(57)【要約】【課題】外部機器に電圧発生器やモード切り換えが不要で常に補正値が更新され、遅延器もインパルス応答分必要とせず、入力信号に対して出力応答が速く安定して精度良く量子化誤差を補正することができる、Ａ／Ｄ変換装置のデータ補正装置および方法を提供する。【解決手段】入力値遅延部３１、予測値計算部３２、予測フィルタ係数計算部３４から成る適応信号処理部３８を有するＡ／Ｄ変換装置１０７において、予測フィルタ係数計算部３４は、デジタル信号値Ｘｔと予測値Ｙｔとの差分により算出した補正値ＥＲＲｔを係数として、ボルテラ級数フィルタを用いて、次の演算周期に予測値計算部３２で用いる新たな予測フィルタ係数Ｋを算出して更新するステップＳＴ７０を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ信号（Ｓ２）をデジタル信号（Ｓ４）に変換して出力するＡ／Ｄ変換装置（１０７）において、
前記Ａ／Ｄ変換装置（１０７）は、データ補正に必要な初期値を設定する初期値設定手段と、
入力されたアナログ信号（Ｓ２）をデジタル信号（Ｓ４）に変換してデジタル信号値（Ｘｔ）を出力するＡ／Ｄ変換回路（３）と、
前記デジタル信号値（Ｘｔ）を前記Ａ／Ｄ変換回路（３）のサンプリング周期でｐ個遅延した遅延デジタル信号（Ｘｉ）を取得する入力値遅延部（３１）と、
前記遅延デジタル信号（Ｘｉ）と１演算周期前に算出して求めておいた予測フィルタ係数（Ｋ）とを積和計算することにより前記デジタル信号値（Ｘｔ）の予測値（Ｙｔ）を算出し、前記予測値（Ｙｔ）を補正されたデジタルデータ（Ｄ２）として出力し、前記デジタル信号値（Ｘｔ）と前記予測値（Ｙｔ）との差分により補正値（ＥＲＲｔ）を算出する予測値計算部（３２）と、
前記補正値（ＥＲＲｔ）を係数としてボルテラ級数フィルタを用いて、次の演算周期に前記予測値計算部（３２）で用いる新たな予測フィルタ係数を算出して更新する予測フィルタ係数計算部（３４）と、を備えたことを特徴とするＡ／Ｄ変換装置のデータ補正装置。
【請求項２】
アナログ信号（Ｓ２）をデジタル信号（Ｓ４）に変換して出力するＡ／Ｄ変換装置（１０７）において、
該Ａ／Ｄ変換装置（１０７）のデータ補正に必要な初期値を設定するステップ（ＳＴ１０）と、
入力されたアナログ信号（Ｓ２）をＡ／Ｄ変換回路（３）でデジタル信号（Ｓ４）に変換してデジタル信号値（Ｘｔ）を出力するステップ（ＳＴ２０）と、
前記デジタル信号値（Ｘｔ）を前記Ａ／Ｄ変換回路（３）のサンプリング周期でｐ個遅延した遅延デジタル信号（Ｘｉ）を取得するステップ（ＳＴ３０）と、
前記遅延デジタル信号（Ｘｉ）と１演算周期前に算出して求めておいた予測フィルタ係数（Ｋ）とを積和計算することによりデジタル信号値（Ｘｔ）の予測値（Ｙｔ）を算出するステップ（ＳＴ４０）と、
前記予測値（Ｙｔ）を補正されたデジタルデータ（Ｄ２）として出力するステップ（ＳＴ５０）と、
前記デジタル信号値（Ｘｔ）と前記予測値（Ｙｔ）との差分により補正値（ＥＲＲｔ）を算出するステップ（ＳＴ６０）と、
前記補正値（ＥＲＲｔ）を係数としてボルテラ級数フィルタを用いて、次の演算周期で用いる新たな予測フィルタ係数を算出して更新するステップ（ＳＴ７０）と、を備えたことを特徴とするＡ／Ｄ変換装置のデータ補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業機械やＯＡ機器等に組み込まれるアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換装置のデータ補正装置およびデータ補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来技術のＡ／Ｄ変換装置のデータ補正に係るブロック図である（例えば特許文献１参照）。
