(57)【要約】【課題】動的ウィンドウ長さを用いるコンパレータ追跡制御方式の提供。【解決手段】アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）のためのコンパレータ追跡方式は、経時的に、アナログ入力信号をデジタル出力信号に変換するためにパワーアップされるコンパレータの数を変動させることによって、動的ウィンドウサイズを実装し得る。コンパレータ追跡方式は、例えば、ＡＤＣ内の複数のコンパレータに結合されるコントローラ内に実装され得る。例えば、コントローラは、ＡＤＣのためのウィンドウサイズを判定し、かつＡＤＣのためのウィンドウ位置を判定し得る。コントローラは、次いで、そのウィンドウ位置を中心とし、ある幅のウィンドウサイズを有する、ウィンドウ内のＡＤＣのコンパレータをアクティブ化し得る。コントローラは、フィルタの出力を分析することによってウィンドウサイズを判定し得る。【選択図】図４
2018050352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
明細書に記載された発明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本出願は、２０１４年４月１７日に出願された、Ｋｕ  Ｈｅらによる「ＣＯＭＰＡＲＡＴＯＲ  ＴＲＡＣＫＩＮＧ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＳＣＨＥＭＥ  ＷＩＴＨ  ＤＹＮＡＭＩＣ
ＷＩＮＤＯＷ  ＬＥＮＧＴＨ」という題名の米国特許出願第１４／２５５，９１２号に対して優先権の利益を主張する。上記文献は、その全体として参照することにより、本明細書において援用される。
【０００２】
（開示の分野）
本開示は、電子回路に関する。より具体的には、本開示は、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）に関する。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）は、デジタル電子機器による処理のために、アナログ信号を離散デジタル信号に変換する。例えば、ＡＤＣは、マイクロプロセッサまたはデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）等のデジタルプロセッサによる処理および操作のために、マイクロホンからのアナログオーディオ入力をデジタル信号に変換するために使用されてもよい。従来のＡＤＣの一実施例が、図１に示される。
【０００４】
ＡＤＣ１００は、デジタル信号への変換のために、入力信号Ｖｉｎを受信し得る。入力信号Ｖｉｎは、例えば、０〜５ボルトの範囲であり得る。ＡＤＣは、複数のコンパレータ１０２Ａ−Ｎを通して、入力信号Ｖｉｎをデジタル出力信号ＯＵＴに変換し得る。デジタル出力信号ＯＵＴは、コンパレータ１０２Ａ−Ｎの数に対応するＮビットを有し得る。コンパレータ１０２Ａ−Ｎのそれぞれは、入力信号Ｖｉｎを、レジスタ１０４Ａ−Ｎによって定義された参照入力Ｖｒｅｆのある割合である、参照レベルと比較する。例えば、入力信号Ｖｉｎが、０〜５ボルトの範囲であり、４つのコンパレータが存在するとき、コンパレータ１０２Ａは、入力電圧Ｖｉｎを３．７５ボルトと比較し得、コンパレータ１０２Ｂは、入力信号Ｖｉｎを２．５ボルトと比較し得、コンパレータ１０２Ｃは、入力信号Ｖｉｎを１．２５ボルトと比較し得、コンパレータ１０２Ｎは、入力信号Ｖｉｎを０ボルトと比較し得る。コンパレータ１０２Ａ−Ｎのそれぞれは、入力信号Ｖｉｎが、それぞれ、３．７５、２．５、１．２５、および０ボルトより高くない場合、ゼロの値を出力し得る。同様に、コンパレータ１０２Ａ−Ｎのそれぞれは、入力信号Ｖｉｎが、それぞれ、３．７５、２．５、１．２５、および０ボルトより高い場合、１の値を出力し得る。したがって、入力信号Ｖｉｎが３．０ボルトであるとき、出力デジタル信号ＯＵＴは、「０１１１」となるであろう。正確度は、例えば、コンパレータ１０２Ａ−Ｎの数を増加させることによって、ＡＤＣ１００内で改良され得る。
【０００５】
前述に提供される実施例では、コンパレータ１０２Ａ−Ｎのそれぞれは、入力信号Ｖｉｎを参照レベルと継続的に比較する。したがって、コンパレータ１０２Ａ−Ｎのそれぞれは、コンパレータ１０２Ａ−Ｎのうちのいくつかの出力がほぼ変化し得ないという事実にもかかわらず、電力を消費している。前述の実施例では、入力信号Ｖｉｎは、０〜５ボルトの範囲であり得るが、概して、約２．５〜３．０ボルトのままである。そのような信号に関して、コンパレータ１０２Ａおよび１０２Ｂは、デジタル出力信号ＯＵＴを生成するために、その時間の一部に対して十分であり得、コンパレータ１０２Ｃおよび１０２Ｄは、パワーダウンされてもよい。
【０００６】
従来の追跡ＡＤＣは、小サンプリング領域の変換に焦点を当てる、１つのタイプのＡＤＣである。追跡ＡＤＣは、着目領域の周囲でコンパレータをアクティブ化し、コンパレータ１０２Ａ−Ｎの他のコンパレータをパワーダウンし、ＡＤＣ１００による電力消費を低減させ得る。例えば、フラッシュタイプの追跡ＡＤＣでは、入力信号Ｖｉｎの電圧レベルに近い参照レベルを伴うコンパレータのみ、通常動作の間、オンにされ得る。制御信号ＣＴＲＬが、本タイプのＡＤＣでは、コンパレータ１０２Ａ−Ｎをオンおよびオフにするために使用されてもよい。
【０００７】
従来の追跡ＡＤＣはまた、例えば、ＡＤＣの感知構成要素を入れ替える、または入力信号Ｖｉｎを操作し、ＡＤＣの追跡範囲に適合させ、追跡正確度または分解能を改良し得る。例えば、ＡＤＣの感知構成要素の入替は、コンパレータ１０２Ａ−Ｎのうちの設定された数（例えば、４つのコンパレータ）をオンにし、次いで、入力信号Ｖｉｎのレベルに基づいて、パワーオンされる４つのコンパレータをシフトさせる、ウィンドウ追跡特徴の実装を含んでもよい。別の実施例では、ＡＤＣの追跡範囲の適合は、レジスタ１０４Ａ−Ｎの抵抗を変動させること等によって、コンパレータ１０２Ａ−Ｎの参照レベルの変更を含んでもよい。しかしながら、これらの従来の追跡ＡＤＣは両方とも、コンパレータ１０４Ａ−Ｎのうちの固定数のアクティブコンパレータを有する。これは、急速に変化する入力信号Ｖｉｎに応答するためのＡＤＣの柔軟性を低減させる一方、また、追跡ＡＤＣの電力節約潜在性の限界を設ける。
