JPH08265153A - A/d conversion method - Google Patents

A/d conversion method

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JPH08265153A
JPH08265153A JP7091678A JP9167895A JPH08265153A JP H08265153 A JPH08265153 A JP H08265153A JP 7091678 A JP7091678 A JP 7091678A JP 9167895 A JP9167895 A JP 9167895A JP H08265153 A JPH08265153 A JP H08265153A
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digital
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Takao Fukui
隆郎 福井
Kazutoshi Nomoto
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  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

PURPOSE: To reduce noise of an analog signal by converting a signal obtained by shifting a phase of a clock signal by 360/N degrees each into digital data and by calculating a mean value of N-sets of the digital data. CONSTITUTION: A clock signal S1 generated by a clock generator 2 is fed to a phase conversion circuit 11. The circuit 11 shifts the phase of the signal S1 by 360/N degrees each sequentially and the resulting signals are respectively fed to N-sets of A/D converters 3A1 -3An . The A/D converters 3A1 -3An make conversion synchronously with a clock signal corresponding to the analog signal. The phase of reference data being one of the obtained N-sets of the digital data is used to match the phases of the other remaining (N-1) sets of digital data by interpolating the other remaining data based on the phase of the reference data. A digital signal processor 5 calculates the mean value of the N-sets of the data whose phases are matched and provides an output of the mean value. Thus, the mean value of the N-sets of the digital data is improved for the signal component by 3×NdB and for the noise component by 3/2×NdB.

Description

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

【0001】[0001]

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段(図1〜図12) 作用(図1〜図12) 実施例 (1)第1実施例 (1−1)2個のADコンバータを用いる場合(図1及
び図2) (1−2)N個のADコンバータを用いる場合(図3〜
図5) (1−3)第1実施例の動作(図6) (1−4)第1実施例の効果 (2)第2実施例 (2−1)2個のADコンバータを用いる場合(図7) (2−2)N個のADコンバータを用いる場合(図8) (2−3)第2実施例の動作(図9及び図10) (2−4)第2実施例の効果 (3)第3実施例 (3−1)2個のADコンバータを用いる場合(図1
1) (3−2)N個のADコンバータを用いる場合(図1
2) (3−3)第3実施例の動作 (3−4)第3実施例の効果 (4)他の実施例 発明の効果
[Table of Contents] The present invention will be described in the following order. Field of Industrial Application Conventional Technology Problem to be Solved by the Invention Means for Solving the Problem (FIGS. 1 to 12) Action (FIGS. 1 to 12) Working Example (1) First Working Example (1-1) ) When using two AD converters (FIGS. 1 and 2) (1-2) When using N AD converters (FIGS.
(FIG. 5) (1-3) Operation of the first embodiment (FIG. 6) (1-4) Effect of the first embodiment (2) Second embodiment (2-1) When using two AD converters ( (FIG. 7) (2-2) When N AD converters are used (FIG. 8) (2-3) Operation of second embodiment (FIGS. 9 and 10) (2-4) Effect of second embodiment 3) Third embodiment (3-1) When using two AD converters (see FIG. 1)
1) (3-2) When using N AD converters (see FIG. 1)
2) (3-3) Operation of the third embodiment (3-4) Effect of the third embodiment (4) Other embodiment Effect of the invention

【0002】[0002]

【産業上の利用分野】本発明はアナログデイジタル変換
方法に関し、例えばオーデイオ機器用に用いられるアナ
ログデイジタルコンバータを用いてアナログデイジタル
変換する際に適用して好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an analog digital conversion method, which is suitable for analog digital conversion using, for example, an analog digital converter used for audio equipment.

【0003】[0003]

【従来の技術】現在、オーデイオ機器用に用いられるア
ナログデイジタル(AD)コンバータとしては、20〔bi
t 〕又は24〔bit 〕等の高解像度のICで構成されたも
のが提案されている。ところが、20〔bit 〕又は24〔bi
t 〕等の量子化で得られる理論的なS/N(Signal Noi
se ratio) を得ることは現状では非常に困難である。例
えば、n〔bit 〕の量子化で得られるS/Nの理論値は
一般的に6.02×n+1.7〔dB〕で表されることから、20
〔bit 〕の場合のS/Nの理論値は6.02×20+1.7 =12
2.1 〔dB〕となる。ところが実際上、ADコンバータに
より得られた20〔bit 〕の場合のS/Nは110 〜115
〔dB〕程度となる。
2. Description of the Related Art Currently, as an analog digital (AD) converter used for audio equipment, 20 [bi
There is proposed a high-resolution IC such as t] or 24 [bit]. However, 20 [bit] or 24 [bi
The theoretical S / N (Signal Noi
It is very difficult at present to obtain the se ratio). For example, since the theoretical value of S / N obtained by quantizing n [bit] is generally expressed by 6.02 × n + 1.7 [dB],
The theoretical value of S / N in the case of [bit] is 6.02 × 20 + 1.7 = 12
It becomes 2.1 [dB]. However, in practice, the S / N in the case of 20 [bit] obtained by the AD converter is 110-115.
It will be about [dB].

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このようにAD変換す
る際にアナログ信号のノイズを低減できない主な要因と
して、アナログ系の熱雑音等のホワイトノイズに起因す
るものが大きいと考えられる。熱雑音の発生は、抵抗や
トランジスタ等のデバイスを使用することから避け得な
い。従つてこれを低減するためには、ICのチツプ内部
で使用されているデバイスをトリミングしてS/Nの理
論値に適合させる等の高度な技術が必要とされる。ま
た、このようなアナログ的なノイズを抑制するためには
技術的にも限界があり、20〔bit 〕、24〔bit 〕等を量
子化して得られるS/Nの理論的な限界値を得るには非
常に困難となる問題があつた。
It is considered that white noise such as thermal noise of an analog system is a major factor that cannot reduce the noise of the analog signal during the AD conversion as described above. Generation of thermal noise is unavoidable due to the use of devices such as resistors and transistors. Therefore, in order to reduce this, an advanced technique such as trimming the device used inside the chip of the IC to match the theoretical value of S / N is required. Further, there is a technical limit to suppressing such analog noise, and a theoretical limit value of S / N obtained by quantizing 20 [bit], 24 [bit], etc. is obtained. Had a very difficult problem.

【0005】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、アナログデイジタル変換する際に既存のADコンバ
ータを用いてアナログ信号のノイズを低減し得るアナロ
グデイジタル変換方法を提案しようとするものである。
The present invention has been made in view of the above points, and is intended to propose an analog digital conversion method capable of reducing the noise of an analog signal by using an existing AD converter when performing analog digital conversion. is there.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、所定のクロツク信号の位相を360
/N°(Nは自然数)ずつ順次ずらして得られるN個の
クロツク信号に同期して、アナログ信号をそれぞれN個
のデイジタルデータに変換し、続いてN個のデイジタル
データのうち1つのデイジタルデータを基準として他の
残りの(N−1)個のデイジタルデータを補間して当該
基準となる1つのデイジタルデータにそれぞれ位相を合
わせた後、位相を合わせた後のN個のデイジタルデータ
の平均値を算出するようにする。
In order to solve such a problem, in the present invention, the phase of a predetermined clock signal is set to 360
/ N ° (N is a natural number) are sequentially shifted, and each analog signal is converted into N digital data in synchronism with N clock signals obtained, and subsequently one of the N digital data is digital data. After the other remaining (N-1) digital data are interpolated with respect to each other and the phase is adjusted to one reference digital data, the average value of the N digital data after the phases are adjusted. To be calculated.

