(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログの入力信号をデジタルの出力信号に変換するアナログデジタル変換装置であって、
所定位相ずつ異なるサンプリングクロックが与えられ、それぞれが、与えられた前記サンプリングクロックにより前記入力信号をデジタル化した個別信号を出力する複数のＡＤコンバータと、
前記複数のＡＤコンバータに対応して設けられ、それぞれが、対応する前記ＡＤコンバータが出力した前記個別信号を、前記個別信号の振幅に応じた補正係数により補正して、補正済個別信号を生成する複数の振幅依存特性補正部と、
複数の前記補正済個別信号を合成して前記出力信号を生成する合成部と、
を備えるアナログデジタル変換装置。
【請求項２】
前記複数の振幅依存特性補正部のそれぞれは、前記補正済個別信号を基準値に近づけるように、対応する前記ＡＤコンバータが出力した前記個別信号を補正する
請求項１に記載のアナログデジタル変換装置。
【請求項３】
前記複数の振幅依存特性補正部のそれぞれは、基準とするアナログデジタル変換器から出力されるべき信号に対する、対応する前記ＡＤコンバータから出力される前記個別信号の割合を表す特性の逆特性に応じた前記補正係数を、前記個別信号に乗算して前記補正済個別信号を生成する
請求項２に記載のアナログデジタル変換装置。
【請求項４】
前記複数の振幅依存特性補正部のそれぞれは、
対応する前記ＡＤコンバータが出力した前記個別信号を、複素数により表される複素個別信号に変換する複素数化部と、
複素数により表される前記補正係数により前記複素個別信号を補正して、複素補正済個別信号を生成する複素補正部と、
前記複素補正済個別信号を、実数により表される前記補正済個別信号に変換する実数化部と、
を有する
請求項１に記載のアナログデジタル変換装置。
【請求項５】
前記複素補正部は、
基準とするアナログデジタル変換器が出力するべき信号を複素数化した信号の位相及び振幅に対する、対応する前記ＡＤコンバータが出力した前記個別信号を複素数化した複素化個別信号の位相及び振幅の割合を表す特性の逆特性に応じた前記補正係数を、対応する前記ＡＤコンバータが出力した前記個別信号の振幅に応じて出力する係数出力部と、
前記複素個別信号及び前記補正係数を複素乗算した前記複素補正済個別信号を出力する複素乗算部と、
を含む
請求項４に記載のアナログデジタル変換装置。
【請求項６】
前記複素補正部は、前記個別信号の振幅毎に前記補正係数を記憶するテーブルを更に含み、
前記係数出力部は、対応する前記ＡＤコンバータが出力した前記個別信号の振幅に応じた前記補正係数を、前記テーブルから読み出して前記複素乗算部に与える
請求項５に記載のアナログデジタル変換装置。
【請求項７】
入力信号の各振幅に対して出力される個別信号の特性を一の前記ＡＤコンバータについて予め測定し、測定結果に基づき一の前記ＡＤコンバータに対応する前記補正係数を生成する測定部を更に備える
請求項１に記載のアナログデジタル変換装置。
【請求項８】
前記複数のＡＤコンバータに対応して設けられ、それぞれが、対応する前記ＡＤコンバータが出力した前記個別信号を、対応する前記ＡＤコンバータの周波数特性に応じて補正する複数の周波数依存特性補正部を更に備える
請求項１に記載のアナログデジタル変換装置。
【請求項９】
前記複数の周波数依存特性補正部のそれぞれは、対応する前記振幅依存特性補正部により生成された前記補正済個別信号を、対応する前記ＡＤコンバータの周波数特性に応じて補正し、
前記合成部は、前記複数の周波数依存特性補正部により生成された複数の前記補正済個別信号を合成して前記出力信号を生成する
請求項８に記載のアナログデジタル変換装置。
【請求項１０】
複数のＡＤコンバータを用いて、アナログの入力信号をデジタルの出力信号に変換するアナログデジタル変換方法であって、
前記複数のＡＤコンバータに対して所定位相ずつ異なるサンプリングクロックを与え、前記複数のＡＤコンバータのそれぞれに、与えられた前記サンプリングクロックにより前記入力信号をデジタル化した個別信号を出力させ、
前記複数のＡＤコンバータのそれぞれについて、対応する前記ＡＤコンバータが出力した前記個別信号を、前記個別信号の振幅に応じた補正係数により補正して、補正済個別信号を生成し、
生成された複数の前記補正済個別信号を合成して前記出力信号を生成する
アナログデジタル変換方法。
【請求項１１】
複数のＡＤコンバータを用いて、アナログの入力信号をデジタルの出力信号に変換するアナログデジタル変換装置として動作する制御装置であって、
前記複数のＡＤコンバータに対して所定位相ずつ異なるサンプリングクロックを与え、前記複数のＡＤコンバータのそれぞれに、与えられた前記サンプリングクロックにより前記入力信号をデジタル化した個別信号を出力させるクロック出力部と、
前記複数のＡＤコンバータに対応して設けられ、それぞれが、対応する前記ＡＤコンバータが出力した前記個別信号を、前記個別信号の振幅に応じた補正係数により補正して、補正済個別信号を生成する複数の振幅依存特性補正部と、
複数の前記補正済個別信号を合成して前記出力信号を生成する合成部と、
を備える制御装置。
【請求項１２】
複数のＡＤコンバータを用いて、アナログの入力信号をデジタルの出力信号に変換するアナログデジタル変換装置として制御装置を動作させるプログラムであって、
前記制御装置を、
前記複数のＡＤコンバータに対して所定位相ずつ異なるサンプリングクロックを与え、前記複数のＡＤコンバータのそれぞれに、与えられた前記サンプリングクロックにより前記入力信号をデジタル化した個別信号を出力させるクロック出力部と、
