(57)【要約】      （修正有）【課題】Ａ／Ｄ変換時にアナログ信号の極性を含めないことにより、回路構成を小型化する。【解決手段】アナログ／デジタル変換部301と前記アナログ／デジタル変換部301からのデジタルデータ301a及びアナログ信号極性301bを入力するためのデジタル信号処理部303とからなる絶対値Ａ／Ｄ変換器200を有し、前記絶対値Ａ／Ｄ変換器200は入力されるアナログ信号Ｆ(t)の極性に応じて前記アナログ／デジタル変換部301にてアナログ信号Ｆ(t)との比較に用いる比較信号の極性を切換える比較信号極性切換回路300と、前記デジタル信号処理部303において前記アナログ信号Ｆ(t)の極性に応じてデジタルデータ301aの極性を切換えるデジタルデータ極性切換回路302とを有し、前記デジタル信号処理部303から絶対値データ200aを得る。【選択図】図２
2015050617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ／デジタル変換部(301)と前記アナログ／デジタル変換部(301)からのデジタルデータ(301a)及びアナログ信号極性(301b)を入力するためのデジタル信号処理部(303)とからなる絶対値Ａ／Ｄ変換器(200)を有し、
前記絶対値Ａ／Ｄ変換器(200)は入力されるアナログ信号Ｆ(t)の極性に応じて前記アナログ／デジタル変換部(301)にてアナログ信号Ｆ(t)との比較に用いる比較信号の極性を切換える比較信号極性切換回路(300)と、前記デジタル信号処理部(303)において前記アナログ信号Ｆ(t)の極性に応じてデジタルデータ(301a)の極性を切換えるデジタルデータ極性切換回路(302)とを有し、前記デジタル信号処理部(303)から絶対値データ(200a)を得ることを特徴とするＡ／Ｄ変換方法。
【請求項２】
前記比較信号極性切換回路(300)は、絶対値が同じ極性の異なる２つの比較信号の内、前記アナログ信号Ｆ(t)と同じ極性の前記比較信号を選択して前記アナログ信号Ｆ(t)との比較に用いることを特徴とする請求項１記載のＡ／Ｄ変換方法。
【請求項３】
前記比較信号極性切換回路(300)は、絶対値データ(200a,201a)が同じで極性の異なる基準信号の内、前記アナログ信号Ｆ(t)と同じ極性の基準信号を選択して前記比較信号の生成に用いることを特徴とする請求項１記載のＡ／Ｄ変換方法。
【請求項４】
アナログ／デジタル変換部(301)と前記アナログ／デジタル変換部(301)からのデジタルデータ(301a)及びアナログ信号極性(301b)を入力するためのデジタル信号処理部(303)とからなる絶対値Ａ／Ｄ変換器(200)を有し、
前記絶対値Ａ／Ｄ変換器(200)は入力されるアナログ信号Ｆ(t)の極性に応じて前記アナログ／デジタル変換部(301)にてアナログ信号Ｆ(t)との比較に用いる比較信号の極性を切換える比較信号極性切換回路(300)と、前記デジタル信号処理部(303)において前記アナログ信号Ｆ(t)の極性に応じてデジタルデータ(301a)の極性を切換えるデジタルデータ極性切換回路(302)とを有し、前記デジタル信号処理部(303)から絶対値データ(200a)を得ることを特徴とするＡ／Ｄ変換装置。
【請求項５】
前記比較信号極性切換回路(300)は、絶対値が同じ極性の異なる２つの比較信号の内、前記アナログ信号Ｆ(t)と同じ極性の前記比較信号を選択して前記アナログ信号Ｆ(t)との比較に用いることを特徴とする請求項４記載のＡ／Ｄ変換装置。
【請求項６】
前記比較信号極性切換回路(300)は、絶対値データ(200a,201a)が同じで極性の異なる基準信号の内、前記アナログ信号Ｆ(t)と同じ極性の基準信号を選択して前記比較信号の生成に用いることを特徴とする請求項４記載のＡ／Ｄ変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ａ／Ｄ変換方法及び装置に関し、特に、Ａ／Ｄ変換時にアナログ信号の極性を含めないことにより、回路構成を簡略化するための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種のＡ／Ｄ変換器においては、Ａ／Ｄ変換して絶対値デジタルデータを得るためには、(1)アナログ信号をアナログ絶対値回路にて絶対値信号にした後に、Ａ／Ｄ変換する方法、及び、(2)アナログ信号をＡ／Ｄ変換した後にデジタル絶対値回路で絶対値化する方法、の二方法がある。
