JP2647688B2 - ゲイントラッキングが改善された、アナログ信号をpcm変換するための回路 - Google Patents

ゲイントラッキングが改善された、アナログ信号をpcm変換するための回路

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JP2647688B2 JP63109970A JP10997088A JP2647688B2 JP 2647688 B2 JP2647688 B2 JP 2647688B2 JP 63109970 A JP63109970 A JP 63109970A JP 10997088 A JP10997088 A JP 10997088A JP 2647688 B2 JP2647688 B2 JP 2647688B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の利用分野] 本発明はゲイントラッキングが改善された音声信号の
ようなアナログ信号をPCM変換するための回路に係る。
[従来の技術] 近年PCM(パルスコード変調)符号処理は非常に普及
して電話システムの中でもっとも用いられている変調方
法となっている。あらゆる可能な電話接続に基準を定め
る(ヨーロッパにおけるCCITTのような)各種の国際的
推薦の中で(通常“コンボチップ”として知らてれいる
集積回路によって構成されている)PCMコンバータに関
するものにより特に正弦波と想定される入力信号のレベ
レが変化する際のゲインの誤差(即ちゲイントラッキン
グ)を制限するためのマスクが公知である。
[発明が解決しようとする課題] アナログ−デジタル変換はアナログ信号に強制的にた
だプリセットされた離散的値しか取らせない量子化装置
及び量子化された信号をサンプリングし連続したサンプ
ルをエンコーダに供給するサンプラにより行なわれる。
アナログ−デジタル変換により周知の如くエンコードさ
れる信号の中に量子化誤差が導入されるので理想的な
“コンボチップ”に対してさえもエンコードされた信号
の中にゲインの誤差に等価な対応誤差が生ずる。
[発明の目的] 本発明の目的は既知の回路より良好で理想的であると
みなされるものよりも実際に良好なゲイントラッキング
を有するPCM変換回路(“コンボチップ”)を提供する
にある。
[課題を解決するための手段] 上記目的は下記のアナログ信号PCM変換回路で達成さ
せられるがその他の目的及び効果についても明らかとな
ろう。即ち、アナログ信号が入力される入力端子(IN)
を有する多段フィルタ10、該多段フィルタ10により駆動
され受け入れたアナログ信号に基づく量子化信号を発生
する量子化装置12、該量子化装置12により駆動され上記
アナログ信号カットオフ周波数の実質上2倍の周波数で
上記量子化信号をサンプリングするサンプラ14、該サン
プラ14により駆動されるPCMエンコーダ16とより成るア
ナログ信号をPCM変換する回路において、上記量子化装
置12が、上記アナログ信号と量子化信号との間の差を表
す差信号を検知する回路手段を具備し、フィードバック
回路手段18が該回路手段と上記フィルタ10のある段との
間に結合され上記差信号をフィードバックし、該回路手
段の出力20から上記フィルタ10の出力端子OUTへ至る全
伝達関数をローパス濾波に一致させた。
[実施例] 以下、本発明を添付の図面に示された特に好まれる実
施態様に基づき詳細に説明する。
第1図は従来の技術によるゲインの誤差及び理想的な
ゲイントラッキングを限定するマスクを示す図である。
dBで示された入力信号レベルの函数として同じくdBで
示されたゲインの変化を示す第1図において2つの細線
でマスクが示されておりCCITTの推薦によればこの2つ
の細線の間にゲインの変化曲線が含まれなければならな
い。このマスクは−10dBm0のゲインに合せてある。即ち
正弦波入力信号が絶対標準の−10dBm0に等しい場合にゲ
インが測定されていると想定されている。
第2図は従来の技術によるPCM変換回路を示す。この
回路は代表的には音声信号であるアナログ入力信号Vin
を受けるハイパスフイルタ10を具備する。この信号Vin
は当業者の一般の基準に基づきカットオフ周波数をサン
プリング周波数fsの1/2以下としてローパスフイルタ
(図示せず)で予め濾波されているものとする。ハイパ
スフィルタ10の出力信号VoutはPCMコンバータ11に入り
同コンバータは離散値列の値を強制的に取る出力信号VQ
を段階的に形成するこの分野の専門家には知られている
量子化装置12、量子化装置の出力信号VQをを受け同信号
を多くの場合、8kHzの所望の周波数fsでサンプルして量
子化されサンプルされたVQSを発生するサンプラ14及びP
CMパルスで信号VQSをエンコードするエンコーダ16を含
む。
PCMエンコーダは典型的には漸近標準と信号のサンプ
ルを逐次に比較して作動し一致に変換の終りで回路の加
算ノード(adder node)にサンプルと標準との間の残留
差(残差)を出す。この形式のPCMエンコーダの一例が
「NMOS技術を用いたセグメント化されたμ−255規則のP
CM音声エンコーダ」(“A Segmented μ−255 Law PCM
Voice Encoder Utilizing NMOS Technology",Yannis P
Tsividis et al.,IEEE J.Solid−Sta−te Circuits,Vo
l.SC−11,pp.740−747,Dec.1976)に記載されている。
