JPH0322624A - A/d converter - Google Patents

A/d converter

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JPH0322624A
JPH0322624A JP15764589A JP15764589A JPH0322624A JP H0322624 A JPH0322624 A JP H0322624A JP 15764589 A JP15764589 A JP 15764589A JP 15764589 A JP15764589 A JP 15764589A JP H0322624 A JPH0322624 A JP H0322624A
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JP
Japan
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circuit
shift
output
shift amount
downsampling
Prior art date
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Pending
Application number
JP15764589A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiko Oide
大出 由子
Masako Osumi
大角 昌子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to JP15764589A priority Critical patent/JPH0322624A/en
Publication of JPH0322624A publication Critical patent/JPH0322624A/en
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Abstract

PURPOSE:To calculate a low level signal and a high level signal at the time of processing the signal with a digital code having similar information quantity by shifting an output data of a 1st down-sampling circuit according to the shift extent, and inputting the result to a 2nd down-sampling circuit. CONSTITUTION:An output signal of an A/D converter 1 is inputted to a 1st down-sampling circuit 2 to output an N-bit natural binary code through a loopback noise suppression filter. Moreover, an amplitude detection circuit 3 receives an output data of the 1st down-sampling circuit 2 to output the amplitude. A shift quantity decision circuit 4 receives amplification factor to decide the shift. A shift circuit 5 receives an output data of the 1st down-sampling circuit 2 to apply left logic shift calculation according to the output signal of the shift quantity decision circuit 4 and a high-order M-bit is inputted to the 2nd down-sampling circuit 6. Then 16-bit effective value is inputted to the 2nd down-sampling circuit 6 even as to a low level signal.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はA/D変換装置に関し、特にディジタル信号処
理に広く利用され且つアナログ信号をディジタル信号に
変換するA/D変換装置に関する. 〔従来の技術〕 近年、マイクロプロセッサの発達に伴い、信号処理分野
でも高速且つ高精度なシグナルプロセッサが出現してい
る.このため、アナログ信号をディジタル信号に変換す
るA/D変換器にも、高精度な処理が要求されている.
