JPS6367024A - アナログ電気信号のアナログ／デイジタル変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特許請求の範囲第１項記載の上位概念に記載
の、低域フィルタが前置接続されているアナログ／ディ
ジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）を用いた、アナログ電気
信号用Ａ／Ｄ変換器に関する。

従来技術 Ａ／Ｄ変換器は、分解能が良好でなければならないこと
を前提とした場合に１１アナログ信号が、制限されたダ
イナミックレンジ内にある場合にのみ作動することがで
きる。更に、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波数も制限
されている。所望の分解能ひいては、デイノタル出力信
号（出カワ−Ｐ）のツー１量を決める所望のダイナミッ
クレンジに依存してＡ／Ｄ変換器の価格と、変換すべき
アナログ入力信号の与えられた帯域幅において必要なサ
ンプリング周波数とが決まる。

それ故（高価な）Ａ／Ｄ変換器の代わりに、２つの（左
程高価ではない）Ａ／Ｄ変換器を有する２チヤネル形Ａ
／Ｄ変換装置を使用するか又は、公知の２チヤネル形Ａ
／Ｄ変換装置の中に２つの高価なＡ／Ｄ変換器を使用し
てより高い周波数範囲及び／又はダイナミックレンジを
実現するようにすることは公知である。公知の２チヤネ
ル形Ａ／Ｄ変換装置（ドイツ連邦共和国特許出願公開第
２４０１４５２号公報）は、時間にわたってサンプリン
グされた、アナログ交流電圧入力信号の包絡線の振幅に
比例する信号の発生回路を有する第１のチャネルを備え
ている。この包絡線チャネルの中に、包絡線検出器に後
置接続されている第１のＡ／Ｄ変換器が設けられている
。

第１のチャ、ネルに並列に接続されている第２のチャネ
ル（曲線形チャネル）の中に、実質的に一定の振幅を有
し第２のＡ／Ｄ変換器に供給される交流電圧信号を発生
するために、アナログ入力信号を変化させる装置が設け
られている。このように振幅を一定にするために、アナ
ログ入力信号を変化させる装置は、包絡線に比例する制
御信号により制御することができるようになっている。

公知の２チヤネル形Ａ／Ｄ変換装置の有利な一実施例に
おいては、包絡線に比例する制御信号によりアナログ入
力信号を変化させる装置として曲線形チャネルの中に、
増幅度が飛躍的に変化するようにしまた、包絡線チャネ
ルの中に包絡線検出器に後置接続されて設けられている
第１のＡ／Ｄ変換器のディジタル信号により制御される
増幅回路装置が設けられている。

増幅度がディノタル制御信号により切換えられるこのよ
うな増幅回路装置のために作動の際に、第２のＡ／Ｄ変
換器の出力ワードを理想の出力ワードＷに対して誤まら
せるおそれがある立」ニジ過渡振動問題が例えばアナロ
グ入力信号の大きなダイナミック変化の際に現われるこ
とがある。このようにして公知の２チヤネル形Ａ／Ｄ変
換装置の直線性および分解能が損われることがある。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、アナログ入力信号の大きな飛躍的変化
の際にも保持される高い直線性および分解能を有する、
電気アナログ信号のＡ／Ｄ変換器を提供することにある
。

問題を解決するだめの手段 」二記問題は、特許請求の範囲第１項記載の特徴部分に
記載の構成により解決される。有利な実施例は実施態様
項に記載されている。

本発明は次のような発想から出発している。

ダイナミックコンプレッサによりアナログ信号のダイナ
ミックレンジを圧縮することができる。

このようなアナログダイナミックコンプレッサの出力側
からの信号は、本発明の装置にこのアナログダイナミッ
クコンプレッサを用いる場合には元のアナログ信号に相
応しなくなるので引続いてのＡ／Ｄ　変換後に、同様に
元のアナログ信号に相応しないディジタルワードが発生
するおそれがある。Ａ／Ｄ変換器の出力信号を引続いて
ディジタルに又はアナログに伸張することはできるがそ
のようにすると再び元のアナログ信号に相応する信号を
得ることはできるがしかしながらこのようにして満足で
きる結果を得ることはできない。

本発明により別の方法で、本発明の装置のディジタル出
カワ−１３が、ダイナミックコンプレッサのディジタル
化された出力信号を元のアナログ信号すなわちダイナミ
ックコンプレッサの入力信号と異なったものにする情報
を含むようにすることができる。これらの情報は、ダイ
ナミックコンプレッサの中に設けられている制御可能の
アナログ増幅器の増幅度をアナログに制御する制御量の
中に埋もれている。この制御量は、本発明による装置の
中に設けられているイ」加Ａ／Ｄ変換に供給されまたこ
の伺加Ａ／Ｄ変換器の出カワ−＋ｙは、ダイナミックコ
ンプレッサに後置接続されているＡ／Ｄ変換器の出カワ
−１２と共に演算装置に供給される。この演算装置でＡ
／Ｄ変換器と付加Ａ／Ｄ変換器との出カワ−１？は互い
に組合わされて、ダイナミックコンプレッサのアナログ
入力信号に相応する、本発明の装置の出カワ−１さとな
る。

