(57)【要約】デジタルのサンプル値信号へのノイズの寄与を減少させるための、統計プロセッサ及び勾配リミッタを含む、方法及び装置が開示される。統計プロセッサは、フィルタされた信号の平均値（平均値及び／又は標準偏差）を決定する。平均値は、対象となる信号の周波数の、予期される最大の一次導関数の値に対応する勾配制限を決定するために、用いられる。かかる勾配制限は、アナログデジタルコンバータの出力を制約するために適用され、デジタルアナログコンバータの出力が、最大の増減率を越えることを防止する。アナログデジタルコンバータの出力を制約することにより、アンチエイリアスフィルタを最初に用いることなく、アナログ信号をデジタルにサンプリングすることができる。なぜなら、デジタルのサンプル値信号の事後的な処理が、信号の高い周波数成分の寄与を制限し、それによって、信号を受信するために、完全にデジタルなサンプリング・フィルタリング回路が提供され得るためである。
2013521726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルでサンプリングされる信号のフィルタリングへのノイズの寄与を低減する方法であって：
受信器によりアナログ信号を受信する段階と；
前記アナログ信号を最初にアンチエイリアスフィルタを通すことなく、前記信号のデジタル表現を生成するために、アナログデジタルコンバータにより前記アナログ信号をサンプリングする段階と；
ある制限の範囲内で、前記アナログデジタルコンバータの増加率又は減少率を制約するための勾配制限機能を、前記アナログデジタルコンバータの出力に適用することにより、制約された出力信号を生成する段階と；
を有する、方法。
【請求項２】
前記制限は、前記受信器からの出力信号の、最大の周波数についての、最大の一次導関数の値と一致する、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記受信器からの前記出力信号の、前記最大の周波数は、最大で、前記アナログ信号が前記アナログデジタルコンバータによりサンプリングされるサンプリング周波数の二分の一である、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記制限は、前記アナログ信号の、予期される振幅と一致する、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記制約された出力信号を、デジタルコンピュータによる処理のために、該デジタルコンピュータに適用する段階
をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記勾配制限機能は、前記アナログデジタルコンバータの出力が、該アナログデジタルコンバータの以前の出力より大きい前記制約の値に満たないか、又は、該アナログデジタルコンバータの以前の出力より小さい前記制約の値に満たない場合に、前記制約された出力信号を、前記アナログデジタルコンバータの出力と同じにする、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記勾配制限機能は、前記アナログデジタルコンバータの出力が、該アナログデジタルコンバータの以前の出力より大きい前記制約の値を越える場合に、前記制約された出力信号を、以前の制約された出力信号に、前記制約の値を加えた値にする、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記勾配制限機能は、前記アナログデジタルコンバータの出力が、該アナログデジタルコンバータの以前の出力より小さい前記制約の値を越える場合に、前記制約された出力信号を、以前の制約された出力信号から、前記制約の値を引いた値にする、
請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記勾配制限機能は、前記アナログデジタルコンバータの出力を、以前の制約された出力信号の値の一組を用いて計算された移動平均と比較する、
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記移動平均は、以前の制約された出力信号の値の前記一組を用いて計算され、かつ、