最近では、予測器と雑音成形器を用いたオーバーサンプ
リング手法により、アナログ信号を入力とし高いサンプ
リング周波数でディジタル信号に変換し、ディジタルフ
ィルタとダウンサンプリングにより、所望のサンプリン
グレートに変換するA/D変換装置が多く用いられてい
る.これは、アナログ構成部を小さくするとともに、デ
ィジタル信号処理によりA/D変換を行い、高いS/N
特性を得ることを意図している. 第6図はかかる従来の一例を示すA/D変換装置のブロ
ック図である. 第6図に示すように、この装置は従来の1次予測器と1
次雑音成形器からなるオーバーサンプリング型A/D変
換装置の信号処理システムを表わしている,すなわち、
A/D変換器1は、周波数f.でサンプリングすること
により、入力アナログ信号をディジタル信号に変換し出
力するものとする.また、第1次ダウンサンプリング回
路2は、A/D変換器1の出力データをサンプリング周
波数f,からf2 (fs > fz )にダウンサン
プリングするとともに、折り返し雑音抑圧フィルタの機
能を有し且つ出力データは22ビットであるとする.更
に、第2次ダウンサンプリング回路3は、第1次ダウン
サンプリング回路2の出力データをサンプリング周波数
f2から更にf,(fz > fs )にダウンサンプ
リングするとともに、この時の折り返し雑音を防ぎ帯域
制限する機能を有しており、しかも16ビット長の外部
データインタフェイスと16ビット長の内部演算能力を
有するシグナルプロセッサであるとする.このようなシ
ステムを用いて信号処理を行う場合、第1次ダウンサン
プリング回路2から出力されるディジタル符号が、22
ビットの自然2進コードである場合に表現できるレベル
の範囲は、OdBから約−132dBである.一方、第
2次ダウンサンプリング回路3は、16ビット長の外部
インタフエイスと16ビット長の内部演算能力を持つシ
グナルプロセッサであるため、第1次ダウンサンプリン
グ回路2の出力データ22ビットのうちの上位16ビッ
トを入力する.このため、第1次ダウンサンプリング回
路2の出力データが−100dBであっても、第2次ダ
ウンサンプリング回路3の入力データが16ビットであ
るため、−97dB以下の入力データはすべて″O”と
なる.すなわち、第1次ダウンサンプリング回路2の出
力データが−97dBから−132dBの間では、第2
次ダウンサンプリング回路3への入力はすべて“O″と
なる.従って、第1次ダウンサウンプリング回路2と第
2次ダウンサンプリング回路3の間では、演算誤差が増
大する.第7図は第6図におけるOdB及び−48dB
に近いレベルのアナログ信号を全ビット数22ビット《
整数部8ビット,小数部14ビット)のA/D変換器と
第1次ダウンサンプリング回路を用いて自然2進コード
に変換した結果を示す対応図である. 第7図に示すように、上述の信号処理システムにおいて
、入力データが高レベル信号のOdBに近いデータであ
ったとすると、第1次ダウンサンプリング回路2からの
出力データ22ビットの内、上位16ビットの全ビット
が有効なデータとして第2次ダウンサンプリング回路3
に入力される.これに対し、入力データが低レベル信号
の−90dBに近いデータであったとすると、第7図に
示すように、第1次ダウンサンプリング回路2からの出
力データ22ビットの内、上位数ビットはほとんど無効
なデータとなり、第2次ダウンサンプリング回路3への
入カデータ16ビットの下位数ビットのみが有効となり
、入力データが低レベルになる毎に第2次ダウンサンプ
リング回路3への入力データの有効なビット数は、数ビ
ットあるいはゼロピットとなり、ほとんどの情報を失う
ことになる. 〔発明が解決しようとする課題〕 上述した従来の差分型A/D変換装置を用いると、第1
次ダウンサンプリング回路の出力データがNビットであ
るにも関わらず、第2次ダウンサンプリング回路の入力
データがMビット(N>M〉であるため、Nビットの上
位Mビットのみが、有効なデータとして第2次ダウンサ
ンプリング回路に入力される.そのため、第1次ダウン
サンプリング回路の出力データのうち上位(M+1)ビ
ット目からNビットまでの情報が無効となってしまい、
低レベルの信号処理を行う場合には演算誤差を増大させ
るという欠点がある.本発明の目的は、かかる低レベル
信号の処理も高レベル信号の処理と同様に行なえ、しか
も演算誤差を減少させることのできるA/D変換装置を
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A/D変換装置は、周波数ftでサンプリング
する差分型A/D変換器と、前記A/D変換器の出力デ
ータをサンプリング周波数f.からf2 (f+ > 
fz )にダウンサンプリングし且つ折り返し雑音抑圧
フィルタの機能を有する第1のダウンサンプリング回路
と、前記第1のダウンサンプリング回路の出力データを
周波数f2毎に入力してそのデータの振幅を検出する振
幅検出回路と、ある所定期間に前記振幅検出回路の結果
