JP2003158455A - 推測方法および装置ならびに標本化装置 - Google Patents
推測方法および装置ならびに標本化装置Info
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/18—Automatic control for modifying the range of signals the converter can handle, e.g. gain ranging
- H03M1/188—Multi-path, i.e. having a separate analogue/digital converter for each possible range
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
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- G01R19/2509—Details concerning sampling, digitizing or waveform capturing
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
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Abstract
(57)【要約】
【課題】レンジング時間を短縮した標本化装置の提供
【解決手段】標本化手段を２以上備える標本化装置にお
いて、各標本化手段で同時に信号を標本化し、その後
に、いずれかの標本化手段が標本化した値を用いる事に
より、レンジングの為の標本化作業を排除し、レンジン
グに要する時間を短縮する。また、いずれかの標本化手
段を選択するために、それぞれの標本化手段において、
その標本値に適切な閾値を設ける事により、標本化手段
に入力された信号の瞬時値が、標本化手段の入力範囲を
超える可能性について推定する。
いて、各標本化手段で同時に信号を標本化し、その後
に、いずれかの標本化手段が標本化した値を用いる事に
より、レンジングの為の標本化作業を排除し、レンジン
グに要する時間を短縮する。また、いずれかの標本化手
段を選択するために、それぞれの標本化手段において、
その標本値に適切な閾値を設ける事により、標本化手段
に入力された信号の瞬時値が、標本化手段の入力範囲を
超える可能性について推定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アナログ信号を標本化
してディジタル化し出力する標本化装置に係り、特に、
複数の入力レンジを有する標本化装置に関する。
してディジタル化し出力する標本化装置に係り、特に、
複数の入力レンジを有する標本化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子測定器では、信号の受信部におい
て、アナログディジタル変換器（以降、ＡＤＣとも称す
る）が多用されている。ＡＤＣに入力される信号の全幅
が、ＡＤＣのフルスケールに近いほど、高いダイナミッ
クレンジで信号を標本化する事ができるので、電子測定
器では、ＡＤＣの前に増幅器を設けて標本化装置を構成
し、ＡＤＣに入力される信号の全幅がＡＤＣのフルスケ
ールに近くなるように増幅している。ここで、従来から
ある、増幅器を備えて複数の入力レンジを有した標本化
装置を、図１に例示する。以降、入力レンジは入力範囲
とも称する。図１において、標本化装置１００は、入力
端子１１０と、スイッチ１２０と、増幅器１３０と、Ａ
ＤＣ１４０と、出力端子１５０とを備えている。増幅器
は、入力端子１１０とスイッチ１２０との間に設けら
れ、入力端子１１０から入力された信号振幅を増幅し
て、スイッチ１２０に出力する。スイッチ１２０は、入
力端子１１０と増幅器１３０とＡＤＣ１４０とに接続さ
れ、入力端子１１０または増幅器１３０のいずれかを選
択的に、ＡＤＣ１４０へ接続する。ＡＤＣ１４０は、入
力された信号を標本化し、その標本値をディジタルデー
タに変換して出力端子１５０に出力する。標本化装置１
００は、上記のように構成され、２つの入力レンジを有
する。すなわち、入力端子１１０に入力された信号を、
直接もしくは増幅して標本化する。ここで、入力端子１
１０に入力された信号を直接標本化する設定を、ローゲ
インレンジと称する。また、同じく入力された信号を増
幅して標本化する設定を、ハイゲインレンジと称する。
て、アナログディジタル変換器（以降、ＡＤＣとも称す
る）が多用されている。ＡＤＣに入力される信号の全幅
が、ＡＤＣのフルスケールに近いほど、高いダイナミッ
クレンジで信号を標本化する事ができるので、電子測定
器では、ＡＤＣの前に増幅器を設けて標本化装置を構成
し、ＡＤＣに入力される信号の全幅がＡＤＣのフルスケ
ールに近くなるように増幅している。ここで、従来から
ある、増幅器を備えて複数の入力レンジを有した標本化
装置を、図１に例示する。以降、入力レンジは入力範囲
とも称する。図１において、標本化装置１００は、入力
