JPH0685670A - Method and system for sampling - Google Patents

Method and system for sampling

Info

Publication number
JPH0685670A
JPH0685670A JP4236158A JP23615892A JPH0685670A JP H0685670 A JPH0685670 A JP H0685670A JP 4236158 A JP4236158 A JP 4236158A JP 23615892 A JP23615892 A JP 23615892A JP H0685670 A JPH0685670 A JP H0685670A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sampling
signal
output
sample
input signal
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
Application number
JP4236158A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsushi Nakamura
勝史 中村
Masao Hotta
正生 堀田
Tatsuji Matsuura
達治 松浦
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP4236158A priority Critical patent/JPH0685670A/en
Publication of JPH0685670A publication Critical patent/JPH0685670A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a sampling system which reduces distortion and a pattern noise generated in an interleave operation due to dispersion that exists among plural signal routes. CONSTITUTION:An input signal inputted from an analog input terminal 4 is sampled by applying the interleave operation at plural sample-and-hold circuits (1a, 1b), and the moving average of a sampling result is performed. In other words, the signal is delayed by the extent equivalent to the number of stages of the plural sample-and-hold circuits on the signal routes in addition to signal processors (8a, 8b) and signal delay devices (2a, 2b), and a result of adding the sampling result to the output of each delay device respectively in adders (3a, 3b) is outputted to an output terminal 6. Therefore, it is possible to relax the whole gain between mutliplexed routes or the coincidence of aperture time, etc., to accelerate sampling.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はサンプリング・システム
に係り、特に、サンプリング機能を持つサンプル・ホ−
ルド回路、AD変換器、スイッチド・キャパシタ フィ
ルタなどに用いることが可能なサンプリング・システム
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sampling system, and more particularly to a sample hos having a sampling function.
The present invention relates to a sampling system that can be used for a field circuit, an AD converter, a switched capacitor filter, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般のサンプリング方式としては、単一
のサンプル・ホ−ルド回路のみで行う。しかし、この場
合、サンプリングの動作速度がサンプル・ホ−ルド回路
により制限されてしまう。
2. Description of the Related Art As a general sampling method, only a single sample and hold circuit is used. However, in this case, the sampling operation speed is limited by the sampling and holding circuit.

【0003】単一のサンプル・ホ−ルド回路で可能な動
作速度以上の速度を図れる一つの方法としては、図11
に示すようなインタ−リ−ブ方式が考えられる。ここで
は、複数のサンプル・ホ−ルド回路(16a〜16e)
をクロック遅延器(17a〜17d)を介して並列にな
らべ、入力端子15から入力されるアナログ入力信号を
インタ−リ−ブ動作で標本化し、各信号経路で保持され
た信号は、セレクタ18を経て出力端子19に出力され
る。
As one method for achieving a speed higher than that possible with a single sample and hold circuit, FIG.
The interleave method as shown in FIG. Here, a plurality of sample and hold circuits (16a to 16e)
Are arranged in parallel via the clock delay units (17a to 17d), the analog input signal input from the input terminal 15 is sampled by the interleave operation, and the signal held in each signal path is output to the selector 18. After that, it is output to the output terminal 19.

【0004】上記インタ−リ−ブ方式によるサンプリン
グ出力は、多重経路間に存在する総体的なバラつきから
発生する歪とパタ−ン雑音を含んでいる。例えば図12
に示すように、2つの信号経路間の利得のバラつき(利
得1、利得2)のため、実線で示すような直線入力に対
しサンプリング出力v1、v2…vnが黒丸で示すよう
に変動する。あるいはまた、図13に示すように、サン
プル時に起きるアパ−チャ時間のバラつきδt1、δt
2…のため、実線で示すような直線入力に対しサンプリ
ング出力v1、v2…vnが黒丸で示すように変動す
る。これにより、各信号経路のサンプル・ホ−ルド回路
が持つサンプリング周波数と全体のサンプリング周波数
までの高調波を対称にサイドバンドができる。また、図
14に示すように、信号経路間の総体的なオフセット誤
差(オフセット1、オフセット2)によってもサンプリ
ング出力v1、v2…vnにバラつきを生じ、各信号経
路のサンプル・ホ−ルド回路が持つサンプリング周波数
と全体のサンプリング周波数までの高調波にパタ−ン雑
音が発生する。
The sampling output by the interleave method includes distortion and pattern noise generated from the total variation existing between multiple paths. For example, in FIG.
As shown in (1), due to variations in gain between the two signal paths (gain 1, gain 2), sampling outputs v1, v2, ... Vn fluctuate as indicated by black circles with respect to a straight line input as indicated by a solid line. Alternatively, as shown in FIG. 13, variations in aperture time δt1 and δt that occur during sampling.
2 ..., the sampling outputs v1, v2, ... Vn fluctuate as shown by solid circles with respect to the straight line input shown by the solid line. As a result, sidebands can be formed symmetrically with the sampling frequency of the sample-hold circuit of each signal path and the harmonics up to the entire sampling frequency. Further, as shown in FIG. 14, the sampling outputs v1, v2, ... Vn also vary due to the overall offset error (offset 1, offset 2) between the signal paths, and the sample-hold circuit of each signal path is Pattern noise occurs at the sampling frequency that it has and harmonics up to the overall sampling frequency.