【０００８】
ここに記載された欠点は、代表にすぎず、単に、改良されたアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）、特に、消費者レベルデバイスの必要性があることを強調するために含まれている。ここに説明される実施形態は、ある欠点に対処するが、必ずしも、ありとあらゆるものが、ここに説明される、または当技術分野において公知であるわけではない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（要約）
アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）のためのコンパレータ追跡方式は、経時的に、アナログ入力信号をデジタル出力信号に変換するためにパワーアップされるコンパレータの数を変動させることによって、動的ウィンドウサイズを実装し得る。アクティブ化されるコンパレータの数の変動は、アナログ入力信号が急速に変化しているとき、ＡＤＣが、コンパレータの数を増加させることを可能にすることにより、ＡＤＣのデジタル出力信号の正確度を増加させ得る。パワーアップされるコンパレータの数の変動はまた、アナログ入力信号が比較的に一定であるとき、ＡＤＣがコンパレータの数を減少させることを可能にすることにより、パワーアップされた構成要素の数を減少させることによってＡＤＣの電力消費を低下させ得る。本動的ウィンドウサイズは、ＡＤＣが、電力消費とアナログ入力信号内の急速に変化する信号を捕捉する能力との間のトレードオフを改良することを可能にし得る。
【００１０】
コンパレータ追跡方式は、例えば、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）内の複数のコンパレータに結合されるコントローラ内に実装されてもよい。例えば、コントローラは、ＡＤＣのためのウィンドウサイズを判定し、かつＡＤＣのためのウィンドウ位置を判定し得る。コントローラは、次いで、そのウィンドウ位置を中心とし、ある幅のウィンドウサイズを有する、ウィンドウ内のＡＤＣのコンパレータをアクティブ化し得る。一実施形態では、コントローラは、アナログ入力信号またはデジタル出力信号のいずれかに結合される、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）またはハイパスフィルタ（ＨＰＦ）等のフィルタの出力を分析することによって、ウィンドウサイズを判定し得る。フィルタ出力が、急速に変化するアナログ入力信号を示すとき、コントローラは、ＡＤＣのウィンドウサイズを動的に増加させてもよく、これは、パワーオンされるコンパレータの数を増加させ得る。コントローラは、フィルタ出力を再評価し、後に、ウィンドウサイズおよび／またはウィンドウ位置を更新し得る。一実施形態では、コントローラは、ウィンドウサイズおよび／またはウィンドウ位置を継続的に更新し得る。
【００１１】
一実施形態によると、装置は、アナログ信号を受信するように構成される、アナログ入力ノード、アナログ入力ノードに結合され、アナログ信号をデジタル信号に変換するように構成される、複数のコンパレータ、および／または、複数のコンパレータに結合されるコントローラを含んでもよい。コントローラは、アナログ信号を変換するためのウィンドウサイズを判定すること、アナログ信号を変換するためのウィンドウ位置を判定すること、判定されたウィンドウサイズおよび判定されたウィンドウ位置によって定義されるウィンドウ内の複数のコンパレータのコンパレータをオンにすること、および／または、アナログ信号を変換するためのウィンドウサイズを更新することを行うように構成されてもよい。
【００１２】
ある実施形態では、コントローラはまた、少なくとも部分的に、デジタル信号の周波数入力コンテンツに基づいて、アナログ信号を変換するためのウィンドウサイズを更新するように構成されてもよく、コントローラはまた、周波数検出ブロック出力が第１の閾値を上回るとき、ウィンドウサイズを増加させるように構成されてもよく、コントローラはまた、周波数検出ブロック出力が第２の閾値を下回るとき、ウィンドウサイズを減少させるように構成されてもよく、コントローラはまた、周波数検出ブロックが高振幅変化を検出すると、ウィンドウサイズを増加させるように構成されてもよく、コントローラはまた、周波数検出ブロックが低振幅変化を検出すると、ウィンドウサイズを減少させるように構成されてもよく、および／または、コントローラはまた、少なくとも部分的に、周波数検出ブロック出力に基づいて、補正値を計算し、および補正値を以前のウィンドウ位置に追加し、新しいウィンドウ位置を得ることによって、以前のウィンドウ位置から新しいウィンドウ位置にウィンドウ位置を更新するように構成されてもよい。
【００１３】
いくつかの実施形態では、本装置はまた、コントローラに結合または統合され、デジタル信号を受信するように構成される、周波数検出ブロックを含んでもよく、コントローラは、少なくとも部分的に、周波数検出ブロックの出力に基づいて、ウィンドウサイズを更新するように構成され、周波数検出ブロックは、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を含んでもよく、ハイパスフィルタは、約１−ｚ−１の伝達関数を有し、および／または、周波数検出ブロックは、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を含んでもよい。
【００１４】
別の実施形態によると、方法は、複数のコンパレータを用いて、アナログ信号をデジタル信号に変換することであって、複数のコンパレータの第１の部分は、アクティブ化され、複数のコンパレータの第２の部分は、アクティブ化されず、コンパレータの第１の部分は、ウィンドウサイズおよびウィンドウ位置によって定義される、こと、少なくとも部分的に、デジタル信号に基づいて、コンパレータの第１の部分のためのウィンドウサイズを判定することであって、ウィンドウサイズは、第１の部分内の複数のコンパレータの数量を判定する、こと、少なくとも部分的に、デジタル信号に基づいて、コンパレータの第１の部分のためのウィンドウ位置を判定することであって、ウィンドウ位置は、複数のコンパレータのうちのどれが第１の部分内にあるかを判定する、こと、および／または、コンパレータの第１の部分のためのウィンドウサイズを更新することを含んでもよい。