端子１１０と、スイッチ１２０と、増幅器１３０と、Ａ
ＤＣ１４０と、出力端子１５０とを備えている。増幅器
は、入力端子１１０とスイッチ１２０との間に設けら
れ、入力端子１１０から入力された信号振幅を増幅し
て、スイッチ１２０に出力する。スイッチ１２０は、入
力端子１１０と増幅器１３０とＡＤＣ１４０とに接続さ
れ、入力端子１１０または増幅器１３０のいずれかを選
択的に、ＡＤＣ１４０へ接続する。ＡＤＣ１４０は、入
力された信号を標本化し、その標本値をディジタルデー
タに変換して出力端子１５０に出力する。標本化装置１
００は、上記のように構成され、２つの入力レンジを有
する。すなわち、入力端子１１０に入力された信号を、
直接もしくは増幅して標本化する。ここで、入力端子１
１０に入力された信号を直接標本化する設定を、ローゲ
インレンジと称する。また、同じく入力された信号を増
幅して標本化する設定を、ハイゲインレンジと称する。
【０００３】このように、２つの入力レンジを有する標
本化装置１００において、大振幅信号をハイゲインレン
ジで標本化しようとした場合、信号の瞬時値がＡＤＣ１
４０の入力範囲を超過してしまい、有効な値を標本化で
きない事がある。そこで、複数の入力レンジを有する標
本化装置１００では、標本化に適したレンジに切り替え
る作業が必要となる。この作業は、一般的に、レンジン
グと称される。例えば、図１に示す標本化装置１００で
レンジングを行う場合の一般的な手順は、次の通りであ
る。まず、レンジをローゲインレンジに切り替える。そ
して、ＡＤＣ１４０で標本化を行う。標本化は、標本化
装置１００に入力される信号の１周期間行う。入力され
る信号が正弦波信号など対称的な波形であれば、半周期
間でも良い。次に、ハイゲインレンジで標本化した時に
ＡＤＣ１４０の入力範囲を超過する値を閾値とし、全て
の標本値を当該閾値と比較して、全ての標本値が当該閾
値未満であれば、スイッチを切り替えてハイゲインレン
ジに変更し正規の標本化を行う。もし、少なくとも１つ
の標本値が当該閾値以上であれば、ローゲインレンジの
まま正規の標本化を行う。
本化装置１００において、大振幅信号をハイゲインレン
ジで標本化しようとした場合、信号の瞬時値がＡＤＣ１
４０の入力範囲を超過してしまい、有効な値を標本化で
きない事がある。そこで、複数の入力レンジを有する標
本化装置１００では、標本化に適したレンジに切り替え
る作業が必要となる。この作業は、一般的に、レンジン
グと称される。例えば、図１に示す標本化装置１００で
レンジングを行う場合の一般的な手順は、次の通りであ
る。まず、レンジをローゲインレンジに切り替える。そ
して、ＡＤＣ１４０で標本化を行う。標本化は、標本化
装置１００に入力される信号の１周期間行う。入力され
る信号が正弦波信号など対称的な波形であれば、半周期
間でも良い。次に、ハイゲインレンジで標本化した時に
ＡＤＣ１４０の入力範囲を超過する値を閾値とし、全て
の標本値を当該閾値と比較して、全ての標本値が当該閾
値未満であれば、スイッチを切り替えてハイゲインレン
ジに変更し正規の標本化を行う。もし、少なくとも１つ
の標本値が当該閾値以上であれば、ローゲインレンジの
まま正規の標本化を行う。
【０００４】このように従来のレンジング手順では、レ
ンジングの為の標本化に、標本化装置に入力される信号
の少なくとも半周期間を要する。この時間は、入力され
る信号の周期が長いほど顕著である。また、場合によっ
ては、スイッチの切替も発生するので、スイッチ切替に
よる信号の過渡応答が収束するまでの時間も要する。こ
れらの時間は、電子測定器においては測定時間の一部と
なり、測定の高速化を阻害する一因となっている。昨
今、測定時間は製造コストなどに反映する事から、測定
時間の短縮が切望されており、標本化装置において、レ
ンジングおよび標本化の時間を短縮する事が切望されて
いる。
ンジングの為の標本化に、標本化装置に入力される信号
の少なくとも半周期間を要する。この時間は、入力され
る信号の周期が長いほど顕著である。また、場合によっ
ては、スイッチの切替も発生するので、スイッチ切替に
よる信号の過渡応答が収束するまでの時間も要する。こ
れらの時間は、電子測定器においては測定時間の一部と
なり、測定の高速化を阻害する一因となっている。昨
今、測定時間は製造コストなどに反映する事から、測定
時間の短縮が切望されており、標本化装置において、レ
ンジングおよび標本化の時間を短縮する事が切望されて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
技術の問題点を解消することを課題とするものであっ
て、その目的とするところは、標本化手段を２以上備え
る標本化装置において、各標本化手段で同時に信号を標
本化し、その後に、いずれかの標本化手段が標本化した
値を用いる事により、レンジングの為の標本化作業を排
除し、レンジングに要する時間を短縮する事である。ま
た、他の目的は、標本化手段の標本値に適切な閾値を設
ける事により、標本化手段に入力された信号の瞬時値
が、標本化手段の入力範囲を超える可能性を推定できる