がちシフト量を決定しこのシフト量を出力するとともに
、その最小シフト量を検索し且つ前記所定期間後は前記
最小シフト量を出力するシフト決定回路と、前記シフト
量決定回路の出力に基づき前記第1のダウンサンプリン
グ回路の出力データをシフトするシフト回路と、前記シ
フト回路がらの有効な値を周波数fz  (fz > 
ft )で再びダウンサンプリングしてディジタル信号
を出力する第2のダウンサンプリング回路とを含んで構
或される.〔実施例〕 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
. 第1図は本発明の一実施例を示すA/D変換装置のブロ
ック図である. 第1図に示すように、本実施例は周波数f1でサンプリ
ングすることにより予測器と雑音或形器を用いてアナロ
グ信号をディジタル信号に変換し自然2進コードを出力
するA/D変換器1と、A/D変換器1の出力データを
サンプリング周波数f.からf2 (ft > f2>
にダウンサンプリングし且つ折り返し雑音抑圧フィルタ
の機能を有するとともにNビットを出力する第1次ダウ
ンサンプリング回路2と、第1次ダウンサンプリング回
路2の出力データを入力して信号の振幅を検出し且つそ
の振幅度を出力する振幅検出回路3と、振幅検出回路3
の出力を周波数f2毎に入力し且つある所定期間Tでは
、この入力値からシフト量を決定してシフト量を出力す
るとともにその最小シフト量を検索し、またある所定期
間Tの後は最小フト量を出力するシフト量決定回路4と
、シフト量決定回路4の出力に基づいて第1次ダウンサ
ンプリング回路2の出力データを左論理シフト演算する
シフト回路5と、シフト回路5の出力データをサンプリ
ング周波数f2から更にfs(f2>f3)にダウンサ
ンプリングし且つこの時の折り返し雑音を防ぎ帯域制限
する機能を有するとともにMビット(N> M)長の外
部データインタフェイスとMビット長の内部演算能力を
有する第2次ダウンサンプリング回路6とを有している
.すなわち、シフト回路5の出力データの上位Mビット
が第2次ダウンサンプリング回路6に入力される. 次に、上述の信号処理を行うシステムにおいて、高レベ
ルの入力アナログ信号と低レベルの入カアナログ信号が
ランダムに入力される場合の予測器と雑音戒形器を用い
たオーバーサンプリング型A/D変換装置の動作につい
て説明する.まず、本本実施例における予測器と雑音或
形器を用いたオーバーサンプリング型A/D変換装置で
は、アナログ信号をA/D変換器1に入力されると、周
波数f.でサンプリングし、予測器と雑音或形器を用い
てアナログ信号をディジタル信号に変換する.このA/
D変換器1の出力信号を第1次ダウンサンプリング回路
2に入力し、サンプリング周波数f1からfz  (f
t > f2)にダウンサンプリングし、折り返し雑音
抑圧フィルタに通してNビットの自然2進コードを出力
する.また、振幅検出回路3は、第1次ダウンサンプリ
ング回路2の出力データを入力とし、この入力データの
振幅を検出し振幅度を出力する.シフト量決定回路4は
この振幅検出回路3の振幅度の出力を入力とし、この値
からシフト量を決定する.この際、ある所定期間Tでは
、決定されたシフト量を出力するとともにある所定期間
Tでのシフト最の最小値を検索する.また、ある所定期
間T以後はこの最小シフト量を出力する.即ち、ある所
定期間Tでは、第1次ダウンサンプリング回路2の出力
データの最大振幅のデータに対するシフト量を検索して
いることになる.更に、シフト回路5は第1次ダウンサ
ンプリング回路2の出力データを入力し、シフト量決定
回路4の出力信号にしたがって左論理シフト演算を行う
. 第2図は第1図におけるシフト回路内部のシフタ動作用
データ構成図である. 第2図に示すように、このシフタ動作用データはNビッ
トのデータにおけるMビットの取り出しデータとシフト
量との関係、すなわち左論理シフトを表わしている. この左論理シフト演算終了後の上位Mビットを第2次ダ
ウンサンプリング回路6に入力する.第2次ダウンサン
プリング回路6は、シフト回路5の出力データをサンプ
リング周波数f2から更にfs  (f2> fs )
にダウンサンプリングし、この時の折り返し雑音を防ぎ
帯域制限してMビットのディジタル信号を出力する. 例えば、予測器と雑音成形器を用いて入力アナログ信号
をディジタル信号に変換するA/D変換器1と、自然2
進コード22ビットを出力する第1次ダウンサンプリン
グ回路2と、シフト量決定回路4とでは、振幅検出回路
3の振幅度の出力値から設定値にしたがってシフト量を
決定する.ここで、第2次ダウンサンプリング回路6は
16ビット長の外部インタフェイスとl6ビット長の内
部演算能力を持つシグナルプロセッサを用いた場合とす
る. 以下、この時、レベルが−90dBのアナログ信号を入
力した時の予測器と雑音成形器を用いたオーバーサンプ
リング型A/D変換装置の動作を説明する. 第3図は第1図におけるシフト量決定回路で決定するレ
ベルとシフト量の対応図、第4図は第1図におけるOd