【0007】[0007]

【作用】所定のクロツク信号の位相を360 /N°(Nは
自然数)ずつ順次ずらして得られるN個のクロツク信号
に同期して、アナログ信号をそれぞれN個のデイジタル
データに変換し、続いてN個のデイジタルデータのうち
1つのデイジタルデータを基準として他の残りの(N−
1)個のデイジタルデータを補間して当該基準となる1
つのデイジタルデータにそれぞれ位相を合わせた後、位
相を合わせた後のN個のデイジタルデータの平均値を算
出するようにしたことにより、当該N個のデイジタルデ
ータの平均値におけるS/Nを信号成分のレベルからノ
イズ成分のレベルを差し引いた分だけ向上させ得る。こ
の結果、アナログデイジタル変換する際に既存のADコ
ンバータを用いてアナログ信号のノイズを低減すること
ができる。
In operation, the analog signals are converted into N digital data in synchronization with N clock signals obtained by sequentially shifting the phase of a predetermined clock signal by 360 / N ° (N is a natural number), Of the N digital data, one digital data is used as a reference and the other (N-
1) Interpolation of 1 digital data is used as the reference 1
After the phase is adjusted to each of the digital data, the average value of the N digital data after the phases are adjusted is calculated, so that the S / N in the average value of the N digital data is calculated as a signal component. Can be improved by subtracting the level of the noise component from the level of. As a result, it is possible to reduce the noise of the analog signal by using the existing AD converter when performing the analog digital conversion.

【0008】[0008]

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0009】(1)第1実施例 (1−1)2個のADコンバータを用いる場合 図1(A)において信号処理回路1を示し、クロツクジ
エネレータ2において生成されたクロツク信号S1をA
Dコンバータ3A1 に送出すると共に、当該クロツク信
号S1をインバータ4を介して位相反転して得られたク
ロツク信号S2をADコンバータ3A2 に送出する。A
Dコンバータ3A1 及び3A2 は、互いに180 °位相の
ずれたクロツク信号S1及びS2の立ち上がり(図1
(B))に同期して外部からそれぞれアナログ信号S3
が入力されるようになされている。因にADコンバータ
3A1 及び3A2 は、共に同じ構成のものが用いられて
いる。
(1) First Embodiment (1-1) When Two AD Converters are Used The signal processing circuit 1 is shown in FIG. 1 (A), and the clock signal S1 generated in the clock generator 2 is
The clock signal S1 is sent to the D converter 3A 1 and the clock signal S2 obtained by inverting the phase of the clock signal S1 via the inverter 4 is sent to the AD converter 3A 2 . A
The D converters 3A 1 and 3A 2 have rising edges of the clock signals S1 and S2 which are 180 ° out of phase with each other (see FIG.
(B)) in synchronization with the analog signal S3 from the outside.
Is to be entered. Incidentally, the AD converters 3A 1 and 3A 2 have the same configuration.

【0010】続いてADコンバータ3A1 及び3A
2 は、入力されたアナログ信号S3をそれぞれサンプリ
ング及び量子化してAD変換した後、これらをデイジタ
ルデータS4A1 及びS4A2 としてデイジタル信号処
理プロセツサ(DSP)5に送出する。デイジタル信号
処理プロセツサ5は、デイジタルデータS4A2 を補間
した後、これをデイジタルデータS4A1 と共に平均値
化してこれを平均値化信号S5として出力する。
Then, the AD converters 3A 1 and 3A
After sampling and quantizing the input analog signal S3 and AD-converting the analog signal S3, the signal 2 is sent to the digital signal processing processor (DSP) 5 as digital data S4A 1 and S4A 2 . The digital signal processing processor 5 interpolates the digital data S4A 2 and then averages it together with the digital data S4A 1 to output it as an averaged signal S5.

【0011】すなわち図2(A)に示すように、アナロ
グ信号S3をサンプリング周波数FSでサンプリングす
る場合、サンプリング周期1/FS毎にサンプリング点
をとり、当該各サンプリング点においてそれぞれサンプ
リングデータX(n)をとる。続いてサンプリングデー
タX(n)に対して180 °位相をずらすと、図2(B)
に示すようなサンプリングデータY(n)が得られる。
That is, as shown in FIG. 2A, when the analog signal S3 is sampled at the sampling frequency FS, sampling points are taken every sampling period 1 / FS, and sampling data X (n) is obtained at each sampling point. Take Then, when the phase is shifted by 180 ° with respect to the sampling data X (n), FIG.
Sampling data Y (n) as shown in is obtained.

【0012】ここで、実験としては、サンプリングデー
タX(n)及びY(n)は、それぞれ32〔bit 〕に量子
化したデータ(コンピユータにより生成された約1〔kH
z 〕の正弦波)に対して、そのうち16〔bit 〕目、18
〔bit 〕目及び20〔bit 〕目にそれぞれ疑似乱数のホワ
イトノイズを足し合わせて生成した信号を用いるように
なされている。
Here, as an experiment, the sampling data X (n) and Y (n) are each quantized to 32 [bit] data (about 1 [kH generated by the computer.
z) sine wave), of which 16th bit, 18th
A signal generated by adding white noise of pseudo random numbers to the [bit] th and the 20 [bit] th is used respectively.

【0013】この場合、サンプリングデータX(n)及
びY(n)のS/Nは、X(n)=98.1〔dB〕(16〔bi
t 〕のとき)、 110.1〔dB〕(18〔bit 〕のとき)、 1
22.2〔dB〕(20〔bit 〕のとき)となり、Y(n)=9
8.1〔dB〕(16〔bit 〕のとき)、 110.1〔dB〕(18〔b
it 〕のとき)、 122.2〔dB〕(20〔bit 〕のとき)と
ほぼ理論値通りとなる。
In this case, the S / N ratio of the sampling data X (n) and Y (n) is X (n) = 98.1 [dB] (16 [bi
t]), 110.1 [dB] (18 [bit]), 1
22.2 [dB] (at 20 [bit]), Y (n) = 9
8.1 [dB] (at 16 [bit]), 110.1 [dB] (18 [b
It)) and 122.2 [dB] (20 [bit]), which is almost the theoretical value.

【0014】次に図2(B)におけるサンプリングデー
タY(n)を例えば7次のラグランジエ(Lagrange)補
間を用いて補間することにより、図2(C)に示すよう
にサンプリングデータX(n)(図2(A))の各サン
プリング点においてサンプリングデータY′(n)が得
られる。この場合、7次のラグランジエ補間を用いてサ
ンプリングデータY′(n)は、次式
Next, the sampling data Y (n) in FIG. 2 (B) is interpolated using, for example, 7th-order Lagrange interpolation to obtain sampling data X (n) as shown in FIG. 2 (C). Sampling data Y ′ (n) is obtained at each sampling point in FIG. 2 (A). In this case, the sampling data Y ′ (n) is calculated using the 7th-order Lagrangian interpolation as follows:

【数1】 [Equation 1]

【数2】 [Equation 2]

【数3】 で求められる。この結果、S/NはY′(n)=98.4
〔dB〕(16〔bit 〕のとき)、 110.4〔dB〕(18〔bit
〕のとき)、 122.4〔dB〕(20〔bit 〕のとき)とな
る。
(Equation 3) Is required. As a result, S / N is Y '(n) = 98.4
[DB] (when 16 [bit]), 110.4 [dB] (18 [bit
]) And 122.4 [dB] (when 20 [bit]).