【0005】上記信号経路に存在するアパ−チャ時間の
バラつきの対策としては、二段サンプリング方式(英名
では 2-rank sampling)が知られており、その詳細につ
いては、「K. Poulton, et al., A 1-GHz 6-bit ADC Sys
tem, IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 22, No. 6,
pp. 962-970, Dec. 1987」に述べられている。前記例で
は、AD変換器の高速化を図るためにAD変換経路を多
重化しインタ−リ−ブ動作させている。図15に上記二
段サンプリング方式の簡単な構成例を表す。事前に行う
サンプリングでは多重信号経路共通の単一サンプル・ホ
−ルド回路20を入力端子15に接続し、刻々変化する
入力信号の瞬間値を一時抜き出す。一定時間保持された
前記信号を更に次段の多重サンプル・ホ−ルド回路(1
6a〜16e、17a〜17d)でインタ−リ−ブ動作
し再度サンプルし、セレクタ18を介して出力端子19
に出力する。以上説明した如く、二段サンプリング方式
は多重サンプリングされる信号が全信号経路共通のサン
プル・ホ−ルド回路により一時標本化され一定保持され
ているため、多重経路間のアパ−チャ誤差から発生する
歪を大幅に低下できる。
A two-stage sampling method (2-rank sampling in the English name) is known as a countermeasure for the variation in the aperture time existing in the signal path, and the details thereof are described in "K. Poulton, et al. ., A 1-GHz 6-bit ADC Sys
tem, IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 22, No. 6,
pp. 962-970, Dec. 1987 ". In the above example, the AD conversion paths are multiplexed and interleaved in order to increase the speed of the AD converter. FIG. 15 shows a simple configuration example of the two-stage sampling method. In the sampling performed in advance, the single sample-hold circuit 20 common to the multiple signal paths is connected to the input terminal 15 to temporarily extract the instantaneous value of the input signal which changes every moment. The signal held for a certain period of time is further added to the next stage multi-sample hold circuit (1
6a to 16e, 17a to 17d) interleave, sample again, output terminal 19 via selector 18.
Output to. As described above, in the two-stage sampling method, the signal to be multi-sampled is temporarily sampled and held constant by the sample-hold circuit common to all signal paths, so that it is caused by the aperture error between the multi-paths. Distortion can be reduced significantly.

【0006】一般的には、インタ−リ−ブ動作を用いる
多重構成は、(1)現在の加工技術を用いて要求される動
作速度の達成が不可能の場合か、(2)多重構成により各
信号経路の動作速度を低減することによって得られる全
体の低電力化が図れる場合、に採用するのが望ましい。
しかし、二段サンプリング方式では、一段目のサンプル
・ホ−ルド回路が全体の速度で動作しなければならない
ため、(1)の用途には不向きである。それに、多重構成
によって低電力化が図れても一段目の高速サンプル・ホ
−ルド回路で実質の電力を取られてしまうため、(2)の
用途にも適さない。また、多重経路間のアパ−チャ誤差
を押さえるのは可能だが、多重経路間の総体的な利得誤
差から発生する歪やオフセット誤差から出るパタ−ン雑
音の問題は解決できない。
Generally, the multiplex structure using the interleave operation is (1) when it is impossible to achieve the required operation speed by using the current processing technology, or (2) the multiplex structure is used. It is desirable to adopt it when the overall power consumption can be reduced by reducing the operation speed of each signal path.
However, in the two-stage sampling method, the sample-hold circuit of the first stage has to operate at the entire speed, which is not suitable for the use of (1). In addition, even if the power consumption is reduced by the multiplex structure, the high-speed sample and hold circuit in the first stage consumes substantial power, which is not suitable for the use in (2). Further, although it is possible to suppress the aperture error between the multiple paths, the problem of the pattern noise generated from the distortion or the offset error generated from the overall gain error between the multiple paths cannot be solved.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうちの
第二者、すなわち、インタ−リ−ブ方式を設けた多重経
路式サンプリング・システムは、高速化または低電力化
に適しているが、多重経路間に存在する総体的なバラつ
きにより歪並びパタ−ン雑音が発生する為、高精度を達
成するのは比較的難しい。
The second of the above-mentioned prior arts, that is, the multipath type sampling system provided with the interleave method is suitable for high speed or low power consumption. It is relatively difficult to achieve high precision because distortion and pattern noise are generated due to the overall variation existing between multiple paths.

【0008】上記従来技術のうちの第三者、すなわち、
二段サンプリング方式による多重構成は、信号経路間の
アパ−チャ誤差から発生する歪は低減できるが、ゲイン
誤差並びオフセット誤差の影響は改善されず、また、一
段目に高速サンプル・ホ−ルド回路が必要されるため、
比較的消費電力がかかる。また、二段サンプリング方式
では一段目のサンプル・ホ−ルド回路により動作速度が
制限されるため、現在の加工技術で得られる動作速度以
上の速度は多重構成によっても達成できない。
A third party of the above prior arts, that is,
The multiplex configuration by the two-stage sampling method can reduce the distortion caused by the aperture error between the signal paths, but the effects of the gain error and the offset error are not improved, and the high-speed sample / hold circuit is provided in the first stage. Is required because
Power consumption is relatively high. Further, in the two-stage sampling method, since the operation speed is limited by the first-stage sample and hold circuit, it is impossible to achieve a speed higher than the operation speed obtained by the current processing technology even by the multiplex structure.

【0009】本発明の目的とするところは、従来の技術
における上述の問題を解消し、二段サンプリング方式に
比較して回路規模は複雑にせずに、しかも多重経路間の
総体的なバラつきから発生する歪並びにパタ−ン雑音を
低減することが可能なサンプリング・システムを提供す
ることにある。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, to make the circuit scale more complicated than the two-stage sampling method, and to generate it from the overall variation between multiple paths. It is an object of the present invention to provide a sampling system capable of reducing the distortion and the pattern noise that occur.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は以下の2つの手
段を備えている点に特徴がある。まず、入力信号を、複
数のサンプル・ホ−ルド回路にてインタ−リ−ブ動作さ
せて標本化する。次に、上記標本化結果を各信号経路に
おいて複数のサンプル・ホ−ルド回路の段数分まで遅延
させ、各遅延器出力をそれぞれ加算する。
The present invention is characterized in that the following two means are provided. First, the input signal is interleaved by a plurality of sample and hold circuits and sampled. Next, the sampling result is delayed in each signal path by the number of stages of the plurality of sample and hold circuits, and the outputs of the respective delay units are added.

