling data stored in the registers 13 to 16, it is possible to generate a highly accurate signal using interpolation data.

(実施の形態3)
本実施の形態3は、ある入力信号の複数のサンプリングデータから、他の入力信号を補間するための補正信号を求め、該補正信号と他の入力信号のサンプリングデータとに基づいて、当該他の入力信号のデータ補間を行なうものである。つまり、入力信号A〜Dは、差動あるいは同相関係にあるため、各信号のサンプリングデータを他の信号の補正信号として利用することが可能であり、かかる補正信号を用いて他の入力信号のデータを補間することにより、より高精度な信号生成を可能とするものである。このように、本実施の形態3は、上記実施の形態2と補間の方法が異なるものであり、その回路構成は図3で示すものと同一である。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, a correction signal for interpolating another input signal is obtained from a plurality of sampling data of a certain input signal, and the other signal is calculated based on the correction signal and the sampling data of the other input signal. Data interpolation of the input signal is performed. In other words, since the input signals A to D are in a differential or in-phase relationship, the sampling data of each signal can be used as a correction signal for other signals. By interpolating data, it is possible to generate a signal with higher accuracy. Thus, the third embodiment differs from the second embodiment in the interpolation method, and the circuit configuration is the same as that shown in FIG.

図5は、本実施の形態3に係る信号処理のタイミング図である。信号のサンプリング方法は上述した実施の形態1と同様であるため、その説明を省略する。
信号A、B、C、DがそれぞれT1〜T4でサンプリングされ、次に信号AがT5でサンプリングされたとき、補間回路12は、信号AのT1でのサンプリングデータa1とT5でのサンプリングデータa2とから、信号B〜Dに対する補正信号αaを生成する。補正信号αaは、a1とa2の差分値、あるいはa1とa2の傾き等から求めることができる。そして、信号Bの最新のサンプリングデータb1と補正信号αaとに基づいて信号Bを補間し、補間データab2を求める。同様に、信号C、及び信号Dに対しても、レジスタ8、9に格納されている最新のサンプリングデータc1、d1と補正信号αaとに基づいて補間し、補間データac2、ad2を求める。これらの補間データは、レジスタ13ないし16に格納される。
FIG. 5 is a timing diagram of signal processing according to the third embodiment. Since the signal sampling method is the same as that in the first embodiment, the description thereof is omitted.
When the signals A, B, C, and D are sampled at T1 to T4, respectively, and then the signal A is sampled at T5, the interpolation circuit 12 performs sampling data a1 at T1 of the signal A and sampling data a2 at T5. Then, a correction signal αa for the signals B to D is generated. The correction signal αa can be obtained from a difference value between a1 and a2, or an inclination between a1 and a2. Then, the signal B is interpolated based on the latest sampling data b1 of the signal B and the correction signal αa to obtain the interpolation data ab2. Similarly, the signals C and D are also interpolated based on the latest sampling data c1 and d1 stored in the registers 8 and 9 and the correction signal αa to obtain the interpolation data ac2 and ad2. These interpolation data are stored in the registers 13-16.

演算回路200は、レジスタ13ないし16に格納されるデータa2、ab2、ac2、ad2を用いて、T5の時点における演算結果を出力する。T6では、信号Bがサンプリングされ、信号BのT2でのサンプリングデータb1とT6でのサンプリングデータb2とから信号A、C、Dに対する補正信号αbが生成される。そして、上述したように、信号A、C、Dの最新のサンプリングデータと補正信号αbとに基づいて信号A、C、Dを補間し、生成された補間データを用いて演算回路200による出力信号の生成が行なわれる。なお、補正信号αk(k=a、b、c、d)の算出にあたっては、信号振幅調整回路10、及びオフセット調整回路11を用いて、各信号A〜Dの信号振幅、オフセット量を同一に調整することにより、より高精度な補正信号αkの算出を行うことができる。   The arithmetic circuit 200 uses the data a2, ab2, ac2, ad2 stored in the registers 13 to 16 to output the arithmetic result at the time point T5. At T6, the signal B is sampled, and a correction signal αb for the signals A, C, and D is generated from the sampling data b1 at T2 of the signal B and the sampling data b2 at T6. As described above, the signals A, C, and D are interpolated based on the latest sampling data of the signals A, C, and D and the correction signal αb, and the output signal from the arithmetic circuit 200 is generated using the generated interpolation data. Is generated. In calculating the correction signal αk (k = a, b, c, d), the signal amplitude adjustment circuit 10 and the offset adjustment circuit 11 are used to make the signal amplitudes and offset amounts of the signals A to D the same. By adjusting, the correction signal αk can be calculated with higher accuracy.

