JPH0786943A - 利得制御機能付ａｄ変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アナログ入力信号の歪率を悪化させることな
く安定してダイナミックレンジを圧縮し、デジタル信号
に変換することのできる利得制御機能付ＡＤ変換装置を
提供する。 【構成】 アナログ入力信号の振幅がＡＤ変換部１３の
飽和レベルより大きい場合はアナログ入力信号の振幅を
ＡＤ変換部１３の飽和レベル以下に減衰し、ＡＤ変換し
たのちレベルシフト部１４によりアナログ入力信号と同
じ振幅のデジタルデータに復元する。さらに、レベル変
換部１６によりレベルシフト部１４の出力と乗算係数を
乗算してレベルシフト部１４の出力の振幅を圧縮して出
力するようしている。これにより、アナログ入力信号の
歪率を悪化させることなくダイナミックレンジを圧縮
し、デジタル信号に変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はデジタルオーディオテー
プレコーダなどに用いられる利得制御機能付ＡＤ変換装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＤＡＴ，ＤＣＣに代表されるデジ
タルオーディオテープレコーダの普及に伴い、アナログ
入力信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換装置がこれ
らの機器の構成要素として内蔵され普及している。この
ようなＡＤ変換装置において、ＡＤ変換部の量子化ビッ
ト長、および記録データビット長の制限により発生する
波形飽和を防止するため、アナログ入力信号の最大振幅
を制限する利得制御が従来より行われている。

【０００３】以下に、従来の利得制御機能付ＡＤ変換装
置について説明する。図６は従来の利得制御機能付ＡＤ
変換装置の構成を示す図である。

【０００４】図６において、１はアナログ入力端子、２
は制御電圧によりアナログ入力端子１からのアナログ入
力信号の振幅を可変的に減衰する可変利得制御部、３は
可変利得制御部２の出力の包絡線振幅を検出する振幅検
出部であり、振幅検出部３の出力は可変利得制御部２の
制御電圧とされている。４は可変利得制御部２の出力を
ＡＤ変換するＡＤ変換部、５はデジタル出力端子であ
り、ＡＤ変換部４のデジタル信号を出力する。

【０００５】図７は可変利得制御部２の入出力特性を示
す図である。以上のように構成された従来の利得制御機
能付ＡＤ変換装置について、以下その動作について説明
する。

【０００６】ＡＤ変換部４の量子化ビット長は、デジタ
ル出力端子５に接続される図示しないデジタル信号処理
装置のデータビット長に等しく設定されている。アナロ
グ入力端子１に入力されるアナログ信号のダイナミック
レンジは、前記量子化ビット長により制限されるＡＤ変
換部４のダイナミックレンジより大きく、アナログ入力
端子１に入力された信号を直接ＡＤ変換部４に入力する
とＡＤ変換部４の出力は波形飽和を生じる。このため、
図６の利得制御機能付ＡＤ変換装置では可変利得制御部
２により、アナログ入力端子１に入力された信号の振幅
を可変的に減衰し、アナログ入力端子１に入力されるア
ナログ信号のダイナミックレンジをＡＤ変換部４のダイ
ナミックレンジ以下に制御するようにしている。

【０００７】説明のためアナログ入力端子１に入力され
る信号のダイナミックレンジがＡＤ変換部４のダイナミ
ックレンジより１８ｄＢ大きいとする。可変利得制御部
２は振幅検出部３の出力電圧が増加するに従い、減衰量
が０ｄＢから１８ｄＢに可変的に増加するよう構成さ
れ、アナログ入力端子１に入力されるアナログ信号を減
衰して出力する。振幅検出部３は可変利得制御部２の出
力を検波、整流し、可変利得制御部２の出力の包絡線振
幅を検出し電圧出力する。可変利得制御部２は振幅検出
部３により負の利得帰還がかけられ、図７に示すように
可変利得制御部２の出力のダイナミックレンジはアナロ
グ入力端子１に入力される信号のダイナミックレンジに
対して１８ｄＢ圧縮される。