【0011】[0011]

【作用】本発明のサンプリング・システムにおいては、
複数のサンプル・ホ−ルド回路にてイタ−リ−ブ動作さ
せて標本化することにより高速、低電力化を図ると共
に、標本化した結果を移動平均することにより、多重経
路間の総体的な利得やアパ−チャ時間などの一致性の緩
和を実現できるという効果を奏する。
In the sampling system of the present invention,
High speed and low power are achieved by performing sampling in an iterative operation by a plurality of sample and hold circuits, and moving averages of the sampled results are used to perform overall sampling between multiple paths. The effect that the matching such as the gain and the aperture time can be relaxed is achieved.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明の第一の実施例であるサン
プリング・システムの構成を示す図であり、インタ−リ
−ブ動作に用いられる信号経路に存在するの複数のサン
プル・ホ−ルド回路の段数がL=2の場合の例である。
図中、1a〜1bはサンプル・ホ−ルド回路、2a〜2
bは信号遅延器、3a〜3bは加算器、4はアナログ信
号入力端子、5はセレクタ、6は出力信号端子を示して
いる。図2は、図1に示すクロックφ1〜φ2を示す図で
あり、クロックφ1とφ2は互いに位相を反転したもので
ある。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a sampling system according to a first embodiment of the present invention, in which the number of stages of a plurality of sample and hold circuits existing in a signal path used for an interleave operation is shown. Is an example when L = 2.
In the figure, 1a and 1b are sample and hold circuits, and 2a and 2a.
Reference numeral b is a signal delay device, 3a to 3b are adders, 4 is an analog signal input terminal, 5 is a selector, and 6 is an output signal terminal. FIG. 2 is a diagram showing the clocks .phi.1 and .phi.2 shown in FIG. 1, and the clocks .phi.1 and .phi.2 have their phases inverted from each other.

【0013】次に、上述の如く構成された実施例の各部
の動作を説明する。アナログ信号端子4から入力された
アナログ信号は、サンプル・ホ−ルド回路1a〜1bと
クロックφ1〜φ2を用いたインタ−リ−ブ動作により標
本化され、保持される。加算器3aは、クロックφ2に
より出力されるサンプル・ホ−ルド回路1bの出力信号
v2と信号遅延器2aの出力信号v1を加算、平均し、換言
すると移動平均して、1/2(v1+v2)=V1を得
る。同じく、加算器3bは、クロックφ1により出力さ
れるサンプル・ホ−ルド回路1aの出力信号v3と信号
遅延器2bの出力信号v2を加算・平均し1/2(v2
+v3)=V2、を得る。一例として、サンプル・ホ−
ルド回路におけるオフセットのバラつきが図14で説明
した従来例と同じであるとき、図1の実施例によって得
られる移動平均値V1、V2…Vnは、図3に白丸で示
すように、信号経路間のオフセットのバラつきによる誤
差を解消し、入力信号に対して誤差の少ない安定した出
力となり、セレクタ5を経て出力端子6に出力される。
Next, the operation of each part of the embodiment configured as described above will be described. The analog signal input from the analog signal terminal 4 is sampled and held by the interleave operation using the sample and hold circuits 1a and 1b and the clocks .phi.1 and .phi.2. The adder 3a adds and averages the output signal v2 of the sample and hold circuit 1b and the output signal v1 of the signal delay unit 2a output by the clock φ2, in other words, a moving average of 1/2 (v1 + v2). = V1 is obtained. Similarly, the adder 3b adds and averages the output signal v3 of the sample and hold circuit 1a and the output signal v2 of the signal delay unit 2b, which are output by the clock .phi.1, to obtain 1/2 (v2
+ V3) = V2 is obtained. As an example, sample ho
When the variation of the offset in the voltage circuit is the same as that of the conventional example described in FIG. 14, the moving average values V1, V2 ... Vn obtained by the embodiment of FIG. The error due to the variation of the offset is eliminated, and a stable output with a small error with respect to the input signal is output to the output terminal 6 via the selector 5.

【0014】このようにして、入力信号はサンプル・ホ
−ルドされ、遅延器と加算器により移動平均される。
In this way, the input signal is sampled and held, and the moving average is performed by the delay unit and the adder.

【0015】数1は、上記移動平均により得られる伝達
関数を示している。
Equation 1 shows the transfer function obtained by the moving average.

【0016】[0016]

【数1】 [Equation 1]

【0017】数1による周波数特性はz=exp(jωT)と
おいて、数2に示される。
The frequency characteristic according to Equation 1 is given by Equation 2 with z = exp (jωT).

【0018】[0018]

【数2】 [Equation 2]

【0019】ここでTはサンプリング周期、ωは信号の
角周波数である。数2で表された周波数特性は0.5Tの群
遅延で直線位相が得られ、振幅特性はsin(ωT)/sin(0.5
ωT)である。数2から得られる利得の周波数特性は数3
に示される。
Here, T is the sampling period, and ω is the angular frequency of the signal. The frequency characteristic expressed by Equation 2 is a linear delay with a group delay of 0.5T, and the amplitude characteristic is sin (ωT) / sin (0.5
ωT). The frequency characteristic of the gain obtained from Equation 2 is Equation 3
Shown in.