ようにする事である。
技術の問題点を解消することを課題とするものであっ
て、その目的とするところは、標本化手段を２以上備え
る標本化装置において、各標本化手段で同時に信号を標
本化し、その後に、いずれかの標本化手段が標本化した
値を用いる事により、レンジングの為の標本化作業を排
除し、レンジングに要する時間を短縮する事である。ま
た、他の目的は、標本化手段の標本値に適切な閾値を設
ける事により、標本化手段に入力された信号の瞬時値
が、標本化手段の入力範囲を超える可能性を推定できる
ようにする事である。
【０００６】
【課題を解決しようとする手段】要するに、本第一発明
は、少なくとも２つの標本化手段と、前記標本化手段を
選択する選択手段とを備え、前記選択手段によって選択
された標本化手段による標本値を、その出力と為す標本
化装置であって、前記標本化手段は、その周波数が既知
の同一正弦波信号を、１周期あたり３以上のＮ点で標本
化する手段であり、前記選択手段は、前記正弦波信号の
標本値の絶対値が全て閾値未満である前記標本化手段の
うち、最も入力範囲が狭い標本化手段を選択する手段で
あり、前記閾値は、前記Ｎが偶数である時、前記標本化
手段の入力範囲の半幅をｓｉｎ（π／２―π／Ｎ）倍し
た値であり、また、前記Ｎが奇数である時、前記標本化
手段の入力範囲の半幅をｓｉｎ（π／２―π／（２
Ｎ））倍した値である事を特徴とするものである。ま
た、本第二発明は、標本化手段と比較手段とを備え、標
本化手段によって正弦波信号を標本化し、その標本値を
比較手段によって比較して、前記正弦波信号の瞬時値が
前記標本化手段の入力範囲を超える可能性について推測
する装置であって、前記標本化手段は、その周波数が既
知の正弦波信号を、１周期あたり３以上のＮ点で標本化
する手段であって、前記比較手段は、前記Ｎが偶数であ
る時、前記標本化手段の入力範囲の半幅をｓｉｎ（π／
２―π／Ｎ）倍した値を閾値とし、また、前記Ｎが奇数
である時、前記標本化手段の入力範囲の半幅をｓｉｎ
（π／２―π／（２Ｎ））倍した値を閾値として、前記
標本値の絶対値を当該閾値と比較する手段であって、少
なくとも１つの標本において、その標本値の絶対値が当
該閾値以上であれば、前記正弦波信号の瞬時値が、前記
標本化手段の入力範囲を超える可能性があると推測する
事を特徴とするものである。
は、少なくとも２つの標本化手段と、前記標本化手段を
選択する選択手段とを備え、前記選択手段によって選択
された標本化手段による標本値を、その出力と為す標本
化装置であって、前記標本化手段は、その周波数が既知
の同一正弦波信号を、１周期あたり３以上のＮ点で標本
化する手段であり、前記選択手段は、前記正弦波信号の
標本値の絶対値が全て閾値未満である前記標本化手段の
うち、最も入力範囲が狭い標本化手段を選択する手段で
あり、前記閾値は、前記Ｎが偶数である時、前記標本化
手段の入力範囲の半幅をｓｉｎ（π／２―π／Ｎ）倍し
た値であり、また、前記Ｎが奇数である時、前記標本化
手段の入力範囲の半幅をｓｉｎ（π／２―π／（２
Ｎ））倍した値である事を特徴とするものである。ま
た、本第二発明は、標本化手段と比較手段とを備え、標
本化手段によって正弦波信号を標本化し、その標本値を
比較手段によって比較して、前記正弦波信号の瞬時値が
前記標本化手段の入力範囲を超える可能性について推測
する装置であって、前記標本化手段は、その周波数が既
知の正弦波信号を、１周期あたり３以上のＮ点で標本化
する手段であって、前記比較手段は、前記Ｎが偶数であ
る時、前記標本化手段の入力範囲の半幅をｓｉｎ（π／
２―π／Ｎ）倍した値を閾値とし、また、前記Ｎが奇数
である時、前記標本化手段の入力範囲の半幅をｓｉｎ
（π／２―π／（２Ｎ））倍した値を閾値として、前記
標本値の絶対値を当該閾値と比較する手段であって、少
なくとも１つの標本において、その標本値の絶対値が当
該閾値以上であれば、前記正弦波信号の瞬時値が、前記
標本化手段の入力範囲を超える可能性があると推測する
事を特徴とするものである。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を添付の図面に示す実施例に基
づいて説明する。本発明の実施例は、本発明装置を用い
たネットワークアナライザの受信装置であって、そのブ
ロック図を図２に示す。なお、ネットワークアナライザ
の受信装置は、以降、単に受信装置と称する。図２にお
いて、標本化装置の一例である受信装置２００は、入力
端子２１０と、標本化手段の一例である標本化器２２０
および２３０と、選択手段の一例である選択装置２４０
と、出力端子２５０とを備え、入力端子２１０に入力さ
れた信号を標本化し、その標本値をディジタルデータに
変換して出力端子２５０に出力する。入力端子は、標本
化器２２０と２３０の入力に接続されている。なお、入
力端子には、その周波数が既知の正弦波信号が入力され
る。標本化器２２０は、ＡＤＣ２６０を備え、入力され
た正弦波信号を１周期あたり４点で標本化して、その標
本値をディジタルデータに変換し、選択装置２４０へ出
