JPH0644711B2 - Analog-to-digital converter - Google Patents
Analog-to-digital converterInfo
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- JPH0644711B2 JPH0644711B2 JP62230787A JP23078787A JPH0644711B2 JP H0644711 B2 JPH0644711 B2 JP H0644711B2 JP 62230787 A JP62230787 A JP 62230787A JP 23078787 A JP23078787 A JP 23078787A JP H0644711 B2 JPH0644711 B2 JP H0644711B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、DAT(ディジタル・オーディオ・テープレ
コーダ)等において、オーディオ信号等のアナログ信号
を、デイザ(dither)信号の加算及び減算を伴なってデ
ィジタル信号に変換するためのアナログ−ディジタル変
換装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention involves adding and subtracting an analog signal such as an audio signal to a dither signal in a DAT (digital audio tape recorder) or the like. The present invention relates to an analog-digital conversion device for converting a digital signal into a digital signal.
[従来の技術] オーディオ信号のPCM記録再生において、量子化雑音
(量子化出力と入力標本値との差)が問題になる。特に
入力信号レベルが低く量子化ステップ数が少ない場合に
は、量子化雑音は入力と強い相関を有し、雑音というよ
りも入力信号の一種の歪(高次高調波)となる。また、
入力信号レベルが高くても、極くゆっくり変化する信号
に対しては、量子化ステップが変化する毎に不快な雑音
が発生する。また、アナログ−ディジタル(A/D)変
換器自体の量子化ステップにもバラツキがあり、A/D
変換時に非線形歪を発生する。上述の如き問題を解決す
るために、デイザと呼ばれる白色性雑音を入力信号に加
えてA/D変換し、しかる後デイザを減算することは公
知である。[Prior Art] Quantization noise (difference between quantized output and input sample value) becomes a problem in PCM recording / reproduction of an audio signal. Especially, when the input signal level is low and the number of quantization steps is small, the quantization noise has a strong correlation with the input, and becomes a kind of distortion (higher harmonic) of the input signal rather than noise. Also,
Even if the input signal level is high, an unpleasant noise is generated every time the quantization step changes for a signal that changes very slowly. In addition, there are variations in the quantization step of the analog-digital (A / D) converter itself, and the A / D
Non-linear distortion occurs during conversion. In order to solve the above problems, it is known to add white noise called dither to an input signal for A / D conversion, and then subtract the dither.
[発明が解決しようとする問題点] ところで、アナログ情報信号にアナログデイザを加算す
ると、この加算値がA/D変換器の許容最大入力レベル
よりも大きくなる可能性がある。デイザ加算情報信号の
最大値に適合する加算器及びA/D変換器を用意すれ
ば、問題が生じないが、加算器及びA/D変換器のコス
トが高くなる。一方、加算器の出力及びA/D変化器の
入力を一定値に制限すれば、アナログ情報信号のダイナ
ミックレンジをデイザの分だけ狭くなる。[Problems to be Solved by the Invention] When an analog dither is added to the analog information signal, this added value may be larger than the maximum allowable input level of the A / D converter. If an adder and an A / D converter that match the maximum value of the dither addition information signal are prepared, no problem will occur, but the cost of the adder and the A / D converter will increase. On the other hand, if the output of the adder and the input of the A / D converter are limited to constant values, the dynamic range of the analog information signal is narrowed by the amount of dither.
上述の如き問題を解決するために、入力アナログ情報レ
ベルが高い時にデイザの加算を停止する方法が特開昭6
2−13142号公報に開示されている。また、特願昭
61−176980号によってアナログデイザのレベル
を制御することが提案されている。これ等の方法によれ
ば、情報信号とデイザとの加算値が所定値以上になるこ
とが阻止される。しかし、構成が比較的複雑になる。In order to solve the above problems, there is a method of stopping the addition of dither when the input analog information level is high.
No. 2-13142. Further, Japanese Patent Application No. 61-176980 proposes to control the level of an analog dither. According to these methods, the added value of the information signal and the dither is prevented from exceeding a predetermined value. However, the configuration becomes relatively complicated.
そこで、本発明の目的は、比較的簡単に大振幅入力時の
問題を解決することができるアナログ−ディジタル変換
装置を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide an analog-digital conversion device that can relatively easily solve the problem of large amplitude input.