【０００３】
前述の二方法に共通するＡ／Ｄ変換については、非特許文献１のフラッシュ型高分解能Ａ／Ｄ変換器を代表として挙げることができ、通常は入力されたアナログ信号の基準値に対する電位差に応じたデジタルデータが出力される。
また、前述の絶対値回路については、前述の(1)のアナログ絶対値回路としては、非特許文献２の図１１−１４のような回路が知られ、前記の(2)のデジタル絶対値回路については、デジタルデータの極性符号に基づいてデータを反転させる方法等がある。
【０００４】
また、特許文献１に開示されたＲ／Ｄコンバータにおいては、Ａ／Ｄ変換した後に、データの絶対値を取得して信号処理に用いる方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３０１８０６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】２００６年１２月号「トランジスタ技術」１０〜１１頁の「Ａ−Ｄ変換ＩＣを使いこなす」。
【非特許文献２】２００４年第２０版が発行された「ＯＰアンプ回路の設計」の第３１２頁の図１１−１４の「絶対値回路」。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のＡ／Ｄ変換方法は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の(1)の方法では、アナログ絶対値回路が必要で回路を簡単化することが難しく、前記の(2)の方法においては、アナログ信号の極性まで含めてアナログ／デジタル変換した後に、デジタル信号処理にて絶対値化することとなり、アナログ／デジタル変換を実施する回路が大型化することになっていた。
また、前記の特許文献１の構成においては、Ａ／Ｄ変換した後に、データの絶対値を取得して信号処理に用いる方法であるため、回路の小型化には好適ではなかった。
【０００８】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、Ａ／Ｄ変換時にアナログ信号の極性を含めないことにより、回路構成を従来よりも小型化できるようにしたＡ／Ｄ変換方法及び装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によるＡ／Ｄ変換方法は、アナログ／デジタル変換部と前記アナログ／デジタル変換部からのデジタルデータ及びアナログ信号極性を入力するためのデジタル信号処理部とからなる絶対値Ａ／Ｄ変換器を有し、前記絶対値Ａ／Ｄ変換器は入力されるアナログ信号の極性に応じて前記アナログ／デジタル変換部にてアナログ信号との比較に用いる比較信号の極性を切換える比較信号極性切換回路と、前記デジタル信号処理部において前記アナログ信号の極性に応じてデジタルデータの極性を切換えるデジタルデータ極性切換回路とを有し、前記デジタル信号処理部から絶対値データを得る方法であり、また、前記比較信号極性切換回路は、絶対値が同じ極性の異なる２つの比較信号の内、前記アナログ信号と同じ極性の前記比較信号を選択して前記アナログ信号との比較に用いる方法であり、また、前記比較信号極性切換回路は、絶対値データが同じで極性の異なる基準信号の内、前記アナログ信号と同じ極性の基準信号を選択して前記比較信号の生成に用いる方法であり、また、本発明によるＡ／Ｄ変換装置は、アナログ／デジタル変換部と前記アナログ／デジタル変換部からのデジタルデータ及びアナログ信号極性を入力するためのデジタル信号処理部とからなる絶対値Ａ／Ｄ変換器を有し、前記絶対値Ａ／Ｄ変換器は入力されるアナログ信号の極性に応じて前記アナログ／デジタル変換部にてアナログ信号との比較に用いる比較信号の極性を切換える比較信号極性切換回路と、前記デジタル信号処理部において前記アナログ信号の極性に応じてデジタルデータの極性を切換えるデジタルデータ極性切換回路とを有し、前記デジタル信号処理部から絶対値データを得る構成であり、また、前記比較信