力する。なお、ＡＤＣ２６０の入力範囲は、−１から＋
１であるので、標本化器２２０の入力範囲も、−１から
＋１である。標本化器２３０は、１０倍の増幅率を有す
る増幅器２７０とＡＤＣ２８０とを備え、入力された正
弦波信号を増幅器２７０によって増幅した後に、１周期
あたり４点で標本化して、その標本値をディジタルデー
タに変換し、選択装置２４０へ出力する。なお、ＡＤＣ
２８０の入力範囲は、−１から＋１であるので、標本化
器２３０の入力範囲は、−０．１から＋０．１である。
選択装置２４０は、標本化器２２０および２３０が生成
するディジタルデータを記憶するためのメモリ２９０
と、ＣＰＵ３００とを備え、標本化器２２０または２３
０の何れか一方が生成するディジタルデータを出力端子
２５０へ出力する。出力端子２５０は、選択装置２４０
に接続されて、選択装置２４０が出力するディジタルデ
ータを出力する。
づいて説明する。本発明の実施例は、本発明装置を用い
たネットワークアナライザの受信装置であって、そのブ
ロック図を図２に示す。なお、ネットワークアナライザ
の受信装置は、以降、単に受信装置と称する。図２にお
いて、標本化装置の一例である受信装置２００は、入力
端子２１０と、標本化手段の一例である標本化器２２０
および２３０と、選択手段の一例である選択装置２４０
と、出力端子２５０とを備え、入力端子２１０に入力さ
れた信号を標本化し、その標本値をディジタルデータに
変換して出力端子２５０に出力する。入力端子は、標本
化器２２０と２３０の入力に接続されている。なお、入
力端子には、その周波数が既知の正弦波信号が入力され
る。標本化器２２０は、ＡＤＣ２６０を備え、入力され
た正弦波信号を１周期あたり４点で標本化して、その標
本値をディジタルデータに変換し、選択装置２４０へ出
力する。なお、ＡＤＣ２６０の入力範囲は、−１から＋
１であるので、標本化器２２０の入力範囲も、−１から
＋１である。標本化器２３０は、１０倍の増幅率を有す
る増幅器２７０とＡＤＣ２８０とを備え、入力された正
弦波信号を増幅器２７０によって増幅した後に、１周期
あたり４点で標本化して、その標本値をディジタルデー
タに変換し、選択装置２４０へ出力する。なお、ＡＤＣ
２８０の入力範囲は、−１から＋１であるので、標本化
器２３０の入力範囲は、−０．１から＋０．１である。
選択装置２４０は、標本化器２２０および２３０が生成
するディジタルデータを記憶するためのメモリ２９０
と、ＣＰＵ３００とを備え、標本化器２２０または２３
０の何れか一方が生成するディジタルデータを出力端子
２５０へ出力する。出力端子２５０は、選択装置２４０
に接続されて、選択装置２４０が出力するディジタルデ
ータを出力する。
【０００８】選択装置２４０において、ＣＰＵ３００
は、標本化器２２０および２３０と、メモリ２９０と、
出力端子２５０とに接続され、各標本化器からディジタ
ルデータ列を受信しメモリ２９０に順次書き込む。ま
た、メモリ２９０に書き込んだディジタルデータ列を参
照して比較演算により何れかの標本化器を選択し、当該
標本化器が生成したディジタルデータ列を出力端子２５
０へ出力する。ＣＰＵ３００が標本化器を選択する基準
は、正弦波信号を歪み無く標本化できる事と、ダイナミ
ックレンジができるだけ大きい事である。すなわち、入
力端子２１０から入力された正弦波信号の瞬時値が、そ
の入力範囲を超えない標本化器のうち、最も入力範囲が
狭い標本化器を選択する。上述の通り、ＣＰＵ３００は
各標本化器が生成したディジタルデータ列のみを参照し
て標本化器の選択を行う。標本化器は、所定の周期に従
って正弦波信号を標本化するので、標本化する時に、正
弦波信号の瞬時値が標本化器の入力範囲を超えていると
は限らない。その例として、正弦波信号とその標本を示
した図を図３に示す。図３において、Ｖは標本化器の入
力範囲の最大値であり、−Ｖは同入力範囲の最小値であ
る。図？を見て明かなように、標本Ｓ１およびＳ２は、
正弦波信号のピーク値から僅かにずれた位置にあり、そ
の値も標本化器の入力範囲を超えていない。しかしなが
ら、それらの前後の標本との間で、正弦波信号の瞬時値
が標本化器の入力範囲を超えている。このように、単に
標本値、すなわち、各標本化器が生成したディジタルデ
ータ列から、適切な標本化器を選択する事ができないの
で、各標本化器に入力される正弦波信号の瞬時値が、各
標本化器の入力範囲を超えるかどうか推測して、標本化
器を選択する必要がある。
は、標本化器２２０および２３０と、メモリ２９０と、
出力端子２５０とに接続され、各標本化器からディジタ
ルデータ列を受信しメモリ２９０に順次書き込む。ま
た、メモリ２９０に書き込んだディジタルデータ列を参
照して比較演算により何れかの標本化器を選択し、当該
標本化器が生成したディジタルデータ列を出力端子２５
０へ出力する。ＣＰＵ３００が標本化器を選択する基準
は、正弦波信号を歪み無く標本化できる事と、ダイナミ
ックレンジができるだけ大きい事である。すなわち、入
力端子２１０から入力された正弦波信号の瞬時値が、そ
の入力範囲を超えない標本化器のうち、最も入力範囲が
