JPH06112769A - ディジタルフィルタ - Google Patents

ディジタルフィルタ

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JPH06112769A
JPH06112769A JP28216592A JP28216592A JPH06112769A JP H06112769 A JPH06112769 A JP H06112769A JP 28216592 A JP28216592 A JP 28216592A JP 28216592 A JP28216592 A JP 28216592A JP H06112769 A JPH06112769 A JP H06112769A
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JP
Japan
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interpolation
output
circuit
shift register
sample
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Application number
JP28216592A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Ono
恭裕 小野
Masayasu Miyake
正泰 三宅
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】標本値入力を補間するFIR形ディジタルフィ
ルタの処理速度を向上し、かつ、コストの上昇を抑え
る。 【構成】標本値入力を所望の補間標本数(2個)の遅延
回路411,412に入力し、その出力のそれぞれと補
間係数メモリ421〜424からの出力のそれぞれとを
標本周波数に従って乗算回路431〜434で乗算し、
補間標本毎に加算回路441,442で並列加算処理を
行い、遅延回路412の出力と加算回路441,442
の出力を標本周波数の3倍の周波数で順次切替え出力す
るように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル通信におけ
る例えば無線受信機の補間回路に用いられるディジタル
フィルタに関し、特に、有限長インパルス応答(FI
R:finite impulse response )回路またはFIRフィ
ルタと呼ばれるディジタルフィルタに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図4(A)は従来の補間回路のブロック
図であり、11はシフトレジスタ、12はFIR回路で
ある。図4(B)は説明用の信号波形図である。実線の
矢印で示した標本21,22,……27の標本値がシフ
トレジスタ11に入力されて一時保持されるとともに、
その標本周波数と等しいクロックfs で出力される。F
IR回路12は、シフトレジスタ11からの標本値入力
に各標本間の破線の矢印で示した信号211,212,
221,222、〜を補間して実線の矢印と破線の矢印
からなる信号列を補間出力として出力する。この波形例
では、補間する標本数が2の場合を示してある。従っ
て、FIR回路12に与えるクロックの周波数fn は入
力標本の周波数fs の3倍(n=3)すなわちfn =3
s となる。矢印の先端を結ぶ曲線は所望の標本された
アナログ信号波形である。
【0003】図5は図4のFIR回路12の詳細ブロッ
ク図である。31はスイッチであり、図4(B)の実線
の矢印で示される信号をf3 =3×fs の周期のクロッ
クで3個おきにとり込み、残りの2個の標本点では0の
値の信号を取込むように切替え制御される。即ち図4
(B)の標本値21,22,23,24,25……のと
きはスイッチ31が接点になってFIRフィルタに入
力される。その他の時刻、即ち標本値211,212,
221,222,……の時刻にはスイッチ31は接点
に接続されて0の値がFIRフィルタに入力される。F
IRフィルタは、次にこのような標本値の間に0の値を
持つ信号を1標本ずつシフトする単位遅延素子320,
321,322,323,324と、その各々の出力に
係数を乗算する乗算回路340,341,342,34
3,344と、係数を乗算された出力を加算する加算回
路35、及び係数を記憶する係数記憶回路330,33
1,332,333,334とがある。加算回路35か
らの出力が希望する補間された信号である。
【0004】動作例を次に示す。説明のために図4
(B)の標本値21の値をa、標本値22の値をb、標
本値23の値をcとする。この場合の各標本点の時刻に
おける単位遅延素子出力と加算回路35の出力信号は次
の表1で与えられる。
【0005】
【表1】 ───────────────────────────────── 標本 単位遅延素子出力 出力信号 320 321 322 323 324 ───────────────────────────────── 21 0 0 0 0 0 0 211 a 0 0 0 0 1/3 ×a 212 0 a 0 0 0 2/3 ×a 22 0 0 a 0 0 a 221 b 0 0 a 0 2/3 ×a+1/3 ×b 222 0 b 0 0 a 1/3 ×a+2/3 ×b 23 0 0 b 0 0 b 231 c 0 0 b 0 2/3 ×b+1/3 ×c 232 0 c 0 0 b 1/3 ×b+2/3 ×c 24 0 0 c 0 0 c ───────────────────────────────── この表により入力標本点の間の値が線形補間された値に