前記複数のＡＤコンバータに対応して設けられ、それぞれが、対応する前記ＡＤコンバータが出力した前記個別信号を、前記個別信号の振幅に応じた補正係数により補正して、補正済個別信号を生成する複数の振幅依存特性補正部と、
複数の前記補正済個別信号を合成して前記出力信号を生成する合成部
として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナログデジタル変換装置、アナログデジタル変換方法、制御装置及びプログラムに関する。特に本発明は、複数のＡＤコンバータを用いてアナログの入力信号をデジタルの出力信号に変換するアナログデジタル変換装置、アナログデジタル変換方法、制御装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
見かけ上のサンプリングレートを高くしたインターリーブ型のアナログデジタル変換装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。インターリーブ型のアナログデジタル変換装置は、所定位相ずつ異なるサンプリングクロックが与えられる複数のＡＤコンバータと、複数のＡＤコンバータから出力された信号を１サンプル毎に順次に選択して合成する合成部とを備える。
【０００３】
また、特許文献１に記載されたアナログデジタル変換装置は、複数のＡＤコンバータのそれぞれから出力された信号を対応するＡＤコンバータの周波数特性に応じて補正する。これにより、特許文献１に記載されたアナログデジタル変換装置は、各ＡＤコンバータの周波数特性が異なる場合であっても、アナログの入力信号をデジタルの出力信号に精度良く変換することができる。
【特許文献１】特開２００５−３４７９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＡＤコンバータは、諸所の誤差の影響により、入力信号の振幅とＡＤ変換後の出力信号のデータ値との関係を表す曲線が、理想線（例えば直線）から外れる。入力信号の振幅と出力信号のデータ値との関係を表す曲線が理想線から外れる特性を、非線形特性という。インターリーブ型のアナログデジタル変換装置は、複数のＡＤコンバータの非線形特性が互いに異なる場合、出力信号にスプリアスを含んでしまい、この結果、ダイナミックレンジが狭くなってしまう。
【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできるアナログデジタル変換装置、アナログデジタル変換方法、制御装置及びプログラムを提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、アナログの入力信号をデジタルの出力信号に変換するアナログデジタル変換装置であって、所定位相ずつ異なるサンプリングクロックが与えられ、それぞれが、与えられたサンプリングクロックにより入力信号をデジタル化した個別信号を出力する複数のＡＤコンバータと、複数のＡＤコンバータに対応して設けられ、それぞれが、対応するＡＤコンバータが出力した個別信号を、個別信号の振幅に応じた補正係数により補正して、補正済個別信号を生成する複数の振幅依存特性補正部と、複数の補正済個別信号を合成して出力信号を生成する合成部と、を備えるアナログデジタル変換装置を提供する。
【０００７】
本発明の第２の形態においては、複数のＡＤコンバータを用いて、アナログの入力信号をデジタルの出力信号に変換するアナログデジタル変換方法であって、複数のＡＤコンバータに対して所定位相ずつ異なるサンプリングクロックを与え、複数のＡＤコンバータのそれぞれに、与えられたサンプリングクロックにより入力信号をデジタル化した個別信号を出力させ、複数のＡＤコンバータのそれぞれについて、対応するＡＤコンバータが出力した個別信号を、個別信号の振幅に応じた補正係数により補正して、補正済個別信号を生成し、生成された複数の補正済個別信号を合成して出力信号を生成するアナログデジタル変換方法を提供する。
【０００８】
本発明の第３の形態においては、複数のＡＤコンバータを用いて、アナログの入力信号をデジタルの出力信号に変換するアナログデジタル変換装置として動作する制御装置であって、複数のＡＤコンバータに対して所定位相ずつ異なるサンプリングクロックを与え、複数のＡＤコンバータのそれぞれに、与えられたサンプリングクロックにより入力信号をデジタル化した個別信号を出力させるクロック出力部と、複数のＡＤコンバータに対応して設けられ、それぞれが、対応するＡＤコンバータが出力した個別信号を、個別信号の振幅に応じた補正係数により補正して、補正済個別信号を生成する複数の振幅依存特性補正部と、複数の補正済個別信号を合成して出力信号を生成する合成部と、を備える制御装置を提供する。
【０００９】
本発明の第４の形態においては、複数のＡＤコンバータを用いて、アナログの入力信号をデジタルの出力信号に変換するアナログデジタル変換装置として制御装置を動作させるプログラムであって、制御装置を、複数のＡＤコンバータに対して所定位相ずつ異なるサンプリングクロックを与え、複数のＡＤコンバータのそれぞれに、与えられたサンプリングクロックにより入力信号をデジタル化した個別信号を出力させるクロック出力部と、複数のＡＤコンバータに対応して設けられ、それぞれが、対応するＡＤコンバータが出力した個別信号を、個別信号の振幅に応じた補正係数により補正して、補正済個別信号を生成する複数の振幅依存特性補正部と、複数の補正済個別信号を合成して出力信号を生成する合成部として機能させるプログラムを提供する。
