JPH05300017A - A/d変換システム - Google Patents
A/d変換システムInfo
- Publication number
- JPH05300017A JPH05300017A JP10646892A JP10646892A JPH05300017A JP H05300017 A JPH05300017 A JP H05300017A JP 10646892 A JP10646892 A JP 10646892A JP 10646892 A JP10646892 A JP 10646892A JP H05300017 A JPH05300017 A JP H05300017A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- input signal
- sampling
- analog input
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アナログ入力信号を正確に標本化でき、かつ
標本化回路までのSN比の高い、また伝送路の通信容量
を有効に利用できるA/D変換システムを提供する。 【構成】 標本化回路3と標本化回路3に前置される帯
域可変型プリフィルタLPF1を設けてなるA/D変換
システムにおいてアナログ入力信号を一定時間遅延する
書き込み及び読み出し可能なメモリ部Mと、一定区間単
位ごとのアナログ入力信号の最高周波数を検出し、その
検出出力によって対応する一定区間における帯域可変型
プリフィルタLPF1のカットオフ周波数と標本化回路
3のサンプリングパルスの周波数を制御する最高周波数
検出器Sとから成る可変設定手段を設けている。
標本化回路までのSN比の高い、また伝送路の通信容量
を有効に利用できるA/D変換システムを提供する。 【構成】 標本化回路3と標本化回路3に前置される帯
域可変型プリフィルタLPF1を設けてなるA/D変換
システムにおいてアナログ入力信号を一定時間遅延する
書き込み及び読み出し可能なメモリ部Mと、一定区間単
位ごとのアナログ入力信号の最高周波数を検出し、その
検出出力によって対応する一定区間における帯域可変型
プリフィルタLPF1のカットオフ周波数と標本化回路
3のサンプリングパルスの周波数を制御する最高周波数
検出器Sとから成る可変設定手段を設けている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像や音声等のアナログ
信号をディジタル信号に変換するA/D変換システムに
関するものである。
信号をディジタル信号に変換するA/D変換システムに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のA/D変換システムのブロック図
を図2に示す。図2に示されているとおり、アナログ入
力信号は、まずプリフィルタLPF1´(低域通過フィ
ルタ)に入力される。このプリフィルタLPF1´を通
過したアナログ入力信号は標本化回路3,量子化回路
4,符号化回路5を順に通って、ディジタル信号に変換
される。プリフィルタLPF1´は標本化による折返し
雑音防止のために標本化回路3の前に設置される。
を図2に示す。図2に示されているとおり、アナログ入
力信号は、まずプリフィルタLPF1´(低域通過フィ
ルタ)に入力される。このプリフィルタLPF1´を通
過したアナログ入力信号は標本化回路3,量子化回路
4,符号化回路5を順に通って、ディジタル信号に変換
される。プリフィルタLPF1´は標本化による折返し
雑音防止のために標本化回路3の前に設置される。
【0003】標本化回路3はサンプリングパルス発生器
2´から与えられるサンプリングパルスによりアナログ
信号の振幅の瞬時値を標本化(抽出)する。量子化回路
4は連続的な振幅値を離散的な値に近似する。符号化回
路5は各量子化レベルを2進コードなどの符号で表わ
す。
2´から与えられるサンプリングパルスによりアナログ
信号の振幅の瞬時値を標本化(抽出)する。量子化回路
4は連続的な振幅値を離散的な値に近似する。符号化回
路5は各量子化レベルを2進コードなどの符号で表わ
す。
【0004】尚、プリフィルタLPF1´のカットオフ
周波数fc及び標本化回路3におけるサンプリングパル
スの周波数(以下「サンプリング周波数」と言う)fs
は次のように設定されている。即ち、変換処理できるア
ナログ入力信号の周波数成分の最高周波数がfmである
とすると、0〜fmの周波数のアナログ入力信号を補間
により完全に復元できるために、サンプリング周波数f
