JPH0548648B2 - - Google Patents

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JPH0548648B2
JPH0548648B2 JP59191518A JP19151884A JPH0548648B2 JP H0548648 B2 JPH0548648 B2 JP H0548648B2 JP 59191518 A JP59191518 A JP 59191518A JP 19151884 A JP19151884 A JP 19151884A JP H0548648 B2 JPH0548648 B2 JP H0548648B2
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JP
Japan
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modn
sampling
data
address
memory
Prior art date
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JP59191518A
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Fumio Ikeuchi
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、周期的でかつ高い周波数を有するア
ナログ入力信号をデイジタル化するのに適した
A/Dコンバータのデータサンプリング方法に関
するものである。
〔発明の背景〕
A/Dコンバータで周期的なアナログ信号SA
をサンプリングしてデイジタル化する場合、第1
図のようにサンプリングクロツク(周期TS)よ
り十分大きい周期TTの信号を入力するなら、サ
ンプリングしデイジタル化したデイジタルデータ
DAは、そのままD/Aコンバータへ入力すれば
元のアナログ信号に復元できる。しかし第2図の
ようにナイキスト周波数に近い高周波の信号を入
力してA/D変換したデイジタルデータをそのま
まD/Aコンバータでアナログ信号に変換して
も、十分に原波形を再現できない。また得られた
デジタルデータに対してデジタル信号処理を行な
う場合においても、第1図の場合なら入力信号1
サイクルあたりのデータ数は多く取れるが第2図
の場合では数点しか得られないため、所望の精度
を得られないなどの欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くすもので、ナイキスト周波数に近い入力に対し
ても確実にデイジタル化できるデータサンプリン
グ方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、上記の目的を達成するため、A/D
コンバータから出力されるデジタルコードを記憶
するメモリと、そのメモリのアドレスをコントロ
ールするアドレスコントローラとを設けるととも
に、A/Dコンバータによつて入力信号を複数周
期にわたつてサンプリングし、そうして後にデイ
ジタルコード群に対し、その個々のデイジタルコ
ードが、入力アナログ信号の1周期内のどの位置
にあるべきかをアドレスコントローラで指示し、
所定の位置にデータを格納するかあるいは所定の
位置からデータを読み出すことにより原波形の復
元を可能とすることを特徴としたものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図に従つて説明する。
第3図は、N点のデータをMサイクルに渡つてサ
ンプルした場合のサンプリングと、並べ換えの様
子を示したものである。入力信号の周波数をFT
サンプリングの周波数をFSとした時、MとNが互
いに素な整数であり、かつMFS=NFtが成立する
ような周波数関係が保たれておれば、上述のよう
にMサイクルの間にN点がサンプルされかつ同位
相の点が重複してサンプリングされることはな
い。ここで同位相の点とは、入力信号の複数サイ
クル分を1サイクルに重畳した時、重る点を言
う。そこで今M=3、N=16とすると、第3図の
入力信号ASをサンプリングクロツクでサンプル
した時、そのままでは出力コードDSは図のよう
な点P0〜P16の配列となるが、このままの配
列では疎にサンプリングしているため、十分に原
波形を再現することができない。そこでこれをメ
モリへ書込む時又は読出す時に第3図に並べ換え