前記勾配制限機能が適用されるとき、前記制約された出力信号の値は、該一組の中の、前記以前の制約された出力信号の値の一つを置き換える、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記勾配制限機能は、前記アナログデジタルコンバータの出力を、以前の制約された出力信号の値の一組を用いて計算された標準偏差と比較する、
請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
アナログ信号を受信して、該信号のデジタル表現を生成するために、サンプリング関数に従って、前記アナログ信号をサンプリングするためのアナログデジタルコンバータであって、前記アナログ信号は、前記サンプリング関数のナイキスト基準より高い周波数成分を有するノイズ成分を含む、アナログデジタルコンバータと；
前記サンプリング関数の各サンプリング間隔において、前記信号の前記デジタル表現を受信して、前記信号の前記デジタル表現の前の繰り返し（iteration）に関する、ある制限を、前記信号の前記デジタル表現に適用し、サンプリング間隔における前記信号の前記デジタル表現の変動率を制限する信号制約器と；
を有する、受信器。
【請求項１３】
前記信号制約器は、対象の周波数の、最大の一次導関数の値に対応するよう決定された、前記制約を適用する、
請求項１２に記載の受信器。
【請求項１４】
前記信号制約器は、前記制約を、前記信号の前記デジタル表現の直前の繰り返しに関する、前記信号の前記デジタル表現に適用する、
請求項１２に記載の受信器。
【請求項１５】
前記信号制約器は、前記信号の前記デジタル表現が、前記信号の前記デジタル表現の以前の値より大きい前記制約の値に満たないか、又は、前記信号の前記デジタル表現の以前の値より小さい前記制約の値に満たない場合に、前記信号の前記デジタル表現を、前記アナログデジタルコンバータの出力後に変化させないようにするための勾配制限機能を適用する、
請求項１２に記載の受信器。
【請求項１６】
前記信号制約器は、前記信号の前記デジタル表現が、前記信号の前記デジタル表現の以前の値より大きい前記制約の値を越える場合に、前記信号の前記デジタル表現を、前記信号の前記デジタル表現の以前の制約された値に、前記制約の値を加えた値とする、
請求項１２に記載の受信器。
【請求項１７】
前記信号制約器は、前記信号の前記デジタル表現が、前記信号の前記デジタル表現の以前の値より小さい前記制約の値を越える場合に、前記信号の前記デジタル表現を、前記信号の前記デジタル表現の以前の制約された値から、前記制約の値を引いた値とする、
請求項１２に記載の受信器。
【請求項１８】
前記信号制約器は、前記信号の前記デジタル表現の以前の繰り返しの一組を用いて計算された移動平均に関する前記信号の前記デジタル表現に、前記制約を適用する、
請求項１２に記載の受信器。
【請求項１９】
前記信号制約器は、前記信号の前記デジタル表現の以前の繰り返しの一組を用いて計算された移動標準偏差に関する前記信号の前記デジタル表現に、前記制約を適用する、
請求項１２に記載の受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンプル値データシステムに関し、特には、デジタルのサンプル値信号へのノイズの寄与を低減するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
サンプル値データシステムは、規則的な間隔で、所望の信号の値をサンプリングすることにより、外部のアナログの世界からの情報を処理する。これらのサンプル値データシステムは、プロセス制御、通信システム又は他のあらゆる適用可能な状況において、利用され得る。
【０００３】
サンプル値データシステムがサンプリングする入力信号の周波数は、かかるサンプル値データシステムが識別可能な周波数を決定する。特に、ナイキスト基準によれば、受信器は、サンプリング周波数の半分より小さい周波数のみを識別できる。入力信号が、かかる水準より上の周波数成分を含む場合には、これらの成分は、サンプリング帯域範囲内で、エイリアスとして現れる。従って、サンプリングに先立って、アンチエイリアスフィルタを用いて、信号から、高周波成分を弱めることが一般的である。
【０００４】
