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標本化関数発生装置およびデジタル-アナログ変換器 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P06P002849
整理番号 A222P19
掲載日 2006年4月14日
出願番号 特願2004-231090
公開番号 特開2006-050428
登録番号 特許第3920879号
出願日 平成16年8月6日(2004.8.6)
公開日 平成18年2月16日(2006.2.16)
登録日 平成19年2月23日(2007.2.23)
発明者
  • 寅市 和男
  • 袁 浩
  • 中村 浩二
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 標本化関数発生装置およびデジタル-アナログ変換器 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】 周波数特性を調整することができる標本化関数発生装置およびデジタル-アナログ変換器を提供すること。
【解決手段】 3階Bスプライン関数に対応する波形を有する信号を連続的に発生するBスプライン関数発生回路10と、このBスプライン関数波形の信号を遅延させることにより所定の遅延量に対応する複数の信号を生成する遅延回路12、14と、これら複数の信号の信号レベルを所定の利得で調整する増幅器16、17、18と、遅延回路12、14による遅延量を可変に設定する遅延時間設定部26と、遅延時間設定部26によって設定される遅延量に応じて増幅器16、17、18の各利得を設定する利得設定部28と、遅延回路12、14および増幅器16、17、18を通して出力される複数の信号を合成して標本化関数波形として出力する加算回路20、22とが備わっている。
【選択図】 図3
従来技術、競合技術の概要


従来、デジタル信号をアナログ信号に変換して再生する際にはシャノンの標本化定理に基づいて導出されたシャノンの標本化関数が広く用いられてきた。しかしながら、シャノンの標本化関数は、その振動が無限に続くため実現不可能であって有限の範囲のみを用いると打ち切り誤差が発生するという問題や、再生されるアナログ信号が帯域制限されてしまうという問題があった。このような不都合を回避するために、打ち切り誤差がなく、しかも、高次の帯域成分までも再生可能な、有限の範囲で収束する標本化関数が考え出されている(例えば、特許文献1参照。)。この標本化関数は、原点から前後2個先の標本点で0に収束するため、少ない計算量で信号再生を行うことができ、しかも、高周波まで帯域を有することが確かめられている。また、この標本化関数を用いたデジタル-アナログ変換器が知られている(例えば、特許文献2参照。)。
【特許文献1】
国際公開第99/44150号パンフレット(第5-13頁、図1-13)
【特許文献2】
国際公開第99/44290号パンフレット(第6-17頁、図1-15)

産業上の利用分野


本発明は、音声データのオーバーサンプリング処理等に用いられる標本化関数発生装置およびデジタル-アナログ変換器に関する。なお、本明細書においては、関数の値が局所的な領域で0以外の有限の値を有し、それ以外の領域で0となる場合を「有限台」と称して説明を行うものとする。

特許請求の範囲 【請求項1】
標本間隔τよりも広い局所的な範囲に対応して0以外の信号レベルを有し、それ以外の範囲の信号レベルが0となる少なくとも1回以上の有限回微分可能な波形を有する信号を連続的に発生する信号発生手段と、
前記信号発生手段によって発生した信号を遅延させることにより、所定の遅延量に対応する複数の信号を生成する遅延手段と、
前記複数の信号の信号レベルを所定の利得で調整する利得調整手段と、
前記遅延手段による遅延量を可変に設定する遅延量設定手段と、
前記利得調整手段の各利得を可変に設定する利得設定手段と、
前記遅延手段および前記利得調整手段を通して出力される複数の信号を合成して標本化関数波形として出力する合成手段と、
を備え、前記遅延量設定手段によって可変に設定される遅延量と前記利得設定手段によって可変に設定される利得のそれぞれの値は、前記合成手段によって合成される前記標本化関数波形を有する信号の信号レベルが前記標本間隔τに対応する所定の位置で0となるように決定されることを特徴とする標本化関数発生装置。

【請求項2】
請求項1において、
前記信号発生手段は、3階Bスプライン関数に対応する波形を有する信号を発生することを特徴とする標本化関数発生装置。

【請求項3】
請求項1において、
前記信号発生手段は、全範囲で1回だけ微分可能な凸形状の波形を有する信号を発生することを特徴とする標本化関数発生装置。

【請求項4】
請求項1~3のいずれかにおいて、
前記局所的な範囲は、標本間隔τの2倍以上3倍以下の幅Wに対応する範囲であり、
前記遅延手段による遅延量は、(4τ-W)/2と同じかそれ以下の時間であることを特徴とする標本化関数発生装置。

【請求項5】
請求項4において、
前記遅延手段を用いて生成される信号は3つであり、出力順番が最初の信号に対する2番目の信号の遅延量と、この2番目の信号に対する3番目の信号の遅延量とが等しい関係を維持しながら、前記遅延量設定手段による遅延量の可変設定が行われることを特徴とする標本化関数発生装置。

【請求項6】
請求項5において、
前記遅延手段を用いて生成される3つの信号の中の出力順番が最初と3番目の信号に対応する前記利得調整手段の利得は同じであって、2番目の信号に対応する前記利得調整手段の利得に対して符号が反対となる関係を維持しながら、前記遅延量設定手段による遅延量の可変設定が行われることを特徴とする標本化関数発生装置。

【請求項7】
請求項1~6のいずれかにおいて、
前記遅延量設定手段による前記遅延量の設定は、前記標本化関数を用いて行われるデータ補間処理によって得られるデータの周波数特性を調整するシフトパラメータの値を可変設定することにより行うことを特徴とする標本化関数発生装置。

【請求項8】
請求項7において、
前記シフトパラメータの値に応じて前記遅延量設定手段による前記遅延量の設定と前記利得調整手段による利得調整を行うことにより、前記標本化関数を用いて行われるデータ補間処理によって得られるデータの周波数特性を調整することを特徴とする標本化関数発生装置。

【請求項9】
請求項1~8のいずれかに記載の複数の標本化関数発生装置と、
前記標本間隔τと同じ時間間隔で一つずつ入力されるデジタルデータを所定個数分保持し、同時に保持された所定個数分の前記デジタルデータを並行して出力するとともに、前記デジタルデータが入力される毎に保持対象となる所定個数分の前記デジタルデータの組み合わせを更新するデータ保持手段と、
前記データ保持手段からのデジタルデータの出力タイミングに合わせてこのデジタルデータに対応する前記標本化関数発生装置に対して前記標本化関数波形の出力タイミングを指示する発生タイミング制御手段と、
前記標本化関数発生装置から出力される前記標本化関数波形の信号を、この標本化関数発生装置に対応して前記データ保持手段から出力された前記デジタルデータの値に応じて設定された利得で増幅する増幅手段と、
前記データ保持手段から並行して出力される所定個数の前記デジタルデータのそれぞれに対応して前記増幅手段で増幅された信号をアナログ的に加算する加算手段と、
を備えることを特徴とするデジタル-アナログ変換器。

【請求項10】
請求項9において、
前記発生タイミング制御手段は、前記データ保持手段から前記デジタルデータの出力が開始されてから、対応する前記標本化関数発生装置から0以外の信号レベルを有する前記標本化関数波形の出力を開始するまでの時間を、前記遅延量設定手段によって設定される遅延量に応じて可変することを特徴とするデジタル-アナログ変換器。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004231090thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 情報社会を支える新しい高性能情報処理技術 領域
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