【００１０】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るアナログデジタル変換装置１０の構成の一例を示す。アナログデジタル変換装置１０は、アナログの入力信号をデジタルの出力信号に変換して出力する。アナログデジタル変換装置１０は、複数のＡＤコンバータ２０（本例においては４個のＡＤコンバータ２０−１〜２０−４）と、複数の振幅依存特性補正部２２（本例においては４個の振幅依存特性補正部２２−１〜２０−４）と、合成部２４と、クロック出力部２６と、測定部２８とを備える。
【００１３】
複数のＡＤコンバータ２０のそれぞれには、ＡＤ変換対象となる入力信号が与えられる。複数のＡＤコンバータ２０のそれぞれは、所定位相ずつ異なるサンプリングクロックが与えられる。サンプリングクロックについては、図２において詳細を説明する。複数のＡＤコンバータ２０のそれぞれは、与えられたサンプリングクロックによりアナログの入力信号をサンプリングしてデジタル化した個別信号を出力する。
【００１４】
複数の振幅依存特性補正部２２は、複数のＡＤコンバータ２０に対応して設けられる。複数の振幅依存特性補正部２２のそれぞれは、対応するＡＤコンバータ２０が出力した個別信号を、個別信号の振幅に応じた補正係数により補正して、補正済個別信号を生成する。
【００１５】
複数の振幅依存特性補正部２２のそれぞれは、一例として、補正済個別信号を基準値に近づけるように（例えば補正済個別信号を基準値に一致させるように）、対応するＡＤコンバータ２０が出力した個別信号を補正してよい。基準値は、一例として、基準とするアナログデジタル変換器が入力信号をＡＤ変換した場合に出力するべきデータ値であってよい。基準とするアナログデジタル変換器は、一例として、入力信号の振幅とＡＤ変換後の出力信号のデータ値との関係が理想直線となる理想的なアナログデジタル変換器であってよい。これに代えて、基準とするアナログデジタル変換器は、入力信号の振幅とＡＤ変換後の出力信号のデータ値との関係が直線とはならない一のアナログデジタル変換器（例えば、当該アナログデジタル変換装置１０に備えられるいずれか一のＡＤコンバータ２０）であってもよい。
【００１６】
複数の振幅依存特性補正部２２のそれぞれは、一例として、対応するＡＤコンバータ２０の非線形特性の逆特性に応じた補正係数を、対応するＡＤコンバータ２０から出力された個別信号に乗算して補正してよい。ここで、ＡＤコンバータ２０の非線形特性は、基準とするアナログデジタル変換器が出力するべき信号に対する、当該ＡＤコンバータ２０が出力する個別信号の割合を表す特性をいう。
【００１７】
また、複数の振幅依存特性補正部２２のそれぞれは、一例として、対応するＡＤコンバータ２０の非線形特性の逆特性を表す関数であって、個別信号の振幅を変数とした関数を、予め取得する。そして、複数の振幅依存特性補正部２２のそれぞれは、対応するＡＤコンバータ２０が出力した個別信号の振幅を当該関数の変数に代入して得られた結果を補正係数としてもよい。
【００１８】
また、複数の振幅依存特性補正部２２のそれぞれは、一例として、個別信号の振幅毎に補正係数をテーブル等に予め記憶させる。そして、複数の振幅依存特性補正部２２のそれぞれは、対応するＡＤコンバータ２０が出力した個別信号の振幅に応じてテーブル等から一つの補正係数を選択して、選択した補正係数により当該個別信号を補正してよい。
【００１９】
合成部２４は、複数の振幅依存特性補正部２２が出力した複数の補正済個別信号を合成して出力信号を生成する。より詳しくは、合成部２４は、複数の振幅依存特性補正部２２が出力した補正済個別信号を１サンプル毎に巡回的に順次に選択して１本のデータ系列を生成する。合成部２４は、与えられたサンプリングクロックの位相がより早いＡＤコンバータ２０から順番に補正済個別信号を選択する。そして、合成部２４は、生成したデータ系列を出力信号として出力する。
【００２０】
なお、合成部２４は、一例として、任意の一のアナログデジタル変換器に特性を合わせる補正を行った複数の補正済個別信号を合成した後に、出力信号の各データ値を理想値に一致させるように補正してよい。合成部２４は、一例として、振幅依存特性補正部２２と同様の処理を合成後の信号に行うことにより、出力信号の各データ値を理想値に一致させるように補正してよい。これにより、合成部２４は、振幅依存特性補正部２２が、理想的なアナログデジタル変換器以外のアナログデジタル変換器が出力するデータ値に補正された補正済個別信号を出力する場合であっても、入力信号の振幅と出力信号のデータ値との関係を理想直線に一致させることができる。
【００２１】
クロック出力部２６は、所定位相ずつ互いに異なる同一周波数のサンプリングクロックを複数のＡＤコンバータ２０に対して与える。これにより、クロック出力部２６は、複数のＡＤコンバータ２０のそれぞれに、同一周波数であって且つ互いに所定位相ずつずれたタイミングにおいて入力信号をサンプルして、デジタル化した個別信号を出力させることができる。
【００２２】
測定部２８は、入力信号の各振幅に対して出力される個別信号の特性を、一のＡＤコンバータ２０について予め測定する。そして、測定部２８は、測定結果に基づき一のＡＤコンバータ２０に対応する補正係数を生成して、対応する振幅依存特性補正部２２に与える。測定部２８は、一例として、各ＡＤコンバータ２０に対して、入力信号に代えて予め定められたアナログの測定信号を供給して、各ＡＤコンバータ２０が出力する個別信号を測定する。そして、ＡＤコンバータ２０は、測定結果に基づいて各ＡＤコンバータ２０の非線形特性を算出して、算出した非線形特性に基づき補正係数を生成してよい。このような測定部２８は、工場出荷時及びキャリブレーション時において、各振幅依存特性補正部２２に補正係数を設定することができる。