【0020】[0020]

【数3】 [Equation 3]

【0021】数3の周波数特性は図4のようになり、ω
がサンプリング周波数の2分の1、つまりナイキト周波
数の場合、利得が零になるのがわかる。つまり、上記実
施例のサンプリング・システムはナイキト周波数までの
帯域はなく、数3による3-dB帯域はサンプリング周波数
の4分の1の周波数で制限される。しかし、ビデオ信号
処理等の用途では、サンプリング前のプリ・フィルタの
カットオフ特性を柔らげる対策として、2倍オ−バ−サ
ンプル方式が一般的に使用される為、サンプリング・シ
ステムの有効帯域はサンプリング周波数の4分の1で充
分である。差し当たり、移動平均による帯域の制限は問
題とならない。
The frequency characteristic of equation 3 is as shown in FIG.
It can be seen that the gain becomes zero when is half the sampling frequency, that is, the Nyquist frequency. That is, the sampling system of the above embodiment does not have a band up to the Nyquist frequency, and the 3-dB band according to Equation 3 is limited to a frequency that is a quarter of the sampling frequency. However, in applications such as video signal processing, the double-oversampling method is generally used as a measure to soften the cutoff characteristics of the pre-filter before sampling, so the effective bandwidth of the sampling system is 1/4 of the sampling frequency is sufficient. For the moment, bandwidth limitation by moving average is not a problem.

【0022】表1は図11に示される従来例と比較して
本発明の方法による移動平均により信号経路間のバラつ
きによる歪並びパタ−ン雑音が緩和される状況を、Sign
al-to-(Noise+Distortion)-Ratioを基準にして、示した
ものである。
Table 1 shows a situation in which distortion and pattern noise due to variations between signal paths are alleviated by the moving average according to the method of the present invention as compared with the conventional example shown in FIG.
It is shown based on al-to- (Noise + Distortion) -Ratio.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】表1におけるアパーチャ誤差(δt)によ
るS(N+D)Rの関係を図示したものが図5である。
本発明の方法によれば、入力周波数が106Hzの帯域
において、S(N+D)Rが110dBであり、図11
に示す従来構成の80dBに比べて30dBも大きくな
っている。
FIG. 5 illustrates the relationship of S (N + D) R by the aperture error (δt) in Table 1.
According to the method of the present invention, S (N + D) R is 110 dB in the input frequency band of 10 6 Hz.
It is 30 dB larger than the conventional configuration of 80 dB shown in FIG.

【0025】また、利得誤差(δGo)によるS(N+
D)Rについても同様に図6に示すような関係となり、
入力周波数が106Hzの帯域において30dB大きな
値が得られる。
Further, S (N +) due to the gain error (δGo)
D) R also has the same relationship as shown in FIG.
A value larger by 30 dB is obtained in the band of the input frequency of 10 6 Hz.

【0026】表1及び図5、図6の結果から次のような
ことが言える。10-MHzの帯域と10ビット精度が求められ
る場合、図11に示す従来例では、アパ−チャ誤差、利
得バラつきをそれぞれ20-ps, 0.1%,とし、2.0-V振幅を
取る場合のオフセット誤差を1.4mVまで押える必要があ
るのに対し、本発明の方法により移動平均を行う場合
は、アパ−チャ誤差、利得バラつきをそれぞれ80-psと
0.4%まで緩和し、オフセット誤差から発生するパタ−ン
雑音を完全に除外することが可能となる。
The following can be said from the results of Table 1 and FIGS. 5 and 6. When a 10-MHz band and 10-bit accuracy are required, in the conventional example shown in FIG. 11, an aperture error and a gain variation are 20-ps and 0.1%, respectively, and an offset error when a 2.0-V amplitude is taken. Is required to be suppressed to 1.4 mV, whereas when performing the moving average by the method of the present invention, the aperture error and the gain variation are set to 80-ps, respectively.
It is possible to reduce to 0.4% and completely eliminate the pattern noise generated from the offset error.

【0027】以上述べた実施例における作用は単なるサ
ンプル・ホ−ルド機能のみであるが、入力信号に対し特
別な処理機能を加えてもよい。図7は図1に示された実
施例に処理機能を加えた第二の実施例を示す。図中、8
a〜8bはAD変換器やフィルタのような信号処理器で
あり、H1(Z)〜H2(Z)はその特性をZ関数で示してい
る。このように、H1(Z)〜H2(Z)に、AD変換機能あ
るいはフィルタを持たすことにより、単一経路で可能な
動作速度を上まわるAD変換器やフィルタを実現するこ
とができる。なお、クロックφ1〜φ2は図2に示される
波形と同一である。
Although the operation in the above-described embodiment is only a sample and hold function, a special processing function may be added to the input signal. FIG. 7 shows a second embodiment in which a processing function is added to the embodiment shown in FIG. 8 in the figure
Reference numerals a to 8b are signal processors such as AD converters and filters, and H1 (Z) to H2 (Z) indicate their characteristics by Z functions. In this way, by providing the H1 (Z) to H2 (Z) with the AD conversion function or the filter, it is possible to realize the AD converter or the filter which exceeds the operation speed possible in the single path. The clocks φ1 and φ2 have the same waveform as that shown in FIG.