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するための本発明は、アナログ情報信号
のレベルを調整する可変抵抗を有してアナログ情報信号
を供給するための入力回路と、アナログデイザ信号発生
手段と、前記入力回路から供給されたアナログ情報信号
に前記アナログデイザ信号発生手段から発生したアナロ
グデイザ信号を加算する加算手段と、前記加算手段から
得られるアナログデイザ加算情報信号をこれに対応する
ディジタルデイザ加算情報信号に変換するものであっ
て、前記アナログデイザ信号の最大レベルよりも大きな
許容最大入力レベルを有し、且つ前記許容最大入力レベ
ル以上の入力が供給された時には前記許容最大入力レベ
ル以上の部分を切り捨てた信号に対応する出力を発生す
るように構成されているアナログ−ディジタル変換器
と、前記ディジタルデイザ加算情報信号から前記アナロ
グデイザ信号に対応するディジタルデイザ信号を減算す
る減算回路と、前記アナログ−ディジタル変換器の許容
最大入力レベル(+L)よりも前記アナログデイザ信号
のレベルと同一又はほぼ同一のレベルだけ低いアナログ
レベルに対応するプラス側の検出レベル(L1)と前記
アナログ−ディジタル変換器の許容小入力レベル(マイ
ナス側の許容最大入力レベル)よりも前記アナログデイ
ザ信号のレベルと同一又はほぼ同一のレベルだけ高いア
ナログレベルに対応するマイナス側の検出レベル(L
2)との内の少なくとも一方に前記減算回路の出力が達
しているか否かを検出するレベル検出回路と、前記レベ
ル検出回路によって前記減算回路の出力が前記プラス側
及び/又はマイナス側の検出レベルに達していることが
検出されたことに応答して前記出力を前記プラス側及び
/又はマイナス側の検出レベルに制限するリミッタと、
前記レベル検出回路に接続され、前記減算回路の出力が
前記プラス側及び/又はマイナス側の検出レベルに達し
ていることを示す前記レベル検出回路の出力に対応した
表示をなす表示器とを備えたアナログ−ディジタル変換
装置に係るものである。[Means for Solving the Problems] To achieve the above object, the present invention provides an input circuit for supplying an analog information signal with a variable resistor for adjusting the level of the analog information signal, and an analog dither. A signal generating means, an adding means for adding an analog dither signal generated by the analog dither signal generating means to the analog information signal supplied from the input circuit; and an analog dither addition information signal obtained by the adding means. A digital dither addition information signal corresponding to this is converted, which has an allowable maximum input level larger than the maximum level of the analog dither signal and is supplied with an input equal to or higher than the allowable maximum input level. An analog-to-digital circuit, sometimes configured to produce an output corresponding to a signal truncated above the maximum allowable input level. Digital converter, a subtraction circuit for subtracting the digital dither signal corresponding to the analog dither signal from the digital dither addition information signal, and the analog above the allowable maximum input level (+ L) of the analog-digital converter. The detection level (L1) on the plus side corresponding to the analog level lower by the same or almost the same level as the dither signal level and the allowable small input level of the analog-digital converter (the maximum allowable input level on the negative side). The negative detection level (L) corresponding to an analog level that is higher than or equal to the level of the analog dither signal.
2) and a level detection circuit for detecting whether or not the output of the subtraction circuit reaches at least one of the above, and the detection level of the output of the subtraction circuit on the plus side and / or the minus side by the level detection circuit. A limiter for limiting the output to the positive side and / or the negative side detection level in response to being detected to have reached
And a display connected to the level detection circuit and providing a display corresponding to the output of the level detection circuit indicating that the output of the subtraction circuit has reached the detection level on the plus side and / or the minus side. The present invention relates to an analog-digital conversion device.
[発明の作用及び効果] 本発明は次の作用及び効果を有する。[Operations and Effects of Invention] The present invention has the following operations and effects.
(イ) アナログ−ディジタル変換器がオーバーフロー
した時には一定値にクリップされた出力が発生する。こ
のクリップされた出力が減算回路に入力し、ここからデ
ィジタルデイザが減算されると、ディジタルデイザによ
る変動分を含む信号が発生する。この信号をこのまま出
力するとデイザ成分がノイズとして残る。しかし、本発
明では、減算回路の出力段にリミッタ回路を設け、前記
オーバーフロー時には減算回路の出力をそのまま送出し
ないでリミッタで制限した信号を送出するようにしてい
るので、過大入力時におけるデイザの減算動作によるノ
イズの発生を防ぐことができる。(B) When the analog-digital converter overflows, an output clipped to a constant value is generated. The clipped output is input to the subtraction circuit, and when the digital dither is subtracted from this, a signal including a variation due to the digital dither is generated. If this signal is output as it is, the dither component remains as noise. However, according to the present invention, a limiter circuit is provided at the output stage of the subtraction circuit, and when the overflow occurs, the output of the subtraction circuit is not sent as it is, but the signal limited by the limiter is sent out. It is possible to prevent generation of noise due to operation.
(ロ) 表示器を設けたので、リミッタ回路の動作を監
視して適切なアナロク−ディジタル変換を行うことがで
きる。(B) Since the display device is provided, the operation of the limiter circuit can be monitored and appropriate analog-digital conversion can be performed.
[実施例] 次に、本発明の実施例に係わるDATのA/D変換装置
を第1図〜第4図を参照して説明する。第1図に示すオ
ーディオ信号から成るアナログ情報信号をディジタル信
号(PCM信号)に変換するためのA/D変換装置は、
入力端子1、第1の増幅器2、レベル調整可変抵抗3、
ローパスフィルタ4、第2の増幅器5、サンプル・ホー
ルド(S・H)回路6、デイザ加算器7、バッファ増幅
器8、A/D変換器9、デイザ減算回路10、リミッタ
11、マルチプレクサ12、及びディジタルフィルタ1
3をこの順番に接続した回路を含む。[Embodiment] Next, a DAT A / D converter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. An A / D converter for converting an analog information signal composed of an audio signal shown in FIG. 1 into a digital signal (PCM signal),
Input terminal 1, first amplifier 2, level adjustment variable resistor 3,
Low-pass filter 4, second amplifier 5, sample and hold (SH) circuit 6, dither adder 7, buffer amplifier 8, A / D converter 9, dither subtraction circuit 10, limiter 11, multiplexer 12, and digital Filter 1
3 includes a circuit in which 3 is connected in this order.
