JPH01254023A - オーバーサンプリング型ビット圧縮装置 - Google Patents
オーバーサンプリング型ビット圧縮装置Info
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- JPH01254023A JPH01254023A JP8160188A JP8160188A JPH01254023A JP H01254023 A JPH01254023 A JP H01254023A JP 8160188 A JP8160188 A JP 8160188A JP 8160188 A JP8160188 A JP 8160188A JP H01254023 A JPH01254023 A JP H01254023A
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Landscapes
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は語長の長いディジタル信号を高速サンプリング
された語長の短いディジタル信号に変換するオーバーサ
ンプリング型ビット圧縮装置に関し、特に多段ノイズシ
ェーピング型ビット圧縮装置に関するものである。
された語長の短いディジタル信号に変換するオーバーサ
ンプリング型ビット圧縮装置に関し、特に多段ノイズシ
ェーピング型ビット圧縮装置に関するものである。
従来の技術
オーバーサンプリング型ビット圧縮装置には様々な方式
が存在し、例えばデルタ変調方式、デルタ−シグマくΔ
−Σ)変調方式、二重積分形デルターシグマ(Δ−Y)
変調方式などが知られている。これらの方式の発展した
形態として多段ノイズシェーピング型ビット圧縮装置が
報告されている。この方式について従来用いられてきた
回路構成を第5図に示し、その説明を行なう。なお、こ
の多段ノイズシェーピング型ビット圧縮装置の文献とし
ては、例えば「アイシーニーニスニスビー86 J (
ICASSP86 PP、1545〜1548 )にそ
の記載がある。
が存在し、例えばデルタ変調方式、デルタ−シグマくΔ
−Σ)変調方式、二重積分形デルターシグマ(Δ−Y)
変調方式などが知られている。これらの方式の発展した
形態として多段ノイズシェーピング型ビット圧縮装置が
報告されている。この方式について従来用いられてきた
回路構成を第5図に示し、その説明を行なう。なお、こ
の多段ノイズシェーピング型ビット圧縮装置の文献とし
ては、例えば「アイシーニーニスニスビー86 J (
ICASSP86 PP、1545〜1548 )にそ
の記載がある。
第5図において、51.52,53.54は加算器、5
5,56.57は遅延回路、58.59は積分回路、5
10,511は量子化器、512は微分回路である。こ
のうち、加算器51,52、遅延回路55,56、積分
回路58、および量子化器510によって構成される部
分が第一のノイズシェーピング量子化ループであり、加
算器53、遅延回路57、積分回路59、量子化器51
1、および微分回路512によって構成される部分が第
二のノイズシェーピング量子化ループである。
5,56.57は遅延回路、58.59は積分回路、5
10,511は量子化器、512は微分回路である。こ
のうち、加算器51,52、遅延回路55,56、積分
回路58、および量子化器510によって構成される部
分が第一のノイズシェーピング量子化ループであり、加
算器53、遅延回路57、積分回路59、量子化器51
1、および微分回路512によって構成される部分が第
二のノイズシェーピング量子化ループである。
入力ディジタル信号は加算器51を介して積分回路58
に入力され、累積加算されて出力される。このディジタ
ル出力は量子化器510で量子化(分解能を低減)され
て出力され、遅延回路55を介して加算器51への帰還
信号となるとともに第一のノイズシェーピング量子化ル
ープの出力となっている。
に入力され、累積加算されて出力される。このディジタ
ル出力は量子化器510で量子化(分解能を低減)され
て出力され、遅延回路55を介して加算器51への帰還
信号となるとともに第一のノイズシェーピング量子化ル
ープの出力となっている。
次に、量子化器510の入力信号と出力信号を遅延回路
55.56を介して加算器52へ入力し、加算器52の
出力(量子化器510の量子化誤差出力)は第二のノイ
ズシェーピング量子化ループの人力信号として加算器5
3へ入力されている。加算器53の出力信号は、第一の
ノイズシェーピング量子化ループと同様に積分回路59
、量子化器511、遅延回路57を介して加算器53へ
帰還される。ここで、量子化器511の出力信号は微分
回路512で微分され、微分回路512の出力は第二の
ノイズシェーピング量子化ループの出力となる。第一、
第二のノイズシェーピング量子化ループの出力を加算器
54で加算したものが、この回路の出力である。
55.56を介して加算器52へ入力し、加算器52の
出力(量子化器510の量子化誤差出力)は第二のノイ
ズシェーピング量子化ループの人力信号として加算器5
3へ入力されている。加算器53の出力信号は、第一の
ノイズシェーピング量子化ループと同様に積分回路59
、量子化器511、遅延回路57を介して加算器53へ
帰還される。ここで、量子化器511の出力信号は微分
回路512で微分され、微分回路512の出力は第二の
ノイズシェーピング量子化ループの出力となる。第一、
第二のノイズシェーピング量子化ループの出力を加算器
54で加算したものが、この回路の出力である。
いま、積分回路58.59の伝達特性HiをHi=□
・・・・・・・・・(1)1 z + 微分回路512の伝達特性Hdを Hd= 1−z−’ −(2)とすると
き、回路構成は第6図及び第7図で表される。
・・・・・・・・・(1)1 z + 微分回路512の伝達特性Hdを Hd= 1−z−’ −(2)とすると
き、回路構成は第6図及び第7図で表される。
第6図は積分回路の構成を表し、61は入力信号と帰還
信号とを加算する加算器、62は加算器61の出力信号
を遅延して加算器61の入力へ帰還する遅延回路である
