JP2993457B2 - オーバサンプル型ｄａコンバータ - Google Patents
オーバサンプル型ｄａコンバータInfo
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- JP2993457B2 JP2993457B2 JP9065929A JP6592997A JP2993457B2 JP 2993457 B2 JP2993457 B2 JP 2993457B2 JP 9065929 A JP9065929 A JP 9065929A JP 6592997 A JP6592997 A JP 6592997A JP 2993457 B2 JP2993457 B2 JP 2993457B2
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- output signal
- noise
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はオーバサンプル型Ｄ
Ａコンバータに係り、特に高精度が要求されるオーディ
オ用に用いられるオーバサンプル型ＤＡコンバータに関
する。
Ａコンバータに係り、特に高精度が要求されるオーディ
オ用に用いられるオーバサンプル型ＤＡコンバータに関
する。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来のオーバサンプル型ＤＡコン
バータの一例のブロック図を示す。同図において、複数
ビットのディジタル入力信号は加算器３１でオフセット
と加算され、更に加算器３２において切換スイッチ３３
により選択された正のリファレンス値（＋ＲＥＦ）及び
負のリファレンス値（−ＲＥＦ）のいずれか一方と加算
された後、加算器３４に供給される。
バータの一例のブロック図を示す。同図において、複数
ビットのディジタル入力信号は加算器３１でオフセット
と加算され、更に加算器３２において切換スイッチ３３
により選択された正のリファレンス値（＋ＲＥＦ）及び
負のリファレンス値（−ＲＥＦ）のいずれか一方と加算
された後、加算器３４に供給される。
【０００３】加算器３４の加算出力は、レジスタ３５を
通して加算器３４に供給されて加算器３２の出力信号と
加算される一方、量子化器３６に供給される。加算器３
４とレジスタ３５は積分器を構成している。この積分器
により積分されたディジタル信号は、量子化器３６によ
り１ビット量子化信号に量子化される。積分器と量子化
器３６は、ノイズシェーパ３７を構成している。
通して加算器３４に供給されて加算器３２の出力信号と
加算される一方、量子化器３６に供給される。加算器３
４とレジスタ３５は積分器を構成している。この積分器
により積分されたディジタル信号は、量子化器３６によ
り１ビット量子化信号に量子化される。積分器と量子化
器３６は、ノイズシェーパ３７を構成している。
【０００４】量子化器３６より取り出された１ビット量
子化信号は、切換スイッチ３３を切り換え制御し、正の
リファレンス値（＋ＲＥＦ）及び負のリファレンス値
（−ＲＥＦ）のいずれか一方を加算器３２に供給させる
一方、低域フィルタ（ＬＰＦ）３８を通してＤＡ変換さ
れたアナログ信号として出力される。
子化信号は、切換スイッチ３３を切り換え制御し、正の
リファレンス値（＋ＲＥＦ）及び負のリファレンス値
（−ＲＥＦ）のいずれか一方を加算器３２に供給させる
一方、低域フィルタ（ＬＰＦ）３８を通してＤＡ変換さ
れたアナログ信号として出力される。
【０００５】このような構成により、加算されたリファ
レンス値を加算あるいは減算することによって、ＤＣ値
が入力されたときにノイズシェーパ３７で発生する固有
ノイズは帯域外にシフトし、変換特性を改善することが
可能である。
レンス値を加算あるいは減算することによって、ＤＣ値
が入力されたときにノイズシェーパ３７で発生する固有
ノイズは帯域外にシフトし、変換特性を改善することが
可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、絶対値
