(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログインプット信号を適用するためのアナログ差動インプット（１）と、アナログ差動インプット（１）に適用されているアナログインプット信号をデジタル変換されたインプット信号に変換するためのアナログ／デジタル変換器（３）と、デジタル変換されたインプット信号の信号直流分を直流分目標値と比較するための、アナログ／デジタル変換器（３）のアウトプットと結合された評価装置（４）とを有するデジタル信号処理システムのための差動インプット回路において、
少なくとも１つの電源（１３、１４、１７、１８）が設けられ、これら電源は付随するスイッチ（１５、１６、１９、２０）を用い、アナログ差動インプット（１）を充電または放電させるために、デジタル変換されたインプット信号のコモンモード電圧が目標電圧へと制御されるように接続可能であることを特徴とする、デジタル信号処理システムのための差動インプット回路。
【請求項２】
電源（１３、１４、１７、１８）が制御可能な半導体コンポーネントによって形成され、これらコンポーネントは、コモンモード電圧目標値をアナログインプット信号と比較するための作動回路（１００）によって、コモンモード電圧とコモンモード電圧目標値の間の差に応じて、スイッチ（１５、１６、１９、２０）を作動するたびにコモンモード電圧が調整されるように作動されることを特徴とする、請求項１に記載のインプット回路。
【請求項３】
アナログ差動インプット（１）が反転を行わないインプット接続部（１１）と反転を行うインプット接続部（１２）を備え、その際反転を行わないインプット接続部（１１）に第一および第二の電源（１３、１４）が、反転を行うインプット接続部（１２）に第三及び第四の電源（１７、１８）が割り当てられ、これらの電源はそれぞれ、差動インプット（１）を充電または放電させるため、評価装置（４）が付随するスイッチ（１５、１６、１９、２０）を作動することによって、差動インプット（１）に接続可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載のインプット回路。
【請求項４】
第一の電源（１３）が正の基準電位と反転を行わないインプット接続部（１１）との間に、第二の電源（１４）がグラウンド電位と反転を行わないインプット接続部（１１）の間に、第三の電源（１７）が正の基準電位と反転を行うインプット接続部（１２）の間に、そして第四の電源（１８）がグラウンド電位と反転行うインプット接続部（１２）との間に接続されていることを特徴とする、請求項３に記載のインプット回路。
【請求項５】
アナログ差動インプット（１）とアナログ／デジタル変換器（３）の間にエイリアス除去フィルターを接続することを特徴とする、前記各請求項のいずれか１項に記載のインプット回路。
【請求項６】
評価装置（４）が少なくとも１つの低域通過フィルターを備えることを特徴とする、前記各請求項のいずれか１項に記載のインプット回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、アナログ差動インプットとアナログ／デジタル変換器と、デジタル変換されたインプット信号の直流分を設定するための装置とを備える、デジタル信号処理システムのための差動インプット回路に関する。
【０００２】
デジタル信号処理システムは広く普及している。これはアナログ回路に比べて数多くの技術的ならびに経済的利点を持つので、これまでアナログで行われるのが典型的だったような用途においても、ますます多くのデジタル信号処理システムがアナログ回路に取って代わるようになっている。
【０００３】
とはいっても信号の伝送は、伝送媒体中で利用できる帯域幅がきわめて限られているため、多くの場合アナログで行われるので、デジタル信号処理システムの前にアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）を接続しなければならない。この場合雑音余裕度を改善するためにしばしば差動インプットを持つインプット回路が用いられ、その際インプット信号はしばしばエイリアス除去フィルターを経由してＡ／Ｄ変換器に導かれる。
【０００４】
しかし通常の変調法による信号伝送は、その結果として、受信信号が直流分（周波数が０の時の信号成分）を持たないということになる。たとえばポーチを持つ映像信号といったいくつかの信号の場合、このような直流分は重要なので、信号によって伝送される情報により直流分を別個に復元しなければならない。
【０００５】
この目的のために、抵抗やコンデンサーを用いて、信号の直流分を検索し設定することができる（差動的な）インプット回路が知られている。しかしこの回路の欠点は、抵抗に不整合がある場合、または後ろに接続されたエイリアス除去フィルターまたはＡ／Ｄ変換器にオフセットがある場合、デジタル変換されたインプット信号の直流成分にエラーが付随していることである（「端子エラー」）。これが原因で映像信号の場合は色ひずみが、白黒画像の場合は色にじみが生じることがある。
【０００６】