加算器7よりも前段に設けられている可変抵抗3はサン
プルホールド回路6から加算器7に与えるアナログ情報
信号A1のレベルを調整するものである。The variable resistor 3 provided before the adder 7 adjusts the level of the analog information signal A1 given from the sample hold circuit 6 to the adder 7.
ローパスフィルタ4は、0〜20kHz 程度のオーディオ
信号を通過させるように構成されている。The low pass filter 4 is configured to pass an audio signal of 0 to 20 kHz.
サンプルホールド回路6は、情報信号A1を一定の周波
数(例えば88.2kHz )でサンプリングし、これによ
り得られるサンプルをホールドして出力するものであ
り、この出力端子はアナログ加算器7の一方の入力端子
に接続されている。The sample hold circuit 6 samples the information signal A1 at a constant frequency (for example, 88.2 kHz), holds the sample obtained by this, and outputs the sample. This output terminal is one input of the analog adder 7. It is connected to the terminal.
14はデイザ発生回路であり、16ビットのディジタル
デイザ発生器15と、16ビットのD/A変換器16
と、デイザレベル調整用可変抵抗17,18と、ディジ
タルレベル低減回路19とを含む,ディジタルデイザ発
生器15は、実質的にランダムに16ビットのディジタ
ル信号をサンプル・ホールド回路6のサンプリング周波
数(例えば88.2kHz 〕と同一のサンプリング周波数
で発生するM系列(Maximal-length Pulse Sequences
)擬似ランダムパルス発生回路から成り、アナログの
白色性雑音をディジタル信号に変換したものと実質的に
同じものを出力する。ディジタルデイザ発生器15に接
続されたD/A変換器16は16ビットのディジタルデ
イザをこれに対応したアナログデイザ信号に変換する。
減算回路10が実質的に10ビットのレベルのデイザ信
号を要求しているのにも拘らず、デイザ発生器15及び
D/A変換器16はいずれも16ビット構成であるの
で、精度の高いアノログデイザを得ることができる。D
/A変換器16と加算器7の入力端子との間に接続され
たデイザレベル調整用抵抗17は、10ビットのレベル
のディジタルデイザ信号に対応するようにアナログデイ
ザ信号B1のレベルを調整して加算器7に与えるもので
ある。Reference numeral 14 is a dither generation circuit, which includes a 16-bit digital dither generator 15 and a 16-bit D / A converter 16
The digital dither generator 15 including the variable resistors 17 and 18 for adjusting the dither level and the digital level reducing circuit 19 outputs a 16-bit digital signal substantially randomly at the sampling frequency of the sample and hold circuit 6 (for example, 88.2 kHz] and M sequences (Maximal-length Pulse Sequences) generated at the same sampling frequency.
) It consists of a pseudo-random pulse generator and outputs substantially the same as the analog white noise converted into a digital signal. The D / A converter 16 connected to the digital dither generator 15 converts the 16-bit digital dither into an analog dither signal corresponding thereto.
Despite the fact that the subtraction circuit 10 substantially requests a dither signal of a 10-bit level, both the dither generator 15 and the D / A converter 16 have a 16-bit configuration, so that a highly accurate analog dither is provided. Can be obtained. D
The dither level adjusting resistor 17 connected between the A / A converter 16 and the input terminal of the adder 7 adjusts the level of the analog dither signal B1 so as to correspond to the digital dither signal of 10-bit level. Is given to the adder 7.
ディジタルデイザ発生器15に接続されたディジタルレ
ベル低減回路19は、16ビットのディジタルデイザ信
号を変化範囲が10ビットのディジタルデイザ信号B2
に変換するものであり、Dタイプフリップフロップから
成る。例えば、正極性の16ビットのディジタルデイザ
信号が [0101101100101110] であったとすれば、MSBから10SBまでの10ビッ
トを7SBからLSBまでシフトし、この上位に6個の
0を付けたディジタルデイザ信号 [0000000101101100] を形成して出力する。また、負極性の16ビットのディ
ジタルデイザ信号が [1011100111001001] であったとすれば、MSBから10SBまでの10ビッ
トを7SBからLSBにシフトし、この上位に6個の1
を付したディジタルデイザ信号 [1111111011100111] を形成して出力する。The digital level reduction circuit 19 connected to the digital dither generator 15 converts the 16-bit digital dither signal into a digital dither signal B2 having a change range of 10 bits.
And is composed of a D-type flip-flop. For example, if the positive-polarity 16-bit digital dither signal is [0101101100101110], 10 bits from MSB to 10SB are shifted from 7SB to LSB, and a digital dither with 6 0s added to the upper bits. The signal [0000000101101100] is formed and output. If the negative 16-bit digital dither signal is [10111100111001001], the 10 bits from MSB to 10SB are shifted from 7SB to LSB, and the 6 higher 1s are shifted.
A digital dither signal [1111111011100111] with is added is formed and output.
