周波数特性補償装置
【課題】簡易な手法により前置増幅器を制御する方法とそれを具現化してなる装置とを提供すること。
【解決手段】周波数特性補償装置の備える統計情報計算回路５０は、Ａ／Ｄ変換器２０から適応ディジタルフィルタ３０に入力されるディジタル入力信号をモニタして、その信号レベル等に関する統計をとり、統計情報を生成する。制御回路６０は、統計情報計算回路５０から受けた統計情報に基づいて前置増幅器１０の入力オフセット調整及び利得調整を行う。
【解決手段】周波数特性補償装置の備える統計情報計算回路５０は、Ａ／Ｄ変換器２０から適応ディジタルフィルタ３０に入力されるディジタル入力信号をモニタして、その信号レベル等に関する統計をとり、統計情報を生成する。制御回路６０は、統計情報計算回路５０から受けた統計情報に基づいて前置増幅器１０の入力オフセット調整及び利得調整を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適応ディジタルフィルタを有する周波数特性補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、センサにて信号源の変化を計測し、伝送路を通して計測結果を端末機器に伝達して端末機器から信号源の制御を行うシステムにおいては、伝送路における減衰やセンサの感度のような特性変動等を周波数毎に補償して信号源における信号を復元した状態で端末機器に渡したいといった要望がある。また補償と同様の手段により、センサの製造ばらつきなどを吸収することも応用例として期待されている。かかる変動等の補償に使用される周波数特性補償装置として、前置増幅器と、ＡＤ変換器と、適応ディジタルフィルタとを備えるものがある。アナログ入力信号は前置増幅器で増幅された後、ＡＤ変換器でＡＤ変換され、ディジタル入力信号として適応ディジタルフィルタに入力される。適応ディジタルフィルタは、ディジタル入力信号に対して周波数特性補償を行い、制御システムに対してディジタル出力信号として出力する。
【０００３】
一般に、通信分野においては情報伝達経路に増幅器が含まれており、その増幅器の利得を制御するということが広く行われている。例えば、特許文献１記載のシステムにおいては、適応フィルタを用いて増幅器の利得制御を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１０３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
適応ディジタルフィルタに入力される信号（ディジタル入力信号）の状態によっては、適切なフィルタリング動作を行えず、前置増幅器やＡＤ変換器を制御してディジタル入力信号の状態を調整したいという場合がある。この場合、適応フィルタの入力制御を適応フィルタで行うことは不可能であるため、上述した特許文献１の技術を適用することはできない。
【０００６】
そこで、本発明は、既存の手法とは異なる簡易な手法により前置増幅器を制御する方法とそれを具現化してなる装置とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
適応ディジタルフィルタに適切なフィルタリング動作を行わせるには、ディジタル入力信号の状態のうち特にオフセットを好ましくはゼロにして且つＡＤ変換器におけるオーバーフローを避けなければならないことから、前置増幅器における入力オフセット調整と利得調整とを適切に行わなければならない。これに関して、本実施の形態においては、ディジタル入力信号をモニタしてディジタル入力信号の信号レベル又はその平均値、分散、確率分布等の統計情報を生成し、その統計情報に基づいて前置増幅器の入力オフセット調整と利得調整を行うこととした。具体的には、本発明は以下に掲げる手段を提供する。
【０００８】
即ち、本発明によれば、第１の周波数特性補償装置として、
入力オフセット調整機能及び利得可変機能を有する前置増幅器であってアナログ信号を増幅してアナログ増幅信号を出力する前置増幅器と、
前記アナログ増幅信号をＡ／Ｄ変換してディジタル入力信号を生成するＡ／Ｄ変換器と、
前記ディジタル入力信号に対して周波数特性補償を行い、ディジタル出力信号を出力する適応ディジタルフィルタと、
前記ディジタル入力信号をモニタして統計をとり、統計情報を生成する統計情報計算回路と、
前記統計情報に基づいて前記前置増幅器の入力オフセット調整及び利得調整を行う制御回路と
を備える周波数特性補償装置が得られる。
【０００９】
また、本発明によれば、第２の周波数特性補償装置として、第１の周波数特性補償装置であって、
前記統計情報は、前記ディジタル入力信号の信号レベル又はその平均値、前記ディジタル入力信号の分散に関する情報及び前記ディジタル入力信号の確率分布に関する情報の少なくともいずれか一つである
周波数特性補償装置が得られる。
【００１０】
また、本発明によれば、第３の周波数特性補償装置として、第２の周波数特性補償装置であって、
前記制御回路は、前記統計情報に前記ディジタル入力信号の信号レベルが含まれる場合、当該信号レベルを積分した結果からオフセット量を算出し、算出したオフセット量に基づいて前記前置増幅器の入力オフセット調整を行う
周波数特性補償装置が得られる。
【００１１】
また、本発明によれば、第４の周波数特性補償装置として、第２の周波数特性補償装置であって、
前記制御回路は、前記統計情報に前記ディジタル入力信号の信号レベルの平均値が含まれる場合、当該平均値からオフセット量を算出し、算出したオフセット量に基づいて前記前置増幅器の入力オフセット調整を行う
周波数特性補償装置が得られる。
【００１２】
また、本発明によれば、第５の周波数特性補償装置として、第２の周波数特性補償装置であって、
前記制御回路は、前記統計情報に前記ディジタル入力信号の信号レベルが含まれる場合、当該信号レベルの絶対値の最大値に基づいて前記前置増幅器の利得調整を行う
周波数特性補償装置が得られる。
【００１３】
また、本発明によれば、第６の周波数特性補償装置として、第２の周波数特性補償装置であって、
前記制御回路は、前記統計情報に前記ディジタル入力信号の分散に関する情報が含まれる場合、当該分散に関する情報に基づいて前記前置増幅器の利得調整を行う
周波数特性補償装置が得られる。
【００１４】
また、本発明によれば、第７の周波数特性補償装置として、第１乃至第６のいずれかの周波数特性補償装置であって、
前記適応ディジタルフィルタは、理想的なフィルタ出力である所望信号を受けて、該所望信号と前記ディジタル出力信号との誤差を誤差信号として算出し、算出した誤差信号を最小化するようなフィルタ係数を推定して、推定したフィルタ係数を用いてフィルタを構成し、当該フィルタにて前記ディジタル入力信号を処理して前記ディジタル出力信号を生成するものであり、
前記制御回路は、前記誤差信号をモニタしており、当該誤差信号の値が予め設定された所定値を超えた場合に、前記利得調整及び前記入力オフセット調整を開始する
周波数特性補償装置が得られる。
【００１５】
また、本発明によれば、第８の周波数特性補償装置として、第７の周波数特性補償装置であって、
前記前置増幅器は、リセット機能をも有しており、