図５において、１はアナログ入力回路、２はマルチプレクサ回路、３はＡ／Ｄ変換回路、４はＣＰＵ、３０はプラント、１００はプラントコントローラ、１０２はプラントコントローラのＣＰＵ、１０３はＡ／Ｄ変換装置であり、Ｓ１、Ｓ２はアナログ信号、Ｓ３はチャンネルセレクト信号、Ｓ４はデジタル信号、Ｄ１はデータである。
以下、図５を用いて従来のＡ／Ｄ変換装置のデータ補正に係る部分の構成について説明する。
アナログ信号Ｓ１はプラント３０などから、Ａ／Ｄ変換装置１０３及びＣＰＵ１０２を備えたプラントコントローラ１００へ複数入力され、アナログ入力回路１により受け取られる。この複数チャンネルあるアナログ信号Ｓ１は、チャンネルセレクト信号Ｓ３により、その内の１つ（アナログ信号Ｓ２）が選択される。この選択されたアナログ信号Ｓ２は、Ａ／Ｄ変換回路３によりデジタル信号Ｓ４に変換される。このデジタル信号Ｓ４は、ＣＰＵ４により処理され、プラントコントローラのＣＰＵ１０２へデータＤ１が送信される。
【０００３】
図６は、従来技術のＡ／Ｄ変換装置のデータ補正方法の処理手順を示すフローチャートである。また、図７は従来技術のＡ／Ｄ変換装置のデータ補正方法を示す説明図である。
以下、図５〜７を用いて、従来のＡ／Ｄ変換装置のデータ補正方法における処理手順について説明する。
なお、図６中のＳＴ番号はフローチャートの各ステップを示す。
（１）ステップＳＴ３０１  Ａ／Ｄ変換装置１０３の持つモードとしては、“補正値算出モード”及び“Ａ／Ｄ変換モード”の２モードを用意しておく。
（２）ステップＳＴ３０２  “補正値算出モード”では、まず複数あるチャンネルの内、どのチャンネルの補正値を算出するかを決めるため、ＣＰＵ４よりチャンネルセレクト信号Ｓ３を出力する。このとき、アナログ信号Ｓ１には正確な値を入力する必要があるためアナログ入力回路１に図示しない電圧発生器を接続しておく。  
（３）ステップＳＴ３０３  前記電圧発生器（不図示）より図７の点ｂ１に対応する正確なアナログ値を入力する。
（４）ステップＳＴ３０４  Ａ／Ｄ変換後のデジタル値をリードする。このデジタル値は図７の点ａ１となる。同じ方法を他のポイントについても行ない図７の点ａ２〜ａ５の値を求める。点ａ１〜ａ５により得られたものが図７の特性曲線１７となる。
（５）ステップＳＴ３０５  次に、これらの値より最小二乗法を用いて図７の直線１６を求め、その最小値の点ａ１１と最大値の点ａ５１を求める。
（６）ステップＳＴ３０６  この２点ａ１１、ａ５１及び理想特性直線１８上の最小値の点ｂ１、最大値の点ｂ５が分かれば特許文献１の数式２および数式３により補正値Ａ、Ｂを求めることができる。
（７）ステップＳＴ３０７  求められた補正値Ａ、ＢはメモリＩＣ等に格納しておく。
（８）ステップＳＴ３０１  補正値が算出できれば、Ａ／Ｄ変換装置１０３の動作モードを“Ａ／Ｄ変換モード”に切り換える。
（９）ステップＳＴ３０８  Ａ／Ｄ変換後のデジタル値に下記数式１の補正演算を施す。
Ｙ＝ＡＸ+Ｂ・・（１）
ここで、Ｙは補正演算後のデジタル値、Ｘは補正演算前のデジタル値であり、Ａ、Ｂは前述の補正値である。
（１０）ステップＳＴ３０９  次に、補正演算後のデジタル値をプラントコントローラＣＰＵ１０２へ送出する。
以下上記ステップＳＴ３０８およびステップＳＴ３０９が繰り返される。
