JPH09246971A - デジタル信号処理装置 - Google Patents
デジタル信号処理装置Info
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- JPH09246971A JPH09246971A JP5642196A JP5642196A JPH09246971A JP H09246971 A JPH09246971 A JP H09246971A JP 5642196 A JP5642196 A JP 5642196A JP 5642196 A JP5642196 A JP 5642196A JP H09246971 A JPH09246971 A JP H09246971A
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Abstract
高分解能化を図ることを目的とする。 【解決手段】 所定周波数ckでサンプリングされた離
散的信号をデジタル信号に変換するデジタル信号処理装
置において、この離散的信号と同じ周期のディザ信号を
発生するディザ信号発生手段と、アナログ−デジタル変
換手段と、デジタル積分手段とを設け、この離散的信号
にこのディザ信号を付加した後に、この離散的信号の周
波数のn(nは2以上の整数)倍の周波数nckのクロ
ック信号を使用してアナログ−デジタル変換手段でデジ
タル信号に変換すると共にこのアナログ−デジタル変換
手段の出力側に得られるデジタル信号をこのデジタル積
分手段によりn回積分した後に出力するようにしたもの
である。
Description
サ等の出力側に得られる離散的信号をデジタル信号に変
換するのに使用して好適なデジタル信号処理装置に関す
る。
CCDラインセンサ等の出力側に得られる離散的信号を
デジタル信号に変換するのに高速用アナログ−デジタル
変換器である例えばフラッシュ(並列)型アナログ−デ
ジタル変換器が使用されている。
−デジタル変換器として例えば分解能10ビットのもの
が使用されている。この分解能10ビットのフラッシュ
(並列)型アナログ−デジタル変換器は1024個のコ
ンパレータが必要であり、回路規模(チップ面積)が比
較的大きく、消費電力も比較的大きい。
列)型アナログ−デジタル変換器の分解能を更に1ビッ
ト上げたときには、回路規模(チップ面積)が、この2
倍となり、また消費電力もこの2倍となるので、高分解
能化の実現が困難である不都合があった。
模及び消費電力の増加で高分解能化を図ることを目的と
する。
装置は所定周波数ckでサンプリングされた離散的信号
をデジタル信号に変換するデジタル信号処理装置におい
て、この離散的信号と同じ周期のディザ信号を発生する
ディザ信号発生手段と、アナログ−デジタル変換手段
と、デジタル積分手段とを設け、この離散的信号にこの
ディザ信号を付加した後に、この離散的信号の周波数の
n(nは2以上の整数)倍の周波数nckのクロック信
号を使用してアナログ−デジタル変換手段でデジタル信
号に変換すると共にこのアナログ−デジタル変換手段の
出力側に得られるデジタル信号をこのデジタル積分手段
によりn回積分した後に出力するようにしたものであ
る。
状波信号のディザ信号を付加した後に、この離散的信号
の周波数のn倍例えば4倍の周波数nckのクロック信
号を使用して、アナログ−デジタル変換手段でデジタル
信号に変換しているので、この離散的信号の1周期でn
個例えば4個の例えば10ビットのデジタル信号が得ら
れ、このn個例えば4個のデジタル信号をデジタル積分
手段によりn回例えば4回積分した後に出力するように
しているので、このアナログ−デジタル変換手段のn倍
例えば4倍の分解能を上げることができ、例えばこのア
ナログ−デジタル変換手段の分解能が10ビットであっ
たときに例えば12ビットのデジタル信号を出力するこ
とができ、しかも回路規模及び消費電力の増加は比較的
少ない。
ル信号処理装置の一実施例につき説明しよう。図1にお
いて、1はCCDを使用した光電変換素子を示し、この
光電変換素子1は、その出力側にクロック信号ckに従
って、図2Aに示す如きリセット期間1a,基準レベル
とするフィールドスルー期間1b及び信号期間1cより
成る信号が繰り返す撮像信号が得られる如くなされてい
る。
像信号を相関二重サンプリング回路2に供給する。
ック信号ckの4倍の周波数のクロック信号4ckを発
生するクロック発生回路を示し、このクロック発生回路
3のクロック信号4ckを1/4分周器4を介して、光