。
信号とを加算する加算器、62は加算器61の出力信号
を遅延して加算器61の入力へ帰還する遅延回路である
。
第7図は微分回路の構成を表し、71は入力信号と遅延
信号とを加算する加算器、72は入力信号を遅延して加
算器71の入力へ出力する遅延回路である。
信号とを加算する加算器、72は入力信号を遅延して加
算器71の入力へ出力する遅延回路である。
積分回路58.59と微分回路512が上記のように構
成されるとき、第一、第二のノイズシェーピング量子化
ループの出力は以下のように表される。
成されるとき、第一、第二のノイズシェーピング量子化
ループの出力は以下のように表される。
第一ループ出力り。U□1:
D 1=DIN−Z +vqn1(1−Z )・ZU
T ・・・・・・・・・(3) 第二ループ出力り。U□2: Dou□2= −V Hl−2)・z+V2(1−z)qn
qn
・・・・・・・・・(4) 但し DIN=第一ループ入力 v9n1=量子化器510の量子イヒ誤差V 2:量子
化器511の量子化誤差 n 従って、第一、第二のノイズシェーピング量子化ループ
の出力を加算器54で加算すると、以下の出力を得る。
T ・・・・・・・・・(3) 第二ループ出力り。U□2: Dou□2= −V Hl−2)・z+V2(1−z)qn
qn
・・・・・・・・・(4) 但し DIN=第一ループ入力 v9n1=量子化器510の量子イヒ誤差V 2:量子
化器511の量子化誤差 n 従って、第一、第二のノイズシェーピング量子化ループ
の出力を加算器54で加算すると、以下の出力を得る。
全体出力り。U□:
D =D −z +V 2(1−z )0
υTINqn ・・・・・・・・・(5) ここで、(1−z−’)の振幅特性は次式で求められる
。
υTINqn ・・・・・・・・・(5) ここで、(1−z−’)の振幅特性は次式で求められる
。
−I −1wt11−z
l−11−e l =2・l5IN(θ/2)1 ・・・・・・・・・(6) 但し θ:正規化周波数(サンプリング周波数=2π
) 量子化誤差V 2のパワーは[0〜π1の帯域n 内に一様のレベルで分布するから、(6)式の振幅特性
から明らかなように低い周波数はど量子化雑音のレベル
が低いことがわかる。
l−11−e l =2・l5IN(θ/2)1 ・・・・・・・・・(6) 但し θ:正規化周波数(サンプリング周波数=2π
) 量子化誤差V 2のパワーは[0〜π1の帯域n 内に一様のレベルで分布するから、(6)式の振幅特性
から明らかなように低い周波数はど量子化雑音のレベル
が低いことがわかる。
第8図は、第5図に示す回路において入力信号を振幅±
10000の正弦波(整数値)、量子化器510,51
1の出力をO2±10000の三値く誤差が±5000
以内)に設定し、入力信号周波数をサンプリング周波数
のおよそ64分の1とした場合の出力からスペクトル分
布を求めたものである。この場合のS/N比(信号周波
数のパワーと帯域内の雑音パワーとの比)は、帯域周波
数をサンプリング周波数の64分の1以下とした場合で
、およそ78〜79dBである。
10000の正弦波(整数値)、量子化器510,51
1の出力をO2±10000の三値く誤差が±5000
以内)に設定し、入力信号周波数をサンプリング周波数
のおよそ64分の1とした場合の出力からスペクトル分
布を求めたものである。この場合のS/N比(信号周波
数のパワーと帯域内の雑音パワーとの比)は、帯域周波
数をサンプリング周波数の64分の1以下とした場合で
、およそ78〜79dBである。
多段ノイズシェーピング型ビット圧縮装置は、第5図に
示す回路のように第一、第二のノイズシェーピング量子
化ループに各1個の積分回路を含むものに限らない。第
二のノイズシェーピング量子化ループに2個の積分回路
を含むものの一例を第9図に示し、その説明をおこなう
。なお、2個の積分回路を含むノイズシェーピング量子
化ループは二重積分形デルターシグマ変調方式として知
られる方式(「アイイーイーイー トランザクションズ
オン コミュニケーションJ (IEEETRANS
ACTIONS ON COMMtlNICATION
S、VOL C0M−33,N13、MARCH198
5PP、249−258))である。
示す回路のように第一、第二のノイズシェーピング量子
化ループに各1個の積分回路を含むものに限らない。第
二のノイズシェーピング量子化ループに2個の積分回路
を含むものの一例を第9図に示し、その説明をおこなう
。なお、2個の積分回路を含むノイズシェーピング量子
化ループは二重積分形デルターシグマ変調方式として知
られる方式(「アイイーイーイー トランザクションズ
オン コミュニケーションJ (IEEETRANS
ACTIONS ON COMMtlNICATION
S、VOL C0M−33,N13、MARCH198
5PP、249−258))である。
第9図において、91.92,93.94.95は加算
器、96,97.98は遅延回路、99゜910.91
1は積分回路912.913は量子化器、914は微分
回路である。このうち、加算器91,92、遅延回路9
6.97、積分回路99、および量子化器912によっ
て構成される部分が第一のノイズシェーピング量子化ル
ープであり、加算器93.94、遅延回路98、積分回
路91o。
器、96,97.98は遅延回路、99゜910.91
1は積分回路912.913は量子化器、914は微分
回路である。このうち、加算器91,92、遅延回路9
6.97、積分回路99、および量子化器912によっ
て構成される部分が第一のノイズシェーピング量子化ル
ープであり、加算器93.94、遅延回路98、積分回
路91o。
911、量子化器913、および微分回路914によっ
て構成される部分が第二のノイズシェーピング量子化ル
ープである。
て構成される部分が第二のノイズシェーピング量子化ル
ープである。
入力ディジタル信号は加算器91を介して積分回路99
に入力され、累積加算されて出力される。このディジタ
ル出力は量子化器912で量子化(分解能を低減)され
て出力され、遅延回路96を介して加算器91への帰還
