WO1980002347A1 - Offset compensating circuit - Google Patents

Description

明 細 書 - 発明の名称

オ フ セ ッ ト補償回路

技術分野

本 明はオ フ セ ッ ト 補償回路に関 し、 特に、 例え ば PCM ( パルス符号変調 ） 通信シス テ ム内に使用す る符号 。 復号器に応用 して好適なオ フ セ ッ ト 補償回 路に関する 。

背景技術

一般に、 演算増幅器を含んで ¾ る回路にお ては 種々 の要因、 例えば差動増幅器を構成する 2 つの ト ラ ン ス タ の間に生ずる不整合あるいは温度変動等 によ ！） 、 該回路か ら直流電圧誤差が発生する 。 この 直流電圧誤差は通常オ フ セ ッ 卜 と称せられる 。 こ の 種の回路においては、 その よ う なオ フ セ ッ ト が伝送 される こ と を抑圧するために、 これを該回路内にお て補償 しなければ ¾ ら 。 前述したよ う 演算 増幅器を内部に含むよ う な回路と して符号 · 復号回 路を例に と る と、 オ フ セ ッ ト がその内部に誘起され た場合、 該回路 よ 再生される音声信号はその品質 が劣化 し、 又無通話時に該回路 よ ]? 送出されるノ ィ ズの レ ベ ルは増大 して しま う 。 従って、 音声品質を 向上 し、 又ノ イ ズの レ ベ ルを低減するために も、 ォ フ セ ッ ト は抑圧されなければ ¾ ら ¾い。 も し、 その よ う な符号 ， 復号回路がデ ィ ス ク リ ー ト ¾電気部品 よ ])構成されるな らば、 そのオ フ セ ッ ト を抑圧する こ とは比較的容易である。 なぜ ら、 こ のオフ セ ッ ト抑圧のために、 該符号 · 復号回路の 外部よ 1) マ ニ ュ ア ルでこれ らデ ィ ス ク リ ー ト 電気 部品の電気特性を容易に調整でき るからである。 然 し ¾が ら、 近年、 その符号 · 復号回路を LS I ( 大規 模集積 ） 回路の形態で製造する傾向にあ ]?、 これに よ って性能の安定化、 量産に よ る コ ス ト ダ ウ ンを図 つている。 と ころが、 LS I 回路の形態で製造された 符号 · 復号回路は LS I 外部よ ]3 マ ニ ュ アルで調整で きず、 従って LS I チ ッ プその も のに対して直接、 外 部よ ]? オ フ セ ッ ト抑圧手段を作用させる こ と は不可 能と な る。 この よ う な外部からのオ フ セ ッ ト抑圧手 段は、 あえてする な らば、 LS Iチップの入力 Z出力 ビ ンを通 して、 該 LS I チ ッ プに間接的に作用させる こ とができ るのみである。 例えば、 この よ う な外部 か らのオ フ セ ッ ト 抑圧手段は、 LSIの対応する入力/ 出力 ヒ。ンに接続される調整用 コ ン デ ン サあるいは調 整用抵抗と して実現でき る。 然しながら、 大量生産 において、 その よ う な抑圧手段を 1 つ 1 つ LS I の対 応する ピ ン に取 ]?付ける こ とは好ま し く い。 と い う のは、 その よ う な抑圧手段付き の LS I チ ッ プは安 定した性能を得る こ とが困難である し、 又低価格に

OMPI も でき ない。 か く して、 その よ う な外部からの抑圧 手段を LS I 回路に付加する こ と く、 オ フ セ ッ ト を 抑圧する こ と が望まれる。 - 発明の開示

従って本発明の目的は、 そのよ う ¾外部か らの抑 圧手段を一切付加する こ と な く、 オ フ セ ッ ト 補償さ れるべき 回路内に一体に収容可能なオ フ セ ッ ト 補償 回路を提案する こ と であ る。

本発明に よれば、 入力電圧を受信して所定の動作 を経た後出力電圧を送出する よ う ¾、 且つオ フ セ ッ ト '補償されるべき 回路において、 帰還ル一 プを介 し て該回'路の入力電圧に積分電圧を重畳する よ う にな し、 該積分電圧は、 該入力電圧が正電圧方向又は負 電圧方向に変動するのに応じて、 それぞれ、 負電圧 方向又は正電圧方向に階段状に変化 し、 こ の階段状 の変化は、 極めてゆるやかな傾斜を も って行 われ る。 この場合、 前記積分電圧は、 いわゆる ス ィ ツ チ

F · キ ヤ ハ。 シ タ · フ ィ ル タ に よ って生成されるのが 好ま しい。 '

本発明は次の事実に基づいて成立する こ と に注 目 すべき であ る。 するわち、 前述の符号 。 復号回路の 如き 回路にあ っては、 も しオ フ セ ッ ト が無い とすれ ば、 長期的に見て、 該回路の出力電圧は、 正電圧の 発生確率と負電圧の発生確率とがほぽ等 しい よ う な 条件の も と に、 送出せ しめ られる とい う こ とである 図面の簡単 ¾説明

第 1 図は、 従来のオ フ セ ッ ト 補償回路を使用 した 回路の一例を示すブ ロ ッ ク 図 ；

第 2 図は、 本発明に基づ く 第 1 実施例のオ フ セ ッ ト 補償回路を使用 した回路の一例を示すプロ ク図 ； 第 3 図は、 第 2 図に示す両極性基準電圧発生回路 2 2 の一例を示す回路図 ；

第 4 図は、 第 2 図に示す回路内に現われる信号の 波形を示す図 ；

第 5 図は、 第 2 図の回路 2 1 の制御の も とに行な われるオ フ セ ッ ト 補償動作を図解的に説明するため の信号波形図 ；

第 6 図は、 第 2 図に示すオ フ セ ッ ト補償回路 2 1 を組み込んだ符号回路の一例を示す回路図 ；

第 7 図は、 本発明に基つ' く 第 2 実施例のオ フ セ ッ ト 補償回路を用いた符号回路の一例を示す回路図 ； 第 8 図は、 第 7 図に示すス ィ ツ チ制御器の一例を 示す回路図 ；

第 9 図は、 本発明に基づ く 第 3 実施例のオ フ セ ッ ト補償回路を使用 した符号回路の一例を示す回路図 ； 第 1 0 図は、 第 7 図に示すアツプ /ダウ ン カ ウ ン タ に含まれる擬似オ フ セ ッ ト を説明するために用い る グ ラ フ ；

OMPI 第 1 1 図は、 - 入力電圧信号 v _{i n} と サ ンプ リ ング操 作と の間の関係を説明するために用いるグ ラ フ ；

第 1 2 図は、 本発明に基づ く第 4実施例のオ フ セ ッ ト補償回路を使用 した符号回路の一例を示す回路 図、 および ；

第 1 3 図は、 第 1 2 図に示す回路に現われる信号 の波形を示す図である 。

発明を実施するため の最良の形態

本発明は、 添付図面を参照 して、 以下の好実施例 を説明する こ と に よ ！） 明白 と るろ う 。

従来のオ フ セ ッ ト 補償回路を用いた回路の一例を プ ロ ッ ク図にて示す第 1 図にお て、 参照番号 1 1 はオ フ セ ッ ト 補償されるべき 回路を表わ し、 該回路 は入力電圧信号 V _{i n} を受信 して、 所定の動作を経た 後、 出力電圧信号 V_{o ut}を送出する 。 参照番号 1 2 は オ フ セ ッ ト 補償回路を表わす。 回路 1 1 は、 例えば アナ 口 グ加算器と して動作する演算増幅器 1 3 と、 判別回路 1 4 と から構成される 。 判別回路 1 4 はプ リ セ ッ ト 電圧 V_sを備え > 演算増幅器 1 3 か らの出力 電圧のレ ベル と ° リ セ ッ ト 電圧 V _sのレベル と の大 /J、 比較結果に応 じて、 正又は負の出力電圧信号 V₀ut を 送出する 。 この出力電圧信号 V_outは、 符号および復 号操作における符号操作を実行するのに必要な も の であ る。 この場合、 入力電圧信号 V _{i n} は例えば音声

