JPH0229030A - 信号処理回路 - Google Patents

信号処理回路

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JPH0229030A
JPH0229030A JP1102129A JP10212989A JPH0229030A JP H0229030 A JPH0229030 A JP H0229030A JP 1102129 A JP1102129 A JP 1102129A JP 10212989 A JP10212989 A JP 10212989A JP H0229030 A JPH0229030 A JP H0229030A
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JP
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signal
analog signal
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JP1102129A
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Yoshiro Ishizawa
石澤 喜朗
Hiroshi Morito
宏 森戸
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NEC Corp
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NEC Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/18Automatic control for modifying the range of signals the converter can handle, e.g. gain ranging

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアナログ信号−ディジタル信号変換(以下A/
D変換と略す)回路に関し、特に分解能の低いA/D変
換器を用いて、高い分解能をもったアナログ信号−ディ
ジタル信号変換処理を行うのに好適な、アナログ信号−
ディジタル信号変換回路に関する。
〔従来の技術〕
従来、A/D変換回路において、分解能の高いA/D変
換を行うためには分解能の高いA/D変換器を用いてい
た。例えば、サンプリングレートf0で10ビツトの分
解能が要゛求されるA/D変換回路では、通常、10ビ
ット以上の分解能を持ったA/D変換器を用いている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、分解能の高いA/D変換器はコストが高
くまた消費電流も非常に大きいため、例えば、磁気記録
再生装置一体型カメラ(以下カムコーダーと略す)の様
な低消費電力が要求される機器への応用が困難になると
いう欠点があった。
本発明の目的は要求される分解能のA/D変換処理を同
分解能よりも小さい分解能のA/D変換器を用いて実現
するための信号処理回路を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の信号処理回路は、アナログ入力端子と、該アナ
ログ入力端子から入力されるアナログ信号を入力とする
アナログ信号増幅回路群と、アナログ信号増幅回路群の
複数の出力を入力とする第一のセレクタと、該第一のセ
レクタの出力を入力とするA/D変換器と該A/D変換
器の出力を入力とする第二のセレクタと、該第二のセレ
クタの複数出力を入力とする係数器群と、前記第二のセ
レクタの複数出力を入力とする制御回路と、該制御回路
の出力を制御入力とし、前記、係数器の複数出力を入力
とする第三のセレクタと、サンプリングクロック発生回
路を有しており、該サンプリングクロック発生回路の発
生するサンプリングクロックを、前記第一のセレクタ及
び前記A/D変換器及び第二のセレクタに対して供給し
ている。
前記アナログ信号増幅回路群はおのおのの利得Ga++
Ga2+・・・・・・Gaρなる4個の出力を持ち、前
記係数器群は、おのおのの係数G k 1. G k 
1.・・・・・・Gkmなるm個の出力を持ち(ただし
m、ρは整数)、前記第一のセレクタにより選択された
前記アナログ信号増幅回路群のある出力が利得Gaiで
あり、前記第三のセレクタによって選択された出力信号
に掛かる前記係数器のある出力の係数がGkjである時
、前記利得Gaiと前記係数Gkjが (ただし αは実数、i、jは整数) なる関係を持つ。
前記アナログ信号増幅回路が4個の出力を持ち前記係数
器がm個の出力を持ち、前記第三のセレクタの出力がサ
ンプリングクロックf。でサンプリングされる時、前記
サンプリングクロック発生器が f、=nf。
(ただしl≧n、m≧n、12.m、nは整数)なるサ
ンプリングクロックfsを有する。
〔実施例〕
第1図に本発明の第1の実施例を示す。本実施例では2
個のアナログ信号増幅器22.23を用いており、これ
らはそれぞれアナログ入力端子21から入力されるアナ
ログ入力信号をデータ入力とする。セレクタ24はアナ
ログ信号増幅筋22゜23の出力をデータ入力とし、か
つ、サンプリングクロック発生回路32の出力をクロッ
ク入力とする。A/D変換器25は、セレクタ24の出
力をデータ入力とし、サンプリングクロック発生回路3
2の出力をクロック入力とする。セレクタ26はA/D
変換器25の出力をデータ入力とし、サンプリング発生
回路32の出力をクロック入力とする。係数器27,2
8はそれぞれセレクタ26の2つの出力のうち一方を入
力とし、制御回路30はセレクタ26の2つの出力を入
力とし、セレクタ26は係数器27.28の出力をデー