【００１５】
ある実施形態では、ウィンドウサイズを更新するステップは、少なくとも部分的に、デジタル信号の周波数入力コンテンツに基づいて、ウィンドウサイズを更新するステップを含んでもよく、ウィンドウサイズを調節するステップは、低振幅変化がデジタル信号内で検出されると、ウィンドウサイズを減少させることと、高振幅変化がデジタル信号内で検出されると、ウィンドウサイズを増加させることとを含んでもよく、振幅変化を検出するステップは、デジタル信号にハイパスフィルタリングを行うことを含んでもよく、ウィンドウサイズを調節するステップは、ハイパスフィルタリングの出力が第１の閾値を上回ると、ウィンドウサイズを増加させることと、ハイパスフィルタリングの出力が第２の閾値を下回ると、ウィンドウサイズを減少させることとを含んでもよく、および／または、振幅変化を検出するステップは、デジタル信号にバンドパスフィルタリングを行うことを含んでもよい。
【００１６】
いくつかの実施形態では、本方法はまた、デジタル信号内の振幅変化を検出すること、デジタル信号内の振幅変化に基づいて、ウィンドウサイズを調節すること、および／または、少なくとも部分的に、デジタル信号内で検出された周波数変化に基づいて、補正値を計算し、補正値を以前のウィンドウ位置に追加し、新しいウィンドウ位置を得ることによって、以前のウィンドウ位置から新しいウィンドウ位置にウィンドウ位置を調節することを含んでもよい。
【００１７】
さらなる実施形態によると、装置は、アナログ信号をデジタル信号に変換するように構成される、複数のコンパレータ、デジタル信号を受信するように結合され、デジタル信号の周波数入力コンテンツを判定するように構成される、処理ブロック、および／または、処理ブロックに結合され、かつ複数のコンパレータに結合される、コントローラを含んでもよい。コントローラは、少なくとも部分的に、デジタル信号の周波数入力コンテンツに基づいて、アナログ信号を変換するためのウィンドウサイズを判定すること、アナログ信号を変換するためのウィンドウ位置を判定すること、判定されたウィンドウサイズおよび判定されたウィンドウ位置によって定義されるウィンドウ内の複数のコンパレータのコンパレータをオンにすること、および／または、少なくとも部分的に、デジタル信号の周波数入力コンテンツに基づいて、アナログ信号を変換するためのウィンドウサイズを更新することを行うように構成されてもよい。
【００１８】
ある実施形態では、処理ブロックは、周波数検出ブロックを含んでもよく、処理ブロックは、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を含んでもよく、コントローラは、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）出力が第１の閾値を上回ると、ウィンドウサイズを増加させ、およびハイパスフィルタ（ＨＰＦ）出力が第２の閾値を下回ると、ウィンドウサイズを減少させるように構成され、および／または、コントローラは、アクティブ化するための複数のコンパレータの一部を判定するように構成される、デジタル出力追跡および予測ブロックと、制御シーケンスを生成し、複数のコンパレータの一部をアクティブ化するように構成される、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）制御シーケンスブロックとを含んでもよい。
【００１９】
いくつかの実施形態では、本装置はまた、複数のコンパレータによってデジタル信号出力に結合される、スパークルコード補正ブロック、および／または、スパークルコード補正に結合される、サーモコードデコードブロックを含んでもよい。
【００２０】
前述は、続く発明を実施するための形態がより深く理解され得るために、本発明の実施形態のある特徴および技術的利点をかなり広範に概略している。本発明の請求項の主題を形成する、付加的特徴および利点は、本明細書に後述されるであろう。開示される概念および具体的実施形態は、同一または類似目的を実施するために修正もしくは他の構造を設計するための基礎として容易に利用され得ることが、当業者によって理解されるはずである。また、そのような均等物構造は、添付の請求項に記載の本発明の精神および範囲から逸脱しないことが、当業者によって認識されるはずである。付加的特徴は、付随の図と併せて検討されることによって、以下の説明からより深く理解されるであろう。しかしながら、図はそれぞれ、例証および説明の目的のためだけに提供されており、本発明を限定することを意図するものではないことが、明示的に理解されるはずである。
例えば、本願は以下の項目を提供する。
（項目１）
装置であって、前記装置は、
アナログ信号を受信するように構成されたアナログ入力ノードと、
前記アナログ入力ノードに結合され、かつ前記アナログ信号をデジタル信号に変換するように構成された複数のコンパレータと、
前記複数のコンパレータに結合されたコントローラであって、前記コントローラは、
前記アナログ信号を変換するためのウィンドウサイズを動的に判定することと、
前記アナログ信号を変換するためのウィンドウ位置を判定することと、
前記判定されたウィンドウサイズおよび前記判定されたウィンドウ位置によって定義されるウィンドウ内の前記複数のコンパレータのコンパレータをオンにすることと
を行うように構成されている、コントローラと
を備える、装置。
（項目２）
前記コントローラはさらに、前記アナログ信号を変換するための第２のウィンドウサイズを動的に判定することによって、前記アナログ信号を変換するためのウィンドウサイズを更新するように構成されている、項目１に記載の装置。
（項目３）
前記コントローラは、少なくとも部分的に、前記デジタル信号の周波数入力コンテンツに基づいて、前記アナログ信号を変換するためのウィンドウサイズを動的に判定するように構成されている、項目１に記載の装置。
（項目４）
前記コントローラに結合され、かつ前記デジタル信号を受信するように構成されている、周波数検出ブロックをさらに備え、前記コントローラは、少なくとも部分的に、前記周波数検出ブロックの出力に基づいて、前記ウィンドウサイズを動的に判定するように構成されている、項目３に記載の装置。
（項目５）
