(57)【要約】【課題】従来の単一の端数処理手法ではない、量子化エラーを削減するよう、２つのモードが用いられて主力値を生成する適応ディジタル・ヒステリシス手法。【解決手段】床と天井との、２つの別々の手法のうちの何れを用いるかを判定するよう、モードを選択するトリップ点が存在する。床トリップ点及び天井トリップ点が入力信号値に基づいて生成される。他方のモードのトリップ点を超え、現行モードの次のトリップ点を超えない場合、モードが変更される。本願の手法の出力値は、ヒステリシス手法による従来の端数処理よりもエラーが低い。【選択図】図１
2006050575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
安定した出力値を、変動するディジタル入力信号から生成する方法であって：
該ディジタル入力信号の該値に基づいて第１トリップ点を設定する工程；
該ディジタル入力信号の該値に基づいて第２トリップ点を設定する工程；
該ディジタル入力信号の該値、先行記憶モード状態及び、該第１トリップ点並びに該第２トリップ点に基づいてモード状態を設定し、記憶させる工程；
前記モード状態が第１状態である場合に、第１出力端数処理方法を用いて前記出力値を生成する工程；及び
前記モード状態が第２状態である場合に、第２出力端数処理方法を用いて前記出力値を生成する工程を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、該第１端数処理方法が切捨てを行い、該第２端数処理方法が上方に端数処理を行うことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法であって、前記端数処理が整数値に対して行われることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法であって、該第１トリップ点が該ディジタル入力信号を切り捨てた値に定数を加えたものに基づいており、該第２トリップ点が該ディジタル入力信号を上方に端数処理した値から該定数を引いたものに基づいていることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法であって、該定数が、該ディジタル入力信号の最終桁単位の値を有することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項４記載の方法であって、該ディジタル入力信号が該第２トリップ点を超える場合に、前記モード状態が第１状態から第２状態に状態を変え、該ディジタル入力信号が該第１トリップ点よりも少ない場合に、該モード状態が該第２状態から該第１状態に状態を変え、さもなければ、状態を変えないことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法であって、前記出力値が該ディジタル入力信号よりも小さくなければならず、定数が各端数処理方法の結果から引かれることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１記載の方法であって、前記出力値が該ディジタル入力信号よりも大きくなければならず、定数が各端数処理方法の結果に加えられることを特徴とする方法。
【請求項９】
安定した出力値を、変動するディジタル入力信号から生成する回路であって：
該ディジタル入力信号の該値に基づいて第１トリップ点を設定する第１トリップ点ロジック；
該ディジタル入力信号の該値に基づいて第２トリップ点を設定する第２トリップ点ロジック；
モード状態記憶ロジック；
該ディジタル入力信号の該値、先行記憶モード状態及び、該第１トリップ点並びに該第２トリップ点に基づいてモード状態を設定するモード状態設定ロジック；
前記モード状態が第１状態である場合に、第１出力端数処理方法を用い、前記モード状態が第２状態である場合に、第２出力端数処理方法を用いる出力端数処理ロジックを備えることを特徴とする回路。