がオフセットと同じで符号が反対の一定値のディジタル
信号が入力されたときは、加算器３１からの出力は０で
あり、オフセットを加えない場合と等価となり、ＤＣ値
による固有ノイズを発生してしまう。また、加算データ
が出力される１ビットデータに応じて、＋ＲＥＦから−
ＲＥＦ、又は−ＲＥＦから＋ＲＥＦに変化するとき、遷
移状態でノイズを発生してしまう。
がオフセットと同じで符号が反対の一定値のディジタル
信号が入力されたときは、加算器３１からの出力は０で
あり、オフセットを加えない場合と等価となり、ＤＣ値
による固有ノイズを発生してしまう。また、加算データ
が出力される１ビットデータに応じて、＋ＲＥＦから−
ＲＥＦ、又は−ＲＥＦから＋ＲＥＦに変化するとき、遷
移状態でノイズを発生してしまう。
【０００７】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
入力ディジタル信号に含まれるＤＣ値の固有のノイズを
打ち消すオーバサンプル型ＤＡコンバータを提供するこ
とを目的とする。
入力ディジタル信号に含まれるＤＣ値の固有のノイズを
打ち消すオーバサンプル型ＤＡコンバータを提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、入力ディジタル信号をオーバサンプリン
グするディジタルフィルタと、ディジタルフィルタの出
力信号中のＤＣ成分を抽出する抽出回路と、ディジタル
フィルタの出力信号に対してノイズシェーピングを行う
第１のノイズシェーパと、抽出回路の出力信号に対して
ノイズシェーピングを行う第２のノイズシェーパと、第
１のノイズシェーパの出力信号と第２のノイズシェーパ
の出力信号のそれぞれ不要高域周波数成分を除去した
後、両信号をアナログ的に減算してＤＡ変換されたアナ
ログ信号を出力する処理回路とを有する構成としたもの
である。
め、本発明は、入力ディジタル信号をオーバサンプリン
グするディジタルフィルタと、ディジタルフィルタの出
力信号中のＤＣ成分を抽出する抽出回路と、ディジタル
フィルタの出力信号に対してノイズシェーピングを行う
第１のノイズシェーパと、抽出回路の出力信号に対して
ノイズシェーピングを行う第２のノイズシェーパと、第
１のノイズシェーパの出力信号と第２のノイズシェーパ
の出力信号のそれぞれ不要高域周波数成分を除去した
後、両信号をアナログ的に減算してＤＡ変換されたアナ
ログ信号を出力する処理回路とを有する構成としたもの
である。
【０００９】この発明では、第２のノイズシェーパから
はディジタルフィルタから出力されるオーバサンプリン
グデータに含まれるＤＣ値による固有ノイズが出力され
るので、処理回路からは上記オーバサンプリングデータ
に含まれるＤＣ値による固有ノイズが相殺除去されたア
ナログ信号が出力される。
はディジタルフィルタから出力されるオーバサンプリン
グデータに含まれるＤＣ値による固有ノイズが出力され
るので、処理回路からは上記オーバサンプリングデータ
に含まれるＤＣ値による固有ノイズが相殺除去されたア
ナログ信号が出力される。
【００１０】また、本発明は、入力ディジタル信号をオ
ーバサンプリングするディジタルフィルタと、ディジタ
ルフィルタの出力信号中のＤＣ成分を抽出する抽出回路
と、抽出回路の出力信号を一時保持する第１の保持回路
と、第１の保持回路の出力信号に対してノイズシェーピ
ングを行うノイズシェーパと、ノイズシェーパの出力信
号の不要高域周波数成分を除去するフィルタと、フィル
タの出力信号を保持する第２の保持回路と、抽出回路に
より抽出したＤＣ成分を第１の保持回路、ノイズシェー
パ及びフィルタを経て第２の保持回路に保持した第１の
信号と、同じディジタルフィルタの出力信号を抽出回路
をスルーさせて第１の保持回路、ノイズシェーパ及びフ
ィルタを経て出力させた第２の信号とをアナログ的に減
算してＤＡ変換されたアナログ信号を出力する処理回路
とを有する構成としたものである。
ーバサンプリングするディジタルフィルタと、ディジタ
ルフィルタの出力信号中のＤＣ成分を抽出する抽出回路
