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9/2付けの記事「Δ∑変調とAD変換」の続きです。
Δ∑変調式のAD変換器では、1ビットのΔ∑変調信号をディジタルローパスフィルタに入力し、マルチビットのディジタル信号に復調してAD変換値として出力しますが、このディジタルフィルタは一般に「デシメーションフィルタ」と呼ばれます。
デシメーションフィルタの内容については、「ΔΣ変調器から出力された1ビット信号の量子化雑音をディジタルローパスフィルタで除去してから、標本化周波数を間引いて(ダウンサンプリング)マルチビット化する」というような説明がよくみられますが、具体的にどのようなメカニズムなのかについて解説している記述はWeb上にも少ないようです。(誰か知ってたら教えてください。m(_ _)m )
そこで、想像をめぐらし理屈上可能であるという観点から、デシメーションフィルタの動作メカニズムを考えてみました。で、はたと思いついた方法は実に簡単なものです。
図を見れば一目瞭然ですが、Δ∑変調信号をマルチビットのディジタル信号に復調するのは、単なるパルスカウンタです。一定時間毎にビットをカウント(加算:積算)することにより加算平均(ローパスフィルタ)がなされ、同時にダウンサンプリングされることになります。パルスカウンタは単体のデバイスとして昔よく使ったものですが、ディジタルフィルタとダウンサンプラの仕事をするとは思ってもみませんでした。でも、たぶん理屈は合ってるはずです。
また、このビットカウントの理屈では、オーバーサンプリング時間とダウンサンプリング時間の比が大きいほど量子化精度が上がり、オーバーサンプリング時間が短いほど、高周波までAD変換できるという一般論も説明していますね。
関連記事:「ΔΣ変調とAD変換」2009-09-02
Δ∑変調式のAD変換器では、1ビットのΔ∑変調信号をディジタルローパスフィルタに入力し、マルチビットのディジタル信号に復調してAD変換値として出力しますが、このディジタルフィルタは一般に「デシメーションフィルタ」と呼ばれます。
デシメーションフィルタの内容については、「ΔΣ変調器から出力された1ビット信号の量子化雑音をディジタルローパスフィルタで除去してから、標本化周波数を間引いて(ダウンサンプリング)マルチビット化する」というような説明がよくみられますが、具体的にどのようなメカニズムなのかについて解説している記述はWeb上にも少ないようです。(誰か知ってたら教えてください。m(_ _)m )
そこで、想像をめぐらし理屈上可能であるという観点から、デシメーションフィルタの動作メカニズムを考えてみました。で、はたと思いついた方法は実に簡単なものです。
図を見れば一目瞭然ですが、Δ∑変調信号をマルチビットのディジタル信号に復調するのは、単なるパルスカウンタです。一定時間毎にビットをカウント(加算:積算)することにより加算平均(ローパスフィルタ)がなされ、同時にダウンサンプリングされることになります。パルスカウンタは単体のデバイスとして昔よく使ったものですが、ディジタルフィルタとダウンサンプラの仕事をするとは思ってもみませんでした。でも、たぶん理屈は合ってるはずです。
また、このビットカウントの理屈では、オーバーサンプリング時間とダウンサンプリング時間の比が大きいほど量子化精度が上がり、オーバーサンプリング時間が短いほど、高周波までAD変換できるという一般論も説明していますね。
関連記事:「ΔΣ変調とAD変換」2009-09-02
これも、続きは「よもやま掲示板」に書かせていただきました。ご確認よろしくお願いします。
これのローパスフィルタです。
それの、ローパスフィルタです。
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q12171591372
・ Richard,Schreierが作成、日本語に翻訳された、「ΔΣ型アナログ/デジタル変換器入門」 第二版の第14章に、論述があります。なを、第一班には間引きの記述は無い様です。
Frank Leferinkの論文:Static energy meter errors caused by conducted electromagnetic interference
で、スマートメータがある条件下で、実際よりも6倍も課題に電力量を表示するとの問題(この論文を引用した論文が44も出版される様になっても、わが国ではだれも気に留めていない)は、間引き程度の問題ではなく、もっと甚大な問題が隠れている様な器がしてならず、インバータ内の可聴周波数を越えた雑音が、アンダーサンプリングで低周波におりかえった、あるいは、急速な立ち上がり波でAD出力がオール”1”の状態で、どこかで飽和が起きて、実際よりも長く、オール”1”の状態を保持している。・・・等に目を奪われ、現在、間引きの学習は中断中です。 75歳の手習いとしては、間引きは重そう? 以上。
草間 昇 様 コメント並びに文献の紹介をありがとうございました。本記事は記憶の彼方に飛んでいましたが、10年ほど前のものですね。今は引退しており記事の内容もすっかり忘れておりました。この歳になると10年などつい最近のような気がしますが。
スマートメータというものの存在も初めて知りました。今の電力計はスマートメータなんですね。色々とご指南いただき、ありがとうございました。