JPH04237217A - 信号処理回路 - Google Patents

信号処理回路

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JPH04237217A
JPH04237217A JP1912591A JP1912591A JPH04237217A JP H04237217 A JPH04237217 A JP H04237217A JP 1912591 A JP1912591 A JP 1912591A JP 1912591 A JP1912591 A JP 1912591A JP H04237217 A JPH04237217 A JP H04237217A
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JP
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signal
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JP1912591A
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Inventor
Minoru Gohara
郷原 実
Yasuo Arisawa
有沢 靖夫
Takayuki Kijima
貴行 木島
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、折れ線状の非線形入
出力特性をもつA/D変換器の出力デジタル信号を線形
のデジタル信号に補正する信号処理回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、A/D変換器において、折れ線状
の非線形デジタルデータを出力させるA/D変換器とし
ては種々の構成のものが知られているが、図4に、その
構成例として8ビットのA/D変換器のブロック構成図
を示す。図4において、101 はクロック信号入力端
子CLK、102 はアナログ入力端子A−IN、10
3 は基準電圧発生用直列抵抗群106 に対するリフ
ァレンシャル電圧(High)印加端子VRT、104
 はミドル電圧印加端子VRM、105 はリファレン
シャル電圧(Low )印加端子VRB、107 は前
記基準電圧発生用直列抵抗群106 からの基準電圧と
アナログ入力電圧とを比較する電圧比較器、108 は
255 の入力レベルを8ビットの信号に変換するエン
コーダ、109 はラッチ及びバッファ、110 はデ
ジタル出力信号の出力端子を示している。
【0003】このような構成のA/D変換器において、
基準電圧発生用直列抵抗群106 に対するリファレン
シャル電圧印加端子103 と105間に、ミドル電圧
印加端子104 を設けることによって、リファレンシ
ャル電圧印加端子103 とミドル電圧印加端子104
 間の電位差と、ミドル電圧印加端子104 とリファ
レンシャル電圧印加端子105 間の電位差を変化させ
ることができる。このように、リファレンシャル電圧印
加端子103 とミドル電圧印加端子104 間の電位
差と、ミドル電圧印加端子104 とリファレンシャル
電圧印加端子105 間の電位差を異ならせると、端子
103 と端子104 間と、端子104 と端子10
5 間とでは、基準電圧発生用直列抵抗群106 の各
抵抗1個当たりの電圧降下分が異なってくるので、各比
較器107 に入力される基準電圧の幅が異なり、した
がってエンコーダ108 の変換出力はミドル電圧を境
にして折れ線状の特性となる。
【0004】このような折れ線状の非線形入出力特性を
もつA/D変換器の出力信号を線形信号に補正するには
、従来は図5に示すように、非線形出力特性をもつA/
D変換器111 に対して、メモリ(ROM)112 
を設け、A/D変換器111 の出力信号113 をメ
モリ112 のアドレス信号として入力する。そしてア
ドレス信号に対応するデータをメモリ112 に書き込
んでおき、入力されるアドレス信号、すなわち非線形入
出力特性をもつA/D変換器111 の出力信号113
 に対応する線形データをメモリ112 より出力信号
114 として出力するように構成していた。すなわち
例えば、A/D変換器の入出力特性が図6において、1
21 で示す特性をもつ場合、122 で示す特性をも
つ線形信号に補正するため、予めメモリ112 に、ア
ドレス信号がAの時はaというデータ、アドレス信号が
Bの時はbというデータ、アドレス信号がCの時はcに
変えてc′というデータ、アドレス信号がDの時はdに
変えてd′というデータを書き込んでおき、各々のアド
レス信号に対応する信号を出力することにより、図6に
おいて122 で示す特性の信号を出力信号として出力
するようにしていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
補正方式においては、メモリを使用しているので、A/
D変換器の出力信号のビット数が増えると、メモリのア
ドレス入力も増えることとなり、回路規模の大型化,回
路の複雑化,高コスト化などの問題が生じ、大きなデー
タの扱いが困難になるという問題点がある。
【0006】本発明は、従来の非線形入出力特性をもつ
A/D変換器の出力信号を線形信号に補正するための信
号処理回路の上記問題点を解消するためになされたもの
で、A/D変換器の出力信号がビット数が増大しても回
路規模を大きくすることなく、非線形信号を線形信号に
補正できるようにした信号処理回路を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、アナログ信号入力を折れ線状の