【０００８】可変利得制御部２の出力はＡＤ変換部４に
入力され、デジタル信号に変換される。可変利得制御部
２の出力のダイナミックレンジはＡＤ変換部４のダイナ
ミックレンジと等しいため、ＡＤ変換部４では波形飽和
することなくデジタル信号に変換され、デジタル出力端
子５に出力される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、可変利得制御部がアナログ素子で構成さ
れているため利得制御時に歪が付加され、デジタル出力
端子の信号の歪率がアナログ入力信号の歪率に対して低
下するという問題点を有していた。さらに、振幅検出部
および可変利得制御部の特性ばらつきにより可変利得制
御部の入出力特性がばらつくという問題点も有してい
た。

【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、アナログ入力信号の歪率を悪化させることなく安定
してダイナミックレンジを圧縮し、デジタル信号に変換
することのできる利得制御機能付ＡＤ変換装置を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の利得制御機能付ＡＤ変換装置は、 （１）アナログ入力信号の振幅値を判定する振幅判定部
と、前記振幅判定部の出力に基づき、前記アナログ入力
信号の振幅値が規定値以上の場合は、前記アナログ入力
信号の振幅値を減衰する振幅切換え部と、前記振幅切換
え部の出力をＡＤ変換するＡＤ変換部と、前記振幅判定
部の出力に基づき、前記アナログ入力信号の振幅値が規
定値以上の場合は、前記ＡＤ変換部の出力の振幅を拡大
するレベルシフト部と、前記レベルシフト部の出力の振
幅値を検出するレベル検出部と、前記レベル検出部の出
力に基づき、前記レベルシフト部の出力の振幅を変換す
るレベル変換部とを備えている。

【００１２】（２）アナログ入力信号をＡＤ変換する第
１のＡＤ変換部と、前記アナログ入力信号の振幅値を減
衰する振幅減衰部と、前記振幅減衰部の出力をＡＤ変換
する第２のＡＤ変換部と、前記第２のＡＤ変換部の出力
の振幅を拡大するレベルシフト部と、前記アナログ入力
信号の振幅値を判定する振幅判定部と、前記振幅判定部
の出力に基づき、前記アナログ入力信号の振幅値が規定
値以下の場合は、前記第１のＡＤ変換部の出力を選択
し、規定値以上の場合は、前記レベルシフト部の出力を
選択するデータ選択部と、前記データ選択部の出力の振
幅値を検出するレベル検出部と、前記レベル検出部の出
力に基づき、前記データ選択部の出力の振幅を変換する
レベル変換部とを備えている。

【００１３】（３）アナログ入力信号の振幅値を判定す
る振幅判定部と、複数の減衰量を有し、前記振幅判定部
の出力に基づき、前記複数の減衰量の１つを選択して前
記アナログ入力信号の振幅値を減衰する第１および第２
の振幅切換え部と、前記第１および第２の振幅切換え部
の出力をそれぞれＡＤ変換する第１および第２のＡＤ変
換部と、複数のレベルシフト量を有し、前記振幅判定部
の出力に基づき、前記複数のレベルシフト量の１つを選
択して前記第１および第２のＡＤ変換部の出力の振幅を
それぞれ拡大する第１および第２のレベルシフト部と、
前記振幅判定部の出力に基づき、前記第１のレベルシフ
ト部の出力および前記第２のレベルシフト部の出力のい
ずれかを選択するデータ選択部と、前記データ選択部の
出力の振幅値を検出するレベル検出部と、前記レベル検
出部の出力に基づき、前記データ選択部の出力の振幅を
変換するレベル変換部とを備えている。

【００１４】

【作用】本発明は上記した構成により、 （１）アナログ入力端子に入力されるアナログ信号の振
幅がＡＤ変換部の飽和レベルより大きい場合はアナログ
入力信号の振幅をＡＤ変換部の飽和レベル以下に減衰
し、ＡＤ変換した後レベルシフト部によりアナログ入力
信号と同じ振幅のデジタルデータに復元する。さらに、
レベル変換部により前記レベルシフト部の出力と乗算係
数を乗算して前記レベルシフト部の出力の振幅を圧縮し
て出力するようしている。これによりアナログ入力信号
の歪率を悪化させることなくダイナミックレンジを圧縮
し、デジタル信号に変換する。