公報ＥＰ−Ａ−０５３９２５９は、アナログ−デジタル変換器とマイクロプロセッサーを備える差動インプット回路を記載している。このマイクロプロセッサーは、アナログ−デジタル変換器が変換したアナログインプット信号を評価し、目標値に達するための修正を行うものである。
【０００７】
公報ＥＰ０７１４１６９Ａ１は、アナログ−デジタル変換器と比較回路を持つインプット回路を記載している。この比較回路は、アナログインプット信号の直流分を設定するため、アナログ−デジタル変換器が変換したデジタルインプット信号を目標値と比較するものである。
【０００８】
公報ＪＰ０５０５５９１８Ａは、演算増幅器のためのアナログ差動インプットを持つ差動インプット回路を記載している。この演算増幅器の後ろにはアナログ−デジタル変換器が接続され、この変換器は演算増幅器のアナログアウトプット信号をデジタル値に変換する。このデジタル変換された数値は、評価装置によって目標値と比較される。アナログインプット信号の直流分を設定するため、目標値の方向にアナログ差動インプットを充電または放電させる。
【０００９】
本発明の課題は、冒頭に挙げた種類の差動インプット回路であって、かつアナログ伝送されてデジタル変換されたインプット信号の直流成分におけるエラーを、広範囲に防止できるような差動インプット回路を得ることである。
【００１０】
この課題は、本発明では請求項１に挙げた諸特徴を持つ差動インプット回路によって解決される。
【００１１】
この解決法の本質的な利点は、エイリアス除去フィルターとＡ／Ｄ変換器に起因する、そして場合によってはそのほかのコンポーネントに起因するエラーが、デジタル変換されたインプット信号の評価によって補償されることである。
【００１２】
また、本発明の有利な発展形を従属請求項に記載した。
【００１３】
本発明のそのほかの詳細、特徴および利点を、好ましい実施形態の図面を用いて、下記に説明する。
【００１４】
図１は差動インプット１を持つ１つの差動インプット回路を示し、この差動インプットはそれ自体知られているエイリアス除去フィルター２と結合されている。そのアウトプットはこれもそれ自体知られているＡ／Ｄ変換器３に隣接している。この変換器が生じたデジタル変換された差動インプット信号（ａｄｏｕｔと略記）が、デジタル信号処理システムに、同時にまた評価装置４に導かれる。
【００１５】
差動インプット１は反転を行わない第一のインプット接続部１１（ｉｎｐと略記）と、反転を行う第二のインプット接続部１２（ｉｎｎと略記）を備える。これらの接続部は、先行する段階から生じた直流電圧を遮断するために、それぞれ通常の方法でコンデンサーＣ１、Ｃ２と接続されている。
【００１６】
第一の電源１３は正の基準電位と第一のインプット接続部１１の間に、第二の電源１４は第一のインプット接続部１１とグラウンドの間に接続されている。さらには第一のスイッチ１５が第一の電源１３と第一のインプット接続部１１の間に、そして第二のスイッチ１６が第一のインプット接続部１１と第二の電源１４の間に設けられている。
【００１７】
同様な方法で、正の基準電位と第二のインプット接続部１２の間に第三の電源１７が、そして第二のインプット接続部１２とグラウンドの間に第四の電源１８が位置する。２つの電源１７、１８はここでもそれぞれ、第三または第四のスイッチ１９、２０を介して、第二のインプット接続部１２と結合可能である。
【００１８】
この回路の原則的機能は、差動インプット１に適用されている差動インプット信号をフィルター処理およびＡ／Ｄ変換後に評価装置４に導き、この評価装置で、この信号の直流分が特定のしきい値より上にあるか下にあるかを確認することである。このしきい値はデジタルな経路において、たとえばインプット信号により伝送された情報の評価によって求められる。この直流分が少なすぎる場合は、第一の電源１３によって第一のインプット接続部１１の充電を増加する。これは評価装置４が適当なスイッチ信号により第一のスイッチ１５を閉じることによって行う。これと異なる方法としては、第四の電源１８を介して第二のインプット接続部１２を放電させることによっても、直流分を増加する。これは評価装置４からの対応するスイッチ信号によって、第四のスイッチ２０を閉じることによって行う。第二および第三のスイッチ１６、１９は、この場合開いた状態にある。
【００１９】
反対に直流分が多すぎる場合は、第二のスイッチ１６を閉じて、第二の電源１４を介して第一のインプット接続部１１を放電させるか、あるいは第三のスイッチ１９を閉じて、第三の電源１７を介して第二のインプット接続部１２を充電する。第一および第四のスイッチ１５、２０は、この場合開いた状態にある。対応するスイッチ信号が生成されることによって、すべてのスイッチが評価装置４によって開閉される。
【００２０】
ＤＣレベルの追跡はゆっくりと行うことができる。この場合の制御は、デジタルなフィルターによりノイズの影響を受けずに行うことができる。たしかにこの制御ループは、アナログ信号の差を希望の数値に引き寄せることができる。しかしこの配置の場合、アナログインプットのコモンモード信号に対する制御はまだ意図されていない。
【００２１】