狭い標本化器を選択する。上述の通り、ＣＰＵ３００は
各標本化器が生成したディジタルデータ列のみを参照し
て標本化器の選択を行う。標本化器は、所定の周期に従
って正弦波信号を標本化するので、標本化する時に、正
弦波信号の瞬時値が標本化器の入力範囲を超えていると
は限らない。その例として、正弦波信号とその標本を示
した図を図３に示す。図３において、Ｖは標本化器の入
力範囲の最大値であり、−Ｖは同入力範囲の最小値であ
る。図？を見て明かなように、標本Ｓ１およびＳ２は、
正弦波信号のピーク値から僅かにずれた位置にあり、そ
の値も標本化器の入力範囲を超えていない。しかしなが
ら、それらの前後の標本との間で、正弦波信号の瞬時値
が標本化器の入力範囲を超えている。このように、単に
標本値、すなわち、各標本化器が生成したディジタルデ
ータ列から、適切な標本化器を選択する事ができないの
で、各標本化器に入力される正弦波信号の瞬時値が、各
標本化器の入力範囲を超えるかどうか推測して、標本化
器を選択する必要がある。
【０００９】その推測は次の通りに行う。標本化器の入
力範囲の全幅と等しい全幅を有する正弦波信号を標本化
器に入力した時、正弦波信号の標本値の絶対値が正弦波
信号の振幅に最も近い標本において、その標本値が最も
小さくなるように標本化した場合の当該標本値の絶対値
を閾値とする。そして、少なくとも１つの標本値の絶対
値が、当該閾値以上であれば、正弦波信号の瞬時値が標
本化器の入力範囲を超える可能性があると推測する。逆
に、当該閾値未満であれば、正弦波信号の瞬時値が標本
化器の入力範囲を超える事はないと推測する。本実施例
の受信装置２００においては、次の通りに閾値が決定さ
れる。正弦波信号と、それを１周期あたり４点で標本化
した時の標本Ｓａ１，Ｓａ２，Ｓａ３およびＳａ４とを
示した例を、図４に示す。図４において、正弦波信号
は、振幅がＡであって、標本化器の入力範囲の半幅に等
しいものとする。標本は、正弦波信号の１周期をＴとし
た時、Ｔ／８，３Ｔ／８，５Ｔ／８，７Ｔ／８で標本化
される。このように標本化すれば、他のタイミングで標
本化した時に比べて、標本値の絶対値が正弦波信号の振
幅に最も近い標本において、その標本値の絶対値が最も
小さくなる。そして、その標本値の絶対値は、Ａ・ｓｉ
ｎ（π／４）である。この値を、標本化器を選択する為
の閾値とする。
力範囲の全幅と等しい全幅を有する正弦波信号を標本化
器に入力した時、正弦波信号の標本値の絶対値が正弦波
信号の振幅に最も近い標本において、その標本値が最も
小さくなるように標本化した場合の当該標本値の絶対値
を閾値とする。そして、少なくとも１つの標本値の絶対
値が、当該閾値以上であれば、正弦波信号の瞬時値が標
本化器の入力範囲を超える可能性があると推測する。逆
に、当該閾値未満であれば、正弦波信号の瞬時値が標本
化器の入力範囲を超える事はないと推測する。本実施例
の受信装置２００においては、次の通りに閾値が決定さ
れる。正弦波信号と、それを１周期あたり４点で標本化
した時の標本Ｓａ１，Ｓａ２，Ｓａ３およびＳａ４とを
示した例を、図４に示す。図４において、正弦波信号
は、振幅がＡであって、標本化器の入力範囲の半幅に等
しいものとする。標本は、正弦波信号の１周期をＴとし
た時、Ｔ／８，３Ｔ／８，５Ｔ／８，７Ｔ／８で標本化
される。このように標本化すれば、他のタイミングで標
本化した時に比べて、標本値の絶対値が正弦波信号の振
幅に最も近い標本において、その標本値の絶対値が最も
小さくなる。そして、その標本値の絶対値は、Ａ・ｓｉ
ｎ（π／４）である。この値を、標本化器を選択する為
の閾値とする。
【００１０】上記のように構成された受信装置２００
は、以下の手順に従って、標本化を行う。ステップＳ５
１では、各標本化器において、それぞれに入力される正
弦波信号を同時に標本化する。ステップＳ５２におい
て、ＣＰＵ３００は、各標本化器が標本化した値をメモ
リに書き込む。ステップＳ５３において、測定に必要な
標本数が得られるまで、ステップＳ５１に戻り、標本化
を繰り返す。また、測定に必要な標本数が得られれば、
ステップＳ５４へ処理を進める。ステップＳ５４におい
て、各標本化器毎に閾値を決定する。ステップＳ５５に
おいて、ＣＰＵ３００は、メモリに書き込んだディジタ
ルデータ列を参照し、それぞれのディジタルデータ列に
ついて、標本値の絶対値と上記閾値とを比較し、標本値
の絶対値が上記の閾値未満であるディジタルデータ列を
抽出する。そして、抽出したディジタルデータ列に対応
する標本化器のうち、最も入力範囲が狭い標本化器を選
択する。例えば、入力端子に振幅０．３の正弦波信号が
入力された場合、標本化器２３０の標本値は閾値を超え
てしまう場合がある。一方、標本化器２２０の標本値は
全て閾値未満であるので、標本化器２２０が選択され
る。また、入力端子に振幅０．０７の正弦波信号が入力
された場合、標本化器２２０および２３０の標本値は全
て閾値未満であるので、標本化器２２０に比べて入力範
囲の狭い標本化器２３０が選択される。最後に、ステッ
プ５６において、選択された標本化器が生成したディジ