【0015】因に、このようにサンプリングデータY′
(n)がサンプリングデータY(n)よりも若干S/N
が向上している理由としては、ラグランジエ補間が前後
数ポイントのデータ(本発明では前後4ポイント)の相
関を利用しているため、全く相関のないホワイトノイズ
の成分は重み付けされないことが挙げられる。従つて、
補間方法を換えればS/Nも若干上下する。また本発明
においてはリアルタイムではなくコンピユータを用いた
計算によるため、実際にデイジタル信号処理プロセツサ
等で表現する場合はデイジタル信号処理プロセツサの計
算語長等によつてS/Nが変動する。
Incidentally, as described above, the sampling data Y '
(N) is slightly more S / N than the sampling data Y (n)
The reason for the improvement of is that the Lagrangian interpolation uses the correlation of data of several points before and after (four points before and after in the present invention), so that the component of white noise having no correlation is not weighted. Therefore,
If the interpolation method is changed, the S / N will also rise or fall slightly. Further, in the present invention, since the calculation is performed using a computer rather than real time, the S / N fluctuates depending on the calculation word length of the digital signal processing processor or the like when actually expressed by a digital signal processing processor or the like.

【0016】従つて最終的にできるだけS/Nを向上さ
せる場合は、サンプリングデータY′(n)のS/Nを
Y(n)のS/Nと同程度の値にする必要がある。サン
プリングデータY′(n)に存在するノイズとサンプリ
ングデータY(n)に存在するノイズとは互いに相関が
ないため、これらのノイズ成分を足し合わせるとそのレ
ベルは3〔dB〕向上する。これに対して、サンプリング
データY′(n)及びX(n)の信号成分はほぼ同じに
なるため、これらの信号成分を足し合わせると信号成分
はそのまま2倍となることから、そのレベルは6〔dB〕
向上する。
Therefore, in order to finally improve the S / N as much as possible, it is necessary to set the S / N of the sampling data Y '(n) to the same value as the S / N of the Y (n). Since the noise existing in the sampling data Y '(n) and the noise existing in the sampling data Y (n) have no correlation with each other, the sum of these noise components improves the level by 3 [dB]. On the other hand, since the signal components of the sampling data Y '(n) and X (n) are almost the same, the signal component is doubled as it is when these signal components are added, so that the level is 6 [DB]
improves.

【0017】最終的な出力をサンプリングデータZ
(n)とすると次式
The final output is the sampling data Z
(N)

【数4】 と表され、この結果S/Nは次のように測定される。Z
(n)=101.7 〔dB〕(16〔bit 〕のとき)、 113.7
〔dB〕(18〔bit 〕のとき)、 125.8〔dB〕(20〔bit
〕のとき)となる。この値を、元の信号であるサンプ
リングデータX(n)及びY(n)と比較すると、約3
〔dB〕程度S/Nが向上することがわかる。
[Equation 4] And the result S / N is measured as follows. Z
(N) = 101.7 [dB] (when 16 [bit]), 113.7
[DB] (at 18 [bit]), 125.8 [dB] (at 20 [bit]
] When) becomes. Comparing this value with the sampling data X (n) and Y (n), which are the original signals, approximately 3
It can be seen that the S / N is improved by about [dB].

【0018】(1−2)N個のADコンバータを用いる
場合 図1との対応部分に同一符号を付して示す図3におい
て、信号処理回路10を示す。信号処理回路10では、
クロツクジエネレータ2において生成されたクロツク信
号S1を位相変換回路11に送出する。位相変換回路1
1は、入力されたクロツク信号S1を360 /N°(Nは
自然数)ずつ順次位相をずらすことにより得られたクロ
ツク信号S10A1 (S1)〜S10AN をそれぞれA
Dコンバータ3A1 〜3AN に送出する。
(1-2) When N AD Converters are Used The signal processing circuit 10 is shown in FIG. 3 in which parts corresponding to those in FIG. In the signal processing circuit 10,
The clock signal S1 generated in the clock generator 2 is sent to the phase conversion circuit 11. Phase conversion circuit 1
1, the clock signal S1 input 360 / N ° (N is a natural number) clock signal obtained by shifting the sequential phase by S10A 1 (S1) ~S10A N respectively A
And it sends it to D converter 3A 1 to 3 A N.

【0019】ADコンバータ3A1 〜3AN は、それぞ
れ360 /N°ずつ順次位相のずれたクロツク信号S10
1 〜S10AN の立ち上がりに同期して外部からそれ
ぞれアナログ信号S3が入力されるようになされてい
る。ADコンバータ3A1 〜3AN は、入力されたアナ
ログ信号S3をそれぞれサンプリング及び量子化してA
D変換した後、これらをデイジタルデータS11A1
S11AN としてデイジタル信号処理プロセツサ5に送
出する。デイジタル信号処理プロセツサ5は、デイジタ
ルデータS11A2 〜S11AN を補間した後これらを
デイジタルデータS11A1 と共に平均値化してこれを
平均値化信号S12として出力する。
[0019] AD converter 3A 1 to 3 A N is clock signal S10 sequentially phase shifted by respectively 360 / N °
Each externally in synchronization with the rise of A 1 ~S10A N are adapted analog signal S3 is input. AD converter 3A 1 to 3 A N is an analog signal S3 are input to sampling and quantization A
After D conversion, these are digital data S11A 1 ~
It is sent to the digital signal processing processor 5 as S11A N. Digital signal processing processor 5 outputs this by averaging these together with digital data S11A 1 after interpolating the digital data S11A 2 ~S11A N as the average value of signal S12.

【0020】N個のADコンバータのうち4個を用いる
場合について説明する。すなわち図4(A)に示すよう
に、アナログ信号S3をサンプリング周波数FSでサン
プリングする場合、サンプリング周期1/FS毎にサン
プリング点をとり、当該各サンプリング点においてそれ
ぞれサンプリングデータX(n)をとる。続いてサンプ
リングデータX(n)に対して90°ずつ順次位相をずら
すと、図4(B)〜(D)に示すようにそれぞれサンプ
リングデータY1(n)、Y2(n)及びY3(n)が
得られる。
A case where four of the N AD converters are used will be described. That is, as shown in FIG. 4A, when the analog signal S3 is sampled at the sampling frequency FS, sampling points are taken every sampling period 1 / FS, and sampling data X (n) is taken at each sampling point. Subsequently, when the phase is sequentially shifted by 90 ° with respect to the sampling data X (n), the sampling data Y1 (n), Y2 (n) and Y3 (n) are respectively obtained as shown in FIGS. Is obtained.

【0021】次に図4(B)〜(D)におけるサンプリ
ングデータY1(n)、Y2(n)及びY3(n)を例
えば7次のラグランジエ(Lagrange)補間を用いて補間
することにより、図5(A)〜(C)に示すようにサン
プリングデータX(n)(図4(A))の各サンプリン
グ点においてサンプリングデータY1′(n)、Y2′
(n)及びY3′(n)が得られる。
Next, the sampling data Y1 (n), Y2 (n) and Y3 (n) in FIGS. 4B to 4D are interpolated by using, for example, 7th order Lagrange interpolation, 5 (A) to (C), sampling data Y1 '(n), Y2' at each sampling point of sampling data X (n) (FIG. 4 (A)).
(N) and Y3 '(n) are obtained.

