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JP2942964B2 - Differential gain and differential phase measuring device - Google Patents
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JP2942964B2 - Differential gain and differential phase measuring device - Google Patents

Differential gain and differential phase measuring device

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JP2942964B2
JP2942964B2 JP18656690A JP18656690A JP2942964B2 JP 2942964 B2 JP2942964 B2 JP 2942964B2 JP 18656690 A JP18656690 A JP 18656690A JP 18656690 A JP18656690 A JP 18656690A JP 2942964 B2 JP2942964 B2 JP 2942964B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、デジタル化された信号の微分利得と微分位
相を求める微分利得及び微分位相の測定方法に関するも
のである。特に、テレビ信号をA/D変換器によってデジ
タルデータに変換した信号の微分利得と微分位相を求め
てA/D変換器の特性を試験するときに用いられる測定方
法に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a differential gain and differential phase measuring method for obtaining a differential gain and a differential phase of a digitized signal. In particular, the present invention relates to a measurement method used for testing a characteristic of an A / D converter by obtaining a differential gain and a differential phase of a signal obtained by converting a television signal into digital data by an A / D converter.

(従来の技術) テレビ信号では輝度信号に色信号が重畳されており、
本来、輝度信号(DC電圧)を変化させても色信号(3.58
MHz)には影響がないはずであるが、実際には、テレビ
信号を処理する回路の特性によって、輝度信号の変化に
起因して色信号の振幅(利得)や位相が変化し、色の濃
さや色合いが変化することがある。このため、あらかじ
め、テレビ信号の処理信号の微分利得DG,微分位相DPを
測定し、試験を行うことが大切である。特に、テレビ信
号をA/D変換器によりデジタ信号に変換してデジタル処
理を行う場合には、A/D変換器のDG−DP特性を知ること
が重要である。
(Prior art) In a TV signal, a chrominance signal is superimposed on a luminance signal.
Even if the luminance signal (DC voltage) is changed, the color signal (3.58
MHz) should not have any effect, but in practice, the amplitude (gain) and phase of the chrominance signal change due to changes in the luminance signal due to the characteristics of the circuit that processes the TV signal, and the color The pod color may change. For this reason, it is important to measure and test the differential gain DG and differential phase DP of the processed signal of the television signal in advance. In particular, when a television signal is converted into a digital signal by an A / D converter for digital processing, it is important to know the DG-DP characteristics of the A / D converter.

しかし、デジタル化された信号に基づいてA/D変換器
のDG−DP特性を測定するのはなかなか難しく、従来は、
フーリエ解析の手法を用いて波形を解析し、DG−DP特性
を測定している。
However, it is difficult to measure the DG-DP characteristics of the A / D converter based on the digitized signal.
The waveform is analyzed using the Fourier analysis technique, and the DG-DP characteristics are measured.

すなわち、第7図に示すように、入力信号として輝度
信号と同様の階段波信号を用い、サンプリングクロック
の周波数と入力信号の周波数との比を4:1とし、各段階
部について4個おきにデータを平均してcos成分、sin成
分の計算のためのデータとしている。
That is, as shown in FIG. 7, a staircase wave signal similar to a luminance signal is used as an input signal, and the ratio of the frequency of the sampling clock to the frequency of the input signal is 4: 1. The data is averaged to obtain data for calculating the cos component and the sin component.

(発明が解決しようとする課題) 上述した従来の技術は、入力信号とサンプリングクロ
ックの周波数比が4に固定されているため、例えば、テ
レビ信号(ビデオ信号)をサブキャリアの3倍の周波数
でサンプリングする場合には使用できないという問題点
があった。
(Problems to be Solved by the Invention) In the above-described conventional technique, since the frequency ratio between the input signal and the sampling clock is fixed at 4, for example, a television signal (video signal) is transmitted at a frequency three times the frequency of a subcarrier. There is a problem that it cannot be used when sampling.