タルデータを出力端子へ出力する。
は、以下の手順に従って、標本化を行う。ステップＳ５
１では、各標本化器において、それぞれに入力される正
弦波信号を同時に標本化する。ステップＳ５２におい
て、ＣＰＵ３００は、各標本化器が標本化した値をメモ
リに書き込む。ステップＳ５３において、測定に必要な
標本数が得られるまで、ステップＳ５１に戻り、標本化
を繰り返す。また、測定に必要な標本数が得られれば、
ステップＳ５４へ処理を進める。ステップＳ５４におい
て、各標本化器毎に閾値を決定する。ステップＳ５５に
おいて、ＣＰＵ３００は、メモリに書き込んだディジタ
ルデータ列を参照し、それぞれのディジタルデータ列に
ついて、標本値の絶対値と上記閾値とを比較し、標本値
の絶対値が上記の閾値未満であるディジタルデータ列を
抽出する。そして、抽出したディジタルデータ列に対応
する標本化器のうち、最も入力範囲が狭い標本化器を選
択する。例えば、入力端子に振幅０．３の正弦波信号が
入力された場合、標本化器２３０の標本値は閾値を超え
てしまう場合がある。一方、標本化器２２０の標本値は
全て閾値未満であるので、標本化器２２０が選択され
る。また、入力端子に振幅０．０７の正弦波信号が入力
された場合、標本化器２２０および２３０の標本値は全
て閾値未満であるので、標本化器２２０に比べて入力範
囲の狭い標本化器２３０が選択される。最後に、ステッ
プ５６において、選択された標本化器が生成したディジ
タルデータを出力端子へ出力する。
【００１１】以上説明したように、受信装置２００は、
入力される正弦波信号を、各標本化器において同時に標
本化し、その後に、当該正弦波信号を歪み無く、かつ、
できるだけダイナミックレンジ高く標本化した標本器を
選択する。この選択作業は、従来のレンジングに相当す
る。そして、選択した標本化器が生成したディジタルデ
ータ列を出力端子２５０へ出力する。この事により、従
来必要であったレンジングのための標本化作業が排除さ
れるので、レンジングのために要する時間が短縮され
る。もちろん、標本化器を選択するための比較演算作業
が新たに生じるが、主流のＣＰＵは極めて優れた演算性
能を有しているので、その演算時間は、標本化の為の時
間に比べて、極めて短い。
入力される正弦波信号を、各標本化器において同時に標
本化し、その後に、当該正弦波信号を歪み無く、かつ、
できるだけダイナミックレンジ高く標本化した標本器を
選択する。この選択作業は、従来のレンジングに相当す
る。そして、選択した標本化器が生成したディジタルデ
ータ列を出力端子２５０へ出力する。この事により、従
来必要であったレンジングのための標本化作業が排除さ
れるので、レンジングのために要する時間が短縮され
る。もちろん、標本化器を選択するための比較演算作業
が新たに生じるが、主流のＣＰＵは極めて優れた演算性
能を有しているので、その演算時間は、標本化の為の時
間に比べて、極めて短い。
【００１２】なお、標本化器を選択するためには、入力
される信号の１周期分の標本があれば良い。また、標本
化器の入力範囲の中心から対称的に振動する正弦波信号
であれば、当該信号の半周期分の標本があれば良い。ま
た、本実施例では、標本化周波数が、ナイキスト周波数
を超えるよう標本化している例を図示し説明している
が、アンダーサンプリングするような場合であっても、
本発明の効果は、同様に発揮される。
される信号の１周期分の標本があれば良い。また、標本
化器の入力範囲の中心から対称的に振動する正弦波信号
であれば、当該信号の半周期分の標本があれば良い。ま
た、本実施例では、標本化周波数が、ナイキスト周波数
を超えるよう標本化している例を図示し説明している
が、アンダーサンプリングするような場合であっても、
本発明の効果は、同様に発揮される。
【００１３】さて、本実施例では、閾値がＡ・ｓｉｎ
（π／４）であるので、信号振幅の半値に対して、約３
０％ものマージンを設けている事となる。このマージン
を小さくするためには、１周期あたりの標本点数を増加
させれば良い。例えば、標本化器２２０と２３０が正弦
波信号を１周期あたり５点で標本化する場合、標本化器
を選択する為の閾値は次の通りに決定される。正弦波信
号と、それを１周期あたり５点で標本化した時の標本Ｓ
ａ１，Ｓａ２，Ｓａ３，Ｓａ４およびＳａ５とを示した
図を、図６に示す。図６において、正弦波信号は、振幅
がＡであって、標本化器の入力範囲の半幅に等しいもの
とする。標本は、正弦波信号の１周期をＴとした時、
０，Ｔ／５，２Ｔ／５，３Ｔ／５，４Ｔ／５で標本化さ
れる。このように標本化すれば、他のタイミングで標本
化した時に比べて、標本値の絶対値が正弦波信号の振幅
に最も近い標本において、その標本値の絶対値が最も小
さくなる。そして、その標本値の絶対値は、Ａ・ｓｉｎ
（２π／５）である。この値を、標本化器を選択する為
の閾値とする。従って、マージンは５％程度にまで低減
される。
（π／４）であるので、信号振幅の半値に対して、約３
０％ものマージンを設けている事となる。このマージン
を小さくするためには、１周期あたりの標本点数を増加