【0022】この場合、サンプリングデータY1′
(n)、Y2′(n)及びY3′(n)は、7次のラグ
ランジエ補間を用いて以下のように求められる。すなわ
ちサンプリングデータY1′(n)は、次式
In this case, the sampling data Y1 '
(N), Y2 '(n) and Y3' (n) are obtained as follows using the 7th order Lagrangian interpolation. That is, the sampling data Y1 ′ (n) is calculated by the following equation

【数5】 (Equation 5)

【数2】(Equation 2)

【数6】 で求められ、またサンプリングデータY2′(n)は、
次式
(Equation 6) And the sampling data Y2 ′ (n) is
The following formula

【数7】 (Equation 7)

【数2】(Equation 2)

【数8】 で求められ、さらにサンプリングデータY3′(n)
は、次式
(Equation 8) Sampling data Y3 ′ (n)
Is the expression

【数9】 [Equation 9]

【数2】(Equation 2)

【数10】 で求められる。この結果、S/NはY1′(n)=98.9
〔dB〕(16〔bit 〕のとき)、 110.9〔dB〕(18〔bit
〕のとき)、 122.9〔dB〕(20〔bit 〕のとき)とな
り、Y2′(n)=98.4〔dB〕(16〔bit 〕のとき)、
110.4〔dB〕(18〔bit 〕のとき)、 122.4〔dB〕(20
〔bit 〕のとき)となる。さらにY3′(n)=98.9
〔dB〕(16〔bit 〕のとき)、 110.9〔dB〕(18〔bit
〕のとき)、 122.9〔dB〕(20〔bit 〕のとき)とな
る。
[Equation 10] Is required. As a result, S / N is Y1 '(n) = 98.9
[DB] (when 16 [bit]), 110.9 [dB] (18 [bit
]), 122.9 [dB] (at 20 [bit]), and Y2 ′ (n) = 98.4 [dB] (at 16 [bit]),
110.4 [dB] (at 18 [bit]), 122.4 [dB] (20
[When bit is]). Furthermore, Y3 '(n) = 98.9
[DB] (when 16 [bit]), 110.9 [dB] (18 [bit
]), And 122.9 [dB] (at 20 [bit]).

【0023】サンプリングデータY1′(n)、Y2′
(n)及びY3′(n)に存在するノイズとサンプリン
グデータY(n)に存在するノイズとは相関がないの
で、このノイズ同士を足し合わせるとノイズ成分のレベ
ルは6〔dB〕向上し、信号成分は単純に4倍になること
から12〔dB〕向上する。従つて理論的にはS/Nは6
〔dB〕向上する。
Sampling data Y1 '(n), Y2'
Since there is no correlation between the noise existing in (n) and Y3 ′ (n) and the noise existing in the sampling data Y (n), the noise component level is improved by 6 [dB] when these noises are added together, Since the signal component is simply quadrupled, it is improved by 12 [dB]. Therefore, theoretically, the S / N is 6
[DB] improves.

【0024】最終的な出力をZ(n)とすると次式If the final output is Z (n), then

【数11】 と表され、この結果S/Nは次のように測定される。Z
(n)=104.8 〔dB〕(16〔bit 〕のとき)、 116.8
〔dB〕(18〔bit 〕のとき)、 128.9〔dB〕(20〔bit
〕のとき)となる。この値をサンプリングデータX
(n)及びY(n)と比較すると、ほぼ理論値の通りに
約6〔dB〕程度S/Nが向上することがわかる。
[Equation 11] And the result S / N is measured as follows. Z
(N) = 104.8 [dB] (when 16 [bit]), 116.8
[DB] (at 18 [bit]), 128.9 [dB] (20 [bit
] When) becomes. This value is the sampling data X
Comparing with (n) and Y (n), it is understood that the S / N is improved by about 6 [dB], which is almost the theoretical value.

【0025】このように、入力されたクロツク信号S1
の位相を360 /N°ずつ順次ずらす場合において、Nの
値を大きく設定することに伴い、S/Nも3×k〔dB〕
となつて向上する。もつともこの場合、信号成分の理論
的な理想値が最大となるため、Nの値を大きくするに従
つてS/Nが良くなるということではなく、理想値に近
づいていくということである。
In this way, the input clock signal S1
When the phase of is sequentially shifted by 360 / N °, the S / N is also set to 3 × k [dB] by setting a large value of N.
And improve. In addition, in this case, the theoretical ideal value of the signal component becomes the maximum, so that as the value of N is increased, the S / N does not become better, but the value approaches the ideal value.

【0026】(1−3)第1実施例の動作 以上の構成において、図3について上述した信号処理回
路10は図6に示す処理手順に従つてアナログ信号のノ
イズを低減するための処理を実行する。すなわち信号処
理回路10はステツプSP1から当該処理手順に入り、
ステツプSP2において所定のサンプリング周波数FS
でなるクロツク信号を発生した後ステツプSP3に移
る。このステツプSP3において信号処理回路10は、
入力されたクロツク信号の位相を360 /N°(Nは自然
数)ずつ順次ずらして、N個のADコンバータ3A1
3AN にそれぞれ送出した後ステツプSP4に移る。
(1-3) Operation of the First Embodiment In the above configuration, the signal processing circuit 10 described above with reference to FIG. 3 executes the processing for reducing the noise of the analog signal according to the processing procedure shown in FIG. To do. That is, the signal processing circuit 10 enters the processing procedure from step SP1.
A predetermined sampling frequency FS in step SP2
After the clock signal is generated, the process proceeds to step SP3. In this step SP3, the signal processing circuit 10
The phase of the input clock signal is sequentially shifted by 360 / N ° (N is a natural number), and N AD converters 3A 1-
After sending to 3A N respectively, the process proceeds to step SP4.

【0027】続いてステツプSP4において信号処理回
路10は、N個のADコンバータ3A1 〜3AN にそれ
ぞれ入力されたアナログ信号をそれぞれ対応するクロツ
ク信号に同期してデイジタル変換する。そして信号処理
回路10は、この結果得られるN個のデイジタルデータ
のうち1つのデイジタルデータを基準として他の残りの
(N−1)個のデイジタルデータを補間することによ
り、当該基準となる1つのデイジタルデータにそれぞれ
位相を合わせるようにする。
[0027] Then step SP4 signal processing circuit 10 in, the digital conversion in synchronization of N AD converter 3A 1 to 3 A N analog signals respectively inputted to the to the corresponding clock signal. Then, the signal processing circuit 10 interpolates the remaining (N-1) pieces of digital data with one piece of digital data out of the N pieces of digital data obtained as a reference, by interpolating the other piece of digital data. Match the phase with the digital data.

【0028】このとき基準となる1つのデイジタルデー
タに存在するノイズと他の残りの(N−1)個のデイジ
タルデータの補間後のデイジタルデータに存在するノイ
ズとが互いに相関がないことから、これらのノイズ成分
を足し合わせた場合には、3/2×N〔dB〕分レベルが
向上する。これに対して、基準となる1つのデイジタル
データの信号成分と他の残りの(N−1)個のデイジタ
ルデータの補間後の信号成分とを足し合わせた場合に
は、信号成分はそのままN倍となることから、3×N
〔dB〕分レベルが向上する。
At this time, the noise existing in one reference digital data and the noise existing in the other digital data after the interpolation of the remaining (N-1) digital data are not correlated with each other. When the noise components of are added, the level is improved by 3/2 × N [dB]. On the other hand, when the signal component of one reference digital data and the signal component after interpolation of the other remaining (N-1) digital data are added, the signal component is N times as it is. Therefore, 3 × N
The level is improved by [dB].

【0029】この後、信号処理回路10はステツプSP
5に移つて、これらの位相を合わせたN個のデイジタル
データの平均値を計算して出力する。このときのN個の
デイジタルデータの平均値は、信号成分が3×N〔dB〕
分レベルが向上すると共にノイズ成分が3/2×N〔d
B〕分レベルが向上することから、S/Nは3/2×N
〔dB〕程度向上する。この後、信号処理回路10はステ
ツプSP6に移つて当該処理手順を終了する。
After this, the signal processing circuit 10 proceeds to step SP.
Moving to step 5, the average value of N pieces of digital data in which these phases are combined is calculated and output. At this time, the average value of the N digital data has a signal component of 3 × N [dB]
Minute level is improved and noise component is 3/2 × N [d
B] As the level is improved, the S / N is 3/2 × N
Improves by about [dB]. After this, the signal processing circuit 10 moves to step SP6 and ends the processing procedure.