前記制御回路は、前記フィルタ係数をモニタしており、当該フィルタ係数に基づいて前記適応ディジタルフィルタが発散していることを検知した場合に前記前置増幅器のリセットを行う
周波数特性補償装置が得られる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、Ａ／Ｄ変換器から適応ディジタルフィルタに対して入力されるディジタル入力信号をモニタして、信号レベルの統計結果等の情報（統計情報）に基づいて前置増幅器の利得調整や入力オフセット調整を行うこととしていることから、複雑な計算をする必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態による周波数特性補償装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の適応ディジタルフィルタの構成を示すブロック図である。
【図３】図１の出力インタフェース回路の構成を示すブロック図である。
【図４】図１の周波数特性補償装置の動作を示すモード遷移図である。
【図５】図４の変形例を示すモード遷移図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１を参照すると、本発明の実施の形態による周波数特性補償装置は、前置増幅器１０と、Ａ／Ｄ変換器２０と、適応ディジタルフィルタ３０と、出力インタフェース回路４０と、統計情報計算回路５０と制御回路６０とを備えている。ここで、本実施の形態による周波数特性補償装置の処理対象となる信号は、理想状態における挙動が知られており（推定可能なものであり）、且つ、周期的なものであり、伝送路の周波数特性の影響等により周波数特性補償を必要とするものであるものとする。かかる信号の処理のため、本実施の形態による周波数特性補償装置は、制御回路６０の制御の下、初期設定モード、トレーニングモード及び補償動作モードの３つのモードをとるように構成されている（後述）。以下、周波数特性補償装置を構成する各要素について詳細に説明する。
【００１９】
前置増幅器１０は、アナログ信号を受けて増幅しアナログ増幅信号を出力するものである。本実施の形態による前置増幅器１０は、入力オフセットの調整を行うための入力オフセット調整機能、前置増幅器１０における利得の調整を行うための利得可変機能を有している。具体的には、本実施の形態による前置増幅器１０は、その入力端子を短絡することにより、入力オフセット調整を行うことができる。また、前置増幅器１０は、ローパス特性やバンドパス特性といった複数のフィルタリング特性を有しており、選択されたフィルタリング特性に基づいてフィルタリングするフィルタ機能も有している。更に、前置増幅器１０は、すべての設定値・選択値等を初期状態にリセットするリセット機能を有している。これら入力オフセット調整機能、利得可変機能、フィルタ機能及びリセット機能は、制御回路６０からの制御により実行される。
【００２０】
Ａ／Ｄ変換器２０は、外部から供給されるクロック信号ＣＬＫを用いてＡ／Ｄ変換を行うものである。具体的には、Ａ／Ｄ変換器２０は、前置増幅器１０から入力されたアナログ増幅信号をサンプリングし、所定の語長を有するディジタル入力信号を生成する。
【００２１】
適応ディジタルフィルタ３０は、Ａ／Ｄ変換器２０からディジタル入力信号を受けて、周波数特性補償（補正処理）を行い、ディジタル出力信号を出力するものである。
【００２２】
詳しくは、本実施の形態による適応ディジタルフィルタ３０は、図２に示されるように、平均値分散補正回路３１と、フィルタ主部３２とを備えている。このうちフィルタ主部３２は、一般的な適応ディジタルフィルタと同様の機能を主として提供するものであるのに対して、平均値分散補正回路３１は、本実施の形態による適応ディジタルフィルタ３０に特有の回路であり、制御回路６０の制御の下、フィルタ主部３２に入力される信号に対してオフセット調整等の前処理を施して、補正された入力ディジタル信号を出力するものである。
【００２３】
フィルタ主部３２は、ＦＩＲフィルタ３５と、誤差計算回路３６と、適応アルゴリズム部３７とを備えている。ＦＩＲフィルタ３５は、平均値分散補正回路３１から補正されたディジタル入力信号を受けると、設定されたフィルタ係数を用いた処理を施してディジタル出力信号を生成する。誤差計算回路３６は、制御回路６０から理想的なフィルタ出力である所望信号を受けて、ＦＩＲフィルタ３５の出力であるディジタル出力信号と所望信号との誤差を誤差信号として算出するものである。この誤差信号は、適応アルゴリズム部３７に入力されると共に制御回路６０にも伝達される。本実施の形態による適応アルゴリズム部３７は、制御回路６０により設定されたパラメータに基づいて機能するものであり、誤差信号を最小化する（即ち、誤差を所定値以下とする）ようなフィルタ係数を推定し、その推定したフィルタ係数をＦＩＲフィルタ３５に設定するものである。なお、推定されたフィルタ係数は制御回路６０にも伝達される。
【００２４】
図１に示される出力インタフェース回路４０は、適応ディジタルフィルタ３０から出力されたディジタル出力信号を受けて、周波数特性補償装置の後段に接続されたシステム・回路などにて要求される信号に変換し、出力信号として出力するものである。本実施の形態による出力インタフェース回路４０は、後段にアナログ系統のシステムとディジタル系統のシステムの２系統のシステムを接続可能なものであり、アナログ系統用の出力信号とディジタル系統用の出力信号とを出力する。
【００２５】
詳しくは、図３に示されるように、出力インタフェース回路４０は、Ｄ／Ａ変換器４１と、ローパスフィルタ４２と、アナログ信号変換器４３と、ディジタル信号変換器４４とを備えている。Ｄ／Ａ変換器４１は、外部から供給されるクロック信号（図示せず）を用いてディジタル出力信号をアナログ信号に変換するものである。ローパスフィルタ４２は、Ｄ／Ａ変換器４１から出力されるアナログ信号に含まれている高調波成分を除去するためのものである。このローパスフィルタ４２には、設定可能なカットオフ周波数が複数用意されており、制御回路６０の制御によりサンプリング周波数に対応する適切なカットオフ周波数が選択され、フィルタ処理に用いられる。アナログ信号変換器４３は、ローパスフィルタ４２からの出力を受けて、後段のアナログ系統のシステムにて要求される信号のレベル及びフォーマットに変換するものである。ディジタル信号変換器４４は、適応ディジタルフィルタ３０から出力されたディジタル出力信号を受けて、後段のディジタル系統のシステムにて要求される信号のレベル及びフォーマットに変換するものである。
【００２６】
図１に示される統計情報計算回路５０は、適応ディジタルフィルタ３０への入力、即ち、Ａ／Ｄ変換器２０から出力されたディジタル出力信号をモニタして統計をとり、統計情報を生成し、制御回路６０に伝達するためのものである。ここで、統計情報としては、例えば、ディジタル入力信号の信号レベル又はその平均値、ディジタル入力信号の分散に関する情報及びディジタル入力信号の確率分布に関する情報などがある。
【００２７】
