JPS6322735B2 - - Google Patents
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- JPS6322735B2 JPS6322735B2 JP57142237A JP14223782A JPS6322735B2 JP S6322735 B2 JPS6322735 B2 JP S6322735B2 JP 57142237 A JP57142237 A JP 57142237A JP 14223782 A JP14223782 A JP 14223782A JP S6322735 B2 JPS6322735 B2 JP S6322735B2
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- digital
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- signal
- digital signal
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 3
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアナログ・デジタル変換器の出力信号
の処理方法、特にアナログ・デジタル変換器のデ
ジタル出力信号を平滑する信号処理方法に関す
る。
の処理方法、特にアナログ・デジタル変換器のデ
ジタル出力信号を平滑する信号処理方法に関す
る。
アナログ・デジタル変換器（ADC）は、アナ
ログ信号をデジタル信号に変換するものである。
ADCを利用した電子機器、例えばデジタル・ス
トレージ・オシロスコープでは、ADCの出力即
ちデジタル信号を、デジタル・メモリに記憶した
後コンピユータ等で処理し、処理したデジタル信
号をデジタル・アナログ変換器（DAC）で再び
アナログ信号に変換して表示装置で表示する。デ
ジタル・ストレージ・オシロスコープにおいて、
入力アナログ信号と表示装置に表示されるアナロ
グ信号との相似性（即ち、信号処理の忠実度）を
良好にする（即ち、表示波形を滑らかにする）た
めには高精度のADCが必要である。しかし、高
精度のADCは高価で且つ構成が複雑という問題
がある。したがつて、低価格のデジタル・ストレ
ージ・オシロスコープでは、低精度のADCを使
用しているので、表示信号の質（信号処理の忠実
度）が悪く、表示波形が滑らかでないという問題
がある。低精度のADCを使用した場合に表示信
号の質が悪化する理由は、ADCの出力信号が
ADCの最下位ビツト（LSB）の半分の誤差を含
み、低精度ADCのLSBに対応する値（実質的な
量子化ステツプ量）が高精度ADCのLSBに対応
する値よりも大きいことである。
ログ信号をデジタル信号に変換するものである。
ADCを利用した電子機器、例えばデジタル・ス
トレージ・オシロスコープでは、ADCの出力即
ちデジタル信号を、デジタル・メモリに記憶した
後コンピユータ等で処理し、処理したデジタル信
号をデジタル・アナログ変換器（DAC）で再び
アナログ信号に変換して表示装置で表示する。デ
ジタル・ストレージ・オシロスコープにおいて、
入力アナログ信号と表示装置に表示されるアナロ
グ信号との相似性（即ち、信号処理の忠実度）を
良好にする（即ち、表示波形を滑らかにする）た
めには高精度のADCが必要である。しかし、高
精度のADCは高価で且つ構成が複雑という問題
がある。したがつて、低価格のデジタル・ストレ
ージ・オシロスコープでは、低精度のADCを使
用しているので、表示信号の質（信号処理の忠実
度）が悪く、表示波形が滑らかでないという問題
がある。低精度のADCを使用した場合に表示信
号の質が悪化する理由は、ADCの出力信号が
ADCの最下位ビツト（LSB）の半分の誤差を含
み、低精度ADCのLSBに対応する値（実質的な
量子化ステツプ量）が高精度ADCのLSBに対応
する値よりも大きいことである。
したがつて、従来、ADCの精度を向上させる
ため（即ち、表示信号波形を滑らかにするため）
