JP3541263B2 - ゲイン設定方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアナログ／ディジタル変換器を経由した信号の信号波形に基づいて、アナログ／ディジタル変換器に入力される信号を適正なレベルに制御するゲイン設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アナログ／ディジタル変換器の許容入力範囲内に入力信号のレベルを抑制する方法として、量子化された出力波形データがオーバーフローまたはアンダーフローしている場合には、前段のゲインを最小ゲインあるいは予め定めたゲインに設定して、再度変換器を経由した波形データを収集する方法が採られている。ゲインを下げた後に収集した出力波形データから入力信号が許容入力範囲内にあることが判明すると、出力波形データの最小値と最大値を検索することにより最適なゲインが求められ、その値にゲインが設定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来の方法では、入力信号が許容入力範囲を越えている場合には予め定められたルールに従って一律にゲインを下げるようにしているため、一度のゲイン補正で最適なゲインが得られる確率は極めて低い。したがって、入力信号が許容入力範囲内に収束するまで、波形データの取込みおよびゲイン補正を何度も繰り返す必要がある。
【０００４】
本発明の目的は、波形データの取込みおよびゲインの補正を何度も繰り返すことなく、少ない回数で最適なゲインに設定することができるゲイン設定方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態を示す図１〜３に対応づけて説明すると、請求項１に記載の発明は、アナログ／ディジタル変換器３を経由した信号の信号波形に基づいてアナログ／ディジタル変換器３に入力される信号のレベルを制御するゲイン設定方法に適用される。そして、アナログ／ディジタル変換器３のオーバーフローまたはアンダーフローレベルを越えた場合に生ずる信号波形の欠落部分前後の微分値を算出し、算出した微分値に基づいて欠落部分内に微分値の極大値または極小値が存在するか否かを判定し、 (1) 存在しないと判定した場合には欠落部分前後の信号波形の微分値に基づいて欠落部分の信号波形７を予測し、予測した信号波形７の最大値または最小値に基づいて変換器３よりも前段に設けた増幅器２のゲインを調整し、 (2) 存在すると判定した場合には微分値に基づく欠落部分の信号波形７の予測を行なわずに増幅器２のゲインを予め定めた規定値に設定することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のゲイン設定方法において、欠落部分の信号波形７の微分値は欠落部分直前の微分値と欠落部分直後の微分値とを結んだ直線６上にあるものとして、欠落部分の信号波形７を予測するようにしたものである。
【０００６】
請求項１に記載の発明では、アナログ／ディジタル変換器３のオーバーフローまたはアンダーフローレベルを越えた場合に生ずる信号波形の欠落部分前後の微分値を算出し、欠落部分内に微分値の極大値または極小値が存在しないと判定される場合には微分値に基づいて予測される欠落部分の信号波形７に基づいて増幅器２のゲインを調整し、欠落部分内に微分値の極大値または極小値が存在すると判定される場合には増幅器２のゲインを予め定めた規定値に設定する。
請求項２に記載の発明では、欠落部分の信号波形７の微分値は欠落部分直前の微分値と欠落部分直後の微分値とを結んだ直線６上にあるものとして、欠落部分の信号波形７を予測する。
【０００７】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明が実施例に限定されるものではない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を用いて本発明によるゲイン設定方法が適用されるゲイン設定装置の一実施の形態について説明する。本装置は波形信号を検出するディテクタ１と、ディテクタ１からの信号を受けるＡＧＣ回路２と、ＡＧＣ回路２のアナログ出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路３と、Ａ／Ｄ変換回路３の出力信号を取込む波形メモリ４と、波形メモリ４からの信号を受けてＡＧＣ回路２の増幅率を調整するマイクロプロセッサ５とを備える。ディテクタ１からの信号は、増幅率が可変のＡＧＣ回路２を経てＡ／Ｄ変換回路３に入力される。Ａ／Ｄ変換回路により量子化されたデジタル信号の波形データは波形メモリ４に記憶され、このデータはマイクロプロセッサ５に読み込まれる。本実施の形態のゲイン設定方法では、このように読み込まれた波形データに基づいてゲインの補正がなされるが、読み込まれた波形データの状態によりゲインの補正方法が異なるため、次に場合（ケース１〜４）を分けて説明する。