【0030】(1−4)第1実施例の効果 以上の構成によれば、アナログ信号をN個のADコンバ
ータ3A1 〜3AN を用いてAD変換して得られるN個
のデイジタルデータのうち、基準となる1つのデイジタ
ルデータの位相に対して他の残りの(N−1)個のデイ
ジタルデータの位相をそれぞれ補間して合わせた後、こ
れらのデイジタルデータの平均値を算出することによ
り、N個のデイジタルデータの平均値におけるS/N
は、信号成分のレベルからノイズ成分のレベルを差し引
いた分だけ向上することとなり、この結果AD変換する
際のアナログ信号のノイズを低減することができる。ま
た既存のADコンバータを複数組み合わせるようにした
ことにより、アナログ信号のノイズを低減するための装
置を新たに設ける必要がなくて済む。
(1-4) Effects of the First Embodiment According to the above configuration, of the N digital data obtained by AD converting the analog signal using the N AD converters 3A 1 to 3A N. , By interpolating and matching the phases of the remaining (N-1) digital data with the phase of one reference digital data, and calculating the average value of these digital data, S / N in the average value of N digital data
Is improved by subtracting the level of the noise component from the level of the signal component, and as a result, the noise of the analog signal at the time of AD conversion can be reduced. Further, by combining a plurality of existing AD converters, it is not necessary to newly provide a device for reducing noise of an analog signal.

【0031】(2)第2実施例 (2−1)2個のADコンバータを用いる場合 図1(A)との対応部分に同一符号を付して示す図7に
おいて、信号処理回路20には、第1実施例の信号処理
回路1に加えてADコンバータ3A1 及び3A2 の出力
側にそれぞれオーバーサンプリングフイルタ21A1
び21A2 が設けられると共に、デイジタル信号処理プ
ロセツサ5の出力側にデシメーシヨンフイルタ22が設
けられている。
(2) Second Embodiment (2-1) Using Two AD Converters In FIG. 7 in which parts corresponding to those in FIG. In addition to the signal processing circuit 1 of the first embodiment, oversampling filters 21A 1 and 21A 2 are provided on the output sides of the AD converters 3A 1 and 3A 2 , respectively, and the output side of the digital signal processing processor 5 is decimated. A filter 22 is provided.

【0032】オーバーサンプリングフイルタ21A1
び21A2 は、それぞれデイジタルデータS4A1 及び
S4A2 の各周波数をM倍(Mは正数)にオーバーサン
プリングした後、これらをそれぞれオーバーサンプリン
グ信号S20A1 及びS20A2 としてデイジタル信号
処理プロセツサ5に送出する。続いてデイジタル信号処
理プロセツサ5は、オーバーサンプリング信号S20A
2 を補間した後これをオーバーサンプリング信号S20
1 と共に平均値化してこれを平均値化信号S21とし
てデシメーシヨンフイルタ22に送出する。
The oversampling filters 21A 1 and 21A 2 oversample each frequency of the digital data S4A 1 and S4A 2 by M times (M is a positive number), and then oversample them S20A 1 and S20A 2 , respectively. Is sent to the digital signal processing processor 5. Subsequently, the digital signal processing processor 5 outputs the oversampling signal S20A.
After interpolating 2 , this is oversampled signal S20
A1 and A 1 are averaged and sent as an averaged signal S21 to the decimation filter 22.

【0033】デシメーシヨンフイルタ22は、平均値化
信号S21に基づいてM倍にオーバーサンプリングされ
たサンプリング周波数M×FSを1/M倍にダウンサン
プリングして元のサンプリング周波数FSに戻した後、
これをフイルタ出力信号S22として出力する。
The decimation filter 22 downsamples the sampling frequency M × FS oversampled M times based on the averaged signal S21 to 1 / M times to restore the original sampling frequency FS,
This is output as a filter output signal S22.

【0034】(2−2)N個のADコンバータを用いる
場合 図3との対応部分に同一符号を付して示す図8におい
て、信号処理回路30を示す。信号処理回路30には、
第1実施例の信号処理回路10に加えてADコンバータ
3A1 〜3AN の出力側にそれぞれオーバーサンプリン
グフイルタ21A 1 〜21AN が設けられると共に、デ
イジタル信号処理プロセツサ5の出力側にデシメーシヨ
ンフイルタ22が設けられている。
(2-2) N AD converters are used
In the case of FIG. 8 in which the same parts as in FIG.
The signal processing circuit 30 is shown. In the signal processing circuit 30,
AD converter in addition to the signal processing circuit 10 of the first embodiment
3A1~ 3ANOversampler on each output side
G Filter 21A 1~ 21ANIs installed and
Decimation is performed on the output side of the digital signal processing processor 5.
A filter 22 is provided.

【0035】オーバーサンプリングフイルタ21A1
21AN は、それぞれデイジタルデータS11A1 〜S
11AN の各サンプリング周波数FSをM倍(Mは正
数)にオーバーサンプリングした後、これらをそれぞれ
オーバーサンプリング信号S30A1 〜S30AN とし
てデイジタル信号処理プロセツサ5に送出する。続いて
デイジタル信号処理プロセツサ5は、オーバーサンプリ
ング信号S30A2 〜S30AN を補間した後これをオ
ーバーサンプリング信号S30A1 と共に平均値化して
これを平均値化信号S31としてデシメーシヨンフイル
タ22に送出する。
Oversampling filter 21A 1 ~
21A N is digital data S11A 1 to S, respectively.
After oversampling each sampling frequency FS of 11A N by M times (M is a positive number), these are sent to the digital signal processing processor 5 as oversampling signals S30A 1 to S30A N , respectively. Digital signal processing processor 5 subsequently sends this by averaging it with over-sampling signal S30A 1 after interpolating the oversampled signals S30A 2 ~S30A N as the average value of signal S31 to the decimating Chillon filter 22.

【0036】デシメーシヨンフイルタ22は、平均値化
信号S31に基づいてM倍にオーバーサンプリングされ
たサンプリング周波数M×FSを1/M倍にダウンサン
プリングして元のサンプリング周波数FSに戻した後、
これをフイルタ出力信号S22として出力する。
The decimation filter 22 downsamples the sampling frequency M × FS oversampled M times based on the averaged signal S31 to 1 / M times to restore the original sampling frequency FS,
This is output as a filter output signal S22.

【0037】(2−3)第2実施例の動作 ここで第2実施例において、デイジタル信号処理プロセ
ツサ5における補間方法としては第1実施例の場合と同
様にラグランジエ補間を用いるようになされている。こ
の場合デイジタル信号処理プロセツサ5から出力される
平均値化信号S21は、図9に示すように例えばサンプ
リング周波数FS=44.1〔kHz 〕でなる周波数曲線F1
として表わされ、周波数曲線F1上の点Pにおいて周波
数が約15〔kHz 〕のときレベルが低下する。
(2-3) Operation of the Second Embodiment In the second embodiment, the Lagrangian interpolation is used as the interpolation method in the digital signal processing processor 5 as in the case of the first embodiment. . In this case, the averaged signal S21 output from the digital signal processing processor 5 is, for example, a frequency curve F1 having a sampling frequency FS = 44.1 [kHz] as shown in FIG.
The level decreases when the frequency is about 15 [kHz] at the point P on the frequency curve F1.

【0038】このとき平均値化信号S21の周波数特性
がロールオフする周波数は15〔kHz〕程度と非常に高域
であることから、聴覚的にはこの周波数特性はあまり影
響することなく、ノイズの低域の効果の方が大きく影響
し、源音に対して音質が改善されて感じられる場合が多
い。ところが業務用のオーデイオ機器に用いられる場合
には、高域のレベルが低下するのを回避する必要がある
ため、ラグランジエ補間を用いた場合には高域のレベル
が低下するのを避け得ない問題があつた。
At this time, the frequency characteristic of the averaged signal S21 rolls off at a frequency as high as about 15 [kHz], which is a very high frequency range. In many cases, the low-frequency effect has a greater effect, and it is often felt that the sound quality is improved with respect to the source sound. However, when it is used for professional audio equipment, it is necessary to avoid lowering the high-frequency level. Therefore, when Lagrangian interpolation is used, it is inevitable that the high-frequency level lowers. I got it.