に、デジタル信号の「信号対量子化雑音比」を大
きくする技術がいくつか提案されている。その内
の一つは、繰り返し信号の各サイクルの対応点の
値を積算して平均を取る方法であり、他の方法
は、繰り返し信号各サイクルの対応点をアルゴリ
スムに従つてADCにオフセツトするデイザー技
術を応用したものである。第２番目の方法では、
第１番目の平均化技術を併用する場合もあり、こ
れらの従来技術は、特にデジタル化される信号が
繰返し信号でなければならないので、シングルシ
ヨツト波形の取込み表示に問題がある。更に、デ
イザー技術を用いる場合にはデイザー発生器を必
要とするという問題もある。
ため（即ち、表示信号波形を滑らかにするため）
に、デジタル信号の「信号対量子化雑音比」を大
きくする技術がいくつか提案されている。その内
の一つは、繰り返し信号の各サイクルの対応点の
値を積算して平均を取る方法であり、他の方法
は、繰り返し信号各サイクルの対応点をアルゴリ
スムに従つてADCにオフセツトするデイザー技
術を応用したものである。第２番目の方法では、
第１番目の平均化技術を併用する場合もあり、こ
れらの従来技術は、特にデジタル化される信号が
繰返し信号でなければならないので、シングルシ
ヨツト波形の取込み表示に問題がある。更に、デ
イザー技術を用いる場合にはデイザー発生器を必
要とするという問題もある。
本発明によれば、簡単なアルゴリズムによつ
て、シングルシヨツト・データの波形表示の質を
向上させることが可能である。本発明に係るアル
ゴリズムを以下に示す。
て、シングルシヨツト・データの波形表示の質を
向上させることが可能である。本発明に係るアル
ゴリズムを以下に示す。
(1) Wo＝（Xo-1＋Xo+1）／２の計算をする。
(2) ｜Wo−Xo｜≦ｑ／２ならば、
Yo＝Woとし、
｜Wo−Xo｜＞ｑ／２ならば、
Yo＝Xo−ｑ／２とするか、
或いは、Yo＝Xo＋ｑ／２とする。
ここで、XoはｊビツトのADCの出力デジタル
信号に2kを乗算して得たデジタル・データを示し
（ｊ，ｋ及びｎは正の整数）、Yoは表示用の変形
されたシーケンス信号（変更データ）であり、ｑ
は量子化のステツプ量に対応するｊビツトADC
のLSBに2kを乗算して得たデジタル値（１×2k）
である。
信号に2kを乗算して得たデジタル・データを示し
（ｊ，ｋ及びｎは正の整数）、Yoは表示用の変形
されたシーケンス信号（変更データ）であり、ｑ
は量子化のステツプ量に対応するｊビツトADC
のLSBに2kを乗算して得たデジタル値（１×2k）
である。
本発明の目的は、シングルシヨツト波形表示の
精度（解像度）を見掛上向上させるADCの出力
デジタル信号処理方法を提供することである。
精度（解像度）を見掛上向上させるADCの出力
デジタル信号処理方法を提供することである。
本発明の他の目的は、入力データが、矩形波の
ように高速遷移を含む場合であつても、精度（解
像度）を見掛上向上させることができる処号処理
方法を提供することである。
ように高速遷移を含む場合であつても、精度（解
像度）を見掛上向上させることができる処号処理
方法を提供することである。
本発明の更に他の目的は、表示装置に滑らかな
波形を表示する信号処理方法を提供することであ
る。
波形を表示する信号処理方法を提供することであ
る。
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を
説明する。
説明する。
第１図は、本発明を応用したデジタル・ストレ
ージ・オシロスコープのブロツク図である。入力
端子１０に印加された入力アナログ信号は、入力
回路１２を介して公知のｊビツトのADC１４に
印加され、ADC１４の出力であるデジタル信号
は取込みメモリ１６に記憶される。取込みメモリ
１６の動作モード（読み／書きモード）は、バス
２０（データ、アドレス、及び制御バス・ライン
を含む）に接続した制御ライン１８によつて制御
される。取込みメモリ１６に記憶されたデータ
は、ランダム・アクセス・メモリ（RAM）２２
の第１記憶領域に転送される。RAM２２の第１
領域のデジタル・データは、リード・オン・メモ