このように、本実施の形態3による信号処理装置は、ある入力信号のサンプリングデータから、他の信号を補間するための補正信号を求め、当該補正信号とその他の入力信号の最新のサンプリングデータとから、当該他の入力信号の補間データを求め、演算回路200において、これらの補間データを用いて信号生成の演算を行なうこととしたので、生成信号の位相を遅らすことなく、実データに近い高精度の信号生成が可能となる。   Thus, the signal processing apparatus according to the third embodiment obtains a correction signal for interpolating another signal from the sampling data of a certain input signal, and the latest sampling data of the correction signal and the other input signal Thus, the interpolation data of the other input signal is obtained, and the arithmetic circuit 200 performs the signal generation calculation using these interpolation data, so that the phase of the generated signal is not delayed and the value close to the actual data is obtained. Accurate signal generation is possible.

(実施の形態4)
本実施の形態4は、上記実施の形態1に係る信号処理装置300を、光ディスク装置に適用した実施例である。図6は、本実施の形態4に係る信号処理装置302の概略構成を表す図である。なお、図6において、実施の形態1と同じ構成要素については同じ符号を用い、その説明を省略する。
(Embodiment 4)
The fourth embodiment is an example in which the signal processing device 300 according to the first embodiment is applied to an optical disk device. FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of the signal processing device 302 according to the fourth embodiment. In FIG. 6, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図6において、入力信号A〜Dは、図示しない光ピックアップにおける受光素子により受光された光検出信号である。受光素子は多分割光検知器で構成され、その出力である光検出信号は複数の差動または同相信号となる。17〜20、及び202はローパスフィルタを表し、203は2値化回路をそれぞれ表す。また、本実施の形態4における演算回路201は、その内部に選択回路210、211を有し、選択信号Sの入力に応じて、その演算処理を切り替える。なお、以下、説明を簡略化するため4分割光検知器を例に説明するが、4分割光検知器でなくとも同様の効果が得られる。   In FIG. 6, input signals A to D are light detection signals received by a light receiving element in an optical pickup (not shown). The light receiving element is composed of a multi-split light detector, and a light detection signal as an output thereof is a plurality of differential or in-phase signals. Reference numerals 17 to 20 and 202 denote low-pass filters, and 203 denotes a binarization circuit. The arithmetic circuit 201 according to the fourth embodiment includes selection circuits 210 and 211 therein, and switches the arithmetic processing according to the input of the selection signal S. In the following, for the sake of simplification of explanation, a four-divided light detector will be described as an example, but the same effect can be obtained even if it is not a four-divided light detector.

次に、本実施の形態4による信号処理装置302の動作について説明する。
光検出信号A〜Dは、非常に微細な信号であるため、ノイズ等の外的要素に影響を受けやすく、また必要となる信号帯域は限られている。このため、帯域補償のためにローパスフィルタ17〜20を通して第1の選択回路1に入力される。そして、上記実施の形態1と同様に、サンプリング制御回路5による制御のもと、光検出信号A〜Dがそれぞれ異なるタイミングで第1の選択回路1から出力されAmp2に入力される。光検出信号A〜Dは、ピックアップのばらつきに起因する、信号振幅、及びオフセット量のばらつきを持つが、振幅を任意に設定することができる信号振幅調整回路10、及び各信号のオフセット量を任意に設定することができるオフセット調整回路11によるフィードバック制御により、各光検出信号A〜Dのばらつきは抑えられ、A/D変換後のデータbit幅を有効に活用することができる。
Next, the operation of the signal processing device 302 according to the fourth embodiment will be described.
Since the photodetection signals A to D are very fine signals, they are easily affected by external factors such as noise, and a necessary signal band is limited. Therefore, the signal is input to the first selection circuit 1 through the low-pass filters 17 to 20 for band compensation. As in the first embodiment, under the control of the sampling control circuit 5, the light detection signals A to D are output from the first selection circuit 1 at different timings and input to Amp2. The light detection signals A to D have variations in signal amplitude and offset amount due to variations in pickup, but the signal amplitude adjustment circuit 10 that can arbitrarily set the amplitude and the offset amount of each signal are arbitrary. By the feedback control by the offset adjustment circuit 11 that can be set to, variations in the light detection signals A to D can be suppressed, and the data bit width after A / D conversion can be used effectively.

A/D変換器3によりA/D変換された各光検出信号A〜Dは、サンプリング制御回路5による制御のもと、第2の選択回路4により、A/D変換と同期したタイミングで、第1のレジスタ6に信号A、第2のレジスタ7に信号D、第3のレジスタ8に信号B、第4のレジスタ9に信号Cが格納される。   The respective photodetection signals A to D A / D converted by the A / D converter 3 are synchronized with the A / D conversion by the second selection circuit 4 under the control of the sampling control circuit 5. The signal A is stored in the first register 6, the signal D is stored in the second register 7, the signal B is stored in the third register 8, and the signal C is stored in the fourth register 9.