電変換素子1にクロック信号ckとして供給する如くす
る。
れるクロック信号ckをサンプリング信号として相関二
重サンプリング回路2に供給する。この相関二重サンプ
リング回路2においては、フィールドスルー期間1bの
レベルを基準レベルとし、信号期間1cのレベルをサン
プリングホールドし図2Bに示す如く逆位相の周波数c
kでサンプリングされた離散的信号2aを得る如くす
る。この相関二重サンプリング回路2の出力側に得られ
る離散的信号2aを加算回路5に供給する如くする。
例においてはこのディザ信号として、図2Cに示す如
く、図2Bに示す離散的信号2aと同じ周期の鋸歯状波
信号6aとする。この鋸歯状波信号6aのピークツウピ
ークのレベルは後述するアナログ−デジタル変換回路8
の1量子化レベル(LSB)の3/4のレベルとする如
くする。
れる離散的信号2aと同じ周期の鋸歯状波信号6aを加
算回路5に供給する如くする。この加算回路5において
は、この離散的信号2aにディザ信号である鋸歯状波信
号6aが加算され、この加算回路5の出力側には図2D
に示す如く、この離散的信号2aにディザ信号である鋸
歯状波信号6aが付加された信号が得られる。
信号2aにディザ信号である鋸歯状波信号6aが付加さ
れた信号をサンプリングホールド回路7に供給する。こ
のサンプリングホールド回路7においては、クロック発
生回路3に得られるクロック信号ckの4倍の周波数の
クロック信号4ckをサンプリング信号として、サンプ
リングホールドし、このサンプリングホールド回路7の
出力側に図2Eに示す如き1クロック信号ck期間に4
回サンプリングホールドしたサンプリングホールド信号
を得る如くする。
に得られるサンプリングホールド信号をアナログ−デジ
タル変換回路8に供給する。このアナログ−デジタル変
換回路8として、本例においては10ビットの分解能の
ものを使用する。
タル変換回路8は、クロック発生回路3に得られるクロ
ック信号ckの4倍の周波数のクロック信号4ckでア
ナログ信号をデジタル信号に変換する如くする。
8の出力側には1クロック信号ck期間に4個の分解能
が10ビットのデジタル信号が得られる。このアナログ
−デジタル変換回路8の出力側に得られる分解能が10
ビットのデジタル信号をデジタル積分回路9を構成する
12ビット構成のデジタル加算器9aに供給する。
デジタル積分回路9を構成する12ビット構成のデジタ
ルのラッチ回路9bに供給し、このラッチ回路9bの出
力信号をデジタル加算器9aに供給する。このラッチ回
路9bのクロック信号としてはクロック発生回路3に得
られるクロック信号ckの4倍の周波数のクロック信号
4ckにより動作させると共にクロック信号ckをクリ
ア端子clに供給し、これによりこのラッチ回路9bを
クリアする如くする。
信号ck期間の4個のデジタル信号をデジタル積分する
如くなしたものである。このデジタル加算器9aの出力
信号を12ビット構成のデジタル−アナログ変換回路を
介して信号波形を観察したときは例えば図2Fに示す如
き積分波形となる。
ビット構成のデジタルのラッチ回路10に供給する。こ
のラッチ回路10にクロック信号として周波数ckのク
ロック信号を供給する。即ちこのラッチ回路10にはア
ナログ−デジタル変換回路8のデジタルの出力信号が4
回積分された信号が順次供給されるものである。
ト構成のデジタル映像信号出力端子11に供給する如く
する。このラッチ回路10の出力信号を12ビット構成
のデジタル−アナログ変換回路を介して信号波形を観察
したときには、図2Gに示す如く、図2Bに示す離散的
信号2aが1クロック信号ck期間遅れた信号に対応す
る信号が得られた。
のアナログ−デジタル変換回路8、デジタル積分回路9
及びラッチ回路10の動作につき、模擬的に詳細に説明
する。
ては、図3に示す如く1サンプリング期間(1クロック
信号ck期間)において、入力されるアナログ信号のレ
ベルが1量子化レベル(LSB)を越える毎にデジタル
値が「1」ステップ上昇する。この分解能10ビットの
アナログ−デジタル変換回路8は1024ステップの分
解能である。
デジタル変換回路8の入力側に供給されるアナログ信号
は相関二重サンプリング回路2の出力側に得られる離散
的信号2aにピークツウピークレベルが1量子化レベル
(LSB)の3/4のレベルのディザ信号としての鋸歯
状波信号6aが加算された信号であり、この1024ス
テップの夫々のステップ毎に図4Aに示す如き4つの場
合a1 〜a4 が考えられる。