加算器7は、サンプルホールド回路6から与えられる好
ましくはプラスピーク及びマイナスピークがそれぞれ約
3V以下であるアナログ情報信号A1と、0V〜−9
3.6mVの範囲に一方及び他方のピークが位置するよ
うに調整されたアナログデイザ信号B1とを加算してア
ナログデイザ加算情報信号(A1+B1)を形成するも
のである。第3図はアナログ情報信号A1とアナログデ
イザ信号B1とアナログデイザ加算情報信号A1+B1
とを原理的に示す。各信号は大きな振幅で示されている
が、勿論、振幅は種々変化する。The adder 7 is preferably an analog information signal A1 having a plus peak and a minus peak of about 3V or less, respectively, which is supplied from the sample and hold circuit 6, and 0V to -9.
An analog dither addition information signal (A1 + B1) is formed by adding the analog dither signal B1 adjusted so that one peak and the other peak are located in the range of 3.6 mV. FIG. 3 shows the analog information signal A1, the analog dither signal B1, and the analog dither addition information signal A1 + B1.
And is shown in principle. Each signal is shown with a large amplitude, but of course the amplitude will vary.
A/D変換器9は例えばPCM−779から成り、許容
入力範囲が+3V〜−3Vのものである。このA/D変
換器9からはアナログ入力即ち、アナログデイザ加算情
報信号A1+B1に対応する16ビットのディジタル出
力即ちディジタルデイザ加算情報信号A2+B2が得ら
れる。なお、このA/D変換器9が量子化ステップとバ
ラツキを有し、A/D変換時に非線形歪を発生するもの
であっても、デイザを加算してA/D変換することによ
って非線形歪を低減することができる。The A / D converter 9 is made of PCM-779, for example, and has an allowable input range of + 3V to -3V. From the A / D converter 9, an analog input, that is, a 16-bit digital output corresponding to the analog dither addition information signal A1 + B1, that is, a digital dither addition information signal A2 + B2 is obtained. Even if the A / D converter 9 has variations in quantization step and generates non-linear distortion at the time of A / D conversion, the non-linear distortion is added by adding dither to perform A / D conversion. It can be reduced.
一方の入力端子がA/D変換器9に接続され、他方の入
力端子がディジタルレベル低減回路19に接続されてい
るディジタル減算回路10は、16ビットのディジタル
デイザ加算情報信号A2+B2から実質的に10ビット
のレベルのディジタルデイザ信号B2を減算し、理想的
にはディジタル情報信号A2のみを出力する。減算回路
10に入力させるディジタルデイザ信号B2は加算した
アナログデイザ信号B1と同一のサンプリング区間のも
のであるので、理想的には加算したアナログデイザ信号
B1に対応するディジタル成分は完全に除去される。デ
イザのレベルが極めて低い場合には、デイザを減算しな
くてもさほど問題が生じない場合があるが、本実施例の
ようにデイザのレベルが高い場合には、デイザを減算し
ないとデイザがノイズになる。The digital subtraction circuit 10, one input terminal of which is connected to the A / D converter 9 and the other input terminal of which is connected to the digital level reduction circuit 19, substantially outputs from the 16-bit digital dither addition information signal A2 + B2. The 10-bit level digital dither signal B2 is subtracted, and ideally only the digital information signal A2 is output. Since the digital dither signal B2 input to the subtraction circuit 10 is in the same sampling period as the added analog dither signal B1, ideally, the digital component corresponding to the added analog dither signal B1 is completely removed. To be done. If the dither level is extremely low, there may be no problem even if the dither is not subtracted.However, if the dither level is high as in this embodiment, the dither will be noisy unless it is subtracted. become.
ところで、アナログデイザ加算情報信号A1+B1のレ
ベルがA/D変換器9の許容入力レベル+3V〜−3V
以内であれば、デイザ加算及び減算の効果を良好に得る
ことができる。しかし、A/D変換器9の入力信号のレ
ベルがその許容最大入力レベル±3Vを越えるおそれが
ある。第2図はA/D変換器9の入力及び出力と減算器
10の出力とをそれぞれアナログ表示したものである。
第2図(A)はA/D変換器9の許容最大入力レベルL
に一致するピークを有するアナログ情報信号A1を示
す。この様にピークレベルの高いアナログ情報信号A1
にアナログデイザ信号B1を加算すると、第2図(B)
に示す如く許容最大入力レベルLを越える部分を有する
アナログデイザ加算情報信号A1+B1となる。A/D
変換器9は許容最大入力レベルL以上の部分をA/D変
換することができないので、レベルL以上を切り捨てた
状態の出力を発生する。即ち、アナログデイザ信号B1
に対応するディジタルデイザ成分を含まないA/D変換
出力が得られる。減算回路10においてデイザを含まな
い部分からデイザ信号B2を減算すると、第2図(C)
にアナログ的に示されているようにデイザを含む減算出
力が得られる。このまま出力すると、デイザ成分がノイ
ズとなって不快な音を発生するので、本実施例では第2
図(D)に示す如くリミッタ11でデイザの成分を除去
した出力を得る。また、歪が発生するレベルに達したこ
とを表示器20に表示し、入力レベルが過大であること
を使用者に知らせる。By the way, the level of the analog dither addition information signal A1 + B1 is the allowable input level of the A / D converter 9 + 3V to -3V.
Within the range, the effect of dither addition and subtraction can be satisfactorily obtained. However, the level of the input signal of the A / D converter 9 may exceed the allowable maximum input level ± 3V. FIG. 2 shows the analog input and output of the A / D converter 9 and the output of the subtractor 10.