前記周波数検出ブロックは、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を備える、項目４に記載の装置。
（項目６）
前記ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）は、約１−ｚ−１の伝達関数を有する、項目５に記載の装置。
（項目７）
前記周波数検出ブロックは、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を備える、項目４に記載の装置。
（項目８）
前記コントローラはさらに、
前記周波数検出ブロック出力が第１の閾値を上回るとき、前記ウィンドウサイズを増加させることと、
前記周波数検出ブロック出力が第２の閾値を下回るとき、前記ウィンドウサイズを減少させることと
を行うように構成されている、項目４に記載の装置。
（項目９）
前記コントローラはさらに、
前記周波数検出ブロックが高振幅変化を検出すると、前記ウィンドウサイズを増加させることと、
前記周波数検出ブロックが低振幅変化を検出すると、前記ウィンドウサイズを減少させることと
を行うように構成されている、項目４に記載の装置。
（項目１０）
前記コントローラは、前記複数のコンパレータの付加的コンパレータをオンにすることによって、前記ウィンドウサイズを増加させるように構成され、前記コントローラは、前記複数のコンパレータのコンパレータをオフにすることによって、前記ウィンドウサイズを減少させるように構成されている、項目８に記載の装置。
（項目１１）
前記コントローラはさらに、
少なくとも部分的に、前記周波数検出ブロック出力に基づいて、補正値を計算することと、
前記補正値を前記以前のウィンドウ位置に追加し、前記新しいウィンドウ位置を得ることと
によって、以前のウィンドウ位置から新しいウィンドウ位置に前記ウィンドウ位置を動的に判定するように構成されている、項目４に記載の装置。
（項目１２）
方法であって、前記方法は、
複数のコンパレータを用いて、アナログ信号をデジタル信号に変換することであって、前記複数のコンパレータの第１の部分は、アクティブ化され、前記複数のコンパレータの第２の部分は、アクティブ化されず、前記コンパレータの第１の部分は、ウィンドウサイズおよびウィンドウ位置によって定義される、ことと、
少なくとも部分的に、前記デジタル信号に基づいて、前記コンパレータの第１の部分のためのウィンドウサイズを動的に判定することであって、前記ウィンドウサイズは、前記第１の部分内の前記複数のコンパレータの数量を判定する、ことと、
少なくとも部分的に、前記デジタル信号に基づいて、前記コンパレータの第１の部分のための前記ウィンドウ位置を判定することであって、前記ウィンドウ位置は、前記複数のコンパレータのうちのどれが前記第１の部分内にあるかを判定する、ことと
を含む、方法。
（項目１３）
第２のウィンドウサイズを動的に判定することによって、前記コンパレータの第１の部分のための前記ウィンドウサイズを更新することをさらに含む、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記ウィンドウサイズを更新するステップは、少なくとも部分的に、前記デジタル信号の周波数入力コンテンツに基づいて、前記ウィンドウサイズを動的に判定することを含む、項目１２に記載の方法。
（項目１５）
前記デジタル信号内の振幅変化を検出することと、
前記デジタル信号内の振幅変化に基づいて、前記ウィンドウサイズを調節することと
をさらに含む、項目１２に記載の方法。
（項目１６）
前記ウィンドウサイズを調節するステップは、
低振幅変化が前記デジタル信号内で検出されると、前記ウィンドウサイズを減少させることと、
高振幅変化が前記デジタル信号内で検出されると、前記ウィンドウサイズを増加させることと
を含む、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
前記ウィンドウサイズを減少させるステップは、前記複数のコンパレータのコンパレータをオフにすることを含み、前記ウィンドウサイズを増加させるステップは、前記複数のコンパレータのコンパレータをオンにすることを含む、項目１６に記載の方法。
（項目１８）
前記振幅変化を検出するステップは、前記デジタル信号にハイパスフィルタリングを行うことを含む、項目１５に記載の方法。
（項目１９）
前記ウィンドウサイズを調節するステップは、
前記ハイパスフィルタリングの出力が第１の閾値を上回ると、前記ウィンドウサイズを増加させることと、
前記ハイパスフィルタリングの出力が第２の閾値を下回ると、前記ウィンドウサイズを減少させることと
を含む、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
前記振幅変化を検出するステップは、前記デジタル信号にバンドパスフィルタリングを行うことを含む、項目１５に記載の方法。
（項目２１）
少なくとも部分的に、前記デジタル信号内の検出された周波数変化に基づいて、補正値を計算することと、
前記補正値を以前のウィンドウ位置に追加し、新しいウィンドウ位置を得ることと
によって、前記以前のウィンドウ位置から前記新しいウィンドウ位置に前記ウィンドウ位置を調節することをさらに含む、項目１５に記載の方法。
（項目２２）
装置であって、前記装置は、
アナログ信号をデジタル信号に変換するように構成された複数のコンパレータと、
前記デジタル信号を受信するように結合され、かつ前記デジタル信号の周波数入力コンテンツを判定するように構成された処理ブロックと、
前記処理ブロックに結合され、かつ前記複数のコンパレータに結合されたコントローラであって、前記コントローラは、
少なくとも部分的に、前記デジタル信号の周波数入力コンテンツに基づいて、前記アナログ信号を変換するためのウィンドウサイズを動的に判定することと、
前記アナログ信号を変換するためのウィンドウ位置を判定することと、
前記判定されたウィンドウサイズおよび前記判定されたウィンドウ位置によって定義されるウィンドウ内の前記複数のコンパレータのコンパレータをオンにすることと
を行うように構成されている、コントローラと
を備える、装置。
（項目２３）
前記コントローラはさらに、少なくとも部分的に、前記デジタル信号の周波数入力コンテンツに基づいて、前記アナログ信号を変換するためのウィンドウサイズを更新するように構成されている、項目２２に記載の装置。