【0028】次に、上述の如く構成された第二の実施例
の動作を説明する。アナログ信号端子4から入力される
アナログ信号は、サンプル・ホ−ルド回路1a〜1bと
クロックφ1〜φ2によるインタ−リ−ブ動作により標本
化され一定保持される。クロックφ1により出力される
サンプル・ホ−ルド1aの出力信号は,クロックφ2の
期間に、H1(Z)の機能を持つ信号処理器8aにより処
理される。同じく、クロックφ2により出力されるサン
プル・ホ−ルド1bの出力信号は,クロックφ1の期間
に、H2(Z)の機能を持つ信号処理器8bにより処理さ
れる。加算器3aは、クロックφ1により出力される信
号処理器8bと信号遅延器2aの出力信号を加算する。
同じく、加算器2bは、クロックφ2により出力される
信号処理器8aと信号遅延器2bの出力信号を加算す
る。セレクタ5により加算器3a〜3bの出力信号を選
択し出力端子6に送る。
Next, the operation of the second embodiment constructed as described above will be explained. The analog signal input from the analog signal terminal 4 is sampled and held constant by the interleave operation by the sample and hold circuits 1a and 1b and the clocks .phi.1 and .phi.2. The output signal of the sample hold 1a output by the clock φ1 is processed by the signal processor 8a having the function of H1 (Z) during the period of the clock φ2. Similarly, the output signal of the sample hold 1b output by the clock φ2 is processed by the signal processor 8b having the function of H2 (Z) during the period of the clock φ1. The adder 3a adds the output signals of the signal processor 8b and the signal delay unit 2a output by the clock φ1.
Similarly, the adder 2b adds the output signals of the signal processor 8a and the signal delay unit 2b output by the clock φ2. The selector 5 selects the output signals of the adders 3a and 3b and sends them to the output terminal 6.

【0029】上記第二実施例によれば、H1(Z)〜H2
(Z)の処理機能を各信号経路のサンプリング・システム
に持たせることが可能になる。この場合のサンプリング
出力は、サンプル・ホールド回路1a、1bのみならず
信号処理器8a〜8bを含む両信号経路間のバラつきを
移動平均したものとなり、高精度が得られる。しかも、
インターリーブ動作による高速サンプリングの機能はそ
のまま維持される。
According to the second embodiment described above, H1 (Z) to H2
It is possible to add the processing function of (Z) to the sampling system of each signal path. In this case, the sampling output is a moving average of variations between both signal paths including the signal processing units 8a and 8b as well as the sample and hold circuits 1a and 1b, and high accuracy can be obtained. Moreover,
The function of high-speed sampling by the interleave operation is maintained as it is.

【0030】また、図8に示すような方式で、図1に示
された実施例に信号処理機能を加える構成も可能であ
る。図中、10は新たに加えた信号処理器で、H(Z)は
その特性を示している。セレクタ5により出力される信
号が信号処理器10により処理される。図7に示した第
二実施例とは異なり図8の例では、信号処理経路が単一
な為、信号処理器10に要求される動作速度はサンプリ
ング・システム全体の速度に等しくする必要がある。し
かし、図7の例で起こるようなH1(Z)〜H2(Z)間の特
性のバラつきは問題とならない。
Further, a configuration as shown in FIG. 8 in which a signal processing function is added to the embodiment shown in FIG. 1 is also possible. In the figure, 10 is a newly added signal processor, and H (Z) shows its characteristic. The signal output from the selector 5 is processed by the signal processor 10. Unlike the second embodiment shown in FIG. 7, in the example of FIG. 8, since the signal processing path is single, the operation speed required for the signal processor 10 must be equal to the speed of the entire sampling system. . However, the variation in characteristics between H1 (Z) and H2 (Z), which occurs in the example of FIG. 7, does not pose a problem.

【0031】以上述べた各実施例はいずれも、インタ−
リ−ブ動作に用いられる多重の信号経路、換言するとサ
ンプル・ホ−ルド回路の段数がL=2の場合である。し
かし本発明は2重経路に限定されるべきものではない。
図9は、本発明の第四の実施例を示すもので、上記サン
プル・ホ−ルド回路の段数をL=3にしたものである。
この例では、同一信号経路上に信号遅延器(2a〜2
f)が2個となり、また各加算器(3a〜3c)におけ
る入力数が3となる。図10は、図9に示すクロックφ
1〜φ3を示す図である。上記の如く構成された第四の
実施例はクロックφ1〜φ3によってサンプル・ホール
ド回路(1a〜1c)で順次サンプリングし、このサン
プリング結果を他の経路の各信号遅延器(2a〜2f)
出力と共に加算器(3a〜3c)で各々加算することに
よって出力端子6に移動平均値を得る。
Each of the above-described embodiments has an interface.
This is a case where multiple signal paths used for the leave operation, in other words, the number of stages of the sample and hold circuit is L = 2. However, the present invention should not be limited to double paths.
FIG. 9 shows a fourth embodiment of the present invention in which the number of stages of the sample-hold circuit is L = 3.
In this example, signal delay devices (2a to 2) are provided on the same signal path.
f) is two, and the number of inputs in each adder (3a to 3c) is three. FIG. 10 shows the clock φ shown in FIG.
It is a figure which shows 1- (phi) 3. In the fourth embodiment configured as described above, the sample and hold circuits (1a to 1c) sequentially sample the clocks .phi.1 to .phi.3, and the sampling results are signal delay units (2a to 2f) on other paths.
A moving average value is obtained at the output terminal 6 by adding the respective outputs together with the adders (3a to 3c).

【0032】同様にして、L=nの多重経路を持つサン
プル・ホ−ルド回路においては、各信号経路にそれぞれ
n−1個の信号遅延器が挿入される。そして各信号経路
の末端に接続された加算器における入力数は、残りの他
の全信号経路からの入力も含めてn個となる。
Similarly, in the sample-hold circuit having multiple paths of L = n, n-1 signal delay devices are inserted in each signal path. The number of inputs in the adder connected to the end of each signal path is n, including the inputs from all the other remaining signal paths.