B及び−48dBに近いレベルのアナログ信号と第2次
ダウンサンプリング回路に入力する16ビット自然2進
コードとの対応図である. 第3図および第4図に示すように、レベルが−90dB
の時は、振幅検出回路3は検出結果として−90dBの
値を出力し、シフト量決定回路4はシフト量14ビット
に相当する信号を出力することから、次のような動作と
なる6 ■入力レベル−90dB時の第1次ダウンサンプリング
回路2の出力22ビットは、以下のようになる(下線部
分は上位16ビット〉.oooooooooooooo
tooootoo■第3図により、入力レベルが−90
dBの信号であることより、シフト量決定回路4からシ
フト量“14”が出力される. ■シフト回路うでは、シフト量決定回路4の出力値“1
4″にしたがって、第1次ダウンサンプリング回路2の
出力値を14ビット分左論理シフトする. l1迎1勧000000000000 ■シフト回路5で左論理シフトを行った後、上位16ビ
ットが第2次ダウンサンプリング回路6に入力される. このように、シフト量決定回路4とシフト回路5を動作
させ、ある所定期間Tでシフト量決定回路4の固定シフ
ト量を前述の方法で決定し、A/D変換器1と第1次ダ
ウンサンプリング回路2の出力を22ビットの自然2進
コードとすると、低レベルの信号に対しても16ビット
分の有効な値を第2次ダウンサンプリング回路6に入力
することができる. 次に、本発明の第二の実施例について第1図および第5
図を参照して説明する. 本実施例が前述した第一の実施例のブロック構成と比較
して異なる点は、A/D変換器1とシフト量決定回路4
およびシフト回路5の動作とが相異している. すなわち、第1図におけるA/D変換器1がアナログ信
号をディジタル信号に変換し2の補数を出力するように
している点と、シフト回路5がシフト量決定回路4の出
力信号にしたがって、第1次ダウンサンプリング回路2
の出力データを算術シフト演算する点にある. 本実施例におけるシフト量決定回路4は、第1次ダウン
サンプリング回路2の出力データである2の補数値が正
の数である場合は、MSBが“″O”であるため、MS
Bから順次ビットを検出し初めて゜゜1゜′が検出され
たビットの一つ前までのピット数をシフト量として出力
する.逆に、第1次ダウンサンプリング回路2の出力デ
ータである2の補数値が負の数である場合は、MSBが
“1 ”であるため、MSBから順次ビットを検出し初
めて゛0″が検出されたビットの一つ前までのビット数
をシフト量として出力する.第5図は本発明のかかる第
二の実施例を説明するためのA/D変換装置におけるシ
フト回路内部のシフタ動作用データ構成図である. 第5図に示すように、シフト回路5は決定されたシフト
量に基づき、(M−1)ビットのデータをシフトする. このように、本実施例では、A/D変換器1の出力する
ディジタル信号が2の補数コードの場合にも、シフト回
路5は、第5図に示す様に、算術シフト演算の動作を行
うことにより、低レベルの信号に対してもMビット分の
有効な値を、第2次ダウンサンプリング回路6に入力す
ることができる. 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明のA/D変換装置はシフト
量に従って、第1次ダウンサンプリング回路の出力デー
タをシフトし、このデータを第2次ダウンサンプリング
回路に入力すること、すなわちサンプリング周波数f2
から更にf3(fi > fs >にダウンサンプリン
グすることにより、ディジタル信号処理において、低レ
ベル信号及び高レベル信号も同様の情報量を持ったディ
ジタル符号による信号処理時の演算が行えるので、ディ
ジタル化された低レベル信号の有効ビット数が保証され
るとともに、ディジタル信号処理時の演算誤差を減少さ
せることができるという効果がある.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an A/D conversion device, and particularly to an A/D conversion device that is widely used in digital signal processing and converts an analog signal into a digital signal. [Prior Art] In recent years, with the development of microprocessors, high-speed and high-precision signal processors have appeared in the signal processing field. For this reason, A/D converters that convert analog signals into digital signals are also required to perform highly accurate processing.