号極性切換回路は、絶対値が同じ極性の異なる２つの比較信号の内、前記アナログ信号と同じ極性の前記比較信号を選択して前記アナログ信号との比較に用いる構成であり、また、前記比較信号極性切換回路は、絶対値データが同じで極性の異なる基準信号の内、前記アナログ信号と同じ極性の基準信号を選択して前記比較信号の生成に用いる構成である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によるＡ／Ｄ変換方法及び装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、アナログ／デジタル変換部と前記アナログ／デジタル変換部からのデジタルデータ及びアナログ信号極性を入力するためのデジタル信号処理部とからなる絶対値Ａ／Ｄ変換器を有し、前記絶対値Ａ／Ｄ変換器は入力されるアナログ信号の極性に応じて前記アナログ／デジタル変換部にてアナログ信号との比較に用いる比較信号の極性を切換える比較信号極性切換回路と、前記デジタル信号処理部において前記アナログ信号の極性に応じてデジタルデータの極性を切換えるデジタルデータ極性切換回路とを有し、前記デジタル信号処理部から絶対値データを得ることにより、アナログ信号の極性のＡ／Ｄ変換を省略できるため、その部分の回路を従来よりも少なくすることができ、回路の簡略化によってＡ／Ｄ変換器の小型化及び低価格化が図れる。
また、前記比較信号極性切換回路は、絶対値が同じ極性の異なる２つの比較信号の内、前記アナログ信号と同じ極性の前記比較信号を選択して前記アナログ信号との比較に用いることにより、前述の効果をより一層明確化できる。
また、前記比較信号極性切換回路は、絶対値データが同じで極性の異なる基準信号の内、前記アナログ信号と同じ極性の基準信号を選択して前記比較信号の生成に用いることにより、前述の効果をより一層明確化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明によるＡ／Ｄ変換方法及び装置を示すブロック図である。
【図２】図１の比較信号極性切換回路及びデジタルデータ極性切換回路の具体例を示す回路図である。
【図３】図２の他の形態を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、Ａ／Ｄ変換時にアナログ信号の極性を含めないことにより、回路構成を簡略化することである。
【実施例】
【００１３】
以下、図面と共に本発明によるＡ／Ｄ変換方法及び装置の好適な実施の形態について説明する。
図１において、符号２００で示されるものは、本発明による改良された絶対値Ａ／Ｄ変換器であり、この絶対値Ａ／Ｄ変換器２００は、比較信号極性切換回路３００を有するアナログ／デジタル変換部３０１と、前記アナログ／デジタル変換部３０１に接続されデジタルデータ極性切換回路３０２を有するデジタル信号処理部３０３とから構成されている。
【００１４】
前記アナログ／デジタル変換部３０１には、アナログ信号Ｆ(t)が入力され、前記アナログ／デジタル変換器３０１から出力されるデジタルデータ３０１ａ及びアナログ信号極性３０１ｂは前記デジタル信号処理部３０３に入力され、前記デジタル信号処理部３０３からは絶対値データ２００ａが出力されるように構成されている。
【００１５】
図１に示される絶対値Ａ／Ｄ変換器２００は、周知のフラッシュ型のアナログ／デジタル変換ベースの形態であり、前記比較信号極性切換回路３００は、絶対値が同じで極性の異なる２つの（正側と負側）比較信号のうち、前記Ｆ(t)と同じ極性の基準信号を選択して比較信号を生成してＦ(t)との比較に用いている。
【００１６】
すなわち、図２で示されるように、前記アナログ／デジタル変換部３０１内の前記比較信号極性切換回路３００の後段側には、デジタル化の分解能に対応した数のコンパレータＣＭＰＰＯＬ，ＣＭＰ１，ＣＭＰ２・・・ＣＭＰｎ−１，ＣＭＰｎが設けられ、各コンパレータＣＭＰ１〜ＣＭＰｎの出力ＯＵＴ側にはこれと対応して頭数のラッチ回路ＬＴ１，ＬＴ２・・・ＬＴｎ−1，ＬＴｎが設けられている。
【００１７】