【００２３】
なお、アナログデジタル変換装置１０は、測定部２８を備えない構成であってもよい。この場合、アナログデジタル変換装置１０は、一例として、外部の測定器が入力信号の各振幅に対して出力される個別信号の特性を各ＡＤコンバータ２０について予め測定でき、且つ、外部から各振幅依存特性補正部２２に対して補正係数を設定することができる構成であってよい。
【００２４】
以上のようなアナログデジタル変換装置１０によれば、複数のＡＤコンバータ２０の互いの非線形特性が異なる場合であっても、出力信号に含まれるスプリアスを削減することができる。これにより、アナログデジタル変換装置１０によれば、出力信号のダイナミックレンジを広くすることができる。
【００２５】
図２は、各ＡＤコンバータ２０に与えられるサンプリングクロックの一例を示す。アナログデジタル変換装置１０がＮ個（Ｎは２以上の整数。）のＡＤコンバータ２０を備える場合、クロック出力部２６は、周期が（Ｎ×Ｔｓ）であるサンプリングクロックを、互いの位相を時間ＴｓずつずらしてＮ個のＡＤコンバータ２０に与える。本例の場合、アナログデジタル変換装置１０が４個のＡＤコンバータ２０を備えるので、クロック出力部２６は、互いの位相が時間Ｔｓずつずらさられた周期が４×Ｔｓであるサンプリングクロックを生成する。これにより、アナログデジタル変換装置１０によれば、サンプリングクロックのＮ倍のレートの出力信号を出力することができる。
【００２６】
図３は、各ＡＤコンバータ２０の非線形特性の違いが、当該アナログデジタル変換装置１０が出力する出力信号に与える影響について説明するための図を示す。各ＡＤコンバータ２０に入力される入力信号をｘ（ｔ）とする。また、入力信号ｘ（ｔ）に対して一のＡＤコンバータ２０の非線形特性の影響を加えた信号を、下記式（１）により表される信号と定義する。また、入力信号ｘ（ｔ）に対して一のＡＤコンバータ２０の非線形特性の影響を加えた信号をフーリエ変換した結果を、下記式（２）の右式により表される信号と定義する。
【００２７】
【数１】
0005070571.tif 000002
【００２８】
【数２】
0005070571.tif 000003
【００２９】
なお、ｔは、時間を表す。ｍは、一のＡＤコンバータ２０を指定する値であって、０以上（Ｎ−１）以下の整数を表す。ｂｍ，ｋは、一のＡＤコンバータ２０におけるｋ次の非線形特性を表す。ｋは、次数を表す。
【００３０】
一のＡＤコンバータ２０は、式（２）の右式により表される信号を、位相がｍ×（２π／Ｎ）ずれた周期（Ｎ×Ｔｓ）のサンプリングクロックによりサンプリングする。従って、一のＡＤコンバータ２０から出力される個別信号は、下記式（３）により表される。
【００３１】
【数３】
0005070571.tif 000004
【００３２】
アナログデジタル変換装置１０は、複数のＡＤコンバータ２０から出力された複数の個別信号を合成した信号を出力する。複数のＡＤコンバータ２０から出力された複数の個別信号を合成した信号は、ｍ＝０からｍ−（Ｎ−１）まで、式（３）に表される信号を加算した信号となる。例えば、４個のＡＤコンバータ２０から出力された信号を合成した信号は、下記式（４）のように表される。式（４）から、各ＡＤコンバータ２０が互いに異なる非線形特性を有する場合、複数のＡＤコンバータ２０から出力された複数の個別信号を合成した信号は、見かけ上のサンプリングクロックの１／Ｎ周期（式（４）の場合、Ｔｓ／４周期）毎にイメージ成分（スプリアスおよびスプリアスのエイリアス成分）を含むことがわかる。
【００３３】
【数４】
0005070571.tif 000005
【００３４】
ここで、各ＡＤコンバータ２０の非線形特性が互いに同一である場合、入力信号ｘ（ｔ）に各ＡＤコンバータ２０の非線形特性の影響を加えた信号は、下記式（５）により表されるように互いに同一となる。
【００３５】
【数５】
0005070571.tif 000006
【００３６】
式（５）を式（４）に代入すると、Ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌの項が打ち消しあって、下記式（６）のように表される。これにより、各ＡＤコンバータ２０の非線形特性が互いに同一である場合、複数のＡＤコンバータ２０から出力された複数の個別信号を合成した信号から、見かけ上のサンプリングクロックの１／Ｎ周期毎のイメージ成分が除去されることがわかる。
【００３７】
【数６】
0005070571.tif 000007
【００３８】
アナログデジタル変換装置１０は、複数のＡＤコンバータ２０のそれぞれが出力した個別信号を、非線形特性の逆特性に応じた補正係数を乗じた後に合成する。すなわち、アナログデジタル変換装置１０の出力信号は、非線形特性が互いに同一の複数のＡＤコンバータ２０から出力された複数の個別信号を合成した信号と同一となる。従って、アナログデジタル変換装置１０は、式（６）で示された信号と同様の、スプリアスを含まない信号を出力することができる。
【００３９】
図４は、本実施形態に係る振幅依存特性補正部２２の構成の一例を示す。複数の振幅依存特性補正部２２のそれぞれは、一例として、複素数化部４０と、複素補正部４２と、実数化部４４とを有してよい。
【００４０】