Recently, A/D conversion converts an analog signal into a digital signal at a high sampling frequency using an oversampling method using a predictor and a noise shaper, and then converts it to the desired sampling rate using a digital filter and downsampling. Many devices are used. This reduces the size of the analog components and performs A/D conversion using digital signal processing to achieve high S/N.
It is intended to obtain properties. FIG. 6 is a block diagram of an A/D conversion device showing an example of such a conventional device. As shown in Fig. 6, this device combines the conventional primary predictor and the
represents a signal processing system of an oversampling A/D converter consisting of a noise shaper, i.e.
The A/D converter 1 has a frequency f. The input analog signal is converted to a digital signal by sampling and output. In addition, the first downsampling circuit 2 downsamples the output data of the A/D converter 1 from the sampling frequency f, to f2 (fs > fz), has the function of an aliasing noise suppression filter, and has the function of an aliasing noise suppression filter. Assume that is 22 bits. Further, the second downsampling circuit 3 further downsamples the output data of the first downsampling circuit 2 from the sampling frequency f2 to f, (fz > fs), and also prevents aliasing noise at this time and limits the band. Assume that it is a signal processor that has a 16-bit length external data interface and a 16-bit length internal calculation capability. When performing signal processing using such a system, the digital code output from the primary downsampling circuit 2 is 22
The range of levels that can be expressed using a natural binary code of bits is from OdB to approximately -132dB. On the other hand, since the secondary downsampling circuit 3 is a signal processor with a 16-bit external interface and a 16-bit internal calculation capability, Input 16 bits. Therefore, even if the output data of the first downsampling circuit 2 is -100dB, the input data of the second downsampling circuit 3 is 16 bits, so all input data of -97dB or less is "O". Become. That is, when the output data of the first downsampling circuit 2 is between -97dB and -132dB, the second
All inputs to the next downsampling circuit 3 become "O". Therefore, the calculation error between the first downsampling circuit 2 and the second downsampling circuit 3 increases. Figure 7 shows OdB and -48dB in Figure 6.
The total number of bits is 22 bits《
This is a correspondence diagram showing the result of conversion into a natural binary code using an A/D converter (8 bits for the integer part and 14 bits for the decimal part) and a primary downsampling circuit. As shown in FIG. 7, in the above-mentioned signal processing system, if the input data is data close to OdB of the high level signal, the upper 16 bits of the 22 bits of output data from the primary downsampling circuit 2 The second downsampling circuit 3 assumes that all bits are valid data.
is input into . On the other hand, if the input data is data close to -90 dB of the low level signal, as shown in FIG. The data becomes invalid, and only the lower several bits of the 16 bits of input data to the secondary downsampling circuit 3 become valid, and each time the input data becomes a low level, the input data to the secondary downsampling circuit 3 becomes invalid. The number of bits will be a few bits or zero pits, and most of the information will be lost. [Problems to be Solved by the Invention] When the conventional differential A/D converter described above is used, the first
Although the output data of the secondary downsampling circuit is N bits, the input data of the secondary downsampling circuit is M bits (N>M>), so only the upper M bits of the N bits are valid data. As a result, the information from the upper (M+1)th bit to the N bit of the output data of the first downsampling circuit becomes invalid.