FIG. 2A shows the maximum allowable input level L of the A / D converter 9.
The analog information signal A1 having a peak corresponding to Thus, the analog information signal A1 having a high peak level
When the analog dither signal B1 is added to
The analog dither addition information signal A1 + B1 has a portion exceeding the maximum allowable input level L as shown in FIG. A / D
Since the converter 9 cannot perform A / D conversion on a portion having a maximum allowable input level L or higher, an output in a state in which the level L or higher is truncated is generated. That is, the analog dither signal B1
An A / D conversion output that does not include the digital dither component corresponding to is obtained. When the dither signal B2 is subtracted from the portion not including the dither in the subtraction circuit 10, FIG.
A subtraction output including a dither is obtained as shown in analog form in FIG. If it is output as it is, the dither component becomes noise and an unpleasant sound is generated.
As shown in FIG. 3D, the limiter 11 removes the dither component to obtain an output. Further, the display 20 indicates that the level at which the distortion is generated is reached, and the user is informed that the input level is excessive.
リミッタ11及び表示器20を動作させるために、レベ
ル検出回路21が設けられている。このレベル検出回路
21は減算回路10の出力に接続されたプラス側オーバ
ーフローレベル検出回路22とマイナス側オーバーフロ
ーレベル検出回路23とを有し、これ等の出力はORゲ
ート24を介してリミッタ11と表示器20に接続され
ている。この実施例では第3図で説明したようにアナロ
グデイザ信号B1が0〜−93.6mVの範囲に設定さ
れている。従って、第3図のアナログ情報信号A1にア
ナログデイザ信号B1を加算すると、アナログデイザ加
算情報信号A1+B1の一方のエンベロープはアナログ
情報信号A1に一致し、他方のエンベロープは点線で示
す位置になる。従ってA1+B1の振幅は実線と点線の
間で変化する。この結果、プラス側においては、A/D
変換器9のプラス許容最大入力レベル+Lに一致するレ
ベルのアナログ情報信号A1にデイザ信号B1を加算し
た信号A1+B1がA/D変換のプラス許容最大入力レ
ベル+Lを越えない。従って、この信号A1+B1をA
/D変換した後にディジタルデイザ信号B2を減算して
も何ら問題が生じない。そこで、第1図のプラス側オー
バーフローレベル検出回路22の検出レベルL1はA/
D変換器9のプラスの許容最大入力レベル+Lに設定さ
れている。A/D変換器9は2の補数の形式でディジタ
ル信号を出力するので、プラスの最大出力は [0111111111111111] である。そこで、プラス側オーバーフローレベル検出回
路22は入力ディジタル信号のMSBを反転し、その他
を反転しないでANDゲートに入力させるように構成さ
れている。この結果、プラス側オーバーフロー検出回路
22にレベルL1の信号が入力すると、高レベル出力が
発生し、リミッタ11と表示器20に与えられる。この
検出レベルL1以上のアナログ入力は出力に歪を発生さ
せるので、表示器20にオーバーフローが表示された時
は可変抵抗3で入力レベルを下げる。A level detection circuit 21 is provided to operate the limiter 11 and the display 20. The level detection circuit 21 has a plus-side overflow level detection circuit 22 and a minus-side overflow level detection circuit 23 connected to the output of the subtraction circuit 10, and these outputs are displayed as a limiter 11 via an OR gate 24. Connected to the container 20. In this embodiment, the analog dither signal B1 is set in the range of 0 to -93.6 mV as described with reference to FIG. Therefore, when the analog dither signal B1 is added to the analog information signal A1 in FIG. 3, one envelope of the analog dither addition information signal A1 + B1 coincides with the analog information signal A1 and the other envelope is at the position shown by the dotted line. . Therefore, the amplitude of A1 + B1 changes between the solid line and the dotted line. As a result, on the plus side, A / D
The signal A1 + B1 obtained by adding the dither signal B1 to the analog information signal A1 having a level matching the plus maximum input level + L of the converter 9 does not exceed the plus maximum input level + L of A / D conversion. Therefore, this signal A1 + B1
There is no problem even if the digital dither signal B2 is subtracted after the / D conversion. Therefore, the detection level L1 of the plus side overflow level detection circuit 22 in FIG.
It is set to the plus allowable maximum input level + L of the D converter 9. Since the A / D converter 9 outputs a digital signal in the form of 2's complement, the maximum positive output is [0111111111111111]. Therefore, the plus-side overflow level detection circuit 22 is configured to invert the MSB of the input digital signal and input it to the AND gate without inverting the other. As a result, when a signal of level L1 is input to the plus side overflow detection circuit 22, a high level output is generated and given to the limiter 11 and the display 20. Since the analog input of the detection level L1 or more causes the output to be distorted, when the display 20 indicates the overflow, the variable resistor 3 lowers the input level.