【請求項１０】
請求項９記載の回路であって、該第１端数処理方法が切捨てを行い、該第２端数処理方法が上方に端数処理を行うことを特徴とする回路。
【請求項１１】
請求項１０記載の回路であって、前記端数処理が整数値に対して行われることを特徴とする回路。
【請求項１２】
請求項９記載の回路であって、該第１トリップ点が該ディジタル入力信号を切り捨てた値に定数を加えたものに基づいており、該第２トリップ点が該ディジタル入力信号を上方に端数処理した値から定数を引いたものに基づいていることを特徴とする回路。
【請求項１３】
請求項１２記載の回路であって、該定数が、該ディジタル入力信号の最終桁単位の値を有することを特徴とする回路。
【請求項１４】
請求項１２記載の回路であって、該ディジタル入力信号が該第２トリップ点を超える場合に、前記モード状態が第１状態から第２状態に状態を変え、該ディジタル入力信号が該第１トリップ点よりも少ない場合に、前記モード状態が該第２状態から該第１状態に状態を変え、さもなければ、状態を変えないことを特徴とする回路。
【請求項１５】
請求項９記載の回路であって、前記出力値が該ディジタル入力信号よりも小さくなければならず、該出力端数処理ロジックが定数を各端数処理方法の結果から引くことを特徴とする回路。
【請求項１６】
請求項９記載の回路であって、前記出力値が該ディジタル入力信号よりも大きくなければならず、該出力端数処理ロジックが定数を各端数処理方法の結果に加えることを特徴とする回路。
【請求項１７】
電子装置であって：
変動するディジタル入力信号を受信する入力；
出力値を有するｎの出力信号を備える出力；及び
該入力及び該出力に接続される回路を備え、該回路が：
該ディジタル入力信号の該値に基づいて第１トリップ点を設定する第１トリップ点ロジック；
該ディジタル入力信号の該値に基づいて第２トリップ点を設定する第２トリップ点ロジック；
モード状態記憶ロジック；
該ディジタル入力信号の該値、先行記憶モード状態及び、該第１トリップ点並びに該第２トリップ点に基づいてモード状態を設定するモード状態設定ロジック；及び
前記モード状態が第１状態である場合に、第１出力端数処理方法を用い、前記モード状態が第２状態である場合に、第２出力端数処理方法を用いる出力端数処理ロジックを備えることを特徴とする電子装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の装置であって、該第１端数処理方法が切捨てを行い、該第２端数処理方法が上方に端数処理を行うことを特徴とする装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の装置であって、前記端数処理が整数値に対して行われることを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求項１７記載の装置であって、該第１トリップ点が該ディジタル入力信号を切り捨てた値に定数を加えたものに基づいており、該第２トリップ点が該ディジタル入力信号を上方に端数処理した値から定数を引いたものに基づいていることを特徴とする装置。
【請求項２１】
請求項２０記載の装置であって、該定数が、該ディジタル入力信号の最終桁単位の値を有することを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項２０記載の装置であって、該ディジタル入力信号が該第２トリップ点を超える場合に、前記モード状態が第１状態から第２状態に状態を変え、該ディジタル入力信号が該第１トリップ点よりも少ない場合に、前記モード状態が該第２状態から該第１状態に状態を変え、さもなければ、状態を変えないことを特徴とする装置。
【請求項２３】
請求項１７記載の装置であって、前記出力値が該ディジタル入力信号よりも小さくなければならず、該出力端数処理ロジックが定数を各端数処理方法の結果から引くことを特徴とする装置。
【請求項２４】