タ入力とし、制御回路30の出力を制御入力とし、セレ
クタ29の出力をディジタル出力端子群31に出力し、
データ出力としている。
本実施例では、要求される分解能が10ビツトであるの
に対し、8ビツト分解能のA/D変換器25を用いてい
る。したがって、増幅器22゜23のゲインはそれぞれ
OdB、12dBであり、係数器27.28は係数はそ
れぞれx4.xlである。また、後述する基準レベルα
の入力アナログ信号の最大振幅のAレベルに設定されて
いる。
アナログ増幅器22.23は入力されたアナログ信号を
それぞれOdB、12dBのゲインで増幅する。セレク
タ24は、この増幅された信号をサンプリングクロック
発生器の発生するサンプリングクロック2fo(foは
システムで要求される本来のサンプリングレートである
)によって選択し出力する。A/D変換器25は分解能
8ビツトのA/D変換器で、セレクタ24の出力するア
ナログ信号をサンプリングクロック2foによってディ
ジタル信号に変換する。セレクタ26はサンプリングク
ロック2fOによってA/D変換後の信号を12dB増
幅された信号が係数器28にOdBに増幅された信号が
係数器27に出力されるように分配する。係数器27は
セレクタ26から入力だデータを4倍し、係数器28は
セレクタ26から入力したデータを1倍して係数器27
.28の出力レベルが揃うようにする。
制御回路30はセレクタ26の出力データを検出し、セ
レクタ29の制御信号を発生する。セレクタ29は制御
回路30からの制御信号により係数器27及び28の出
力のうちどちらかを選択し、ディジタル出力端子群31
に10ビツトデータとして出力する。この時、データ出
力レートは、サンプリングクロックf0でサンプリング
可能な値である。また、セレクタ24.A/D変換器2
5、セレクタ26は同一のサンプリングクロック2f、
に同期して作動している。
第2図に本実施例におけるA/D変換変換フケ示す。ア
ナログ入力信号端子21から入力された原信号J1は、
アナログ増幅器22よりOdB増幅されかつHfoの期
間だけ遅延され(J2)、同時にアナログ増幅器23に
より12dB増幅される(J3)。J3は遅延されない
。セレクタ24は、サンプリングクロック発生器32の
発生する、サンプリングクロックf。02倍の周波数2
f。
で、前記の信号J2.J3を交互に選択し、信号J4と
して出力する。信号J4はA/D変換器25によりサン
プリングクロック2foでサンプリングされ8ビツトの
ディジタルデータに変換され信号J5として出力される
。ここで入力アナログ信号レベルが基準レベルαを越え
ていた場合、信号J3のA/D変換データに相当する信
号J5はオーバーフローを生じる。セレクタ26はディ
ジタル変換後の信号J5を、サンプリングクロック2f
oに従って、12dB増幅された信号を係数器28、O
dE増幅された信号を係数器27に交互に出力する。係
数器27.28はそれぞれの入力信号を4倍及び1倍し
て信号J6及びJ7とし、両者の信号レベルを揃える。
すなわち、係数器27は入力された8ビツトデータを2
ビツト左シフトしてLSB側に“00″を付加して10
ビツトとし、係数器28は入力8ビツトデータを2ビツ
ト右シフトしてMSB側に“00”を付加して10ビツ
トとする。各係数器27.28は次のデータが供給され
るまでその出力を保持している。制御回路30は、前記
セレクタ26の出力信号をモニタし、セレクタ29をサ
ンプリングクロックf。に周期して制御する。すなわち
、制御回路30は、係数器270入力デイジタルデータ
を基準レベルαに相当する基準ディジタルデータと比較
するか又は、係数器28の入力ディジタルデータを基準
レベルαの4倍のレベルに相当する基準ディジタルデー
タと比較することにより、その比較結果から入力アナロ
グ信号が基準レベルαを越えたと判断すると信号J6(
係数器27の出力)を選択し、それ以外のときは信号J
7(係数器28の出力)を選択するようにセレクタ29
を制御する。その結果、セレクタ29は信号J8が得ら
れる。該して、8ビツト分解能のA/D変換器を用いて
、サンプリングクロックf。で10ビツトの分解能を要
求されるA/D変換処理が実行される。
上記実施例において、A/D変換器25として9ビツト
のものを用いた場合は、増幅器22.23のゲインはそ
れぞれOdB、6dBとなり、係数数27,28はそれ
ぞれx2.xlとなる。すなわち、係数器27は9ビツ
トの変換データを1ビツト左シフトしてLSBに“0”
を付加し、係数器8は9ビツトの変換データに0”をM
SBとして付加し、それぞれ10ビツトデートする。
また基準レベルαは入力アナログ振幅のAレベルである
本発明は、上記のように、2個のアナログアンプを用い
た例に限られず、4個のアンプを用いることができる。
その構成を第2の実施例として、第3図に示す。第3図
において、アナログ信号増幅器2は、アナロク信号入力
端子1から入力されるアナログ信号をデータ入力とし、
セレクタ3はアナログ信号増幅器2の4個の出力を入力
としくここでpは整数)、A/D変換器4はセレクタ3
の出力を入力とし、セレクタ5はA/D変換器4の出力
を入力とし、係数器6及び制御回路9は共にセレクタ5
0m個の出力を入力としくここでmは整数)、セレクタ
7は制御回路9の出力を制御入力とし、係数器6のm個
の出力を入力とし、サンプリングクロック発生回路10
の出力がセレクタ3及びA/D変換器4及びセレクタ5
に対して供給され、セレクタ7の出力をディジタル出力
端子群7に出力し、データとしている。
アナログ増幅回路2は、入力されたアナログ信号を増幅
し、4個のそれぞれ異なった増幅率Ga、。
Ga2.・・・・・・Gapを持った信号として出力す
る。
セレクタ3はアナログ増幅回路2の出力する1個の信号
をサンプリングクロック発生器10の発生するサンプリ