複素数化部４０は、対応するＡＤコンバータ２０が出力した個別信号を、複素数により表される複素個別信号に変換する。複素数化部４０は、一例として、ヒルベルト変換を用いて、実数により表される個別信号を複素数により表される複素個別信号に変換してよい。
【００４１】
複素補正部４２は、複素数により表される補正係数により複素個別信号を補正して、複素補正済個別信号を生成する。複素補正部４２は、一例として、テーブル５０と、係数出力部５２と、複素乗算部５４とを含んでよい。
【００４２】
テーブル５０は、個別信号の振幅毎に補正係数を記憶する。テーブル５０は、対応するＡＤコンバータ２０の非線形特性の逆特性に応じた補正係数を、個別信号の振幅に対応させて記憶してよい。この場合において、ＡＤコンバータ２０の非線形特性は、基準とするアナログデジタル変換器が出力するべき信号を複素数化した信号の位相及び振幅に対する、対応するＡＤコンバータ２０が出力した個別信号を複素数化した複素化個別信号の位相及び振幅の割合を表す特性であってよい。
【００４３】
係数出力部５２は、補正係数を、対応するＡＤコンバータ２０が出力した個別信号の振幅に応じて出力する。より詳しくは、係数出力部５２は、対応するＡＤコンバータ２０が出力した個別信号の振幅に応じた補正係数を、テーブル５０から読み出して複素乗算部５４に与える。
【００４４】
複素乗算部５４は、複素数化部４０が出力した複素個別信号と係数出力部５２から与えられた補正係数とを複素乗算する。そして、複素乗算部５４は、複素乗算結果を複素補正済個別信号として出力する。このようにして複素補正部４２は、複素補正済個別信号を生成することができる。
【００４５】
実数化部４４は、複素補正部４２が出力した複素補正済個別信号を、実数により表される補正済個別信号に変換する。実数化部４４は、一例として、逆ヒルベルト変換を用いて、複素数により表される複素補正済個別信号を、実数により表される補正済個別信号に変換してよい。
【００４６】
また、実数化部４４は、一例として、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）および逆ＦＦＴを用いて、複素補正済個別信号を補正済個別信号に変換してよい。すなわち、実数化部４４は、複素補正済個別信号をＦＦＴする。続いて、実数化部４４は、ＦＦＴ変換結果の複素共役を周波数０を中心に鏡像とした成分（鏡像成分）を生成して、ＦＦＴ変換結果に加算する。この鏡像成分は、ＦＦＴ変換結果の正の各周波数に対する成分について、当該成分の複素共役を当該周波数と絶対値が一致する負の周波数の成分としたものである。そして、実数化部４４は、ＦＦＴ変換結果と鏡像成分とを加算した結果を逆ＦＦＴ変換することにより、補正済個別信号を生成してもよい。
【００４７】
このような振幅依存特性補正部２２は、入力信号の振幅に応じて個別信号の振幅及び位相が変化する場合であっても、対応するＡＤコンバータ２０から出力された個別信号をより精度良く補正することができる。これにより、アナログデジタル変換装置１０によれば、出力信号に含まれるスプリアスをより精度良く削減することができる。
【００４８】
図５の（Ａ）は、ＡＤコンバータ２０の非線形特性（振幅成分）の一例を示す。図５の（Ｂ）は、ＡＤコンバータ２０の非線形特性（位相成分）の一例を示す。
【００４９】
測定部２８は、複数のＡＤコンバータ２０のそれぞれについて、入力信号の振幅に対する複素個別信号の振幅および位相を測定して、非線形特性の振幅成分及び位相成分を算出してよい。測定部２８は、一例として、振幅が変化する測定信号（例えば、三角波および正弦波等）を複数のＡＤコンバータ２０のそれぞれに与えて複素個別信号の振幅変化および位相変化を測定して、測定結果に基づき非線形特性の振幅成分及び位相成分を算出してよい。
【００５０】
そして、測定部２８は、非線形特性の逆特性に応じて、複素数で表される補正係数を個別信号の振幅毎に算出して、図４において示したテーブル５０に格納してよい。このようにして、測定部２８は、複素個別信号を補正するための補正係数を生成することができる。
【００５１】
図６は、補正係数を算出するためにＡＤコンバータ２０に与える測定信号の一例を示す。測定部２８は、一例として、ＡＤコンバータ２０の動作周波数帯域の全域に亘る周波数成分を含んだ予め定められた測定信号をＡＤコンバータ２０に与えてもよい。これにより、測定部２８は、ＡＤコンバータ２０の動作周波数帯域の全域に亘って平均化した非線形特性を算出することができる。
【００５２】
図７は、本実施形態の第１変形例に係るアナログデジタル変換装置１０の構成を示す。本変形例に係るアナログデジタル変換装置１０は、図１に示した本実施形態に係るアナログデジタル変換装置１０と略同一の構成および機能を採るので、本実施形態に係るアナログデジタル変換装置１０が備える部材と略同一の構成および機能の部材に同一の符号を付け、以下相違点を除き説明を省略する。
【００５３】
本変形例に係るアナログデジタル変換装置１０は、複数の周波数依存特性補正部６０（本例においては４個の周波数依存特性補正部６０−１〜６０−４）を更に備える。複数の周波数依存特性補正部６０は、複数のＡＤコンバータ２０に対応して設けられる。複数の周波数依存特性補正部６０のそれぞれは、対応するＡＤコンバータ２０が出力した個別信号を、対応するＡＤコンバータ２０の周波数特性に応じて補正する。
【００５４】