【００１５】（２）振幅減衰部によりアナログ入力端子
に入力されるアナログ信号の最大振幅が第２のＡＤ変換
部の飽和レベル以下になるよう減衰し、第２のＡＤ変換
部でＡＤ変換したのちレベルシフト部によりアナログ入
力信号と同じ振幅のデジタルデータに復元する。データ
選択部はアナログ入力端子に入力されるアナログ信号の
振幅が第１のＡＤ変換部の飽和レベルより大きい場合は
レベルシフト部の出力を選択し、第１のＡＤ変換部の飽
和レベルより小さい場合は第１のＡＤ変換部の出力を選
択する。さらに、レベル変換部によりデータ選択部の出
力と乗算係数を乗算してデータ選択部の出力の振幅を圧
縮して出力するようしている。これによりアナログ入力
信号の歪率を悪化させることなくダイナミックレンジを
圧縮し、デジタル信号に変換する。さらにアナログ信号
の振幅切換えを用いないため、アナログ信号の振幅切換
え時に発生する雑音を皆無とすることができる。

【００１６】（３）アナログ入力端子に入力されるアナ
ログ信号の振幅に応じ、第１および第２の振幅切換え部
はそれぞれ異なる減衰量を選択し、入力されるアナログ
信号を減衰する。また、第１および第２のレベルシフト
部は、第１および第２の振幅切換え部で選択された減衰
量にそれぞれ対応したレベルシフト量を選択し、アナロ
グ入力信号と同じ振幅のデジタルデータに復元する。デ
ータ選択部は第１および第２のレベルシフト部の出力の
うちレベルシフト量が小さい方の出力を選択して出力す
る。これによりレベル変換部の入力デジタルデータの有
効ビット長をアナログ入力端子に入力されるアナログ信
号の振幅にかかわらず常に最大ビット長とすることがで
き、（２）で述べた作用に加え、ダイナミックレンジ圧
縮時に発生するＳ／Ｎ低下を改善することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１８】まず、本発明の第１の実施例における利得
制御機能付ＡＤ変換装置について説明する。

【００１９】図１は本発明の第１の実施例における利得
制御機能付ＡＤ変換装置の構成を示すブロック図であ
る。

【００２０】図１において、１０はアナログ入力端子、
１１はアナログ入力端子１０のアナログ入力信号の包絡
線振幅値と規定値の大小を判定する振幅判定部、１２は
アナログ入力端子１０のアナログ入力信号の振幅を選択
的に減衰する振幅切換え部、１３は振幅切換え部１２の
出力をＡＤ変換するＡＤ変換部、１４はＡＤ変換部１３
の出力の振幅をレベルシフトして拡大するレベルシフト
部、１５はレベルシフト部１４の包絡線振幅を検出する
レベル検出部、１６はレベルシフト部１４の出力の振幅
を変換するレベル変換部であり、１７はレベルシフト部
１４の出力に乗算係数を乗算する乗算部、１８はレベル
検出部１５の出力に基づき乗算係数を生成し、乗算部１
７に出力する乗算係数生成部である。１９はデジタル出
力端子であり、乗算部１７のデジタル信号を出力する。
１１ａは振幅判定部１１が出力する判定信号であり、振
幅切換え部１２とレベルシフト部１４に入力されてい
る。

【００２１】図２は振幅判定部１１の構成例を示す図、
図３はレベル検出部１５のアルゴリズム例を示す図であ
る。

【００２２】上記のように構成された本発明の第１の実
施例における利得制御機能付ＡＤ変換装置について、以
下その動作について説明する。

【００２３】アナログ入力端子１０に入力されるアナロ
グ信号のダイナミックレンジは、量子化ビット長により
制限されるＡＤ変換部１３のダイナミックレンジより大
きく、以降の説明のため１８ｄＢ大きいとする。また、
ＡＤ変換部１３の量子化ビット長は、デジタル出力端子
１９に接続される図示しないデジタル信号処理装置のデ
ータビット長に等しく設定されているものとする。