従って、コモンモード制御のためには、差動信号の制御を第一の（反転を行わない）または第二の（反転を行う）インプット接続部１１または１２で行うことができるという事実を利用する。つまり差を大きくしたいときは、第一のインプット接続部１１において第一のスイッチ１５を閉じることにより、または第二のインプット接続部１２において第四のスイッチ２０を閉じることによって、それを行うことができる。これとは逆の方法として、第一のインプット接続部１１において第二のスイッチ１６が、または第二のインプット接続部１２において第三のスイッチ１９が閉じられる場合、この差を減じることができる。そのほかのスイッチはこの場合いずれも開かれている。
【００２２】
図２はコモンモード制御機能を持つ本発明のデジタルインプット回路の好ましい実施形態を示す。電源１３、１４、１７、１８はそれぞれ、制御可能な半導体コンポーネントとして（とくに電界効果形トランジスターとして）形成され、電流の大きさを設定するためにはそのベース探知またはゲート接続部を介して作動される。また図１に示した各コンポーネントはこの回路にも存在し、それぞれ同じ参照番号を付されている。そのほか各電源のための作動回路１００が設けられており、差動段１１０がそれである。
【００２３】
この差動段１１０には、一方ではインプット信号のコモンモード電圧が、他方では希望の目標コモンモード電圧Ｖｃｍが導かれる。
【００２４】
具体的には、第一のインプット接続部１１に適用されている電圧が、ソースフォロワーとして接続されてドレーン電源Ｊ１を持つ第一の電界効果形トランジスターＴ１と、第一の抵抗Ｒ１とを経由してタップオフされ、他方では第二のインプット接続部１２に適用されている電圧が、ソースフォロワーとして接続されてドレーン電源Ｊ２を持つ第二の電界効果形トランジスターＴ２と、第二の抵抗Ｒ２とを経由して導かれる。第一および第二の抵抗Ｒ１、Ｒ２のそれぞれもう一方の末端は、差動段１１０の一方の側と連結されている。両方のソースフォロワーとも減結合に用いられ、アナログインプット電圧が抵抗Ｒ１、Ｒ２の影響を受けるのを防止する。
【００２５】
差動段１１０の他の側には希望のコモンモード電圧Ｖｃｍが来ていて、これは、ソースフォロワーとして接続されてドレーン電源Ｊ３を持つ電界効果形トランジスターＴ３に導かれる。
【００２６】
差動段１１０の両側は、それぞれ２つの直列に接続されたトランジスターＴ４およびＴ５、またはＴ６およびＴ７によって形成される。この場合コモンモード電圧はそれぞれ、第四または第六のトランジスターＴ４、Ｔ６のゲート端子に適用されている。第五のトランジスターＴ５はそのほかの２つのトランジスターＴ５１、Ｔ５２を介して第一および第三の電源１３、１５の制御端子と結合され、第六のトランジスターＴ６は第二および第四の電源１４、１６の制御端子と結合されている。
【００２７】
さらに並列に接続された３つの電源Ｊｇ１、Ｊｇ２、Ｊｇ３にはそれぞれ、それらと直列位置にある電源Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が設けられ、これらの電源は、差動インプットに供給された電流の大きさに応じて、評価装置４により開閉される。これらの電源はこの目的のために、さらに２つのトランジスターＴｉ１、Ｔｉ２を介して、第四および第六のトランジスターＴ４、Ｔ６の結合点と結合されている。
【００２８】
３つのソースフォロワー（トランジスターＴ１、Ｔ２、Ｔ３）はすべて同一なので、差動段１１０は、インプット接続部におけるコモンモード電圧と希望のコモンモード電圧Ｖｃｍとの間の差だけを評価する。その際差動段１００（訳注：「１１０」の誤り）は、そのベースに供給された電流を次のようにして配分する。すなわち、希望のコモンモード電圧に対するインプット信号のコモンモード電圧の偏差に応じて、スイッチ（１５、１６、１９、２０）を作動するたびに、第一および第四または第二および第三のスイッチ１５、２０、１６、１９を閉じることにより、コモンモード電圧が正しい方向に調整されるようにする。
【００２９】
デジタル変換されたインプット信号のコモンモード電圧をできるだけ早く希望のコモンモード電圧Ｖｃｍに適合させるため、評価装置４によって、コモンモード電圧をいかなる方向に変化させるべきかということだけでなく、２つの電圧の差の大きさをも求める。この差の大きさに応じて、評価装置４の制御アウトプットＳｉを介し、電源スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３を対応して閉じることにより、偏差が大きいときは端子電流が可能な限り大きくなる。これによりとくにスイッチオンの時、希望の数値に向かって速やかな過渡発振を生じる。
【００３０】
この回路は継続的なクランピング（制御動作はつねにアクティブである）のためだけでなく、直流分が特定の時点にのみ情報信号として存在するキード・クランピングのためにも用いられる。この目的のために、評価装置４に端子スイッチ信号Ｓｋを導くことができ、評価装置４はこの信号によりクランピング時点でのみアクティブにスイッチされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるインプット回路の機能を説明するための原理的回路図。
【図２】  好ましい実施形態の回路図。
【図１】
0004273479.tif 000002
【図２】
0004273479.tif 000003