図１は、例示的な受信器１０であり、アナログ入力信号１２を受信し、かかるアナログ信号を、デジタルコンピュータ１４で処理するために、デジタル形式へと変換するよう構成される。図１に示されるように、かかる受信器は、アンチエイリアスフィルタ１６と、アナログデジタルコンバータ１８を含む。ナイキスト基準によれば、デジタルのサンプル値信号は、サンプリングレートの１／２より小さい周波数のみを検出することができる。かかる水準より高い周波数は、エイリアスを生ずる。すなわち、低い周波数成分として、不正に現れる。従って、アンチエイリアスフィルタ１６は、一般に、入力信号１２から、高い周波数成分をフィルタするか、あるいは弱めるために用いられる。高い周波数成分が、入力信号から取り除かれると、アナログデジタルコンバータ１８は、信号をサンプリングする。そして、時間でサンプリングされた点における信号の値のデジタル値の表現を生成する。アナログデジタルコンバータ１８の出力は、さらなる処理のために、デジタルコンピュータ１４へ入力される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アンチエイリアスフィルタの実装は、受信器を複雑にし、受信器のコストを増大させる。さらに、アンチエイリアスフィルタは、デジタル化の前の信号に作用するため、一般に、アナログ部品とともに実装される。このことは、受信器を、完全なデジタル回路として実装することを妨げ、受信器のサイズを増大させる。従って、アンチエイリアスフィルタを利用する受信器を必要としない、信号をデジタルで処理する方法が提供されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下の解決手段及び本明細書の最後で説明される要約は、以下の詳細な説明で議論される、いくつかの概念を説明するために提供される。かかる解決手段及び要約は、すべてを包含するものではなく、また、以下のクレームによって説明される、保護対象の範囲の輪郭を示すことを意図するものではない。
【０００７】
デジタルのサンプル値信号へのノイズの寄与を減少させるための方法及び装置は、統計プロセッサ（statistical  processor）と勾配リミッタ（slope  limiter）を有する。統計プロセッサは、ターゲットの信号周波数の、期待される最大の一次導関数の値に対応する勾配限界（slope  limit）を決定するために用いられる、フィルタされた前記信号の平均値（中央値及び／又は標準偏差）を決定する。かかる勾配リミッタは、アナログデジタルコンバータの出力を制約するために適用され、アナログデジタルコンバータの出力が、上下の最大レートを超えることを防止する。アナログデジタルコンバータの出力を制約することにより、最初に、アンチエイリアスフィルタを利用することなく、アナログ信号をデジタルでサンプリングすることが可能となる。デジタルのサンプル値信号についての次の処理は、信号の高い周波数成分の寄与を制限し、それによって、受信器信号に対する、完全なデジタルサンプリング・フィルタリング回路が提供され得るためである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】デジタルサンプリングの前に、入力信号から高い周波数を減ずるためのアンチエイリアスフィルタを用いる、従来のサンプル値データシステムを表す機能ブロック図。
【図２】本発明の一実施形態による、アンチエイリアスフィルタを実装しないサンプル値データシステムを表す機能ブロック図。
【図３】図２で示される実施形態において使用される、信号制限器の一実施形態の機能ブロック図。
【図４】図２で示される実施形態において使用される、信号制限器の別の実施形態の機能ブロック図。
【図５】例示的なノイズ信号を時系列で表した図。
【図６】例示的なノイズパルスを表す図。
【図７】ノイズインパルス列とサンプリング関数を表す図。
【図８】サンプリング関数によって決定された値における、サンプリングされたノイズインパルス列の入力を表す図。
【図９】サンプリングされた正弦曲線の例を表す図。
【図１０】図９の例示的な波形上でのサンプリング点のセットと、サンプリングされた信号に基づく、波形の一次導関数の計算を表す図。
【図１１】図９において示される波形より、高い周波数を有する、別の例示的な波形を表す図。