一方、マイナス側オーバーフローレベル検出回路23
は、第3図に示すA/D変換器9のマイナス側の許容最
大入力レベル−L(許容最小レベル)よりもデイザレベ
ル(93.6mV)だけ低い絶対値を有するマイナス側
オーバーフロー検出レベルL2を有するように設定され
ている。マイナス側出力の最大許容入力レベルL1は1
6ビットの2の補数 [1000000000000000] であり、マイナス側オーバーフロー検出レベルL2はこ
れよりもデイザ信号レベル即ち93.6mV(約0.1
4dB)だけ高く(マイナス側の絶対値では低く)設定
されている。このマイナス側オーバーフロー検出レベル
L2のディジタル値は、例えば [100000XXX……………XX] で示すことができる。但し、ここでxは1又は0であ
る。マイナス側オーバーフロー検出回路23も論理回路
から成り、入力ディジタル信号がマイナス側オーバーフ
ロー検出レベルL2のディジタル値に一致した時に高レ
ベル出力が発生し、ORゲート24を介してリミッタ1
1及び表示器20に与えられる。On the other hand, the minus side overflow level detection circuit 23
Has a negative side overflow detection level L2 having an absolute value lower by a dither level (93.6 mV) than the negative side allowable maximum input level -L (allowable minimum level) of the A / D converter 9 shown in FIG. Is set. The maximum allowable input level L1 for negative output is 1
It is a 6-bit two's complement number [1000000000000000], and the minus side overflow detection level L2 is lower than this, that is, the dither signal level, that is, 93.6 mV (about 0.1
4 dB) and is set high (low in the absolute value on the negative side). The digital value of the minus side overflow detection level L2 can be represented by, for example, [100000XXX ......... XX]. However, x is 1 or 0 here. The minus side overflow detection circuit 23 is also composed of a logic circuit. When the input digital signal matches the digital value of the minus side overflow detection level L2, a high level output is generated, and the limiter 1 is supplied via the OR gate 24.
1 and display 20.
リミッタ11はレベル検出回路21から発生するオーバ
ーフローを示す出力(高レベル)に対応してオーバーフ
ローレベルL1又はL2の値をオーバーフロー期間のみ
出し続けるように構成されている。これにより、デイザ
による変動分(ノイズ)が出力されなくなり、第2図
(D)に原理的に示すようなデータが出力され、不快音
が少なくなる。リミッタ11が働くと波形歪が生じるの
で、出来るだけ可変抵抗3で入力レベルを調整し、オー
バーフローしないようにする。The limiter 11 is configured to continuously output the value of the overflow level L1 or L2 corresponding to the output (high level) indicating the overflow generated from the level detection circuit 21 only during the overflow period. As a result, the variation (noise) due to the dither is not output, the data as shown in principle in FIG. 2 (D) is output, and unpleasant noise is reduced. Since waveform distortion occurs when the limiter 11 works, the input level is adjusted by the variable resistor 3 as much as possible to prevent overflow.
表示器20はレベル検出回路21に接続され、信号がオ
ーバーフロー検出レベルL1,L2になったことを表示
する。この表示器20はマイナス側の信号に対してはA
/D変換器9のマイナス側の許容入力の最大値(絶対
値)に応答せずに、これよりもデイザレベルだけ低い検
出レベルL2をマイナス側に越える信号に応答してオー
バーフローを表示するので、入力信号のレベル調整を正
確に行うことができる。The display 20 is connected to the level detection circuit 21 and indicates that the signal has reached the overflow detection levels L1 and L2. This indicator 20 is A for the signal on the minus side.
Since it does not respond to the maximum value (absolute value) of the allowable input on the minus side of the / D converter 9 and overflow is displayed in response to a signal exceeding the detection level L2 lower by the dither level than this to the minus side, The signal level can be adjusted accurately.
DATは左チャネルと右チャネルとを有しているので、
左チャネルの入力端子1の他に右チャネル入力端子2
5、及び右チャネルA/D変換部26を有し、両チャネ
ルの出力ラインがマルチプレクサ12に接続されてい
る。マルチプレクサ12の出力はディジタルフィルタ1
3を介して記録回路(図示せず)に送られる。Since DAT has a left channel and a right channel,
Left channel input terminal 1 as well as right channel input terminal 2
5 and the right channel A / D converter 26, and the output lines of both channels are connected to the multiplexer 12. The output of the multiplexer 12 is the digital filter 1
3 to a recording circuit (not shown).
第3図の例では、アナログデイザ信号B1を0〜−9
3.6mVのマイナス側に発生させたが、これとは逆に
第4図に示す如く0〜+93.6mVのプラス側に発生
させてもよい。この場合には、A1+B1のレベルがA
1よりも高くなるので、プラス側のオーバーフロー検出
レベルL1をA/D変換器9の許容最大入力レベル+L
より93.6mV即ち約0.14dBだけ低く設定し、
一方、マイナス側のオーバーフロー検出レベルL2は−
Lに一致させる。In the example of FIG. 3, the analog dither signal B1 is 0 to -9.
Although it is generated on the minus side of 3.6 mV, it may be generated on the plus side of 0 to +93.6 mV as shown in FIG. In this case, the level of A1 + B1 is A
Since it becomes higher than 1, the overflow detection level L1 on the plus side is set to the maximum allowable input level of the A / D converter 9
93.6 mV, or about 0.14 dB lower,
On the other hand, the minus side overflow detection level L2 is −
Match L.