【0039】すなわち第1実施例においては、図10
(A)に示すように、アナログ信号S3をナイキスト周
波数FS/2で帯域制限してサンプリング周波数FSで
サンプリング及び量子化された信号の信号成分の周波数
帯域は、ナイキスト周波数FS/2以下まで存在する。
このためラグランジエ補間を用いると、信号成分の高域
が低下することとなる。
That is, in the first embodiment, FIG.
As shown in (A), the frequency band of the signal components of the signal obtained by band-limiting the analog signal S3 at the Nyquist frequency FS / 2 and sampling and quantized at the sampling frequency FS exists up to the Nyquist frequency FS / 2 or less. .
Therefore, if Lagrangian interpolation is used, the high frequency range of the signal component will be reduced.

【0040】この問題を解決するためADコンバータ3
1 〜3AN の出力側にそれぞれオーバーサンプリング
フイルタ21A1 〜21AN を設け、それぞれデイジタ
ルデータS11A1 〜S11AN の各サンプリング周波
数FSをM倍にオーバーサンプリングする。すなわち第
2実施例においては、図10(B)に示すように、アナ
ログ信号S3をナイキスト周波数FS/2で帯域制限し
てサンプリング周波数FSでサンプリング及び量子化し
て得られたデイジタルデータS11A1 〜S11AN
ついて、それぞれ各サンプリング周波数FSがM倍にな
るようにオーバーサンプリングするようにしたことによ
り、オーバーサンプリング信号S30A1 〜S30AN
の信号成分の周波数帯域はサンプリング周波数M×FS
に対して低域側となる。
To solve this problem, the AD converter 3
To the output side of the A 1 to 3 A N provided oversampling filters 21A 1 ~21A N, respectively each sampling frequency FS of the digital data S11A 1 ~S11A N oversampling M times. That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 10 (B), digital data obtained by sampling and quantizing at a sampling frequency FS to band-limited analog signal S3 at the Nyquist frequency FS / 2 S11A 1 ~S11A By oversampling each N so that each sampling frequency FS becomes M times, the oversampling signals S30A 1 to S30A N
The frequency band of the signal component of is the sampling frequency M × FS
To the low frequency side.

【0041】従つて高域のレベルが低下するラグランジ
エ補間を用いた場合にも、オーバーサンプリング信号S
30A1 〜S30AN の信号成分の周波数帯域には影響
することなく当該信号成分の高域のレベルが低下するの
を防止することができる。
Therefore, even when the Lagrangian interpolation in which the level in the high frequency range is lowered is used, the oversampling signal S
30A 1 level of the high band of the signal component without affecting the frequency band of the signal component of ~S30A N can be prevented from being lowered.

【0042】(2−4)第2実施例の効果 以上の構成によれば、アナログ信号をN個のADコンバ
ータ3A1 〜3AN を用いてAD変換して得られるN個
のデイジタルデータの各サンプリング周波数FSをM倍
にオーバーサンプリングした後、これらのうちの基準と
なる1つのデイジタルデータの位相に対して他の残りの
(N−1)個のデイジタルデータの位相をそれぞれ補間
して合わせるようにしたことにより、ラグランジエ補間
を用いた場合であつてもオーバーサンプリング後のN個
のデイジタルデータの信号成分の高域のレベルが低下す
るのを防止することができる。
(2-4) Effects of the Second Embodiment According to the above configuration, each of N digital data obtained by AD converting an analog signal using N AD converters 3A 1 to 3A N. After oversampling the sampling frequency FS by M times, the phases of the remaining one (N-1) digital data are interpolated and matched with the phase of one reference digital data among these. By doing so, it is possible to prevent the high-frequency level of the signal components of the N digital data after oversampling from decreasing even when Lagrangian interpolation is used.

【0043】さらに位相を合わせた後のN個のデイジタ
ルデータの平均値を算出し、当該平均値でなるデイジタ
ルデータのサンプリング周波数M×FSを1/M倍にダ
ウンサンプリングして元のサンプリング周波数FSに戻
すことにより、第1実施例の場合と同様にAD変換する
際のアナログ信号のノイズを低減することができる。ま
た既存のADコンバータを複数組み合わせるようにした
ことにより、アナログ信号のノイズを低減するための装
置を新たに設ける必要がなくて済む。
Further, the average value of the N pieces of digital data after matching the phases is calculated, and the sampling frequency M × FS of the digital data having the average value is downsampled to 1 / M times to obtain the original sampling frequency FS. By returning to, it is possible to reduce the noise of the analog signal at the time of AD conversion as in the case of the first embodiment. Further, by combining a plurality of existing AD converters, it is not necessary to newly provide a device for reducing noise of an analog signal.

【0044】(3)第3実施例 (3−1)2個のADコンバータを用いる場合 図7との対応部分に同一符号を付して示す図11におい
て、信号処理回路40には、第2実施例の信号処理回路
20と異なり、クロツクジエネレータ2に代わつてクロ
ツクジエネレータ41が設けられると共に、オーバーサ
ンプリングフイルタ21A1 及び21A2 が取り除かれ
てADコンバータ3A1 及び3A2 の出力側とデイジタ
ル信号処理プロセツサ5とが接続されている。
(3) Third Embodiment (3-1) Using Two AD Converters In FIG. 11 in which parts corresponding to those in FIG. 7 are designated by the same reference numerals, the signal processing circuit 40 has a second Unlike the signal processing circuit 20 of the embodiment, a clock generator 41 is provided in place of the clock generator 2 and the oversampling filters 21A 1 and 21A 2 are removed so that the output side of the AD converters 3A 1 and 3A 2 is removed. And the digital signal processing processor 5 are connected to each other.

【0045】クロツクジエネレータ41は、サンプリン
グ周波数FSのM倍(Mは正数)でなるクロツク信号S
41を生成して、これをADコンバータ3A1 に送出す
ると共に、当該クロツク信号S41をインバータ4を介
して位相反転して得られたクロツク信号S42をADコ
ンバータ3A2 に送出する。
The clock generator 41 has a clock signal S which is M times (M is a positive number) the sampling frequency FS.
41 is generated and sent to the AD converter 3A 1 , and a clock signal S42 obtained by inverting the phase of the clock signal S41 via the inverter 4 is sent to the AD converter 3A 2 .

【0046】ADコンバータ3A1 及び3A2 は、互い
に180 °位相のずれたクロツク信号S41及びS42に
同期して外部からそれぞれアナログ信号S3が入力され
る。ADコンバータ3A1 及び3A2 は、アナログ信号
S3をそれぞれAD変換すると共にサンプリングした
後、これらをそれぞれデイジタルデータS43A1 及び
S43A2 としてデイジタル信号処理プロセツサ5に送
出する。
The analog signals S3 are input to the AD converters 3A 1 and 3A 2 from the outside in synchronization with the clock signals S41 and S42 which are 180 ° out of phase with each other. The AD converters 3A 1 and 3A 2 respectively AD-convert and sample the analog signal S3, and then send these to the digital signal processing processor 5 as digital data S43A 1 and S43A 2 , respectively.

【0047】続いてデイジタル信号処理プロセツサ5
は、デイジタルデータS43A2 を補間した後これをデ
イジタルデータS43A1 と共に平均値化してこれを平
均値化信号S44としてデシメーシヨンフイルタ22に
送出する。デシメーシヨンフイルタ22は、平均値化信
号S44に基づいてM倍にされたサンプリング周波数M
×FSを1/M倍にダウンサンプリングして元のサンプ
リング周波数FSに戻すようにした後、これをフイルタ
出力信号S22として出力する。
Subsequently, the digital signal processing processor 5
Sends the decimating Chillon filter 22 this was interpolating digital data S43A 2 this by averaging with digital data S43A 1 as an average value signal S44. The decimation filter 22 has a sampling frequency M multiplied by M based on the averaged signal S44.
After × FS is down-sampled to 1 / M times to restore the original sampling frequency FS, this is output as a filter output signal S22.