本実施の形態による制御回路６０は、他の構成要素を制御して、上述したように周波数特性補償装置のモード設定制御を行う。このモード設定制御により、周波数特性補償装置は、図４に示されるように、初期設定モードＭ１０１、トレーニングモードＭ１０２及び補償動作モードＭ１０３の３つのモードを遷移する。ここで、トレーニングモードとは、適応ディジタルフィルタ３０の適応アルゴリズム部３７を稼働させ、それによって適切なフィルタ係数の推定を行うモードである。これに対して、初期設定モードとは、トレーニングモードにおいて適応ディジタルフィルタ３０が最適な状態でフィルタ係数の推定を行えるように前置増幅器１０等の機能調整を図るモードであり、また、補償動作モードとは、トレーニングモードにおいて推定されたフィルタ係数を用いて周波数特性補償動作（補正動作）を行うモードである。以下、各モードにおける制御回路６０の動作について、他の構成要素の動作についても言及しながら説明する。
【００２８】
初期設定モードにおいて、制御回路６０は、統計情報計算回路５０から得た統計情報に基づいて前置増幅器１０の入力オフセット調整の制御や利得調整の制御等を行うと共に適応ディジタルフィルタ３０のパラメータ制御等を行う。特に、本実施の形態においては、消費電力を低減するため、初期設定モード中においては適応アルゴリズム部３７の動作を停止するよう、制御回路６０によって制御する。即ち、初期設定モード中におけるＦＩＲフィルタ３５はその時点で設定されているフィルタ係数を用いたフィルタ処理を行う。
【００２９】
まず、制御回路６０は、前置増幅器１０のフィルタ機能におけるフィルタ特性の選択を行う。例えば、エリアシング防止を目的とする場合、ローパス特性を選択する。また、直流成分が不要な場合にはバンドパス特性を選択する。
【００３０】
次いで、制御回路６０は、前置増幅器１０の利得調整を行いながら、Ａ／Ｄ変換器２０の入力レベルに応じた利得設定を行う。ここで最適な利得は、前置増幅器１０の利得を低い利得から高い利得へと切り替えつつ、Ａ／Ｄ変換器２０の出力（即ち、ディジタル入力信号）をモニタすることにより、決定される。例えば、Ａ／Ｄ変換器２０のダイナミックレンジをフル活用したい場合、信号レベルの絶対値の最大値に基づいて前置増幅器１０の利得調整を行えばよいし、ある程度のロスを許容するのであれば、信号レベルの分散に基づいて前置増幅器１０の利得調整を行えばよい。
【００３１】
更に、制御回路６０は、前置増幅器１０の入力オフセット調整を行う。詳しくは、制御回路６０は前置増幅器１０を制御して前置増幅器１０の入力端子間を短絡させる。その状態において統計情報計算回路５０がディジタル入力信号を一定期間モニタして得られた統計情報に基づいて、制御回路６０は前置増幅器１０の更なる調整を行う。例えば、周期的に変化する信号の場合、信号レベルを一周期にわたって積分すると交流成分はゼロになるため積分結果は直流成分のみを一周期にわたって積算したものになる。同様に、信号レベルの平均値をとると、直流成分のみが現れることとなる。この直流成分はオフセット量であり、適応ディジタルフィルタ３０における処理を考慮すると、可能な限り小さいことが（できればゼロであることが）好ましい。そこで、制御回路６０は、上述したようにディジタル入力信号の信号レベル又はその平均値のような統計情報に基づいてオフセット量を推定し、そのオフセット量に基づいて前置増幅器１０を制御して入力オフセット調整を行わせることとしている。
【００３２】
前置増幅器１０の入力端子間の短絡とその後の調整処理などは、統計情報計算回路５０においてモニタした観測値が所定の値以内に収束するまで繰り返される。予め設定された数を繰り返した後で観測値が所定の値以内に収束していない場合には、制御回路６０は、周波数特性補償装置全体の処理を停止させる（図４：Ｔ１０６）。
【００３３】
上述したようにして、入力オフセット調整が適切に行われた後、統計情報計算回路５０がディジタル入力信号を一定期間モニタして、ディジタル入力信号の信号レベルの平均値と分散を含む統計情報を制御回路６０に伝達すると、制御回路６０は、統計情報に含まれる平均値及び分散とに基づいて平均値分散補正回路３１の制御を行ってＦＩＲフィルタ３５へ入力される信号の平均値及び分散を所望の値に変換する。一方、制御回路６０は、統計情報に含まれる分散に基づいて、パラメータを決定し、適応アルゴリズム部３７に設定する。このようにして、初期設定モードを終えると周波数特性補償装置は、トレーニングモードＭ１０２へと移行する（Ｔ１０２）。
【００３４】
トレーニングモードＭ１０２においては、適応アルゴリズム部３７が稼働してディジタル出力信号と所望信号との誤差が所定値以下になるまでトレーニングが行われる。このトレーニングの間も統計情報計算回路５０によるディジタル入力信号のモニタは行われており、統計情報は随時制御回路６０へ伝達され続けている。それにより、制御回路６０は、上述したような前置増幅器１０の入力オフセット調整を必要に応じて行うことができる。また、制御回路６０は、統計情報に基づいてＡ／Ｄ変換器２０においてオーバーフローが生じていると判断した場合、前置増幅器１０をリセットして初期設定モードＭ１０１へと移行させる（Ｔ１０３）。
【００３５】
トレーニングモードＴ１０２が終了した後は、周波数特性補償装置本来の動作である補正動作を行うため、補償動作モードＭ１０３に移行する（Ｔ１０４）。この補償動作モードＭ１０３においては、省電力化のため、適応アルゴリズム部３７を停止し、トレーニングモードＴ１０２において決定されたフィルタ係数を用いて補正動作を行う。但し、誤差計算回路３６の機能は停止しておらず、従って、制御回路６０は誤差信号をモニタすることができる。誤差信号が許容範囲を超えて増大した場合には、補償動作モードＭ１０３からトレーニングモードＭ１０２に移行し（Ｔ１０５）、再度、適応ディジタルフィルタ３０のトレーニングを行う。また、補償動作モードＭ１０３においても統計情報計算回路５０によるディジタル入力信号のモニタは行われており、統計情報は随時制御回路６０へ伝達され続けている。それにより、制御回路６０は、統計情報に基づいてＡ／Ｄ変換器２０においてオーバーフローが生じていると判断した場合、前置増幅器１０をリセットして初期設定モードＭ１０１へと移行させることもできる（Ｔ１０６）。
【００３６】
上述した実施の形態による周波数特性補償装置によれば、Ａ／Ｄ変換器２０の出力（即ち、ディジタル入力信号）をモニタして、その統計量に基づいて前置増幅器１０の入力オフセット調整等を図ることとしていることから、その調整にかかる計算量等を抑えることができる。
【００３７】
上述した実施の形態による周波数特性補償装置については、種々の変形が可能である。例えば、周波数特性補償装置の処理対象となる信号は、上述したようなものには限られない。例えば、処理対象となる信号に対して、所定のトレーニング信号を一定間隔で含ませることとし、そのトレーニング信号を用いてトレーニングを行うこととしてもよい。かかる処理の例を図５に示す。図５における初期設定モードＭ２０１は、図４における初期設定モードＭ１０１と同じであるので、以下においては説明を省略する。また、図５におけるトレーニングモードＭ２０３は、図４におけるトレーニングモードＭ１０２とほぼ同様であるので、これについても説明を省略する。図５におけるトレーニングモードＭ２０３及び補償動作モードＭ２０４は、図４におけるトレーニングモードＭ１０２及び補償動作モードＭ１０３と似ているものであるので、異なる点のみ説明することとする。
【００３８】