信号となるとともに第一のノイズシェーピング量子化ル
ープの出力となっている。
に入力され、累積加算されて出力される。このディジタ
ル出力は量子化器912で量子化(分解能を低減)され
て出力され、遅延回路96を介して加算器91への帰還
信号となるとともに第一のノイズシェーピング量子化ル
ープの出力となっている。
次に、量子化器912の入力信号と出力信号を遅延回路
96.97を介して加算器92へ入力し、加算器92の
出力(量子化器912の量子化誤差出力)は第二のノイ
ズシェーピング量子化ループの入力信号として加算器9
3へ入力されている。加算器93の出力信号は、積分回
路910、加算器94、積分回路911、量子化器91
3、遅延回路98を介して加算器93.94へ帰還され
る。ここで量子化器913の出力信号は微分回路914
で微分され、微分回路914の出力は第二のノイズシェ
ーピング量子化ループの出力となる。第一、第二のノイ
ズシェーピング量子化ループの出力を加算器95で加算
したものが、この回路の出力である。
96.97を介して加算器92へ入力し、加算器92の
出力(量子化器912の量子化誤差出力)は第二のノイ
ズシェーピング量子化ループの入力信号として加算器9
3へ入力されている。加算器93の出力信号は、積分回
路910、加算器94、積分回路911、量子化器91
3、遅延回路98を介して加算器93.94へ帰還され
る。ここで量子化器913の出力信号は微分回路914
で微分され、微分回路914の出力は第二のノイズシェ
ーピング量子化ループの出力となる。第一、第二のノイ
ズシェーピング量子化ループの出力を加算器95で加算
したものが、この回路の出力である。
いま、積分回路99,910,911の伝達特性H1、
および微分回路914の伝達特性Hdを第5図の場合と
同様とするとき、第一、第二のノイズシェーピング量子
化ループの出力は以下のように表される。
および微分回路914の伝達特性Hdを第5図の場合と
同様とするとき、第一、第二のノイズシェーピング量子
化ループの出力は以下のように表される。
第一ループ出力り。uア1:
DoU、l=D、N−z−’+Vqn1(1−2−+)
・z−1・・・・・・・・・(7) 第二ループ出力り。、12: DOUT2= −V9.H1−z”−’)・z−’+V、。2(1−z
−’)2・・・・・・・・・(8) 但し DIN’第一ルーブ入力 VQrlに量子化器912の量子化誤差Vqn2:量子
化器913の量子化誤差従って、第一、第二のノイズシ
ェーピング量子化ループの出力を加算器95で加算する
と、以下の出力を得る。
・z−1・・・・・・・・・(7) 第二ループ出力り。、12: DOUT2= −V9.H1−z”−’)・z−’+V、。2(1−z
−’)2・・・・・・・・・(8) 但し DIN’第一ルーブ入力 VQrlに量子化器912の量子化誤差Vqn2:量子
化器913の量子化誤差従って、第一、第二のノイズシ
ェーピング量子化ループの出力を加算器95で加算する
と、以下の出力を得る。
全体出力り。、□:
D =D −z−1+V 2(1−z−’)3
0UT I N
qn・・・・・・・・・(9) この(9)式を(5)式と比べると、V、o2にかかっ
ている微分特性(1−z−’)が(5)式では2乗なの
に対して(9)式では3乗になっている。(1−z)の
振幅特性は(6)式で表されるから、低周波数帯におけ
る量子化雑音のレベルは(9)式の方が低(なる。
0UT I N
qn・・・・・・・・・(9) この(9)式を(5)式と比べると、V、o2にかかっ
ている微分特性(1−z−’)が(5)式では2乗なの
に対して(9)式では3乗になっている。(1−z)の
振幅特性は(6)式で表されるから、低周波数帯におけ
る量子化雑音のレベルは(9)式の方が低(なる。
第10図は、第9図に示す回路において入力信号を振幅
±10000の正弦波(整数値)、量子化器912,9
13の出力をO9±10000の三値(誤差が±500
0以内)に設定し、入力信号周波数をサンプリング周波
数のおよそ64分の1とした場合の出力からスペクトル
分布を求めたものである。この場合のS/N比は、帯域
周波数をサンプリング周波数の64分の1以下とした場
合で、およそ88〜89dBである。
±10000の正弦波(整数値)、量子化器912,9
13の出力をO9±10000の三値(誤差が±500
0以内)に設定し、入力信号周波数をサンプリング周波
数のおよそ64分の1とした場合の出力からスペクトル
分布を求めたものである。この場合のS/N比は、帯域
周波数をサンプリング周波数の64分の1以下とした場
合で、およそ88〜89dBである。
発明が解決しようとする課題
しかしながら第5図や第9図に示す構成では、−度信号
が人力されると積分回路に累積された信号は入力信号が
再び零になっても零には戻らない。従って入力信号が零
に固定されていても常に出力が変動し、これによって発
生する雑音が問題となっていた。
が人力されると積分回路に累積された信号は入力信号が
再び零になっても零には戻らない。従って入力信号が零
に固定されていても常に出力が変動し、これによって発
生する雑音が問題となっていた。
この雑音を除去するためには、積分回路の遅延回路に蓄
えられた値を強制的に零にする(リセットする)などし
て出力を停止する方法が考えられる。ところがこの方法
を用いると、出力が停止した瞬間パルス状の出力が現れ
てしまうために、現実には使用することが出来ない。こ
の様子を第11図及び第12図に示す。
えられた値を強制的に零にする(リセットする)などし
て出力を停止する方法が考えられる。ところがこの方法
を用いると、出力が停止した瞬間パルス状の出力が現れ
てしまうために、現実には使用することが出来ない。こ
の様子を第11図及び第12図に示す。
第11図は、第5図に示す回路において入力信号を振幅
±200の正弦波(整数値)、量子化器510.511
の出力をO9±10000の三値(誤差が±5000以
内)に設定し、入力信号周波数をサンプリング周波数の
64分の1とした場合のものであって、入力信号を停止
してから100クロツク後に積分回路の遅延回路を強i