【００２４】振幅判定部１１は一例として図２のように
構成され、アナログ入力端子１０のアナログ入力信号を
包絡線検波により振幅値検出したのち、規定値と大小比
較する。本実施例では規定値はアナログ入力端子１０に
入力されるアナログ信号の最大振幅値より１８ｄＢ小さ
い値に設定する（以降、この振幅値を基準レベルと称
す。）。

【００２５】振幅判定部１１は入力信号の振幅が基準レ
ベルより大きい場合には判定信号１１ａとして”Ｈ”を
出力し、基準レベルより小さい場合には”Ｌ”を出力す
る。

【００２６】振幅切換え部１２は、判定信号１１ａが”
Ｈ”の場合にはアナログ入力端子１０からの入力信号の
振幅を１８ｄＢ減衰し、”Ｌ”の場合には減衰せずにＡ
Ｄ変換部１３に出力する。よって、振幅切換え部１２の
出力の信号振幅は基準レベル以下となる。

【００２７】ＡＤ変換部１３は振幅切換え部１２の出力
をＡＤ変換し、デジタル信号に変換する。ＡＤ変換部１
３が飽和しない最大入力レベルは基準レベルに等しいた
め、振幅切換え部１２の出力は飽和することなくデジタ
ル信号に変換され、レベルシフト部１４に出力される。

【００２８】レベルシフト部１４は振幅判定部１１から
の判定信号１１ａに基づき、判定信号１１ａが”Ｈ”の
場合（即ち、ＡＤ変換部１３への入力信号が１８ｄＢ減
衰されている場合）には、入力されたデジタルデータを
３ビット左にシフトして振幅を１８ｄＢ拡大し、”Ｌ”
の場合（即ち、ＡＤ変換部１３への入力信号が減衰され
ていない場合）にはシフトせずに出力する。よって、レ
ベルシフト部１４の出力はアナログ入力端子１０の入力
信号の振幅と同じ振幅で、ダイナミックレンジが１８ｄ
Ｂ圧縮された信号となる。

【００２９】レベル検出部１５は一例として図３のよう
なアルゴリズムで構成され、レベルシフト部１４の出力
信号を包絡線検波により振幅値検出し、検出した振幅情
報を乗算係数生成部１８に出力する。乗算係数生成部１
８はＲＯＭテーブルや近似曲線生成アルゴリズムで構成
され、レベル検出部１５が出力する振幅情報に基づき、
乗算部１７の入出力特性を図７に示す特性とするための
乗算係数を生成する。

【００３０】乗算係数生成部１８の出力の乗算係数は乗
算部１７の乗算係数として設定され、乗算部１７はレベ
ルシフト部１４の出力と乗算係数を乗算し、図７に示す
入出力特性となるようレベルシフト部１４の出力の振幅
を変換して出力するようしている。これにより、デジタ
ル出力端子１９に出力されるデジタル信号の最大振幅値
は、デジタル出力端子１９に接続される図示しないデジ
タル信号処理装置のデータビット長で表現できる最大振
幅値以下に圧縮変換され、しかもデジタル信号処理によ
る線形演算を用いて圧縮変換するため、歪を生じること
はない。

【００３１】以上のように本実施例によれば、アナログ
入力信号の振幅がＡＤ変換部の最大入力振幅より大きい
場合は、アナログ入力信号を減衰してＡＤ変換し、ＡＤ
変換後に元の振幅に復元することでＡＤ変換部での波形
飽和を防止し、その後デジタル信号を乗算係数と乗算し
て振幅の変換処理をすることにより、アナログ入力信号
の歪率を悪化させることなくダイナミックレンジを圧縮
し、デジタル信号に変換することができる。しかも振幅
の圧縮処理をディジタル信号処理で行うため、変換特性
のばらつきは皆無であり、またＲＯＭテーブルもしくは
アルゴリズムを変更することで同じハードウエアで変換
特性を自由に設定できる。