複数の周波数依存特性補正部６０は、一例として、特開２００５−３４７９６７号公報（特許第３９４７１８５号）に開示された方法により対応するＡＤコンバータ２０が出力した個別信号を補正してよい。この場合において、複数の周波数依存特性補正部６０は、フーリエ変換段階と、補正段階とを実行する。フーリエ変換段階において、複数の周波数依存特性補正部６０は、複数のＡＤコンバータ２０がサンプリングしたデータをそれぞれフーリエ変換し、複数のＡＤコンバータ２０に対応する複数の周波数領域信号を生成する。続いて、補正段階において、複数の周波数依存特性補正部６０は、それぞれの周波数領域信号に、全てのＡＤコンバータ２０の周波数特性に基づく補正係数を乗ずることにより、対応するＡＤコンバータ２０の周波数特性が理想的である場合に得られる周波数領域信号に変換する。
【００５５】
補正段階においてより詳細には、まず、複数の周波数依存特性補正部６０は、算出するべきデジタル信号の周波数帯域を、ＡＤコンバータ２０の個数に応じて分割する。続いて、複数の周波数依存特性補正部６０は、分割された周波数帯域毎に、それぞれのＡＤコンバータ２０の周波数特性により生じる、それぞれの周波数領域信号のスプリアス成分がうち消し合うように、それぞれの周波数領域信号に乗ずるそれぞれの第１補正係数を、全てのＡＤコンバータ２０の周波数特性に基づいて算出する。続いて、複数の周波数依存特性補正部６０は、分割された周波数帯域毎に、第１補正係数を乗じたことにより生じる、周波数領域信号の信号成分の位相の誤差を補正するための第２補正係数を、それぞれの第１補正係数及びそれぞれの周波数特性に基づいて算出する。そして、複数の周波数依存特性補正部６０は、それぞれの周波数領域信号に、対応する第１補正係数及び対応する第２補正係数を乗じる。
【００５６】
そして、本変形例において、合成部２４は、補正段階において得られたそれぞれの周波数領域信号を合成し、デジタル信号の周波数スペクトルを生成する。このようにして、本変形例に係るアナログデジタル変換装置１０によれば、スプリアス成分を除去した周波数スペクトルを得ることができる。
【００５７】
なお、本変形例に係るアナログデジタル変換装置１０は、複数の周波数依存特性補正部６０が補正段階においてそれぞれの周波数領域信号に対応する第１補正係数を乗じ、合成部２４が第１補正係数が乗算されたそれぞれの周波数領域信号を合成し、合成した信号に第２補正係数を乗じてもよい。このようにしても、本変形例に係るアナログデジタル変換装置１０によれば、スプリアス成分を除去した周波数スペクトルを得ることができる。
【００５８】
また、複数の周波数依存特性補正部６０のそれぞれは、一例として、対応する振幅依存特性補正部２２の後段に設けられてよい。すなわち、複数の周波数依存特性補正部６０のそれぞれは、一例として、対応する振幅依存特性補正部２２により生成された補正済個別信号を、対応するＡＤコンバータ２０の周波数特性に応じて補正する。そして、合成部２４は、一例として、複数の振幅依存特性補正部２２により生成された複数の補正済個別信号に代えて、複数の周波数依存特性補正部６０により生成された複数の補正済個別信号を合成して出力信号を生成してよい。
【００５９】
アナログデジタル変換器は、サンプル／ホールド回路と、ＤＡコンバータおよびコンパレータ等の変換処理部とを備える。アナログデジタル変換器において、入力信号の周波数に依存する誤差の発生要因は、変化処理部よりもサンプル／ホールド回路による影響がより大きい。これに対して、入力信号の振幅に依存する誤差の発生要因は、サンプル／ホールド回路よりも変化処理部による影響がより大きい。
【００６０】
ここで、サンプル／ホールド回路は、変換処理部の前段に設けられる。すなわち、アナログデジタル変換器の出力信号には、まず、入力信号の周波数に依存する誤差が加わり、次に、入力信号の振幅に依存する誤差が加わる。従って、アナログデジタル変換器の出力信号から誤差を除去する場合、誤差が加わる順序とは逆に、まず、入力信号の振幅に依存する誤差を除去して、続いて、入力信号の周波数に依存する誤差を除去するのが好ましい。このことから、変形例に係るアナログデジタル変換装置１０は、複数の周波数依存特性補正部６０のそれぞれが対応する振幅依存特性補正部２２の後段に設けられることにより、ＡＤコンバータ２０において加わる誤差を効率よく除去することができる。
【００６１】
図８は、本実施形態の第２変形例に係るアナログデジタル変換装置１０の構成を示す。本変形例に係るアナログデジタル変換装置１０は、図７に示した本実施形態の第１変形例に係るアナログデジタル変換装置１０と略同一の構成および機能を採るので、第１変形例に係るアナログデジタル変換装置１０が備える部材と略同一の構成および機能の部材に同一の符号を付け、以下相違点を除き説明を省略する。
【００６２】
本変形例において、複数の周波数依存特性補正部６０のそれぞれは、対応するＡＤコンバータ２０の後段であって、対応する振幅依存特性補正部２２の前段に設けられる。すなわち、複数の周波数依存特性補正部６０のそれぞれは、対応するＡＤコンバータ２０が出力した個別信号を、対応するＡＤコンバータ２０の周波数特性に応じて補正する。そして、複数の振幅依存特性補正部２２は、対応するＡＤコンバータ２０が出力した個別信号に代えて、対応する周波数依存特性補正部６０が出力した信号を補正して補正済個別信号を生成する。
【００６３】
このような本変形例に係るアナログデジタル変換装置１０によれば、スプリアス成分を除去した周波数スペクトルを得ることができる。また、本変形例に係るアナログデジタル変換装置１０は、複数の振幅依存特性補正部２２の前段に設けられた複数の第１の周波数依存特性補正部６０と、複数の振幅依存特性補正部２２の後段に設けられた複数の第２の周波数依存特性補正部６０とを備えてもよい。これにより、本変形例に係るアナログデジタル変換装置１０によれば、スプリアス成分をより精度良く除去することができる。