nビット非線形デジタルデータに変換するA/D変換器
からの出力データを、n+mビットの線形デジタルデー
タに変換する信号処理回路において、前記A/D変換器
のニーポイントレベル以上の出力データを線形データに
変換演算するための複数の加減算器と、前記A/D変換
器のニーポイントレベル以下の出力データと前記加減算
器の出力データとを切り換えて出力するためのセレクタ
回路とを設けて構成するものである。
【0008】このように構成した信号処理回路において
は、A/D変換器のニーポイントレベル以下の出力デー
タは、セレクタ回路によりそのまま選択されて出力され
、一方A/D変換器のニーポイントレベル以上の出力デ
ータは、加減算回路により線形データに変換演算され、
その変換演算された出力信号がセレクタ回路を介して出
力データとして出力される。これによりメモリを用いる
ことなく簡単な加減算回路により、非線形信号を線形信
号に補正することが可能となる。
【0009】
【実施例】次に実施例について説明する。図1は、本発
明に係る信号処理回路の一実施例を示すブロック構成図
であり、この実施例は、1個所のニーポイントを有する
A/D変換器に本発明を適用したものである。図1にお
いて、1はアナログ入力信号2を入力しデジタル出力信
号3を出力するA/D変換器で、図2において31−3
2で示すように、1個所のニーポイントを有する折れ線
状の非線形入出力特性を有するものである。4はA/D
変換器1のデジタル出力信号3を入力とするDタイプフ
リップフロップであり、5は減算器で、前記Dタイプフ
リップフロップ4の出力信号6と、端子7から入力され
るA/D変換器1のニーポイント時の出力信号とを減算
するものである。
【0010】8は加算器で、端子9から入力される、前
記減算器5の出力信号10を7倍とするための補正信号
と、前記減算器5の出力信号10をインバータ回路11
を通した信号と、前記減算器5の出力信号10を3ビッ
トシフトした信号とを加算するものである。13は同じ
く加算器で、前段の加算器8の出力信号14と、端子1
5から入力されるA/D変換器1のニーポイント時の出
力信号とを加算するものである。16はセレクタで、前
記加算器13の出力信号17と、前記Dタイプフリップ
フロップ4の出力信号6とを入力して、そのいずれかを
選択して出力するものである。18はセレクタ16の出
力信号19を入力し、信号処理回路の出力信号20を出
力するDタイプフリップフロップである。21はクロッ
ク発生装置で、該クロック発生装置21からのクロック
信号22は、前記A/D変換器1, Dタイプフリップ
フロップ4, 18の各クロック端子にそれぞれ印加さ
れるようになっている。
【0011】このように構成された信号処理回路におい
て、アナログ入力信号2がA/D変換器1に入力すると
、A/D変換され、そのデジタル出力信号3はDタイプ
フリップフロップ4にラッチされる。該Dタイプフリッ
プフロップ4から出力される信号6は、減算器5におい
て、端子7から入力されるニーポイント時のA/D変換
器1の出力信号と減算される。この減算器5による減算
処理によって、図2において33で示すニーポイント後
の出力信号が得られる。
【0012】この実施例においては、A/D変換器1の
出力信号はミドル電圧の設定によって、図2の31−3
2で示すようにニーポイントを境にして折れ線状の入出
力特性を持つようになっていて、その非線形出力信号3
1−32には図2に示すようにビットを割り当てている
。このビット割り当てにより、ニーポイントレベルまで
の出力信号31の傾きが、ニーポイントレベル後の出力
信号32の7倍の傾きをもつ折れ線状の非線形出力とな
っている。したがって信号処理回路によってニーポイン
トレベル後の出力信号32の傾きを7倍とすることによ
り、線形出力信号31−35が得られることになる。
【0013】そこで本実施例においては、減算器5から
出力された信号10を3ビットシフトして8倍とした信
号と、減算器5の出力信号10をインバータ11を通し
た1倍の負信号とを、加算器8で加算する。このインバ
ータ11と加算器8の演算により、加算器8からは、図
2において34で示すニーポイント後の出力信号が得ら
れる。この出力信号34は、出力信号33の7倍の傾き
をもつ特性の信号であることがわかる。以上のようにし
て加算器8から出力信号14として、図2に示す出力信
号34が得られ、次いで加算器13において、この出力
信号14と端子15から入力されるニーポイント時のA
/D変換器1の出力信号とを加算して、図2に示すニー
ポイントレベル以後の信号35を、加算器13の出力信
号17として出力する。
【0014】セレクタ16においては、前記Dタイプフ
リップフロップ4からの出力信号6と前記加算器13か
らの出力信号17とを入力し、ニーポイントレベル以下
の信号は信号処理を必要としないので、前記セレクタ1
6はニーポイント前においてはDタイプフリップフロッ
プ4からの出力信号6を選択し、ニーポイント後におい
ては加算器13からの出力信号17を選択して線形特性
のセレクタ出力信号19とし、このセレクタ出力信号1
9をDタイプフリップフロップ18でタイミングをとっ
て、信号処理回路の出力信号20として出力する。Dタ
イプフリップフロップ4及び18は、クロック発生装置
21からのクロック信号22によって制御され、Dタイ
プフリップフロップ4からDタイプフリップフロップ1
8まで1クロックで信号が伝送される。
【0015】上記実施例では、ニーポイントが1個の入
出力特性をもつA/D変換器に対して、本発明を適用し
たものを示したが、ニーポイントを複数個以上もつ折れ
線状の非線形入出力特性のA/D変換器に対しても、図
1における減算器5,インバータ11,加算器8,加算