と、抽出回路の出力信号を一時保持する第１の保持回路
と、第１の保持回路の出力信号に対してノイズシェーピ
ングを行うノイズシェーパと、ノイズシェーパの出力信
号の不要高域周波数成分を除去するフィルタと、フィル
タの出力信号を保持する第２の保持回路と、抽出回路に
より抽出したＤＣ成分を第１の保持回路、ノイズシェー
パ及びフィルタを経て第２の保持回路に保持した第１の
信号と、同じディジタルフィルタの出力信号を抽出回路
をスルーさせて第１の保持回路、ノイズシェーパ及びフ
ィルタを経て出力させた第２の信号とをアナログ的に減
算してＤＡ変換されたアナログ信号を出力する処理回路
とを有する構成としたものである。
【００１１】この発明では、第１の保持回路、ノイズシ
ェーパ、フィルタを共用して、オーバサンプリングデー
タをそのままノイズシェーピングした信号と、同じオー
バサンプリングデータのＤＣ成分をノイズシェーピング
した信号とを得て、両信号をフィルタを通して処理回路
によりアナログ的に減算することにより、オーバサンプ
リングデータに含まれるＤＣ値による固有ノイズが相殺
除去されたアナログ信号を出力できる。
ェーパ、フィルタを共用して、オーバサンプリングデー
タをそのままノイズシェーピングした信号と、同じオー
バサンプリングデータのＤＣ成分をノイズシェーピング
した信号とを得て、両信号をフィルタを通して処理回路
によりアナログ的に減算することにより、オーバサンプ
リングデータに含まれるＤＣ値による固有ノイズが相殺
除去されたアナログ信号を出力できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。
て図面と共に説明する。
【００１３】図１は本発明になるオーバサンプル型ＤＡ
コンバータの第１の実施の形態のブロック図を示す。こ
の実施の形態は、入力ディジタル信号が供給されるディ
ジタルフィルタ１、ディジタルフィルタ１の出力信号が
入力されるＤＣ成分抽出回路２及びノイズシェーパ３、
ＤＣ成分抽出回路２の出力信号が入力されるノイズシェ
ーパ４、ノイズシェーパ３、４の出力信号の不要高域周
波数成分を除去する低域フィルタ（ＬＰＦ）５及び６、
ＬＰＦ５及び６の出力信号をアナログ的に減算する差動
増幅器７とから構成されている。
コンバータの第１の実施の形態のブロック図を示す。こ
の実施の形態は、入力ディジタル信号が供給されるディ
ジタルフィルタ１、ディジタルフィルタ１の出力信号が
入力されるＤＣ成分抽出回路２及びノイズシェーパ３、
ＤＣ成分抽出回路２の出力信号が入力されるノイズシェ
ーパ４、ノイズシェーパ３、４の出力信号の不要高域周
波数成分を除去する低域フィルタ（ＬＰＦ）５及び６、
ＬＰＦ５及び６の出力信号をアナログ的に減算する差動
増幅器７とから構成されている。
【００１４】ノイズシェーパ３及び４はそれぞれ同一構
成であり、例えば図４のノイズシェーパ３７のように積
分器と量子化器からなる。また、ＬＰＦ５及び６もそれ
ぞれ同一構成で、同一の周波数特性を有する。
成であり、例えば図４のノイズシェーパ３７のように積
分器と量子化器からなる。また、ＬＰＦ５及び６もそれ
ぞれ同一構成で、同一の周波数特性を有する。
【００１５】次に、この実施の形態の動作について、図
２の周波数スペクトラムを併せ参照して説明する。入力
ディジタル信号は、ディジタルフィルタ１に供給され、
ここで補間処理によりオーバサンプリングされた後、Ｄ
Ｃ成分抽出回路２及びノイズシェーパ３にそれぞれ入力
される。なお、ディジタルフィルタ１によるディジタル
信号のオーバーサンプリング自体は例えば特開平７−１
０６９７４号公報などに記載されているように公知であ
る。ＤＣ成分抽出回路２は入力されたオーバサンプリン
グデータからＤＣ（直流）成分だけを取り出してノイズ
シェーパ４に供給する。
２の周波数スペクトラムを併せ参照して説明する。入力
ディジタル信号は、ディジタルフィルタ１に供給され、
ここで補間処理によりオーバサンプリングされた後、Ｄ
Ｃ成分抽出回路２及びノイズシェーパ３にそれぞれ入力
される。なお、ディジタルフィルタ１によるディジタル