【００３２】次に、本発明の第２の実施例における利得
制御機能付ＡＤ変換装置について説明する。

【００３３】図４は本発明の第２の実施例における利得
制御機能付ＡＤ変換装置の構成を示す図である。

【００３４】図４において、前記図１と異なる構成要素
について述べる。２０はアナログ入力端子１０に入力さ
れたアナログ入力信号をＡＤ変換する第１のＡＤ変換部
であり、その特性は図１に示すＡＤ変換部１３と同じも
のである。２１はアナログ入力端子１０に入力されたア
ナログ入力信号の振幅を規定量減衰する振幅減衰部であ
る。２２は振幅減衰部２１から出力されたアナログ信号
をＡＤ変換する第２のＡＤ変換部であり、その特性は第
１のＡＤ変換部２０と同じものである。２３は第２のＡ
Ｄ変換部２２の出力の振幅をレベルシフトして拡大する
レベルシフト部、２４は振幅判定部１１の判定信号１１
ａに基づき、第１のＡＤ変換部２０または第２のＡＤ変
換部２２のいずれか一方のデータを選択して出力するデ
ータ選択部である。１１ａは振幅判定部１１から出力さ
れる判定信号であり、データ選択部２４に入力されてい
る。図１における振幅切換え部１２、ＡＤ変換部１３、
レベルシフト部１４は削除されている。

【００３５】上記した以外の構成要素は、前記図１の同
じ符号を付与した構成要素と同じものである。

【００３６】上記のように構成された本発明の第２の実
施例における利得制御機能付ＡＤ変換装置について、以
下その動作について説明する。

【００３７】前記第１の実施例と同様に、アナログ入力
端子１０に入力されるアナログ信号のダイナミックレン
ジは、第１および第２のＡＤ変換部２０，２２のダイナ
ミックレンジより１８ｄＢ大きいとする。また、第１お
よび第２のＡＤ変換部２０，２２の量子化ビット長は、
デジタル出力端子１９に接続される図示しないデジタル
信号処理装置のデータビット長に等しく設定されている
ものとする。

【００３８】振幅判定部１１の動作は第１の実施例と同
じであり、入力信号の振幅が基準レベル（アナログ入力
信号の最大振幅値より１８ｄＢ小さいレベル）より大き
い場合には判定信号１１ａとして”Ｈ”を出力し、基準
レベルより小さい場合には”Ｌ”を出力する。

【００３９】第１のＡＤ変換部２０はアナログ入力信号
をＡＤ変換してデータ選択部２４に出力する。第１のＡ
Ｄ変換部２０が飽和しない最大入力レベルは基準レベル
に等しいため、アナログ入力信号が基準レベル以下の振
幅を有する波形部分については飽和することなくＡＤ変
換され、データ選択部２４に出力される。

【００４０】振幅減衰部２１はアナログ入力信号の振幅
を１８ｄＢ減衰し、第２のＡＤ変換部２２に出力する信
号の振幅値を基準レベル以下にする。第２のＡＤ変換部
が飽和しない最大入力レベルは基準レベルに等しいた
め、振幅減衰部２１の出力は飽和することなくデジタル
信号に変換され、レベルシフト部２３に出力される。レ
ベルシフト部２３は、入力されたデジタルデータを３ビ
ット左にシフトして振幅を１８ｄＢ拡大し、データ選択
部２４に出力する。よって、レベルシフト部２３の出力
はアナログ入力端子１０の入力信号の振幅と同じ振幅
で、ダイナミックレンジが１８ｄＢ小さい信号となる。

【００４１】データ選択部２４は振幅判定部１１から出
力される判定信号１１ａに基づき、判定信号１１ａが”
Ｈ”の場合、即ち第１のＡＤ変換部２０が飽和している
場合には、レベルシフト部２３の出力を選択し、出力す
る。また、判定信号１１ａが”Ｌ”の場合、即ち第１の
ＡＤ変換部２０が飽和していない場合には第１のＡＤ変
換部２０のデータを選択し出力する。よって、データ選
択部２４の出力はアナログ入力端子１０の入力信号の振
幅と同じ振幅で、ダイナミックレンジが１８ｄＢ圧縮さ
れた信号となる。第１の実施例では振幅切換え部１２に
よるアナログ処理で信号振幅を切換え、またＡＤ変換部
１３の後部に接続されたレベルシフト部１４で信号振幅
を復元しているため、アナログ処理によるクリック音や
アナログ処理とデジタル処理の同期ずれによるクリック
音が発生する場合があった。本第２の実施例ではアナロ
グ処理で信号振幅を切換えることがなく、デジタルデー
タの切換えを行うだけの構成としているため、前記した
クリック音の発生は皆無である。

