JP2579569B2 - Daコンバータ - Google Patents
DaコンバータInfo
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- JP2579569B2 JP2579569B2 JP3347900A JP34790091A JP2579569B2 JP 2579569 B2 JP2579569 B2 JP 2579569B2 JP 3347900 A JP3347900 A JP 3347900A JP 34790091 A JP34790091 A JP 34790091A JP 2579569 B2 JP2579569 B2 JP 2579569B2
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- Japan
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- signal
- pulse
- output
- switching
- pulse train
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/66—Digital/analogue converters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディジタル信号をアナロ
グ信号に変換するDAコンバータに係り、特にPAM
(Pulse Amplitude Modulati
on)回路とフィルタとから成るDAコンバータにおけ
る該フィルタのカットオフ周波数による高周波成分のリ
ンギング発生を低減するための構成に関する。
グ信号に変換するDAコンバータに係り、特にPAM
(Pulse Amplitude Modulati
on)回路とフィルタとから成るDAコンバータにおけ
る該フィルタのカットオフ周波数による高周波成分のリ
ンギング発生を低減するための構成に関する。
【0002】
【従来の技術】図10はPAM回路1とローパスフィル
タ2とから成る従来のDAコンバータで、PAM回路1
にはアナログ信号に変換すべきディジタル信号Dのビッ
ト毎のパルスが並列的に入力され、該回路により図11
(a)に示すようにPAM化信号Pが出力され、図11
(d)に示す周波数特性のローパスフィルタ2を介して
PAM化信号Pの低周波成分を抽出し図11(b)に示
すアナログ信号を得る。ローパスフィルタ2のカットオ
フ周波数fc、PAM回路1のサンプリング周波数fs
に対しfc=fs/2(サンプリング定理による)であ
り、このローパスフィルタ2による内挿関数は図11
(c)に示すようになる。
タ2とから成る従来のDAコンバータで、PAM回路1
にはアナログ信号に変換すべきディジタル信号Dのビッ
ト毎のパルスが並列的に入力され、該回路により図11
(a)に示すようにPAM化信号Pが出力され、図11
(d)に示す周波数特性のローパスフィルタ2を介して
PAM化信号Pの低周波成分を抽出し図11(b)に示
すアナログ信号を得る。ローパスフィルタ2のカットオ
フ周波数fc、PAM回路1のサンプリング周波数fs
に対しfc=fs/2(サンプリング定理による)であ
り、このローパスフィルタ2による内挿関数は図11
(c)に示すようになる。
【0003】従って、図11(a)に示すPAM化信号
Pのt1,t2,t3…の時系列のディスクリート成分
をカットオフ周波数fc=fs/2のローパスフィルタ
2を通すと、図11(c)から明らかなようにt=t1
のパルスに対してnτ(τ=1/fs)の時刻での出力
は0となっていて、図11(a)に示すPAM信号のパ
ルス列を図11(c)の特性を有するローパスフィルタ
2を通すと、図11(b)のようにt=t1,t2,t
3…等では上記パルス列が有している原信号が再生さ
れ、t=t1±nτ以外の部分も滑らかに補完される。
Pのt1,t2,t3…の時系列のディスクリート成分
をカットオフ周波数fc=fs/2のローパスフィルタ
2を通すと、図11(c)から明らかなようにt=t1
のパルスに対してnτ(τ=1/fs)の時刻での出力
は0となっていて、図11(a)に示すPAM信号のパ