信号のオーバーサンプリング自体は例えば特開平７−１
０６９７４号公報などに記載されているように公知であ
る。ＤＣ成分抽出回路２は入力されたオーバサンプリン
グデータからＤＣ（直流）成分だけを取り出してノイズ
シェーパ４に供給する。
【００１６】ノイズシェーパ３は入力されたオーバサン
プリングデータからノイズ成分を高域へシフトするため
のノイズシェーピングを行い、ＬＰＦ５へ供給し、ここ
で高域のノイズ成分を大きく減衰させる。一方、ノイズ
シェーパ４は上記のオーバーサンプリングデータ中のＤ
Ｃ成分に対してノイズ成分を高域へシフトするためのノ
イズシェーピングを行い、ＬＰＦ６へ供給して、ここで
高域のノイズ成分を大きく減衰させる。
プリングデータからノイズ成分を高域へシフトするため
のノイズシェーピングを行い、ＬＰＦ５へ供給し、ここ
で高域のノイズ成分を大きく減衰させる。一方、ノイズ
シェーパ４は上記のオーバーサンプリングデータ中のＤ
Ｃ成分に対してノイズ成分を高域へシフトするためのノ
イズシェーピングを行い、ＬＰＦ６へ供給して、ここで
高域のノイズ成分を大きく減衰させる。
【００１７】これにより、ＬＰＦ５の出力信号の周波数
スペクトラムは、図２（Ａ）に示すように、入力信号成
分Ｓと入力されたディジタル信号中に含まれるＤＣ値に
応じて発生するノイズＮ１及びＮ２からなる。一方、Ｌ
ＰＦ６の出力信号の周波数スペクトラムは、図２（Ｂ）
に示すように、入力されたディジタル信号中に含まれる
ＤＣ値に応じて発生するノイズＮ１及びＮ２のみからな
り、入力信号成分Ｓは含まれていない。
スペクトラムは、図２（Ａ）に示すように、入力信号成
分Ｓと入力されたディジタル信号中に含まれるＤＣ値に
応じて発生するノイズＮ１及びＮ２からなる。一方、Ｌ
ＰＦ６の出力信号の周波数スペクトラムは、図２（Ｂ）
に示すように、入力されたディジタル信号中に含まれる
ＤＣ値に応じて発生するノイズＮ１及びＮ２のみからな
り、入力信号成分Ｓは含まれていない。
【００１８】ＬＰＦ５及び６の各出力アナログ信号は、
差動増幅器７に供給されて差動増幅される。これによ
り、差動増幅器７から出力端子８へ出力されるアナログ
信号は、その周波数スペクトラムを、図２（Ｃ）に示す
ように、入力ディジタル信号中に含まれているＤＣ値の
固有のノイズＮ１及びＮ２が相殺除去されて、信号成分
Ｓのみとなる。
差動増幅器７に供給されて差動増幅される。これによ
り、差動増幅器７から出力端子８へ出力されるアナログ
信号は、その周波数スペクトラムを、図２（Ｃ）に示す
ように、入力ディジタル信号中に含まれているＤＣ値の
固有のノイズＮ１及びＮ２が相殺除去されて、信号成分
Ｓのみとなる。
【００１９】このように、この実施の形態では、入力デ
ィジタル信号にリファレンス値やオフセットを加算する
ことなく、信号成分Ｓのみを取り出すことができ、高精
度のＤＡ変換を実現することができる。
ィジタル信号にリファレンス値やオフセットを加算する
ことなく、信号成分Ｓのみを取り出すことができ、高精
度のＤＡ変換を実現することができる。
【００２０】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。図３は本発明になるオーバーサンプル型ＤＡ
コンバータの第２の実施の形態のブロック図を示す。同
図において、入力ディジタル信号はディジタルフィルタ
１０に供給されてオーバーサンプリングされた後、ＤＣ
成分抽出回路１１に供給されてＤＣ成分が抽出され、更
にラッチ回路１２に供給されてタイミング回路１３から
のタイミング信号によりラッチされる。
説明する。図３は本発明になるオーバーサンプル型ＤＡ
コンバータの第２の実施の形態のブロック図を示す。同
図において、入力ディジタル信号はディジタルフィルタ
１０に供給されてオーバーサンプリングされた後、ＤＣ
成分抽出回路１１に供給されてＤＣ成分が抽出され、更
にラッチ回路１２に供給されてタイミング回路１３から
のタイミング信号によりラッチされる。
【００２１】ラッチ回路１２によりラッチされたＤＣ成
分は、ノイズシェーパ１４に供給されてノイズシェーピ