図５に示される例において、概略、トレーニング信号を受けている間は適応ディジタルフィルタ３０のトレーニングを行い、先のトレーニング信号と後のトレーニング信号との間においては、先のトレーニング信号に基づいて決定されたフィルタ係数を用いて補正動作を行う。そのため、周波数特性補償装置は、まず、トレーニング信号との同期をとらなければならない。そのためのモードが同期モードＭ２０２である。なお、同期モードＭ２０２の前には、図４の例と同様にして初期設定モードＭ２０１が行われる。
【００３９】
同期モードＭ２０２においては、適応アルゴリズム部３７の動作を停止し、フィルタ係数としてトレーニング信号に応じた値を設定する。フィルタ係数とトレーニング信号のパターンとが一致したときディジタル出力信号は最大になる。即ち、ディジタル出力信号が最大になったときに、トレーニング信号が周波数特性補償装置に到達していると理解される。
【００４０】
但し、ディジタル出力信号が最大になることをもってトレーニング信号との同期を図ることとすると、少なくともトレーニング信号が挿入されている期間に亘りディジタル出力信号の観測をしなければならず、同期確立まで時間を要することとなる。
【００４１】
そのため、図示された例においては、ディジタル出力信号が所定の閾値を超えた場合にディジタル出力信号のピーク値を求め、その位置を同期位置とすることとしている。この同期位置の検出後、周波数特性補償装置は、トレーニングモードＭ２０３に移行する（Ｔ２０１）。なお、上述した同期モードにおいては、ディジタル出力信号を監視する必要があるが、このディジタル出力信号の監視は、例えば統計情報計算回路５０に行わせて、それに基づいて制御回路６０が制御することとしてもよいし、制御回路６０がディジタル出力信号の監視を直接行うこととしてもよい。
【００４２】
トレーニングモードＭ２０３においては、適応アルゴリズム部３７が稼働してディジタル出力信号と所望信号との誤差が所定値以下になるまでトレーニングが行われる。このトレーニングの間も統計情報計算回路５０によるディジタル入力信号のモニタは行われており、統計情報は制御回路６０へ伝達され続けている。それにより、制御回路６０は、上述したような前置増幅器１０の入力オフセット調整を必要に応じて行うことができる。また、制御回路６０は、統計情報に基づいてＡ／Ｄ変換器２０においてオーバーフローが生じていると判断した場合、前置増幅器１０をリセットして初期設定モードＭ１０１へと移行させる（Ｔ２０２）。
【００４３】
トレーニングモードＭ２０３における適応ディジタルフィルタ３０のトレーニングの後、周波数特性補償装置本来の動作である補正動作を行うため、補償動作モードＭ２０４に移行する（Ｔ２０３）。この補償動作モードＭ２０４においては、省電力化のため、適応アルゴリズム部３７を停止し、トレーニングモードＭ２０３において決定されたフィルタ係数を用いて補正動作を行う。この補償動作モードＭ２０４は、次のトレーニング信号が入力するタイミングまで継続され、次のトレーニング信号が入力するタイミングになるとトレーニングモードＭ２０３に移行する（Ｔ２０４）。以降、トレーニングモードＭ２０３と補償動作モードＭ２０４とを繰り返す。
【００４４】
上述したようなトレーニング信号を用いたトレーニングによれば、信号源で発生する信号が既知のものでなくとも、本実施の形態による周波数特性補償装置を用いることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 前置増幅器
２０ Ａ／Ｄ変換器
３０ 適応ディジタルフィルタ
３１ 平均値分散補正回路
３２ フィルタ主部
３５ ＦＩＲフィルタ
３６ 誤差計算回路
３７ 適応アルゴリズム部
４０ 出力インタフェース回路
４１ Ｄ／Ａ変換器
４２ ローパスフィルタ
４３ アナログ信号変換器
４４ ディジタル信号変換器
５０ 統計情報計算回路
６０ 制御回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適応ディジタルフィルタを有する周波数特性補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、センサにて信号源の変化を計測し、伝送路を通して計測結果を端末機器に伝達して端末機器から信号源の制御を行うシステムにおいては、伝送路における減衰やセンサの感度のような特性変動等を周波数毎に補償して信号源における信号を復元した状態で端末機器に渡したいといった要望がある。また補償と同様の手段により、センサの製造ばらつきなどを吸収することも応用例として期待されている。かかる変動等の補償に使用される周波数特性補償装置として、前置増幅器と、ＡＤ変換器と、適応ディジタルフィルタとを備えるものがある。アナログ入力信号は前置増幅器で増幅された後、ＡＤ変換器でＡＤ変換され、ディジタル入力信号として適応ディジタルフィルタに入力される。適応ディジタルフィルタは、ディジタル入力信号に対して周波数特性補償を行い、制御システムに対してディジタル出力信号として出力する。
【０００３】
一般に、通信分野においては情報伝達経路に増幅器が含まれており、その増幅器の利得を制御するということが広く行われている。例えば、特許文献１記載のシステムにおいては、適応フィルタを用いて増幅器の利得制御を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１０３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
適応ディジタルフィルタに入力される信号（ディジタル入力信号）の状態によっては、適切なフィルタリング動作を行えず、前置増幅器やＡＤ変換器を制御してディジタル入力信号の状態を調整したいという場合がある。この場合、適応フィルタの入力制御を適応フィルタで行うことは不可能であるため、上述した特許文献１の技術を適用することはできない。
【０００６】
そこで、本発明は、既存の手法とは異なる簡易な手法により前置増幅器を制御する方法とそれを具現化してなる装置とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
適応ディジタルフィルタに適切なフィルタリング動作を行わせるには、ディジタル入力信号の状態のうち特にオフセットを好ましくはゼロにして且つＡＤ変換器におけるオーバーフローを避けなければならないことから、前置増幅器における入力オフセット調整と利得調整とを適切に行わなければならない。これに関して、本実施の形態においては、ディジタル入力信号をモニタしてディジタル入力信号の信号レベル又はその平均値、分散、確率分布等の統計情報を生成し、その統計情報に基づいて前置増幅器の入力オフセット調整と利得調整を行うこととした。具体的には、本発明は以下に掲げる手段を提供する。
【０００８】
即ち、本発明によれば、第１の周波数特性補償装置として、
入力オフセット調整機能及び利得可変機能を有する前置増幅器であってアナログ信号を増幅してアナログ増幅信号を出力する前置増幅器と、
前記アナログ増幅信号をＡ／Ｄ変換してディジタル入力信号を生成するＡ／Ｄ変換器と、
前記ディジタル入力信号に対して周波数特性補償を行い、ディジタル出力信号を出力する適応ディジタルフィルタと、
前記ディジタル入力信号をモニタして統計をとり、統計情報を生成する統計情報計算回路と、