ルス列を図11(c)の特性を有するローパスフィルタ
2を通すと、図11(b)のようにt=t1,t2,t
3…等では上記パルス列が有している原信号が再生さ
れ、t=t1±nτ以外の部分も滑らかに補完される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来のDA変換方式によると、図11(b)で明らかな
ように、t=t−2−t−1,t−1〜t0の間には、
ローパスフィルタ2のカットオフ周波数fcで決まるリ
ンギングが発生する。
従来のDA変換方式によると、図11(b)で明らかな
ように、t=t−2−t−1,t−1〜t0の間には、
ローパスフィルタ2のカットオフ周波数fcで決まるリ
ンギングが発生する。
【0005】一般にはDAコンバータで発生するリンギ
ングの部分は再生装置に表示した場合、視覚及び聴覚の
感度のない部分に設定するが、カットオフ周波数fcを
ぎりぎりに設ける(fc=1/2fs)場合には、視覚
及び聴覚上妨害となることがある。
ングの部分は再生装置に表示した場合、視覚及び聴覚の
感度のない部分に設定するが、カットオフ周波数fcを
ぎりぎりに設ける(fc=1/2fs)場合には、視覚
及び聴覚上妨害となることがある。
【0006】そこで、PAM信号の途中を補完して等価
的にサンプリング周波数を高くしてmfs(m≧2)と
しローパスフィルタのカットオフ周波数をmfs/2以
下とするオーバーサンプリング方式が提案されている。
この方式によれば前記のようなリンギングが発生しても
高周波となるので、これを復元した信号を表示しても妨
害とはならない。しかし再生装置の非線形性と相俟って
高周波のリンギングが小レベルの信号の再現(例えば、
黒レベルや無音部)を劣化させる場合がある。
的にサンプリング周波数を高くしてmfs(m≧2)と
しローパスフィルタのカットオフ周波数をmfs/2以
下とするオーバーサンプリング方式が提案されている。
この方式によれば前記のようなリンギングが発生しても
高周波となるので、これを復元した信号を表示しても妨
害とはならない。しかし再生装置の非線形性と相俟って
高周波のリンギングが小レベルの信号の再現(例えば、
黒レベルや無音部)を劣化させる場合がある。
【0007】図12(a)はステップ状の原信号(黒か
ら白へ向かうステップ)の輝度分布であり、同図(b)
はこれを表示系に再現した場合である。また図12
(c)はDAコンバータとして図11(b)の特性を有
するものを用いた場合の信号波形であり、図12(d)
は(c)の再現画面で、同図より暗部に黒い縞や白い縞
を生じていること明らかである。
ら白へ向かうステップ)の輝度分布であり、同図(b)
はこれを表示系に再現した場合である。また図12
(c)はDAコンバータとして図11(b)の特性を有
するものを用いた場合の信号波形であり、図12(d)
は(c)の再現画面で、同図より暗部に黒い縞や白い縞
を生じていること明らかである。
【0008】本発明の目的はかかるDAコンバータにお
いて、PAM信号からその低周波成分を抽出するために
用いるローパスフィルタによるリンギングを除去して高
品質なアナログ信号を得るための構成を提案することに
ある。
いて、PAM信号からその低周波成分を抽出するために
用いるローパスフィルタによるリンギングを除去して高
品質なアナログ信号を得るための構成を提案することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、入力ディジタル成分信号に応じて振幅が
変化する所定周期のパルス列信号を生成するパルス列生
成手段と、前記パルス列生成手段の出力から低域成分を
抽出する複数のフィルタが並列接続されるフィルタ手段
と、前記パルス列信号の周期に対応する周期で夫々タイ
ミングが異なる複数のパルス信号を発生するパルス信号
発生手段と、前記パルス列信号の所定倍の周期で、且つ
オン/オフ期間が異なる複数の切換信号を前記複数のパ
ルス信号の各タイミングに基づき出力する切換信号出力
手段と、前記パルス信号に基づき前記パルス列生成手段
からの前記パルス列信号を前記複数のフィルタ夫々に異
なるタイミングで供給する第1切換手段と、前記切換信
号に基づき前記複数のフィルタからの夫々の出力を異な