本発明は上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、入力信号の基本波周期に制約されることな
く、入力信号の基本波周期よりも短いサンプリング期間
をとっても微分利得と微分位相を求められる演算手法を
実現することによって、入力信号とサンプリングクロッ
クの周波数比の制約を受けることなく微分利得と微分位
相を求めることができる微分利得及び微分位相の測定方
法を実現することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is not limited to the fundamental period of the input signal, and the differential gain and the differential phase can be obtained even if the sampling period is shorter than the fundamental period of the input signal. It is an object of the present invention to realize a differential gain and differential phase measurement method capable of obtaining a differential gain and a differential phase without being restricted by a frequency ratio of an input signal and a sampling clock by realizing a calculation method to be obtained. .

(課題を解決するための手段) 本発明は、 デジタル化された入力信号の微分利得と微分位相を求
め微分利得及び微分位相の測定方法において、 周波数が既知の正弦波を主成分とする入力信号につい
て、次の手順で微分利得と微分位相を求めることを特徴
とする微分利得及び微分位相の測定方法である。
(Means for Solving the Problems) The present invention relates to a method for measuring a differential gain and a differential phase of a digitized input signal, wherein the input signal mainly comprises a sine wave having a known frequency. , A differential gain and a differential phase are obtained by the following procedure.

前記入力信号の主成分と入力信号をサンプリングする
ためのサンプリングクロックの周波数比α及び演算に必
要なサンプリング点数Mを設定する工程。
Setting a frequency ratio α of a main component of the input signal and a sampling clock for sampling the input signal and a number M of sampling points required for calculation.

設定した周波数比α及びサンプリング点数Mを用いて
次式により係数gck,gskを求める工程。
A step of obtaining coefficients g ck and g sk by the following equation using the set frequency ratio α and the number of sampling points M.

求めた係数gck,gskを用いて次式によりcos成分Cnと、
sin成分Snを求める工程。
Using the obtained coefficients g ck and g sk , a cos component Cn and
A step of obtaining a sin component Sn.

求めたcos成分Cnとsin成分Snをもとに次式を用いて振
幅gnと位相pn′を求める工程。
A step of obtaining an amplitude g n and a phase p n ′ based on the obtained cos component Cn and sin component Sn by using the following equation.

次の処理を行う工程。 Step of performing the following processing.

P=P+α1,pn=P+pn′ ただし、α1=2π・α 工程〜工程の処理をn=0からN−1(Nは全デ
ータ点数)まで繰り返す工程。
P = P + α1, p n = P + p n ′, where α1 = 2π · α, a process of repeating the processes from process n to 0 to N−1 (N is the total number of data points).

全データについて演算を行ったときの振幅gn及び位相
pnを最終的な微分利得及び微分位相とする工程。
Amplitude g n and phase when calculation is performed on all data
step of the final differential gain and differential phase of the p n.

(実施例) 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
(Example) Next, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明にかかる方法を実施するための装置の
構成例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an apparatus for implementing a method according to the present invention.

第1図で、A/D変換器試験装置11は、入力ビデオ信号
をデジタルデータに変換するA/D変換器1の性能を試験
する装置であり、高速動作可能なバッファメモリ3と、
ランプ成分除去手段5と、初期化処理を行って演算に必
要な係数を求める初期化処理手段6と、サンプリング回
路7と、求められた係数を用いて所定の演算を行い、微
分利得DGと微分位相DPの算出する演算手段8と、クロッ
ク発生回路2,4と、演算アルゴリズムや種々のデータを
記憶するRAM11と、クロック周波数変更端子9との有し
ている。
In FIG. 1, an A / D converter test device 11 is a device for testing the performance of an A / D converter 1 for converting an input video signal into digital data.
Ramp component removing means 5, initialization processing means 6 for performing initialization processing to obtain coefficients required for calculation, sampling circuit 7, and performing predetermined calculation using the obtained coefficients to obtain differential gain DG and differential It has an operation means 8 for calculating the phase DP, clock generation circuits 2 and 4, a RAM 11 for storing an operation algorithm and various data, and a clock frequency change terminal 9.