リ（ROM）２６に記憶されているプログラム
（アルゴリズム）に従つて、公知の中央処理装置
（CPU）２４で処理される。本発明は、この処理
方法に関するものであり、詳細は後述する。処理
されたデータは、RAM２２の第２領域に記憶さ
れた後、バス２０を介して（ｊ＋ｋ）ビツトのデ
ジタル・アナログ変換器（DAC）２８に転送さ
れてアナログ信号に変換される。陰極線管等の表
示装置３０は、DAC２８及び掃引回路３２の出
力を受けて、アナログ波形を再現表示する。クロ
ツク発生器３４は第１図の各ブロツクにクロツク
信号を出力し、キーボード３６は、第１図の回路
の設定及び動作を制御する入力装置である。
CPU２４は、デジタル・データの処理の外に、
ROM２６に記憶されているプログラムに従つて
第１図の回路の全動作を制御する。
ージ・オシロスコープのブロツク図である。入力
端子１０に印加された入力アナログ信号は、入力
回路１２を介して公知のｊビツトのADC１４に
印加され、ADC１４の出力であるデジタル信号
は取込みメモリ１６に記憶される。取込みメモリ
１６の動作モード（読み／書きモード）は、バス
２０（データ、アドレス、及び制御バス・ライン
を含む）に接続した制御ライン１８によつて制御
される。取込みメモリ１６に記憶されたデータ
は、ランダム・アクセス・メモリ（RAM）２２
の第１記憶領域に転送される。RAM２２の第１
領域のデジタル・データは、リード・オン・メモ
リ（ROM）２６に記憶されているプログラム
（アルゴリズム）に従つて、公知の中央処理装置
（CPU）２４で処理される。本発明は、この処理
方法に関するものであり、詳細は後述する。処理
されたデータは、RAM２２の第２領域に記憶さ
れた後、バス２０を介して（ｊ＋ｋ）ビツトのデ
ジタル・アナログ変換器（DAC）２８に転送さ
れてアナログ信号に変換される。陰極線管等の表
示装置３０は、DAC２８及び掃引回路３２の出
力を受けて、アナログ波形を再現表示する。クロ
ツク発生器３４は第１図の各ブロツクにクロツク
信号を出力し、キーボード３６は、第１図の回路
の設定及び動作を制御する入力装置である。
CPU２４は、デジタル・データの処理の外に、
ROM２６に記憶されているプログラムに従つて
第１図の回路の全動作を制御する。
本発明の基本理論を次に示す。先ず、ｊビツト
のADC１４でデジタル化されたデータに2kを乗
算して、データX0，……Xo-1，Xo，Xo+1，……
Xn（ｎ及びｍは夫々正の整数であり、ｍはｎより
大きい）を求める。尚、入力アナログ・データ
は、一定周波数のクロツク信号によつてデジタル
化される（即ち、デジタル信号に変換される）。
Woは、Xo-1とXo+1の平均値を計算によつて求め
たものである。ADC１４の動作が正確であると
仮定すると、実際のデータは、Xo−ｑ／２及び
Xo＋ｑ／２の範囲内に存在し、平均値を変更デ
ータYoとして波形表示に利用すれば、再現され
たアナログ波形は、滑らかに表示される。しか
し、実際には、変更データYoは、平均値と実際
のデータの差Voがｑ／２よりも大きい場合があ
るので、実際のデータからｑ／２の範囲内に収ま
らないという問題がある。この問題を解決するた
め、本発明では、平均値と実際のデータの差が、
ｑ／２よりも大きいかどうかを判断している。即
ち、差Voがｑ／２よりも小さければ、第２図に
示すようにYoを平均値とし、差Voがｑ／２より
も大きく且つXoが平均値よりも小さければ、第
３図に示すようにYoをXo＋ｑ／２とし、更に、
差Voがｑ／２よりも大きく且つXoが平均値より
も大きければ、第４図に示すようにYoをXo−
ｑ／２としている。このように、Yoをデータか
らｑ／２以内に納めることによつて表示波形を滑
らかにしている。尚、第２図〜第４図では、ｑに
対応するアナログ値を拡大して表示してある。
のADC１４でデジタル化されたデータに2kを乗
算して、データX0，……Xo-1，Xo，Xo+1，……
Xn（ｎ及びｍは夫々正の整数であり、ｍはｎより
大きい）を求める。尚、入力アナログ・データ
は、一定周波数のクロツク信号によつてデジタル
化される（即ち、デジタル信号に変換される）。