（項目２４）
前記複数のコンパレータによって前記デジタル信号出力に結合されたスパークルコード補正ブロックと、
前記スパークルコード補正に結合されたサーモコードデコードブロックと
をさらに備える、項目２２に記載の装置。
（項目２５）
前記処理ブロックは、周波数検出ブロックを備える、項目２２に記載の装置。
（項目２６）
前記処理ブロックは、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を備え、前記コントローラは、
前記ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）出力が第１の閾値を上回ると、前記ウィンドウサイズを増加させることと、
前記ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）出力が第２の閾値を下回ると、前記ウィンドウサイズを減少させることと
を行うように構成されている、項目２５に記載の装置。
（項目２７）
前記コントローラは、前記複数のコンパレータのコンパレータをオンにすることによって、前記ウィンドウサイズを増加させるように構成され、前記コントローラは、前記複数のコンパレータのコンパレータをオフにすることによって、前記ウィンドウサイズを減少させるように構成されている、項目２６に記載の装置。
（項目２８）
前記コントローラは、
アクティブ化するための前記複数のコンパレータの一部を判定するように構成されている、デジタル出力追跡および予測ブロックと、
制御シーケンスを生成し、前記複数のコンパレータの前記一部をアクティブ化するように構成されている、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）制御シーケンスブロックと
を備える、項目２２に記載の装置。
【００２１】
開示されるシステムおよび方法のより完全な理解のために、ここで、付随の図面と関連して検討される以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、従来のアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）の概略図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本開示の一実施形態による、第１のウィンドウサイズを有するアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）のコンパレータのための制御方式を図示する、ブロック図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本開示の一実施形態による、第２のウィンドウサイズを有するアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）のコンパレータのための制御方式を図示する、ブロック図である。
【図３】図３は、本開示の一実施形態による、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）のウィンドウサイズを動的に制御する方法を図示する、フロー図である。
【図４】図４は、本開示の一実施形態による、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）の動的ウィンドウサイズ制御を伴うコントローラを図示する、ブロック図である。
【図５】図５は、本開示の一実施形態による、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）の出力に基づいて、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）のウィンドウサイズを調節する方法を図示する、フロー図である。
【図６】図６は、本開示の一実施形態による、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）内の動的ウィンドウサイズのための状態機械を図示する、ブロック図である。
【図７】図７は、本開示の一実施形態による、ウィンドウ位置の変化を図示する、ブロック図である。
【図８】図８は、本開示の一実施形態による、ウィンドウ位置を調節するための方法を図示する、フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（詳細な説明）
アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）のための動的ウィンドウサイズが、図２Ａ−２Ｂに概念的に示される。図２Ａは、本開示の一実施形態による、第１のウィンドウサイズを有するアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）のコンパレータのための制御方式を図示する、ブロック図である。複数のコンパレータはそれぞれ、デジタル出力信号ＯＵＴにおいて１ビットを出力し得る。すなわち、ビット２０２Ａ−Ｎはそれぞれ、ＡＤＣの１つのコンパレータの出力に対応し得る。数ビットを有する、制御信号ＣＴＲＬが、複数のコンパレータに提供され得る。コンパレータは、コンパレータに対応する制御ビット２０４Ａ−Ｎのビットが「１」であるとき、アクティブ化し得る。例えば、図２Ａに示されるような制御ビット２０４Ｂ−Ｅは、「１」ビットであり、したがって、出力ビット２０２Ｂ−Ｅに対応するコンパレータは、アクティブ化される。「１」および「０」ビットが、制御ビット２０４Ａ−Ｎに示されるが、値は、「０」ビットが対応するコンパレータをアクティブ化するように反転されてもよい。「１」制御ビット２０４Ｂ−２０４Ｅは、アクティブコンパレータのウィンドウ２１０を定義し得る。すなわち、ウィンドウ２１０内の出力ビット２０２Ｂ−Ｅに対応するコンパレータは、アクティブであり、パワーオンされる。
【００２４】