また、第5図に示す如くデイザ信号を−46.8mV〜
+46.8mVの範囲で発生させることもできる。この
場合にはプラス側のオーバーフロー検出レベルL1をプ
ラス許容最大入力レベル+Lよりも小さく設定すると共
に、マイナス側のオーバーフロー検出レベルL2よりも
マイナス側の許容最大入力レベルよりも小さく設定す
る。Further, as shown in FIG. 5, the dither signal is changed from -46.8 mV to
It can also be generated in the range of +46.8 mV. In this case, the plus side overflow detection level L1 is set smaller than the plus allowable maximum input level + L, and the minus side overflow detection level L2 is set smaller than the minus side allowable maximum input level.
ところで、第3図又は第4図に示す如くデイザ信号B1
に偏りを与えると、アナログ情報信号A1の振幅が低レ
ベルになった時の歪を低減させることができる。即ち、
第3図で微小振幅のアナログ情報信号A1に0〜−9
3.6mVのデイザ信号B1が加算されても、情報信号
A1の振幅がマイナスの期間(半サイクル)においてA
1+B1がゼロレベルを横切ることがない。一方、情報
信号A1の振幅がプラスの期間においてはA1+B1が
ゼロレベルを横切る可能性があり、量子化がプラス側と
マイナス側との両方で行われ、誤差即ち歪が増加するお
それがある。従って、第3図又は第4図の方法を採用す
ると、ゼロクロスの確率が第5図の方法の半分になり、
歪低減が可能になる。By the way, as shown in FIG. 3 or FIG.
Is biased, distortion when the amplitude of the analog information signal A1 becomes low level can be reduced. That is,
In FIG. 3, 0 to −9 is applied to the analog information signal A1 having a small amplitude.
Even if the dither signal B1 of 3.6 mV is added, the amplitude of the information signal A1 is A during the negative period (half cycle).
1 + B1 never crosses the zero level. On the other hand, A1 + B1 may cross the zero level in the period in which the amplitude of the information signal A1 is positive, the quantization is performed on both the positive side and the negative side, and the error, that is, the distortion may increase. Therefore, if the method of FIG. 3 or FIG. 4 is adopted, the probability of zero crossing is half that of the method of FIG.
Distortion can be reduced.
[別の実施例] 次に、第6図に示す本発明の別の実施例に係わるA/D
変換方式を説明する。但し、第1図と共通する部分には
同一の符号を付してその説明を省略する。この第6図で
は、コストの低減及びA/D変換誤差に基づく減算誤差
の発生の防止のために、1つのA/D変換器9によって
A1+B1と、B1との両方をA/D変換している。こ
のために、サンプルホールド回路6と加算器7との間に
多重化用ゲート回路31が設けられている。このゲート
回路31は1サンプリング期間の1部においてアナログ
情報信号A1を抽出して加算器7の一方の入力としてい
る。加算器7の他方の入力端子にはアナログデイザ信号
B1が常に出力しているので、アナログ情報信号A1が
入力している期間にはA1+B1の出力が得られ、その
他の期間にはB1の出力が得られる。A/D変換器9は
A1+B1とB1とを時分割でそれぞれA/D変換す
る。A/D変換器9の出力の分岐ラインのメモリ32
は、B1対応するディジタルデイザ信号B2を選択的に
読み込み、A2+B2の出力期間に同期して読み出す。
これにより、減算回路1らA2+B2−B2=A2の出
力が得られる。メモリ32からB2が出力されていない
期間のデータは不要なものであるから、減算回路10の
出力ラインに接続されたサンプリングゲート33によっ
てA2のみを抽出する。この第5図の時分割多重処理の
方式は、特開昭62−13124号公報に開示されてい
る方法と実質的に同一である。[Another embodiment] Next, an A / D according to another embodiment of the present invention shown in FIG.
The conversion method will be described. However, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In FIG. 6, both A1 + B1 and B1 are A / D converted by one A / D converter 9 in order to reduce cost and prevent generation of a subtraction error based on the A / D conversion error. There is. For this purpose, a multiplexing gate circuit 31 is provided between the sample hold circuit 6 and the adder 7. The gate circuit 31 extracts the analog information signal A1 in a part of one sampling period and uses it as one input of the adder 7. Since the analog dither signal B1 is always output to the other input terminal of the adder 7, the output of A1 + B1 is obtained during the period when the analog information signal A1 is input, and the output of B1 is during the other period. Is obtained. The A / D converter 9 time-divisionally A / D-converts A1 + B1 and B1. Branch line memory 32 of output of A / D converter 9
Selectively reads the digital dither signal B2 corresponding to B1 and reads it in synchronization with the output period of A2 + B2.
As a result, the output of A2 + B2-B2 = A2 from the subtraction circuit 1 is obtained. Since the data in the period in which B2 is not output from the memory 32 is unnecessary, only A2 is extracted by the sampling gate 33 connected to the output line of the subtraction circuit 10. The method of time division multiplexing processing in FIG. 5 is substantially the same as the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-13124.
第6図の場合は、デイザ発生回路14からディジタルデ
イザ信号を減算回路10に直接に送る必要がないので、
第1図のディジタルレベル低減回路19は不要であり、
デイザ発生回路14はディジタルデイザ発生回路15と
D/A変換器16と各変抵抗17とによって構成されて
いる。In the case of FIG. 6, since it is not necessary to directly send the digital dither signal from the dither generation circuit 14 to the subtraction circuit 10,
The digital level reduction circuit 19 of FIG. 1 is unnecessary,
The dither generation circuit 14 is composed of a digital dither generation circuit 15, a D / A converter 16 and each variable resistor 17.