OMPI 信号に相当する ものである 。- 回路 1 1 は内部に演算増幅器を有するため、 該回 路 1 1 内にオ フ セ ッ ト を誘起する 。 こ のオ フ セ ッ ト は演算増幅器の存在に よ っ てのみな らず、 例えば演 算増幅器からなる フ ィ ル タ （ 第 1 図中に図示せず ） の存在に よ っても誘起される ものである 。 この フ ィ ル タ は通常該回路 1 1 の前段に設け られる。 と もか く 、 出力電圧信号 V_{o u} tの中にオ フ セ 卜 が含まれる と、 結果的に該出力電圧信号 V_{0 U}tのレ ベ ルは、 該ォ フ セ ッ ト の レ ベ ル分だけ、 真の値か らずれる こ とに なる 。 結局、 既述 したよ う に、 符号 ， 復号回路内に オ フ セ ッ ト が誘起される と、 該回路よ ]J 再生される 音声の品質は劣化 し、 又、 無通話時のノ イ ズレ ベ ル が増大して しま う 。 力 く して、 この よ う なオ フ セ グ ト を抑圧すべ く 、 該回路 1 1 内にオ フ セ ッ ト補償回 路 1 2 が組み入れ られるのである 。

前述の音声信号についてみる と、 これには一般に 知 られて る事実がある 。 すなわち、 音声信号を長 期的にみる と、 音声信号の正の振幅が現われる確率 と負の振幅が現われる確率 とがほぽ等し く る とい う事実である。 別言すれば、 出力電圧信号 V_{o u t}の低 周波成分が、 回路の接地電位に対し正の電位および 負の電位の間を非常にゆつ く D ど変化するのである 従っ て、 も し、 その非常にゆつ く と した出力電圧

OMPI

V/IPO~~ 信号 Vou tの変化が、 負電位よ もむしろ正電位に向 つ て生 じている場合には、 該回路内には正のオ フ セ ッ ト が誘起されている と う こ とに ¾ る。 これとは 逆に、 も しそ.の出力電圧信号のゆ つ く ]? と した変化 が、 正電位よ もむ しろ負電位に向って生 じて る 場合には、 負のオ フ セ ッ ト が該回路内に誘起されて いる とい う こ とに なる 。 それ故、 第 1 に低域ろ波器 を用いて出力電圧信号 v_ou t よ！)正又は負の低周波成 分を抽出 し、 第 2 にその抽出された低周波成分を、 負帰還ループを介 して、 入力電圧信号 V i _n に印加す る こ と に よ って、 オ フ セ ツ ト を抑圧する こ とができ る 。 前記低域ろ波器と 同様の機能は、 第 1 図のオ フ セ ッ ト 補償回路 1 2 に よ っ て発揮され、 該回路 1 2 は C R積分回路を形成する コ ン デ ン サ 1 5 および抵 抗 1 6 か ら構成される 。

C R積分回路につい てみる と、 コ ン デ ン サ 1 5 の 容量値 C と抵抗 1 6 の抵抗値 Rは共に大き な値で ¾ ければ らない。 ¾ぜ ¾ ら、 前述 した出力電圧信号

V_{o u}tの非常に低い周波数成分に追従すべ く、 該 C R 積分回路は非常に大き な時定数を有 し ¾ければ ら ないか らである。 然 しるが ら、 LS I 回路においては、 そのよ う に大き な抵抗値を備える抵抗はと もか く 、 その よ う に大き な容量値を備える コ ン デ ン サを LS I チ ッ プ内に収納する こ とはでき い。 既に述べたと

' OMPI お 、 C R 電気部品の如き外部か らの手段を、 対応 する入力ノ出力 ピンを介して、 LS I 回路に接続 し ければ らない理由はこ こにあるのである。 と ころ が、 既述 したとお ]) 、 このよ う 外部か らの手段を 1 つずつ LS I 回路に取 ]p 付ける こ とは、 量産された LS I 回路の性能の安定化な らびに低 コ ス ト 化に支障 を来たすこ とになる 。

本発明にお ては、 オ フ セ ッ ト 補償回路が LS I 回 路内に一体に収納され、 このため、 オ フ セ ッ ト を抑 圧するための、 付加的な外部か らの手段は必要とさ れ い。

本発明の第 1 実施例に基づ く オ フ セ ッ ト補償回路 を使用 した回路の一例を プロ ッ ク図にて示す第 2 図 に いて、 第 1 図 と 同一の参照番号又は参照記号で 示されたも のは相互に同一の構成要素である こ と を 示す。 本第 2 図にお て、 参照番号 2 1 は、 本発明 の第 1 実施例に基づ く オ フ セ ッ ト補償回路を表わ し. 該回路 2 1 は主と して両極性基準電圧発生器 2 2 、 積分回路 2 3 および分圧器 2 4 から構成される 。 と わけ、 本発明の特徵的 部分は積分回路 2 3 であ る 。 該回路 2 3 は、 サ ン プ ル - ホ ー ル ド コ ン デ ン 、 ス ィ ッ チ S Wゝ 積分コ ン デ ン サ C ₂ および 演算増幅器 O P から な ]3、 これ らの構成要素は、 い わゆるス ィ ッ チ ド キ ヤ ハ。 シ タ 形積分回路を形成す

OMPI る 。 こ の ス ィ ッ チ ド キ ヤ ハ⁰ シ タ 形積分回路 2 3 は、 実質的には通常の C R積分回路と等価である。 これ ら回路 2 3 と通常の C R積分回路の相違は次の点に あ る 。 すなわち、 積分回路 2 3 に含まれる抵抗およ びコ ン デ ン サ の各々 の抵抗値 R および容量値 C が、 それぞれ通常の C R積分回路において得られる、 対 応する これ らの値よ j? も遙かに大である こ とである。 発生器 2 2 から送出される両極性基準電圧土 V_rのい ずれか一方の電圧は、 ス ィ ツ チ S Wの接点 S ₂ を介 して、 サ ン プル - ホ ー ル ド コ ン デ ン サ C i に供給 され、 該コ ン デ ン サ C i はこの供給電圧のレ ベ ルま で充電される 。 次に、 このコ ン デ ン サ C i における 充電電圧は、 ス ィ ッ チ S Wの接点 S i を介して積分 コ ン デ ン サ C ₂ に放電される 。 ス ィ ツ チ S Wの接点 S i および S ₂ は、 周波数 " ι のク ロ ッ クハ。 ル ス

C L に同期 して交互に導通と ¾る 。 なお、 このク ロ ッ クハ⁰ル ス C Lはタ イ ミ ン ク，回路 2 6 を介して、 該 ス ィ ツ チ S Wを制御する よ う にな っている 。 前記両 極性基準電圧発生器 2 2 の一例は第 3 図に示される。 第 3 図において、 発生器 2 2 は、 接点 S i および

S ί を備えたス ィ ッ チ 3 1 と少な く と も 2 つ の抵抗 を備えた分圧器 3 2 とから構成される 。 これ ら 2 つ の抵抗の中間の接続点か らは、 ス ィ ッ チ 3 1 の接続 状態に応 じ.て、 正の基準電圧 +V_r又は負の基準電圧

O PI 0 — V_r力 出力される 。 このス ィ ツ チ 3 1 の接続状態は 判別回路 1 4 ( 第 2 図参照 ） の出力に応じて決定さ し る o 接 S ί および S はそれぞれ基準電圧 + V_{r e} f および一 Vr ef を受電する 。 これ らの基準電圧 士 Vre f は、 通常の符号 · 復号回路にも と も と使われ ている既存の基準電圧と共通でよい。

次に、 第 2 図に示したス ィ ッ チ ド キ ヤ ハ⁰シタ形 積分回路 2 3 の機能について述べる 。 該回路 2 3 内 に現われる見かけ上の抵抗値 R は、 次式（1)で表わさ

V

R = (1)

I

こ に、 記号 I はコ ン デ ン サ C i へ流入する電'流を 思味し、 SLi Vはス ィ ツ チ S Wの共通接点に現われ る電圧レ ぺノレを意味する 。 こ の電流 I は次式（²)で表 わすこ とができ る

dQ

(2)

d t

こ こに、 記号 t は時間を意味し、 記号 Q はコ ン デ ン に充電される電荷量を意味する 。 さ らに上記

(²)式は、 次式（³)に書き換え られる。

か く して、 電流 I は上記 (2)およ び（3)式に鑑み、 次式

(⁴)を も って表現 し得る 。

I = C 1 X V X / 1 (4) この (⁴)式を上記（1)式に代入すれば、 次式 (5)が得 られ

O PI - る

R = (5)

C i X /

この結果、 積分回路 2 3 のみかけ上の C R時定数 τ は、 上記（5)式を も とに次式（6)で表現される 。

C

r = C 2 X R = (6)