制御ビット２０４Ａ−Ｎは、コンパレータおよびＡＤＣに結合されるコントローラによって生成され得る。コントローラは、例えば、制御ビット２０４Ａ−Ｎを変更することによって、ウィンドウ２１０のサイズを調節し得る。図２Ｂは、本開示の一実施形態による、第２のウィンドウサイズを有するアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）のコンパレータのための制御方式を図示する、ブロック図である。制御ビット２０４Ａ−Ｆは、コントローラによって「１」ビットとして設定され、更新されたウィンドウ２２０を定義する。ウィンドウ２２０は、ウィンドウ２１０より２ビット大きい。したがって、２つの付加的コンパレータが、制御信号ＣＴＲＬによってアクティブ化され得る。ウィンドウ２２０は、ウィンドウ２１０と同一位置を中心として示されるが、ウィンドウ２２０の位置はまた、更新の間、変更されてもよい。例えば、ウィンドウ２２０は、制御ビット２０４Ａ−Ｆから制御ビット２０４Ｂ−Ｇにシフトされてもよい。ウィンドウ２２０の位置が、ウィンドウ２２０のサイズとともに制御されるとき、サイズおよび位置は、独立して、制御され得る。
【００２５】
動的ウィンドウサイズが、図３に示される方法に従って、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）内に実装されてもよい。図３は、本開示の一実施形態による、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）のウィンドウサイズを動的に制御する方法を図示する、フロー図である。方法３００は、ブロック３０２から開始し、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）のためのウィンドウサイズを判定する。次いで、ブロック３０４において、ウィンドウ位置が、ＡＤＣのために判定される。判定されたウィンドウサイズおよび位置は、図２Ａ−Ｂのウィンドウ２１０および２２０等のアクティブコンパレータのウィンドウを定義し得る。ブロック３０６において、ＡＤＣのコンパレータは、ブロック３０２の判定されたウィンドウサイズおよびブロック３０４の判定されたウィンドウ位置に対応してアクティブ化され得る。コンパレータは、図２Ａ−Ｂの制御ビット２０４Ａ−Ｎ等のコントローラによって生成される制御信号によってアクティブ化され得る。後に、ブロック３０２の判定されたウィンドウサイズは、ブロック３０８において更新されてもよく、ブロック３０４の判定されたウィンドウ位置は、ブロック３１０において更新されてもよい。図３の方法３００は、例えば、ＡＤＣに結合されるコントローラ内で実行されてもよい。
【００２６】
アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）を制御するためのコントローラの一実施例が、図４に示される。図４は、本開示の一実施形態による、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）の動的ウィンドウサイズ制御を伴うコントローラを図示する、ブロック図である。システム４００は、ＡＤＣ４０４に結合されるコントローラ４１０を含んでもよい。ＡＤＣ４０４は、複数のコンパレータを含んでもよく、コントローラ４１０は、アクティブ化（例えば、パワーオン）または非アクティブ化（例えば、パワーオフ）するように命令し得る。ＡＤＣ４０４は、アナログ入力ノード４０２に結合され、アナログ入力信号Ｖｉｎを受信し得る。ＡＤＣ４０４は、コントローラ４１０によってさらに処理され、デジタル出力信号ＯＵＴを生成し得る、デジタル信号ｓｉｇを出力し得る。例えば、コントローラ４１０は、バブルエラーを補正し得る、スパークルコード補正ブロック４１２と、温度計コードを２の補数コードに変換し、デジタル信号ｓｉｇを処理し、デジタル出力信号ＯＵＴを生成し得る、サーモコードデコードブロック４１４とを含んでもよい。コントローラ４１０のブロックは、コントローラ４１０の別個の構成要素として示されるが、ブロックは、１つ以上の集積回路（ＩＣ）の一部として、１つ以上のコントローラ内に実装されてもよい。コントローラまたはＩＣは、例えば、携帯電話およびモバイルオーディオプレーヤを含む、モバイルデバイス等の電子デバイスの中に統合されてもよい。
【００２７】
コントローラ４１０はまた、デジタル出力信号ＯＵＴに結合されるフィルタ４１６を含んでもよい。フィルタ４１６は、例えば、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）またはハイパスフィルタ（ＨＰＦ）であってもよい。フィルタ４１６がＨＰＦである一実施形態では、フィルタ４１６は、１−ｚ−１の伝達関数および約０．５ＭＨｚ〜３ＭＨｚの更新率を有し得る。フィルタ４１６の出力は、ＡＤＣ出力追跡および予測ブロック４１８に提供され得る。ＡＤＣ出力追跡および予測ブロック４１８は、例えば、フィルタ４１６の出力を処理し、アナログ入力信号Ｖｉｎ内の変換の周波数を判定するための論理回路を含有する、周波数検出ブロックを含んでもよい。ＡＤＣ出力追跡および予測ブロック４１８はまた、フィルタ４１６からの情報と、ＡＤＣ４０４からの現在および以前の出力とに基づいて、ウィンドウサイズおよびウィンドウ位置を判定するための論理回路を含んでもよい。例えば、ブロック４１８は、フィルタ４１６およびスパークルコード補正ブロック４１２からデータを受信し、アナログ入力信号Ｖｉｎの将来の値の予測を生成し、アナログ入力信号Ｖｉｎの予測される将来の値のための適切なウィンドウサイズおよびウィンドウ位置を判定し得る。判定されたウィンドウサイズおよびウィンドウ位置は、ブロック４１８から、判定されたウィンドウサイズおよびウィンドウ位置をＡＤＣ４０４に提供される制御信号に変換し得る、ＡＤＣ制御シーケンスブロック４２０に出力され得る。ＡＤＣ制御シーケンスブロック４２０からの出力制御信号は、例えば、図２Ａ−Ｂを参照して前述の制御ビット２０４Ａ−Ｎであってもよい。
【００２８】