lJ的に零にしたときの出力応答を、コンピュータでシ
ミュレーションしたものである。ここで用いたローパス
・フィルタ(LI’F)の伝達特性HLPFは、Htp
y=(1z ) / (1z )・・・・・・・
・・00 で表される。
±200の正弦波(整数値)、量子化器510.511
の出力をO9±10000の三値(誤差が±5000以
内)に設定し、入力信号周波数をサンプリング周波数の
64分の1とした場合のものであって、入力信号を停止
してから100クロツク後に積分回路の遅延回路を強i
lJ的に零にしたときの出力応答を、コンピュータでシ
ミュレーションしたものである。ここで用いたローパス
・フィルタ(LI’F)の伝達特性HLPFは、Htp
y=(1z ) / (1z )・・・・・・・
・・00 で表される。
第12図は、第9図に示す回路において入力信号を振幅
±200の正弦波(整数値)、量子化器912.913
の出力を0.±10000の三値(誤差が±5000以
内)に設定し、入力信号周波数をサンプリング周波数の
64分の1とした場合のものであって、入力信号を停止
してから100クロツク後に積分回路の遅延回路を強制
的に零にしたときの出力応答を、コンピュータでシミュ
レーションしたものである。ここで用いたローパス・フ
ィルタ(LPF)は、00式に示すものである。
±200の正弦波(整数値)、量子化器912.913
の出力を0.±10000の三値(誤差が±5000以
内)に設定し、入力信号周波数をサンプリング周波数の
64分の1とした場合のものであって、入力信号を停止
してから100クロツク後に積分回路の遅延回路を強制
的に零にしたときの出力応答を、コンピュータでシミュ
レーションしたものである。ここで用いたローパス・フ
ィルタ(LPF)は、00式に示すものである。
第11図、第12図に現れているように、積分回路の遅
延回路を強制的に零にするとパルス状の出力が現れてし
まう、という問題点があった。
延回路を強制的に零にするとパルス状の出力が現れてし
まう、という問題点があった。
この積分回路の遅延回路を強制的に零にするとパルス状
の出力が現れてしまう、という現象が発生する原因は、
第1のノイズシェーピング量子化ループの積分回路に積
分値が残留していることにある。これを第5図の回路を
例に説明する。
の出力が現れてしまう、という現象が発生する原因は、
第1のノイズシェーピング量子化ループの積分回路に積
分値が残留していることにある。これを第5図の回路を
例に説明する。
入力信号が零になると、積分回路58に蓄えられた値は
量子化器510の出力判定レベル以下の値になると、そ
のままの値を保持することになる。このとき量子化器5
10の出力は零のままであるから、積分回路58に残留
した値は遅延回路56、加算器52を介して第2のノイ
ズシェーピング量子化ループに入力することになる。即
ち、入力信号が零になっても第2のノイズシェーピング
量子化ループには直流成分が入力されている。
量子化器510の出力判定レベル以下の値になると、そ
のままの値を保持することになる。このとき量子化器5
10の出力は零のままであるから、積分回路58に残留
した値は遅延回路56、加算器52を介して第2のノイ
ズシェーピング量子化ループに入力することになる。即
ち、入力信号が零になっても第2のノイズシェーピング
量子化ループには直流成分が入力されている。
従って量子化器511の出力には直流成分が含まれてい
るのである。ただし、直流成分は微分回路512によっ
て除去されているので出力には現れない。
るのである。ただし、直流成分は微分回路512によっ
て除去されているので出力には現れない。
さて、ここで積分回路59を停止して量子化器511の
出力を強制的に零にすると、直流成分も同時に零になっ
てしまうから、いわゆるステップ応答が量子化器511
から出力されることになる。この出力は微分回路512
によってパルス状の出力となって現れてしまう。
出力を強制的に零にすると、直流成分も同時に零になっ
てしまうから、いわゆるステップ応答が量子化器511
から出力されることになる。この出力は微分回路512
によってパルス状の出力となって現れてしまう。
これを防ぐには、第1のノイズシェーピング量子化ルー
プの積分回路に残留している積分値を除去すればよいが
、リセットによって瞬時に零にするとステップ入力を加
えたことになって前記したような現象が発生する。
プの積分回路に残留している積分値を除去すればよいが
、リセットによって瞬時に零にするとステップ入力を加
えたことになって前記したような現象が発生する。
本発明は前記従来の問題点を解決するもので、パルス状
の出力を出すことな(出力を停止できるオーバーサンプ
リング型ビット圧縮装置を提供することを目的とする。
の出力を出すことな(出力を停止できるオーバーサンプ
リング型ビット圧縮装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
この目的を達成するために本発明は、ディジタル信号を
入力とする第1の単積分型または二重積分型のデルタ−
シグマ変調型ノイズシェーピング量子化ループと、単積
分型または二重積分型のデルタ−シグマ変調型ノイズシ
ェーピング量子化ループを合計N個有し、第1のノイズ
シェーピング量子化ループの入力端子にディジタル信号
を入力し、第(n−1)のノイズシェーピング量子化ル
ープの量子化誤差出力を第nのノイズシェーピング量子
化ループに入力し、第1から第(n−1)までのそれぞ
れのノイズシェーピング量子化ループに含まれる積分回
路の伝達特性の積と逆数の関係にある伝達特性を持つ微
分回路を第nのノイズシェーピング量子化ループの量子
化器出力からループ出力信号を得る経路に挿入し、第1
から第Nのループ出力信号を全て加算して得られる信号
を出力とするオーバーサンプリング型ビット圧縮装置で
あって、第1から第一までのノイズシェーピング量子化
ループの量子化誤差出力を減衰させる手段と、第(m+
i )から第Nのノイズシェーピング量子化ループの
ループ出力信号を零とする手段とを具備した構成となっ
ている。
入力とする第1の単積分型または二重積分型のデルタ−