【図１２】図１１の例示的な波形におけるサンプリング点のセットと、サンプリングされた信号に基づく、波形の一次導関数の計算を表す図。
【図１３】本発明の一実施形態において、アナログデジタルコンバータの出力が、上下の最大レートを超えることを防止するための、入力信号の一次導関数に対する制限機能の応用を表す図。
【図１４】本発明の一実施形態において、アナログデジタルコンバータの出力が、上下の最大レートを超えることを防止するための、入力信号の一次導関数に対する制限機能の応用を表す図。
【図１５】本発明の一実施形態において、アナログデジタルコンバータの出力が、上下の最大レートを超えることを防止するために、入力信号の一次導関数に対する制限機能を適用する例示的な処理を表す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施形態は、添付されるクレームにおいて、詳細と共に説明される。本発明は、以下の図面において、例示的な方法により、説明される。ここで、同様の参照番号は、同様の要素を示す。以下の図面は、説明の目的で、本発明の様々な実施形態を開示するものであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。明確にする目的のため、一部の構成要素は、図面において分類されていないことがある。
【００１０】
図２は、高い周波数信号が、出力信号に著しく寄与することを防止するため、デジタルコンピュータ２２が、アンチエイリアスフィルタを用いる代わりに、信号制約処理（signal  restricting  process）を実装した、本発明の一実施形態を表す。これにより、アナログ信号が、最初にアンチエイリアスフィルタを通ることなく、デジタル形式へと変換され得る。
【００１１】
図２において示される実施形態において、受信器２０は、最初に入力信号がアンチエイリアスフィルタを通ることなく、入力信号と接続されたアナログデジタルコンバータ１８を含む。アナログデジタルコンバータの出力は、デジタルコンピュータ２２へと渡される。デジタルコンピュータ２２は、アナログデジタルコンバータの出力の変化の割合を制限する、信号制約処理を実装し、アナログデジタルコンバータの出力が、サンプル値の間で、過剰に上下することを防止する。これにより、最初に信号をアンチエイリアスフィルタを通過させることなく、高い周波数信号の寄与が効果的に減少し、出力の信号がデジタルにサンプリングされることが可能となる。
【００１２】
多くの異なるアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）回路が開発されており、要求される分解能、応答の種別（線形か非線形か）、精度、誤差許容度及び動作周波数により、特定のＡＤＣが選択される。多くの異なるＡＤＣは、時間とともに開発され、これらの種類の回路は、当該技術分野においてよく知られており、ＡＤＣ回路がどのように動作するかのさらなる詳細については、本発明を不明瞭にすることを防ぐために、ここでは省略される。
【００１３】
信号がＡＤＣによってサンプリングされると、ＡＤＣの出力は、信号制約処理を実装する、デジタルコンピュータへと入力される。信号制約処理は、ＡＤＣの出力と関連付けられた波形の一次導関数が、勾配限界を超えないように動作し、ＡＤＣの出力の変化の最大レートを制約する。図３及び図４は、ＡＤＣ回路の出力を制約するために用いられ得る、二つの例示的な信号制約器（signal  restrictor）を概念的に表す。処理において、信号制約器は、ＡＤＣからのデジタル値を処理するデジタル回路として実装され得る。しかしながら、図３及び図４は、高い周波数信号がＡＤＣの出力に不当に影響することを防止するために、信号制約器がどのように動作するかを、概念的に表している。
【００１４】
図３において示されるように、信号制約器２８は、ＡＤＣからの出力値が、ＡＤＣのサンプル値の間で過度に変化することを防ぐ、勾配リミッタ４０を含む。特に、勾配リミッタは、ＡＤＣ２６からの入力信号ＩＮを受信し、その入力信号に制限（limit）を適用し、出力信号ＯＵＴ３４を生成する。出力信号３４は、さらに統計処理４２に渡される。統計処理４２は、勾配リミッタ４０によって用いられる制限４４を設定し、連続するＡＤＣのサンプリング値の間の変化が許容される信号の量を制約する。変化を許容される信号の量を制限することにより、ＡＤＣからの信号出力におけるノイズの寄与が抑制され得る。