演算回路201は、第1ないし第4のレジスタ6〜9に格納された各光検出信号A〜Dを用いて、サンプリング周期よりも速いタイミングで演算を行う。本実施の形態4では、トラッククロス信号生成に際して、選択信号Sに応じて、選択回路210、211の出力を切り替え、Push−Pull法と3Beam法の何れかの方式により演算を行う。例えば、選択信号Sが0の場合は、3Beam法(A−B)で演算処理を行い、選択信号Sが1の場合はPush−Pull法((A+D)−(B+C))で演算処理を行う。
演算回路201の出力は、出力信号の帯域補償のための低域補償フィルタ202を通過後、2値化回路203により2値化されて、トラッククロス信号として出力される。
The arithmetic circuit 201 uses the photodetection signals A to D stored in the first to fourth registers 6 to 9 to perform calculation at a timing faster than the sampling period. In the fourth embodiment, when the track cross signal is generated, the outputs of the selection circuits 210 and 211 are switched according to the selection signal S, and the calculation is performed by either the Push-Pull method or the 3 Beam method. For example, when the selection signal S is 0, arithmetic processing is performed by the 3 Beam method (AB), and when the selection signal S is 1, arithmetic processing is performed by the Push-Pull method ((A + D)-(B + C)). .
The output of the arithmetic circuit 201 passes through the low-frequency compensation filter 202 for band compensation of the output signal, is binarized by the binarization circuit 203, and is output as a track cross signal.

このように、本実施の形態4による信号処理装置302によれば、光ディスク装置のトラッキング制御に用いられるトラッククロス信号を、サンプリング周波数を上げずに、かつ高精度に生成することが可能となる。   As described above, according to the signal processing device 302 according to the fourth embodiment, the track cross signal used for the tracking control of the optical disc device can be generated with high accuracy without increasing the sampling frequency.

本発明にかかる信号処理装置によれば、複数の差動あるいは同相関係にあるアナログ信号からのディジタル信号生成に際して、サンプリング周波数を上げずに高精度な信号生成を行うことができる点において有用である。特に、光ディスク装置のトラッキング制御等の用途に応用できる。   The signal processing apparatus according to the present invention is useful in that a high-accuracy signal can be generated without increasing the sampling frequency when generating a digital signal from a plurality of differential or in-phase analog signals. . In particular, it can be applied to uses such as tracking control of an optical disc apparatus.

1 第1の選択回路
2 Amp
3 A/D変換器
4 第2の選択回路
5 サンプリング制御回路
6,7,8,9 レジスタ
10 振幅調整回路
11 オフセット調整回路
12 補間回路
13,14,15,16 レジスタ
17,18,19,20 低域補償フィルタ
100,101,102 サンプリング部
200,201 演算回路
202 低域補償フィルタ
203 2値化回路
701 入力選択部
702 オフセット調整部
703 ゲイン調整部
704 A/D変換器
705 制御部
706,707,708,709 サンプルホールド回路
710 サーボ信号処理回路
1 First selection circuit 2 Amp
3 A / D Converter 4 Second Selection Circuit 5 Sampling Control Circuit 6, 7, 8, 9 Register 10 Amplitude Adjustment Circuit 11 Offset Adjustment Circuit 12 Interpolation Circuit 13, 14, 15, 16 Register 17, 18, 19, 20 Low-frequency compensation filter 100, 101, 102 Sampling unit 200, 201 Arithmetic circuit 202 Low-frequency compensation filter 203 Binary circuit 701 Input selection unit 702 Offset adjustment unit 703 Gain adjustment unit 704 A / D converter 705 Control unit 706, 707 , 708, 709 Sample hold circuit 710 Servo signal processing circuit

Claims (10)