なっていることが分かる。即ち、標本値bとcのbから
cの時刻に向かって標本間隔の1/3,2/3経過した
時の値は、 1/3経過 b+(c−b)/3=2/3×b+1/3×c 2/3経過 b+(c−b)×2/3=1/3×b+2/3×c であり、これは表の標本231,232の出力値に一致
する。このようにして標本周波数の変換がFIRフィル
タで実現出来る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のFIRフィルタの不具合点はすべての処理が
直列処理であることであり、そのために処理速度の早い
素子が必要となる。特に乗算回路は回路規模が大きく、
素子を実現するためには処理速度に上限があり、また速
度を高速化しよとすると消費電力が大きくなり、しかも
高速なものは高価である。本発明の目的は、このような
問題点を解決し、乗算回路の動作速度を下げることによ
り全体としての処理速度の向上を図ったディジタルフィ
ルタを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のディジタルフィ
ルタは、標本値入力が入力される所望の補間標本点数と
等しい数(n個)の単位遅延素子からなるシフトレジス
タと、該シフトレジスタの各単位遅延素子からの出力を
前記標本値入力の標本周波数の速度で補間処理する前記
補間標本点数と等しい数(n個)の並列補間処理回路
と、前記シフトレジスタの出力と前記並列補間処理回路
の出力を前記標本周波数の(n+1)倍の速度で該シフ
トレジスタの出力のタイミングに従って順次切替えて出
力するスイッチとを備えたことを特徴とするものであ
る。さらに、前記並列補間処理回路のそれぞれは、前記
所望の補間標本のそれぞれに乗算するための所定の補間
係数を予め記憶させた補間係数メモリ群と、前記シフト
レジスタの各単位遅延素子からの出力と前記補間係数メ
モリ群からの補間係数をそれぞれ乗算する乗算回路群
と、該乗算回路群からの出力を加算して前記スイッチに
入力す加算器とを備えたことを特徴とするものである。
【0008】
【実施例】図1は本発明の実施例を示す系統図である。
標本化された信号は、標本化速度でデータを転送する2
段の遅延回路411,412を経由してスイッチ45に
入力される。遅延回路411,412の出力はそれぞれ
乗算回路431,432,433,434に入力されて
いる。乗算回路431と434は1/3の係数値を持つ
係数記憶回路421,424をそれぞれもう一方の入力
としている。同様に乗算回路432,433は2/3の
係数値を持つ係数記憶回路422,423をそれぞれも
う一方の入力とする。乗算回路431,432の出力は
加算回路441で加算されスイッチ45に入力される。
乗算回路433,434の出力は加算回路442で加算
されスイッチ45に入力される。ここまでの処理はすべ
て標本周波数で実行される。スイッチ45はそれが持つ
3つの接点,,を3倍の標本周波数で切替え選択
して出力を取り出す。
【0009】すなわち、図4(B)の実線矢印の標本値
21は遅延回路411,412を経てスイッチ45の接
点に与えられる。次の破線矢印の標本値211は、遅
延回路411と412の各出力がそれぞれ乗算回路43
1,432で係数1/3,2/3が乗算された後、加算
回路441で加算されてスイッチ45の接点に与えら
れる。さらに次の破線矢印の標本値212は、遅延回路
411と412の各出力がそれぞれ乗算回路433,4
34で係数2/3,1/3が乗算された後、加算回路4
42で加算されてスイッチ45の接点に与えられる。
以上3つ、すなわち、入力標本値とその次に補間する標
本値(この例では2個の補間標本値)の乗算処理,加算
処理が並列に行われる。この場合の表1に相当する時刻
毎の出力を次の表2に示す。
【0010】
【表2】 ────────────────────────────────── 標本 遅延回路出力 スイッチ 出力信号 補間点の値 411 412 45 ────────────────────────────────── 21 a 0 0 21 211 a 0 1/3×a 211 212 a 0 2/3×a 212 22 b a a 22 221 b a 2/3 ×a+1/3 ×b 221 222 b a 1/3 ×a+2/3 ×b 222 23 c b b 23 231 c b 2/3 ×b+1/3 ×c 231 232 c b 1/3×b+2/3 ×c 232 24 d c c 24 ───────────────────────────────────
【0011】この表2の出力は表1の出力に等しく、本
発明の回路は従来回路と等価であることがわかる。また
本発明では出力端のスイッチ45の切替え動作だけが標
本周波数の3倍の速度で動作しその他の信号は標本周波
数単位で変化していることから、その部分の速度は標本
周波数でよいこと事がわかる。以上の処理は補間点数が
2の場合の例を示した。これを一般化することによっ
て、本発明が普遍的に実施できることがわかる。図1の
第1の実施例回路を一般化すると図2及び図3のように
なる。