sはナイキスト条件fs≧2fmを満足する様に設定され
る。またプリフィルタLPF1´のカットオフ周波数f
cはfs/2以下、通常はfmと設定される。というの
は、仮に周波数がfs/2(≧fm)以上のアナログ信号
が入力されてもプリフィルタLPF1´でカットされず
に標本化回路3に入力されてしまうと、標本化される際
に±fsでスペクトルを折り返した形の折り返し雑音が
生じ、スペクトルの重なり部分がSN比を劣化させるか
らである。
周波数fc及び標本化回路3におけるサンプリングパル
スの周波数(以下「サンプリング周波数」と言う)fs
は次のように設定されている。即ち、変換処理できるア
ナログ入力信号の周波数成分の最高周波数がfmである
とすると、0〜fmの周波数のアナログ入力信号を補間
により完全に復元できるために、サンプリング周波数f
sはナイキスト条件fs≧2fmを満足する様に設定され
る。またプリフィルタLPF1´のカットオフ周波数f
cはfs/2以下、通常はfmと設定される。というの
は、仮に周波数がfs/2(≧fm)以上のアナログ信号
が入力されてもプリフィルタLPF1´でカットされず
に標本化回路3に入力されてしまうと、標本化される際
に±fsでスペクトルを折り返した形の折り返し雑音が
生じ、スペクトルの重なり部分がSN比を劣化させるか
らである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のA/D変換システムは変換処理できるアナログ入力信
号の最高周波数fmに対してプリフィルタLPFのカッ
トオフ周波数fc(通常fm)と標本化回路のサンプリン
グ周波数fs(≧2fm)を設定しているわけであるが、
一定の区間(例えばライン,フィールド,フレーム等)
単位で考えれば、その区間内に入力されるアナログ信号
の最高周波数は、通常fmよりもっと低い値であること
が大部分である。
のA/D変換システムは変換処理できるアナログ入力信
号の最高周波数fmに対してプリフィルタLPFのカッ
トオフ周波数fc(通常fm)と標本化回路のサンプリン
グ周波数fs(≧2fm)を設定しているわけであるが、
一定の区間(例えばライン,フィールド,フレーム等)
単位で考えれば、その区間内に入力されるアナログ信号
の最高周波数は、通常fmよりもっと低い値であること
が大部分である。
【0006】ところが一方で、標本化回路までのノイズ
パワーPNとプリフィルタLPFのカットオフ周波数fc
との間には次の関係式が成り立つ。 PN=N×fc・・・(1) ただしNは標本化回路までに生じる白色雑音のパワース
ペクトルである。
パワーPNとプリフィルタLPFのカットオフ周波数fc
との間には次の関係式が成り立つ。 PN=N×fc・・・(1) ただしNは標本化回路までに生じる白色雑音のパワース
ペクトルである。
【0007】またディジタル変換したアナログ入力信号
を伝送する場合、伝送路の通信容量Cの限界とアナログ
入力信号の帯域幅Bとの間には次の関係式が成り立つ。 C=B×Log2{1+(Ps/Pw)}・・・(2) ただしPsは信号の平均電力,Pwは標本化回路までに生
じる白色雑音の電力である。
を伝送する場合、伝送路の通信容量Cの限界とアナログ
入力信号の帯域幅Bとの間には次の関係式が成り立つ。 C=B×Log2{1+(Ps/Pw)}・・・(2) ただしPsは信号の平均電力,Pwは標本化回路までに生
じる白色雑音の電力である。
【0008】以上のことから、入力されるアナログ信号
を一定の区間単位ごとで考えると、アナログ入力信号を
正確に標本化する上でプリフィルタLPFのカットオフ
周波数fc,標本化回路のサンプリング周波数fsは充分
に高いだけでなく、そのためにかえって標本化回路まで
のノイズパワーを大きくし、SN比を劣化させていたと
いう問題、ディジタル変換したアナログ入力信号を伝送
するために通信容量が必要以上に消費されていたという
問題があった。
を一定の区間単位ごとで考えると、アナログ入力信号を
正確に標本化する上でプリフィルタLPFのカットオフ
周波数fc,標本化回路のサンプリング周波数fsは充分
に高いだけでなく、そのためにかえって標本化回路まで
のノイズパワーを大きくし、SN比を劣化させていたと
いう問題、ディジタル変換したアナログ入力信号を伝送
するために通信容量が必要以上に消費されていたという
問題があった。
【0009】本発明はこれらの問題を解決し、アナログ
入力信号を正確に標本化でき、かつ標本化回路までのS
N比の高い、また伝送路の通信容量を有効に利用できる
A/D変換システムを提供することを目的とする。