データDS1のように並べ換える必要がある。第
4図は上記並べ換えを実現するための本発明の実
施例を示したものである。アナログ信号源1から
出力される信号ASは、A/Dコンバータ2に入
力され、クロツク発生器5からのサンプリングク
ロツクSCによつてデジタル量DSに変換され、メ
モリ3に書込まれる。破線で囲まれている部分が
本発明の対象となるアドレスコントローラ4で、
メモリ3への書込み時、又はメモリ3からの読出
し時に、データを並べ換えるためのアドレスを発
生する部分である。このアドレスコントローラ4
は、並べ換えのためのアドレス飛越し量を与える
レジスタ6とスタートアドレスを規定するための
レジスタ7、飛越し量を計算するアキユムレータ
8、その計算結果を保持するラツチ9、スタート
アドレスと飛越量を加算するアキユムレータ10
とその結果を保持するラツチ11から成る。
この回路の動作原理は次のようである。今、入
力信号のMサイクルに渡つてN個の振幅情報をサ
ンプルし、第3図のようにこのN個のサンプル値
を入力信号ASの1サイクルの期間内に並び換え
るとサンプル値間の時間間隔はTT/Nとなる。
ところが並び換える前のサンプリングの時間間隔
はMTT/Nであるから、並び換える前のk+1
番目のサンプリング点Pkは、最初のサンプリン
グ点P0からτk=k・MTT/Nだけ経過した点に
ある。入力信号ASの周期TT1サイクル内にない
サンプル値を1サイクル内に並び換えると、最初
のサンプリング点P0から遅延時間τk=k・
MTT/Nのうちk・M/Nの整数部分を除去す
ればよく、さらにk・MをNで除算した場合の余
りLを求めて、余りの小さい順に並び換えると1
サイクル内に順序よくサンプルした信号を並び換
えたことになる。
ここで、サンプリング点Pkの余りLは、 L=k・M(modN) ……(1) となる。但し、(modN)は、(modN)の前に記
述された式をNで除算した場合の余りを示す。従
つて、余りがLであるサンプリング点Pkを1サ
イクル内に並び換えるとL+1番目にくることに
なる。そこでまず1番目にくるのはL=0となる
k=0のサンプリング点P0である。また一般に
1サイクル内に並び換えた後にi+1、i+2番
目にくるサンプリング点を各々Pki,Pki+1と
すると、式(1)から、 ki・M(modN)=i ……(2) ki+1・M(modN)=i+1 ……(3) となる。式(2)(3)から式(4)を得る。
(ki+1−ki)・M(modN)=1 ……(4) ここで、ki+1−kiを求めるために、新たに
M-1(modN)を定義し、これを式(4)に適用する
と、 (ki+1−ki)・M(modN)・M-1(modN)=M-1
(modN) (ki+1−ki)=M-1(modN) ……(5) 式(5)を得る。
一方、式(4)の(modN)を右辺に移行し、ki+
1−kiについて整理すると、 ki+1−ki=(aN+1)/M ……(6) 式(6)を得る。但し、aは整数である。さらに、ki
+1−kiはサンプリング数Nよりも小さい整数と
なるため、(aN+1)はMで割り切れることにな
る。従つて、演算M-1(modN)は、 M-1(modN)=(aN+1)/M ……(7) 但し、aN+1=bM、bはサンプリング数Nよ
りも小さい整数 を得る。
ここで、i=0即ち、並び換えた後に1番目と
なるサンプリング点の並び換える前の番号k0はk0
=0であつたので、式(5)より、 k1=k0+M-1(modN)=M-1(modN) ……(8) k2=k1+M-1(modN)=2・M-1(modN)
……(9) 式(8)(9)に示すように、k1、k2が順次M-1
(modN)を加えることによつてk0から求められ
る。第3図の例では、M=3、N16であつたか
ら、式(7)よりM-1(modN)を求めると11となる。
従つて、k0=0、K1=11、k2=22(mod16)=6、
k3=17(mod16)=1となつて、第3図の出力コー
ドDS1に示した点Pkの配列が得られる。また、
演算(mod16)はM-1(modN)を加算する加算
器の上位ビツトを無視すれば容易に得ることがで
きる。このようにデータの飛び越し量に応じたア
ドレスを発生するため、第4図のアドレスコント
ローラ4の初期状態では、ラツチ9と11がリセ
ツトされてその内容を0であるとし、レジスタ6
の出力(飛越し量M-1(modN))とラツチ9の出
力0をアキユムレータ8で加算して1回目の飛越
し量M-1(modN)をラツチ9に与え、またラツ