このように、従来のＡ／Ｄ変換装置のデータ補正方法では、Ａ／Ｄ変換装置１０３の動作モードを“補正値算出モード”及び“Ａ／Ｄ変換モード”に分け、“補正値算出モード”において、Ａ／Ｄ変換後のデジタル信号７を最小二乗法を用いて算出したデジタル信号と、電圧発生器を接続して求められた入力アナログ値に対する理想デジタル値との差分により補正値を予め求めておき、次にＡ／Ｄ変換装置１０３を“Ａ／Ｄ変換モード”で動作させ、前記補正値を用いて補正処理を行なう、という手順がとられていた。
【０００４】
特許文献１により開示されている従来技術では、Ａ／Ｄ変換装置１０３にＡ／Ｄ変換以外の機能である“補正値算出モード”を設け、電圧発生器により既知の正確なアナログ信号をＡ／Ｄ変換装置１０３に入力し、さらに、前記入力アナログ値に対する理想デジタル値との差分による高精度の補正値を求めておき、Ａ／Ｄ変換装置１０３に記憶しておかなければならず、“Ａ／Ｄ変換モード”で動作している時は新しい補正値に更新できないという問題があった。さらに、連続するアナログデータをＡ／Ｄ変換回路３に取り込みデジタルデータとして出力する場合、Ａ／Ｄ変換前のアナログデータとＡ／Ｄ変換後のデジタルデータでは量子化誤差を必ず生じるが、従来のＡ／Ｄ変換装置のデータ補正方法では、この量子化誤差を補正できないという問題があった。
図８は量子化誤差を説明する説明図であり、図８（ａ）は入力信号のスペクトル、図８（ｂ）は従来のＡ／Ｄ変換後のスペクトルである。
例えば、連続するアナログデータとして１０ＫＨｚ周期の正弦波をＡ／Ｄ変換回路３に入力する場合、Ａ／Ｄ変換前のアナログ信号のスペクトルが図８（ａ）であるとすると、量子化誤差により、Ａ／Ｄ変換後のデジタル信号のスペクトルは図８（ｂ）に示すように、１０ＫＨｚを中心に新たなスペクトルが両脇に発生する。
【０００５】
そこで、外部機器に電圧発生器を必要とせず、モード切り換えが不要で常に補正値が更新され、安定して精度良く量子化誤差を補正することができるＡ／Ｄ変換装置のデータ補正方法が、本発明と同じ出願人より「Ａ／Ｄ変換装置のデータ補正方法」（出願番号Ｐ２００３−１８６０７７）が提案されている。
図８（ｃ）は量子化誤差を補正したＡ／Ｄ変換後のスペクトルである。
量子化誤差を予測し、Ａ／Ｄ変換後のデータから差し引けば、図８（ｃ）に示すように１０ＫＨｚを中心に両脇に発生した新たなスペクトルは減少し、Ａ／Ｄ変換後のデータの持つ精度はよくなる。量子化誤差を予測しＡ／Ｄ変換後のデータから差し引く手段として、「Ａ／Ｄ変換装置のデータ補正方法」（出願番号  Ｐ２００３−１８６０７７）では、予測フィルタを用いてＡ／Ｄ変換後のデータのスペクトルを強め、Ａ／Ｄ変換前のアナログデータのもつスペクトルに近づけることでＡ／Ｄ変換装置の高精度化を可能としている。
すなわち、入力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換回路で変換したデジタル信号を、Ａ／Ｄ変換回路のサンプリング周期で p 個遅延した遅延デジタル信号をｎｎ個取得し、この遅延デジタル信号と１演算周期前に算出して求めておいた予測フィルタ係数とを積和計算してデジタル信号の予測値を算出し、デジタル信号と予測値との差分により補正値を算出し、補正値を係数として線形予測方式であるＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）法式を導入し、次の演算周期で用いる新たな予測フィルタ係数を算出して更新するものである。
【特許文献１】特開平１０−１４５２３１号公報（第４−６頁、第１−３図、  式１−３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、「Ａ／Ｄ変換装置のデータ補正方法」（出願番号  Ｐ２００３−１８６０７７）により提案されているＡ／Ｄ変換装置のデータ補正方法では、線形予測方式であるＬＭＳの特性により、予測値計算部、予測フィルタ係数計算部において遅延器がデジタル信号の持つインパルス応答分必要になり、その結果、予測値計算部、予測フィルタ係数計算部でのデジタル信号に対する更新応答速度は、遅延器の個数に依存して遅れるという問題があった。