請求項１７記載の装置であって、前記出力値が該ディジタル入力信号よりも大きくなければならず、該出力端数処理ロジックが定数を各端数処理方法の結果に加えることを特徴とする装置。
【請求項２５】
電子装置であって：
変動する入力信号を受信する入力；
該入力に接続されて該入力信号をディジタル入力信号に変換する入力論理素子；
出力値を有するｎの出力信号を備える出力；及び
該入力論理素子及び該出力に接続される回路を備え、該回路が：
該ディジタル入力信号の該値に基づいて第１トリップ点を設定する第１トリップ点ロジック；
該ディジタル入力信号の該値に基づいて第２トリップ点を設定する第２トリップ点ロジック；
モード状態記憶ロジック；
該ディジタル入力信号の該値、先行記憶モード状態及び、該第１トリップ点並びに該第２トリップ点に基づいてモード状態を設定するモード状態設定ロジック；及び
前記モード状態が第１状態である場合に、第１出力端数処理方法を用い、前記モード状態が第２状態である場合に、第２出力端数処理方法を用いる出力端数処理ロジックを備えることを特徴とする電子装置。
【請求項２６】
請求項２５記載の装置であって、該第１端数処理方法が切捨てを行い、該第２端数処理方法が上方に端数処理を行うことを特徴とする装置。
【請求項２７】
請求項２６記載の装置であって、前記端数処理が整数値に対して行われることを特徴とする装置。
【請求項２８】
請求項２５記載の装置であって、該第１トリップ点が該ディジタル入力信号を切り捨てた値に定数を加えたものに基づいており、該第２トリップ点が該ディジタル入力信号を上方に端数処理した値から定数を引いたものに基づいていることを特徴とする装置。
【請求項２９】
請求項２８記載の装置であって、該定数が、該ディジタル入力信号の最終桁単位の値を有することを特徴とする装置。
【請求項３０】
請求項２８記載の装置であって、該ディジタル入力信号が該第２トリップ点を超える場合に、前記モード状態が第１状態から第２状態に状態を変え、該ディジタル入力信号が該第１トリップ点よりも少ない場合に、前記モード状態が該第２状態から該第１状態に状態を変え、さもなければ、状態を変えないことを特徴とする装置。
【請求項３１】
請求項２５記載の装置であって、前記出力値が該ディジタル入力信号よりも小さくなければならず、該出力端数処理ロジックが定数を各端数処理方法の結果から引くことを特徴とする装置。
【請求項３２】
請求項２５記載の装置であって、前記出力値が該ディジタル入力信号よりも大きくなければならず、該出力端数処理ロジックが定数を各端数処理方法の結果に加えることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、アナログ・ディジタル変換回路に関し、特に、ディジタル測定システムにおいて用いるヒステリシス手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日利用可能なディジタル・オーディオ媒体はいくつか存在している。最も一般的な種類としては、コンパクト・ディスク（ＣＤ）、ディジタル・オーディオ・テープ（ＤＡＴ）及びＭＰ３が含まれる。これらの媒体の各々に関する一課題は、これらの媒体が、種々のサンプリング・レートを用い、よって、オーディオ・データを備える場合に種々の周波数を用いるという点である。変動するレートの各々を処理する、完全なサブシステムを構築するのは非常に費用がかかることになるので、オーディオ・データを１つのディジタル・サンプリング周波数レートから別のサンプリング周波数レートに変換するサンプル・レート変換器と呼ぶ装置を用いることが一般的である。例えば、ＣＤは４４．１ｋＨｚでサンプリングされる一方、ＤＡＴは４８ｋＨｚでサンプリングされる。システムのバックエンドは単一の周波数のみで動作することとするので、信号のうちの１つをその所望の周波数に変換することが必要である。例えば、４８ｋＨｚのＤＡＴ周波数サンプル・レートを４４．