【００４２】レベル検出部１５以降の動作は第１の実施
例で述べた動作と同じであり、乗算部１７は、レベル検
出部１５が出力する振幅情報に基づき乗算係数生成部１
８が生成した乗算係数とデータ選択部２４の出力とを乗
算し、図７に示す入出力特性となるようデータ選択部２
４の出力の振幅を変換して出力するようしている。これ
により、デジタル出力端子１９に出力されるデジタル信
号の最大振幅値は、デジタル出力端子１９に接続される
図示しないデジタル信号処理装置のデータビット長で表
現できる最大振幅値以下に圧縮変換され、しかもデジタ
ル信号処理による線形演算を用いて圧縮変換するため、
歪を生じることはない。

【００４３】以上のように本実施例によれば、第２のＡ
Ｄ変換部２２により、減衰したアナログ信号をＡＤ変換
することで第１の実施例と同じ効果を得ることができ、
加えてアナログ処理での信号振幅切換を用いず、デジタ
ルデータの切換えのみを行う構成としているため、クリ
ック音の発生を皆無とすることができる。

【００４４】次に、本発明の第３の実施例における利得
制御機能付ＡＤ変換装置について説明する。

【００４５】図５は本発明の第３に実施例における利得
制御機能付ＡＤ変換装置の構成を示す図である。

【００４６】図５において、前記した図４と異なる構成
要素について述べる。３０はアナログ入力端子１０のア
ナログ入力信号の包絡線振幅値と複数の規定値との大小
関係を判定する振幅判定部、３１，３２は複数の減衰量
を有し、振幅判定部３０出力により制御され、アナログ
入力端子１０のアナログ入力信号を選択的に減衰する第
１および第２の振幅切換え部、３３，３４は第１および
第２の振幅切換え部３１，３２の出力をそれぞれＡＤ変
換する第１および第２のＡＤ変換部、３５，３６は複数
のレベルシフト量を有し、振幅判定部３０の出力により
制御され、第１および第２のＡＤ変換部３３，３４の出
力の振幅を選択的に拡大する第１および第２のレベルシ
フト部、３７は振幅判定部３０の出力により制御され、
第１および第２のレベルシフト部３５，３６の出力のい
ずれか１つを選択して出力するデータ選択部である。図
４に示した振幅減衰部２１、第１および第２のＡＤ変換
部２０，２２、レベルシフト部２３は削除されている。
３０ａは振幅判定部３０が出力する判定信号であり、第
１および第２の振幅切換え部３１，３２、第１および第
２のレベルシフト部３５，３６、データ選択部３７に入
力されている。

【００４７】上記した以外の構成要素は、図４の同じ符
号を付与した構成要素と同じものである。

【００４８】上記のように構成された本発明の第３の実
施例における利得制御機能付ＡＤ変換装置について、以
下第２の実施例と異なる動作部分について説明する。

【００４９】前記第２の実施例で、例えばアナログ入力
信号のレベルが基準レベルに対し０ｄＢ以上６ｄＢ未満
の範囲で大きいレベルである場合には、データ選択部２
４は、振幅判定部１１により第２のＡＤ変換部２２でＡ
Ｄ変換されたレベルシフト部２３の出力を選択する。こ
の場合、振幅減衰部２１により、第２のＡＤ変換部２２
に入力される信号はアナログ入力信号に対し１８ｄＢ減
衰されるため、第２のＡＤ変換部２２の出力ビットの上
位２ビット（１２ｄＢ相当）は常に０データとなり、第
２のＡＤ変換部２２の出力でのＳ／Ｎは、第２のＡＤ変
換部２２のビット長で定まるＳ／Ｎに比較し、１２ｄＢ
低下する。第３の実施例は前記したＳ／Ｎ低下を改善す
ることができる。