そこで、本発明はこの問題点に鑑みてなされたものであり、外部機器に電圧発生器を必要とせず、モード切り換えが不要で常に補正値が更新され、さらに遅延器もインパルス応答分必要とせず、入力信号に対して出力応答が速く安定して精度良く量子化誤差を補正することができる、Ａ／Ｄ変換装置のデータ補正装置およびデータ補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するため、請求項１の発明はＡ／Ｄ変換装置のデータ補正装置に関するものであり、アナログ信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換装置において、前記Ａ／Ｄ変換装置は、データ補正に必要な初期値を設定する初期値設定手段と、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換してデジタル信号値を出力するＡ／Ｄ変換回路と、前記デジタル信号値を前記Ａ／Ｄ変換回路のサンプリング周期でｐ個遅延した遅延デジタル信号を取得する入力値遅延部と、前記遅延デジタル信号と１演算周期前に算出して求めておいた予測フィルタ係数とを積和計算することにより前記デジタル信号値の予測値を算出し、前記予測値を補正されたデジタルデータとして出力し、前記デジタル信号値と前記予測値との差分により補正値を算出する予測値計算部と、前記補正値を係数としてボルテラ級数フィルタを用いて、次の演算周期に前記予測値計算部で用いる新たな予測フィルタ係数を算出して更新する予測フィルタ係数計算部と、を備えたことを特徴としている。
また、請求項２の発明はＡ／Ｄ変換装置のデータ補正方法に関するものであり、アナログ信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換装置において、該Ａ／Ｄ変換装置のデータ補正に必要な初期値を設定するステップと、入力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換回路でデジタル信号に変換してデジタル信号値を出力するステップと、前記デジタル信号値を前記Ａ／Ｄ変換回路のサンプリング周期でｐ個遅延した遅延デジタル信号を取得するステップと、前記遅延デジタル信号と１演算周期前に算出して求めておいた予測フィルタ係数とを積和計算することによりデジタル信号値の予測値を算出するステップと、前記予測値を補正されたデジタルデータとして出力するステップと、前記デジタル信号値と前記予測値との差分により補正値を算出するステップと、前記補正値を係数としてボルテラ級数フィルタを用いて、次の演算周期で用いる新たな予測フィルタ係数を算出して更新するステップと、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るＡ／Ｄ変換装置のデータ補正装置およびデータ補正方法によれば、外部機器に電圧発生器を必要とせず、モード切り換えが不要で常に補正値が更新され、正弦波または余弦波のアナログ信号をＡ／Ｄ変換した後のデジタル信号のもつ正弦波または余弦波の線スペクトルを強調でき、スペクトルを平滑化できるので、安定して精度良く量子化誤差を補正することができる。
また、適応信号処理部での処理過程において、白色ノイズも周波数分散が強いので低減でき、その結果、Ａ／Ｄ変換装置から出力される補正されたデジタルデータの精度を向上させることができる。