１ｋＨｚのレートに変換することが可能であり、この４４．１ｋＨｚのレートはその場合、ディジタル／アナログ変換器システムによって利用されて所望のアナログ・オーディオ信号を備えることになる。したがって、レートが共通レートに変換された場合には単一のバックエンド回路群のみが必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この目的で、種々の入力周波数と出力周波数との間で変換する機能を有するいくつかのサンプル・レート変換器集積回路が開発されている。これらのうちの１つの例が、シラス・ロジック（Ｃｉｒｒｕｓ  Ｌｏｇｉｃ）社のＣＳ８４２０である。サンプル・レート変換器の基本動作は、データがオーバサンプリング・レートで補間され、次に、所望の出力レートで再サンプリングされ、更に、間引きされるかフィルタリングされて、最終の結果出力を生成するというものである。この処理の要件のうちの１つには、入力クロックと出力クロックとの比率を正に判定するというものである。例えば、ＣＳ８４２０では、３対１の最大比率と１対３の最大比率が存在する。この比較的限られた比率を前提とすれば、レート測定回路は構築するのが比較的単純であった。しかし、ＭＰ３形式が登場したことと、その上端サンプリング周波数が１９２ｋＨｚであることによって、約８対１などの、サポートする対象の周波数比率の幅がより広い要件が存在する。周波数比率を形成するうえでＣＳ８４２０において用いる単純な手法は十分となるものでない。一般的に、入力周波数と出力周波数との比率が２つの周波数の間のアナログ関係のディジタル化に基づいて判定されたので、課題が発生した。ディジタル化が理由で、何れかのアナログ・ディジタル変換処理において一般的なように、量子化エラーが多くの場合、発生した。更に、一部の場合には、ヒステリシス特性を量子化処理に組み入れて出力値が頻繁に変動することを妨げ、それによってシステム全体の安定性を向上させるということも好ましい。しかし、従来のヒステリシス規則は量子化エラーを増加させがちであるが、それはヒステリシス領域に保持される何れかの変動が量子化エラーに対して基本的に付加的であるからである。所望される比率の増加を前提とすれば、従来の手法によって、量子化エラーとヒステリシス・エラーによる振れを、比率が大きくなるにつれて極めて大きくしてしまったことになる。これらの振れは、出力に対して有害な影響を及ぶことになるので、改良された手法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
従来の単一の端数処理手法ではなく、本発明による適応ディジタル・ヒステリシス手法においては、出力値を生成するのに、２つのモードが用いられて量子化エラーが削減される。床モードと天井モードとの２つの別々の手法の何れを用いるかを判定するには、モードを選択するうえで適切なトリップ点を有することが必要である。種々の実施例では、床トリップ点及び天井トリップ点は入力信号値に基づいて形成される。例えば、入力信号が所定量を超える場合、床モードが用いられる一方、入力信号が所定量を下回る場合、天井モードが用いられる。所定モードにおいて別のトリップ点を満たしも超えもしない別のデータ値が受信される場合、動作は既存モードにおいて継続する。別のモードのトリップ点を超え、現行モードの次のトリップ点を超えない場合、モードが変更される。よって、当該手法の出力値は、ヒステリシス手法を備えている従来の端数処理と比較して低い出力エラーを有する。この改良ヒステリシス手法によって、サンプル・レート変換器においてより低いエラー周波数比率値をもたらすので大きな比率を用いることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本発明は、本発明の以下の詳細な記載と特許請求の範囲とを添付図面に関して検討する場合に、より容易に明らかとなる別の効果及び特徴を有する。
【実施例】
【０００６】