C 1 X / 既に述べた如 く、 この .で は、 出力電圧信号 V_outから 音声信号を取 ]?除いた信号の非常に低い周波数成分 にのみ追従すべ く 、 相当大き る値に設定されなけれ ばな らない。 上記（⁶)式に よれば、 C ₂/Q 1 の比を大き く選び若 し く は周波数 1 を低 く選ぶこ と に よ ]? 、 時定数 て の値を大き く する こ とができ る 。 この場合 周波数 1 はいわゆるサ ン プ リ ング定理に よ D 8 kHzに設定されるので、 時定数 ては、 C₂ZC 1の比を 大き く選ぶことに よ j?、 大き く設定する こ とができ る 。 こ こ に、 C _{2/ C} 1 の比は容量値 C 1 およ び C ₂ の 相対的な値であるか ら、 これ らの値その も のの大き さ を増大させる こ'と しに、 時定数 τ を大き く 設定 し得る こ と に注意すべき である 。 すなわち、 大き な 時定数 で が、 非常に小容量の 2 つのコ ン デ ン サに よ つ て得られる。 この結果、 コ ン デ ン サ 1 5 ( 第 1 図 参照 ） が、 通常の積分回路の機能を損う こ と な しに コ ン デ ン サ 1 5 の容量値よ も遙かに小容量の 2 つ 一 O PI

/»,. WIPO一 の コ ン デ ン サ および C ₂ に よ ]) 置き換え得るの である 。 従って、 このよ う な小容量値のコ ン デ ン サ

( C 1 , C 2 ) であれば、 LSI チ ッ プ内に一体に収 納可能と なる 。

第 2 図に示 した回路の動作は以下のとお！） である。 なお、 第 4 図は、 第 2 図の回路に現われる信号の波 形を示す図である。 第 2 および 4 図において、 一定 レ ベル の設定電圧 V_s ( 第 a) 欄における一点鎖線参 照 ） が判別回路 1 4 に印加されてお ])、 又、 入力電 圧信号 V_in が同 じ第 a)欄内の実線に沿って変化する 場合を例に と っ て説明する と、 これら電圧 V_sおよび Vi n 間の レ ベ ル差が判別回路 1 4 に よ って検出され る 。 か く して該回路 1 4 から送出される信号は、 ク 口 ッ クハ。 ル ス C'L ( 第 b)欄参照） に同期 した出力電 圧信号 V_out として得られる 。 つま 、 出力電圧信号 V₀utは、 第 欄に示すとお ]9 、 電圧 V_sおよび V_in 間 の関係に従っ て、 * 0 " レ ベ ル若し く は ^β 1 " レ ぺ ル の信号と なる 。 電圧 V_outの " 0 " 又は ^w 1 " レ べ ルを表示する情報は、 両極性基準電圧発生器 2 2 に も 印加される 。 そ して、 発生器 2 2 は、 その " 1 " 又は " 0 " レ ペ ル の情報に従って、 且つク ロ ッ クハ⁰ ルス C L に同期して、 それぞれ正の基準電圧 + V_r 又 は負の基準電圧—V_rを送出する （ 第 b) および d) 欄. 参照 ） 。 お、 両極性基準電圧士 V_rは、 各ク ロ ッ ク ハ。 ル ス C L の立下 に向期して出力される 。 発生器 2 2 よ ]9 基準電圧 ±V_rを送出する間、 ス ィ ツ チ S W の接点 S ₂ が導通 してお ]? 、 従っ て、 コ ン デ ン サ C 1 はその基準電圧レ ベ ル に充電される 。 他方、 ス イ ッ チ S Wの接点 S i カ ク ロ ッ クハ⁰ ル ス C L に同期 して導通する毎に、 コ ン デ ン サ に充電されてい た電荷はコ ン デ ン サ C ₂ に転送される。 こ の電荷転 送がなされる毎に、 演算増幅器 O P は積分動作を実 行する 。 か く して、 積分回路 2 3 か らの出力電圧 Vi は、 第 e) 欄に示す如 く 、 階段状に変化する 。 コ ン デ ン サ 0 ₁ に充電された電荷は演算増幅器 O P の 反転入力 （ 一 ） に印加される故、 コ ン デ ン サ C i に 負の基準電圧—V_rが印加され続ける限 ]3、 該電圧 Viは正の電圧方向に上昇し続ける 。 これとは逆に、 コ ン デ ン サ に正の基準電圧 +V_rが印加され続け る限 ])、 出 力電圧 Viは負の電圧方向に下降し続ける この出力電圧 Viは、 演算増幅器 1 3 にお て、 入力 電圧信号 V_in に重畳される。 かく の如 く 、 入力電圧 信号 Vin に対して負帰還がかけ られる こ とになる 。 こ こに、 入力電圧信号 V_in が音声信号の電圧を表わ す も の とする と、 も しオ フ セ ッ ト補償されるべき 回 路中に殆どオ フ セ ト が無いとすれば、 出力電圧信 号 Voutの負レ ベ ル （ " 0 " ) の発生確率とその正 レ ぺル （ 《 1 " ：) の発生確率 とは ,、 長期的に見てほぽ 等 し く なる。 この場合、 積分回路 2 3 の出力電圧

Viは零とな る。 然 しながら、 実際の状況下では、 才 フ セ ッ ト 補償されるべき 回路内には常に何らか らの オ フ セ ッ 卜が誘起されてお ]?、 従って前記出力電圧

Vi が常に現われ、 入力電圧信号 V_{i n} に負帰還される。 この結果、 出力電圧 V_outの ^¾ 0 " レ ベル の発生確率 とその ^w 1 " レ ベ ル の発生確率は徐々 に等 しく ！）、 従ってオ フ セ ッ ト は徐々 に零に向って抑圧されて行 く 。 か く の如 く、 オ フセ ッ ト補償が遂行される。 既 述のと お ]?、 オ フ セ ッ ト は非常に低い周波数成分か ら るため、 積分回路 2 3 の時定数は相当大き な も の と なる。 この意味において、 該積分回路 2 3 は低 域ろ波器とみ すこ とができ る。

又、 前述 したとお 、 ク ロ ッ クハ。ル ス C Lはサ ン プ リ ン グ定理に従って 8 kHz の周波数を有する か ら、 サ ンプ リ ン グ点の数は非常に大と なる。 従って、 も しコ ン デ ン サ C i が電圧 + V_r 又は— V_r に よ っ て 違続的に長期間充電されたとする と、 出力電圧 Vi の ピーク レ ペルはかな ]?高い レ ベルへ向って変化 して 行 く こ とに ¾ る。 この場合、 増大 して行った出力電 圧 Vi は、 今度は、 入力電圧信号 V_{i n} に対 し良い影響 ではな く、 むしろ悪い影響を及ぼすこ とになる。 つ ま ])、 入力電圧信号 V_{i n} に波形歪みを生 じさせる こ とになる の よ う な悪い影響を信号 V_{i n} に与えな

O PI い よ う にするため、 回路 2 1 内に分圧器 2 4 ( 第 2 図 ） が導入される 。 か く の如 く、 増大 した電圧 V iは 該分圧器 2 4 を経由 して比較的低いレ ベ ル へ低減さ れる 。 この よ う な、 電圧 V i のレ ベル低減効果は、 前 記分圧器 2 4 のみな らず、 第 2 図中の点線で示す分 圧器 2 5 に よ って も実現でき る 。

第 5 図は、 第 2 図に示した回路 2 1 の制御の も と に ¾されるオ フ セ ッ ト補償動作を、 図解的に説明す る ために用いる波形図である 。 第 5 図において、 参 照記号 V_{i n} は上記入力電圧信号、 例えば正弦波信号 を表わす。 参照記号 V_cは、 回路 2 1 よ ]3 送出され且 つ入力電圧信号 V _{i n} に負帰還されるべき 電圧を表わ ■ す。 'この負帰還は、 正の積分量 （ 矢印 B で示す ） と 負の積分量 （ 矢印 Aで示す ） とが等 し く ¾る と き、 安定に維持される 。 も し、 正又は負のオ フ セ ッ トが 入力電圧信号 V i n に重畳される と、 それぞれ負の積 分量 （ A ：) 又は正の積分量 （ B ：) が、 該正又は負の オ フ セ ッ ト の絶対値分だけ増加する こ とに ¾る 。