チ9の出力0とレジスタ7の出力であるスタート
アドレスとをアキユムレータ10で加算すること
によつてスタートアドレスをラツチ11に与え
る。この状態からサンプリングクロツクに同期し
たラツチパルスLPがクロツク発生器5から出力
されると、ラツチ11はスタートアドレスを保持
し、メモリ3にスタートアドレスを出力する。同
時にラツチ9も1回目の飛越し量を保持し、アキ
ユムレータ10に飛越し量を出力する。そしてラ
ツチ9の出力(すなわち1回目の飛越し量M-1
(modN))とレジスタ6の出力M-1をアキユムレ
ータ8で加算し、2回目の飛越し量2M-1をラツ
チ9に与える。またラツチ9の出力(1回目の飛
越し量M-1(modN))とレジスタ7の出力(スタ
ートアドレス0)をアキユムレータ10で加算
し、次にアクセスするアドレスM-1をラツチ11
に与える。この状態で次のラツチパルスLPが出
力されると、上記動作を行なつて次にアクセスす
るアドレスがメモリ3に出力される。
以上のような動作を行うアドレスコントローラ
4をサンプリング時に用いると、まずサンプリン
グクロツクとラツチパルスLPがクロツク発生器
5から出力されA/Dコンバータ2はアナログ信
号をデジタル量DSに変換し、アドレスコントロ
ーラ4は(1)式に準ずる所望のアドレスを計算して
メモリ3に与え、サンプリングクロツクSC、ラ
ツチパルスLPに遅延したライトイネーブル信号
WEをクロツク発生器より出力し、メモリ3内に
データを書込む。このようにアドレスをコントロ
ールすることで、原波形を復元可能な形でメモリ
内にデータを書込むことができる。また書込時は
サンプリング時の配列のまま(P0,P1,P
2,…の順のまま)で書込んで、読出し時は(5)式
に準じたアドレスを前述のようにコントロールし
てもよい。
以上のように本実施例ではデータの並べ換えを
ハードウエアで実現し、かつ書込み時あるいは読
出し時に並べ換えを行なう構成としたため、特に
並べ換えのために時間を取る必要がなくなり、高
速で波形を復元することができる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、高速の繰返し信号を確実にかつ実時間でデイ
ジタル化することができ、デジタルサンプリング
オシロスコープや波形デジタイザ等に用いた場合
に処理時間を短縮できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はA/Dコンバータのサンプリング周波
数に対し十分低い周波数の信号をサンプルした時
の動作説明図、第2図は第1図に比べ高い周波数
の信号をサンプルした時の動作説明図、第3図は
複数周期にわたつてサンプリングを行いこれを並
べ換えて原波形相当のデイジタル信号を得る方法
の動作説明図、第4図は本発明の一実施例を示す
ブロツク図である。 2……A/Dコンバータ、3……メモリ、4…
…アドレスコントローラ、5……クロツク発生
器、6……アドレス飛越量レジスタ、7……スタ
ートアドレスレジスタ、8,10……アキユムレ
ータ、9,11……ラツチ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 周期的なアナログ信号をサンプリングしてデ
    イジタル化するA/Dコンバータと、アナログ信
    号のM周期間(M;正整数)にサンプリングされ
    たN側(N;Mとは互いに素な正整数)のサンプ
    リング値を格納するためのメモリと、該メモリへ
    のアクセス時のアドレスを制御するアドレスコン
    トローラとを設けるとともに、該アドレスコント
    ローラは、1番目のものを第1番目とし、Nで除
    算した余り演算において、(aN+1)/Mを表わ
    すM-1(modN)の演算を定義し、サンプリング
    したデータPk(k=0〜N−1)に対して、P0
    並び換えた1番目のデータとして、逐次M-1
    (modN)の演算結果を加算することにより、並
    び換えた後に次に来るサンプリング番号を得て、
    上記メモリへ書き込むか又は読む出すようにした
    ことを特徴とするデータサンプリング方法。
JP59191518A 1984-09-14 1984-09-14 デ−タサンプリング方法 Granted JPS6171499A (ja)

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