入力信号を正確に標本化でき、かつ標本化回路までのS
N比の高い、また伝送路の通信容量を有効に利用できる
A/D変換システムを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明では、ディジタル変換するアナログ入力信号を
一定の区間単位ごとに区切ることによって、区間単位ご
とのアナログ入力信号の周波数に応じてプリフィルタL
PFのカットオフ周波数と標本化回路のサンプリング周
波数を可変できる様にする。
め本発明では、ディジタル変換するアナログ入力信号を
一定の区間単位ごとに区切ることによって、区間単位ご
とのアナログ入力信号の周波数に応じてプリフィルタL
PFのカットオフ周波数と標本化回路のサンプリング周
波数を可変できる様にする。
【0011】
【作用】このような構成によると、一定の区間内に入力
されるアナログ信号の周波数は変換処理できるアナログ
入力信号の最高周波数に比し充分低い値であることが大
部分のなので、多くの区間でプリフィルタLPFのカッ
トオフ周波数と標本化回路のサンプリング周波数を充分
低く設定することができる。
されるアナログ信号の周波数は変換処理できるアナログ
入力信号の最高周波数に比し充分低い値であることが大
部分のなので、多くの区間でプリフィルタLPFのカッ
トオフ周波数と標本化回路のサンプリング周波数を充分
低く設定することができる。
【0012】
【実施例】図1に示す本発明の一実施例のブロック図を
参照しつつ以下に説明する。本発明を実施した図1にお
いて図2の従来例と同一部分は同一の符号を付して重複
説明を省略する。
参照しつつ以下に説明する。本発明を実施した図1にお
いて図2の従来例と同一部分は同一の符号を付して重複
説明を省略する。
【0013】図1に示すように本実施例は、図2の従来
のシステムにアナログ入力信号を一時記憶するメモリ部
Mと一定区間のアナログ入力信号の最高周波数を検出
し、検出した周波数に応じてプリフィルタLPFのカッ
トオフ周波数とサンプリングパルス発生器のサンプリン
グパルスの周波数を制御する最高周波数検出器Sを追加
したものである。そして変換処理できるアナログ入力信
号の最高周波数をfmとするとき、最高周波数fmの区間
のアナログ入力信号を変換する場合には、帯域可変型プ
リフィルタLPF1のカットオフ周波数および可変周波
数型のサンプリングパルス発生器2のサンプリングパル
スの周波数はそれぞれfc,fsと設定されているとす
る。ただしfs≧2fm,fc≦fs/2とする。
のシステムにアナログ入力信号を一時記憶するメモリ部
Mと一定区間のアナログ入力信号の最高周波数を検出
し、検出した周波数に応じてプリフィルタLPFのカッ
トオフ周波数とサンプリングパルス発生器のサンプリン
グパルスの周波数を制御する最高周波数検出器Sを追加
したものである。そして変換処理できるアナログ入力信
号の最高周波数をfmとするとき、最高周波数fmの区間
のアナログ入力信号を変換する場合には、帯域可変型プ
リフィルタLPF1のカットオフ周波数および可変周波
数型のサンプリングパルス発生器2のサンプリングパル
スの周波数はそれぞれfc,fsと設定されているとす
る。ただしfs≧2fm,fc≦fs/2とする。
【0014】今、メモリ部Mには第n区間のアナログ入
力信号が記憶されており、メモリ部Mから帯域可変型プ
リフィルタLPF1に第n区間のアナログ入力信号が読
み出されるとともに、メモリ部Mに第(n+1)区間の
アナログ入力信号が書き込まれるとする。
力信号が記憶されており、メモリ部Mから帯域可変型プ
リフィルタLPF1に第n区間のアナログ入力信号が読
み出されるとともに、メモリ部Mに第(n+1)区間の
アナログ入力信号が書き込まれるとする。
【0015】メモリ部Mから帯域可変型プリフィルタL
PF1に第n区間のアナログ入力信号が出力されている
とき最高周波数検出器Sは第n区間のアナログ入力信号
の最高周波数fm(n)に応じて帯域可変型プリフィル
タLPF1のカットオフ周波数と可変周波数型サンプリ
ングパルス発生器2のサンプリングパルスの周波数をそ
れぞれfm(n),2fm(n)に制御する。そして第n
区間のアナログ入力信号は、カットオフ周波数f
m(n)の帯域可変型プリフィルタLPF1に入力され
サンプリング周波数2fm(n)の標本化回路3,量子
化回路4,符号化回路5を順に通って、ディジタル信号
に変換される。
PF1に第n区間のアナログ入力信号が出力されている
とき最高周波数検出器Sは第n区間のアナログ入力信号
の最高周波数fm(n)に応じて帯域可変型プリフィル