急激なダイナミック変化の際にＡ／Ｄ変換器のディジタ
ル化−Ｐを誤らせることは、ダイナミックコンプレッサ
の中のアナログ増幅器をアナログに制御することにょシ
大幅に回避することができる。このようにしてその増幅
度は迅速にかつ、立上がり過渡振動による障害が殆んど
無く急激なダイナミック変化に整合する。

前記演算装置に制御可能な増幅器の制御特性曲線（制御
関数）を供給して演算装置がそのディジタル出力ワード
を計算することができるようにする。

対数曲線を形成する制御特性曲線を有する制御可能な（
有利には電・圧制御可能な）増幅器の利用により演算装
置に１、入力レベルのシフトが生じても簡単に検出する
ことのできる関数を供給することができる。

有利にはダイナミックコンブレッザ幻、□、ピーク値整
流器が信号伝送方向で制御アナログ増幅器の後に接続さ
れている制御回路を備えている。

このようなダイナミックコンプレッサは、高いダイナミ
ック変化と強い急激なダイナミック変化を有するアナロ
グ入力信号（例えばスタジオ用音声周波数信号）に対し
て良好に最適化されて市販されているのでこのようなＡ
／Ｄ変換器は大きな制作コストをかけずに組立てること
ができる。

実施例 づ 次に本発明を図を用いて実施例に９１口いて詳１−２く
説明する。

電気アナログ信号Ｘｅは低域フィルタ１に供給され低域
フィルタ１はアナログ信号ＸｅＯ側縁の勾配を、後置接
続されている制御回路が正常に作動するように制限する
。低域フィル、り１の出力信号はアナログダイナミック
コンプレッサにそのアナログ入力信号ａとして供給され
る。ダイナミックコンプレッサは零から１００％ｔでの
圧縮率を有しまた主に、増幅度をアナログに制御するこ
とができるアナログ増幅器２例えば電圧制御形増幅器（
ＶＣＡ）等が構成する制御回路から成る。アナログ出力
信号Ｃは同時にダイナミックコンプレッサの出力信号で
、ありそして一方ではＡ／Ｄ変換器５に供給され他方で
はピーク値整流器３、を有する制御回路に供給されまた
このピーク値整流器３の出力量（包絡線に依存する信号
ｂ１）は、・後置接続されている制御装置４で基準量Ｖ
ｒｅｆと比較される。ｉ：、比較結果はアナログ制御量
すを形成しこのアナログ制御量すは一方では制御可能な
アナログ増幅器２の制御入力側に他方では、付加Ａ／Ｄ
変換器６に供給される。

Ａ／Ｄ変換器５と付加Ａ／Ｄ変換器６とには共通の演算
装置７が後置接続されておりこの演算装置７は双方の変
換器５と６とのディジタル出力ワードから図示の装置の
ディジタル出力ワードｆを形成する。出力ワードｆの計
算の際にアナログ増幅器２の伝送関数と制御関数との値
は結果に取り入れられる。これらの値は演算装置７に記
憶されるか又はこの演算装置７に外部のメモリから供給
される。

発明の作用 立上シ過渡振動（ビルドアップ）の後すなわち入力信号
ａが例えば一定振幅の正弦関数を形成する場合には制御
装置手を用いてアナログ増幅器２を、振幅が一定の出力
交流電圧Ｃが発生しピーク値整流器３の整流された出力
信号ｂ１が、基準量Ｖ　ｒｅｆ例えば直流電圧等に等し
い平均値を形成するように制御する。それ放入力信号ａ
の入力振幅が一定の場合にはその振幅の値と無関係にＡ
／Ｄ変換器５に常に、振幅が一定の信号（例えば正弦波
電圧）が供給される。

立上り過渡振動過程が終っていない状態の場合すなわち
入力信号ａの振幅が一定ではない場合には制御回路によ
シ信号Ｃの振幅を一定の値に保持するようにする。

信号Ｃは、アナログ増幅器２のその都度の（制御量すに
よシ制御可能な）伝送関数に相応する、入力信号ａの関
数を形成しまた更に信号Ｃは、アナログ増幅器２の制御
関数に相応する制御量すの関数を形成するので、信号Ｃ
とｂとのディジタルｆ直からすなわち出力ワードｄとｅ
とから（アナログ増幅器２の逆伝送関数を演算装置７を
用いて形成することができる限り）入力信号ａのディジ
タル化された値を演算装置７を用いて計算することがで
きる。

演算装置７は、出カワ−ｐｄとｅとが形成する、信号Ｃ
とｄとのデイジタルザンプリン、グ値を、時間的に常に
互いに対応する信号ＣとｄとＱ値を、出カワ−１ｆを求
めるために用いることができるように処理する。