It has the disadvantage of increasing calculation errors when performing low-level signal processing. An object of the present invention is to provide an A/D conversion device that can process low-level signals in the same way as high-level signals and can reduce calculation errors. [Means for Solving the Problems] An A/D conversion device of the present invention includes a differential A/D converter that samples at a frequency ft, and output data of the A/D converter at a sampling frequency f. from f2 (f+ >
a first downsampling circuit that downsamples the frequency fz) and has the function of an aliasing noise suppression filter; and an amplitude detection circuit that inputs the output data of the first downsampling circuit at each frequency f2 and detects the amplitude of the data. a shift determination circuit that determines a shift amount as a result of the amplitude detection circuit during a certain predetermined period, outputs this shift amount, searches for the minimum shift amount, and outputs the minimum shift amount after the predetermined period; , a shift circuit that shifts the output data of the first downsampling circuit based on the output of the shift amount determining circuit, and a frequency fz (fz >
ft), and a second downsampling circuit that downsamples again at ft) and outputs a digital signal. [Example] Next, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an A/D conversion device showing an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in this embodiment, an A/D converter 1 converts an analog signal into a digital signal by sampling at a frequency f1 using a predictor and a noise shaper, and outputs a natural binary code. and output data of the A/D converter 1 at sampling frequency f. from f2 (ft >f2>
a first downsampling circuit 2 that downsamples the signal and has the function of an aliasing noise suppression filter and outputs N bits; An amplitude detection circuit 3 that outputs amplitude degree, and an amplitude detection circuit 3
The output of is input for each frequency f2, and in a certain predetermined period T, the shift amount is determined from this input value and the shift amount is output, and the minimum shift amount is searched, and after a certain predetermined period T, the minimum shift amount is determined. A shift amount determination circuit 4 outputs the amount, a shift circuit 5 performs a left logical shift operation on the output data of the primary downsampling circuit 2 based on the output of the shift amount determination circuit 4, and the output data of the shift circuit 5 is sampled. It has the function of further downsampling the frequency from f2 to fs (f2>f3), preventing aliasing noise at this time and limiting the band, as well as an M-bit (N>M) length external data interface and M-bit length internal processing capacity. and a second downsampling circuit 6. That is, the upper M bits of the output data of the shift circuit 5 are input to the second downsampling circuit 6. Next, in the system that performs the signal processing described above, oversampling A/D conversion using a predictor and a noise shaper when high-level input analog signals and low-level input analog signals are randomly input. The operation of the device will be explained. First, in the oversampling type A/D converter using a predictor and a noise shaper in this embodiment, when an analog signal is input to the A/D converter 1, the frequency f. , and convert the analog signal into a digital signal using a predictor and a noise shaper. This A/
The output signal of the D converter 1 is input to the first downsampling circuit 2, and the sampling frequency f1 to fz (f
t > f2), and passes through an aliasing noise suppression filter to output an N-bit natural binary code. Further, the amplitude detection circuit 3 receives the output data of the first downsampling circuit 2, detects the amplitude of this input data, and outputs the degree of amplitude. The shift amount determination circuit 4 inputs the amplitude degree output of the amplitude detection circuit 3 and determines the shift amount from this value. At this time, in a certain predetermined period T, the determined shift amount is outputted, and at the same time, the minimum shift value in the certain predetermined period T is searched. Also, after a certain predetermined period T, this minimum shift amount is output. That is, in a certain predetermined period T, the shift amount for the maximum amplitude data of the output data of the first downsampling circuit 2 is searched. Further, the shift circuit 5 inputs the output data of the first downsampling circuit 2 and performs a left logical shift operation according to the output signal of the shift amount determining circuit 4. Figure 2 is a diagram showing the data structure for shifter operation inside the shift circuit in Figure 1. As shown in FIG. 2, this shifter operation data represents the relationship between the M-bit fetched data and the shift amount in the N-bit data, that is, a left logical shift. The upper M bits after the left logical shift operation are input to the second downsampling circuit 6. The second downsampling circuit 6 further converts the output data of the shift circuit 5 from the sampling frequency f2 to fs (f2>fs)
The signal is down-sampled to prevent aliasing noise and band-limited to output an M-bit digital signal. For example, an A/D converter 1 converts an input analog signal into a digital signal using a predictor and a noise shaper, and a natural 2
The first downsampling circuit 2 which outputs a 22-bit hex code and the shift amount determination circuit 4 determine the shift amount from the output value of the amplitude degree of the amplitude detection circuit 3 according to a set value. Here, it is assumed that the second downsampling circuit 6 uses a signal processor having a 16-bit length external interface and 16-bit length internal processing capacity. The operation of the oversampling A/D converter using the predictor and noise shaper when an analog signal with a level of -90 dB is input will be described below. Figure 3 is a correspondence diagram of the level determined by the shift amount determining circuit in Figure 1 and the shift amount, and Figure 4 is a diagram showing the correspondence between the level and shift amount determined by the shift amount determination circuit in Figure 1.