フィルタ４１６が、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）であるとき、ハイパスフィルタは、入力アナログ信号Ｖｉｎにおける振幅変化を示す、出力デジタル信号ＯＵＴにおける振幅変化を判定し得る。閾値が、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）の出力に基づいてＡＤＣ４０４のウィンドウサイズを動的に調節するために、ＡＤＣ出力追跡および予測ブロック４１８内に設定され得る。図５は、本開示の一実施形態による、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）の出力に基づいて、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）のウィンドウサイズを調節する方法を図示する、フロー図である。方法５００は、ブロック５０２から開始し得、ハイパスフィルタ出力が第１の閾値より高いかどうかを判定する。第１の閾値を超える場合、方法５００は、ブロック５０４に進み、ＡＤＣ４０４のためのウィンドウサイズを増加させ得る。ハイパスフィルタ出力が高いとき、アナログ入力信号Ｖｉｎは、急速に変化し得る。したがって、ブロック５０４は、ＡＤＣ出力追跡および予測ブロック４１８の周波数検出ブロックが高振幅変化を検出すると、ウィンドウサイズを増加させるように対応し得る。
【００２９】
ブロック５０２において、第１の閾値が超えない場合、方法５００は、ブロック５０６に進み、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）の出力が第２の閾値を下回るかどうかを判定する。出力が第２の閾値を下回るとき、方法５００は、ブロック５０８に進み、ＡＤＣ４０４のためのウィンドウサイズを減少させ得る。ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）出力が第２の閾値を下回るとき、アナログ入力信号Ｖｉｎは、比較的に一定であると見なされ得る。したがって、ブロック５０８は、周波数検出ブロックが低振幅変化を検出すると、ウィンドウサイズを減少させるように対応し得る。ウィンドウサイズの減少は、アクティブコンパレータの数を減少させ得、したがって、ＡＤＣ４０４内の電力消費を低下させ得る。電力消費の低下は、熱消散のための空間がほぼ利用不可能である、小型デバイスにおいて有利となり得る。電力消費の低下はまた、バッテリ寿命を延長させるために、ポータブルデバイスにおいても有利となり得る。それぞれ、ブロック５０４および５０８においてウィンドウサイズの増加または減少後、方法５００は、ブロック５０２に戻り、ウィンドウサイズを更新し続け得る。ブロック５０６において、ウィンドウサイズが変更されない場合、方法５００は、ブロック５０２におけるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）の出力の試験に戻り得る。
【００３０】
ブロック５０４および５０８におけるウィンドウサイズの増加ならびに減少は、状態機械内に実装されてもよい。状態機械では、それぞれ、ウィンドウサイズを増加または減少させるための第１の閾値および第２の閾値は、状態機械の現在の状態に基づいて調節され得る。図６は、本開示の一実施形態による、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）内の動的ウィンドウサイズのための状態機械を図示する、ブロック図である。状態機械６００は、例えば、４つのコンパレータのウィンドウサイズに対応する状態６０２と、６つのコンパレータのウィンドウサイズに対応する状態６０４と、８つのコンパレータのウィンドウサイズに対応する状態６０６とを含んでもよい。３つのみの例示的状態６０２、６０４、および６０６が示されるが、付加的なより大きいまたは小ウィンドウサイズが、状態機械６００内に含まれてもよい。加えて、２以外のサイズのウィンドウサイズの漸増もまた、状態機械６００内で可能性として考えられる。状態機械６００は、クロックサイクルあたり１回、状態６０２、６０４、および６０６間で遷移するかどうか判定するために更新され得る。前述の一実施形態では、クロックサイクルは、約０．５ＭＨｚ〜３ＭＨｚであり得る。
【００３１】
状態機械６００は、例えば、４のウィンドウサイズを伴う状態６０２から開始し得る。ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）の出力が２を上回ると、状態機械６００は、６のウィンドウサイズを伴う状態６０４に遷移し得る。ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）は、データのコンテンツを判定するために使用されるいくつかの異なる出力を生成し得る。一実施形態では、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）出力は、信号の変化の相対的大きさを示す、離散値であり得る。例えば、状態６０２と６０４との間の遷移に対応する値「２」は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を通して通過する信号の変化のある大きさを示し得る。状態６０４では、第１の閾値は、３に設定され得、第２の閾値は、１に設定され得る。ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）の出力が、３を上回るまたはそれに等しいとき、状態機械６００は、８のウィンドウサイズを伴う状態６０６に遷移し得る。ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）の出力が、１未満またはそれに等しいとき、状態機械６００は、４のウィンドウサイズを伴う状態６０２に戻り得る。状態機械６００のものに類似する一般的状態機械は、ウィンドウサイズのための以下の方程式から公式化され得る。
【数１】
2018050352.tif 000003
式中、Ｗ（ｎ）は、現在のウィンドウサイズであり、Ｗ（ｎ−１）は、以前のウィンドウサイズであり、閾値１、閾値２、および閾値３は、動的ウィンドウサイズを変更するための閾値である。閾値は、ウィンドウサイズが変化するにつれて変化し得る。例えば、状態６０２では、閾値１は、２であり得、閾値３は、１であり得、状態６０４では、閾値１は、３であり得、閾値３は、１であり得る。
【００３２】