タLPF1のカットオフ周波数と可変周波数型サンプリ
ングパルス発生器2のサンプリングパルスの周波数をそ
れぞれfm(n),2fm(n)に制御する。そして第n
区間のアナログ入力信号は、カットオフ周波数f
m(n)の帯域可変型プリフィルタLPF1に入力され
サンプリング周波数2fm(n)の標本化回路3,量子
化回路4,符号化回路5を順に通って、ディジタル信号
に変換される。
【0016】一方このとき最高周波数検出器Sではメモ
リ部Mに書き込まれている第(n+1)区間のアナログ
入力信号の周波数成分を調べている。そして第(n+
1)区間のアナログ入力信号の書き込み終了時には、第
(n+1)区間のアナログ入力信号の最高周波数f
m(n+1)を検出する。
リ部Mに書き込まれている第(n+1)区間のアナログ
入力信号の周波数成分を調べている。そして第(n+
1)区間のアナログ入力信号の書き込み終了時には、第
(n+1)区間のアナログ入力信号の最高周波数f
m(n+1)を検出する。
【0017】以上のA/D変換システムにおける標本化
回路までのSN比および伝送路の通信容量について調べ
ておくことにする。
回路までのSN比および伝送路の通信容量について調べ
ておくことにする。
【0018】例えばある区間のアナログ入力信号の最高
周波数がfm/2であったとする。
周波数がfm/2であったとする。
【0019】この区間のアナログ入力信号をディジタル
変換するときの標本化回路までのノイズパワーPNは帯
域可変型プリフィルタLPF1のカットオフ周波数がf
m/2であることから式(1)よりPN=N×(fm/
2)=(N×fm)/2(ただしNは標本化回路までに
生じる白色雑音のパワースペクトルである)と従来例の
場合の1/2になる。従ってPs/PN(ただしPsは信
号の平均電力)は従来例の2倍となるからSN比、すな
わち10Log(Ps/PN)も従来例の場合より10L
og2(約3dB)高くなる。
変換するときの標本化回路までのノイズパワーPNは帯
域可変型プリフィルタLPF1のカットオフ周波数がf
m/2であることから式(1)よりPN=N×(fm/
2)=(N×fm)/2(ただしNは標本化回路までに
生じる白色雑音のパワースペクトルである)と従来例の
場合の1/2になる。従ってPs/PN(ただしPsは信
号の平均電力)は従来例の2倍となるからSN比、すな
わち10Log(Ps/PN)も従来例の場合より10L
og2(約3dB)高くなる。
【0020】またディジタル変換した後、この区間の信
号0〜fm/2を伝送するときの伝送路の通信容量Cに
ついては、0〜fmの信号の帯域幅をBとするとこの区
間の信号の帯域幅はB/2であるから伝送路の通信容量
Cの限界は式(2)よりC=(B/2)×Log2{1
+(Ps/Pw)}=[B×Log2{1+(Ps/
Pw)}]/2(ただしPsは信号の平均電力,Pwは標
本化回路までに生じる白色雑音の電力である)と従来例
の場合の1/2になる。
号0〜fm/2を伝送するときの伝送路の通信容量Cに
ついては、0〜fmの信号の帯域幅をBとするとこの区
間の信号の帯域幅はB/2であるから伝送路の通信容量
Cの限界は式(2)よりC=(B/2)×Log2{1
+(Ps/Pw)}=[B×Log2{1+(Ps/
Pw)}]/2(ただしPsは信号の平均電力,Pwは標
本化回路までに生じる白色雑音の電力である)と従来例
の場合の1/2になる。
【0021】尚、本発明の実施例では帯域可変型プリフ
ィルタLPFのカットオフ周波数および可変周波数型サ
ンプリングパルス発生器のサンプリングパルスの周波数
を連続的に可変設定するようにしているが、実際には最
高周波数検出器の出力レベルを3段階(低,中,高域)
ぐらいに分割して、帯域可変型プリフィルタLPFおよ
び可変周波数型サンプリングパルス発生器をドライブす
る方が容易に実現することができる。
ィルタLPFのカットオフ周波数および可変周波数型サ
ンプリングパルス発生器のサンプリングパルスの周波数
を連続的に可変設定するようにしているが、実際には最
高周波数検出器の出力レベルを3段階(低,中,高域)
ぐらいに分割して、帯域可変型プリフィルタLPFおよ
び可変周波数型サンプリングパルス発生器をドライブす
る方が容易に実現することができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明のA/D変換
システムによれば、アナログ入力信号を正確に標本化で
きかつプリフィルタのカットオフ周波数と標本化回路の
サンプリング周波数を充分低くすることができる。そし