図１は、信号を３つのディジタル・オーディオ・ソースから受信し、オーディオ出力を備えることができる例示的なオーディオ・システムを単純化したバージョンを示す。例えば、第１ソースは、コンパクト・ディスク（ＣＤ）ソース１０２である。第２ソースは、ディジタル・オーディオ・テープ（ＤＡＴ）１０４である。図示した第３のソースはＭＰ３ソース１０６である。ＣＤソース１０２は４４．１ｋＨｚの通常のＣＤサンプリング・レートを有することになる一方、ＤＡＴソースは４８ｋＨｚの通常のサンプリング・レートを有することになる。ＭＰ３ソースは多くの種々のサンプリング・レートを有し得るが、この例では、１９２ｋＨｚの例示的レートが用いられる。これらのソース１０２、１０４及び１０６の各々からの出力が多重化装置１０８への入力として備えられる。多重化装置１０８はソースのうちのどれがサンプル・レート変換器１１０に備えられることになるかを選択する。サンプル・レート変換器１１０は、入力ディジタル・オーディオ信号をそのレートで別のサンプリング・レートでのディジタル・オーディオ信号に変換するのに用いられる。例として、サンプル・レート変換器１１０からの出力サンプル・レートを２４ｋＨｚとみなす。この出力は、実効上限が約１２ｋＨｚとなるということを仮定すれば非常に忠実度が低い出力であるが、通常の２０ｋＨｚの上限と比較して、多くの環境において用いることが可能である。これらの環境は自動車の環境又は単純なヘッドセットを含み得る。サンプル・レート変換器１１０の出力は、ディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１１２に備えられる。Ｄ／Ａ変換器１１２の出力は増幅器１１４に備えられ、増幅器１１４は同様に出力を、オーディオ信号を出力するスピーカ１１６に備える。制御回路１１８は多重化装置１０８の入力を選択し、所望の入力周波数及び別の特定の設定パラメータをサンプル・レート変換器１１０に備えるのに用いる。
【０００７】
上記システムは、本発明による実施例を示す目的での１つの単純な例に過ぎない。種々のソース種類又はソース数及び種々の入力種類又は出力種類などの変形が考えられる。別の変形では、入力及び出力はソース・レート変換器に対する単純な外部接続であり、制御設定によってサンプル・レート変換器がプログラムされる。１つのそのような例は、プロフェッショナル用オーディオ機器において用いられる。
【０００８】
図２はサンプル・レート変換器１１０のより詳細な構成図を備える。直列オーディオ入力ブロック２００が、３つの信号、ＳＤＩＮすなわち直列オーディオ・データ入力信号、ＩＳＣＬＫすなわち入力直列オーディオ・ビット・クロック信号、及びＩＬＲＣＫすなわち入力直列オーディオ左／右クロック信号を受信する。ＩＬＲＣＫ信号は位相ロック・ループ（ＰＬＬ）２０２にも備えられる。ＰＬＬ２０２は、サンプル・レート変換器チップ２０４によって用いられる、ＩＬＲＣＫ信号の、一連のオーバサンプル・バージョン又は乗算バージョンを生成する。サンプル・レート変換器チップ２０４は、直列オーディオ入力２００からディジタル入力信号を受信する。サンプル・レート変換器チップ２０４はディジタル入力信号を直列オーディオ入力２００から受信する。サンプル・レート変換器チップ２０４はその出力信号を直列オーディオ出力ブロック２０６に備える。出力ブロック２０６はＳＤＯＵＴ出力信号、ＯＳＣＬＫ出力信号、及びＯＬＲＣＫ出力信号を含む。これらの信号は、直列オーディオ・データ出力信号、出力直列オーディオ・ビット・クロック信号及び出力直列左／右クロック信号を意味する。左／右クロック信号は、各々の入力オーディオ・データ又は出力オーディオ・データのサンプリング・レートである。
【０００９】