あるステップの1量子化レベル(LSB)の0〜1/4
のレベルのときはクロック信号ckの4倍のクロック信
号4ckで順次4回C1 ,C2 ,C3 及びC4 、サンプ
リングホールド回路7でサンプリングホールドしても1
回も1量子化レベルを越えない場合、場合a2 の如く、
離散的信号が、あるステップの1量子化レベル(LS
B)の1/4〜2/4のレベルのときで、1回越える場
合、場合a3 の如く離散的信号が、あるステップの1量
子化レベル(LSB)の2/4〜3/4のレベルのとき
で、2回越える場合及び場合a4 の如く、離散的信号
が、あるステップの1量子化レベル(LSB)の3/4
〜1未満のレベルのときで、3回越える場合である(図
4B参照)。
をデジタル積分回路9で4回積分したときは、その成分
値はアナログ的に見て、図4Cに如くなり、このラッチ
回路10に得られるデジタル信号は、1024ステップ
の夫々のステップで4つの場合a1 〜a4 の分解能を有
する4096ステップのデジタル信号が得られ、分解能
が12ビットのアナログ−デジタル変換回路と等価とな
る。
ンプリングした離散的信号2aに鋸歯状波信号6aのデ
ィザ信号を付加した後に、この離散的信号2aの周波数
の4倍の周波数4ckのクロック信号を使用してアナロ
グ−デジタル変換回路8でデジタル信号に変換している
ので、この離散的信号2aの1周期で4個の10ビット
のデジタル信号が得られ、この4個のデジタル信号をデ
ジタル積分回路9で4回積分した後に出力するようにし
ているので、このアナログ−デジタル変換回路8の4倍
の分解能即ち12ビットの分解能のデジタル信号が得ら
れる。
ログ−デジタル変換回路に比較し、デジタル積分回路9
及びラッチ回路10が増加するだけなので、この回路規
模の増加は比較的少なく、従って消費電力の増加も比較
的少ない利益がある。この為本例によれば高分解能のア
ナログ−デジタル変換手段を比較的安価に実現できる。
換時にディザ信号を付加しているが、デジタル積分回路
9で積分しているので、出力信号のゆらぎが生じない利
益がある。
3/4LSBの鋸歯波信号6aを発生するディザ信号発
生回路6を設ける如く述べたが、図5に示す如く、相関
二重サンプリング回路2のホールド用コンデンサC3 に
並列に抵抗器RX を設け、このコンデンサC3 と抵抗器
RX とによる時定数をリップルが約3/4LSBとなる
如くしても良い。
おいて、20は相関二重サンプリングホールド回路2の
入力端子を示し、この入力端子20に、図2Aに示す如
き撮像信号を供給する。この入力端子20をこの撮像信
号の基準信号であるフィールドスルー期間1bにのみオ
ンする接続スイッチ21を介して撮像信号の信号期間1
cにサンプリングパルスckによりオンするサンプリン
グスイッチ22aの一側に接続する。
イッチ22aの接続点を基準電圧ホールド用のコンデン
サC1 を介して接地する。このサンプリングスイッチ2
2aの他側を比較回路を構成する演算増幅回路23の非
反転入力端子+に接続すると共にこの非反転入力端子+
を基準電圧ホールド用のコンデンサC3 を介して接地す
ると共にこのコンデンサC3 に並列に時定数によるリッ
プルが約3/4LSBとなる抵抗器RX を接続する如く
する。
期間1cにサンプリングパルスckによりオンするサン
プリングスイッチ22bを介して演算増幅回路23の反
転入力端子−に接続すると共にこの反転入力端子−をサ
ンプリングホールド用のコンデンサC2 を介して接続す
る。この演算増幅回路23より出力端子24を導出す
る。
Aに示す如き撮像信号を供給したときには、出力端子2
4には図2Dに示す如き、撮像信号の信号期間1cがサ
ンプリングホールドされた離散的信号に鋸歯状波信号の
ディザ信号が付加された信号が得られる。
路7を設けたが、アナログ−デジタル変換回路8がフラ
ッシュ型であったり、このアナログ−デジタル変換回路
8内にサンプリングホールド回路を内蔵しているもので
は、このサンプリングホールド回路7を省略できる。
周波数ckの4倍の周波数のクロック信号でアナログ−
デジタル変換する如く述べたが、このクロック信号の周
波数はn倍(nは2以上の整数)のものが使用でき、こ
のときはn倍の分解能とすることができる。
本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成が採
り得ることは勿論である。
アナログ−デジタル変換回路に比較し、デジタル積分回
路9及びラッチ回路10を増加するだけの比較的少ない