【００１５】
図４に示される例において、信号制約器２８は、勾配リミッタ４０と、図３に示した例のような、統計処理を含む。しかしながら、勾配リミッタが出力信号を提供するのではなく、勾配リミッタの出力信号が、統計処理に提供される。統計処理の出力は、勾配リミッタと、信号制約器からの出力の、両方へ提供される。かかる実施形態は、入力アナログ波形が、単極性信号を含む場合の利用のために設計され、統計プロセッサは、平均値計算を実装し、信号が短時間に変化することを防止する。
【００１６】
統計プロセッサは、平均値を計算するために、様々な異なる方法で動作することができ、先行する信号の平均値と比べて、出力信号が急激に動きすぎることを防止する。例えば、統計プロセッサは、先行するサンプリング値の選択された数の連続値を加算し、サンプリング数で割ることにより、算術平均を計算することができる。これは、先行するサンプリング値を保管するためのＦＩＦＯ又は他のデータ構造を用いて実装され得る「移動平均フィルタ」を介してなされ得る。あるサンプリング値が受信されると、サンプリング値の先行するセットの平均値と比較され、そのサンプリング値が、制限の量を超えて、先行するサンプリング値の平均値から逸脱していないか、検証する。サンプリング値が、制限を越えて平均値を超過する場合には、そのサンプリング値は、その平均値に制限値を加えた（又は平均値から制限値を引いた）ところで固定され、そのサンプリング値におけるノイズの寄与を減少させる。比較の後に、そのサンプリング値は、ＦＩＦＯに加えられ、最も古いサンプリング値が除去される。これにより、移動平均が計算され得る。ＦＩＦＯの長さは、平均値において用いられるサンプリング値の数によって決定される。
【００１７】
統計プロセッサは、代わりに、固定数のサンプリング値の標準偏差を計算することができ、信号が、前のサンプリング値に関連する、あるセットの量よりも変化することを防止する。このことは、平均値がゼロとなるとき、使用され得る。いくつかの例においては、両方の計算を用いることが望ましい。
【００１８】
本システムは、統計的に動作し、抑圧されるべき高い周波数が、サンプリング値又はサンプリング関数と関連していない場合に、特に好適に動作する。例えば、ノイズは、一般的に、サンプリング関数とは関連しておらず、本システムは、ノイズを入力信号から、特に好適にフィルタするよう動作する。特に、本システムは、例えば、結合された（coupled）スイッチング・ノイズのような、対象のネットワークと結合された誘導ノイズを除去するよう好適に動作する。既知の高い周波数成分が、入力信号において現れていることがわかっている場合（例えば、既知の高い周波数信号において、相対的に高い電力が存在する場合）、サンプリング関数の周波数は、高い周波数信号と関連しないように選択されるべきである。
【００１９】
図５−８は、信号が、時間領域の視点から、どのように概念化され得るかを表す。特に、図５は、急な山形（spike）５０によって表される、周期的なノイズ成分を有する、例示的な信号を表す。図５において示されるように、典型的なスイッチング・ノイズのインパルス列（impulse  train）は、例えば、間隔Ｔ１おきに、周期的に生ずる、ノイズインパルスを有し得る。図６において示されるように、一般的に、ノイズインパルスは、無限小の持続期間（infinitesimal  duration）を構成する。同様に、サンプリング関数の持続時間も、無限小であるため、サンプリング関数は、ノイズの山形の発生を検出するために、ノイズの山形の発生と、ほぼ一致することが要求される。
【００２０】
図７は、例示的なノイズのインパルス列とサンプリング関数を示す。例えば、ノイズのインパルス列が、信号がサンプリングされるよりも、高い頻度で生じるものとする。サンプリング関数が、ノイズ関数が信号上で可視である時点において、サンプリングした場合には、ノイズは、デジタルコンピュータに可視となる。サンプリング関数が、ノイズ関数と一致しなかった場合には、図７において示されるように、アナログデジタルコンバータの出力は、ノイズ成分からの寄与を示さない。図８は、ＡＤＣによって表される出力電圧の例を表す。ここで、サンプリング関数は、ノイズ関数と一致していない。図８において示されるように、サンプリング関数が、ノイズ関数が信号に寄与するのと同時に、デジタル信号をサンプリングしない限り、ノイズは出力信号には寄与しない。