【００５０】（表１）にアナログ入力信号振幅値に対す
る各構成要素の動作状態を示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】振幅判定部３０はアナログ入力端子１０の
アナログ入力信号を包絡線検波により振幅値検出したの
ち、アナログ入力信号の振幅値を（表１）に示すように
４通りに判別し、判定信号３０ａとして”０”，”
１”，”２”，”３”の４種類を出力する。第１および
第２の振幅切換え部３１，３２は判定信号３０ａの値に
応じて（表１）に示すように互いに６ｄＢ異なる減衰量
が設定され、アナログ入力信号を減衰する。第１および
第２の振幅切換え部３１，３２の出力はそれぞれ第１お
よび第２のＡＤ変換部３３，３４でＡＤ変換され、第１
および第２のレベルシフト部３５，３６へ出力される。
第１および第２のレベルシフト部３５，３６はそれぞれ
第１および第２の振幅切換え部３１，３２での減衰量と
同じ量の振幅拡大を行うようレベルシフト量が設定され
る。これにより、第１および第２のレベルシフト部３
５，３６の出力の信号振幅はアナログ入力信号の信号振
幅が復元される。データ選択部３７は第１および第２の
レベルシフト部３５，３６の出力のうちレベルシフト量
が小さい方のレベルシフト部の出力を選択するようして
いる。これにより、データ選択部３７の出力のビットは
全て有効ビット（信号の振幅値情報に使用されるビッ
ト）となり、第２の実施例の場合のように無効ビット
（０データ）は生じない。従って、データ選択部３７の
出力でのＳ／Ｎは、第１および第２のＡＤ変換部３３，
３４のビット長で定まるＳ／Ｎと等しく、前記した第２
の実施例で発生するＳ／Ｎ低下を改善することができ
る。また、（表１）に示すようにデータ選択部３７が第
１のレベルシフト部３５から第２のレベルシフト部３６
にデータを切換える前後では第２の振幅切換え部３２の
減衰量が変化しないようしている。同様に、第２のレベ
ルシフト部３６から第１のレベルシフト部３５にデータ
を切換える前後では第１の振幅切換え部３１の減衰量が
変化しないようしている。これにより、データ切換え時
のクリック音の発生を皆無とすることができる。

【００５３】レベル検出部１５以降の動作は第１の実施
例で述べた動作と同じであり、乗算部１７は、レベル検
出部１５が出力する振幅情報に基づき乗算係数生成部１
８が生成した乗算係数とデータ選択部２４の出力とを乗
算し、図７に示す入出力特性となるようデータ選択部２
４の出力の振幅を変換して出力するようしている。これ
により、デジタル出力端子１９に出力されるデジタル信
号の最大振幅値は、デジタル出力端子１９に接続される
図示しないデジタル信号処理装置のデータビット長で表
現できる最大振幅値以下に圧縮変換され、しかもデジタ
ル信号処理による線形演算を用いて圧縮変換するため、
歪を生じることはない。

【００５４】以上のように本実施例によれば、振幅切換
え部とＡＤ変換部とレベルシフト部を各々２個づつ備
え、アナログ入力信号の振幅に応じて、振幅切換え部の
減衰量を互いに６ｄＢ異なる複数の値に設定し、データ
選択部によりレベルシフト量の小さい方のレベルシフト
部のデータを選択することで、第２の実施例と同じ効果
を得ることができ、さらに加えて、ダイナミックレンジ
圧縮時に発生するＳ／Ｎ低下を防止することができる。

【００５５】

【発明の効果】以上のように本発明は、 （１）簡易な構成で、アナログ入力信号の歪率を悪化さ
せることなくダイナミックレンジを圧縮し、デジタル信
号に変換することができる。

【００５６】（２）また、上記（１）の効果に加えて過
渡的に発生する雑音を防止することができる。

【００５７】（３）さらに、上記（２）の効果に加えて
ダイナミックレンジ圧縮時に発生するＳ／Ｎ低下を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における利得制御機能付
ＡＤ変換装置の構成を示すブロック図