【0048】(3−2)N個のADコンバータを用いる
場合 図7との対応部分に同一符号を付して示す図12におい
て、信号処理回路50には、第2実施例の信号処理回路
30と異なり、クロツクジエネレータ2に代わつてクロ
ツクジエネレータ41が設けられると共に、オーバーサ
ンプリングフイルタ21A1 〜21AN が取り除かれて
ADコンバータ3A1 〜3AN の出力側とデイジタル信
号処理プロセツサ5とが接続されている。
(3-2) When N AD Converters are Used In FIG. 12 in which parts corresponding to those in FIG. 7 are designated by the same reference numerals, the signal processing circuit 50 includes a signal processing circuit 30 of the second embodiment. Unlike the clock generator 2, a clock generator 41 is provided in place of the clock generator 2 and the oversampling filters 21A 1 to 21A N are removed so that the output side of the AD converters 3A 1 to 3A N and the digital signal processing processor 5 are connected. Are connected.

【0049】クロツクジエネレータ41は、サンプリン
グ周波数FSのM倍(Mは正数)でなるクロツク信号S
41を生成して位相変換回路11に送出する。位相変換
回路11は、入力されたクロツク信号S41を360 /N
°(Nは自然数)ずつ順次位相をずらすことにより得ら
れたクロツク信号S50A1 (S41)〜S50AN
それぞれADコンバータ3A1 〜3AN に送出する。
The clock generator 41 has a clock signal S which is M times (M is a positive number) the sampling frequency FS.
41 is generated and sent to the phase conversion circuit 11. The phase conversion circuit 11 receives the input clock signal S41 by 360 / N.
° (N is a natural number) and sends the clock signal S50A obtained by shifting the sequential phase by 1 (S41) ~S50A N to AD converter 3A 1 to 3 A N, respectively.

【0050】ADコンバータ3A1 〜3AN は、それぞ
れ360 /N°ずつ順次位相のずれたクロツク信号S50
1 〜S50AN に同期して外部からそれぞれアナログ
信号S3が入力されるようになされている。ADコンバ
ータ3A1 〜3AN は、入力されたアナログ信号S3を
それぞれAD変換すると共にサンプリングした後、これ
らをデイジタルデータS51A1 〜S51AN としてデ
イジタル信号処理プロセツサ5に送出する。デイジタル
信号処理プロセツサ5は、デイジタルデータS51A2
〜S51AN を補間した後これらをデイジタルデータS
51A1 と共に平均値化してこれを平均値化信号S52
としてデシメーシヨンフイルタ22に送出する。
The AD converter 3A 1 to 3 A N is clock signal S50 which sequentially phase shifted by respectively 360 / N °
Each externally in synchronization with the A 1 ~S50A N are adapted analog signal S3 is input. AD converter 3A 1 to 3 A N can be obtained by sampling with the analog signal S3 is input to the AD conversion, respectively, and sends the digital signal processing processor 5 them as digital data S51A 1 ~S51A N. The digital signal processing processor 5 uses the digital data S51A 2
After interpolating S51A N , these are digital data S
51A 1 is averaged together with the averaged signal S52
Is sent to the decimation filter 22 as.

【0051】デシメーシヨンフイルタ22は、平均値化
信号S52に基づいてM倍にされたサンプリング周波数
M×FSを1/M倍にダウンサンプリングして元のサン
プリング周波数FSに戻すようにした後、これをフイル
タ出力信号S53として出力する。
The decimation filter 22 down-samples the sampling frequency M × FS multiplied by M based on the averaged signal S52 to 1 / M to restore the original sampling frequency FS. This is output as a filter output signal S53.

【0052】(3−3)第3実施例の動作 第3実施例においては、第2実施例におけるクロツクジ
エネレータ2に代わつてクロツクジエネレータ41を設
け、サンプリング周波数FSのM倍でなるクロツク信号
S41を生成するようにしたことにより、アナログ信号
S3をナイキスト周波数FS/2で帯域制限してサンプ
リング周波数M×FSでサンプリング及び量子化して得
られるデイジタルデータS43A1 〜S43AN の信号
成分の周波数帯域はサンプリング周波数M×FSに対し
て低域側となる。
(3-3) Operation of the third embodiment In the third embodiment, a clock generator 41 is provided in place of the clock generator 2 in the second embodiment, and the sampling frequency FS is M times. By generating the clock signal S41, the analog signal S3 is band-limited at the Nyquist frequency FS / 2, sampled and quantized at the sampling frequency M × FS, and the signal components of the digital data S43A 1 to S43A N are obtained. The frequency band is on the low frequency side with respect to the sampling frequency M × FS.

【0053】従つて第2実施例の場合と同様に、高域の
レベルが低下するラグランジエ補間を用いた場合にも、
デイジタルデータS43A1 〜S43AN の信号成分の
周波数帯域には影響することなく当該信号成分の高域の
レベルが低下するのを防止することができる。
Therefore, as in the case of the second embodiment, when Lagrangian interpolation that lowers the level in the high frequency range is used,
It is possible to prevent the level of the high frequency band of the signal component from decreasing without affecting the frequency band of the signal component of the digital data S43A 1 to S43A N.

【0054】(3−4)第3実施例の効果 以上の構成によれば、サンプリング周波数FSをM倍し
たサンプリング周波数M×FSでなるクロツク信号の位
相を360 /N°(Nは自然数)ずつ順次ずらして得られ
るN個のクロツク信号に同期して、アナログ信号をそれ
ぞれ対応するN個のADコンバータ3A1 〜3AN にお
いてAD変換する。この結果得られるN個のデイジタル
データのうち基準となる1つのデイジタルデータの位相
に対して他の残りの(N−1)個のデイジタルデータを
補間してそれぞれ位相を合わせるようにしたことによ
り、ラグランジエ補間を用いた場合であつてもオーバー
サンプリング後のN個のデイジタルデータの信号成分の
高域のレベルが低下するのを防止することができる。
(3-4) Effects of the third embodiment According to the above configuration, the phase of the clock signal having the sampling frequency M × FS, which is M times the sampling frequency FS, is 360 / N ° (N is a natural number). in synchronization with the N clock signals obtained by sequentially shifting, AD conversion in each of the N AD converter 3A 1 to 3 a N respectively corresponding analog signals. By interpolating the remaining (N-1) digital data with respect to the phase of one reference digital data out of the N digital data obtained as a result, the phases are matched with each other. Even when Lagrangian interpolation is used, it is possible to prevent the high-frequency level of the signal components of the N digital data after oversampling from decreasing.

【0055】さらに位相を合わせた後のN個のデイジタ
ルデータの平均値を算出し、当該平均値でなるデイジタ
ルデータのサンプリング周波数M×FSを1/M倍にダ
ウンサンプリングして元のサンプリング周波数FSに戻
すことにより、第1実施例の場合と同様にAD変換する
際のアナログ信号のノイズを低減することができる。ま
た既存のADコンバータを複数組み合わせるようにした
ことにより、アナログ信号のノイズを低減するための装
置を新たに設ける必要がなくて済む。
Further, the average value of the N pieces of digital data after matching the phases is calculated, and the sampling frequency M × FS of the digital data having the average value is downsampled to 1 / M times to obtain the original sampling frequency FS. By returning to, it is possible to reduce the noise of the analog signal at the time of AD conversion as in the case of the first embodiment. Further, by combining a plurality of existing AD converters, it is not necessary to newly provide a device for reducing noise of an analog signal.