シグマ変調型ノイズシェーピング量子化ループと、単積
分型または二重積分型のデルタ−シグマ変調型ノイズシ
ェーピング量子化ループを合計N個有し、第1のノイズ
シェーピング量子化ループの入力端子にディジタル信号
を入力し、第(n−1)のノイズシェーピング量子化ル
ープの量子化誤差出力を第nのノイズシェーピング量子
化ループに入力し、第1から第(n−1)までのそれぞ
れのノイズシェーピング量子化ループに含まれる積分回
路の伝達特性の積と逆数の関係にある伝達特性を持つ微
分回路を第nのノイズシェーピング量子化ループの量子
化器出力からループ出力信号を得る経路に挿入し、第1
から第Nのループ出力信号を全て加算して得られる信号
を出力とするオーバーサンプリング型ビット圧縮装置で
あって、第1から第一までのノイズシェーピング量子化
ループの量子化誤差出力を減衰させる手段と、第(m+
i )から第Nのノイズシェーピング量子化ループの
ループ出力信号を零とする手段とを具備した構成となっ
ている。
作 用
本発明は上記した構成により、量子化誤差出力を徐々に
減衰することによって、パルス出力なしに出力を停止で
きるものである。
減衰することによって、パルス出力なしに出力を停止で
きるものである。
実施例
以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明す
る。
る。
第1図Aは本発明によるオーバーサンプリング型ビット
圧縮装置の一実施例である。第1図Aにおいて、11,
12,13.14は加算器、15゜16.17は遅延回
路、18.19は積分回路、110.111は量子化器
、112は微分回路、a、bは制御信号である。このう
ち、加算器11゜12、遅延回路15,16、積分回路
18、および量子化器110によって構成される部分が
第一のノイズシェーピング量子化ループであり、加算器
13、遅延回路17、積分回路19、量子化器111、
および微分回路112によって構成される部分が第二の
ノイズシェーピング量子化ループである。
圧縮装置の一実施例である。第1図Aにおいて、11,
12,13.14は加算器、15゜16.17は遅延回
路、18.19は積分回路、110.111は量子化器
、112は微分回路、a、bは制御信号である。このう
ち、加算器11゜12、遅延回路15,16、積分回路
18、および量子化器110によって構成される部分が
第一のノイズシェーピング量子化ループであり、加算器
13、遅延回路17、積分回路19、量子化器111、
および微分回路112によって構成される部分が第二の
ノイズシェーピング量子化ループである。
入力ディジタル信号は加算器11を介して積分回路18
に入力され、累積加算されて出力される。このディジタ
ル出力は量子化器110で量子化(分解能を低減)され
て出力され、遅延回路15を介して加算器11への帰還
信号となるとともに第一のノイズシェーピング量子化ル
ープの出力となっている。
に入力され、累積加算されて出力される。このディジタ
ル出力は量子化器110で量子化(分解能を低減)され
て出力され、遅延回路15を介して加算器11への帰還
信号となるとともに第一のノイズシェーピング量子化ル
ープの出力となっている。
次に、量子化器110の入力信号と出力信号を遅延回路
15.16を介して加算器12へ入力し、加算器12の
出力(量子化器110の量子化誤差出力)は第二のノイ
ズシェーピング量子化ループの入力信号として加算器1
3へ入力されている。加算器13の出力信号は、第一の
ノイズシェーピング量子化ループと同様に積分回路19
、量子化器111、遅延回路17を介して加算器13へ
帰還される。ここで、量子化器111の出力信号は微分
回路112で微分され、微分回路112の出力は第二の
ノイズシェーピング量子化ループの出力となる。第一、
第二のノイズシェーピング量子化ループの出力を加算器
54で加算したものが、この回路の出力である。
15.16を介して加算器12へ入力し、加算器12の
出力(量子化器110の量子化誤差出力)は第二のノイ
ズシェーピング量子化ループの入力信号として加算器1
3へ入力されている。加算器13の出力信号は、第一の
ノイズシェーピング量子化ループと同様に積分回路19
、量子化器111、遅延回路17を介して加算器13へ
帰還される。ここで、量子化器111の出力信号は微分
回路112で微分され、微分回路112の出力は第二の
ノイズシェーピング量子化ループの出力となる。第一、
第二のノイズシェーピング量子化ループの出力を加算器
54で加算したものが、この回路の出力である。
第1図Bは、第1図Aにおける積分回路18の一実施例
を表すブロック図で、21.22は加算器、23は遅延
回路、24は積分回路、aは制御信号である。
を表すブロック図で、21.22は加算器、23は遅延
回路、24は積分回路、aは制御信号である。
通常の動作時においては制御回路24から加算器22へ
は零が出力されており、従ってこの回路の動作は第6図
に示す積分回路と等価である。制御信号aが制御回路2
4へ入力されると、加算器21の出力信号に対して反対
の符号を持つ絶対値1の信号が(加算器21の出力信号
が零の場合は零が)積分回路24から出力されて、加算
器22で加算器21の出力信号と加算されて出力される
。従って入力信号が零で、積分回路が零でない数値を保
持している場合には、制御信号aの入力によって徐々に
保持している数値の絶対値が減少してついには零になる
ようにしたものである。
は零が出力されており、従ってこの回路の動作は第6図
に示す積分回路と等価である。制御信号aが制御回路2
4へ入力されると、加算器21の出力信号に対して反対
の符号を持つ絶対値1の信号が(加算器21の出力信号
が零の場合は零が)積分回路24から出力されて、加算
器22で加算器21の出力信号と加算されて出力される
。従って入力信号が零で、積分回路が零でない数値を保
持している場合には、制御信号aの入力によって徐々に
保持している数値の絶対値が減少してついには零になる
ようにしたものである。
第1図Cは第1図Aにおける積分回路19の一実施例を