ングクロックnfoに従って選択し出力する(ここでn
≧ρであり、nは整数)。A/D変換器4は、セレクタ
3の出力する選択されたアナログ信号をサンプリングク
ロックnf、!よってディジタル信号に変換し、セレク
タ5は変換されたディジタル信号をサンプリングクロッ
クnfoによってm個に分配する(ここでn≧mである
)。係数器6は、入力されたm個のデータに対しておの
おののデータのアナログ増幅回路2による増幅率がGa
1、Ga2・・・・・・、Gaiである時、係数Gk+
、Gk2・・・・・・、Gkmを掛けて出力し、出力デ
ータの信号レベルが揃うようにする。
ここで、アナログ増幅回路のある出力iの利得がGai
である時、セレクタによって選択される係(αは実数、
1+  jは整数) と表される。制御回路9は、セレクタ5からのm個の出
力を検出し、セレクタ7の制御信号を発生する。セレク
タ7は、制御回路9の発生する制御信号により係数器6
のm個の出力からある一つの出力を選択し、ディジタル
信号出力端子群8においてサンプリングクロックf。に
よってサンプリング可能なレートで、ディジタル信号出
力端子群8に出力する。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、任意のレベルに増幅した
アナログ信号に対してA/D変換を行い、増幅レベルに
応じた補正をディジタル処理により行うことで、アナロ
グ信号の入力レベルが低い場合には増幅してA/D変換
をおこなった信号を選択し、アナログ信号の入力レベル
が高い場合には、増幅しないでA/D変換を行い、ディ
ジタル処理により補正した信号を選択することができ、
低分解能のA/D変換器を用いて高分解能のA/D変換
回路を構成できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す回路図、第2図は
第1図の動作を説明するA/D変換のフロー図、第3図
は本発明の第2の実施例を示す回路図、である。 1.21.40・・・・・・アナログ信号入力端子、2
.22.23・・・・・・アナログ信号増幅回路、3゜
5.7,24,26.29・・・・・・セレクタ、4,
25・・・・・・A/D変換器、6,27.28・・・
・・・係数器、9.30・・・・・・制御回路、10.
32・・・・・・サンプリングクロック発生回路、8,
31・・・・・・ディジタル信号出力端子群。 代理人 弁理士  内 原   晋 821図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、アナログ信号入力端子と、該アナログ信号入力端子
    から入力されるアナログ信号を入力とする複数のアナロ
    グ信号増幅回路と、これらアナログ信号増幅回路の出力
    を入力とする第一のセレクタと、該第一のセレクタの出
    力を入力とするアナログ信号−ディジタル信号変換器と
    、該アナログ信号−ディジタル信号変換器の出力を入力
    とする第二のセレクタと、該第二のセレクタの複数出力
    を入力とする複数の係数器および制御回路と、該制御回
    路の出力を制御入力とし、前記複数の係数器の複数出力
    を入力とする第三のセレクタと、サンプリングクロック
    発生回路とを有し、該サンプリング発生回路の発生する
    サンプリングクロックを前記第一のセレクタ及び前記ア
    ナログ信号−ディジタル信号変換器及び前記第二のセレ
    クタに供給することを特徴とする信号処理回路。 2、前記アナログ信号増幅回路群は、おのおのの利得は
    Ga_1、Ga_2……Ga_lであるl個の出力を持
    ち、前記係数器群はおのおのお利得がGl_2_1、G
    a_2、……Gkmであるm個の出力を持ち(ただしl
    、mは整数)、前記第一のセレクタにより選択された前
    記アナログ信号増幅回路群のある出力の利得がGaiで
    あり、前記第三のセクタによって選択された出力信号に
    掛かる前記係数器群の係数がGkjである時、前記利得
    Gaiと前記係数Gkjが Gkj=α・(1/[Gai])……(1)(ただし、
    αは実数、i、jは整数) なる関係を持つことを特徴とする特許請求の範囲第一項
    記載の信号処理回路。 3、前記アナログ信号増幅回路群が、l個の出力を持ち
    、前記係数器群がm個の出力を持ち、特許請求範囲第一
    項記載の信号処理回路がサンプリングクロックf_0で
    データを出力し、前記サンプリングクロック発生器がサ
    ンプリングクロックf_■を発生する時、該サンプリン
    グクロックf_■が f_■=nf_0……(2) (ただしn≧l、n≧m、n、m、lは整数)で示され
    ることを特徴とする特許請求の範囲第一項記載の信号処
    理回路。
JP1102129A 1988-04-20 1989-04-20 信号処理回路 Pending JPH0229030A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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JP63-98702 1988-04-20
JP9870288 1988-04-20

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JPH0229030A true JPH0229030A (ja) 1990-01-31

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EP (1) EP0338837B1 (ja)
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