【0033】なお、サンプル・ホールド回路及び信号遅
延器の出力に各々重み付けをして加算してもよい。例え
ば、サンプル・ホールド回路の出力に対して1、1番目
の信号遅延器の出力に0.8、…と各々重み付けをした
係数を掛けた結果を加算器に入力するようにして、出力
特性を改善することもできる。また、段数L=nが多い
場合には、重み付けの小さい遅延器を省略する、すなわ
ち信号遅延器の数をn−1個よりも若干少なくして構成
を簡単にしてもよい。
The outputs of the sample and hold circuit and the signal delay unit may be weighted and added. For example, the output characteristics of the sample and hold circuit are input to the adder by multiplying the output of the first and first signal delay units by 0.8 and the weighted coefficient. It can be improved. Further, when the number of stages L = n is large, a delay device with a small weight may be omitted, that is, the number of signal delay devices may be slightly smaller than n−1 to simplify the configuration.

【0034】これらの実施例のサンプリング・システム
は、いずれもインターリーブ方式の欠点を補い、回路規
模をそれほど大きくせずに、サンプリング動作の高速
化、又は低電力化が実現可能になるという特徴がある。
このような特徴を持つ本発明のサンプリング・システム
は、サンプリング機能を持つサンプル・ホ−ルド回路、
AD変換器、スイッチド・キャパシタ フィルタなどに
広く活用でき、特に、高帯域、高速サンプリングで高精
度が要求される用途で消費電力を低下させることができ
る。
Each of the sampling systems of these embodiments is characterized in that the shortcomings of the interleave method are compensated and that the sampling operation can be speeded up or the power consumption can be reduced without increasing the circuit size so much. .
The sampling system of the present invention having such characteristics is a sample-hold circuit having a sampling function,
It can be widely used for AD converters, switched capacitor filters, etc., and can reduce power consumption particularly in applications requiring high accuracy in high bandwidth and high speed sampling.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、複数のサンプル・ホ−
ルド回路にてインタ−リ−ブ動作させて標本化した結果
を、移動平均することにより多重経路間の総体的な利得
やアパ−チャ時間などの一致性を緩和するので、回路規
模をそれほど複雑化せずに、変換速度の高速化を実現で
きるという顕著な効果を奏するものである。
According to the present invention, a plurality of sample holders are provided.
The moving circuit averages the results sampled by interleaved operation in a loop circuit to mitigate the coincidence of the overall gain and aperture time among multiple paths, so the circuit scale is not so complicated. This has the remarkable effect that the conversion speed can be increased without changing the speed.

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

【図1】本発明の第一の実施例であるサンプリング・シ
ステムの構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a sampling system that is a first embodiment of the present invention.

【図2】実施例に用いるクロック波形を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a clock waveform used in the embodiment.

【図3】第一の実施例における移動平均を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating a moving average in the first embodiment.

【図4】第一の実施例の周波数特性を示す図。FIG. 4 is a diagram showing frequency characteristics of the first embodiment.

【図5】第一の実施例の効果を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an effect of the first embodiment.

【図6】第一の実施例の効果を示す図。FIG. 6 is a diagram showing the effect of the first embodiment.

【図7】本発明の第二の実施例になるサンプリング・シ
ステムの構成を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a sampling system according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第三の実施例になるサンプリング・シ
ステムの構成を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a sampling system according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明第四の実施例であり、図1に示される第
一実施例に3段信号経路を用いたサンプリング・システ
ムの構成図。
FIG. 9 is a block diagram of a sampling system using a three-stage signal path in the first embodiment shown in FIG. 1 according to the fourth embodiment of the present invention.

【図10】第四の実施例に用いるクロック波形図。FIG. 10 is a clock waveform diagram used in the fourth embodiment.

【図11】従来のインタ−リ−ブ方式を用いたサンプリ
ング・システムの構成を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a sampling system using a conventional interleave method.

【図12】図11の例において、利得のバラつきから生
ずるエラーを示す図。
FIG. 12 is a diagram showing an error caused by variation in gain in the example of FIG. 11.

【図13】図11の例において、アパーチャのバラつき
から生ずるエラーを示す図。
FIG. 13 is a diagram showing an error caused by variation in aperture in the example of FIG. 11.

【図14】図11の例において、オフセットのバラつき
から生ずるエラーを示す図。
FIG. 14 is a diagram showing an error caused by variation in offset in the example of FIG.

【図15】従来の二段サンプリング方式を用いたインタ
−リ−ブ式サンプリング・システムの構成を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing the configuration of an interleaved sampling system using a conventional two-stage sampling system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a、1b…サンプル・ホールド回路、2a、2b…信
号遅延器、3a、3b…加算器、4…アナログ信号入力
端子、5…セレクタ、6…出力信号端子
1a, 1b ... Sample and hold circuit, 2a, 2b ... Signal delay device, 3a, 3b ... Adder, 4 ... Analog signal input terminal, 5 ... Selector, 6 ... Output signal terminal