第1図は本発明の実施例に係わるDATのA/D変換装
置を示すブロック図、 第2図は大振幅のアナログ情報信号にデイザ信号を加算
することによって生じる問題とこれを解決する方法を説
明するための波形図、 第3図、第4図及び第5図はアナログデイザ信号の位置
を変えた場合のオーバーフロー検出レベルの変化を説明
するための波形図、 第6図は本発明の別の実施例のA/D変換装置を示すブ
ロック図である。 7……加算器、9……A/D変換器、10……減算回
路、11……リミッタ、14……デイザ発生回路、15
……ディジタルデイザ発生器、16……D/A変換器、
20……表示器、21……レベル検出回路。FIG. 1 is a block diagram showing a DAT A / D converter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a problem caused by adding a dither signal to a large-amplitude analog information signal and a method for solving the problem. FIG. 3 is a waveform diagram for explaining, FIG. 3, FIG. 4 and FIG. 5 are waveform diagrams for explaining changes in the overflow detection level when the position of the analog dither signal is changed, and FIG. It is a block diagram which shows the A / D conversion device of another Example. 7 ... Adder, 9 ... A / D converter, 10 ... Subtraction circuit, 11 ... Limiter, 14 ... Dither generation circuit, 15
...... Digital dither generator, 16 …… D / A converter,
20 ... Display unit, 21 ... Level detection circuit.
Claims (1)
抵抗を有してアナログ情報信号を供給するための入力回
路と、 アナログデイザ信号発生手段と、 前記入力回路から供給されたアナログ情報信号に前記ア
ナログデイザ信号発生手段から発生したアナログデイザ
信号を加算する加算手段と、 前記加算手段から得られるアナログデイザ加算情報信号
をこれに対応するディジタルデイザ加算情報信号に変換
するものであって、前記アナログデイザ信号の最大レベ
ルよりも大きな許容最大入力レベルを有し、且つ前記許
容最大入力レベル以上の入力が供給された時には前記許
容最大入力レベル以上の部分を切り捨てた信号に対応す
る出力を発生するように構成されているアナログ−ディ
ジタル変換器と、 前記ディジタルデイザ加算情報信号から前記アナログデ
イザ信号に対応するディジタルデイザ信号を減算する減
算回路と、 前記アナログ−ディジタル変換器の許容最大入力レベル
(+L)よりも前記アナログデイザ信号のレベルと同一
又はほぼ同一のレベルだけ低いアナログレベルに対応す
るプラス側の検出レベル(L1)と前記アナログ−ディ
ジタル変換器の許容最小入力レベル(マイナス側の許容
最大入力レベル)よりも前記アナログデイザ信号のレベ
ルと同一又はほぼ同一のレベルだけ高いアナログレベル
に対応するマイナス側の検出レベル(L2)との内の少
なくとも一方に前記減算回路の出力が達しているか否か
を検出するレベル検出回路と、 前記レベル検出回路によって前記減算回路の出力が前記
プラス側及び/又はマイナス側の検出レベルに達してい
ることが検出されたことに応答して前記出力を前記プラ
ス側及び/又はマイナス側の検出レベルに制限するリミ
ッタと、 前記レベル検出回路に接続され、前記減算回路の出力が
前記プラス側及び/又はマイナス側の検出レベルに達し
ていることを示す前記レベル検出回路の出力に対応した
表示をなす表示器とを備えたアナログ−ディジタル変換
装置。1. An input circuit for supplying an analog information signal having a variable resistor for adjusting the level of the analog information signal, an analog dither signal generating means, and an analog information signal supplied from the input circuit. An adder for adding the analog dither signals generated by the analog dither signal generator, and an analog dither addition information signal obtained by the adder for conversion into a corresponding digital dither addition information signal. And has a maximum allowable input level larger than the maximum level of the analog dither signal, and when an input exceeding the maximum allowable input level is supplied, it corresponds to a signal in which the portion exceeding the maximum allowable input level is truncated. An analog-to-digital converter configured to generate an output, the digital dither summing information signal A subtraction circuit for subtracting a digital dither signal corresponding to the analog dither signal, and a level which is the same as or almost the same as the level of the analog dither signal than the maximum allowable input level (+ L) of the analog-digital converter The level of the analog dither signal is the same as or substantially the same as the positive detection level (L1) corresponding to the low analog level and the allowable minimum input level of the analog-digital converter (negative maximum allowable input level). A level detection circuit for detecting whether or not the output of the subtraction circuit reaches at least one of the negative detection level (L2) corresponding to the analog level higher by the level; and the subtraction circuit by the level detection circuit. It is detected that the output of has reached the detection level on the plus side and / or the minus side. And a limiter that limits the output to the plus and / or minus detection levels in response to the output of the subtraction circuit, and the output of the subtraction circuit is connected to the plus and / or minus side. An analog-to-digital conversion device, comprising: a display corresponding to the output of the level detection circuit indicating that the detection level has been reached.
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JPS6473825A JPS6473825A (en) | 1989-03-20 |
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Family Applications (1)
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JP62230787A Expired - Lifetime JPH0644711B2 (en) | 1987-09-14 | 1987-09-14 | Analog-to-digital converter |
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1987
- 1987-09-14 JP JP62230787A patent/JPH0644711B2/en not_active Expired - Lifetime
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