【0012】図2は、標本値を入力するシフトレジスタ
51の出力はそれぞれの補間点の値を算出する乗算回路
群521,522,…523に入力される。シフトレジ
スタ51の出力は補間係数と乗算するための乗算回路群
521,522,…523に供給される。乗算回路群5
21,522,…523のもう一方の入力は補間係数メ
モリ群531,532,…533の出力である。乗算回
路群521,522…523の出力はそれぞれの補間点
に対応する加算器541,542,…543に入力され
る。加算器541,542,…543の出力は表2で示
したのと同じ補間のタイミングに従ってスイッチ回路5
5で選択出力される。
【0013】図3は図2を今日一般半導体市場で入手可
能なFIR−IC又は相関器ICといわれる集積回路を
用いて実現した場合の例である。標本値入力はシフトレ
ジスタ61、補間点数と同じ数の相関器IC62…63
に入力される。相関器ICの出力は補間点に相当するタ
イミングで補間点の値を選択するスイッチ回路64で選
択され補間フィルタ処理出力となる。相関器IC62…
63は標本値入力を順次転送するシフトレジスタ621
…631、それらのシフトレジスタの出力と補間係数メ
モリ群623…633の出力とを乗算する乗算器群62
2…632及び、乗算器群622…632の出力を加算
する加算器624…634から構成される。ここでは補
間係数メモリ623…633はシフトレジスタで構成さ
れる系統図で示した。従って、補間係数メモリ623…
633には外部から補間係数が入力される。標本値を記
憶するシフトレジスタ61は補間出力には標本値に1を
乗じた補間点の値を出力するタイミングがあることか
ら、例えば表2の時刻21,22,23…に相当する相
関器ICでの処理時間を調整するために設けられてい
る。
【0014】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明を実
施することにより、従来は乗算回路により処理速度の上
限が限定されていたが、本発明を補間回路に適用するこ
とにより、乗算回路の動作速度を従来の補間回路の補間
点の数と同じ数で除した速度にできることから補間回路
の動作速度の上限を拡張できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す系統図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す系統図である。
【図3】本発明の第3の実施例を示す系統図である。
【図4】本発明を適用する全体系統図と波形図である。
【図5】従来のFIR回路例図である。
【符号の説明】
11 シフトレジスタ 12 FIR回路 21〜27 標本値 31 スイッチ回路 320〜324 単位遅延素子 330〜334 係数記憶回路 340〜344 乗算回路 35 加算回路 411,412 遅延回路 421〜424 係数記憶回路 431〜434 乗算回路 441,442 加算回路 45 スイッチ回路 51 シフトレジスタ 521〜523 乗算回路群 531〜533 補間係数メモリ群 541〜543 加算器 55 スイッチ回路 61 シフトレジスタ 62,63 相関器 64 スイッチ回路 621,631 シフトレジスタ 622,632 乗算器群 623,633 補間係数メモリ群 624,634 加算器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 標本値入力が入力される所望の補間標本
    点数と等しい数(n個)の単位遅延素子からなるシフト
    レジスタと、 該シフトレジスタの各単位遅延素子からの出力を前記標
    本値入力の標本周波数の速度で補間処理する前記補間標
    本点数と等しい数(n個)の並列補間処理回路と、 前記シフトレジスタの出力と前記並列補間処理回路の出
    力を前記標本周波数の(n+1)倍の速度で該シフトレ
    ジスタの出力のタイミングに従って順次切替えて出力す
    るスイッチとを備えたディジタルフィルタ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の並列補間処理回路のそれ
    ぞれは、 前記所望の補間標本のそれぞれに乗算するための所定の
    補間係数を予め記憶させた補間係数メモリ群と、 前記シフトレジスタの各単位遅延素子からの出力と前記
    補間係数メモリ群からの補間係数をそれぞれ乗算する乗
    算回路群と、 該乗算回路群からの出力を加算して前記スイッチに入力
    す加算器とを備えたことを特徴とする請求項1記載のデ
    ィジタルフィルタ。
JP28216592A 1992-09-29 1992-09-29 ディジタルフィルタ Pending JPH06112769A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030064111A (ko) * 2002-01-25 2003-07-31 전자부품연구원 시간분할 디지털 필터 및 이를 이용한 다채널 코덱회로
KR100633568B1 (ko) * 2002-12-10 2006-10-16 허일 시간분할 디지털 필터 및 이를 이용한 다채널디지털/아날로그 데이터 변환기 회로

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