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】刻々変化する入力信号の瞬時値を抜き出し
標本化するサンプリング・システムにおいて、 前記入力信号を複数の信号経路を介して順次方式でサン
プリングし、 前記各信号経路のサンプリング出力を移動平均して出力
する、 ことを特徴とするサンプリング方法。
1. A sampling system for extracting and sampling an instantaneous value of an input signal which changes every moment, wherein the input signal is sequentially sampled through a plurality of signal paths, and a sampling output of each signal path is subjected to a moving average. The sampling method is characterized in that
【請求項2】刻々変化する入力信号の瞬時値を抜き出し
標本化するサンプリング・システムにおいて、 前記入力信号を複数の信号経路を介して順次方式でサン
プリングし、 前記各信号経路のサンプリング出力を信号処理し、 前記信号処理の結果を移動平均して出力する、 ことを特徴とするサンプリング方法。
2. A sampling system for extracting and sampling an instantaneous value of an input signal which changes every moment, wherein the input signal is sequentially sampled through a plurality of signal paths, and a sampling output of each signal path is subjected to signal processing. Then, the sampling method is characterized in that the result of the signal processing is output as a moving average.
【請求項3】刻々変化する入力信号の瞬時値を抜き出し
標本化するサンプリング・システムにおいて、 前記入力信号を複数の信号経路を介して順次方式でサン
プリングし、 前記各信号経路のサンプリング出力を移動平均し、 前記移動平均の結果を信号処理して出力する、 ことを特徴とするサンプリング方法。
3. A sampling system for extracting and sampling an instantaneous value of an input signal which changes every moment, wherein the input signal is sequentially sampled through a plurality of signal paths, and a sampling output of each of the signal paths is subjected to a moving average. Then, a signal processing is performed on the result of the moving average and the result is output.
【請求項4】前記順次方式のサンプリング方法として、
前記各信号経路によるサンプリングの瞬間がそれぞれ一
定の期間ずつ順番に遅延され、全信号経路のサンプリン
グの終了後もとの信号経路に戻り再びサンプリングを繰
り返すことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
のサンプリング方法。
4. The sampling method of the sequential method,
4. The sampling instant by each of the signal paths is sequentially delayed by a constant period, and after the sampling of all the signal paths is completed, the sampling signal is returned to the original signal path and the sampling is repeated again. The sampling method described in.
【請求項5】刻々変化する入力信号の瞬時値を抜き出し
標本化するサンプリング・システムにおいて、 各々サンプル・ホールド回路を含み、前記入力信号を順
次方式でサンプリングする複数の信号経路と、 前記各信号経路のサンプリング出力を移動平均して出力
する手段、 とを備えたことを特徴とするサンプリング・システム。
5. A sampling system for extracting and sampling an instantaneous value of an input signal which changes every moment, and a plurality of signal paths each including a sample and hold circuit and sampling the input signal in a sequential manner, and each of the signal paths. And a means for outputting a moving average of the sampling output of the above, and a sampling system.
【請求項6】刻々変化する入力信号の瞬時値を抜き出し
標本化するサンプリング・システムにおいて、 各々サンプル・ホールド回路を含み、前記入力信号を順
次方式でサンプリングする複数の信号経路と、 前記各信号経路において前記サンプリング出力を信号処
理する手段と、 前記信号処理の結果を移動平均して出力する手段、 とを備えたこと特徴とするサンプリング・システム。
6. A sampling system for extracting and sampling an instantaneous value of an input signal which changes every moment, and a plurality of signal paths each including a sample and hold circuit for sampling the input signal in a sequential manner, and each of the signal paths. 2. A sampling system comprising: means for signal-processing the sampling output; and means for moving average the results of the signal processing and outputting the result.
【請求項7】刻々変化する入力信号の瞬時値を抜き出し
標本化するサンプリング・システムにおいて、 各々サンプル・ホールド回路を含み、前記入力信号を順
次方式でサンプリングする複数の信号経路と、 前記信号経路において前記サンプリング出力を移動平均
して出力する手段と、 前記移動平均出力を信号処理して出力する手段、 とを備えたことを特徴とするサンプリング・システム。
7. A sampling system for extracting and sampling an instantaneous value of an input signal which changes every moment, a plurality of signal paths each including a sample and hold circuit, and sampling the input signal in a sequential manner; A sampling system comprising: a means for moving average of the sampling output and outputting the moving average output; and a means for processing the moving average output and outputting the signal.
【請求項8】前記移動平均して出力する手段として、前
記複数の信号経路に存在する信号を前記サンプル・ホ−
ルド回路の段数分まで遅延させる信号遅延器と、前記サ
ンプリング出力と前記各遅延出力を加算する加算器とを
備えた、 ことを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載のサン
プリング・システム。
8. A signal existing in the plurality of signal paths is used as the means for outputting the moving average.
The sampling system according to any one of claims 5 to 7, further comprising: a signal delay device that delays the delay circuit by the number of stages, and an adder that adds the sampling output and each delay output. .
【請求項9】刻々変化する入力信号の瞬時値を抜き出し
標本化するサンプリング・システムにおいて、 クロックφ1〜φnを用いたイターリーブ動作により前
記入力信号を標本化するサンプル・ホ−ルド回路を各々
含む複数の信号経路と、 前記標本化の結果を前記複数のサンプル・ホ−ルド回路
の段数分まで順次遅延させるために、前記段数に応じて
前記各信号経路に設けられ前記クロックφ1〜φnで動
作する信号遅延器と、 前記動作クロックφ1〜φnが一致する前記標本化結果
及び前記信号遅延器出力を各々加算する複数の加算器、 とを備えたことを特徴とするサンプリング・システム。
9. A sampling system for extracting and sampling an instantaneous value of an input signal which changes every moment, a plurality of sampling hold circuits each sampling the input signal by an iterative operation using clocks φ1 to φn. Of the signal paths and the sampling results are sequentially delayed by the number of stages of the plurality of sample-and-hold circuits, and each of the signal paths is operated according to the number of stages and operates with the clocks φ1 to φn. A sampling system comprising: a signal delayer; and a plurality of adders that add the sampling result and the output of the signal delayer in which the operation clocks φ1 to φn match each other.
【請求項10】前記各信号経路上でかつ前記サンプル・
ホールド回路と前記加算器との間に信号処理器を設けた
ことを特徴とする請求項9記載のサンプリング・システ
ム。
10. The sample on each of the signal paths and
10. The sampling system according to claim 9, further comprising a signal processor provided between a hold circuit and the adder.
【請求項11】前記信号処理器がAD変換器であること
を特徴とする請求項10記載のAD変換器。
11. The AD converter according to claim 10, wherein the signal processor is an AD converter.
【請求項12】前記信号処理器がフィルタであることを
特徴とする請求項10記載のフィルタ。
12. The filter according to claim 10, wherein the signal processor is a filter.
【請求項13】刻々変化する入力信号の瞬時値を抜き出
し標本化するサンプリング・システムにおいて、 イターリーブ動作により前記入力信号を標本化するサン
プル・ホ−ルド回路を各々含む複数の信号経路と、 前記標本化の結果を前記複数のサンプル・ホ−ルド回路
の段数分まで順次遅延させるために、前記段数に応じて
前記各信号経路に設けられた信号遅延器と、 前記標本化結果及び前記信号遅延器出力に各々重みづけ
をして加算する複数の加算器、 とを備えたことを特徴とするサンプリング・システム。
13. A sampling system for extracting and sampling an instantaneous value of an input signal which changes every moment, and a plurality of signal paths each including a sample and hold circuit for sampling the input signal by an iterative operation, and the sampling A signal delayer provided in each of the signal paths according to the number of stages in order to sequentially delay the sampling result to the number of stages of the plurality of sample and hold circuits; the sampling result and the signal delayer. A sampling system comprising: a plurality of adders for weighting and adding outputs.
JP4236158A 1992-09-03 1992-09-03 Method and system for sampling Pending JPH0685670A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4236158A JPH0685670A (en) 1992-09-03 1992-09-03 Method and system for sampling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4236158A JPH0685670A (en) 1992-09-03 1992-09-03 Method and system for sampling