【００２１】
いくつかの例示的な回路において、ノイズ関数と、サンプリング関数は、高い頻度では一致しない。例えば、サンプリング関数は、ノイズ成分を、１０００００個のサンプリング毎に一度だけ、可視にさせる。しかしながら、その場合には、ノイズ成分が、デジタルコンピュータ上で実行する数値アルゴリズムに対して、問題を引き起こす可能性がある。したがって、出願人は、それが怒った場合に、信号からノイズを除去するため、信号制約回路における勾配リミッタの利用を提案している。時間領域における信号を分析し、サンプリング値の間の急な増加／減少を防ぐことにより、出願人は、入力信号をデジタルでサンプリングし、アンチエイリアスフィルタの使用を必要とすることなく、高い周波数成分によるノイズの寄与を減少させることが可能であることを発見した。
【００２２】
図９−１２は、勾配リミッタが、どのようにして、高い周波数が信号制約器の出力へ寄与することを妨げるかを、概念的に表す。特に、図９は、各サイクルの間に、ＡＤＣによって１６回サンプリングされ得る第一の周波数を有する第一の信号を表す。また、図１１は、同一の割合のＡＤＣサンプリングによって８回サンプリングされ得る、二倍の周波数である第二の信号を表す。図１０及び図１２は、それぞれ、図９及び１１において示される波形をサンプリングする場合の、ＡＤＣによる電圧出力を表す。
【００２３】
図１０及び図１２は、図９及び図１１の波形をサンプリングする間に、ＡＤＣによって測定され得る、最大の電圧の変化を示している。図１０において示されるように、ＡＤＣからの出力値は、一つのサンプリング期間δＴの間に、電圧δＶの変動と比例する量によって、変動し得る。二つの波形が同一の振幅を有する場合には、より高い周波数の波形と比べて（図１２参照）、より低い周波数の波形の方が、特定のサンプリング間隔δＴ（図１０参照）の間に、電圧δＶの変動が、より小さくなり得る。出願人は、ＡＤＣの値の変動が、期待された出力の変動を超えることを妨げるために、ＡＤＣ出力の事後的なサンプリング処理を用いることができることを認識した。特に、出力を、特定の量（制限４４）より変動させないようにすることにより、信号上のノイズの寄与が抑制される。従って、この例では、制限が、図１０に示される電圧δＶにおける変動に対応するよう設定された場合に、ＡＤＣが、代わりに、図１２に示される電圧の変動に対応する値を出力するとき、勾配リミッタは、図１０に示されるように、ＡＤＣの値をその値に減少させる。これにより、高い周波数の寄与が、出力３４に影響することを防止する。
【００２４】
統計処理４２は、勾配制限（slope  limit）を設定するために用いられる。勾配制限は、勾配リミッタ（slope  limiter）４０によって使用され、ＡＤＣの出力を調整し、高い周波数成分の寄与を減少させる。上述したように、信号の勾配は、特定のサンプリング間隔において、許容されるＡＤＣの出力の変化の量を制約することによって、制限される。信号の上下が許容される量の制約は、ＡＤＣからの周波数の出力を効果的に制限する、信号の一次導関数（すなわち、勾配）を制約する。統計処理は、勾配リミッタにより、予期される周波数と振幅に基づいて、適用されるべき制限を決定する。任意で、信号の振幅は、単純な処理のために、統計処理４２によって、正規化されてもよい。
【００２５】
統計関数は、データを集め、勾配制限を決定するために利用できる平均値を計算する。予期される信号がＤＣ信号である場合には、平均値（算術平均）が、計算されるべきである。かかる値は、図４の統計プロセッサにより用いられ、出力値を決定する。予期される信号がＡＣ信号である場合には、標準偏差（二乗平均平方根−ＲＭＳ）値が、計算されるべきである。ＲＭＳ値は、正規化された勾配制限で乗算され、特定のサンプリング間隔の間に、最大の電圧変動を決定する。予期される信号が、ＤＣ成分とＡＣ成分を含む場合には、両方の平均が必要とされ得る。
【００２６】