This is a correspondence diagram between an analog signal at a level close to B and -48 dB and a 16-bit natural binary code input to the second downsampling circuit. As shown in Figures 3 and 4, the level is -90dB.
In this case, the amplitude detection circuit 3 outputs a value of -90 dB as a detection result, and the shift amount determining circuit 4 outputs a signal corresponding to a shift amount of 14 bits, so the operation is as follows.6 ■ Input The 22 bits output from the primary downsampling circuit 2 at a level of -90 dB are as follows (the underlined part is the upper 16 bits).oooooooooooooo
tooootoo ■ According to Figure 3, the input level is -90
Since it is a dB signal, the shift amount determination circuit 4 outputs a shift amount of "14". ■In the shift circuit, the output value of the shift amount determining circuit 4 is “1”.
4'', the output value of the primary downsampling circuit 2 is logically shifted to the left by 14 bits. 11 1 recommendation 000000000000 ■ After performing the left logical shift in the shift circuit 5, the upper 16 bits are shifted to the left by 14 bits. It is input to the sampling circuit 6. In this way, the shift amount determining circuit 4 and the shift circuit 5 are operated, and the fixed shift amount of the shift amount determining circuit 4 is determined in a certain predetermined period T by the method described above, and the A/D If the output of the converter 1 and the primary downsampling circuit 2 is a 22-bit natural binary code, 16 bits worth of valid values are input to the secondary downsampling circuit 6 even for low-level signals. Next, regarding the second embodiment of the present invention, FIGS.
This will be explained with reference to the figure. The difference in this embodiment from the block configuration of the first embodiment described above is that the A/D converter 1 and the shift amount determining circuit 4
and the operation of shift circuit 5 are different. That is, the A/D converter 1 in FIG. Primary downsampling circuit 2
The point is to perform an arithmetic shift operation on the output data of . In this embodiment, the shift amount determination circuit 4 determines that when the two's complement value, which is the output data of the first downsampling circuit 2, is a positive number, the MSB is "O", so the MSB is "O".