Woは、Xo-1とXo+1の平均値を計算によつて求め
たものである。ADC１４の動作が正確であると
仮定すると、実際のデータは、Xo−ｑ／２及び
Xo＋ｑ／２の範囲内に存在し、平均値を変更デ
ータYoとして波形表示に利用すれば、再現され
たアナログ波形は、滑らかに表示される。しか
し、実際には、変更データYoは、平均値と実際
のデータの差Voがｑ／２よりも大きい場合があ
るので、実際のデータからｑ／２の範囲内に収ま
らないという問題がある。この問題を解決するた
め、本発明では、平均値と実際のデータの差が、
ｑ／２よりも大きいかどうかを判断している。即
ち、差Voがｑ／２よりも小さければ、第２図に
示すようにYoを平均値とし、差Voがｑ／２より
も大きく且つXoが平均値よりも小さければ、第
３図に示すようにYoをXo＋ｑ／２とし、更に、
差Voがｑ／２よりも大きく且つXoが平均値より
も大きければ、第４図に示すようにYoをXo−
ｑ／２としている。このように、Yoをデータか
らｑ／２以内に納めることによつて表示波形を滑
らかにしている。尚、第２図〜第４図では、ｑに
対応するアナログ値を拡大して表示してある。
本発明に係る上述の信号処理方法の一実施例
を、第５図及び第６図を参照して説明する。尚、
第５図はRAM２２の内容を模型的に表した図で
あり、第６図はフローチヤート図である。
を、第５図及び第６図を参照して説明する。尚、
第５図はRAM２２の内容を模型的に表した図で
あり、第６図はフローチヤート図である。
ステツプ100：ｎを１にセツトする（ｎ＝１）。
ステツプ102：RAM２２の第１領域に記憶され
ているデジタル・データXo-1，Xo，Xo+1、
Xo+1（ｊビツトのADC１４の出力データと2kと
の乗算結果、即ち、このデータをｋビツトだけ
上位桁方向にシフトしたもの）をCPU２４の
レジスタに転送する。
ているデジタル・データXo-1，Xo，Xo+1、
Xo+1（ｊビツトのADC１４の出力データと2kと
の乗算結果、即ち、このデータをｋビツトだけ
上位桁方向にシフトしたもの）をCPU２４の
レジスタに転送する。
ステツプ104：CPU２４がXo-1とXo+1の平均値
Woを計算（即ち、Wo＝（Xo-1＋Xo+1）／２の
演算）をし、Woを記憶する。
Woを計算（即ち、Wo＝（Xo-1＋Xo+1）／２の
演算）をし、Woを記憶する。
ステツプ106：CPU２４が、平均値Woとデジタ
ル・データXoの差Voを計算してVoを記憶する
（Vo＝Wo−Xo）。
ル・データXoの差Voを計算してVoを記憶する
（Vo＝Wo−Xo）。
ステツプ108：CPU２４が、差｜Vo｜がｑ／２に
等しいか或いはこれより小さいかを判断する
（｜Vo｜≦ｑ／２？）。差｜Vo｜が、ｑ／２に
等しいか或いはこれより小さければステツプ
110に行き、ｑ／２を超えていればステツプ112
に行く。上述したように、ｑはADC１４の量
子化ステツプ量に対応するｊビツトADC１４
のLSBに2kを乗算して得た値、即ち、１×2kで
あり、このｑはADC１４によつて予め決定さ
れており、例えばROM２６等の記憶手段に記
憶されている。
等しいか或いはこれより小さいかを判断する
（｜Vo｜≦ｑ／２？）。差｜Vo｜が、ｑ／２に
等しいか或いはこれより小さければステツプ
110に行き、ｑ／２を超えていればステツプ112
に行く。上述したように、ｑはADC１４の量
子化ステツプ量に対応するｊビツトADC１４
のLSBに2kを乗算して得た値、即ち、１×2kで
あり、このｑはADC１４によつて予め決定さ
れており、例えばROM２６等の記憶手段に記
憶されている。
ステツプ110：CPU２４が、平均値WoをYoとし
て出力する（Yo＝Wo）。
て出力する（Yo＝Wo）。
ステツプ112：CPU２４が、差Voが正かどうかを
判断し（Vo＞０？）、正であればステツプ114
に行き、正でなければステツプ116に行く。
判断し（Vo＞０？）、正であればステツプ114
に行き、正でなければステツプ116に行く。
ステツプ114：CPU２４がXo＋ｑ／２をYoとし
て出力する（Yo＝Xo＋ｑ／２）。