図１３は、信号が減少するときに、制限がどのように適用され得るかの例を表す。また、図１４は、信号が増大するときに、制限がどのように適用され得るかの例を表す。特に、図１３において、信号が急速に減少するとき、ＡＤＣによって測定される電圧δＶの変化は、信号制約器によって課されるδＶの制限を超えるであろう。したがって、信号制約器は、時刻Ｔ０の出力値と比べて、時刻Ｔ１における出力が減少し得る量を制限する。図１４においても同様に、信号が急速に増大するとき、ＡＤＣによって測定される電圧δＶの変化は、信号制約器によって課されるδＶの制限を越えるであろう。従って、信号制約器は、時刻Ｔ０の出力値と比べて、時刻Ｔ１における出力が増加し得る量を制限する。
【００２７】
図１５は、本発明の実施形態に従って、勾配リミッタにより実装され得る、例示的な処理を表す。図１５に示されるように、勾配リミッタは、時刻Ｔ１におけるＡＤＣからの入力信号を受信する（１００）。次に、勾配リミッタは、時刻Ｔ１における入力が、時刻Ｔ０における出力に、統計処理４２により設定された制限値を加えた値より大きいかどうか決定するために、一連の検査を実行する（１０２）。そうであれば、勾配リミッタは、時刻Ｔ１における出力が、時刻Ｔ０における出力に制限値を加えた値となるように、出力値を固定する（１０４）。勾配リミッタは、さらに、時刻Ｔ１における入力が、時刻Ｔ０における出力から、統計処理４２により設定された制限値を引いた値より小さいかどうか決定するために、検査を実行する（１０６）。そうであれば、勾配リミッタは、時刻Ｔ１における出力が、時刻Ｔ０における出力から制限値を引いた値となるように、出力値を固定する（１０８）。これらの条件がいずれも当てはまらない場合には、勾配リミッタの出力は、ＡＤＣの出力と等しくなるよう設定される（１１０）。条件の一つが一度適用されると、当該処理は、ステップ１００に戻り、ＡＤＣからのさらなる入力を待つ。
【００２８】
上述した例では、信号制約器は、ＡＤＣの直前の出力値を見ることによって、動作した。特に、信号制約器は、前の出力に、制限値を加えるか、又は引くことに基づいて、現在の出力の最大値を設定した。制限値は、例えば、対象となる周波数の、最大の一次導関数のような、勾配に基づくものであった。他の基準が、一つのサンプリング期間の先を検査して、同様に特定されてもよい。例えば、信号制約器は、現在のサンプリングのＡＤＣの最大の出力値を決定するとき、以前の出力値を越えた出力値を検査するために、二以上、前のサンプリング期間を検査してもよい。このように、より洗練された制限値が、対象の周波数の期待される波形に基づき、ＡＤＣの出力を調整するために、適用され得る。
【００２９】
特に、勾配リミッタ又は信号制約器と関連する機能は、一般に、コンピュータ読取可能なメモリに格納されるプログラム命令のセットとして実装され、コンピュータプラットフォーム上の、一以上のプロセッサで実行され得る。好ましくは、これらの機能は、個別部品、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）のような集積回路、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）のようなプログラム可能な論理デバイスと連結されて用いられるプログラム可能なロジック、若しくは、マイクロプロセッサ、ステートマシン、又はこれらの組み合わせを含むあらゆる他の装置を用いて、実装され得る。プログラム可能なロジックは、ハードウェアロジック、読み取り専用メモリチップ、コンピュータメモリ、ディスク又は他の記憶媒体のような、有形の記憶媒体において、一時的又は恒久的に、固定され得る。そのような全ての実施形態は、本発明の範囲内にあることが、意図されている。
【００３０】
図面及び明細書によって示される実施形態の様々な変更及び修正は、本発明の精神及び範囲内で、なされ得る。従って、上記の説明に含まれ、添付される図面で説明される全ての事項は、一例として解釈されることを意図しており、限定する意図をもってなされたものではない。本発明は、以下のクレーム及びその均等物において定義されるように、制限される。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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