第 6 図は、 第 2 図に示 したオ フ セ ッ ト 補償回路

2 1 を組み込んだ回路の一例を示す回路図であ る 。 本図において、 第 2 図および第 3 図に示 した参照番 号又は記号と 同一のも のは相互に同一の構成要素で ある 。 ア ナ ロ グ音声信号である入力電圧信号 V _{i n} は、 演算増幅器 1 3 を介して、 アナ.ロ グノディ ジタル 変 換器から ¾る符号器 6 1 に印加される 。 符号器 6 1 は、 判別回路 1 4 ( 第 2 図 ） と同様の機能を果し、 例えば 8 ビ ッ ト の PCM通信信号を構成する出力デー タ D_outを送出する 。 この 8 ビ ト の中の最上位 ビ ッ ト は通常、 符号ビ ッ ト と呼ばれる 。 こ の符号ビ ッ ト は、 第 4 図に示した入力電圧信号 V_{i n} の レ ベルが設 定電圧 V_s のレベル よ ]) 高 く 又は低 く るるのに応じて、 それぞれ正ビ グ ト 又は負ビ グ ト を表示する 。 該 8 ビ ッ ト の残 ]? の 7 ビ ッ ト は、 入力電圧信号 V_in の振幅 の大き さを表わすが、 本発明にお ては余 関係が い。 こ の符号 ビ ッ ト は、 符号ビ ッ ト抽出回路 6 2 よ ]? 抽出される 。 さ らに、 こ の符号ビ ッ ト の極性に 従っ て、 ス ィ ッ チ 3 1 の接点 S i および S の 1 つ を導通せしめる。 該接点 S 〖 および S は、 それぞ れ正および負の基準電圧 +V'_ref および一 V'_ref を受電 する 。 これ ら電圧士 V'_ref が比較的低いレ ベ ルである 場合には、 分圧器 3 2 ( 第 3 図 ） の如き分圧器は不 要である 。 負の符号ビ ッ ト は第 4 図の " 0 " レ ベ ル に相当 し、 一方、 正の符号ビ ッ トは第 4 図の " 1 " レ ベルに相当する。 か く の如 く、 コ ンデンサ C i は、 符号ビ ッ ト の極性に応 じて、 基準電圧 +V_r又は一 V_r に よ ]? 充電される 。 抵抗 R s およ び R 4 は既述の分 圧器 2 5 ( 第 2 図 ） を構成する 。 積分回路 2 3 の演 算増幅器 O P は出力電圧 Vi (第 4図参照 ） を,出力 し、 ！

O PI こ の電圧 Viは、 オフ セ-ッ ト補償信号と して、 負帰還 モー ドで入力電圧信号 V_in に重畳される 。 抵抗 R ₅ お よび R ₆ は既述の分圧器 2 4 ( 第 2 図 ） を構成す る 0

コ ンデ ン サ C i および C ₂ な らびに抵抗 U s およ び R ₆ の値を決定するに際 しては、 波形歪みが考慮 されるべきで る 。 こ の波形歪みは、 補償電圧 V_cを 入力電圧信号 V_in に重畳する こ と に よ ！） 、 該信号

Vin 内に誘起される ものである。 とい う のは、 符号 器 6 1 に印加される電圧は入力電圧 V_in その も ので はる く て、 電圧 （ Vin + V_c ) だか らである 。 も し、 補償電圧 V_c のレベルが、 入力電圧 Vin に比 して高 く な る と、 上記波形歪みは無視でぎな く なる。 入力電 圧 Vin がよ 1?低く なれば る程、 波形歪みは よ 大 き く なる 。 又、 入力電圧信号 V_in の周波数がよ j? 低 く なれば、 その波形歪みはよ 大き く な る 。 出力デ —タ信号の周波数が 3 0 0 Hzであ 且つス ィ ツ チ

S Wおよび 3 1 ( 第 6 図参照 ） が 8 kHzのサ ンプリ ン グ周波数で動作 Ϊせしめ られたとする と、 入力電圧 信号 Vin に対するサ ン プ リ ン 操作は、 該信号 Vin の半周期間に 1 4 回違続で行なわれる こ とに ¾る。 こ の例に よれば、 ；符号 ビ ッ ト 抽出回路 6 2 (第 6図） は、 信号 V_in の半周期間において、 正若 し く は負の 同一極性の符号 ビ ッ ト を 1 4 回違続で送出する 。 こ

Ο ΡΙ

0一 のため出力電圧 Vi 、 従ってオ フ セ グ- ト 補償電圧 v_c は 1 4段の階段 （ 第 4 図の e ) 欐における電圧 V i の 階段を参照 ） に沿っ て リ -ャに上昇又は下降する 。 この結果、 オ フ セ ッ ト補償電圧 V_cのヒ。一ク値は徐々 に大き なレ ベル に向っ て増大する 。 それ故、 比

R 4 /R 3 , i Zll sおよび C a Z C iは、 上記電圧 V_cの ピーク値が、 符号器の最小分解能レ ベル よ 1) も遙か に下まわる よ う に、 設定され ¾ければな らない。

か く して、 本発明に よ ]? 、 LS I 回路内に一体に^ 納する こ とが容易 ¾ オ フ セ ッ ト補償回路が提案され る 。 ぜな ら、 補償されるべき 回路内に大容量のコ ， ンデンサを導入する必要が ¾いか らである 。

第 7 図は本発明の第 2実施例に基づ く オ フ セ ッ ト 補償回路を使用 した符号回路の一例を示す回路図で あ る 。 第 7 図において、 第 2 、 3 および 6 図に示し た参照番号又は記号と 同一の も のが付された構成要 素は相互に同一である。 従って、 構成要素 7 1 およ び 7 2 が、 本第 2 実施例において新たに導入された も のと なる 。 既述 した第 1 実施例を表わす第 2 図お よび第 6 図において、 ス ィ ツ チ S Wおよび 3 1 は、 ク ロ ッ クハ。 ル ス C L な らびに符号ビ ッ ト 抽出回路

6 2 からの符号 ビ グ ト に よ って直接駆動されていた と ころが、 本第 2実施例に よれば、 ス ィ ッ チ S Wお よび 3 1 は、 バ ッ フ ァ手段 7 0 を介して、 これらク

OMPI ロ ッ クハ⁰ル ス C L、 符号 ビ ッ ト 等に よ ！）駆動される 該バ ッ フ ァ手段 7 0 は具体的には、 ア ップノダウ ン カ ウ ン タ 7 1 お よ びス ィ ツ チ制御器 7 2 よ ]? 構成さ れる 。 こ の バ ッ フ ァ手段 7 0 は、 第 1 実施例に基つ' く オ フ セ ッ ト 補儻回路内に生ずる不利点を除去する のに有効である。 すなわち、 第 1 実施例では既述の 不利点、 つま ]? 入力電圧信号 Vin 内に誘起される波 形歪みが見 られる 。 その理由は、 オ フ セ ッ ト 補償電 圧 V_cが、 連続して、 入力電圧信号 V_{i n} に重畳される からである 。 か く のとお ]9 、 符号器 6 1 に印加され る電圧は、 入力電圧信号 V_{i n} その も のの真実の電圧 ではな く 、 Vi_n と V_cの和に等 しい電圧である。

第 7 図に戻る と、 バ ッ フ ァ手段 7 0 は、 前述 した 制御手段の利用に よ ]? 持た らされる不利点を伴 う こ と な しに、 前記の第 1 実施例の不利点を解消する こ とができ る 。 別言すれば、 該パ ッ フ ァ手段 7 0 は、 伝送すべき音声信号に よ つ て生ずる 出力デー タ信号 D_out の変動には応答せず、 オ フ セ ッ ト に よ っ て生ず る出力データ信号 D_out Q変動にのみ応答 し得る も の である。 ¾お、 このパ ッ フ ァ手段 も又、 オ フ セ ッ ト 補償回路 2 1 と共に、 LSI 回路内に一体に収容し得 る こ と に注意すべき である 。 ス ィ ツ チ制御器 7 2 か らの制御信号 D および D ₂ はス ィ ッ チ 3 1 および S Wを駆動 し、 積分回路 2 3 を作動せしめる 。 回路 2 3 か らの正又は負の補償電圧 V_cは、 それぞれ正又 は負のオ フ セ ッ ト に応答 して、 アナ ロ グ加算器 1 3 に印加される 。 符号器 6 1 は加算器 1 3 か らの出力 信号を受信 し、 これを符号化する 。 この符号化信号. すなわち出力デー タ信号 D_outは、 レ ジス タか らなる 符号ビ グ ト抽出回路 6 2 の符号 ビ ッ ト に、 ス ト アさ れる 。 レ ジス タ （ 6 2 ) の最上位 ビ グ ト は出力デー タ信号 D_out の符号ビ ツ ト S を表示する 。 符号ビ 'ク ト S は、 アツプノダウン 指定 ビ ッ ト と して、 ァ ップ ダウ ン カ ウ ン タ 7 1 のア ツ プ ダウ ン 制御端 子に印加される 。 カ ウ ン タ 7 1 は、 アツプ/ダゥソ 指定 ビ ッ ト U Z D に従って、 ク ロ ッ クハ⁰ ル ス C Lを ア ッ プ カ ウ ン ト 又はダ ウ ン カ ウ ン ト する 。 ス ィ ツ チ 制御器 7 2 はデ ィ ジタ ル出力 A i , A 2 - A_Mを受信 して制御信号 D i および D 2 を出力する。