さらに、ボルテラ級数フィルタにより予測値計算部、予測フィルタ係数計算部での遅延器の数を減らすことができ、ボルテラ級数フィルタの特性である入力信号の非線形特性に追従でき、予測値計算部への入力信号に対する予測値精度が高くなるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の具体的実施例について、図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
図２は、本発明に係るＡ／Ｄ変換装置の構成を示すブロック図である。
図２において、３１は入力値遅延部、３２は予測値計算部、３４は予測フィルタ係数計算部、３８は適応信号処理部、１０７はＡ／Ｄ変換装置、Ｄ２は補正されたデジタルデータ、Ｘｔは時刻ｔでのデジタル信号値、Ｙｔは時刻ｔでの予測値、ＥＲＲｔはＸｔとＹｔの差分である。ここで、図５と同じ説明符号のものは図５と同じ構成要素および信号を示している。
本発明のＡ／Ｄ変換装置の特徴とする点は以下のとおりである。
すなわち、Ａ／Ｄ変換装置１０７は、データ補正に必要な初期値を設定する初期値設定手段（未図示）と、入力されたアナログ信号Ｓ２をデジタル信号Ｓ４に変換してデジタル信号値Ｘｔを出力するＡ／Ｄ変換回路３と、デジタル信号値ＸｔをＡ／Ｄ変換回路３のサンプリング周期でｐ個遅延した遅延デジタル信号Ｘｉを取得する入力値遅延部３１と、遅延デジタル信号Ｘｉと１演算周期前に算出して求めておいた予測フィルタ係数Ｋとを積和計算することによりデジタル信号値Ｘｔの予測値Ｙｔを算出し、予測値Ｙｔを補正されたデジタルデータＤ２として出力し、デジタル信号値Ｘｔと予測値Ｙｔとの差分により補正値ＥＲＲｔを算出する予測値計算部３２と、補正値ＥＲＲｔを係数としてボルテラ級数フィルタを用いて、次の演算周期に予測値計算部３２で用いる新たな予測フィルタ係数を算出して更新する予測フィルタ係数計算部３４と、を備えている点である。すなわち、本発明のＡ／Ｄ変換装置１０７は、入力値遅延部３１、予測値計算部３２、予測フィルタ係数計算部３４から成る適応信号処理部３８を有し、予測値計算部３２および予測フィルタ係数計算部３４を、ボルテラ級数フィルタを用いることにより非線形予測方式としてデータ補正を行なうようにしている点である。
【００１１】
図３は、本発明のＡ／Ｄ変換装置のデータ補正方法に係る適応信号処理部３８の詳細ブロック図であり、図４は本発明のＡ／Ｄ変換装置の適応信号処理部３８の予測値計算部３２の詳細ブロック図である。
図３、４において、３３は加算器、３５は遅延器、３６は乗算係数記憶部、３７は乗算器、５０は２入力乗算器である。尚、図２と同じ説明符号のものは図２と同じ構成要素および信号を示している。
以下、図３、４を用いて本発明のＡ／Ｄ変換装置１０７のデータ補正動作について詳細説明する。
時刻ｔでのデジタル信号値Ｘｔを入力値遅延部３１で、Ａ／Ｄ変換回路３のサンプリング周期でｐ個遅延したデジタル信号値をＸｉ[０]として出力する。但し、この遅延器３５の数は本発明での目的に合うよう決定するのだが、実時間処理を行なうことを考慮すれば、経験的に３〜１０個とする。
予測値計算部３２において、入力値遅延部３１から出力されたＸｉ[０]を順に１サンプル毎に遅延した（ｎｎ−１）個のデジタル信号値Ｘｉ[１]・・・Ｘｉ［ｎｎ−１］を作成する。
さらに、１演算周期前に予測フィルタ係数計算部３４で作成された（ｎｎ＋１）＊（ｎｎ＋４）／２個の予測フィルタ係数Ｋ［０］・・・Ｋ［（ｎｎ＋１）＊（ｎｎ＋４）／２−１］と前記デジタル信号値Ｘｉ[０]・・・Ｘｉ［（ｎｎ＋１）＊（ｎｎ＋４）／２−１］とを、下記数式（４）を用いてそれぞれ乗算し、それらの結果を加算して時刻ｔのときの予測値Ｙｔを得る。