させれば良い。例えば、標本化器２２０と２３０が正弦
波信号を１周期あたり５点で標本化する場合、標本化器
を選択する為の閾値は次の通りに決定される。正弦波信
号と、それを１周期あたり５点で標本化した時の標本Ｓ
ａ１，Ｓａ２，Ｓａ３，Ｓａ４およびＳａ５とを示した
図を、図６に示す。図６において、正弦波信号は、振幅
がＡであって、標本化器の入力範囲の半幅に等しいもの
とする。標本は、正弦波信号の１周期をＴとした時、
０，Ｔ／５，２Ｔ／５，３Ｔ／５，４Ｔ／５で標本化さ
れる。このように標本化すれば、他のタイミングで標本
化した時に比べて、標本値の絶対値が正弦波信号の振幅
に最も近い標本において、その標本値の絶対値が最も小
さくなる。そして、その標本値の絶対値は、Ａ・ｓｉｎ
（２π／５）である。この値を、標本化器を選択する為
の閾値とする。従って、マージンは５％程度にまで低減
される。
【００１４】さらに、標本化器が正弦波信号を１周期あ
たりＮ点で標本化する時、閾値は、前記Ｎが偶数であれ
ば、
たりＮ点で標本化する時、閾値は、前記Ｎが偶数であれ
ば、
【数１】
また、前記Ｎが奇数であれば、
【数２】
となる。ここで、Ａは、前記標本化器の入力範囲の半幅
である。
である。
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は上
記のように構成され、作用するものであるから、標本化
手段を２以上備える標本化装置において、各標本化手段
で同時に信号を標本化し、その後に、いずれかの標本化
手段が標本化した値を用いる事により、レンジングの為
の標本化作業を排除し、レンジングに要する時間を短縮
する事ができる。また、それぞれの標本化手段におい
て、その標本値に適切な閾値を設ける事により、標本化
手段に入力された信号の瞬時値が、標本化手段の入力範
囲を超える可能性について推定する事ができる。
記のように構成され、作用するものであるから、標本化
手段を２以上備える標本化装置において、各標本化手段
で同時に信号を標本化し、その後に、いずれかの標本化
手段が標本化した値を用いる事により、レンジングの為
の標本化作業を排除し、レンジングに要する時間を短縮
する事ができる。また、それぞれの標本化手段におい
て、その標本値に適切な閾値を設ける事により、標本化
手段に入力された信号の瞬時値が、標本化手段の入力範
囲を超える可能性について推定する事ができる。
【図１】従来の標本化装置を示す図である。
【図２】本発明の実施例を示す図である。
【図３】正弦波信号を標本化した例を示す図である。
【図４】正弦波信号を、１周期あたり４点で標本化した
例を示す図である。
例を示す図である。
【図５】本発明の実施例である標本化装置の標本化手順
を示した図である。
を示した図である。
【図６】正弦波信号を、１周期あたり５点で標本化した
例を示す図である。
例を示す図である。
２００ 標本化装置
２１０ 入力端子
２２０，２３０ 標本化器
２４０ 選択装置
２５０ 出力端子
Ｓａ１，Ｓａ２，Ｓａ３，Ｓａ４ 標本
Claims (4)
- 【請求項１】少なくとも２つの標本化手段と、前記標本
化手段を選択する選択手段とを備え、前記選択手段によ
って選択された標本化手段による標本値を、その出力と
為す標本化装置であって、 前記標本化手段は、その周波数が既知の同一正弦波信号
を、１周期あたり３以上のＮ点で標本化する手段であ
り、 前記選択手段は、前記正弦波信号の標本値の絶対値が全
て閾値未満であるような前記標本化手段のうち、最も入
力範囲が狭い標本化手段を選択する手段であり、前記閾
値は、前記Ｎが偶数である時は、前記標本化手段の入力
範囲の半幅をｓｉｎ（π／２―π／Ｎ）倍した値であ
り、また、前記Ｎが奇数である時は、前記標本化手段の
入力範囲の半幅をｓｉｎ（π／２―π／（２Ｎ））倍し
た値である事を特徴とする装置。 - 【請求項２】標本化手段と比較手段とを備え、標本化手
段によって正弦波信号を標本化し、その標本値を比較手
段によって比較して、前記正弦波信号の瞬時値が前記標
本化手段の入力範囲を超える可能性について推測する装
置であって、 前記標本化手段は、その周波数が既知の正弦波信号を、
１周期あたり３以上のＮ点で標本化する手段であり、 前記比較手段は、前記Ｎが偶数である時、前記標本化手
段の入力範囲の半幅をｓｉｎ（π／２―π／Ｎ）倍した
値を閾値とし、また、前記Ｎが奇数である時、前記標本
化手段の入力範囲の半幅をｓｉｎ（π／２―π／（２
Ｎ））倍した値を閾値として、前記標本値の絶対値を当
該閾値と比較する手段であり、 少なくとも１つの標本において、その標本値の絶対値が
当該閾値以上であれば、前記正弦波信号の瞬時値が、前
記標本化手段の入力範囲を超える可能性があると推測す
る事を特徴とする装置。 - 【請求項３】標本化手段によって正弦波信号を標本化
し、その標本値から前記正弦波信号の瞬時値が、前記標
本化手段の入力範囲を超える可能性について推測する方
法であって、 その周波数が既知の正弦波信号を、１周期あたり３以上
のＮ点で標本化するステップと、 前記Ｎが偶数である時、前記標本化手段の入力範囲の半