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0685670A true JPH0685670A (en) 1994-03-25

Family

ID=16996629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4236158A Pending JPH0685670A (en) 1992-09-03 1992-09-03 Method and system for sampling

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0685670A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4875092A (en) * 1986-08-15 1989-10-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Image forming apparatus with positioning-mark forming function
US4878110A (en) * 1986-08-15 1989-10-31 Konishiroku Photo Industry Co., Ltd. Color image processing apparatus which accurately registers multiple color images by counting pulses from a timer reset by a drum index signal
JP2000341123A (en) * 1999-03-24 2000-12-08 Advantest Corp A/d converter and calibration device
WO2006081131A1 (en) * 2005-01-26 2006-08-03 Analog Devices, Inc. Sample and hold apparatus
JP2015091006A (en) * 2013-11-05 2015-05-11 株式会社デンソー Analog-digital converting device
CN105099396A (en) * 2015-05-22 2015-11-25 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 Filter switching method, filter switching device and medical device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4875092A (en) * 1986-08-15 1989-10-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Image forming apparatus with positioning-mark forming function
US4878110A (en) * 1986-08-15 1989-10-31 Konishiroku Photo Industry Co., Ltd. Color image processing apparatus which accurately registers multiple color images by counting pulses from a timer reset by a drum index signal
JP2000341123A (en) * 1999-03-24 2000-12-08 Advantest Corp A/d converter and calibration device
WO2006081131A1 (en) * 2005-01-26 2006-08-03 Analog Devices, Inc. Sample and hold apparatus
US7113116B2 (en) 2005-01-26 2006-09-26 Analog Devices, Inc. Sample and hold apparatus
JP2015091006A (en) * 2013-11-05 2015-05-11 株式会社デンソー Analog-digital converting device
CN105099396A (en) * 2015-05-22 2015-11-25 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 Filter switching method, filter switching device and medical device
CN105099396B (en) * 2015-05-22 2020-10-16 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 Filter switching method and device and medical equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4591832A (en) Digital-to-analog conversion system as for use in a digital TV receiver
US6653959B1 (en) High dynamic range analog-to-digital converter having parallel equalizers
US9350374B2 (en) Configurable time-interleaved analog-to-digital converter
US9112524B2 (en) System and method for high speed analog to digital data acquisition
JP2689689B2 (en) Series-parallel analog / digital converter
JP2004214905A (en) Variable resolution a/d converter
US7609194B2 (en) Clock signal generating device and analog-digital conversion device
JP2024505877A (en) Lookup table-based analog-to-digital converter
EP1262019A1 (en) Apparatus for splitting the frequency band of an input signal
JPH0685670A (en) Method and system for sampling
Xu et al. A 200 MHz 9-tap analog equalizer for magnetic disk read channels in 0.6/spl mu/m CMOS
JP2000174572A (en) Voltage amplifier
KR100733640B1 (en) A floating-point analog-to-digital converter and a method for providing a/d conversion of an analog input signal
WO2007032110A1 (en) A/d converter and a/d conversion method
JP2012085133A (en) Switched capacitor circuit, sample and hold circuit, and a/d converter
US5751236A (en) A/D conversion with folding and interpolation
US6304205B1 (en) A/D multi-channel pipeline architecture
JPH02306722A (en) D/a converter
US9602118B2 (en) Amplifier sharing technique for power reduction in analog-to-digital converter
EP4207593A1 (en) Multiplying digital-to-analog conversion circuit
US6486814B2 (en) Digital-to-analog converter using different multiplicators between first and second portions of a data holding period
KR101322411B1 (en) Apparatus and method for cancelling memory effect in amplifier-sharing circuit
JP3331455B2 (en) Complex sampling circuit
JP2002190736A (en) Sample-and-hold amplifier circuit and data converter of parallel pipeline type
JP2602331B2 (en) D / A converter