【図２】同第１の実施例における振幅判定部１１の内部
構成を示す回路図

【図３】同第１の実施例におけるレベル検出部１５のア
ルゴリズムを示すフローチャート

【図４】本発明の第２の実施例における利得制御機能付
ＡＤ変換装置の構成を示すブロック図

【図５】本発明の第３の実施例における利得制御機能付
ＡＤ変換装置の構成を示すブロック図

【図６】従来の利得制御機能付ＡＤ変換装置の構成を示
すブロック図

【図７】従来の利得制御機能付ＡＤ変換装置における可
変利得制御部２の入出力特性を示す特性図

【符号の説明】

１，１０ アナログ入力端子 ２ 可変利得制御部 ３ 振幅検出部 ４ ＡＤ変換部 ５，１９ デジタル出力端子 １１，３０ 振幅判定部 １２ 振幅切換え部 １３ ＡＤ変換部 １４，２３ レベルシフト部 １５ レベル検出部 １６ レベル変換部 １７ 乗算部 １８ 乗算係数生成部 ２０，３３ 第１のＡＤ変換部 ２１ 振幅減衰部 ２２，３４ 第２のＡＤ変換部 ２４，３７ データ選択部 ３１ 第１の振幅切換え部 ３２ 第２の振幅切換え部 ３５ 第１のレベルシフト部 ３６ 第２のレベルシフト部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アナログ入力信号の振幅値を判定する振
   幅判定部と、 前記振幅判定部の出力に基づき、前記アナログ入力信号
   の振幅値が規定値以上の場合は、前記アナログ入力信号
   の振幅値を減衰する振幅切換え部と、 前記振幅切換え部の出力をＡＤ変換するＡＤ変換部と、 前記振幅判定部の出力に基づき、前記アナログ入力信号
   の振幅値が規定値以上の場合は、前記ＡＤ変換部の出力
   の振幅を拡大するレベルシフト部と、 前記レベルシフト部の出力の振幅値を検出するレベル検
   出部と、 前記レベル検出部の出力に基づき、前記レベルシフト部
   の出力の振幅を変換するレベル変換部とを備えたことを
   特徴とする利得制御機能付ＡＤ変換装置。
2. 【請求項２】 アナログ入力信号をＡＤ変換する第１の
   ＡＤ変換部と、 前記アナログ入力信号の振幅値を減衰する振幅減衰部
   と、 前記振幅減衰部の出力をＡＤ変換する第２のＡＤ変換部
   と、 前記第２のＡＤ変換部の出力のデジタル信号の振幅を拡
   大するレベルシフト部と、 前記アナログ入力信号の振幅値を判定する振幅判定部
   と、 前記振幅判定部の出力に基づき、前記アナログ入力信号
   の振幅値が規定値以下の場合は、前記第１のＡＤ変換部
   の出力を選択し、規定値以上の場合は、前記レベルシフ
   ト部の出力を選択するデータ選択部と、 前記データ選択部の出力の振幅値を検出するレベル検出
   部と、 前記レベル検出部の出力に基づき、前記データ選択部の
   出力の振幅を変換するレベル変換部とを備えたことを特
   徴とする利得制御機能付ＡＤ変換装置。
3. 【請求項３】 アナログ入力信号の振幅値を判定する振
   幅判定部と、 複数の減衰量を有し、前記振幅判定部の出力に基づき、
   前記複数の減衰量の１つを選択して前記アナログ入力信
   号の振幅値を減衰する第１および第２の振幅切換え部
   と、 前記第１および第２の振幅切換え部の出力をそれぞれＡ
   Ｄ変換する第１および第２のＡＤ変換部と、 複数のレベルシフト量を有し、前記振幅判定部の出力に
   基づき、前記複数のレベルシフト量の１つを選択して前
   記第１および第２のＡＤ変換部の出力の振幅をそれぞれ
   拡大する第１および第２のレベルシフト部と、 前記振幅判定部の出力に基づき、前記第１のレベルシフ
   ト部の出力および前記第２のレベルシフト部の出力のい
   ずれかを選択するデータ選択部と、 前記データ選択部の出力の振幅値を検出するレベル検出
   部と、 前記レベル検出部の出力に基づき、前記データ選択部の
   出力の振幅を変換するレベル変換部とを備えたことを特
   徴とする利得制御機能付ＡＤ変換装置。