表すブロック図である。31は加算器、32は遅延回路
、33はリセット端子、bは制御信号である。
表すブロック図である。31は加算器、32は遅延回路
、33はリセット端子、bは制御信号である。
通常の動作時においては、この回路の動作は第6図に示
す積分回路と等価である。制御信号すがリセット端子3
3へ入力されると、遅延回路32はリセットされて零を
出力するようになり、積分動作を停止するものである。
す積分回路と等価である。制御信号すがリセット端子3
3へ入力されると、遅延回路32はリセットされて零を
出力するようになり、積分動作を停止するものである。
第2図A、B、Cは、第1図Aに示す回路において入力
信号を振幅±200の正弦波(整数値)、量子化器11
0,111の出力を0.±10000の三値(誤差が±
5000以内)に設定し、入力信号周波数をサンプリン
グ周波数の64分の1とした場合のものであって、時刻
T3にて入力信号を停止(第2図Aの縦の破線の時点)
してから100クロツク後に制御信号aによって、積分
回路18の積分値を1ずつ減じていって、零になったと
き(第2図Cの縦の破線の時点T0)に制御信号すによ
って積分回路19をリセットしたときの出力応答を、コ
ンピュータでシミュレーションしたものである。ここで
用いたローパス・フィルタ(LPF)は00式に示すも
のである。
信号を振幅±200の正弦波(整数値)、量子化器11
0,111の出力を0.±10000の三値(誤差が±
5000以内)に設定し、入力信号周波数をサンプリン
グ周波数の64分の1とした場合のものであって、時刻
T3にて入力信号を停止(第2図Aの縦の破線の時点)
してから100クロツク後に制御信号aによって、積分
回路18の積分値を1ずつ減じていって、零になったと
き(第2図Cの縦の破線の時点T0)に制御信号すによ
って積分回路19をリセットしたときの出力応答を、コ
ンピュータでシミュレーションしたものである。ここで
用いたローパス・フィルタ(LPF)は00式に示すも
のである。
前記したように、積分回路18の積分値が零になってい
るため第2のノイズシェーピング量子化ループには零が
入力されており、従って量子化器111の出力には直流
成分が含まれず、第2図に表れているように、パルス状
の出力を出すことなく出力を停止できることがわかる。
るため第2のノイズシェーピング量子化ループには零が
入力されており、従って量子化器111の出力には直流
成分が含まれず、第2図に表れているように、パルス状
の出力を出すことなく出力を停止できることがわかる。
第3図は本発明によるオーバーサンプリング型ビット圧
縮装置の一実施例である。第3図において、31.32
,33.34.35は加算器、36゜37.38は遅延
回路、39,310.311は積分回路、312,31
3は量子化器、314は微分回路、a、bは制御信号で
ある。このうち、加算器31.32、遅延回路36.3
7、積分回路39、および量子化器312によって構成
される部分が第一のノイズシェーピング量子化ループで
あり、加算器33.34、遅延回路38、積分回路31
0,311.量子化器313、および微分回路314に
よって構成される部分が第二のノイズシェーピング量子
化ループである。
縮装置の一実施例である。第3図において、31.32
,33.34.35は加算器、36゜37.38は遅延
回路、39,310.311は積分回路、312,31
3は量子化器、314は微分回路、a、bは制御信号で
ある。このうち、加算器31.32、遅延回路36.3
7、積分回路39、および量子化器312によって構成
される部分が第一のノイズシェーピング量子化ループで
あり、加算器33.34、遅延回路38、積分回路31
0,311.量子化器313、および微分回路314に
よって構成される部分が第二のノイズシェーピング量子
化ループである。
入力ディジタル信号は加算器31を介して積分回路39
に入力され、累積加算されて出力される。このディジタ
ル出力は量子化器312で量子化(分解能を低減)され
て出力され、遅延回路36を介して加算器31への帰還
信号となるとともに第一のノイズシェーピング量子化ル
ープの出力となっている。
に入力され、累積加算されて出力される。このディジタ
ル出力は量子化器312で量子化(分解能を低減)され
て出力され、遅延回路36を介して加算器31への帰還
信号となるとともに第一のノイズシェーピング量子化ル
ープの出力となっている。
次に、量子化器312の入力信号と出力信号を遅延回路
36.37を介して加算器32へ入力し、加算器32の
出力(量子化器312の量子化誤差出力)は第二のノイ
ズシェーピング量子化ループの入力信号として加算器3
3へ入力されている。加算器33の出力信号は、積分回
路310、加算器34、積分回路311、量子化器31
3、遅延回路38を介して加算器33.34へ帰還され
る。ここで、量子化器313の出力信号は微分回路31
4で微分され、微分回路314の出力は第二のノイズシ
ェーピング量子化ループの出力となる。第一、第二のノ
イズシェーピング量子化ループの出力を加算器35で加
算したものが、この回路の出力である。
36.37を介して加算器32へ入力し、加算器32の
出力(量子化器312の量子化誤差出力)は第二のノイ
ズシェーピング量子化ループの入力信号として加算器3
3へ入力されている。加算器33の出力信号は、積分回
路310、加算器34、積分回路311、量子化器31
3、遅延回路38を介して加算器33.34へ帰還され
る。ここで、量子化器313の出力信号は微分回路31
4で微分され、微分回路314の出力は第二のノイズシ
ェーピング量子化ループの出力となる。第一、第二のノ
イズシェーピング量子化ループの出力を加算器35で加
算したものが、この回路の出力である。
第4図A、B、Cは、第3図に示す回路において入力信
号を振幅±200の正弦波(整数値)、量子化器312
.313の出力をO2上10000の三値(誤差が±5
000以内)に設定し、入力信号周波数をサンプリング
周波数の64分の1とした場合のものであって、入力信
号を停止く第4図Aの縦の破線の時点)してから100