それぞれ互いに差動あるいは同相関係にある複数の信号に基づいて信号生成を行う信号処理装置において、
前記複数の信号のそれぞれを所定の順序でサンプリングすることを繰り返すサンプリング部と、
前記サンプリング部から出力される、サンプリングタイミングが近い前記複数の信号のサンプリングデータを、それぞれ加算又は減算することにより、前記複数の信号と同相又は逆相となる合成信号を、各サンプリングタイミング毎に生成する演算部と、
を備えることを特徴とする信号処理装置。
In a signal processing apparatus that performs signal generation based on a plurality of signals that are differentially or in-phase with each other,
A sampling unit that repeats sampling each of the plurality of signals in a predetermined order; and
Generates a combined signal that is in-phase with or out of phase with each of the plurality of signals by adding or subtracting the sampling data of the plurality of signals that are output from the sampling unit and have similar sampling timings, at each sampling timing. An arithmetic unit to perform,
A signal processing apparatus comprising:
それぞれ互いに差動あるいは同相関係にある複数の信号に基づいて信号生成を行う信号処理装置において、
前記複数の信号のそれぞれを所定の順序でサンプリングすることを繰り返すサンプリング部と、
前記サンプリング部から出力される複数のサンプリングデータを用いて、前記複数の信号におけるサンプリングされていないタイミングのデータを補間する補間回路と、
前記複数の信号のサンプリングタイミング及び前記複数の信号の補間タイミングの全てのタイミング毎に、前記サンプリングデータと、前記補間回路から出力される補間データとを、それぞれ加算又は減算することにより、前記複数の信号と同相又は逆相となる合成信号を生成する演算部と、
を備えることを特徴とする信号処理装置。
In a signal processing apparatus that performs signal generation based on a plurality of signals that are differentially or in-phase with each other,
A sampling unit that repeats sampling each of the plurality of signals in a predetermined order; and
An interpolation circuit for interpolating unsampled timing data in the plurality of signals using a plurality of sampling data output from the sampling unit;
The sampling data and the interpolation data output from the interpolation circuit are respectively added or subtracted for each of the sampling timing of the plurality of signals and the interpolation timing of the plurality of signals, thereby subtracting the plurality of signals. A calculation unit that generates a composite signal that is in phase or in phase with the signal;
A signal processing apparatus comprising:
請求項1に記載の信号処理装置において、
前記サンプリング部は、複数の信号の信号振幅を任意に設定することが可能な信号振幅調整回路をさらに具備する、
ことを特徴とする信号処理装置。
The signal processing device according to claim 1,
The sampling unit further includes a signal amplitude adjustment circuit capable of arbitrarily setting the signal amplitude of a plurality of signals.
A signal processing apparatus.
請求項1に記載の信号処理装置において、
前記サンプリング部は、複数の信号のオフセット量を任意に設定することが可能なオフセット調整回路をさらに具備する、
ことを特徴とする信号処理装置。
The signal processing device according to claim 1,
The sampling unit further includes an offset adjustment circuit capable of arbitrarily setting an offset amount of a plurality of signals.
A signal processing apparatus.
請求項1に記載の信号処理装置において、
前記演算部は、複数の信号の信号振幅を任意に設定することが可能な信号振幅調整回路をさらに具備する、
ことを特徴とする信号処理装置。
The signal processing device according to claim 1,
The arithmetic unit further includes a signal amplitude adjustment circuit capable of arbitrarily setting the signal amplitude of a plurality of signals.
A signal processing apparatus.
請求項1に記載の信号処理装置において、
前記演算部は、複数の信号のオフセット量を任意に設定することが可能なオフセット調整回路をさらに具備する、
ことを特徴とする信号処理装置。
The signal processing device according to claim 1,
The arithmetic unit further includes an offset adjustment circuit capable of arbitrarily setting an offset amount of a plurality of signals.
A signal processing apparatus.
請求項1に記載の信号処理装置において、
前記演算部は、複数の演算方式を任意に選択可能な演算選択部をさらに具備する、
ことを特徴とする信号処理装置。
The signal processing device according to claim 1,
The calculation unit further includes a calculation selection unit capable of arbitrarily selecting a plurality of calculation methods.
A signal processing apparatus.
請求項2に記載の信号処理装置において、
前記補間回路は、前記複数の信号のうち、データ補間の対象となる信号の複数のサンプリングデータを用いて、当該データ補間の対象となる信号のサンプリングされていないタイミングのデータを補間する、
ことを特徴とする信号処理装置。
The signal processing device according to claim 2,
The interpolation circuit interpolates unsampled timing data of the data interpolation target signal using a plurality of sampling data of the data interpolation target signal among the plurality of signals.
A signal processing apparatus.
請求項2に記載の信号処理装置において、
前記補間回路は、前記複数の信号のうち、特定の信号の複数のサンプリングデータと、データ補間の対象となる信号のサンプリングデータとを用いて、当該データ補間の対象となる信号のサンプリングされていないタイミングのデータを補間する、
ことを特徴とする信号処理装置。
The signal processing device according to claim 2,
The interpolation circuit uses a plurality of sampling data of a specific signal among the plurality of signals and sampling data of a signal to be subjected to data interpolation, and the signal to be subjected to the data interpolation is not sampled. Interpolate timing data,
A signal processing apparatus.
請求項1に記載の信号処理装置において、
前記サンプリング部は、前記複数の信号の信号帯域を任意の周波数で補償することが可能な帯域補償回路をさらに具備する、
ことを特徴とする信号処理装置。
The signal processing device according to claim 1,
The sampling unit further includes a band compensation circuit capable of compensating a signal band of the plurality of signals at an arbitrary frequency.
A signal processing apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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