レ 'クス タ （ 6 2 ) の符号 ビ グ ト S は、 出力デー タ 信号 D_outを得るための各サ ンプ リ ン グ操作が実行さ れる毎に更新される。 ビ ッ ト U Z Dが論理 " 1 " 又 は 0 " に る と き、 カ ウ ン タ 7 1 はク ロ ッ クハ⁰ル ス C L をそれぞれア ツ ；° カ ウ ン ト 又はダ ウ ン カ ウ ン ト する 。 従っ て、 カ ウ ン タ 7 1 のカ ウ ン ト値は

( 0 , 0 , 0… 0 ) および （ 1 , 0 , 0… 0 ) の間を変ィ匕す る 。 この場合、 カ ウ ン タ 7 1 の基準カ ウ ン ト 値は、 例えば （ 0 , 1 , 0〜0 ) にプ リ セ ッ ト される 。 こ の基

OMPI - 準値 （ 0 ， 1 , 0 ··· 0 ) は、 前も って、 外部プ リ セ ッ ト データ （ Bi , B₂ 〜B_M )によ ]?与え られる 。 このデー タ （ , B₂ 〜B_M )は、 制御器 7 2 よ ]? 制御信号 D ₂ が出力され且つカ ウ ン タ 7 1 に対してプ リ セ ッ ト指 令ハ。ル ス P C と して印加される毎に、 該カ ウ ン タ

7 1 内にプ リ セ ッ ト される 。

音声信号の極性は正又は負と交互に変化する ので、 カ ウ ン タ 7 1 の カ ウ ン ト値は （ 0 , 1 , 0—0 ) よ ]?

( 1 , 0 , 0〜0 ) 又は （ 0 , 0 , 0〜0 ) へ向っ て変動す る 。 この場合、 音声信号の正負極性発生確率がほぽ 等しい こ と か ら、 長期的に見てカ ウ ン タ 7 1 のカ ウ ン ト 値は （ 0 , 1 , 0— 0 ) に保持される 。 と ころが、 も し 3 0 0 Hzの如き 低周波の音声信号が与えられた とする と、 その カ ウ ン ト 値は前記プ リ セ ッ ト 値 . ( 0 , 1 , 0…。 ：） から変位する 。 この場合、 サ ンプ リ ン グ操作が 8 kHzのサ ンプ リ ン グ周波数を も ってな される とする と、 音声信号の半周期の間に 1 4 回そ のサ ンプ リ ン グ操作が実行される 。 それ故、 アツプノ ダウン 指定ビ ッ ト Uノ D は 1 4 回連続で論理 " 0 " 又は " 1 " と なる 。 か く して、 カ ウ ン タ 7 1 のデ ィ ジタ ル出力 （ At , A₂ 〜A_M：)は（ 0 , 0 , 0…ひ ）又は

( 1 , 0 , 0— 0 ) へ接近 して行 く 。 然 しなが ら、 カ ウ ン タ 7 1 の カ ウ ン ト 値はア ン ダー フ ロ ウ も オー バ ー フ ロ ウ も しる 。 なぜ ら、 カ ウ ン タ 7 1 が、 その よ う ア ン ダー フ ロ ウ も オー バ ー フ ロ ウ も生 じさせ ない よ う な ビ グ ト 構成にな っ ているか らである。 例 えば、 カ ウ ン タ 7 1 は 5 ビ ッ ト 構成のカ ウ ン タ よ ] 3 形成される。 この結果、 も し何らオ フ セ ッ トが存在 し いのな らば、 長期的に見ても、 カ ウ ン タ 7 1 の カ ウ ン ト 値にその よ う な ア ン ダー フ ロ ウ も オー バー フ ロ ウ も生 じる こ とがない。 従って、 制御器 7 2 も 回路 2 1 も作動せず、 入力電圧信号 V i n にはオ フ セ ッ ト 補償電圧 V_cが印加される こ とがない。

然 しな力； ら、 も し出力デー タ信号 D_OUT内にオ フ セ ッ 卜 が含まれたとする と、 ア ッ プ Zダウ ン 指定 ビ ッ ト U Z D は論理 " 1 " が過多にな ]? ある は論理 " 0 " が過多になる 。 この結果、 カ ウ ン タ 7 1 のデ ィ ジタ ル出力 （ Α ι , A₂ - A_M )にはオーバ一 フ ロ ウ 又 はア ンダ J フ ロ ウが発生する こ とにるる 。 この と き 同時に、 ス ィ グ チ制御器 7 2 から制御信号 およ び D ₂ が送出され、 そしてオ フ セ ッ ト補償回路 2 1 は作動せしめ られ-る 。 も しア ン ダー フ ロ ウがあれば ( 負のオ フ セ ッ ト 発生 ） 、 正のオ フ セ ッ ト 補償電圧 V_cが加算器 1 3に印加される 。 逆に も し、 オー バ ー フ ロ ウがあれば （ 正のオ フ セ ッ ト 発生 ） 、 負のオ フ セ ッ ト補償電圧 V_cが加算器 1 3に印加される。

制御信号 D ₂ の発生は、 オー バ ー フ ロ ウ又はア ン ダー フ 口 ゥ いずれかが生 じたこ と.を意味する 。 制御 信号 D i は-この場合、 ずれの極性のオ フ セ ッ 卜が 出力データ信号 D_out内に含まれているかを表示する も し正のオ フ セ ッ ト が存在するな らば、 制御信号

D 1 はス ィ ツ チ 3 1 の接点 S を導通せ しめ、 そし て、 負の基準電圧— V'ref をコ ンデン サ C 1 に供給す る 。 これとは逆に、 も し負のオ フ セ ッ トが存在する な らば、 制御信号 は接点 S を非導通に し、 接 点 S 〖 を導通にするから、 正の基準電圧 がコ ン デン に供給される。

他方、 制御信号 D ₂ はス ィ ツ チ S Wの接点 S ₂ を 常閉接点と して動作させ、 接点 S ₂ を非導通にする と き は、 接点 S i を導通にする 。 こ こに、 コ ンデ ン サ C i の充電電荷は積分回路 2 3 に転送され、 オ フ セ ッ ト 補償電圧 V_cが該回路 2 3 よ ！）生成される。

上述の如 く 、 バ ッ フ ァ手段 7 0 を備えたオ フ セ ッ ト 補償回路 2 1 は、 伝送されるべき音声信号その も のに よ つ て生ぜ しめ られる出力データ信号 D_outの変 動には何 ら応答せず、 オ フ セ ッ ト に よ っ て誘起され た該信号 D_outに対してのみ応答する こ とができ る 。 結局、 符号器 6 1 は、 オ フ セ ッ ト の誘起期間中を除 けば、 常に真実の入力電圧 V_in を受信する こ とが可 能と なる 。

第 8 図は、 第 7 図に示 したス ィ ツ チ制御器 7 2 の 一例を示す回路図である。 本図に示すと お ]) 、 回路

OMPI一 7 2 は ANDゲー ト 8 1 および D · フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 8 2 からなる。 こ こで例えばプ リ セ ッ ト 値が

( 0 , 1 , 0 , 0 , 0 , 0 ) で表わされている も のとすれ ば、. 前記オー バ ー フ ロ ウは、 （丄， 0 , 0 , 0 , 0 , 0 ) と して表わされ、 一方、 前記ア ン ダー フ ロ ウ は

(1 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 ) と して表わされる 。 このため、 も しオー バ ー フ ロ ウ又はア ン ダー フ ロ ウが発生すれ ば出力 ビ ッ ト I 2 〜IMは全て論理 ^¾ 1 " と な ]? AND ゲー ト 8 1 は開成する 。 こ こに、 制御信号 D ₂ がグ ー ト 8 1 から出力される こ と になる 。 さ らに、 ォ一 パ一 フ 口 ゥ 又はア ン ダー フ 口 ゥ のいずれが発生 して いるかは、 最上位 ビ ッ ト （ MSB ：) が論理 * 0 " であ るか 《 Ί " であるかを識別するだけで簡単に判別し 得る （ 上記論理の う ちアンダーラ ィ ンを施 した論理 " " 又は " 丄 " を参照 ） 。 MSB か ら論理 * 1 " が 出力されていれば、 ォ一パー フ ロ ウ の発生を表示す る制御信号 D i が フ リ ッ プ フ ロ グ プ 8 2 を経由 し て得 られ、 一方、 その MSB か ら論理 " 0 " が出力さ れていれば、 ア ン ダー フ ロ ウ の発^を表示する制御 信号 D i 力 フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 8 2 を経由 して得 ら れる 。 フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 8 2 は信号 D i および