図３は、サンプル・レート変換器チップ２０４のより詳細な構成図を備える。データは、ＩＬＲＣＫ信号の周波数で補間ブロック２０８に備えられる。補間ブロック２０８はＩＬＲＣＫ信号の周波数の倍数でのアンプサンプル出力を備える。この出力は再サンプル器ブロック２１０に備えられる。再サンプル器ブロック２１０は補間ブロック２０８によって備えられる信号からアナログ信号を生成し、次にこのアナログ信号を所望の出力周波数の倍数でサンプリングする。高サンプリング・レートでのこのディジタル出力は、間引きブロック２１２に備えられ、この間引きブロックはデータの周波数を所望の周波数に低減する。レート推定器ブロック２１４はＩＲＬＣＫ信号とＯＬＲＣＫ信号との種々の倍数をＰＬＬ２０２から受信し、信号を補間ブロック２０８及び再サンプル器ブロック２１０に備えて補間ブロック２０８及び再サンプル器ブロック２１０が適切に、信号をアップサンプルして信号を再サンプルすることを可能にする。
【００１０】
図４は、レート推定器ブロック２１４の構成図である。分かるように、好ましくは入力周波数の１６倍、３２倍、６４倍及び１２８倍である、一連の、ＩＬＲＣＫ信号の倍数がレート推定器ロジック３００に備えられる。更に、好ましくは、ＯＬＲＣＫ信号の周波数である信号や、ＯＬＲＣＫ周波数の１６倍及び１２８倍の周波数の信号も、レート推定器ロジック３００に備えられる。比率生成器３０２は、入力周波数信号と出力周波数信号との比率の１６倍を表すディジタル値である、レート推定器ロジック３００に対する出力信号を有する。レート推定器ロジック３００は比率生成器３０２からのこの出力信号と別の信号とを用いて、適切にタイミングがとられた信号を補間ブロック２０８及び再サンプル器２１０に備える。
【００１１】
図５は、Ｕ／８生成器３０２の詳細の構成図を示す。出力周波数の１６倍の周波数の信号（１６＊ｆ）すなわちＯＬＲＣＫ信号は１３ビット・カウンタ４００に備えられる。入力周波数の１６倍の周波数の信号（１６＊ｆ）すなわちＩＬＲＣＫ信号は９ビット・カウンタ４０２に備えられる。１３ビット・カウンタ４００の出力には、上位８ビット部分と下位５ビット部分との２部分がある。上位８ビット部分及び下位５ビット部分は、下記のヒステリシス手法によって動作するヒステリシス規則ブロック４０４に備えられる。ヒステリシス規則ブロック４０４の出力は、カウンタ４０２がロール・オーバする都度、クロッキング又はトリガされるＤフリップ・フロップ４０６に備えられる。ロール・オーバ信号は、８ビット・レジスタ４０８にも備えられて８ビット値をこのレジスタ４０８にラッチする。
【００１２】
１３ビット・カウンタ４００の上位８ビットは、２つの入力多重化装置４１０の床入力に備えられる。８ビット値は１つの加算器にも備えられて、８ビット値に１を加えたものが多重化装置４１０の第２の入力すなわち天井（ｃｅｉｌ）入力として備えられる。よってカウンタ４００からの８ビット又は、８ビット値に１を加えたものが多重化装置４１０の２つの潜在的な出力である。特定の入力の選択は、有効なヒステリシス規則を示すＤフリップ・フロップ４０６の出力に基づいている。多重化装置４１０の出力は８ビット・レジスタ４０８の入力に備えられるので、カウンタ４０２がロール・オーバする都度、カウンタ４００の上位８ビット又は潜在的には、ヒステリシス規則に基づいて１つ加えたものがレジスタ４０８にロードされる。レジスタ４０８におけるこの値はレート推定器ロジック３００によって入力サンプル・レートと出力サンプル・レートとの比率として用いられる。
【００１３】
本発明のヒステリシス手法による実施例を記載するうえで、従来のヒステリシス手法をレビューすることが有益である。アナログ量が、基数点を下回る特定ビット数を有する固定小数点数にディジタル化されることとする。システムの出力は小数点以下の桁なしの整数値であり、この値を最も近い整数に端数処理することによって生成される。元の値が例えば３．５付近で変動している場合、出力整数も３と４との間で頻繁に切り替わることになる。この切り替えを妨げるよう、
Ｏ〔ｎ＋１〕＝Ｑ〔ｎ〕、ａｂｓ（Ｏ〔ｎ〕−Ｑ〔ｎ〕）＞１の場合
＝Ｏ〔ｎ〕、上記以外の場合
として規定し得るヒステリシス規則を構築することが必要であり、
その場合：
Ｏ〔ｎ〕：指数ｎでのシステムの出力