幅をｓｉｎ（π／２―π／Ｎ）倍した値を閾値とし、ま
た、前記Ｎが奇数である時、前記標本化手段の入力範囲
の半幅をｓｉｎ（π／２―π／（２Ｎ））倍した値を閾
値とし、 前記標本値の絶対値と前記閾値とを比較して、少なくと
も１つの標本において、その標本値の絶対値が当該閾値
以上であれば、前記正弦波信号の瞬時値が、前記標本化
手段の入力範囲を超える可能性があると推測するステッ
プと、を含む事を特徴とする方法。 - 【請求項４】前記標本化手段は、アナログディジタル変
換器を備える事を特徴とする請求項１，２または３の何
れかに記載の装置
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001356098A JP3839705B2 (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | 標本化方法および装置、ならびに、推測方法および装置 |
| US10/299,227 US6720900B2 (en) | 2001-11-21 | 2002-11-19 | Guess method and apparatus, sampling apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001356098A JP3839705B2 (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | 標本化方法および装置、ならびに、推測方法および装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003158455A true JP2003158455A (ja) | 2003-05-30 |
| JP2003158455A5 JP2003158455A5 (ja) | 2005-07-14 |
| JP3839705B2 JP3839705B2 (ja) | 2006-11-01 |
Family
ID=19167683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001356098A Expired - Lifetime JP3839705B2 (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | 標本化方法および装置、ならびに、推測方法および装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6720900B2 (ja) |
| JP (1) | JP3839705B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2433851A (en) * | 2006-02-01 | 2007-07-04 | Bookham Technology Plc | Optical receiver which selects between a digital signal produced by a high gain path and a digital signal produced by a low gain path |
| WO2008072130A1 (en) * | 2006-12-14 | 2008-06-19 | Nxp B.V. | Data processing device comprising adc unit |
| FR3055705B1 (fr) | 2016-09-06 | 2018-09-28 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Dispositif d'amplification electronique, appareil de mesure et procede de mesure associes |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6493657B1 (en) * | 1999-08-20 | 2002-12-10 | Glp Partnership | Amplitude range matching system |
-
2001
- 2001-11-21 JP JP2001356098A patent/JP3839705B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-11-19 US US10/299,227 patent/US6720900B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3839705B2 (ja) | 2006-11-01 |
| US20030095058A1 (en) | 2003-05-22 |
| US6720900B2 (en) | 2004-04-13 |
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