るタイミングで断続する第2切換手段と、前記複数のフ
ィルタからの第2切換手段により断続された出力を加算
してアナログ成分信号を得る加算手段と、を備えたこと
を特徴とする。
め、本発明は、入力ディジタル成分信号に応じて振幅が
変化する所定周期のパルス列信号を生成するパルス列生
成手段と、前記パルス列生成手段の出力から低域成分を
抽出する複数のフィルタが並列接続されるフィルタ手段
と、前記パルス列信号の周期に対応する周期で夫々タイ
ミングが異なる複数のパルス信号を発生するパルス信号
発生手段と、前記パルス列信号の所定倍の周期で、且つ
オン/オフ期間が異なる複数の切換信号を前記複数のパ
ルス信号の各タイミングに基づき出力する切換信号出力
手段と、前記パルス信号に基づき前記パルス列生成手段
からの前記パルス列信号を前記複数のフィルタ夫々に異
なるタイミングで供給する第1切換手段と、前記切換信
号に基づき前記複数のフィルタからの夫々の出力を異な
るタイミングで断続する第2切換手段と、前記複数のフ
ィルタからの第2切換手段により断続された出力を加算
してアナログ成分信号を得る加算手段と、を備えたこと
を特徴とする。
【0010】
【作用】本発明のDAコンバータにおいて、入力ディジ
タル信号はこれに応じて振幅が変化する所定周期のパル
ス列信号(PAM信号)に変換される。このパルス列信
号は複数のフィルタにパルス信号により夫々異なるタイ
ミングで供給され、その低域成分が抽出される。各フィ
ルタからの出力は切換信号により夫々異なるタイミング
で断続して出力され、その断続出力が加算されてアナロ
グ成分信号を得る。
タル信号はこれに応じて振幅が変化する所定周期のパル
ス列信号(PAM信号)に変換される。このパルス列信
号は複数のフィルタにパルス信号により夫々異なるタイ
ミングで供給され、その低域成分が抽出される。各フィ
ルタからの出力は切換信号により夫々異なるタイミング
で断続して出力され、その断続出力が加算されてアナロ
グ成分信号を得る。
【0011】上記切換信号に基づいて、サンプリング出
力から低周波成分を抽出するための複数のフィルタ手段
の入出力が断続切換され、また、これとは異なるタイミ
ングで上記フィルタ手段へのディジタル成分信号の供給
が断続される。前記各フィルタ手段からの複数の低周波
成分が加算されてアナログ成分信号を得る。
力から低周波成分を抽出するための複数のフィルタ手段
の入出力が断続切換され、また、これとは異なるタイミ
ングで上記フィルタ手段へのディジタル成分信号の供給
が断続される。前記各フィルタ手段からの複数の低周波
成分が加算されてアナログ成分信号を得る。
【0012】
【実施例】以下図面に示す本発明の実施例を説明する。
図1は本発明によるDAコンバータの一実施例で、11
はディジタル信号のビット毎のパルス信号の入力端子、
12はPAM回路で、前記サンプリング処理手段を構成
する。13−1〜13−3は電子スイッチで、前記第2
切換手段を構成する。
図1は本発明によるDAコンバータの一実施例で、11
はディジタル信号のビット毎のパルス信号の入力端子、
12はPAM回路で、前記サンプリング処理手段を構成
する。13−1〜13−3は電子スイッチで、前記第2
切換手段を構成する。
【0013】14−1〜14−3及び16−1〜16−
3は夫々連動電子スイッチで、前記第1切換手段を構成
する。15−1〜15−3は夫々カットオフ周波数fc
=fs/2のローパスフィルタ(LPF)で、前記フィ
ルタ手段を構成する。17は加算回路で、前記加算手段
を構成する。18はアナログ信号の出力端子である。
3は夫々連動電子スイッチで、前記第1切換手段を構成
する。15−1〜15−3は夫々カットオフ周波数fc
=fs/2のローパスフィルタ(LPF)で、前記フィ
ルタ手段を構成する。17は加算回路で、前記加算手段
を構成する。18はアナログ信号の出力端子である。
【0014】20はサンプリング周波数fsと一致する
周波数の図2(a)に示すクロック信号CLの入力端子
で、該クロック信号の間隔τはτ=1/fsであり、例
えば、図11(a)のパルス列と時間的には一致する。
21は1/3逓降回路で、前記サンプリングパルス発生
手段を構成しており、前記クロック信号CLからfs/