クロツク後に制御信号aによって、積分回路39の積分
値を1ずつ減じていって、零になったとき(第4図Cの
縦の破線の時点)に制御信号すによって積分回路39を
リセットしたときの出力応答を、コンピュータでシミュ
レーションしたものである。ここで用いたローパス・フ
ィルタ(LPF)は[相]式%式% 第4図に表れているように、パルス状の出力を出すこと
なく、出力を停止できることがわかる。
号を振幅±200の正弦波(整数値)、量子化器312
.313の出力をO2上10000の三値(誤差が±5
000以内)に設定し、入力信号周波数をサンプリング
周波数の64分の1とした場合のものであって、入力信
号を停止く第4図Aの縦の破線の時点)してから100
クロツク後に制御信号aによって、積分回路39の積分
値を1ずつ減じていって、零になったとき(第4図Cの
縦の破線の時点)に制御信号すによって積分回路39を
リセットしたときの出力応答を、コンピュータでシミュ
レーションしたものである。ここで用いたローパス・フ
ィルタ(LPF)は[相]式%式% 第4図に表れているように、パルス状の出力を出すこと
なく、出力を停止できることがわかる。
また、ここでは積分回路の積分値を1ずつ減じる方法を
示したが、積分回路の伝達特性HiをHi=□
・・・・・・・・・(11)1−εZ−1 但し ε:0〈〈さくl に変えることによって、積分回路の出力は入力信号が零
になると次第に減少して一定時間後に積分値が零になり
、パルスもなく出力を停止できる。
示したが、積分回路の伝達特性HiをHi=□
・・・・・・・・・(11)1−εZ−1 但し ε:0〈〈さくl に変えることによって、積分回路の出力は入力信号が零
になると次第に減少して一定時間後に積分値が零になり
、パルスもなく出力を停止できる。
なお、本実施例では積分回路の積分値を減衰する方法を
示したが、本発明の要点は、次段のノイズシェーピング
量子化ループへの入力を徐々に減衰することにあるから
、例えば第1図Aに示す回路で加算器13の入力を減少
させる手段を用いても同様の効果があることは言うまで
もない。
示したが、本発明の要点は、次段のノイズシェーピング
量子化ループへの入力を徐々に減衰することにあるから
、例えば第1図Aに示す回路で加算器13の入力を減少
させる手段を用いても同様の効果があることは言うまで
もない。
また、本実施例では第二のノイズシェーピング量子化ル
ープの積分回路をリセットしているが、最終段のノイズ
シェーピング量子化ループの積分回路も徐々に減衰した
ほうが、リセットするよりも滑らかな出力の停止ができ
る。
ープの積分回路をリセットしているが、最終段のノイズ
シェーピング量子化ループの積分回路も徐々に減衰した
ほうが、リセットするよりも滑らかな出力の停止ができ
る。
発明の効果
以上述べたように本発明は、第1がら第mまでのノイズ
シェーピング量子化ループ(m:1≦m≦Nを満たす、
ある整数)の量子化誤差出力を減衰させる手段と、前記
第(m+ 1 )から第Nのノイズシェーピング量子化
ループのループ出力信号を零とする手段(ただし、m≠
Nの場合に限る)とを具備することにより、パルス状の
出力を出すことなく出力を停止できるものであり、これ
によって無信号入力時のノイズを除去できるという優れ
た効果を発揮し得るものである。
シェーピング量子化ループ(m:1≦m≦Nを満たす、
ある整数)の量子化誤差出力を減衰させる手段と、前記
第(m+ 1 )から第Nのノイズシェーピング量子化
ループのループ出力信号を零とする手段(ただし、m≠
Nの場合に限る)とを具備することにより、パルス状の
出力を出すことなく出力を停止できるものであり、これ
によって無信号入力時のノイズを除去できるという優れ
た効果を発揮し得るものである。
第1図Aは本発明によるオーバーサンプリング型ビット
圧縮装置の一実施例を表すブロック図、第1図B、Cは
第1図Aに示す積分回路の一実施例を表すブロック図、
第2図A−Cは第1図Aの回路を用いて無信号入力時に
出力を停止させたときの出力波形図、第3図は本発明の
他の実施例を示すブロック図、第4図A−Cは第3図の
回路を用いて無信号入力時に出力を停止させたときの出
力波形図、第5図は従来のオーバーサンプリング型ビッ
ト圧縮装置の一例を示すブロック図、第6図は同積分回
路を示すブロック図、第7図は同微分回路を示すブロッ
ク図、第8図は第5図の回路の出力信号のスペクトル分
布図、第9図は従来のオーバーサンプリング型ビット圧
縮装置の他の例を示すブロック図、第10図は第9図の
回路の出力信号のスペクトル分布図、第11図は第5図
の回路を用いて無信号入力時に出力を停止させたときの
出力波形図、第12図は第9図の回路を用いて無信号入
力時に出力を停止させたときの出力波形図である。 11.12.13,14,21.22,31゜32.3
3,34.35・・・・・・加算器、15,16゜17
.23,36,37.38・旧・・遅延回路、24・・
・・・・制御回路、33・・・・・・リセット端子、1
8.19゜39.310.311・・・・・・積分回路
、110,111゜312.313・・・・・・量子化
器、112,314・・・・・・微分回路、a、b・・
・・・・制御信号。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はが1名ヘぐ e%3 − 任 E Jく「 区 −δ の
。 !デ 丘 第8図 (dβ〕 (114−−一勿今旧訃 第10図 (dB]
圧縮装置の一実施例を表すブロック図、第1図B、Cは
第1図Aに示す積分回路の一実施例を表すブロック図、
第2図A−Cは第1図Aの回路を用いて無信号入力時に
出力を停止させたときの出力波形図、第3図は本発明の
他の実施例を示すブロック図、第4図A−Cは第3図の
回路を用いて無信号入力時に出力を停止させたときの出
力波形図、第5図は従来のオーバーサンプリング型ビッ
ト圧縮装置の一例を示すブロック図、第6図は同積分回
路を示すブロック図、第7図は同微分回路を示すブロッ
ク図、第8図は第5図の回路の出力信号のスペクトル分
布図、第9図は従来のオーバーサンプリング型ビット圧
縮装置の他の例を示すブロック図、第10図は第9図の