Ｙｔ＝ΣＫ［ｉ］＊Ｘｉ［ｉ］・・（４）
０≦ｉ≦（（ｎｎ＋１）＊（ｎｎ＋４）/２−１）
前記予測値Ｙｔを補正されたデジタルデータとして出力する。
次に、下記数式（５）を用いて、時刻ｔでのデジタル信号値Ｘｔと時刻ｔでの予測値Ｙｔとの差分ＥＲＲｔを計算する。
ＥＲＲｔ＝Ｘｔ−Ｙｔ・・（５）
さらに、前記差分ＥＲＲｔを用いて、ボルテラ級数フィルタを導入し、時刻（ｔ+１）での予測フィルタ係数Ｋ１［ｉ］を下記数式（６）に従い計算する。
Ｋ１［ｉ］＝Ｋ［ｉ］+ｕ＊ＥＲＲｔ＊Ｘｉ［ｉ］・・（６）
０≦ｉ≦（（ｎｎ＋１）＊（ｎｎ＋４）/２−１）
ここで、ｕは最終予測値にいたるまでの収束スピードを決める乗算係数で、本発明での目的に合うよう予め実験にて決定し、乗算係数記憶部３６に記憶しておく。
以上を繰り返して作成される時刻ｔでの予測値Ｙｔは、数式（５）および数式（６）により、正弦波または余弦波のアナログ信号をＡ／Ｄ変換した後のデジタル信号Ｓ４のもつ正弦波または余弦波の線スペクトルが強調され平滑化でき、さらに白色ノイズも低減されるので、Ａ／Ｄ変換回路３での変換時に生じる量子化誤差が補正されたデータとなるのである。
【００１２】
図１は、本発明のＡ／Ｄ変換装置のデータ補正方法の処理手順を示すフローチャートであり、プログラムでも対応できる。
以下、図１を用いて本発明のＡ／Ｄ変換装置のデータ補正方法の処理手順を説明する。
なお、図中ＳＴ番号はフローチャートの各ステップを示す。
（１）ステップＳＴ１０  Ａ／Ｄ変換回路３のサンプリング周期、遅延数ｐ、予測値計算部３２、予測フィルタ係数計算部３４、乗算係数ｕ、Ｋ［０］・・・Ｋ［（ｎｎ＋１）＊（ｎｎ＋４）/２］など、本発明のＡ／Ｄ変換装置のデータ補正方法に必要な初期値を公知の初期値設定手段（未図示）と方法により設定する。なお、Ｋ［０］・・・Ｋ［（ｎｎ＋１）＊（ｎｎ＋４）/２−１］の初期値は０である。
（２）ステップＳＴ２０  Ａ／Ｄ変換回路３によりアナログ信号Ｓ２をデジタル信号Ｓ４すなわちデジタル信号値Ｘｔに変換する。
（３）ステップＳＴ３０  入力値遅延部３１で、デジタル信号値ＸｔをＡ／Ｄ変換回路３のサンプリング周期でｐ個遅延し、Ｘｉ［０］として出力する。
（４）ステップＳＴ４０  予測値計算部３２において、入力値遅延部３１から出力されたＸｉ［０］を順に１サンプル毎に遅延した（（ｎｎ＋１）＊（ｎｎ＋４）/２−１）個のデジタル信号値Ｘｉ［１］・・・Ｘｉ［（ｎｎ＋１）＊（ｎｎ＋４）/２−１］を作成し、予測フィルタ係数計算部３４で作成された（ｎｎ＋１）＊（ｎｎ＋４）/２個の予測フィルタ係数Ｋ［０］・・・Ｋ［（ｎｎ＋１）＊（ｎｎ＋４）/２−１］とそれぞれ乗算し、それらの結果を加算して予測値Ｙｔを算出する（式４）。
（５）ステップＳＴ５０  時刻ｔでの予測値Ｙｔを補正されたデジタルデータＤ２として出力する。
（６）ステップＳＴ６０  時刻ｔでのデジタル信号値Ｘｔと時刻ｔでの予測値Ｙｔとの差分により補正値ＥＲＲｔを計算する（式５）。
（７）ステップＳＴ７０  予測フィルタ係数計算部３４において、補正値ＥＲＲｔを係数としてボルテラ級数フィルタを用いて、次の演算周期で用いる新たな予測フィルタ係数Ｋ［０］・・・Ｋ［（ｎｎ＋１）＊（ｎｎ＋４）/２−１］を算出して更新する（式６）。
以降、ステップＳＴ２０〜ステップＳＴ７０を繰り返す。
【００１３】