Bits are detected sequentially starting from B, and the number of pits up to the bit before the first bit where ゜゜1゜' is detected is output as the shift amount. Conversely, if the two's complement value that is the output data of the primary downsampling circuit 2 is a negative number, the MSB is "1", so "0" is detected only after sequentially detecting bits starting from the MSB. The number of bits up to one bit before the input bit is output as a shift amount. Fig. 5 shows data for shifter operation inside a shift circuit in an A/D converter for explaining the second embodiment of the present invention. 5 is a configuration diagram. As shown in FIG. 5, the shift circuit 5 shifts (M-1) bits of data based on the determined shift amount. In this way, in this embodiment, the A/D conversion Even when the digital signal output from the circuit 1 is a two's complement code, the shift circuit 5 performs an arithmetic shift operation as shown in FIG. can be input to the second downsampling circuit 6. [Effects of the Invention] As explained above, the A/D converter of the present invention performs the first downsampling according to the shift amount. Shifting the output data of the circuit and inputting this data to the second downsampling circuit, i.e. sampling frequency f2
By further downsampling from f3 (fi > fs >), in digital signal processing, calculations can be performed on low-level signals and high-level signals using digital codes that have the same amount of information, so they are not digitized. This has the effect of not only guaranteeing the effective number of bits of low-level signals, but also reducing calculation errors during digital signal processing.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すA/D変換装置のブロ
ック図、第2図は第1図におけるシフト回路内部のシフ
タ動作用データ構成図、第3図は第1図におけるシフト
量決定回路で決定するレベルとシフト量の対応図、第4
図は第1図におけるOdB及び−48dBに近いレベル
のアナログ信号と第2次ダウンサンプリング回路に入力
する16ビット自然2進コードとの対応図、第5図は本
発明の他の実施例を説明するためのA/D変換装置にお
けるシフト回路内部のシフタ動作用データ構成図、第6
図は従来の一例を示すA/D変換装置のブロック図、第
7図は第6図におけるOdB及び−48dBに近いレベ
ルのアナログ信号を全ビット数22ビットのA/D変換
器と第1次ダウンサンプリング回路を用いて自然2進コ
ードに変換した結果を示す対応図である.1・・・A/
D変換器、2・・・第1次ダウンサンプリング回路、3
・・・振幅検出回路、4・・・シフト量決定回路、5・
・・シフト回路、6・・・第2次ダウンサンプリング回
路.
FIG. 1 is a block diagram of an A/D conversion device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a data configuration diagram for shifter operation inside the shift circuit in FIG. 1, and FIG. 3 is a shift amount in FIG. 1. Correspondence diagram between the level determined by the determination circuit and the shift amount, 4th
The figure is a correspondence diagram between the analog signal at a level close to OdB and -48 dB in Figure 1 and the 16-bit natural binary code input to the secondary downsampling circuit, and Figure 5 explains another embodiment of the present invention. Shifter operation data configuration diagram inside a shift circuit in an A/D converter for
The figure is a block diagram of an A/D converter showing an example of a conventional A/D conversion device. It is a correspondence diagram showing the result of conversion into a natural binary code using a downsampling circuit. 1...A/
D converter, 2...first downsampling circuit, 3
... Amplitude detection circuit, 4... Shift amount determination circuit, 5.
...Shift circuit, 6...Second downsampling circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 周波数f_1でサンプリングする差分型A/D変換器と
、前記A/D変換器の出力データをサンプリング周波数
f_1からf_2(f_1>f_2)にダウンサンプリ
ングし且つ折り返し雑音抑圧フィルタの機能を有する第
1のダウンサンプリング回路と、前記第1のダウンサン
プリング回路の出力データを周波数f_2毎に入力して
そのデータの振幅を検出する振幅検出回路と、ある所定
期間に前記振幅検出回路の結果からシフト量を決定しこ
のシフト量を出力するとともに、その最小シフト量を検
索し且つ前記所定期間後は前記最小シフト量を出力する
シフト決定回路と、前記シフト量決定回路の出力に基づ
き前記第1のダウンサンプリング回路の出力データをシ
フトするシフト回路と、前記シフト回路から有効な値を
周波数f_3(f_2>f_3)で再びダウンサンプリ
ングしてディジタル信号を出力する第2のダウンサンプ
リング回路とを含むことを特徴とするA/D変換装置。
a differential A/D converter that samples at a frequency f_1, and a first one that down-samples the output data of the A/D converter from the sampling frequency f_1 to f_2 (f_1>f_2) and has the function of an aliasing noise suppression filter. a downsampling circuit; an amplitude detection circuit that receives the output data of the first downsampling circuit at every frequency f_2 and detects the amplitude of the data; and determines a shift amount from the results of the amplitude detection circuit for a certain predetermined period. a shift determination circuit that outputs the shift amount, searches for the minimum shift amount, and outputs the minimum shift amount after the predetermined period; and the first downsampling circuit based on the output of the shift amount determination circuit. and a second downsampling circuit that downsamples the valid value from the shift circuit again at a frequency f_3 (f_2>f_3) and outputs a digital signal. A/D conversion device.
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