ダイナミックコンプレッサ２，３．４の中に設けられて
いる制御回路は、制御可能々アナログ制御量２が１．入
力信号ａのレベルの飛躍・豹変化が可能な最大値に達し
た場合に過制御されないよう・に構成されている。

現、在の制御可能なアナログ増幅器により処理すること
ができるダイナミックレンジは公知のＡ／Ｄ変換器のダ
イナミックレンジよｐ大きいのでまた信号Ｃのダイナミ
ック特性は入力信号のダイナミック特性より小さいので
本発明による装置により、Ａ／Ｄ変換器乙のみによる場
合に比してよシ大きなダイナミック特性・ノにわたりＡ
／Ｄ変換を行うことができる。その際にＡ／Ｄ変換器５
は、ダイナミックコンプレッサとの共働でより高い制御
レンジで作動することができるのでＡ／Ｄ変換器５で行
われる量子化による影響を小さく保持することができる
。

演算装置７を用いて出カワ−＋Ｗ　ｆをいずれかの所望
の形（線形、浮動小数点等）にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＡ／Ｄ変換器のブロック線図であ
る。 １・・・低域フィルタ、２・・・アナログ増幅器、３・
・・ピーク値整流器、４・・・制御器、５・・・Ａ／Ｄ
変換器、６・・・付加Ａ／Ｄ変換器、７・・・演算装置
、ｆ・・・山カワード、Ｘｅ・・入力信号。 手続補正書（方式） １゛事件ノ表示　昭和６２年特許願第２３７１２号２、
発明の名称 アナログ電気信号のアナログ／ディジタル変換器３、補
正をする者 ４、代理人 ６、補正の対象 図面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、低域フィルタ（１）が前置接続されているＡ／Ｄ変
   換器（５）を用いて、入力側に供給されたアナログ電気
   信号（Ｘｅ）のアナログ／ディジタル変換器であつて、 Ａ／Ｄ変換器（５）に前置接続されており場合に応じて
   低域フィルタ（１）に後置接続されているダイナミック
   コンプレッサ（２、３、４）を有しその際にダイナミッ
   クコンプレッサ（２、３、４）は制御可能なアナログ増
   幅器（２）を備えており前記アナログ増幅器（２）の増
   幅度は、包絡線に依存してダイナミック圧縮の方向に制
   御可能でありまたその際に付加Ａ／Ｄ変換器（６）を、
   ピーク値整流器（３）を用いてアナログ信号（ｃ、Ｘｅ
   ）から得る、包絡線に依存する信号（ｂ１）に対して設
   けている、アナログ電気信号（Ｘｅ）のアナログ／ディ
   ジタル変換器において、アナログ増幅器（２）の増幅度
   をダイナミック圧縮のために、包絡線に依存する信号（
   ｂ１）から得るアナログ制御量（ｂ）を用いて制御しま
   たアナログ増幅器（２）の制御特性曲線が対数曲線を形
   成することを特徴とするアナログ電気信号のアナログ／
   ディジタル変換器。 ２、制御量（ｂ）を得るために制御装置（４）が設けら
   れており前記制御装置（４）に付加Ａ／Ｄ変換器（６）
   が後置接続されておりその際に前記制御装置（４）が基
   準量（Ｖｒｅｆ）用の入力側を備えている特許請求の範
   囲第１項記載のアナログ電気信号のアナログ／ディジタ
   ル変換器。 ３、Ａ／Ｄ変換器（５）と付加Ａ／Ｄ変換器（６）とに
   、共通の演算装置（７）を後置接続してディジタル出力
   ワード（ｆ）を連続して形成し前記ディジタル出力ワー
   ド（ｆ）は、Ａ／Ｄ変換器（５）と付加Ａ／Ｄ変換器（
   ６）とのディジタル出力ワードと、アナログ増幅器（２
   ）の伝送関数と制御関数との演算によりダイナミックコ
   ンプレッサ又はピーク値整流器（３）のアナログ入力信
   号（ａ）のディジタルサンプリング値を形成する特許請
   求の範囲第１項または第２項記載のアナログ電気信号の
   アナログ／ディジタル変換器。 ４、ダイナミックコンプレッサが、ピーク値整流器（３
   ）がアナログ増幅器（２）に後置接続されている制御回
   路を有する特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   か１項に記載のアナログ電気信号のアナログ／ディジタ
   ル変換器。 ５、ダイナミックコンプレッサ（２、３、４）とＡ／Ｄ
   変換器（５）とを、Ａ／Ｄ変換器（５）が中間の程度か
   ら高度までの分解能の範囲で作動するように互いに整合
   した特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項
   に記載のアナログ電気信号のアナログ／ディジタル変換
   器。 ６、ダイナミックコンプレッサ（２、３、４）の圧縮度
   が零より大きく１００％より小さい特許請求の範囲第１
   項ないし第５項のいずれか１項に記載のアナログ電気信
   号のアナログ／ディジタル変換器。