図1の装置が入力信号の微分利得と微分位相を算出す
る手順を説明する。
The procedure in which the apparatus of FIG. 1 calculates the differential gain and the differential phase of the input signal will be described.

第2図は概略的な算出手順を示したフローチャートで
ある。フローチャートのステップ順に従って算出手順を
説明する。
FIG. 2 is a flowchart showing a schematic calculation procedure. The calculation procedure will be described according to the order of steps in the flowchart.

(ステップ15) 入力ビデオ信号の中の色信号は、第2図のデータ列Xn
に示すようにランプ波に重畳されている。ここで、ラン
プ波は輝度信号である。まず、デジタル化された入力ビ
デオ信号がバッファメモリ3に蓄積される。次に、ラン
プ成分除去手段5によってランプ成分が除去され、第2
図に示すようなキャリア成分Xn′のみとなる。
(Step 15) The color signal in the input video signal is represented by the data sequence Xn in FIG.
Is superimposed on the ramp wave as shown in FIG. Here, the ramp wave is a luminance signal. First, a digitized input video signal is stored in the buffer memory 3. Next, the lamp component is removed by the lamp component removing means 5, and the second
Only the carrier component Xn 'as shown in FIG.

(ステップ16) キャリア成分Xn′からM個のデータをサンプリング
し、初期化処理手段6により求められた係数を使用して
微分利得DGと微分位相DPを算出する。
(Step 16) M data are sampled from the carrier component Xn ', and the differential gain DG and the differential phase DP are calculated using the coefficients obtained by the initialization processing means 6.

第3図は初期化処理手段6が係数を求める手順を示し
たフローチャートである。フローチャートのステップ順
に従って算出手順を説明する。
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure in which the initialization processing means 6 obtains a coefficient. The calculation procedure will be described according to the order of steps in the flowchart.

(スッテップ20) まず、初期化処理手段6は、第3図に示すように、入
力信号(色信号)と入力信号をサンプリングするための
サンプリングクロックの周波数比α及び演算に必要なサ
ンプリング点数Mを設定する。
(Step 20) First, as shown in FIG. 3, the initialization processing means 6 calculates the frequency ratio α of the input signal (color signal) and the sampling clock for sampling the input signal and the number of sampling points M required for the calculation. Set.

(ステップ21) 次に、下記の演算を行い、係数gck,gskを求める。(Step 21) Next, the following calculation is performed to obtain coefficients g ck and g sk .

求められた係数gck,gskは、演算手段8に送られる。 The obtained coefficients g ck and g sk are sent to the calculating means 8.

第4図は演算手段8が微分利得DGと微分位相DPを算出
する手段を示したフローチャートである。フローチャー
トのステップ順に従って算出手順を説明する。
FIG. 4 is a flowchart showing the means by which the calculating means 8 calculates the differential gain DG and the differential phase DP. The calculation procedure will be described according to the order of steps in the flowchart.

(ステップ30) ランプ成分除去手段5は、ランプデータから最小2乗
法により直線部を取出し、直線部と入力信号のレベル差
をとることによって正弦波部分を取出す。
(Step 30) The ramp component removing means 5 extracts a linear portion from the ramp data by the least square method, and extracts a sine wave portion by calculating the level difference between the linear portion and the input signal.

(ステップ31) 次に、演算手段8は、初期位相p=0と位相差α1を
セットする。位相差α1は次式で与えられる。
(Step 31) Next, the calculating means 8 sets the initial phase p = 0 and the phase difference α1. The phase difference α1 is given by the following equation.

α1=2π・α [ラジアン] (ステップ32) 演算手段8は、係数gck,gskを用いて次式によりcos成
分Cnと、sin成分Snを求める。
α1 = 2π · α [radian] (Step 32) Using the coefficients g ck and g sk , the calculating means 8 obtains a cos component Cn and a sin component Sn by the following equation.