前述のように、ウィンドウサイズは、動的に調節され得る。ウィンドウ位置もまた、ウィンドウサイズから独立して、動的に調節され得る。ウィンドウ位置の変化は、図７に概念的に示される。図７は、本開示の一実施形態による、ウィンドウ位置の変化を図示する、ブロック図である。ウィンドウ７０２は、最初に、ビットｎ、ｎ−１、ｎ−２、ｎ−３、ｎ−４、およびｎ−５の周囲に位置付けられ得る。デジタル出力信号ＯＵＴの対応する出力ビットは、それぞれ、０、０、０、１、１、および１であり得る。一実施形態では、ウィンドウ位置は、ウィンドウ７０２の中心にデジタル出力信号ＯＵＴの０から１の遷移を位置付けるように選択され得る。他の実施形態では、ウィンドウ位置は、信号が変化する方向に付加的ヘッドルームを提供するために、０から１の遷移を位置付けるように選択され得る。例えば、０から１の遷移が、下位ビット（ＬＳＢ、例えば、図７のビットの右）に向かって移動すると予期されると、ウィンドウ位置は、０から１の遷移を上位ビット（ＭＳＢ、例えば、図７のビットの左）に向かって置くように選択され得る。新しいウィンドウ位置が、判定され、ウィンドウ７０２は、ビットｎ−２、ｎ−３、ｎ−４、ｎ−５、ｎ−６、およびｎ−７を含む、ウィンドウ７０４にシフトされ得る。図７に示されるように、ウィンドウ７０２および７０４のウィンドウサイズは、同じである。しかしながら、ウィンドウサイズの変化もまた、ウィンドウ位置が変化すると生じ得る。
【００３３】
ウィンドウ位置制御は、図４のコントローラ４１０の中にプログラムされ得る。コントローラによってウィンドウ位置を調節するための方法の１つが、図８に示される。図８は、本開示の一実施形態による、ウィンドウ位置を調節するための方法を図示する、フロー図である。方法８００は、ブロック８０２から開始し得、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）出力を受信する。ブロック８０４において、補正値が、ブロック８０２において受信されたＨＰＦ出力に基づいて判定され得る。補正値は、例えば、ウィンドウ位置をシフトさせるための量および方向を示す、デルタ差値であり得る。次いで、ブロック８０６において、補正値は、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）の現在のウィンドウ位置に追加され得る。一実施例では、新しいウィンドウ位置は、以下に従って計算され得る：
位置（ｋ）＝位置（ｋ−１）＋Δ、
式中、Δは、補正値であり、位置（ｋ−１）は、以前のウィンドウ位置であり、位置（ｋ）は、新しいウィンドウ位置である。
【００３４】
ファームウェアおよび／またはソフトウェア内に実装される場合、前述の機能は、コンピュータ可読媒体上の１つ以上の命令もしくはコードとして記憶され得る。実施例として、データ構造でエンコードされた非一過性コンピュータ可読媒体およびコンピュータプログラムでエンコードされたコンピュータ可読媒体が挙げられる。コンピュータ可読媒体は、物理的コンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る、任意の利用可能な媒体であってもよい。一例として、限定ではないが、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭもしくは他の光ディスク記憶、磁気ディスク記憶もしくは他の磁気記憶デバイス、または命令もしくはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを記憶するために使用され得、かつコンピュータによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を備えることができる。ディスク（ｄｉｓｋおよびｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク、光学ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピーディスク、およびブルーレイディスクを含む。概して、ディスク（ｄｉｓｋ）は、データを磁気的に再現し、ディスク（ｄｉｓｃ）は、データを光学的に再現する。前述の組み合わせもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００３５】
コンピュータ可読媒体上の記憶に加え、命令および／またはデータは、通信装置内に含まれる伝送媒体上の信号として提供されてもよい。例えば、通信装置は、命令およびデータを示す信号を有する、送受信機を含んでもよい。命令およびデータは、１つ以上のプロセッサに、請求項に概略される機能を実装させるように構成される。
【００３６】
本開示およびある代表的利点が、詳細に説明されたが、種々の変更、代用、ならびに改変が、添付の請求項によって定義される本開示の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書に成され得ることを理解されたい。例えば、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）内のコンパレータのアクティブ化が、前述されたが、他の構成要素も、前述のコントローラを用いて制御されてもよく、および／またはアナログ／デジタル変換以外の目的のためのコンパレータが、前述のコントローラを用いて制御されてもよい。さらに、本願の範囲は、明細書に説明されるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、およびステップの特定の実施形態に限定されることを意図するものではない。当業者が本開示から容易に理解するであろうように、本明細書に説明される対応する実施形態と実質的に同一機能を果たす、または実質的に同一結果を達成する、現在既存のもしくは後に開発されたプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、またはステップが、利用されてもよい。故に、添付の請求項は、その範囲内に、そのようなプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、またはステップを含むことが意図される。
【図１】
2018050352.tif 000004
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018050352.tif 000009
【図６】
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【図７】
2018050352.tif 000011
【図８】
2018050352.tif 000012
【外国語明細書】
2018050352000001.pdf