ングされてノイズ成分が高域側にシフトされ、次段のＬ
ＰＦ１５に供給され、ここで高域のノイズ成分が除去さ
れた後ホールド回路１６に供給されてホールドされる。
分は、ノイズシェーパ１４に供給されてノイズシェーピ
ングされてノイズ成分が高域側にシフトされ、次段のＬ
ＰＦ１５に供給され、ここで高域のノイズ成分が除去さ
れた後ホールド回路１６に供給されてホールドされる。
【００２２】ここで、この実施の形態では、同じディジ
タルデータを２回用いる。１回目はＤＣ成分抽出回路１
１を用いてＤＣ成分のみをノイズシェーパ１４とＬＰＦ
１５をそれぞれ通してホールド回路１６でホールドして
得られた信号を、タイミング回路１３からのタイミング
信号に基づいてスイッチ１７及び１８のうち、スイッチ
１８のみをオンして差動増幅器１９の反転入力端子に供
給する。
タルデータを２回用いる。１回目はＤＣ成分抽出回路１
１を用いてＤＣ成分のみをノイズシェーパ１４とＬＰＦ
１５をそれぞれ通してホールド回路１６でホールドして
得られた信号を、タイミング回路１３からのタイミング
信号に基づいてスイッチ１７及び１８のうち、スイッチ
１８のみをオンして差動増幅器１９の反転入力端子に供
給する。
【００２３】２回目は、ＤＣ成分抽出回路１１をスルー
させてＤＣ成分を抽出せずに、入力ディジタル信号をラ
ッチ回路１２、ノイズシェーパ１４、ＬＰＦ１５をそれ
ぞれ通した信号を、タイミング回路１３からのタイミン
グ信号に基づいてスイッチ１７及び１８のうち、スイッ
チ１７をオンして差動増幅器１９の非反転入力端子に供
給する。
させてＤＣ成分を抽出せずに、入力ディジタル信号をラ
ッチ回路１２、ノイズシェーパ１４、ＬＰＦ１５をそれ
ぞれ通した信号を、タイミング回路１３からのタイミン
グ信号に基づいてスイッチ１７及び１８のうち、スイッ
チ１７をオンして差動増幅器１９の非反転入力端子に供
給する。
【００２４】これにより、差動増幅器１９からは第１の
実施の形態と同様に、ＤＣ値によるノイズが打ち消さ
れ、アナログ信号成分のみが増幅されて取り出され、出
力端子２０へ出力される。この実施の形態では、第１の
実施の形態と同様に高精度のＤＡ変換ができ、それに加
えてノイズシェーパ１４とＬＰＦ１５をＤＣ成分用と入
力ディジタル信号用にそれぞれ共用できる。
実施の形態と同様に、ＤＣ値によるノイズが打ち消さ
れ、アナログ信号成分のみが増幅されて取り出され、出
力端子２０へ出力される。この実施の形態では、第１の
実施の形態と同様に高精度のＤＡ変換ができ、それに加
えてノイズシェーパ１４とＬＰＦ１５をＤＣ成分用と入
力ディジタル信号用にそれぞれ共用できる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力ディジタル信号に対してリファレンス値やオフセッ
トを加減算することなく、入力ディジタル信号に含まれ
るＤＣ値に応じたノイズを相殺除去できるため、高精度
のＤＡ変換されたアナログ信号を出力することができ
る。
入力ディジタル信号に対してリファレンス値やオフセッ
トを加減算することなく、入力ディジタル信号に含まれ
るＤＣ値に応じたノイズを相殺除去できるため、高精度
のＤＡ変換されたアナログ信号を出力することができ
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態のブロック図であ
る。
る。
【図２】図１の各部の信号の周波数スペクトラムを示す
図である。
図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のブロック図であ
る。
る。
【図４】従来の一例のブロック図である。
１、１０ ディジタルフィルタ ２、１１ ＤＣ成分抽出回路 ３、４、１４ ノイズシェーパ ５、６、１５ 低域フィルタ（ＬＰＦ） ７、１９ 差動増幅器 ８、２０ 出力端子 １２ ラッチ回路 １３ タイミング回路 １６ ホールド回路 １７、１８ スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H03M 3/00 - 3/04 H03M 7/32 - 7/38