てこのことにより標本化回路までのSN比は向上し、ま
た伝送路の通信容量を有効に利用することができる。
システムによれば、アナログ入力信号を正確に標本化で
きかつプリフィルタのカットオフ周波数と標本化回路の
サンプリング周波数を充分低くすることができる。そし
てこのことにより標本化回路までのSN比は向上し、ま
た伝送路の通信容量を有効に利用することができる。
【図1】 本発明の一実施例を示すA/D変換システム
のブロック図。
のブロック図。
【図2】 従来例のA/D変換システムのブロック図。
1 帯域可変型プリフィルタLPF 3 標本化回路 M メモリ部 S 最高周波数検出器
Claims (3)
- 【請求項1】 標本化回路と前記標本化回路に前置され
るプリフィルタを設けてなるA/D変換システムにおい
て、前記プリフィルタのカットオフ周波数および前記標
本化回路のサンプリングパルスの周波数を一定区間単位
ごとのアナログ入力信号の周波数に応じて可変設定する
可変設定手段を設けたA/D変換システム。 - 【請求項2】 前記可変設定手段は、アナログ入力信号
を一定時間遅延する遅延手段と、一定区間単位ごとのア
ナログ入力信号の最高周波数を検出し、その検出出力に
よって対応する一定区間における前記プリフィルタのカ
ットオフ周波数と前記標本化回路のサンプリングパルス
の周波数を制御する検出回路とから成ることを特徴とす
る請求項1に記載のA/D変換システム。 - 【請求項3】 前記遅延手段は書き込み及び読み出し可
能なメモリであることを特徴とする請求項2に記載のA
/D変換システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10646892A JPH05300017A (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | A/d変換システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10646892A JPH05300017A (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | A/d変換システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05300017A true JPH05300017A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=14434381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10646892A Pending JPH05300017A (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | A/d変換システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05300017A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000060296A (ko) * | 1999-03-13 | 2000-10-16 | 윤종용 | 가변 샘플링 주파수를 이용한 송수신장치 |
US7403580B2 (en) | 2004-08-24 | 2008-07-22 | Hitachi, Ltd. | Software defined radio system |
JP2010118792A (ja) * | 2008-11-11 | 2010-05-27 | Fujitsu Ltd | 信号変換装置 |
-
1992
- 1992-04-24 JP JP10646892A patent/JPH05300017A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000060296A (ko) * | 1999-03-13 | 2000-10-16 | 윤종용 | 가변 샘플링 주파수를 이용한 송수신장치 |
US7403580B2 (en) | 2004-08-24 | 2008-07-22 | Hitachi, Ltd. | Software defined radio system |
JP2010118792A (ja) * | 2008-11-11 | 2010-05-27 | Fujitsu Ltd | 信号変換装置 |
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