器13及びセレクタ16を1ブロックとし、このブロッ
クを複数構成とすることにより、線形信号に補正する信
号処理回路を、ビット数が増加しても低コストで実現す
ることができる。
【0016】また上記実施例では、ニーポイントレベル
以下の特性とニーポイントレベル以上の特性の傾きの比
が7倍としたA/D変換器に適用したものを示したが、
これらの傾きの比はどのようなA/D変換器に対しても
、加算器8への入力信号を変えることにより、容易に線
形信号に補正することができる。
【0017】次に上記傾きの比が任意のA/D変換器に
対する一般化した実施例を図3に基づいて説明する。な
お図3において、図1に示した実施例と同一又は対応す
る部材には同一符号を付して示している。図において、
1はニーポイントをもち、ニーポイントレベル以下の特
性とニーポイントレベル以上の特性の傾きの比が、1:
1/xの出力特性をもつA/D変換器で、23, 24
はニーポイントレベル以上の特性の傾きをx倍するため
に加算器8に入力されるデータをコントロールするデー
タ処理部であり、他の部分は図1に示したものと同一で
ある。
【0018】この一般化した実施例においては、A/D
変換器1により出力されたデータ3はDタイプフリップ
フロップ4で1クロック遅延したのち、減算器5及びセ
レクタ16に入力される。減算器5に入力されたデータ
6は、端子7から入力されるニーポイント時のA/D変
換器1のデータと減算される。減算器5で減算されたデ
ータ10は、該データ10をx倍するため2つのデータ
処理部23, 24へ入力される。このデータ処理部2
3, 24は、それぞれの出力信号25, 26の和が
入力データ10をx倍とするように、例えば出力信号2
5が入力データ10の(x−y)倍ならば、出力信号2
6は入力データ10のy倍となるように処理される。こ
のデータ処理部23, 24の出力信号25, 26は
加算器8に入力され、減算器5の出力データ10をx倍
したデータ14が得られる。このデータ14は加算器1
3に入力された、端子15から入力されるニーポイント
時のA/D変換器1のデータと加算され、セレクタ16
に入力される。減算器5から加算器13までの処理は、
ニーポイントレベル以下のA/D変換器1の出力データ
に対しては無意味であるから、セレクタ16において、
Dタイプフリップフロップ4の出力データ6がニーポイ
ントレベルより上のものである場合には加算器13の出
力データ17が選択され、一方Dタイプフリップフロッ
プ4の出力データ6がニーポイントレベルより下ならば
、Dタイプフリップフロップ4の出力データ6が選択さ
れ、Dタイプフリップフロップ18でラッチされたのち
、信号処理回路の出力信号20として線形データが出力
される。
【0019】この実施例の場合においても、ニーポイン
トを複数個もつ折れ線状の非線形入出力特性のA/D変
換器に対して、減算器5,データ処理部23,24,加
算器8,加算器13及びセレクタ16を1ブロックとし
、このブロックを複数構成とすることにより、線形信号
に補正する信号処理回路を容易に構成することができる
【0020】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、ROM等のメモリを用いずに、線形デ
ータに変換演算処理する簡単な加減算器とセレクタ回路
とで構成したので、処理データのビット数が増加しても
回路規模を大きくせず、また回路を複雑にすることなく
非線形信号を線形化する信号処理回路を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による信号処理回路の一実施例を示すブ
ロック構成図である。
【図2】図1に示す信号処理回路の各部における入出力
信号特性を示す図である。
【図3】本発明による信号処理回路の一般化した実施例
を示すブロック構成図である。
【図4】従来の折れ線状の非線形入出力特性をもつA/
D変換器の構成例を示すブロック構成図である。
【図5】従来の非線形入出力特性をもつA/D変換器の
出力信号を線形化するための信号処理回路を示すブロッ
ク構成図である。
【図6】図5に示した従来の信号処理回路の動作を説明
するための入出力信号特性を示す図である。
【符号の説明】
1  A/D変換器 4  Dタイプフリップフロップ 5  減算器 8  加算器 13  加算器 16  セレクタ 18  Dタイプフリップフロップ 21  クロック発生装置 23  データ処理部 24  データ処理部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  アナログ信号入力を折れ線状のnビッ
    ト非線形デジタルデータに変換するA/D変換器からの
    出力データを、n+mビットの線形デジタルデータに変
    換する信号処理回路において、前記A/D変換器のニー
    ポイントレベル以上の出力データを線形データに変換演
    算するための複数の加減算器と、前記A/D変換器のニ
    ーポイントレベル以下の出力データと前記加減算器の出
    力データとを切り換えて出力するためのセレクタ回路と
    を備えていることを特徴とする信号処理回路。
  2. 【請求項2】  前記加減算器における一方の入力は、
    前記A/D変換器のニーポイントレベルに固定している
    ことを特徴とする請求項1記載の信号処理回路。
JP1912591A 1991-01-21 1991-01-21 信号処理回路 Withdrawn JPH04237217A (ja)

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Effective date: 19980514