前記各ラッチ回路ＬＴ１〜ＬＴｎからのデジタルデータ３０１ａは、前記アナログ／デジタル変換部３０１の後段のデジタルデータ極性切換回路３０２の各セレクタ１、セレクタ２、セレクタｎ−１及びセレクタｎの一方の入力端子Ａに入力され、他方の入力端子Ｂには、前記デジタルデータ３０１ａがインバータ１ｖを介して反転した状態で接続されている。
【００１８】
前記各セレクタ１〜ｎの各出力Ｓ1〜Ｓｎは、バイナリエンコーダ４００を介してＬＳＢ，ＬＳＢ＋１，・・・ＭＳＢ−１，ＭＳＢからなる絶対値データ２００ａが得られるように構成されている。
また、前記デジタルデータ極性切換回路３０２は、図２の構成に限らず前記バイナリエンコーダ４００の後段に設けることもできる。
【００１９】
前記各コンパレータＣＭＰＰＯＬ〜ＣＭＰｎの前段に設けられた比較信号極性切換回路３００には、所定の設定電圧＋Ｖｒｅｆと−Ｖｒｅｆ間に、分解能に応じた数で設けられ互いに直列接続された多数の抵抗Ｒ−（ｎ＋１），Ｒ−ｎ・・・Ｒ−３，Ｒ−２，Ｒ−１，Ｒ＋１，Ｒ＋２，Ｒ＋３・・・Ｒ＋ｎ，Ｒ＋ｎ＋１が設けられ、各抵抗Ｒ−（ｎ＋1）〜Ｒ＋ｎ＋1は周知のラダーネットワークを形成し、分圧された各分圧電圧からなる比較信号ＶＢは前記各コンパレータＣＭＰ1〜ＣＭＰｎの負端子Ｔ−に接続された電子型オン／オフのスイッチＳＷ−１，ＳＷ＋１，ＳＷ−２，ＳＷ＋２・・・ＳＷ−（ｎ−1），ＳＷ＋(ｎ−1)．ＳＷ−ｎ，ＳＷ＋ｎに接続されている。
【００２０】
前記各分圧電圧ＶＢのうち、抵抗Ｒ−１とＲ＋１との間における分圧電圧ＶＢ１からなる比較信号は、前記コンパレータＣＭＰＰＯＬのＴ−に直接入力され、このコンパレータＣＭＰＰＯＬ及び各コンパレータＣＭＰ1〜ＣＭＰｎの正端子Ｔ＋には、前記アナログ信号Ｆ(t)が直接入力されるように構成されている。
【００２１】
図２において、前記コンパレータＣＭＰＰＯＬは、極性を選択するためのコンパレータであり、前記コンパレータＣＭＰＰＯＬからのアナログ信号極性３０１ｂは、前記比較信号極性切換回路３００の前記スイッチＳＷ１〜ＳＷ−nにインバータ１Ｖ１を介して入力されると共に前記スイッチＳＷ＋1〜ＳＷ＋ｎに直接入力され、さらに、前記各セレクタ１〜ｎに同時に入力されるように構成されている。
【００２２】
従って、前記アナログ／デジタル変換部３０１に入力されたアナログ信号Ｆ(t)はコンパレータＣＭＰＰＯＬ〜ＣＭＰｎの正端子Ｔ＋に入力され、各比較信号ＶＢがその負端子Ｔ−に入力され、前記アナログ信号極性３０１ｂが前記各ＳＷ−１からＳＷ＋ｎに直接又はインバータＩＶ１を介して入力され、前記アナログ信号Ｆ(t)の正負何れかの極性におけるアナログ信号のみが各ラッチＬＴ１〜ＬＴｎを介してデジタルデータ３０１ａとして各セレクタ１〜ｎを経て各セレクタ１〜ｎを通過してバイナリエンコーダ４００に入力され、絶対値２００ａが得られる。
【００２３】
尚、前記アナログ信号極性３０１ｂは、前記各スイッチＳＷ−１〜ＳＷ＋１に入力されていると共に、同時に、前記セレクタ１〜ｎに入力され、前記デジタルデータ３０１ａが直接バイナリエンコーダ４００に入力されるか、又は、各インバータ１Ｖを介して反転されてバイナリエンコーダ４００に入力される。
【００２４】
前述のアナログ信号極性３０１ｂは、前記コンパレータＣＭＰＰＯＬに入力される前記Ｆ(t)の正・負に応じて出力され、このアナログ信号極性３０１ｂによって各スイッチＳＷ−1〜ＳＷ＋ｎ及び各セレクタ１〜ｎが切換えられ、前記バイナリエンコーダ４００には、正側又は負側のデジタルデータ３０１ａが入力される。
【００２５】
従って、前記アナログ信号極性３０１ｂの正・負により、全てのスイッチＳＷ−１〜ＳＷ＋１を有する比較信号極性切換回路３００及びデジタルデータ極性切換回路３０２の切換えが自動的に行われ、従来のようにアナログ信号Ｆ(t)における極性部分の変換はデジタル処理しなくて済むことになり、従来よりもＡ／Ｄ変換器の回路構成を大幅に小さくすることができる。
【００２６】
図３は、図１の絶対値Ａ／Ｄ変換器２００の他の形態を示すもので、前記比較信号極性切換回路３００が図２の構成とは異なるのみで、その他の構成は図２と同一であるため、前記比較信号極性切換回路３００について説明する。
すなわち、図３において、電源−Ｖｒｅｆには第１スイッチＳＷａが接続され、この第１スイッチＳＷａにはインバータＩＶ１を介して前述のアナログ信号極性３０１ｂが接続されている。