て出力する（Yo＝Xo＋ｑ／２）。
ステツプ116：CPU２４がXo−ｑ／２をYoとし
て出力する（Yo＝Xo−ｑ／２）。
て出力する（Yo＝Xo−ｑ／２）。
ステツプ118：YoをRAM２２の第２領域に記憶
する。
する。
ステツプ120：CPU２４がｎ＝ｍ−１かどうかを
判断し（ｎ＝ｍ−１？）、等しければ処理を終
了し、等しくなければステツプ122に行く。
判断し（ｎ＝ｍ−１？）、等しければ処理を終
了し、等しくなければステツプ122に行く。
ステツプ122：CPU２４によつてｎをｎ＋１にし
（ｎ＝ｎ＋１）、ステツプ102に戻る。
（ｎ＝ｎ＋１）、ステツプ102に戻る。
尚、第６図に示したステツプは、ROM２６に
記憶されているプログラムに基づいて実行され
る。
記憶されているプログラムに基づいて実行され
る。
第７図及び第８図は、本発明を用いた場合と用
いない場合の表示例（表示装置３０で表示され
る）を模型的に示したものであり、丸で囲つた×
印はデジタル・データXoに対応する表示点を示
し、黒丸は変更データYoに対する表示点を示す。
第７図及び第８図から明らかように、黒丸の方が
丸で囲つた×印よりも滑らかな波形表示となるこ
とが判る。尚、第７図及び第８図においても、ｑ
に対応するアナログ値を拡大して表示してある。
いない場合の表示例（表示装置３０で表示され
る）を模型的に示したものであり、丸で囲つた×
印はデジタル・データXoに対応する表示点を示
し、黒丸は変更データYoに対する表示点を示す。
第７図及び第８図から明らかように、黒丸の方が
丸で囲つた×印よりも滑らかな波形表示となるこ
とが判る。尚、第７図及び第８図においても、ｑ
に対応するアナログ値を拡大して表示してある。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、低精度のADCを取込んだシングルシヨツト
波形の精度を、見掛上向上させることが可能であ
る。本発明は、連続波形をデジタル化してデータ
が実際のサンプル値のｑ／２の範囲内にあるとい
う点を利用しているので、再現された表示波形の
質を落すことはない。このように、本発明は
ADCの精度よりも高い精度の表示を行う場合に
好適である。
ば、低精度のADCを取込んだシングルシヨツト
波形の精度を、見掛上向上させることが可能であ
る。本発明は、連続波形をデジタル化してデータ
が実際のサンプル値のｑ／２の範囲内にあるとい
う点を利用しているので、再現された表示波形の
質を落すことはない。このように、本発明は
ADCの精度よりも高い精度の表示を行う場合に
好適である。
以上、本発明の実施例を説明したが、本実施例
の変更・変形は所謂当業者にとつて容易である。
例えば、本発明に係る処理方法を繰り返えし、表
示波形の滑らかさを更に良好にすることができ
る。又、本発明と、従来の平均化技術及びデイザ
ー技術の一方或いは両方を併用すれば、表示波形
の滑らかさを更に向上させることも可能である。
の変更・変形は所謂当業者にとつて容易である。
例えば、本発明に係る処理方法を繰り返えし、表
示波形の滑らかさを更に良好にすることができ
る。又、本発明と、従来の平均化技術及びデイザ
ー技術の一方或いは両方を併用すれば、表示波形
の滑らかさを更に向上させることも可能である。
第１図は本発明を用いたデジタル・ストレー
ジ・オシロスコープのブロツク図、第２図〜第４
図、第７図及び第８図は夫々本発明を説明するた
めの波形図、第５図は第１図のRAM２２の内容
を模型的に示す図、第６図は本発明を説明するた
めのフローチヤート図である。 １４：アナログ・デジタル変換器（ADC）、２
２：ランダム・アクセス・メモリ（RAM）、２
４：中央処理装置（CPU）、２６：リード・オ
ン・メモリ（ROM）、２８：デジタル・アナロ
グ変換器（DAC）、３０：表示装置。
ジ・オシロスコープのブロツク図、第２図〜第４
図、第７図及び第８図は夫々本発明を説明するた
めの波形図、第５図は第１図のRAM２２の内容
を模型的に示す図、第６図は本発明を説明するた
めのフローチヤート図である。 １４：アナログ・デジタル変換器（ADC）、２