Ｍ〔ｎ〕：指数ｎでの測定値
Ｑ〔ｎ〕＝ｒｏｕｎｄ（Ｍ〔ｎ〕）であり、端数処理関数は、小数点以下の値が０．５以上には、正の数を、次の最も高い整数に端数処理し、さもなければ切り捨てる。
【００１４】
この手法による最大出力エラーは、（１．５−ｄｅｌｔａ）である。例えば、Ｏ〔ｎ〕が３の場合、最大のＭ〔ｎ〕は４．４９９９である。
【００１５】
本発明によるヒステリシス手法は、２つの動作モード
床モード：Ｏ〔ｎ〕＝ｆｌｏｏｒ（Ｍ〔ｎ〕）
天井モード：Ｏ〔ｎ〕＝ｃｅｉｌ（Ｍ〔ｎ〕）
を有し、床関数は、小数点以下の値を備えている正の数を切り捨てた整数に端数処理し、天井関数は小数点以下の値を備えている正の値を次に高い正数に端数処理する。なお、端数処理は、所望の場合、有意な整数値以外で行われ得る。
【００１６】
２つのモード間で適切に切り替えることによって、同じヒステリシスをより小さな最大エラーを伴って導入し得る。１つのモードから別のモードへの切り替えは、Ｍ〔ｎ〕値が別のモードのトリップ点を通過する際に起こる。トリップ点は
床トリップ点：Ｍ〔ｎ〕＝Ｎ＋ｄｅｌｔａ
天井トリップ点：Ｍ〔ｎ〕＝Ｎ＋１−ｄｅｌｔａ
の２つがあり、ＮはＭ〔ｎ〕の整数部分である任意の整数であり、ｄｅｌｔａは小数点以下の値である。
【００１７】
天井モードから床モードへの切り替えはＭ〔ｎ〕値が何れかの方向から、床トリップ点に達するか床トリップ点を通過する際に起こる。同じことが床モードから天井モードへの切り替えについてあてはまる。
【００１８】
この手法による最大出力エラーは（１−ｄｅｌｔａ）である。通常、ｄｅｌｔａはＭ〔ｎ〕の最終桁単位すなわちｕｌｐに設定される。ヒステリシス範囲はＭ〔ｎ〕が値を変えてもそのままの状態に留まる。何れの手法でも、出力は、単に閾値に達することによって新たな値に変わるが、ヒステリシス領域を通過するには、Ｍ〔ｎ〕における、１以上の別の変更が必要である。
【００１９】
例として、ｄｅｌｔａ値が０．１であると仮定し、Ｍ〔ｎ〕値が５．１であると仮定する。これはＮ＝５及びｄｅｌｔａ＝０．１に基づいて５．１の床トリップ点を満たすので、床モードが設定され、Ｏ〔ｎ〕＝５である。Ｍ〔ｎ＋１〕の値＝６．１の場合、この値は６．１の次の床トリップ点に等しく、床モードが設定され、床モードの動作が理由でＯ〔ｎ＋１〕＝６となる。Ｍ〔ｎ＋１〕＝５．７の場合、床モードはアクティブ状態のままとなり、Ｏ〔ｎ＋１〕＝５である。Ｍ〔ｎ＋１〕＝４．５の場合、天井モードに入るが、それは、この値が４．９の床モードのトリップ点を過ぎているからであり、Ｏ〔ｎ＋１〕＝５である。更に、Ｍ〔ｎ＋１〕＝５．２の場合、床モードに入るが、それは、この値が５．１の床モードのトリップ点を過ぎているからであり、Ｏ〔ｎ＋２〕＝５である。Ｍ〔ｎ＋３〕の値＝６．２の場合、床モードがなお用いられるが、Ｏ〔ｎ＋３〕＝６である。
【００２０】
図５の回路では、ｄｅｌｔａは、１３ビットのカウンタ４００の５ビットの小数点以下の値に基づいて２−５すなわち０．０３１２５である。Ｕ／８が別の理由で２よりも大きくなければならないということを仮定すると、最低天井トリップ点は２．９６８７５であり、最低床トリップ点は２．０３１２５である。最終ビットが不確実であるため、実際の当該点は２．０６２５となり、最大ダウンサンプル比率は１６／２．０６７５すなわち７．７６であるが、アップサンプル比率は８であり得る。
【００２１】
特定のサンプル・レート変換アルゴリズムに関するものなどの一部のアプリケーションでは、Ｏ〔ｎ〕がＭ〔ｎ〕よりも小さいか大きくなければならないという追加の要件が存在し得る。説明を単純にするよう、「上記小さい」場合のみを本明細書及び特許請求の範囲で記載する。この場合の１つの考えられる従来のヒステリシス規則は、
Ｏ〔ｎ＋１〕＝Ｑ〔ｎ〕、ａｂｓ（Ｏ〔ｎ〕−Ｑ〔ｎ〕）＞１の場合、
＝Ｏ〔ｎ〕、上記以外の場合
であり、Ｑ〔ｎ〕＝ｆｌｏｏｒ（Ｍ〔ｎ〕）−２
である。
【００２２】