D 2 間のタ イ ミ ン グ関係を規定す ^ために導入され ている 。

第 9 図は、 本発明の第 3 実施例に基づ く オ フ セ ッ

Ο ΡΙ ^ ト 補償回路を使用 した符号回路の一例を示す回路図' である 。 本第 3 実施例における回路は、 第 2 実施例 におけるオ フ セ ッ ト 補償回路 （ 第 7 図 ） の機能に改 良を加えるための手段をさ らに含むものである 。 前 記アップ Zダウ ン カ ウ ン タ 7 1 には、 その中に擬似 オ フ セ ッ ト を内包し易 と う不都合がある 。 こ の 擬似オ フ セ ッ ト は、 オ フ セ ッ ト補償回路 2 1 ( 第 7 図 ） に よ つ ては直接相殺する こ とのでき い もので ある 。 この擬似オ フ セ ッ ト について第 1 0 図を参照 しなが ら説明する 。 第 1 0 図はカ ウ ン タ 7 1 内に累 積された擬似オ フ セ ッ ト を説明するため の グ ラ フ で ある 。 横軸には経過時間 t を と ]3、 縦軸には符号ビ ッ ト S ( 第 7 図 ） の論理 1 " 又は " 0 " をカ ウ ン ト する こ と に よ っ て得 られたカ ウ ン ト数 N をと つ て 示す。 ビ ッ ト （ 1 ， 0 ， 0… 0 ) , ( 0 , 1 , 0… 0 ) お よ び ( 0 , 0 , 0〜0 ) はそれぞれ前述 した才 一 パー フ 口 ゥ 、 プ リ セ ッ ト 値 （ 基準値 ） お よ びア ン ダー フ ロ ウ に対応する 。 正常時においては、 連続符号ビ ッ ト S の カ ウ ン ト数 （ 曲線 1 0 0 ：) は、 基準値 （ 0 , 1 , 0 …ひ ）に沿って変化する 。 然 しなが ら、 該曲線 1 0 0 は、 全体と して、 基準値か ら上方向又は下方向にシ フ ト する 。 例えば上方向へのシ フ ト が生 じたとする と、 曲線 1 0 1 が得られる 。 この場合、 曲線 1 0 1 で示すカ ウ ン ト数には、 図中 P 0 と して図解的.に表

OMPI わ した擬似オ フ セ ッ ト が-含まれる こ と になる 。 たと え真実のオ フ セ ッ ト が存在し ¾いと しても、 も し擬 似オ フ セ ッ ト P 0 の レ ベルがかな ]? 高く な ] 9 又は低 く つたとする と、 オー バ ー フ ロ ウ又はア ン ダー フ ロ ウが頻繁に発生し始める 。 従って、 このよ う な擬 似オ フ セ ッ ト P Oは周期的にカ ウ ン タ 7 1 か ら排出 されなければ ら い。 第 9 図において、 タ イ マー ( T ) 9 1 がそのオ フ セ ッ ト P O を排出するために 動作する 。 す ¾わち、 タ イ マー 9 1 か らは出力信号 D 'ζ が周期的に送出され、 プ リ セ ッ ト 指令ハ。 ル ス

P C と して O Rゲー ト 9 2 に印加される。 前記の制 御信号 D ₂ も又 O R ゲー ト 9 2 を介してカ ウ ン タ

7 1 に印加される。

タ イ マー 9 1 よ ！） 出力信号 D が送出される毎に 該信号 D はラ イ ン Lを介して自己へ帰還される 。 タ イ マー 9 1 がラ イ ン L を介して信号 D を受信す る と、 タ イ マー 9 1 は零に リ セ ッ ト され、 そして再 びク ロ ッ クハ。ルス C L を カ ウ ン ト し始める 。 タ イ マ 一 9 1 が予め定めた数のハ。ルス C L をカ ウ ン ト し終 える毎に、 該タ イ マー 9 1 は信号 Γ) を送出する 。

か く して、 出力信号 D に よ ])、 カ ウ ン タ 7 1 か ら擬似オ フ セ ツ ト を排出する こ とができ る 。 と ころ が、 も し真のオ フ セ ッ ト の レペルが非常に高 く 又は 低 ぐなる と、 カ ウ ン タ 7 1 は、 オー バ ー フ ロ ウ又は

ΟΜΡΙ

WIPO ア ン ダー フ 口 ゥ の発生を表示する情報を頻繁に送出 しなければな らな く なる。 とい う のは、 その よ う

非常に レ ベルの高い又は低いオ フ セ グ ト は迅速に抑 圧されなければな らな か らである 。 この よ う な場 合において、 前記出力信号 D は前述した良い影響

よ 1) もむ しろ悪 影響をカ ウ ン タ 7 1 に及ぽしてし ま う 。 なぜな ら、 カ ウ ン タ 7 1 が頻繁にオー バ ー フ

口 ゥ 又はア ダー フ ロ ゥ を表示する情報を送出 し

ければる らないと きに、 その信号 D が現われる と、 当該情報がカ ウ ン タ 7 1 から頻繁に送出する こ とが で き く つ て しま う か らである 。 つま ！） 、 該信号

D ₂ ' は不必要にカ ウ ン タ 7 1 を リ セ ッ ト して しま う こ と になる 。 こ の よ う な問題を解決すべ く 、 第 9 図 に示すよ う に、 信号 D ₂ がラ イ ン L を通してタ イ マ

- 9 1 に も 印加される 。 該信号 D ₂ がタ イ マー 9 1

に印加されれぱ、 タ イ マー 9 1 は零に リ セ ッ ト され る 。 従うて、 信号 D ₂ がタ イ マー 9 1 に印加されて 力 ら、 該タ イ マー 9 1 が予め定めた数のハ。 ル ス C L

を カ ウ ン ト し終える までの間は、 前記信号 D がタ イ マ一 9 1 から送出される こ と を禁止で き る 。

前記擬似オ フ セ ッ ト は、 第 7 図に示 したパ ク フ ァ

手段 7 0 に よ ]?抑圧される 。 と ころが、 この種の擬 似オ フ セ ッ ト はバ ッ フ ァ手段 7 0 のみな らず、 カ ウ - ン タ手段に よ っても抑圧でき る。 この、 符号 ビ ッ ト

OMPI

V/IPO

、A ノ S を力 ゥ ン ト するための力 ゥ ンタ手段の詳細は後述 する 。 このよ う な擬似オ フ セ ッ ト は、 次の よ う な事 実か ら生 じる もの と考え られる 。 すなわちカ ウ ン ト 数 N_p と カ ウ ン ト数 N_n とが常に等し く ¾る とは限 ら いこ とである 。 こ こに、 数 Npは入力電圧信号 V_in の 1 周期内における正の符号 ビ ッ ト S の数を意味し、 数 N_nはその同一周期内における負の符号ビ ッ ト S の 数を意味する 。 第 1 1 図を参照 して以下説明する 。 なお第 1 1 図は、 入力電圧信号 V_in と サ ンプ リ ン グ 操作との間の関係を示し、 前記擬似オ フ セ ッ ト の発 生原因を説明するために用い られるグラ フである 。 こ こに記号 S P'は、 サ ン プ リ ン グ定理に従っ て 8 kHz の周波数を有する連続のサ ン プ リ ン グ点を表わ す。 も し、 信号 Vin の各周期 （ P , Ρ' )の長さが η X ρに等しいとすると （ 記号 ρ は、 サ ン プ リ ン グ点

S Ρ に よ っ て規定される各サンプ リ ング周期を表わ し、 記号 η は奇数 （ 1 , 3 , 5…：）を表わす ）、 数 Np は 数 N_nと一致しな く な る。 例えば、 周期 P 内において、 数 Np ( ^tt 1 " ) は 3 であるのに対して数 N_n ( * 0 " ) は 2 である 。 このため、 数 Np と数 N_n の差、 するわ ち差 I Np — N_n I は奇数と 、 上記例では 1 と なる。 周期 P'について見る と、 数 Np ( « 1 " ：) が 5で数 N_n ( ^w 0 " ：) が 2 であるか ら、 差 I Np — N_n 1 は奇数、 するわち 3 と なる。 この よ う な状況下では、 たとえ