【００６４】
図９は、４個のＡＤコンバータを備えるインターリーブ型のアナログデジタル変換装置に、単一周波数の入力信号を与えた場合に出力される出力信号の周波数特性のシミュレーション結果を示す。図１０は、４個のＡＤコンバータと、各ＡＤコンバータの周波数特性を補正する４個の補正部を備えたインターリーブ型のアナログデジタル変換装置に、単一周波数の入力信号を与えた場合に出力される出力信号の周波数特性のシミュレーション結果を示す。図１１は、図７の本実施形態の変形例に係るアナログデジタル変換装置１０に、単一周波数の入力信号を与えた場合に出力される出力信号の周波数特性のシミュレーション結果を示す。
【００６５】
図９、図１０、図１１に示されるように、それぞれのアナログデジタル変換装置から出力された出力信号には、入力信号の周波数に対応する周波数位置（各図の周波数が０の近傍位置）に、入力信号の主信号成分が含まれる。さらに、これらの出力信号には、入力信号の周波数からサンプリング周波数Ｆｓのｎ倍（ｎは任意の整数）離れた周波数位置（例えば各図の周波数が４０００の近傍位置）に、入力信号のオーバーサンプリング成分（またはアンダーサンプリング成分）が含まれる。
【００６６】
ここで、図９に示される出力信号には、さらに、サンプリング周波数Ｆｓの略１／４の周波数（Ｆｓ／４）毎に、複数のスプリアスが含まれる。さらに、図９に示される出力信号には、全帯域に亘って、スプリアスのエイリアスが含まれる。従って、図９に示される出力信号は、このような複数のスプリアス及びスプリアスのエイリアスの影響により、ダイナミックレンジが狭い。
【００６７】
また、図１０に示される出力信号にも、複数のスプリアス、及び、これらスプリアスのエイリアスが含まれる。しかし、図１０に示される出力信号は、図９に示される出力信号よりも、スプリアスが抑制されるので、ダイナミックレンジが広い。
【００６８】
これに対して、図１１に示される本変形例に係るアナログデジタル変換装置１０の出力信号には、スプリアス（およびスプリアスのエイリアス）が含まれない。従って、図１１に示される本変形例に係るアナログデジタル変換装置１０の出力信号は、図９および図１０に示される出力信号と比較して、ダイナミックレンジが広い。
【００６９】
図１２は、本実施形態に係るコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係るコンピュータ１９００は、ホスト・コントローラ２０８２により相互に接続されるＣＰＵ２０００、ＲＡＭ２０２０、グラフィック・コントローラ２０７５、及び表示装置２０８０を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ２０８４によりホスト・コントローラ２０８２に接続される通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、及びＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０を有する入出力部と、入出力コントローラ２０８４に接続されるＲＯＭ２０１０、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、及び入出力チップ２０７０を有するレガシー入出力部とを備える。
【００７０】
ホスト・コントローラ２０８２は、ＲＡＭ２０２０と、高い転送レートでＲＡＭ２０２０をアクセスするＣＰＵ２０００及びグラフィック・コントローラ２０７５とを接続する。ＣＰＵ２０００は、ＲＯＭ２０１０及びＲＡＭ２０２０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等がＲＡＭ２０２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置２０８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
【００７１】
入出力コントローラ２０８４は、ホスト・コントローラ２０８２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０を接続する。通信インターフェイス２０３０は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ２０４０は、コンピュータ１９００内のＣＰＵ２０００が使用するプログラム及びデータを格納する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０は、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。
【００７２】
また、入出力コントローラ２０８４には、ＲＯＭ２０１０と、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、及び入出力チップ２０７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ２０１０は、コンピュータ１９００が起動時に実行するブート・プログラムおよびコンピュータ１９００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ２０５０は、フレキシブルディスク２０９０からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。入出力チップ２０７０は、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０および、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。