２：ランダム・アクセス・メモリ（RAM）、２
４：中央処理装置（CPU）、２６：リード・オ
ン・メモリ（ROM）、２８：デジタル・アナロ
グ変換器（DAC）、３０：表示装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (a) アナログ信号をアナログ・デジタル変換
器により変換して得たデジタル信号に2kを乗算
してデジタル信号Xnを求め（ｋ，ｎは正の整
数）、 (b) 該デジタル信号Xoの前後のデジタル信号
Xo-1及びXo+1の値の平均値Woを計算し、 (c) 該平均値Woと上記デジタル信号Xoの値との
差が１×2kのデジタル値を示すｑの半分（ｑ／
２）以下の場合には、上記平均値Woを出力し、 (d) 上記平均値Woと上記デジタル信号Xoの値と
の差が上記ｑ／２を超え、且つ、上記平均値
Woが上記デジタル信号Xoの値より大きい場合
には、上記デジタル信号Xoの値及び上記ｑ／
２を加算した値を出力し、 (e) 上記平均値Woと上記デジタル信号Xoの値と
の差が上記ｑ／２を超え、且つ、上記デジタル
信号Xoの値が上記平均値Woより大きい場合に
は、上記デジタル信号Xoの値から上記ｑ／２
を減算した値を出力することを特徴とするアナ
ログ・デジタル変換器の出力信号の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14223782A JPS5937730A (ja) | 1982-08-18 | 1982-08-18 | アナログ・デジタル変換器の出力信号の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14223782A JPS5937730A (ja) | 1982-08-18 | 1982-08-18 | アナログ・デジタル変換器の出力信号の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5937730A JPS5937730A (ja) | 1984-03-01 |
| JPS6322735B2 true JPS6322735B2 (ja) | 1988-05-13 |
Family
ID=15310616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14223782A Granted JPS5937730A (ja) | 1982-08-18 | 1982-08-18 | アナログ・デジタル変換器の出力信号の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5937730A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63144215A (ja) * | 1986-12-06 | 1988-06-16 | Hioki Denki Kk | 不感応処理出力特性を有するレコ−ダ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5475213A (en) * | 1977-11-29 | 1979-06-15 | Toshiba Corp | Analogue input signal digital converter |
-
1982
- 1982-08-18 JP JP14223782A patent/JPS5937730A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5475213A (en) * | 1977-11-29 | 1979-06-15 | Toshiba Corp | Analogue input signal digital converter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5937730A (ja) | 1984-03-01 |
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