【０００９】
＜ケース１＞
マイクロプロセッサ５に読み込まれた波形データに欠落がないとき、すなわちＡ／Ｄ変換回路３の許容入力範囲を越える入力信号が入力されていないときには、マイクロプロセッサ５は波形データを検索してデータの最大値および最小値を求めた後、データの最大値および最小値からＡ／Ｄ変換回路３の許容入力を越えないような最適ゲインを算出してＡＧＣ回路２に指示を与え、ＡＧＣ回路２のゲインを最適ゲインに設定する。
【００１０】
＜ケース２＞
マイクロプロセッサ５に読み込まれた波形データに欠落があるとき、すなわちＡ／Ｄ変換回路２の許容入力範囲を越える入力信号が入力されているときには、マイクロプロセッサ５は波形の微分値を算出する。図２に量子化された波形データの例を、図３にその波形データの微分値を示す。図２において、量子化可能範囲はＹ_min〜Ｙ_maxであり、波形データはＸm〜Ｘnの範囲で欠落している。
【００１１】
次にマイクロプロセッサ５は、波形データの欠落部分内に微分値の極大値または極小値が存在するか否かの判定を行なう。図２および図３は波形データの欠落部分内に微分値の極大値および極小値が存在しないと判定された場合を示している。すなわち図３に示すように、Ｘ＝ＸmおよびＸ＝Ｘnにおける微分値は一方が負の値をとり他方が正の値をとるので、Ｘm〜Ｘnの範囲内には波形微分値の極大値および極小値は存在しないものと判定される。この場合、図３の破線６で示すように波形データの微分波形の欠落部分が直線で近似される。すなわち仮想される微分値δiは、
【数１】
δi＝（δn−δm）／（Ｘn−Ｘm）・Ｘi＋Ｋ
但し、Ｋ＝δm−（δn−δm）／（Ｘn−Ｘm）・Ｘm
である。欠落部分の仮想される波形データ値Ｙiは、微小間隔ごとに直線で近似される。すなわちＹiは、
【数２】
Ｙi＝δi-1・（Ｘi−Ｘi-1）＋Ｙi-1
で与えられ、仮想されるＹiは図２の破線７で示される。
【００１２】
以上の手順で欠落部分のＹiが算出され、同時に欠落部分内のＹiの最大値および最小値が算出される。マイクロプロセッサ５は波形データＹiの最大値および最小値からＡ／Ｄ変換回路３の許容入力を越えないようなゲイン、すなわち最適と予測されるゲインを算出してＡＧＣ回路２に指示を与え、ＡＧＣ回路２のゲインは最適と予測されるゲインに補正される。
【００１３】
＜ケース３＞
波形データに欠落部分が存在する場合であって、波形の微分値を算出した結果から欠落部分に微分値の極大値または極小値があると判定したときは、欠落部分について仮想波形データを求めることなく、ゲインを予め定めた最低ゲインに切換えた後、再び波形を取込み、波形データの最大値および最小値を算出する。算出した最大値および最小値から最適ゲインを求め、ＡＧＣ回路２に指示を与える。
【００１４】
以上述べたように、本発明によるゲイン設定方法の一実施の形態では、取込まれた波形の状態に応じて適切なゲインの補正手順を選択するようにしている。上述のケース２では、波形データの微分値を用いて欠落した波形を適切に修復して波形データの最大値および最小値を算出し、この値に基づいてゲインを補正するため、一度の補正で最適なゲインが得られる確率が高く、何度もゲイン補正を繰り返さずに最適なゲインに収束する。これに対し、従来の方法では波形の状態を調べずに一律にゲインを低下させるため、一度の補正で最適なゲインが得られる可能性は極めて低く、最適ゲインへの収束に時間がかかる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アナログ／ディジタル変換器の出力波形の欠落部分前後の微分値を算出し、欠落部分内に微分値の極大値または極小値が存在しない場合には微分値に基づいて予測される欠落部分の信号波形の最大値または最小値に基づいて増幅器のゲインを調整し、欠落部分内に微分値の極大値または極小値が存在する場合には増幅器のゲインを予め定めた規定値に設定するので、ゲインの補正を何度も繰り返すことなく速やかに最適ゲインを設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるゲイン設定方法を適用したゲイン設定装置の一実施の形態を示す図。
【図２】図１に示す装置により仮想された信号波形を示す図。
【図３】図１に示す装置により近似された信号波形の微分波形を示す図。
【符号の説明】
２ ＡＧＣ回路
３ Ａ／Ｄ変換器
６ 破線
７ 破線
【発明の属する技術分野】