Claims (3)
- 【請求項１】 入力ディジタル信号をオーバサンプリン
グするディジタルフィルタと、 前記ディジタルフィルタの出力信号中のＤＣ成分を抽出
する抽出回路と、 前記ディジタルフィルタの出力信号に対してノイズシェ
ーピングを行う第１のノイズシェーパと、 前記抽出回路の出力信号に対してノイズシェーピングを
行う第２のノイズシェーパと、 前記第１のノイズシェーパの出力信号と前記第２のノイ
ズシェーパの出力信号のそれぞれ不要高域周波数成分を
除去した後、両信号をアナログ的に減算してＤＡ変換さ
れたアナログ信号を出力する処理回路とを有することを
特徴とするオーバサンプル型ＤＡコンバータ。 - 【請求項２】 前記処理回路は、前記第１のノイズシェ
ーパの出力信号の不要高域周波数成分を除去する第１の
フィルタと、前記第２のノイズシェーパの出力信号の不
要高域周波数成分を除去する第２のフィルタと、前記第
１及び第２のフィルタの両出力信号を差動増幅して前記
ＤＡ変換されたアナログ信号を出力する差動増幅器とか
らなることを特徴とする請求項１記載のオーバサンプル
型ＤＡコンバータ。 - 【請求項３】 入力ディジタル信号をオーバサンプリン
グするディジタルフィルタと、 前記ディジタルフィルタの出力信号中のＤＣ成分を抽出
する抽出回路と、 前記抽出回路の出力信号を一時保持する第１の保持回路
と、 前記第１の保持回路の出力信号に対してノイズシェーピ
ングを行うノイズシェーパと、 前記ノイズシェーパの出力信号の不要高域周波数成分を
除去するフィルタと、 前記フィルタの出力信号を保持する第２の保持回路と、 前記抽出回路により抽出した前記ＤＣ成分を前記第１の
保持回路、ノイズシェーパ及びフィルタを経て前記第２
の保持回路に保持した第１の信号と、同じ前記ディジタ
ルフィルタの出力信号を前記抽出回路をスルーさせて前
記第１の保持回路、ノイズシェーパ及びフィルタを経て
出力させた第２の信号とをアナログ的に減算してＤＡ変
換されたアナログ信号を出力する処理回路とを有するこ
とを特徴とするオーバサンプル型ＤＡコンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9065929A JP2993457B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | オーバサンプル型ｄａコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9065929A JP2993457B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | オーバサンプル型ｄａコンバータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10261961A JPH10261961A (ja) | 1998-09-29 |
| JP2993457B2 true JP2993457B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=13301151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9065929A Expired - Fee Related JP2993457B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | オーバサンプル型ｄａコンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2993457B2 (ja) |
-
1997
- 1997-03-19 JP JP9065929A patent/JP2993457B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10261961A (ja) | 1998-09-29 |
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