3の周披数の図2(b)に示すパルス列S1を発生す
る。22及び23は遅延回路で、前記遅延手段を構成す
る。24−1〜24−3は2τ幅のパルス発生回路で、
前記信号出力手段を構成する。
周波数の図2(a)に示すクロック信号CLの入力端子
で、該クロック信号の間隔τはτ=1/fsであり、例
えば、図11(a)のパルス列と時間的には一致する。
21は1/3逓降回路で、前記サンプリングパルス発生
手段を構成しており、前記クロック信号CLからfs/
3の周披数の図2(b)に示すパルス列S1を発生す
る。22及び23は遅延回路で、前記遅延手段を構成す
る。24−1〜24−3は2τ幅のパルス発生回路で、
前記信号出力手段を構成する。
【0015】上述した実施例において、前記パルス列S
1はパルス発生回路24−1に加えられ、これに基づい
て図2(c)に示す2τ幅のパルスS 4 が電子スイッチ
14−1,16−1に出力され、これらスイッチを図1
の実線の方、即ち、フィルタ15−1の入出力をオンと
する。そして図2(c)のτの期間では、スイッチ14
−1,16−1は破線の位置となり、フィルタ15−1
の入出力をオフとする。
1はパルス発生回路24−1に加えられ、これに基づい
て図2(c)に示す2τ幅のパルスS 4 が電子スイッチ
14−1,16−1に出力され、これらスイッチを図1
の実線の方、即ち、フィルタ15−1の入出力をオンと
する。そして図2(c)のτの期間では、スイッチ14
−1,16−1は破線の位置となり、フィルタ15−1
の入出力をオフとする。
【0016】一方、前記パルス列S1は遅延回路22,
23で夫々τずつ遅延して、各出力S2,S3でスイッ
チ13−2,13−3を駆動し、更に、パルス発生回路
24−2の出力パルスS 5 で、スイッチ14−2,16
−2を駆動し、パルス発生回路24−3の出力パルスS
6 でスイッチ14−3,16−3を駆動する。
23で夫々τずつ遅延して、各出力S2,S3でスイッ
チ13−2,13−3を駆動し、更に、パルス発生回路
24−2の出力パルスS 5 で、スイッチ14−2,16
−2を駆動し、パルス発生回路24−3の出力パルスS
6 でスイッチ14−3,16−3を駆動する。
【0017】図2(d),(e),(f)及び(g)は
夫々上記パルスS 2 ,S 5 ,S 3 及びS6を示す。t=
t1の時点のPAM化信号Pは図3(a)となり、t<
t0,t>t2でのリンギングは発生しない。前記図1
1(a)のパルス列に対しては図3(b)のアナログ信
号Aが得られ、t<t0でのリンギングは生じない。
夫々上記パルスS 2 ,S 5 ,S 3 及びS6を示す。t=
t1の時点のPAM化信号Pは図3(a)となり、t<
t0,t>t2でのリンギングは発生しない。前記図1
1(a)のパルス列に対しては図3(b)のアナログ信
号Aが得られ、t<t0でのリンギングは生じない。
【0018】なお、図1の構成では、図2のタイミング
で、例えば、図2(b)の信号でPAM化信号Pをゲイ
トし、前記ローパスフィルタの入出力を図2(c)のよ
うに同図(b)のパルスS1に続く2τの間オンし、次
のτの間でオフするとしたが、これは原理的なものであ
る。
で、例えば、図2(b)の信号でPAM化信号Pをゲイ
トし、前記ローパスフィルタの入出力を図2(c)のよ
うに同図(b)のパルスS1に続く2τの間オンし、次
のτの間でオフするとしたが、これは原理的なものであ
る。
【0019】ローパスフィルタの配列は図4に示すよう
に15−1,15−2,…15−nを夫々並列に配置
し、各入力は電子スイッチ14−1によりPAM化信号
Pの間隔τで順次切換える。また各出力は例えば電子ス
イッチ16−1と16−2とを切り変えて2τずつフィ
ルタ15−1,15−2に接続し、各出力を加算回路1
7で加算しアナログ信号Aとする。但し、14−1のス
イッチをフィルタ15−1に接続してから、スイッチ1
6−1をオンにするのは、パルス入力に対するフィルタ
15−1の特性が図11(d)のようならば、該フィル
タ15−1の出力側で、t=t0の時にはスイッチ16
−1をオン、t=t2でオフにする。またスイッチ16
−2はt=t1でオン、t=t3でオフにする。
に15−1,15−2,…15−nを夫々並列に配置