本発明はアナログ／ディジタル変換器を経由した信号の信号波形に基づいて、アナログ／ディジタル変換器に入力される信号を適正なレベルに制御するゲイン設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アナログ／ディジタル変換器の許容入力範囲内に入力信号のレベルを抑制する方法として、量子化された出力波形データがオーバーフローまたはアンダーフローしている場合には、前段のゲインを最小ゲインあるいは予め定めたゲインに設定して、再度変換器を経由した波形データを収集する方法が採られている。ゲインを下げた後に収集した出力波形データから入力信号が許容入力範囲内にあることが判明すると、出力波形データの最小値と最大値を検索することにより最適なゲインが求められ、その値にゲインが設定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来の方法では、入力信号が許容入力範囲を越えている場合には予め定められたルールに従って一律にゲインを下げるようにしているため、一度のゲイン補正で最適なゲインが得られる確率は極めて低い。したがって、入力信号が許容入力範囲内に収束するまで、波形データの取込みおよびゲイン補正を何度も繰り返す必要がある。
【０００４】
本発明の目的は、波形データの取込みおよびゲインの補正を何度も繰り返すことなく、少ない回数で最適なゲインに設定することができるゲイン設定方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態を示す図１〜３に対応づけて説明すると、請求項１に記載の発明は、アナログ／ディジタル変換器３を経由した信号の信号波形に基づいてアナログ／ディジタル変換器３に入力される信号のレベルを制御するゲイン設定方法に適用される。そして、アナログ／ディジタル変換器３のオーバーフローまたはアンダーフローレベルを越えた場合に生ずる信号波形の欠落部分前後の微分値を算出し、算出した微分値に基づいて欠落部分内に微分値の極大値または極小値が存在するか否かを判定し、 (1) 存在しないと判定した場合には欠落部分前後の信号波形の微分値に基づいて欠落部分の信号波形７を予測し、予測した信号波形７の最大値または最小値に基づいて変換器３よりも前段に設けた増幅器２のゲインを調整し、 (2) 存在すると判定した場合には微分値に基づく欠落部分の信号波形７の予測を行なわずに増幅器２のゲインを予め定めた規定値に設定することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のゲイン設定方法において、欠落部分の信号波形７の微分値は欠落部分直前の微分値と欠落部分直後の微分値とを結んだ直線６上にあるものとして、欠落部分の信号波形７を予測するようにしたものである。
【０００６】
請求項１に記載の発明では、アナログ／ディジタル変換器３のオーバーフローまたはアンダーフローレベルを越えた場合に生ずる信号波形の欠落部分前後の微分値を算出し、欠落部分内に微分値の極大値または極小値が存在しないと判定される場合には微分値に基づいて予測される欠落部分の信号波形７に基づいて増幅器２のゲインを調整し、欠落部分内に微分値の極大値または極小値が存在すると判定される場合には増幅器２のゲインを予め定めた規定値に設定する。
請求項２に記載の発明では、欠落部分の信号波形７の微分値は欠落部分直前の微分値と欠落部分直後の微分値とを結んだ直線６上にあるものとして、欠落部分の信号波形７を予測する。
【０００７】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明が実施例に限定されるものではない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を用いて本発明によるゲイン設定方法が適用されるゲイン設定装置の一実施の形態について説明する。本装置は波形信号を検出するディテクタ１と、ディテクタ１からの信号を受けるＡＧＣ回路２と、ＡＧＣ回路２のアナログ出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路３と、Ａ／Ｄ変換回路３の出力信号を取込む波形メモリ４と、波形メモリ４からの信号を受けてＡＧＣ回路２の増幅率を調整するマイクロプロセッサ５とを備える。ディテクタ１からの信号は、増幅率が可変のＡＧＣ回路２を経てＡ／Ｄ変換回路３に入力される。Ａ／Ｄ変換回路により量子化されたデジタル信号の波形データは波形メモリ４に記憶され、このデータはマイクロプロセッサ５に読み込まれる。本実施の形態のゲイン設定方法では、このように読み込まれた波形データに基づいてゲインの補正がなされるが、読み込まれた波形データの状態によりゲインの補正方法が異なるため、次に場合（ケース１〜４）を分けて説明する。
【０００９】
＜ケース１＞