前記統計情報に基づいて前記前置増幅器の入力オフセット調整及び利得調整を行う制御回路と
を備える周波数特性補償装置が得られる。
【０００９】
また、本発明によれば、第２の周波数特性補償装置として、第１の周波数特性補償装置であって、
前記統計情報は、前記ディジタル入力信号の信号レベル又はその平均値、前記ディジタル入力信号の分散に関する情報及び前記ディジタル入力信号の確率分布に関する情報の少なくともいずれか一つである
周波数特性補償装置が得られる。
【００１０】
また、本発明によれば、第３の周波数特性補償装置として、第２の周波数特性補償装置であって、
前記制御回路は、前記統計情報に前記ディジタル入力信号の信号レベルが含まれる場合、当該信号レベルを積分した結果からオフセット量を算出し、算出したオフセット量に基づいて前記前置増幅器の入力オフセット調整を行う
周波数特性補償装置が得られる。
【００１１】
また、本発明によれば、第４の周波数特性補償装置として、第２の周波数特性補償装置であって、
前記制御回路は、前記統計情報に前記ディジタル入力信号の信号レベルの平均値が含まれる場合、当該平均値からオフセット量を算出し、算出したオフセット量に基づいて前記前置増幅器の入力オフセット調整を行う
周波数特性補償装置が得られる。
【００１２】
また、本発明によれば、第５の周波数特性補償装置として、第２の周波数特性補償装置であって、
前記制御回路は、前記統計情報に前記ディジタル入力信号の信号レベルが含まれる場合、当該信号レベルの絶対値の最大値に基づいて前記前置増幅器の利得調整を行う
周波数特性補償装置が得られる。
【００１３】
また、本発明によれば、第６の周波数特性補償装置として、第２の周波数特性補償装置であって、
前記制御回路は、前記統計情報に前記ディジタル入力信号の分散に関する情報が含まれる場合、当該分散に関する情報に基づいて前記前置増幅器の利得調整を行う
周波数特性補償装置が得られる。
【００１４】
また、本発明によれば、第７の周波数特性補償装置として、第１乃至第６のいずれかの周波数特性補償装置であって、
前記適応ディジタルフィルタは、理想的なフィルタ出力である所望信号を受けて、該所望信号と前記ディジタル出力信号との誤差を誤差信号として算出し、算出した誤差信号を最小化するようなフィルタ係数を推定して、推定したフィルタ係数を用いてフィルタを構成し、当該フィルタにて前記ディジタル入力信号を処理して前記ディジタル出力信号を生成するものであり、
前記制御回路は、前記誤差信号をモニタしており、当該誤差信号の値が予め設定された所定値を超えた場合に、前記利得調整及び前記入力オフセット調整を開始する
周波数特性補償装置が得られる。
【００１５】
また、本発明によれば、第８の周波数特性補償装置として、第７の周波数特性補償装置であって、
前記前置増幅器は、リセット機能をも有しており、
前記制御回路は、前記フィルタ係数をモニタしており、当該フィルタ係数に基づいて前記適応ディジタルフィルタが発散していることを検知した場合に前記前置増幅器のリセットを行う
周波数特性補償装置が得られる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、Ａ／Ｄ変換器から適応ディジタルフィルタに対して入力されるディジタル入力信号をモニタして、信号レベルの統計結果等の情報（統計情報）に基づいて前置増幅器の利得調整や入力オフセット調整を行うこととしていることから、複雑な計算をする必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態による周波数特性補償装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の適応ディジタルフィルタの構成を示すブロック図である。
【図３】図１の出力インタフェース回路の構成を示すブロック図である。
【図４】図１の周波数特性補償装置の動作を示すモード遷移図である。
【図５】図４の変形例を示すモード遷移図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１を参照すると、本発明の実施の形態による周波数特性補償装置は、前置増幅器１０と、Ａ／Ｄ変換器２０と、適応ディジタルフィルタ３０と、出力インタフェース回路４０と、統計情報計算回路５０と制御回路６０とを備えている。ここで、本実施の形態による周波数特性補償装置の処理対象となる信号は、理想状態における挙動が知られており（推定可能なものであり）、且つ、周期的なものであり、伝送路の周波数特性の影響等により周波数特性補償を必要とするものであるものとする。かかる信号の処理のため、本実施の形態による周波数特性補償装置は、制御回路６０の制御の下、初期設定モード、トレーニングモード及び補償動作モードの３つのモードをとるように構成されている（後述）。以下、周波数特性補償装置を構成する各要素について詳細に説明する。
【００１９】
前置増幅器１０は、アナログ信号を受けて増幅しアナログ増幅信号を出力するものである。本実施の形態による前置増幅器１０は、入力オフセットの調整を行うための入力オフセット調整機能、前置増幅器１０における利得の調整を行うための利得可変機能を有している。具体的には、本実施の形態による前置増幅器１０は、その入力端子を短絡することにより、入力オフセット調整を行うことができる。また、前置増幅器１０は、ローパス特性やバンドパス特性といった複数のフィルタリング特性を有しており、選択されたフィルタリング特性に基づいてフィルタリングするフィルタ機能も有している。更に、前置増幅器１０は、すべての設定値・選択値等を初期状態にリセットするリセット機能を有している。これら入力オフセット調整機能、利得可変機能、フィルタ機能及びリセット機能は、制御回路６０からの制御により実行される。
【００２０】
Ａ／Ｄ変換器２０は、外部から供給されるクロック信号ＣＬＫを用いてＡ／Ｄ変換を行うものである。具体的には、Ａ／Ｄ変換器２０は、前置増幅器１０から入力されたアナログ増幅信号をサンプリングし、所定の語長を有するディジタル入力信号を生成する。
【００２１】
適応ディジタルフィルタ３０は、Ａ／Ｄ変換器２０からディジタル入力信号を受けて、周波数特性補償（補正処理）を行い、ディジタル出力信号を出力するものである。
【００２２】
詳しくは、本実施の形態による適応ディジタルフィルタ３０は、図２に示されるように、平均値分散補正回路３１と、フィルタ主部３２とを備えている。このうちフィルタ主部３２は、一般的な適応ディジタルフィルタと同様の機能を主として提供するものであるのに対して、平均値分散補正回路３１は、本実施の形態による適応ディジタルフィルタ３０に特有の回路であり、制御回路６０の制御の下、フィルタ主部３２に入力される信号に対してオフセット調整等の前処理を施して、補正された入力ディジタル信号を出力するものである。
【００２３】