(ステップ33) 求めたcos成分Cnとsin成分Snもとに次式を用いて振幅
gnと位相pn′を求める。
(Step 33) Based on the obtained cos component Cn and sin component Sn, the amplitude is calculated using the following equation.
g n and phase p n ′ are obtained.

(ステップ34) 次の処理を行う。 (Step 34) The following processing is performed.

P=P+α1 pn=P+pn′ (ステップ35) (ステップ32)〜(ステップ34)の処理をn=0から
N−1まで繰り返す。ここで、Nは全データ点数であ
る。
P = P + α1 pn = P + pn ′ (Step 35) The processing of (Step 32) to (Step 34) is repeated from n = 0 to N−1. Here, N is the total number of data points.

(ステップ36) 全データについて演算を行ったときの振幅gn及び位相
pnを最終的な微分利得及び微分位相として出力する。
(Step 36) Amplitude g n and phase when calculation is performed for all data
Output pn as the final differential gain and differential phase.

このようにして微分利得と微分位相を求める。 Thus, the differential gain and the differential phase are obtained.

本発明による演算では、与えられた入力信号が、その
主成分として既知の周波数の正弦波成分を持つとき、そ
の正弦波成分の微分利得と微分位相を求められる。
In the calculation according to the present invention, when a given input signal has a sine wave component of a known frequency as a main component, a differential gain and a differential phase of the sine wave component are obtained.

微分利得と微分位相の測定対象である色信号は、周波
数が厳密に決められているサブキャリアを直交交換した
信号であり、その信号の主成分は周波数が既知の正弦波
である。従って、本発明の演算により色信号の主成分に
ついて微分利得と微分位相を求めることができる。
The color signal to be measured for the differential gain and the differential phase is a signal obtained by orthogonally exchanging subcarriers whose frequency is strictly determined, and the main component of the signal is a sine wave having a known frequency. Therefore, the differential gain and differential phase of the main component of the color signal can be obtained by the operation of the present invention.

本実施例による実験結果を第5図並びに第6図に示
す。
The experimental results according to the present embodiment are shown in FIG. 5 and FIG.

データ点数N=256点、周波数比α=63/256、cos,sin
演算のためのサンプル点数M=3点として、ランプ波に
重畳された理想的正弦波(第5図)についてシミュレー
ションを行った結果が第6図である。第5図において
は、DG=2(%)×(2t−N)2/N2とし(t=0〜255,
N=256)、DP=2(deg)×(2t−N)3N3としてある。
Number of data points N = 256 points, frequency ratio α = 63/256, cos, sin
FIG. 6 shows the result of a simulation performed on an ideal sine wave (FIG. 5) superimposed on a ramp wave with the number of sample points M for calculation being three. In FIG. 5, DG = 2 (%) × (2t−N) 2 / N 2 (t = 0 to 255,
N = 256) and DP = 2 (deg) × (2t−N) 3 N 3 .

この結果から、本実施例によれば、連続したDGに対し
て色信号のDG,DPの測定ができることがわかる。
From this result, it can be seen that according to the present embodiment, DG and DP of the color signal can be measured for continuous DG.

(発明の効果) 本発明によれば次の効果が得られる。(Effects of the Invention) According to the present invention, the following effects can be obtained.

サンプリング期間は入力信号の基本波周期に制約され
ることなく、入力信号の基本波周期よりも短いサンプリ
ング期間をとっても微分利得と微分位相を求められる。
サンプリング期間は入力信号とサンプリングクロックの
周波数比によって決められる。このため、本発明では入
力信号とサンプリングクロックの周波数比を任意に設定
できる。これによって、入力信号とサンプリングクロッ
クの周波数比の制約を受けることなく微分利得の微分位
相を求めることができる。
The sampling period is not limited by the fundamental period of the input signal, and the differential gain and the differential phase can be obtained even if the sampling period is shorter than the fundamental period of the input signal.
The sampling period is determined by the frequency ratio between the input signal and the sampling clock. Therefore, in the present invention, the frequency ratio between the input signal and the sampling clock can be set arbitrarily. Thus, the differential phase of the differential gain can be obtained without being restricted by the frequency ratio between the input signal and the sampling clock.