マイクロプロセッサ５に読み込まれた波形データに欠落がないとき、すなわちＡ／Ｄ変換回路３の許容入力範囲を越える入力信号が入力されていないときには、マイクロプロセッサ５は波形データを検索してデータの最大値および最小値を求めた後、データの最大値および最小値からＡ／Ｄ変換回路３の許容入力を越えないような最適ゲインを算出してＡＧＣ回路２に指示を与え、ＡＧＣ回路２のゲインを最適ゲインに設定する。
【００１０】
＜ケース２＞
マイクロプロセッサ５に読み込まれた波形データに欠落があるとき、すなわちＡ／Ｄ変換回路２の許容入力範囲を越える入力信号が入力されているときには、マイクロプロセッサ５は波形の微分値を算出する。図２に量子化された波形データの例を、図３にその波形データの微分値を示す。図２において、量子化可能範囲はＹ_min〜Ｙ_maxであり、波形データはＸm〜Ｘnの範囲で欠落している。
【００１１】
次にマイクロプロセッサ５は、波形データの欠落部分内に微分値の極大値または極小値が存在するか否かの判定を行なう。図２および図３は波形データの欠落部分内に微分値の極大値および極小値が存在しないと判定された場合を示している。すなわち図３に示すように、Ｘ＝ＸmおよびＸ＝Ｘnにおける微分値は一方が負の値をとり他方が正の値をとるので、Ｘm〜Ｘnの範囲内には波形微分値の極大値および極小値は存在しないものと判定される。この場合、図３の破線６で示すように波形データの微分波形の欠落部分が直線で近似される。すなわち仮想される微分値δiは、
【数１】
δi＝（δn−δm）／（Ｘn−Ｘm）・Ｘi＋Ｋ
但し、Ｋ＝δm−（δn−δm）／（Ｘn−Ｘm）・Ｘm
である。欠落部分の仮想される波形データ値Ｙiは、微小間隔ごとに直線で近似される。すなわちＹiは、
【数２】
Ｙi＝δi-1・（Ｘi−Ｘi-1）＋Ｙi-1
で与えられ、仮想されるＹiは図２の破線７で示される。
【００１２】
以上の手順で欠落部分のＹiが算出され、同時に欠落部分内のＹiの最大値および最小値が算出される。マイクロプロセッサ５は波形データＹiの最大値および最小値からＡ／Ｄ変換回路３の許容入力を越えないようなゲイン、すなわち最適と予測されるゲインを算出してＡＧＣ回路２に指示を与え、ＡＧＣ回路２のゲインは最適と予測されるゲインに補正される。
【００１３】
＜ケース３＞
波形データに欠落部分が存在する場合であって、波形の微分値を算出した結果から欠落部分に微分値の極大値または極小値があると判定したときは、欠落部分について仮想波形データを求めることなく、ゲインを予め定めた最低ゲインに切換えた後、再び波形を取込み、波形データの最大値および最小値を算出する。算出した最大値および最小値から最適ゲインを求め、ＡＧＣ回路２に指示を与える。
【００１４】
以上述べたように、本発明によるゲイン設定方法の一実施の形態では、取込まれた波形の状態に応じて適切なゲインの補正手順を選択するようにしている。上述のケース２では、波形データの微分値を用いて欠落した波形を適切に修復して波形データの最大値および最小値を算出し、この値に基づいてゲインを補正するため、一度の補正で最適なゲインが得られる確率が高く、何度もゲイン補正を繰り返さずに最適なゲインに収束する。これに対し、従来の方法では波形の状態を調べずに一律にゲインを低下させるため、一度の補正で最適なゲインが得られる可能性は極めて低く、最適ゲインへの収束に時間がかかる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アナログ／ディジタル変換器の出力波形の欠落部分前後の微分値を算出し、欠落部分内に微分値の極大値または極小値が存在しない場合には微分値に基づいて予測される欠落部分の信号波形の最大値または最小値に基づいて増幅器のゲインを調整し、欠落部分内に微分値の極大値または極小値が存在する場合には増幅器のゲインを予め定めた規定値に設定するので、ゲインの補正を何度も繰り返すことなく速やかに最適ゲインを設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるゲイン設定方法を適用したゲイン設定装置の一実施の形態を示す図。
【図２】図１に示す装置により仮想された信号波形を示す図。
【図３】図１に示す装置により近似された信号波形の微分波形を示す図。
【符号の説明】
２ ＡＧＣ回路
３ Ａ／Ｄ変換器
６ 破線
７ 破線
Claims (2)
- アナログ／ディジタル変換器を経由した信号の信号波形に基づいて前記アナログ／ディジタル変換器に入力される信号のレベルを制御するゲイン設定方法において、
前記アナログ／ディジタル変換器のオーバーフローまたはアンダーフローレベルを越えた場合に生ずる前記信号波形の欠落部分前後の微分値を算出し、
算出した前記微分値に基づいて前記欠落部分内に前記微分値の極大値または極小値が存在するか否かを判定し、