フィルタ主部３２は、ＦＩＲフィルタ３５と、誤差計算回路３６と、適応アルゴリズム部３７とを備えている。ＦＩＲフィルタ３５は、平均値分散補正回路３１から補正されたディジタル入力信号を受けると、設定されたフィルタ係数を用いた処理を施してディジタル出力信号を生成する。誤差計算回路３６は、制御回路６０から理想的なフィルタ出力である所望信号を受けて、ＦＩＲフィルタ３５の出力であるディジタル出力信号と所望信号との誤差を誤差信号として算出するものである。この誤差信号は、適応アルゴリズム部３７に入力されると共に制御回路６０にも伝達される。本実施の形態による適応アルゴリズム部３７は、制御回路６０により設定されたパラメータに基づいて機能するものであり、誤差信号を最小化する（即ち、誤差を所定値以下とする）ようなフィルタ係数を推定し、その推定したフィルタ係数をＦＩＲフィルタ３５に設定するものである。なお、推定されたフィルタ係数は制御回路６０にも伝達される。
【００２４】
図１に示される出力インタフェース回路４０は、適応ディジタルフィルタ３０から出力されたディジタル出力信号を受けて、周波数特性補償装置の後段に接続されたシステム・回路などにて要求される信号に変換し、出力信号として出力するものである。本実施の形態による出力インタフェース回路４０は、後段にアナログ系統のシステムとディジタル系統のシステムの２系統のシステムを接続可能なものであり、アナログ系統用の出力信号とディジタル系統用の出力信号とを出力する。
【００２５】
詳しくは、図３に示されるように、出力インタフェース回路４０は、Ｄ／Ａ変換器４１と、ローパスフィルタ４２と、アナログ信号変換器４３と、ディジタル信号変換器４４とを備えている。Ｄ／Ａ変換器４１は、外部から供給されるクロック信号（図示せず）を用いてディジタル出力信号をアナログ信号に変換するものである。ローパスフィルタ４２は、Ｄ／Ａ変換器４１から出力されるアナログ信号に含まれている高調波成分を除去するためのものである。このローパスフィルタ４２には、設定可能なカットオフ周波数が複数用意されており、制御回路６０の制御によりサンプリング周波数に対応する適切なカットオフ周波数が選択され、フィルタ処理に用いられる。アナログ信号変換器４３は、ローパスフィルタ４２からの出力を受けて、後段のアナログ系統のシステムにて要求される信号のレベル及びフォーマットに変換するものである。ディジタル信号変換器４４は、適応ディジタルフィルタ３０から出力されたディジタル出力信号を受けて、後段のディジタル系統のシステムにて要求される信号のレベル及びフォーマットに変換するものである。
【００２６】
図１に示される統計情報計算回路５０は、適応ディジタルフィルタ３０への入力、即ち、Ａ／Ｄ変換器２０から出力されたディジタル出力信号をモニタして統計をとり、統計情報を生成し、制御回路６０に伝達するためのものである。ここで、統計情報としては、例えば、ディジタル入力信号の信号レベル又はその平均値、ディジタル入力信号の分散に関する情報及びディジタル入力信号の確率分布に関する情報などがある。
【００２７】
本実施の形態による制御回路６０は、他の構成要素を制御して、上述したように周波数特性補償装置のモード設定制御を行う。このモード設定制御により、周波数特性補償装置は、図４に示されるように、初期設定モードＭ１０１、トレーニングモードＭ１０２及び補償動作モードＭ１０３の３つのモードを遷移する。ここで、トレーニングモードとは、適応ディジタルフィルタ３０の適応アルゴリズム部３７を稼働させ、それによって適切なフィルタ係数の推定を行うモードである。これに対して、初期設定モードとは、トレーニングモードにおいて適応ディジタルフィルタ３０が最適な状態でフィルタ係数の推定を行えるように前置増幅器１０等の機能調整を図るモードであり、また、補償動作モードとは、トレーニングモードにおいて推定されたフィルタ係数を用いて周波数特性補償動作（補正動作）を行うモードである。以下、各モードにおける制御回路６０の動作について、他の構成要素の動作についても言及しながら説明する。
【００２８】
初期設定モードにおいて、制御回路６０は、統計情報計算回路５０から得た統計情報に基づいて前置増幅器１０の入力オフセット調整の制御や利得調整の制御等を行うと共に適応ディジタルフィルタ３０のパラメータ制御等を行う。特に、本実施の形態においては、消費電力を低減するため、初期設定モード中においては適応アルゴリズム部３７の動作を停止するよう、制御回路６０によって制御する。即ち、初期設定モード中におけるＦＩＲフィルタ３５はその時点で設定されているフィルタ係数を用いたフィルタ処理を行う。
【００２９】
まず、制御回路６０は、前置増幅器１０のフィルタ機能におけるフィルタ特性の選択を行う。例えば、エリアシング防止を目的とする場合、ローパス特性を選択する。また、直流成分が不要な場合にはバンドパス特性を選択する。
【００３０】
次いで、制御回路６０は、前置増幅器１０の利得調整を行いながら、Ａ／Ｄ変換器２０の入力レベルに応じた利得設定を行う。ここで最適な利得は、前置増幅器１０の利得を低い利得から高い利得へと切り替えつつ、Ａ／Ｄ変換器２０の出力（即ち、ディジタル入力信号）をモニタすることにより、決定される。例えば、Ａ／Ｄ変換器２０のダイナミックレンジをフル活用したい場合、信号レベルの絶対値の最大値に基づいて前置増幅器１０の利得調整を行えばよいし、ある程度のロスを許容するのであれば、信号レベルの分散に基づいて前置増幅器１０の利得調整を行えばよい。
【００３１】
更に、制御回路６０は、前置増幅器１０の入力オフセット調整を行う。詳しくは、制御回路６０は前置増幅器１０を制御して前置増幅器１０の入力端子間を短絡させる。その状態において統計情報計算回路５０がディジタル入力信号を一定期間モニタして得られた統計情報に基づいて、制御回路６０は前置増幅器１０の更なる調整を行う。例えば、周期的に変化する信号の場合、信号レベルを一周期にわたって積分すると交流成分はゼロになるため積分結果は直流成分のみを一周期にわたって積算したものになる。同様に、信号レベルの平均値をとると、直流成分のみが現れることとなる。この直流成分はオフセット量であり、適応ディジタルフィルタ３０における処理を考慮すると、可能な限り小さいことが（できればゼロであることが）好ましい。そこで、制御回路６０は、上述したようにディジタル入力信号の信号レベル又はその平均値のような統計情報に基づいてオフセット量を推定し、そのオフセット量に基づいて前置増幅器１０を制御して入力オフセット調整を行わせることとしている。
【００３２】
前置増幅器１０の入力端子間の短絡とその後の調整処理などは、統計情報計算回路５０においてモニタした観測値が所定の値以内に収束するまで繰り返される。予め設定された数を繰り返した後で観測値が所定の値以内に収束していない場合には、制御回路６０は、周波数特性補償装置全体の処理を停止させる（図４：Ｔ１０６）。
【００３３】
上述したようにして、入力オフセット調整が適切に行われた後、統計情報計算回路５０がディジタル入力信号を一定期間モニタして、ディジタル入力信号の信号レベルの平均値と分散を含む統計情報を制御回路６０に伝達すると、制御回路６０は、統計情報に含まれる平均値及び分散とに基づいて平均値分散補正回路３１の制御を行ってＦＩＲフィルタ３５へ入力される信号の平均値及び分散を所望の値に変換する。一方、制御回路６０は、統計情報に含まれる分散に基づいて、パラメータを決定し、適応アルゴリズム部３７に設定する。このようにして、初期設定モードを終えると周波数特性補償装置は、トレーニングモードＭ１０２へと移行する（Ｔ１０２）。
【００３４】