以上述べたように、本実施例に係るＡ／Ｄ変換装置１０７およびそのデータ補正方法は、Ａ／Ｄ変換装置１０７のデータ補正に必要な初期値を公知の手段、方法により設定し、入力されたアナログ信号Ｓ２をＡ／Ｄ変換回路３でデジタル信号Ｓ４に変換してデジタル信号値Ｘｔを出力し、デジタル信号値ＸｔをＡ／Ｄ変換回路３のサンプリング周期で p 個遅延した遅延デジタル信号Ｘｉを取得し、遅延デジタル信号Ｘｉと１演算周期前に算出して求めておいた予測フィルタ係数Ｋとを積和計算することによりデジタル信号値Ｘｔの予測値Ｙｔを算出し、予測値Ｙｔを補正されたデジタルデータＤ２として出力し、さらに、デジタル信号値Ｘｔと予測値Ｙｔとの差分により補正値ＥＲＲｔを算出し、前記補正値を係数としてボルテラ級数フィルタを用いて、次の演算周期で用いる新たな予測フィルタ係数を算出して更新するようにしているので、外部機器に電圧発生器を必要とせず、モード切り換えが不要で常に補正値が更新され、安定して精度良く量子化誤差を補正することができる。さらに、適応信号処理部３８での処理過程において、白色ノイズも周波数分散が強いので低減でき、Ａ／Ｄ変換装置１０７から出力される補正されたデジタルデータＤ２の精度をより向上させることができる。さらに、ボルテラ級数フィルタにより予測値計算部３２、予測フィルタ係数計算部３４での遅延器３５の数を減らすことができ、ボルテラ級数フィルタの特性である入力信号の非線形特性に追従でき、予測値計算部３２への入力信号に対する予測値精度が高くなる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
Ａ／Ｄ変換回路３からの出力であるデジタル信号を、ボルテラ級数フィルタを用いて量子化誤差を補正することによって、ボルテラ級数フィルタの特性である入力信号の非線形特性に追従でき、Ａ／Ｄ変換装置の出力を安定して精度良く量子化誤差を補正することができるので、各種Ａ／Ｄ変換を利用する信号処理分野全般に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のＡ／Ｄ変換装置のデータ補正方法の処理手順を示すフローチャート
【図２】本発明に係るＡ／Ｄ変換装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明のＡ／Ｄ変換装置のデータ補正方法に係る適応信号処理部３８の詳細ブロック図
【図４】本発明のＡ／Ｄ変換装置の適応信号処理部３８の予測値計算部３２の詳細ブロック図
【図５】従来技術のＡ／Ｄ変換装置のデータ補正に係るブロック図図
【図６】従来技術のＡ／Ｄ変換装置のデータ補正方法の処理手順を示すフローチャート
【図７】従来技術のＡ／Ｄ変換装置のデータ補正方法を示す説明図
【図８】量子化誤差を説明する説明図            （ａ）  入力信号のスペクトル            （ｂ）  従来のＡ／Ｄ変換後のスペクトル            （ｃ）  量子化誤差を補正したＡ／Ｄ変換後のスペクトル
【符号の説明】
【００１６】
１  アナログ入力回路
２  マルチプレクサ回路
３  Ａ／Ｄ変換回路
４  ＣＰＵ
３０  プラント
３１  入力値遅延部
３２  予測値計算部
３３  加算器
３４  予測フィルタ係数計算部
３５  遅延器
３６  乗算係数記憶部
３７  乗算器
３８  適応信号処理部
５０  ２入力乗算器
１００  プラントコントローラ
１０２  プラントコントローラのＣＰＵ
１０３、１０７  Ａ／Ｄ変換装置
Ｓ１、Ｓ２  アナログ信号
Ｓ３  チャンネルセレクト信号
Ｓ４  デジタル信号
Ｄ１  データ
Ｄ２  補正されたデジタルデータ
Ｘｔ  時刻ｔでのデジタル信号値
Ｙｔ  時刻ｔでの予測値
ＥＲＲｔ  ＸｔとＹｔの差分
Ｋ 予測フィルタ係数
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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