Ｑ〔ｎ〕では、「−１」ではなく「−２」の項が必要であるが、それは、Ｏ〔ｎ〕＝Ｍ〔ｎ〕であり、Ｑ〔ｎ〕＝ｆｌｏｏｒ（Ｍ〔ｎ〕）−１であるからである。例として、Ｏ〔ｎ〕＝３でかつＭ〔ｎ＋１〕＝３である場合、この場合は、Ｏ〔ｎ＋１〕＝Ｍ〔ｎ＋１〕＝３につながる。この手法によって、例えばＯ〔ｎ〕＝３でかつＭ〔ｎ＋１〕＝６．９９９である場合、最大出力エラーは（４−ｄｅｌｔａ）である。ヒステリシス範囲は＋／−２である。
【００２３】
一方、この「小さい」場合の本発明によるヒステリシス手法は、
床モード：Ｏ〔ｎ〕＝ｆｌｏｏｒ（Ｍ〔ｎ〕）−１
天井モード：Ｏ〔ｎ〕＝ｃｅｉｌ（Ｍ〔ｎ〕−１
床トリップ点：Ｍ〔ｎ〕＝Ｎ＋ｄｅｌｔａ
天井トリップ点：Ｍ〔ｎ〕＝Ｎ＋１−ｄｅｌｔａ
である。
【００２４】
図５の回路は修正して、多重化装置４１０の天井入力から加算器を取り外して、床入力に減算器を含めることによってこの「小さな」場合を実現することが可能である。
【００２５】
本発明によるヒステリシス手法は「大きな」場合では、
床モード：Ｏ〔ｎ〕＝ｆｌｏｏｒ（Ｍ〔ｎ〕）＋１
天井モード：Ｏ〔ｎ〕＝ｃｅｉｌ（Ｍ〔ｎ〕＋１
床トリップ点：Ｍ〔ｎ〕＝Ｎ＋ｄｅｌｔａ
天井トリップ点：Ｍ〔ｎ〕＝Ｎ＋１−ｄｅｌｔａ
である。
【００２６】
この手法による最大出力エラーも（２−ｄｅｌｔａ）であり、ヒステリシス範囲は＋／−１である。
【００２７】
図５の回路は修正して、１ではなく２を天井入力加算器に加算させ、加算器を床入力に含めることによってこの「大きな」場合を実現することが可能である。
【００２８】
よって、量子化エラーによる、測定される、入力周波数と出力周波数との比率値におけるエラーを削減することによってサンプル・レート変換器の出力を向上させるヒステリシス手法を備える。
【００２９】
サンプル・レート変換器とともに用いられているこのヒステリシス手法を示しているが、この手法は、アナログ値の変換又は測定に基づいた量子化値に対する出力エラーの低いものが所望される別の場所に用いることが可能である。
【００３０】
本発明は特定の実施例に関してかなりの詳細で記載したが、別の実施例が考えられる。当業者が分かるように、本発明はその本質的な特性から逸脱することなく別の特定の形式で実施し得る。よって、本発明は、本特許請求の範囲及び同等のものの趣旨及び範囲の範囲内に収まるそのような代替、修正及び変形を包含することが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】単一の、レート変換及び出力のシステムに備えられる、その各々が別々のサンプリング・レートを有する複数のディジタル・オーディオ入力を有する例示的システムの構成図である。
【図２】図１のサンプル・レート変換器の構成図である。
【図３】図２のサンプル・レート変換チップの構成図である。
【図４】図３のレート推定器ブロックの構成図である。
【図５】図４のＵ／８生成器ブロックの構成図である。
【符号の説明】
【００３２】
１００  オーディオ・システム
１０２  ＣＤソース
１０４  ＤＡＴソース
１０６  ＭＰ３ソース
１０８  多重化装置
１１０  サンプル・レート変換器
１１２  Ｄ／Ａ変換器
１１４  増幅器
１１６  スピーカ
１１８  制御回路
２００  直列オーディオ入力ブロック
２０２  ＰＬＬ
２０４  サンプル・レート変換器チップ
２０６  直列オーディオ出力ブロック
２０８  補間ブロック
２１０  再サンプル器ブロック
２１２  間引きブロック
２１４  レート推定器ブロック
３００  レート予測器ロジック
３０２  比率生成器
４００  カウンタ
４０２  カウンタ
４０４  ヒステリシス規則ブロック
４０８  ８ビット・レジスタ
４１０  多重化装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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