回路の出力信号のスペクトル分布図、第11図は第5図
の回路を用いて無信号入力時に出力を停止させたときの
出力波形図、第12図は第9図の回路を用いて無信号入
力時に出力を停止させたときの出力波形図である。 11.12.13,14,21.22,31゜32.3
3,34.35・・・・・・加算器、15,16゜17
.23,36,37.38・旧・・遅延回路、24・・
・・・・制御回路、33・・・・・・リセット端子、1
8.19゜39.310.311・・・・・・積分回路
、110,111゜312.313・・・・・・量子化
器、112,314・・・・・・微分回路、a、b・・
・・・・制御信号。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はが1名ヘぐ e%3 − 任 E Jく「 区 −δ の
。 !デ 丘 第8図 (dβ〕 (114−−一勿今旧訃 第10図 (dB]
Claims (1)
- ディジタル信号を入力とする第1の単積分型または二重
積分型のデルタ−シグマ変調型ノイズシェーピング量子
化ループと、単積分型または二重積分型のデルタ−シグ
マ変調型ノイズシェーピング量子化ループを合計N個(
N:2以上の整数)有し、前記第1のノイズシェーピン
グ量子化ループの入力端子にディジタル信号を入力し、
第(n−1)の(n:2からNまでの整数)ノイズシェ
ーピング量子化ループの量子化誤差出力を第nのノイズ
シェーピング量子化ループに入力し、前記第1から第(
n−1)までのそれぞれのノイズシェーピング量子化ル
ープに含まれる積分回路の伝達特性の積と逆数の関係に
ある伝達特性を持つ微分回路を前記第nのノイズシェー
ピング量子化ループの量子化器出力からループ出力信号
を得る経路に挿入し、前記第1から第Nのループ出力信
号を全て加算して得られる信号を出力とするオーバーサ
ンプリング型ビット圧縮装置であって、前記第1から第
mまでのノイズシェーピング量子化ループ(m:1≦m
≦Nを満たす、ある整数)の量子化誤差出力を減衰させ
る手段と、前記第(m+1)から第Nのノイズシェーピ
ング量子化ループのループ出力信号を零とする手段(た
だし、m≠Nの場合に限る)とを具備したことを特長と
するオーバーサンプリング型ビット圧縮装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8160188A JP2624290B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | オーバーサンプリング型ビット圧縮装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8160188A JP2624290B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | オーバーサンプリング型ビット圧縮装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01254023A true JPH01254023A (ja) | 1989-10-11 |
JP2624290B2 JP2624290B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=13750838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8160188A Expired - Lifetime JP2624290B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | オーバーサンプリング型ビット圧縮装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2624290B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05335963A (ja) * | 1992-06-01 | 1993-12-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | D/a変換装置 |
JPH0722951A (ja) * | 1991-11-29 | 1995-01-24 | Nec Corp | ノイズシェイパ |
JP2012023417A (ja) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Panasonic Corp | クロック再生成回路およびこれを用いたデジタルオーディオ再生装置 |
JP2014014045A (ja) * | 2012-07-05 | 2014-01-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 信号変換装置、及びこれを用いた送信機 |
-
1988
- 1988-04-01 JP JP8160188A patent/JP2624290B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0722951A (ja) * | 1991-11-29 | 1995-01-24 | Nec Corp | ノイズシェイパ |
JP2822734B2 (ja) * | 1991-11-29 | 1998-11-11 | 日本電気株式会社 | ノイズシェイパ |
JPH05335963A (ja) * | 1992-06-01 | 1993-12-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | D/a変換装置 |
JP2012023417A (ja) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Panasonic Corp | クロック再生成回路およびこれを用いたデジタルオーディオ再生装置 |
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