OMPI

V/IFO 真実のオ フ セ ッ トが存しな く て も、 数 N_nに対して数 N_pが過多にるるか ら、 カ ウ ン タ 7 1 の カ ウ ン ト数は オーバ フ ロ ウ に対応する （ 1 ₉ 0 , 0— 0 ) に向っ て 徐々 に増大する。 この理由は、 擬似オフセ ッ ト P O ( 第 1 0 図参照 ） がカ ウ ン タ 7 1 内に累積されるか らである 。 同様にこの よ う ¾擬似オ フ セ ッ ト は、 数 N_p に対し数 N_nが奇数 （ 1 , 3 , 5…：）分だけ過多に ¾ る場合に も累積される。 さ らに、 も し連続周期

( P , Ρ ' ··· ) に亘つて数 N_n 又は Np に対しそれぞれ 数 Np 又は N_nが過多になれば、 その よ う な擬似オ フ セ ッ ト の レ ベ ルは、 急速に非常に高 レ ベ ル又は非 常に低いレ ベルに到達する こ とに なる。

上記の事実に鑑み、 次の 2 条件が検出される場合 には、 カ ウ ン タ 7 1 内に擬似オ フ セ ッ ト を累積させ る ことを防止すべ く 、 カ ウ ン タ 7 1 はその動作を停 止すべき である 。 第 1 の条件とは、 数 _Np と N_n の差

I N_p - N_n I が奇数になる こ とである 。 特に、 その差 が 1 と なる場合に対 してはこれを確実に検出する必 要がある 。 とい う のは、 その差 I Np — N_n 1 が 3 , 5

7 …の如 く 比較的大き な奇数である場合、 この よ う な差は、 本来のオ フ セ ッ ト 補償動作を通して 1 に低 減でき るか らである。 結局、 差 I Np — N_n I が 1であ る こ とを検出するのが最も重要になる 。

上記 2 条件の う ちの第 2 の条件とは、 上記第 1 の 条件、 すなわち差 | Np— N_n | が奇数である こ と、 が 違続 K周期に亘つて現われる こ とである 。 こ こに は 1 以外の正の整数である。 好ま し く は K == 2 であ るが、 Κ = 3 , 4 等であ っても 良い。 第 1 2 図は、 本発明の第 4実施例に基づ く オ フ セ ッ ト補償回路を 使用 した回路の一例を示す回路図である 。 本第 4 実 施例は、 既に述べたカ ウ ン タ手段、 つま ]) カ ウ ン タ 7 1 を非駆動にする よ う に動作 し得る カ ウ ン タ手段 を含むも のであ ]?、 これに よ ]) カ ウ ン タ 7 1 は自 内 に擬似オ フ セ ッ ト を累積する こ とがない。 第 1 2 図 において、 第 9 図に用いたの と同一の参照番号又は 記号が付された構成要素は相互に同一である。 参照 番号 1 2 0 は、 既述 した 2条件を検出するための力 ゥ ン タ手段を示 し、 カ ウ ン タ 7 1 の カ ウ ン ト 動作を、 その驟動制御端子 Ε を通して停止させる こ とができ る 。 第 1 3 図は、 カ ウ ン タ手段 1 2 0 内に現われる 信号の波形を示す図である 。 D · フ リ ッ プ フ ロ ッ プ （ F F 1 ) 1 2 1 お よ び AND ゲー ト 1 2 2 は、 各 周期 （ 第 1 1 図の P , P'参照）の両端を検出する 。 すなわち フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 1 2 1 お よ びゲー ト

1 2 2は、 符号ビ ッ ト S ( MSB ) の " 0 "から ^¾ 1 " への遷移を検出する。 こ の遷移は、 入力電圧信号

Vin の各周期の両端にお て生ずる 。 各周期におけ る該遷移において、 出力は論理 ^w 1 " 力 し、 - 又、 MSB は論理 " 1 " と なる 。 これ らの論理 " 1 " は、 ANDグー ト 1 2 2 に印加される 。 そして AND ー ト 1 2 2 はハ⁰ル ス P i を出力する。 パ ル ス P i は、 ク ロ ッ クハ。 ル ス CLK 2 に同期して、 ANDケ 一 ト 123 を介 し、 アツプ Zダウ ン カ ウ ン タ 1 2 4 のプ リ セ ッ ト 端子 （ Preset )に印加される 。 する と、 予め定め た初期値、 すなわちプ リ セ ッ ト データ 、 例えば

( 1 , 0 , 0… 0 1 )がカウンタ 1 2 4 内に ロ ー ドされる， その後、 カ ウ ン タ 1 2 4 は、 ア ツ プ Zダウ ン 指定端 子 （ UPZDOWN )に印加される符号ビ ッ ト S ( MSB ) の正又は負に従っ て、 ク ロ ッ ク端子 CLKに与えられ る ク ロ ッ クハ⁰ル ス CLK 3 を カ ウ ン ト ア ツ ： 7°し又は力 ゥ ン ト ダウ ンする動作を開始 し、 その後カ ウ ンタ

1 2 4 は.ク ロ ッ クハ⁰ル ス CLK 3 のカ ウ ン ト を停止す る 。 この結果、 カ ウ ン タ 1 2 4 は、 信号 Vi_n の各周 期における差 I N_p— N_n Iを出力する 。 ゲー ト 1 2 2 よ ]? 次のハ⁰ ル ス P 1 が供給される と、 このハ。 ル ス P 1 はカ ウ ン タ 1 2 4 の ：° リ セ ッ ト 端子 （ Preset ) に印加される 。 ANDゲー ト 1 2 5 はこの差 | Np— N_n | が 1 であるか否かを検出する 。 も しこの差（Np— N_n ) が + 1 であれば、 カ ウ ン ト数は （ 1 , 0 ， 0〜0 , 1 ) か ら （ 1 , 0 , 0 ··· 1 , 0 )へ変化する 。 これと逆に、 も しこの差 （ Np— N_n )がー 1であれば、 そのカ ウ ン ト 数は （ 1 , 0 , 0… 0 , 1 ) か ら （ 1 , 0 , 0… 0 , 0 ) へ変 fUREA

O PI 化する。 従つ-て、 カ ウ ン タ 1 2 4 の出力 （ Q_M一 , QM-2 , QM-3 "· Qo ：) がオー ル ^¾ 1 " になれば、 差

( N_p — N_n ：)が + 1か一 1 のいずれかにな つたこ とを 表わす （ お、 ビ ッ ト Q i はゲー ト 1 2 5 へは出力 されない ） 。 か く して、 ケ，ー ト 1 2 5 からのハ。 ル ス P 4 は前記第 1 の条件、 すなわち差 I N_p — N_n Iが 1 に等し こ とを表示する こ と になる 。 次に、 既述の 第 2 の条件は D - フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 1 2 6 、 D · フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 1 2 7 および ANDゲー ト 1 2 8 に よ って検出される 。 す わち、 ゲー ト 1 2 8 か ら のハ。ル ス P ₆ は、 差 I N_p — N_n I が 1に等 しい周期が 2 回連続して発生したこ と を表示する 。 差 | Np— N_n | が 1 に等しい一つの周期が現われる と、 こ の差

i Np — N_n | はフリ ッ プ フ ロ タ 7° 1 2 7 に ロー ドさ れる 。 さ らに、 該一つの周期に引続く 次の周期も 又 1 に等 しい差 | Np— N_n | を有していたとすれば、 こ の情報は フ リ ' プ フ ロ ッ プ 1 2 6 へ ロ ー ドされる 。 このと き、 フ リ ッ プ フ ロ ッ ブ 1 2 6 および 1 2 7 の両 Q 出力が論理 " 1 " と なるから、 ANDグー ト

1 2 8 は開成する 。 このゲー ト 1 2 8 からのハ o ル ス P 6 はカ ウ ン タ 7 1 の驟動制御端子 E に印加される。 これに よ ]? 、 カ ウ ン タ 7 1 の カ ウ ン ト 動作は停止し、 カ ウ ン タ 7 1 内に擬似オ フ セ ッ ト P 0 が累積する こ と を防止する 。