第3図に示されているように本発明に係るPCM変換回
路は第2図の段階10、12、14、16の他に残差フィードバ
ック回路18を含み、同回路はPCMコンバータの加算ノー
ド20からくる上記の残差を受け、同残差を適当な濾波処
理のような更に他の処理を受けハイパスフィルタ10の段
階に投入して、残差フィードバック回路18の入力からハ
イパスフィルタ10の出力に至る伝達関数の全体がローパ
ス濾波処理と等価となる。
第3図に示された回路装置により、第1図の主旨と等
しい、第4図に示したゲイントラッキングが得られる。
明らかにこのゲイントラッキングは、第1図に理想的な
ものとして示されているものよりも改善されている。
本願発明者は、この結果に対する論理的な理由を充分
に把握していないが、残差のフィードバックは量子化の
誤差を更に一様に分散させる効果を有し、離散的量子化
レベルから他のレベルに信号が移行する際に生じる誤差
のピークを排除するように思われる。
第5図には本発明の更に特定な実施例が示されてい
る。第3図のハイパスフィルタ10は入力端子IN及び出力
端子OUTを有し、3つの演算増幅器30、32、34が設けら
れており、同増幅器は既知の方法で結合積分コンデンサ
36及びスイッチトキャパシタ38と相互結合されている。
残差フィードバック18は単なるスイッチトキャパシタ40
として設けられており、同コンデンサは交互にPCMコン
バータ11の加算ノード20から充電され、フィルタ10の第
3の演算増幅器34に放電する。加算ノード20からフィル
タOUT端子への伝達関数はローパス濾波処理に相当する
ものとみなすことができる。
残差フィードバック回路18は単なるスイッチトキャパ
シタが設けられる代りに、信号に異なる濾波処理を行な
うような複合回路であってもよく、残差のフィードバッ
クはフィルタの他の段例えばその入力端子INに戻されて
もよい。
以上本発明の特に好まれる実施態様につき記載した
が、この分野における専門家にとって、本発明の要旨を
逸脱することなく改善ならびに変更が容易に可能である
ことは当然である。
【図面の簡単な説明】 第1図は従来の技術によるゲインの誤差及び理想的なゲ
イントラッキングを限定するマスクを示す図である。 第2図は従来の技術によるPCM変換回路のブロックであ
る。 第3図は本発明によるPCM変換回路の特に好まれる実施
態様のブロック図である。 第4図は第3図の回路により得られたゲイントラッキン
グを示す図である。 第5図は第3図の変換回路の実用上の実施例である。 10……ハイパスフィルタ、11……PCMコンバータ 12……量子化装置、14……サンプラ 16……エンコーダ 18……残差フィードバック回路 20……加算ノード 30、32、34……演算増幅器 36……結合積分コンデンサ 38、40……スイッチトキャパシタ
フロントページの続き (72)発明者 カルロ クリッパ イタリア国 22055 メラテ ヴィア フォンタン 5 (72)発明者 ピエランジェロ コンファロニーリ イタリア国 24040 カノニカ ダッダ ヴィア ベルガモ 6 (56)参考文献 特開 昭62−30422(JP,A) 特開 昭61−65626(JP,A) 特開 昭62−239618(JP,A) 特開 昭47−23155(JP,A)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アナログ信号が入力される入力端子(IN)
    を有する多段フィルタ(10)、該多段フィルタ(10)に
    より駆動され受け入れたアナログ信号に基づく量子化信
    号を発生する量子化装置(12)、該量子化装置(12)に
    より駆動され上記アナログ信号カットオフ周波数の実質
    上2倍の周波数で上記量子化信号をサンプリングするサ
    ンプラ(14)、該サンプラ(14)により駆動されるPCM
    エンコーダ(16)とより成るアナログ信号をPCM変換す
    る回路において、上記量子化装置(12)が、上記アナロ
    グ信号と量子化信号との間の差を表す差信号を検知する
    回路手段を具備し、フィードバック回路手段(18)が該
    回路手段と上記フィルタ(10)のある段との間に結合さ
    れ上記差信号をフィードバックし、該回路手段の出力
    (20)から上記フィルタ(10)の出力端子(OUT)へ至
    る全伝達関数をローパス濾波に対応させたことを特徴と
    するPCM変換回路。
  2. 【請求項2】上記フィルタ(10)がハイパスフィルタで
    あることを特徴とする請求項1記載のPCM変換回路。
  3. 【請求項3】上記フィルタ(10)が多段(30、32、34)
    で構成され、上記フィードバック回路手段(18)が終段
    (34)に結合されていることを特徴とする請求項1又は
    2記載のPCM変換回路。
  4. 【請求項4】上記フィルタ(10)が多段(30、32、34)
    で構成され、上記フィードバック回路手段(18)が入力
    段(30)に結合されていることを特徴とする請求項1又
    は2記載のPCM変換回路。
  5. 【請求項5】上記フィードバック回路手段(18)がスイ
    ッチトキャパシタ(40)を含むことを特徴とする前記請
    求項1乃至4のいずれかに記載のPCM変換回路。
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