(1) 前記存在しないと判定した場合には前記欠落部分前後の信号波形の微分値に基づいて前記欠落部分の信号波形を予測し、予測した前記信号波形の最大値または最小値に基づいて前記変換器よりも前段に設けた増幅器のゲインを調整し、 (2) 前記存在すると判定した場合には前記微分値に基づく前記欠落部分の信号波形の予測を行なわずに前記増幅器のゲインを予め定めた規定値に設定することを特徴とするゲイン設定方法。 - 前記欠落部分の信号波形の微分値は前記欠落部分直前の微分値と前記欠落部分直後の微分値とを結んだ直線上にあるものとして、前記欠落部分の信号波形を予測することを特徴とする請求項１に記載のゲイン設定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29122695A JP3541263B2 (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | ゲイン設定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29122695A JP3541263B2 (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | ゲイン設定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09135134A JPH09135134A (ja) | 1997-05-20 |
| JP3541263B2 true JP3541263B2 (ja) | 2004-07-07 |
Family
ID=17766112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29122695A Expired - Fee Related JP3541263B2 (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | ゲイン設定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3541263B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008227735A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Toshiba Corp | アナログ−デジタル変換装置、無線通信端末およびプログラム |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4292655B2 (ja) * | 1999-11-09 | 2009-07-08 | 株式会社デンソー | サンプリング装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59188728A (ja) * | 1983-04-09 | 1984-10-26 | Sony Corp | デジタル信号処理回路 |
| JPS60169227A (ja) * | 1984-02-10 | 1985-09-02 | Fuji Facom Corp | 自動レンジ切換アナログ−デジタル変換器 |
| JPS6465927A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-13 | Fujitsu Ltd | Automatic gain switching system for a/d converter |
| JPH05235764A (ja) * | 1992-01-20 | 1993-09-10 | Nec Corp | アナログ／ディジタル変換装置 |
-
1995
- 1995-11-09 JP JP29122695A patent/JP3541263B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008227735A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Toshiba Corp | アナログ−デジタル変換装置、無線通信端末およびプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09135134A (ja) | 1997-05-20 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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