【0056】(4)他の実施例 なお上述の実施例においては、デイジタル信号処理プロ
セツサ5における信号の補間方法として7次のラグラン
ジエ補間を用いる場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、7次以外の6以下又は8以上のラグランジエ
補間を用いても良く、また例えばニユートン補間、ニユ
ートン−ラフソン補間等の種々の補間方法を用いて補間
するようにしても良い。
(4) Other Embodiments In the above-mentioned embodiments, the 7th-order Lagrangian interpolation is used as the signal interpolation method in the digital signal processing processor 5, but the present invention is not limited to this. Lagrangian interpolation of 6 or less or 8 or more other than 7th order may be used, and various interpolation methods such as Newton interpolation and Newton-Raphson interpolation may be used.

【0057】[0057]

【発明の効果】上述のように本発明によれば、所定のク
ロツク信号の位相を360 /N°(Nは自然数)ずつ順次
ずらして得られるN個のクロツク信号に同期して、アナ
ログ信号をそれぞれN個のデイジタルデータに変換し、
続いてN個のデイジタルデータのうち1つのデイジタル
データを基準として他の残りの(N−1)個のデイジタ
ルデータを補間して当該基準となる1つのデイジタルデ
ータにそれぞれ位相を合わせた後、当該位相を合わせた
N個のデイジタルデータの平均値をとるようにしたこと
により、当該N個のデイジタルデータの平均値における
S/Nを信号成分のレベルからノイズ成分のレベルを差
し引いた分だけ向上させ得る。この結果、アナログデイ
ジタル変換する際に既存のADコンバータを用いてアナ
ログ信号のノイズを低減し得るアナログデイジタル変換
方法を実現することができる。
As described above, according to the present invention, an analog signal is synchronized with N clock signals obtained by sequentially shifting the phase of a predetermined clock signal by 360 / N ° (N is a natural number). Converted to N digital data each,
Subsequently, one of the N pieces of digital data is used as a reference, and the other remaining (N-1) pieces of digital data are interpolated to adjust the phases to the reference digital data. By taking the average value of N digital data whose phases are matched, the S / N in the average value of the N digital data is improved by the amount obtained by subtracting the noise component level from the signal component level. obtain. As a result, it is possible to realize an analog digital conversion method capable of reducing noise in an analog signal by using an existing AD converter when performing analog digital conversion.

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

【図1】第1実施例による信号処理回路の構成を示すブ
ロツク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a signal processing circuit according to a first embodiment.

【図2】アナログ信号をサンプリングする際の説明に供
する信号波形図である。
FIG. 2 is a signal waveform diagram provided for explanation when sampling an analog signal.

【図3】第1実施例による信号処理回路の構成を示すブ
ロツク図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a signal processing circuit according to the first embodiment.

【図4】アナログ信号をサンプリングする際の説明に供
する信号波形図である。
FIG. 4 is a signal waveform diagram provided for explanation when sampling an analog signal.

【図5】アナログ信号をサンプリングする際の説明に供
する信号波形図である。
FIG. 5 is a signal waveform diagram provided for explanation when sampling an analog signal.

【図6】第1実施例における信号処理回路による処理手
順を示すフローチヤートである。
FIG. 6 is a flow chart showing a processing procedure by the signal processing circuit in the first embodiment.

【図7】第2実施例による信号処理回路の構成を示すブ
ロツク図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a signal processing circuit according to a second embodiment.

【図8】第2実施例による信号処理回路の構成を示すブ
ロツク図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a signal processing circuit according to a second embodiment.

【図9】ラグランジエ補間を用いた場合の周波数特性曲
線図である。
FIG. 9 is a frequency characteristic curve diagram when Lagrangian interpolation is used.

【図10】オーバーサンプリングによる信号スペクトル
を表す信号波形図である。
FIG. 10 is a signal waveform diagram showing a signal spectrum by oversampling.

【図11】第3実施例による信号処理回路の構成を示す
ブロツク図である。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a signal processing circuit according to a third embodiment.

【図12】第3実施例による信号処理回路の構成を示す
ブロツク図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a signal processing circuit according to a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、10、20、30、40、50……信号処理回路、
2、41……クロツクジエネレータ、3A1 〜3AN
…ADコンバータ、4……インバータ、5……デイジタ
ル信号処理プロセツサ、11……位相変換回路、21A
1 〜21AN ……オーバーサンプリングフイルタ、22
……デシメーシヨンフイルタ。
1, 10, 20, 30, 40, 50 ... Signal processing circuit,
2, 41 ...... Kurotsu lottery energy regulator, 3A 1 ~3A N ...
AD converter, 4 Inverter, 5 Digital signal processing processor, 11 Phase converter, 21A
1 ~21A N ...... oversampling filter, 22
...... Decimation filter.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定のクロツク信号の位相を360 /N°
(Nは自然数)ずつ順次ずらして得られるN個のクロツ
ク信号に同期して、アナログ信号をそれぞれN個のデイ
ジタルデータに変換する第1のステツプと、 上記N個のデイジタルデータのうちの1つの上記デイジ
タルデータを基準として他の残りの(N−1)個の上記
デイジタルデータを補間して当該基準となる1つの上記
デイジタルデータにそれぞれ位相を合わせた後、位相を
合わせた後の上記N個のデイジタルデータの平均値を算
出する第2のステツプとを具えたことを特徴とするアナ
ログデイジタル変換方法。
1. The phase of a predetermined clock signal is 360 / N °
(N is a natural number) In synchronization with N clock signals obtained by sequentially shifting them, a first step of converting an analog signal into N digital data and one of the N digital data are performed. After the other remaining (N-1) digital data are interpolated by using the digital data as a reference and the phases are adjusted to the reference digital data, respectively, the N data after the phases are adjusted. And a second step of calculating an average value of the digital data of the analog digital conversion method.
【請求項2】上記第1のステツプでは、上記N個のデイ
ジタルデータの各サンプリング周波数を第1の所定数倍
にオーバーサンプリングすると共に、 上記第2のステツプでは、上記オーバーサンプリングし
た後の上記N個のデイジタルデータのうち1つの上記デ
イジタルデータを基準として他の残りの(N−1)個の
上記デイジタルデータを補間して当該基準となる1つの
上記デイジタルデータにそれぞれ位相を合わせた後、位
相を合わせた後の上記N個のデータの平均値を算出し
て、当該平均値の上記サンプリング周波数を上記第1の
所定数分の1倍にダウンサンプリングすることを特徴と
する請求項1に記載のアナログデイジタル変換方法。
2. In the first step, each sampling frequency of the N digital data is oversampled by a first predetermined multiple, and in the second step, the N frequencies after the oversampling are performed. Among the digital data, one of the digital data is used as a reference to interpolate the remaining (N-1) digital data, and the phase is adjusted to the reference digital data. 2. The average value of the N pieces of data after the summation is calculated, and the sampling frequency of the average value is down-sampled to a multiple of the first predetermined number. Analog digital conversion method.
【請求項3】上記第1のステツプでは、上記クロツク信
号のサンプリング周波数を第1の所定数倍した後、当該
クロツク信号の位相を360 /N°ずつ順次ずらすと共
に、 上記第2のステツプでは、上記位相を合わせた後の上記
N個のデータの平均値の上記サンプリング周波数を上記
第1の所定数分の1倍にダウンサンプリングすることを
特徴とする請求項1に記載のアナログデイジタル変換方
法。
3. In the first step, after multiplying the sampling frequency of the clock signal by a first predetermined number, the phase of the clock signal is sequentially shifted by 360 / N °, and in the second step, 2. The analog digital conversion method according to claim 1, wherein the sampling frequency of the average value of the N pieces of data after the phases are matched is down-sampled to the first predetermined number.
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