トレーニングモードＭ１０２においては、適応アルゴリズム部３７が稼働してディジタル出力信号と所望信号との誤差が所定値以下になるまでトレーニングが行われる。このトレーニングの間も統計情報計算回路５０によるディジタル入力信号のモニタは行われており、統計情報は随時制御回路６０へ伝達され続けている。それにより、制御回路６０は、上述したような前置増幅器１０の入力オフセット調整を必要に応じて行うことができる。また、制御回路６０は、統計情報に基づいてＡ／Ｄ変換器２０においてオーバーフローが生じていると判断した場合、前置増幅器１０をリセットして初期設定モードＭ１０１へと移行させる（Ｔ１０３）。
【００３５】
トレーニングモードＴ１０２が終了した後は、周波数特性補償装置本来の動作である補正動作を行うため、補償動作モードＭ１０３に移行する（Ｔ１０４）。この補償動作モードＭ１０３においては、省電力化のため、適応アルゴリズム部３７を停止し、トレーニングモードＴ１０２において決定されたフィルタ係数を用いて補正動作を行う。但し、誤差計算回路３６の機能は停止しておらず、従って、制御回路６０は誤差信号をモニタすることができる。誤差信号が許容範囲を超えて増大した場合には、補償動作モードＭ１０３からトレーニングモードＭ１０２に移行し（Ｔ１０５）、再度、適応ディジタルフィルタ３０のトレーニングを行う。また、補償動作モードＭ１０３においても統計情報計算回路５０によるディジタル入力信号のモニタは行われており、統計情報は随時制御回路６０へ伝達され続けている。それにより、制御回路６０は、統計情報に基づいてＡ／Ｄ変換器２０においてオーバーフローが生じていると判断した場合、前置増幅器１０をリセットして初期設定モードＭ１０１へと移行させることもできる（Ｔ１０６）。
【００３６】
上述した実施の形態による周波数特性補償装置によれば、Ａ／Ｄ変換器２０の出力（即ち、ディジタル入力信号）をモニタして、その統計量に基づいて前置増幅器１０の入力オフセット調整等を図ることとしていることから、その調整にかかる計算量等を抑えることができる。
【００３７】
上述した実施の形態による周波数特性補償装置については、種々の変形が可能である。例えば、周波数特性補償装置の処理対象となる信号は、上述したようなものには限られない。例えば、処理対象となる信号に対して、所定のトレーニング信号を一定間隔で含ませることとし、そのトレーニング信号を用いてトレーニングを行うこととしてもよい。かかる処理の例を図５に示す。図５における初期設定モードＭ２０１は、図４における初期設定モードＭ１０１と同じであるので、以下においては説明を省略する。また、図５におけるトレーニングモードＭ２０３は、図４におけるトレーニングモードＭ１０２とほぼ同様であるので、これについても説明を省略する。図５におけるトレーニングモードＭ２０３及び補償動作モードＭ２０４は、図４におけるトレーニングモードＭ１０２及び補償動作モードＭ１０３と似ているものであるので、異なる点のみ説明することとする。
【００３８】
図５に示される例において、概略、トレーニング信号を受けている間は適応ディジタルフィルタ３０のトレーニングを行い、先のトレーニング信号と後のトレーニング信号との間においては、先のトレーニング信号に基づいて決定されたフィルタ係数を用いて補正動作を行う。そのため、周波数特性補償装置は、まず、トレーニング信号との同期をとらなければならない。そのためのモードが同期モードＭ２０２である。なお、同期モードＭ２０２の前には、図４の例と同様にして初期設定モードＭ２０１が行われる。
【００３９】
同期モードＭ２０２においては、適応アルゴリズム部３７の動作を停止し、フィルタ係数としてトレーニング信号に応じた値を設定する。フィルタ係数とトレーニング信号のパターンとが一致したときディジタル出力信号は最大になる。即ち、ディジタル出力信号が最大になったときに、トレーニング信号が周波数特性補償装置に到達していると理解される。
【００４０】
但し、ディジタル出力信号が最大になることをもってトレーニング信号との同期を図ることとすると、少なくともトレーニング信号が挿入されている期間に亘りディジタル出力信号の観測をしなければならず、同期確立まで時間を要することとなる。
【００４１】
そのため、図示された例においては、ディジタル出力信号が所定の閾値を超えた場合にディジタル出力信号のピーク値を求め、その位置を同期位置とすることとしている。この同期位置の検出後、周波数特性補償装置は、トレーニングモードＭ２０３に移行する（Ｔ２０１）。なお、上述した同期モードにおいては、ディジタル出力信号を監視する必要があるが、このディジタル出力信号の監視は、例えば統計情報計算回路５０に行わせて、それに基づいて制御回路６０が制御することとしてもよいし、制御回路６０がディジタル出力信号の監視を直接行うこととしてもよい。
【００４２】
トレーニングモードＭ２０３においては、適応アルゴリズム部３７が稼働してディジタル出力信号と所望信号との誤差が所定値以下になるまでトレーニングが行われる。このトレーニングの間も統計情報計算回路５０によるディジタル入力信号のモニタは行われており、統計情報は制御回路６０へ伝達され続けている。それにより、制御回路６０は、上述したような前置増幅器１０の入力オフセット調整を必要に応じて行うことができる。また、制御回路６０は、統計情報に基づいてＡ／Ｄ変換器２０においてオーバーフローが生じていると判断した場合、前置増幅器１０をリセットして初期設定モードＭ１０１へと移行させる（Ｔ２０２）。
【００４３】
トレーニングモードＭ２０３における適応ディジタルフィルタ３０のトレーニングの後、周波数特性補償装置本来の動作である補正動作を行うため、補償動作モードＭ２０４に移行する（Ｔ２０３）。この補償動作モードＭ２０４においては、省電力化のため、適応アルゴリズム部３７を停止し、トレーニングモードＭ２０３において決定されたフィルタ係数を用いて補正動作を行う。この補償動作モードＭ２０４は、次のトレーニング信号が入力するタイミングまで継続され、次のトレーニング信号が入力するタイミングになるとトレーニングモードＭ２０３に移行する（Ｔ２０４）。以降、トレーニングモードＭ２０３と補償動作モードＭ２０４とを繰り返す。
【００４４】
上述したようなトレーニング信号を用いたトレーニングによれば、信号源で発生する信号が既知のものでなくとも、本実施の形態による周波数特性補償装置を用いることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 前置増幅器
２０ Ａ／Ｄ変換器
３０ 適応ディジタルフィルタ
３１ 平均値分散補正回路
３２ フィルタ主部
３５ ＦＩＲフィルタ
３６ 誤差計算回路
３７ 適応アルゴリズム部
４０ 出力インタフェース回路
４１ Ｄ／Ａ変換器
４２ ローパスフィルタ
４３ アナログ信号変換器
４４ ディジタル信号変換器
５０ 統計情報計算回路
６０ 制御回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力オフセット調整機能及び利得可変機能を有する前置増幅器であってアナログ信号を増幅してアナログ増幅信号を出力する前置増幅器と、
前記アナログ増幅信号をＡ／Ｄ変換してディジタル入力信号を生成するＡ／Ｄ変換器と、
前記ディジタル入力信号に対して周波数特性補償を行い、ディジタル出力信号を出力する適応ディジタルフィルタと、