入力信号の基本波周期よりも短いサンプリング期間を
とっても微分利得と微分位相を求められるころから、入
力信号の時間軸方向に沿って細かい分解能で微分利得と
微分位相を求めることが可能になる。
Since the differential gain and the differential phase can be obtained even in a sampling period shorter than the fundamental wave period of the input signal, the differential gain and the differential phase can be obtained with a fine resolution along the time axis direction of the input signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明にかかる方法を実施するための装置の構
成例を示すブロック図、第2図乃至第4図は微分利得と
微分位相を算出する手順を示した図、第5図及び第6図
は本実施例による実験結果を示した図、第7図は従来に
おける微分利得及び微分位相の測定方法を説明するため
の図である。 1……A/D変換器、2,4……クロック発生回路、3……バ
ッファメモリ、5……ランプ成分除去手段、6……初期
化処理手段、7……サンプリング回路、8……演算手
段、9……クロック周波数変更端子、10……RAM、11…
…A/D変換器試験装置。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an apparatus for carrying out a method according to the present invention. FIGS. 2 to 4 are diagrams showing a procedure for calculating a differential gain and a differential phase. FIG. 6 is a diagram showing experimental results according to the present embodiment, and FIG. 7 is a diagram for explaining a conventional method for measuring differential gain and differential phase. 1 A / D converter, 2, 4 Clock generation circuit, 3 Buffer memory, 5 Lamp component removal means, 6 Initialization processing means, 7 Sampling circuit, 8 Calculation Means 9, 9 Clock frequency change terminal, 10 RAM, 11
… A / D converter test equipment.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】デジタル化された入力信号の微分利得と微
分位相を求める微分利得及び微分位相の測定方法におい
て、 周波数が既知の正弦波を主成分とする入力信号につい
て、次の手順で微分利得と微分位相を求めることを特徴
とする微分利得及び微分位相の測定方法。 前記入力信号の主成分と入力信号をサンプリングする
ためのサンプリングクロックの周波数比α及び演算に必
要なサンプリング点数Mを設定する工程。 設定した周波数比α及びサンプリング点数Mを用いて
次式により係数gck,gskを求める工程。 求めた係gck,gskを用いて次式によりcos成分Cnと、si
n成分Snを求める工程。 求めたcos成分Cnとsin成分Snをもとに次式を用いて振幅
gnと位相pn′を求める工程。 次の処理を行う工程。 P=P+α1,pn=P+pn′ ただし、α1=2π・α 工程〜工程の処理をn=0からN−1(Nは全デ
ータ点数)まで繰り返す工程。 全データについて演算を行ったときの振幅gn及び位相
pnを最終的な微分利得及び微分位相とする工程。
1. A differential gain and differential phase measuring method for obtaining a differential gain and a differential phase of a digitized input signal, comprising the steps of: And measuring a differential gain and a differential phase. Setting a frequency ratio α of a main component of the input signal and a sampling clock for sampling the input signal and a number M of sampling points required for calculation. Using the set frequency ratio α and the number of sampling points M to obtain coefficients g ck and g sk according to the following equations. Using the obtained relations g ck and g sk , the cos component Cn and si
a step of obtaining an n component Sn; Based on the obtained cos component Cn and sin component Sn,
a step of determining g n and phase p n ′. Step of performing the following processing. P = P + α1, p n = P + p n ′, where α1 = 2π · α, a process of repeating the processes from process n to 0 to N−1 (N is the total number of data points). Amplitude g n and phase when calculation is performed on all data
step of the final differential gain and differential phase of the p n.
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