【００２７】
また、電源＋Ｖｒｅｆに接続された第２スイッチＳＷｂは、前記第１スイッチＳＷａに電気的に接続されると共に、前述の比較信号ＶＢ，ＶＢ１を出力するための直列型の各抵抗Ｒ１〜Ｒｎ＋１に接続され、各比較信号ＶＢ，ＶＢ１は各コンパレータＣＭＰ1〜ＣＭＰｎ及びＣＭＰＰＯＬの負端子Ｔ−に入力されている。
前記各コンバータＣＭＰＰＯＬからＣＭＰｎのうち、コンバータＣＭＰＰＯＬから出力されるアナログ信号極性３０１ｂは、前記第１スイッチＳＷａにインバータＩＶ１を介して入力されると共に前記第２スイッチＳＷｂに直接入力されている。
【００２８】
従って、前記アナログ信号極性３０１ｂが正、負何れかの場合、何れかのスイッチＳＷａ，ＳＷｂが切換えられ、正側又は負側のデジタルデータ３０１ａが前述の各セレクタＳ１〜Ｓｎに送られ、前記各セレクタＳ１〜Ｓｎも前記アナログ信号極性３０１ｂによって各スイッチＳＷａ，ＳＷｂと同期して正側及び負側が切換えられ、信号極性をデータ化することなく、絶対値データ２００ａを出力することができる。
【００２９】
尚、図３の絶対値Ａ／Ｄ変換器２００の構成は、周知のフラッシュ型のＡ／Ｄ変換器であり、前記比較信号極性切換回路３００は、絶対値が同じで極性の異なる図示しない基準信号のうち、アナログ信号と同じ極性の図示しない基準信号を選択して比較信号の生成に用いている。
前述の構成は、図示しない基準信号の極性を切換えるものであり、Ａ／Ｄ変換は前述のフラッシュ型ではなく、図示しない基準信号から比較信号を生成するものであれば幅広い方式に適用できる。
また、前記デジタルデータ極性切換回路３０２は、前記バイナリエンコーダ４００の前段に限らず、後段に設けた場合も同様の作用を得ることができる。
【００３０】
次に、以上の実施の形態をまとめると、次の通りである。
すなわち、アナログ／デジタル変換部３０１と前記アナログ／デジタル変換部３０１からのデジタルデータ３０１ａ及びアナログ信号極性３０１ｂを入力するためのデジタル信号処理部３０３とからなる絶対値Ａ／Ｄ変換器２００を有し、
前記絶対値Ａ／Ｄ変換器２００は入力されるアナログ信号Ｆ(t)の極性に応じて前記アナログ／デジタル変換部３０１にてアナログ信号Ｆ(t)との比較に用いる比較信号の極性を切換える比較信号極性切換回路３００と、前記デジタル信号処理部３０３において前記アナログ信号Ｆ(t)の極性に応じてデジタルデータ３０１ａの極性を切換えるデジタルデータ極性切換回路３０２とを有し、前記デジタル信号処理部３０３から絶対値データ２００ａを得ることを特徴とするＡ／Ｄ変換方法及び装置であり、また、前記比較信号極性切換回路３００は、絶対値が同じ極性の異なる２つの比較信号の内、前記アナログ信号Ｆ(t)と同じ極性の前記比較信号を選択して前記信号アナログＦ(t)との比較に用いることを特徴とするＡ／Ｄ変換方法及び装置であり、また、前記比較信号極性切換回路３００は、絶対値データ２００ａ，２０１ａが同じで極性の異なる基準信号の内、前記アナログ信号Ｆ(t)と同じ極性の基準信号を選択して前記比較信号の生成に用いることを特徴とするＡ／Ｄ変換方法及び装置である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明によるＡ／ｄ変換方法及び装置は、Ａ／Ｄ変換時にアナログ信号の極性を含めないことにより、回路構成を簡略化した安価なＡ／Ｄ変換器を得ることができる。
【符号の説明】
【００３２】
Ｆ(t)    アナログ信号
３００    比較信号極性切換回路
３０１    アナログ／デジタル変換部
３０１ａ    デジタルデータ
３０１ｂ    アナログ信号極性
３０２    デジタルデータ極性切換回路
３０３    デジタル信号処理部
４００    バイナリエンコーダ
ＶＢ    比較信号
ＩＶ，ＩＶ１    インバーダ
ＳＷ−１〜ＳＷ＋ｎ    スイッチ
ＣＭＰＰＯＬ〜ＣＭＰｎ    コンパレータ
ＬＴ1〜ＬＴｎ    ラッチ回路
１〜ｎ    セレクタ
【図１】
2015050617.tif 000003
【図２】
2015050617.tif 000004
【図３】
2015050617.tif 000005