前記ディジタル入力信号をモニタして統計をとり、統計情報を生成する統計情報計算回路と、
前記統計情報に基づいて前記前置増幅器の入力オフセット調整及び利得調整を行う制御回路と
を備える周波数特性補償装置。
【請求項２】
請求項１記載の周波数特性補償装置であって、
前記統計情報は、前記ディジタル入力信号の信号レベル又はその平均値、前記ディジタル入力信号の分散に関する情報及び前記ディジタル入力信号の確率分布に関する情報の少なくともいずれか一つである
周波数特性補償装置。
【請求項３】
請求項２記載の周波数特性補償装置であって、
前記制御回路は、前記統計情報に前記ディジタル入力信号の信号レベルが含まれる場合、当該信号レベルを積分した結果からオフセット量を算出し、算出したオフセット量に基づいて前記前置増幅器の入力オフセット調整を行う
周波数特性補償装置。
【請求項４】
請求項２記載の周波数特性補償装置であって、
前記制御回路は、前記統計情報に前記ディジタル入力信号の信号レベルの平均値が含まれる場合、当該平均値からオフセット量を算出し、算出したオフセット量に基づいて前記前置増幅器の入力オフセット調整を行う
周波数特性補償装置。
【請求項５】
請求項２記載の周波数特性補償装置であって、
前記制御回路は、前記統計情報に前記ディジタル入力信号の信号レベルが含まれる場合、当該信号レベルの絶対値の最大値に基づいて前記前置増幅器の利得調整を行う
周波数特性補償装置。
【請求項６】
請求項２記載の周波数特性補償装置であって、
前記制御回路は、前記統計情報に前記ディジタル入力信号の分散に関する情報が含まれる場合、当該分散に関する情報に基づいて前記前置増幅器の利得調整を行う
周波数特性補償装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の周波数特性補償装置であって、
前記適応ディジタルフィルタは、理想的なフィルタ出力である所望信号を受けて、該所望信号と前記ディジタル出力信号との誤差を誤差信号として算出し、算出した誤差信号を所定値以下とするようなフィルタ係数を推定して、推定したフィルタ係数を用いてフィルタを構成し、当該フィルタにて前記ディジタル入力信号を処理して前記ディジタル出力信号を生成するものであり、
前記制御回路は、前記誤差信号をモニタしており、当該誤差信号の値が予め設定された所定値を超えた場合に、前記利得調整及び前記入力オフセット調整を開始する
周波数特性補償装置。
【請求項８】
請求項７記載の周波数特性補償装置であって、
前記前置増幅器は、リセット機能をも有しており、
前記制御回路は、前記フィルタ係数をモニタしており、当該フィルタ係数に基づいて前記適応ディジタルフィルタが発散していることを検知した場合に前記前置増幅器のリセットを行う
周波数特性補償装置。
【請求項１】
入力オフセット調整機能及び利得可変機能を有する前置増幅器であってアナログ信号を増幅してアナログ増幅信号を出力する前置増幅器と、
前記アナログ増幅信号をＡ／Ｄ変換してディジタル入力信号を生成するＡ／Ｄ変換器と、
前記ディジタル入力信号に対して周波数特性補償を行い、ディジタル出力信号を出力する適応ディジタルフィルタと、
前記ディジタル入力信号をモニタして統計をとり、統計情報を生成する統計情報計算回路と、
前記統計情報に基づいて前記前置増幅器の入力オフセット調整及び利得調整を行う制御回路と
を備える周波数特性補償装置。
【請求項２】
請求項１記載の周波数特性補償装置であって、
前記統計情報は、前記ディジタル入力信号の信号レベル又はその平均値、前記ディジタル入力信号の分散に関する情報及び前記ディジタル入力信号の確率分布に関する情報の少なくともいずれか一つである
周波数特性補償装置。
【請求項３】
請求項２記載の周波数特性補償装置であって、
前記制御回路は、前記統計情報に前記ディジタル入力信号の信号レベルが含まれる場合、当該信号レベルを積分した結果からオフセット量を算出し、算出したオフセット量に基づいて前記前置増幅器の入力オフセット調整を行う
周波数特性補償装置。
【請求項４】
請求項２記載の周波数特性補償装置であって、
前記制御回路は、前記統計情報に前記ディジタル入力信号の信号レベルの平均値が含まれる場合、当該平均値からオフセット量を算出し、算出したオフセット量に基づいて前記前置増幅器の入力オフセット調整を行う
周波数特性補償装置。
【請求項５】
請求項２記載の周波数特性補償装置であって、
前記制御回路は、前記統計情報に前記ディジタル入力信号の信号レベルが含まれる場合、当該信号レベルの絶対値の最大値に基づいて前記前置増幅器の利得調整を行う
周波数特性補償装置。
【請求項６】
請求項２記載の周波数特性補償装置であって、
前記制御回路は、前記統計情報に前記ディジタル入力信号の分散に関する情報が含まれる場合、当該分散に関する情報に基づいて前記前置増幅器の利得調整を行う
周波数特性補償装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の周波数特性補償装置であって、
前記適応ディジタルフィルタは、理想的なフィルタ出力である所望信号を受けて、該所望信号と前記ディジタル出力信号との誤差を誤差信号として算出し、算出した誤差信号を所定値以下とするようなフィルタ係数を推定して、推定したフィルタ係数を用いてフィルタを構成し、当該フィルタにて前記ディジタル入力信号を処理して前記ディジタル出力信号を生成するものであり、
前記制御回路は、前記誤差信号をモニタしており、当該誤差信号の値が予め設定された所定値を超えた場合に、前記利得調整及び前記入力オフセット調整を開始する
周波数特性補償装置。
【請求項８】
請求項７記載の周波数特性補償装置であって、
前記前置増幅器は、リセット機能をも有しており、
前記制御回路は、前記フィルタ係数をモニタしており、当該フィルタ係数に基づいて前記適応ディジタルフィルタが発散していることを検知した場合に前記前置増幅器のリセットを行う
周波数特性補償装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２１６９５５（Ｐ２０１１−２１６９５５Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８０４３５（Ｐ２０１０−８０４３５）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１９年度、経済産業省、地域新生コンソーシアム研究開発事業に関する委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３０６０１７０１４）地方独立行政法人 岩手県工業技術センター (61)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１９年度、経済産業省、地域新生コンソーシアム研究開発事業に関する委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３０６０１７０１４）地方独立行政法人 岩手県工業技術センター (61)
【Ｆターム（参考）】
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