以上述べたよ う に本発明に よれば、 LS I 回路と し て製造する こ とが容易なオ フ セ ッ ト補償回路が実現 される 。

Claims

請 求 の 範 囲

1. オ フ セ ッ ト補償されるべき 回路内に組み込ま れるオ フ セ ッ ト補償回路であ っ て、

前記の補償されるべき 回路から出力される 出力信 号の極性に従って、 正の基準電圧又は負の基準電圧 のいずれかを送出する両極性電圧発生器と、

前記両極性電圧発生器からの正又は負の基準電圧 を受電して、 前記の補償されるべき 回路の入力信号 に、 負帰還にて該正又は負の基準電圧を重畳する ス イ ッ チ ド キ ヤ ハ。 シ タ 形積分回路と を有 してな ]) 、 こ こに該ス ィ ッ チ ド キ ヤ ハ。シタ形積分回路は、 ス イ ッ チ ン ク、手段と、 サ ン プル - ホ 一ル ド コ ン デ ン サ と しで機能する第 1 の コ ン デ ン サ と 、 積分コ ン デ ンサと して機能する第 2 のコ ン デンサを含んでなる 演算増幅器とから構成され、 前記ス イ ッ チ ン グ手段 は、 一方において前記正又は負の基準電圧を前記第 1 の コ ン デ ン サ に充電する よ う に動作し、 他方にお い て該第 1 の コ ン デ ン サの充電電荷を前記第 2 の コ ン デンサに転送する よ う に動作する こ と を特徵とす るオ フ セ 'ク ト 補償回路。

2. 前記両極性電圧発生器が、 前記正の基準電圧 を受電する第 1 の接点と、 前記負の基準電圧を受電 する第 2 の接点と、 該正又は負の基準電圧を前記ス ィ ツ チ ド キ ヤ ハ。 シ タ 形積分回路内の前記ス ィ ツ チ

O PI

_ ン グ手段に転送する共通接点とを備えたス ィ ツ チか ら構成される請求の範囲第 1 項記載の回路。

3. ス イ ッ チ ド キ ヤ ハ。 シ タ 形積分回路の出力段 に分圧器を設ける請求の範囲第 1 項記載の回路。

5 4. 前記ス ィ ッ チ ド キ ヤ ハ。シタ形積分回路の入 力段と前記両極性電圧発生器の間に分圧器を接続す -. る請求の範囲第 1 項記載の回路。

5. バ ッ フ ァ手段をさ らに付加し、 該パ ッ フ ァ手 . 段は前記補償されるべき 回路の出力信号を受信 して0 前記ス ィ ッ チ ド キ ヤ ハ。 シ タ 形積分回路を駆動 し又 は非駆動とする よ う に動作 し、 さ らに該バ ッ フ ァ手 段は該補償されるべき 回路の出力信号その ものの変 化には応答せず、 ^ フ セ ッ ト に よ って誘.起される該 出力信号の変化にのみ応答する請求の範囲第 1 項記5, 載の回路。

6. 前記バ ッ フ ァ手段はア ップ Zダウ ン カ ウ ン タ を含んでな ]?、 該アツプノダウ ン カ ウ ン タは前記出 力信号の極性に従って、 該カ ウ ン タ 内に予めプ リ セ ノ ト された数か ら、 ク ロ ッ クハ o ル スを カ ウ ン ト ア ツ0 プ し又はカ ウ ン ト ダ ウ ンする請求の範囲第 5 項記載 の回路。

7. 前記バ ッ フ ァ手段内に制御器を含み、 該制御 器は前記アツプノダウ ン カ ウ ン タ か らの出力を受信4 して第 1 の制御信号および第 2 の制御信号を.送出 し、

OMPI

4 WIPO 該第 1 の制御信号は、 該アツプ ダウ ン カ ウ ン タ に けるア ン ダー フ 口 ゥ又はォ一パー フ 口 ゥ の発生に 従って前記両極性電圧発生器か らの正又は負のいず れか一方の基準電圧を指定し、 前記第 2 の制御信号 5 は前記ス ィ ツ チン グ手段を駆動せしめる と共に前記 ァ ッ ザ /ダウ ン カ ウ ン タ に プ リ セ ッ ト される前記の

• 数を ロ ー ドせ しめる よ う に動作する請求の範囲第 6 項記載の回路。

8. 前記制御器は AND グー ト と フ リ ッ プ フ ロ ッ0 プとか ら ]?、 これ らは前記アップ "ダウ ン カ ウ ン タ の出力を受信 して前記ォ一パー フ Π ゥ 又はア ン ダ

— フ ロ ウが発生 したと き、 それぞれ（1 , 0 , 0 , 0〜0：)' 出力および （ 0 , 0 , 0 ， 0—0 )出力を受信 し、 該 AND ゲー ト は該出力の最上位ビ ッ ト を除 く反転した出力5 ビ ッ ト を受信 して前記第 2 の制御信号を出力し、 該 フ リ ッ プ フ ロ ッ プは前記最上位 ビ ッ ト を受信して 前記第 1 の制御信号を出力する請求の範囲第 7 項記 載の回路。

9. 前記アッ プ/ダウ ン カ ウ ンタから擬似オフセ ッ ト を排出する手段をさ らに設け、 こ こに該擬似オ フ セ ッ ト は前記補償されるべき 回路内に誘起された真 の オ フ セ ッ ト ではな く 、 該ア ッ プ zダウ ン カ ウ ン タ 内に累積さ 'れたオ フ セ ッ ト である請求の範囲第 7 項 記載の回路。

OMPI WIPO

10. 前記の排出のための手段がタ イ マーか ら ¾ J? 該タ イ マ一は前記ア ッ プ ダウ ン カ ウ ン タ 内に前記 のプ リ セ ッ ト される数を ロ ー ドするためのハ° ル スを 周期的に出力する請求の範囲第 9 項記載の回路。

5 11. 前記タ イ マーは、 前記制御器よ ]? 前記第 2 の

制御信号が印加される毎に零に リ セ ッ ト される請求

-. の範囲第 1 0 項記載の回路。

12. 第 1 の条件および第 2 の条件の発生を検出す

. るための手段を設け、 該検出するための手段は前記

0 アップノダウ ン カ ウ ン タ の カ ウ ン ト 動作を禁止する

ための信号を出力 し、 こ こに前記第 1 の条件とは数

N_p と数 N_n の差すなわち I N_p — N_n I が奇数である こ とであ ]? 、 前記第 2 の条件とは該第 1 の条件が、 前 記の補償されるべき 回路の出力信号における K ( K

5 は正の整数 ） 回連続の周期に亘つて発生 したこ とで

あ ]?、 該数 Npは 1 つの該周期内においてサ ン プルさ れた正極性 ビ ッ 卜 の発生数を意味 し、 該数 N_nは該 1 つの周期と 同一の周期内において同一のサ ン プ リ ン グ周波数でサ ン プル された負極性ビ ッ ト の発生数を

0 意味する請求の範囲第 6項記載の回路。

13. 前記差 I Np — N_n I が 1に設定され、 前記 Kが

2 に設定される請求の範囲第 1 2 項記載の回路。

14. 一対の D · フ リ ツ ； 7° フ ロ ッ プおよび AND ゲ 4 一 ト に よ 1 つの前記周期の両端を検出 し、. 該 D ·

,- R£A

OMPI Ί WIPO .、. フ リ ッ ：° フ ロ ッ プは、 その D 入力において、 前記 のサ ン プルされた極性 ビ ッ ト を順次受信 し、 該 AND ゲー ト は、 その第 1 入力において、 該 D · フ リ ッ プ フ .口 ッ プの Q 出力を受信 し、 その第 2 入力にお 5 て、 該サ ンプルさ れた極性 ビ ッ トその も のを受信す る請求の範囲第 1 3 項記載の回路。

-.

15. —対のアップ Zダウン カ ウ ン タ手段および復 号手段をさ らに設け、 該ア ッ プ Zダウ ン カ ウ ン タ手 段は前記 ANDゲー ト からの出力に よ ってプリ セ ッ ト0 さ れ、 該ア ッ プ Zダウ ン カ ウ ン タ 手段のア ッ プ Zダ ゥ ン 指定入力には各前記のサ ン プルされた極性 ビ ッ ト が入力され、 該復号手段は該アツプ ダウ ン 力 ゥ ン タ手段の出力を受信 して前記第 1 の条件す わ ち I N_p — N_n I が 1である条件が発生したこ と を表示5 する出力信号を送出する請求の範囲第 1 4項記載の 回路。

16. —対の第 1 および第 2 の フ リ プ フ ロ ッ プ および AND ゲー ト をさ らに設け、 該第 1 の フ リ ッ プ フ 口 ッ プは前記第 1 の条件の発生 iに よ っ てセ ッ ト0 され、 該第 2 の フ リ ッ プ フ ロ ッ プは該第 1 の条件 の発生以前に発生した同様の第 1 の条件に よ つてセ ッ ト され、 該 AND 一 ト は該第 1 お:よび第 2 の フ リ ッ プ フ ロ ッ ブの両 Q 出力を受信 し、 該 AND ゲー ト4 の出力は前記第 2 の条件の発生を表示する請求の範 囲第 1 4 項記載の回路

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