し、各入力は電子スイッチ14−1によりPAM化信号
Pの間隔τで順次切換える。また各出力は例えば電子ス
イッチ16−1と16−2とを切り変えて2τずつフィ
ルタ15−1,15−2に接続し、各出力を加算回路1
7で加算しアナログ信号Aとする。但し、14−1のス
イッチをフィルタ15−1に接続してから、スイッチ1
6−1をオンにするのは、パルス入力に対するフィルタ
15−1の特性が図11(d)のようならば、該フィル
タ15−1の出力側で、t=t0の時にはスイッチ16
−1をオン、t=t2でオフにする。またスイッチ16
−2はt=t1でオン、t=t3でオフにする。
【0020】図5は図4の各スイッチの動作タイミング
であり、ここでは、図2(c)のt=t0がt1の後τ
経てからである。即ち、図5(a)のクロック信号CL
に対して同図(b)のt=t1のPAM化信号Pに対し
てスイッチ14−1はt=t1でオンし、16−1は同
図(c)のようにτ’後の2τ間をオンする。図5の実
線はスイッチ16−1の系に、破線は16−2の系に対
応する。
であり、ここでは、図2(c)のt=t0がt1の後τ
経てからである。即ち、図5(a)のクロック信号CL
に対して同図(b)のt=t1のPAM化信号Pに対し
てスイッチ14−1はt=t1でオンし、16−1は同
図(c)のようにτ’後の2τ間をオンする。図5の実
線はスイッチ16−1の系に、破線は16−2の系に対
応する。
【0021】またスイッチ14−1〜14−nの切換時
間であるτ’を短くするためにはフィルタ16−1〜1
6−2のオン、オフに対する応答特性を良くする必要が
ある。そのため、例えば、図6(a),(b)に示すよ
うにフィルタを構成する(L1,C1),(L2,
C2),(L3,C3),(L4,C4),(L5,C
5)間に電子スイッチSW1,SW2,SW3,S
W4,SW5を配置し、各スイッチを制御信号により連
動して動作させ、実線の位置でフィルタをオン、破線の
位置でオフさせるようにする。
間であるτ’を短くするためにはフィルタ16−1〜1
6−2のオン、オフに対する応答特性を良くする必要が
ある。そのため、例えば、図6(a),(b)に示すよ
うにフィルタを構成する(L1,C1),(L2,
C2),(L3,C3),(L4,C4),(L5,C
5)間に電子スイッチSW1,SW2,SW3,S
W4,SW5を配置し、各スイッチを制御信号により連
動して動作させ、実線の位置でフィルタをオン、破線の
位置でオフさせるようにする。
【0022】図7はn=4(4相)のフィルタ構成での
各スイッチのタイミングチャートを示す。同図(a)は
クロック信号CL、(b)はt=t1のPAM化信号P
のゲイトパルス、(c)はローパスフィルタ16−1の
入出力のオンとオフを制御するパルスで、この場合は各
2τずつの間隔とする。図7(d),(e)は同様にし
てt=t2,(f),(g)はt=t3、(h),
(i)はt=t4に夫々対応する各パルスを示す。t=
t5では(b),(c)に戻る。
各スイッチのタイミングチャートを示す。同図(a)は
クロック信号CL、(b)はt=t1のPAM化信号P
のゲイトパルス、(c)はローパスフィルタ16−1の
入出力のオンとオフを制御するパルスで、この場合は各
2τずつの間隔とする。図7(d),(e)は同様にし
てt=t2,(f),(g)はt=t3、(h),
(i)はt=t4に夫々対応する各パルスを示す。t=
t5では(b),(c)に戻る。
【0023】図8(a)はt=t1でのパルス入力に対
するDA変換出力波形で、同図(b)はフィルタの入出
力オンオフ用のパルス波形(図7(c)に相当)であ
る。図9は図1の実施例で、電子スイッチ14−1〜1
4−3とその駆動パルス発生回路24−1〜24−3を
ラチェット回路25で構成したもので、接点26はa,
b,c,a,b,c…とパルスS1毎に進行する。
するDA変換出力波形で、同図(b)はフィルタの入出
力オンオフ用のパルス波形(図7(c)に相当)であ
る。図9は図1の実施例で、電子スイッチ14−1〜1
4−3とその駆動パルス発生回路24−1〜24−3を
ラチェット回路25で構成したもので、接点26はa,
b,c,a,b,c…とパルスS1毎に進行する。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、P