【００７３】
ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク２０９０、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５、又はＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ２０２０を介してコンピュータ１９００内のハードディスクドライブ２０４０にインストールされ、ＣＰＵ２０００において実行される。
【００７４】
コンピュータ１９００にインストールされ、コンピュータ１９００を複数のＡＤコンバータ２０を制御する制御装置として機能させるプログラムは、複数の振幅依存特性補正モジュールと、合成モジュールと、クロック出力モジュールと、測定モジュールとを備える。これらのプログラム又はモジュールは、ＣＰＵ２０００等に働きかけて、コンピュータ１９００を、複数の振幅依存特性補正部２２、合成部２４、クロック出力部２６および測定部２８としてそれぞれ機能させる。また、コンピュータ１９００を複数のＡＤコンバータ２０を制御する制御装置として機能させるプログラムは、周波数依存特性補正モジュールを更に備えてもよい。この場合、これらのプログラム又はモジュールは、ＣＰＵ２０００等に働きかけて、コンピュータ１９００を、複数の周波数依存特性補正部６０として更に機能させる。
【００７５】
以上に示したプログラム又はモジュールは、外部の記憶媒体に格納されてもよい。記憶媒体としては、フレキシブルディスク２０９０、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５の他に、ＤＶＤおよびＣＤ等の光学記録媒体、ＭＯ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークおよびインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ１９００に提供してもよい。
【００７６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るアナログデジタル変換装置１０の構成の一例を示す。
【図２】図２は、各ＡＤコンバータ２０に与えられるサンプリングクロックの一例を示す。
【図３】図３は、各ＡＤコンバータ２０の非線形特性の違いが、当該アナログデジタル変換装置１０が出力する出力信号に与える影響について説明するための図を示す。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る振幅依存特性補正部２２の構成の一例を示す。
【図５】図５は、ＡＤコンバータ２０の非線形特性の一例を示す。
【図６】図６は、補正係数を算出するためにＡＤコンバータ２０に与える測定信号の一例を示す。
【図７】図７は、本発明の実施形態の第１変形例に係るアナログデジタル変換装置１０の構成を示す。
【図８】図８は、本発明の実施形態の第２変形例に係るアナログデジタル変換装置１０の構成を示す。
【図９】図９は、４個のＡＤコンバータを備えるインターリーブ型のアナログデジタル変換装置に、単一周波数の入力信号を与えた場合に出力される出力信号の周波数特性のシミュレーション結果を示す。
【図１０】図１０は、４個のＡＤコンバータと、各ＡＤコンバータの周波数特性を補正する４個の補正部を備えたインターリーブ型のアナログデジタル変換装置に、単一周波数の入力信号を与えた場合に出力される出力信号の周波数特性のシミュレーション結果を示す。
【図１１】図１１は、図７の本実施形態の変形例に係るアナログデジタル変換装置１０に、単一周波数の入力信号を与えた場合に出力される出力信号の周波数特性のシミュレーション結果を示す。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態に係るコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。
【符号の説明】
【００７８】
１０  アナログデジタル変換装置
２０  ＡＤコンバータ
２２  振幅依存特性補正部
２４  合成部
２６  クロック出力部
２８  測定部
４０  複素数化部
４２  複素補正部
４４  実数化部
５０  テーブル
５２  係数出力部
５４  複素乗算部
６０  周波数依存特性補正部
１９００  コンピュータ
２０００  ＣＰＵ
２０１０  ＲＯＭ
２０２０  ＲＡＭ
２０３０  通信インターフェイス
２０４０  ハードディスクドライブ
２０５０  フレキシブルディスク・ドライブ
２０６０  ＣＤ−ＲＯＭドライブ
２０７０  入出力チップ
２０７５  グラフィック・コントローラ
２０８０  表示装置
２０８２  ホスト・コントローラ
２０８４  入出力コントローラ
２０９０  フレキシブルディスク
２０９５  ＣＤ−ＲＯＭ
【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】
0005070571.tif 000017
【図１１】
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【図１２】
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