回路規模の増加で高分解能のアナログ−デジタル変換装
置を得ることができる利益がある。
いので消費電力の増加が少なく且つ安価に高分解能のア
ナログ−デジタル変換装置を得ることができる利益があ
る。また、本発明によればアナログ−デジタル変換時に
ディザ信号を付加しているが、デジタル積分器で積分し
ているので出力信号のゆらぎが生じない利益がある。
構成図である。
クロック発生回路、4 1/4分周器、5 加算回
路、6 ディザ信号発生回路、8 アナログ−デジタル
変換回路、9 デジタル積分回路、10 ラッチ回路、
11 出力端子
Claims (2)
- 【請求項1】 所定周波数ckでサンプリングされた離
散的信号をデジタル信号に変換するデジタル信号処理装
置において、 前記離散的信号と同じ周期のディザ信号を発生するディ
ザ信号発生手段と、 アナログ−デジタル変換手段と、 デジタル積分手段とを設け、 前記離散的信号に前記ディザ信号を付加した後に前記離
散的信号の周波数のn(nは2以上の整数)倍の周波数
nckのクロック信号を使用して前記アナログ−デジタ
ル変換手段でデジタル信号に変換すると共に前記アナロ
グ−デジタル変換手段の出力側に得られるデジタル信号
を前記デジタル積分手段によりn回積分した後に出力す
るようにしたことを特徴とするデジタル信号処理装置。 - 【請求項2】 請求項1記載のデジタル信号処理装置に
おいて、 前記ディザ信号が鋸歯状波信号であることを特徴とする
デジタル信号処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05642196A JP3684655B2 (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | デジタル信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05642196A JP3684655B2 (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | デジタル信号処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09246971A true JPH09246971A (ja) | 1997-09-19 |
JP3684655B2 JP3684655B2 (ja) | 2005-08-17 |
Family
ID=13026646
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05642196A Expired - Fee Related JP3684655B2 (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | デジタル信号処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3684655B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001063867A1 (fr) * | 2000-02-24 | 2001-08-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Recepteur |
JP2012019320A (ja) * | 2010-07-07 | 2012-01-26 | Tanita Corp | Ad変換装置、ad変換方法、及び電子機器 |
-
1996
- 1996-03-13 JP JP05642196A patent/JP3684655B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001063867A1 (fr) * | 2000-02-24 | 2001-08-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Recepteur |
JP2012019320A (ja) * | 2010-07-07 | 2012-01-26 | Tanita Corp | Ad変換装置、ad変換方法、及び電子機器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3684655B2 (ja) | 2005-08-17 |
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