AM回路とフィルタとを用いたDAコンバータにおい
て、フィルタのカットオフ周波数によるリンギングを除
去することができ、例えば、オーディオ系では音の立上
りでのリンギングによる妨害、あるいは、映像系では再
現像のリンギングによる縁どり等を無くする等の効果が
ある。
AM回路とフィルタとを用いたDAコンバータにおい
て、フィルタのカットオフ周波数によるリンギングを除
去することができ、例えば、オーディオ系では音の立上
りでのリンギングによる妨害、あるいは、映像系では再
現像のリンギングによる縁どり等を無くする等の効果が
ある。
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】上記実施例の動作説明用のタイムチャートであ
る。
る。
【図3】上記実施例での入出力波形図である。
【図4】前記実施例における各ローパスフィルタの入出
力のスイッチング方式を示すブロック図である。
力のスイッチング方式を示すブロック図である。
【図5】図4の方式の動作説明用のタイミングチャート
である。
である。
【図6】ローパスフィルタのオンオフ機構の一例を示す
概略図である。
概略図である。
【図7】本発明の他の実施例の動作説明用のタイムチャ
ートである。
ートである。
【図8】DAコンバータの入出力波形図である。
【図9】図1の実施例の一部変形例を示すブロック図で
ある。
ある。
【図10】従来のDAコンバータの一構成例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図11】上記従来例の動作説明用の波形図である。
【図12】映像信号のDAコンバータの入出力波形図で
ある。
ある。
11 入力端子 12 PAM回路 13−1〜13−3 電子スイッチ 14−1〜14−3,16−1〜16−3 連動電子ス
イッチ 15−1〜15−3 LPF 17 加算回路 21 1/3逓降回路 22,23 遅延回路 24−1〜24−3 2τパルス発生回路
イッチ 15−1〜15−3 LPF 17 加算回路 21 1/3逓降回路 22,23 遅延回路 24−1〜24−3 2τパルス発生回路
Claims (1)
- 【請求項1】 入力ディジタル成分信号に応じて振幅が
変化する所定周期のパルス列信号を生成するパルス列生
成手段と、前記パルス列生成手段の出力から低域成分を抽出する複
数のフィルタが並列接続されるフィルタ手段と、 前記パルス列信号の周期に対応する周期で夫々タイミン
グが異なる複数のパルス信号を発生するパルス信号発生
手段と、 前記パルス列信号の所定倍の周期で、且つオン/オフ期
間が異なる複数の切換信号を前記複数のパルス信号の各
タイミングに基づき出力する切換信号出力手段と、 前記パルス信号に基づき前記パルス列生成手段からの前
記パルス列信号を前記複数のフィルタ夫々に異なるタイ
ミングで供給する第1切換手段と、 前記切換信号に基づき前記複数のフィルタからの夫々の
出力を異なるタイミングで断続する第2切換手段と、 前記複数のフィルタからの第2切換手段により断続され
た出力を加算してアナログ成分信号を得る加算手段と、 を備えたことを特徴とするDAコンバータ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3347900A JP2579569B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | Daコンバータ |
US07/981,182 US5374929A (en) | 1991-12-03 | 1992-11-24 | DA converter which combines output of a plurality of low pass filters selectively enabled and disabled by respective electronic switches |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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