JP2002314378A - サンプリング周波数変換器 - Google Patents
サンプリング周波数変換器Info
- Publication number
- JP2002314378A JP2002314378A JP2001120266A JP2001120266A JP2002314378A JP 2002314378 A JP2002314378 A JP 2002314378A JP 2001120266 A JP2001120266 A JP 2001120266A JP 2001120266 A JP2001120266 A JP 2001120266A JP 2002314378 A JP2002314378 A JP 2002314378A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sampling frequency
- interpolation
- sampling
- data
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 サンプリング周波数変換器において、消費電
力の増大や回路規模の増大を抑えながら、サンプリング
周波数変換によって生じるデータの誤差を低減し信号品
質の劣化を防ぐこと。 【解決手段】 サンプリング周波数f1の入力信号をシ
フトレジスタ105に記憶し、サンプリング周波数f1お
よびf2におけるサンプリング時刻をタイマ回路106で
求め、高次の補間多項式による入力信号の補間値を補間
回路107で算出し、サンプリング周波数f2の信号とし
て出力する。
力の増大や回路規模の増大を抑えながら、サンプリング
周波数変換によって生じるデータの誤差を低減し信号品
質の劣化を防ぐこと。 【解決手段】 サンプリング周波数f1の入力信号をシ
フトレジスタ105に記憶し、サンプリング周波数f1お
よびf2におけるサンプリング時刻をタイマ回路106で
求め、高次の補間多項式による入力信号の補間値を補間
回路107で算出し、サンプリング周波数f2の信号とし
て出力する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル信号処
理のため使用するサンプリング周波数を変換するサンプ
リング周波数変換器に関する。
理のため使用するサンプリング周波数を変換するサンプ
リング周波数変換器に関する。
【0002】
【従来の技術】携帯電話のような通信装置の受信機にお
いて、被変調波から得られるアナログ信号をAD変換
し、ディジタル信号処理で復調する方法が用いられる。
いて、被変調波から得られるアナログ信号をAD変換
し、ディジタル信号処理で復調する方法が用いられる。
【0003】近年、QPSKのようなディジタル変復調
技術を使ってディジタルデータを伝送する通信方式が広
く利用され、モデム(変復調器)には複雑かつ高精度な
信号処理が要求される。したがって、モデムはDSP
(Digital Signal Processor)などを用いてディジタル
信号処理で実現されることが多い。
技術を使ってディジタルデータを伝送する通信方式が広
く利用され、モデム(変復調器)には複雑かつ高精度な
信号処理が要求される。したがって、モデムはDSP
(Digital Signal Processor)などを用いてディジタル
信号処理で実現されることが多い。
【0004】図7に、ディジタル信号処理で実現するモ
デムを用いた無線受信機のブロック図を示す。
デムを用いた無線受信機のブロック図を示す。
【0005】アンテナ701から入力されたアナログ信号
である被変調波は、RF部702およびIF部703で増幅、
周波数変換などの処理が行われたのち、AD変換器704
により、サンプリングと量子化の処理を行って、ディジ
タル信号に変換される。
である被変調波は、RF部702およびIF部703で増幅、
周波数変換などの処理が行われたのち、AD変換器704
により、サンプリングと量子化の処理を行って、ディジ
タル信号に変換される。
【0006】RF部702やIF部703で扱う被変調波の周
波数は比較的高い(例えば数百MHz)ため、オーバー
サンプリングを行う場合には、AD変換器704のサンプ
リング周波数fsにも被変調波の周波数以上の高い周波
数が必要となる。fsの値の選定は、RF部702やIF
部703で扱う被変調波の周波数に左右されたり、また、
同時に、スプリアスによる妨害を考慮する必要もあるな
ど、一定の制約を受ける。
波数は比較的高い(例えば数百MHz)ため、オーバー
サンプリングを行う場合には、AD変換器704のサンプ
リング周波数fsにも被変調波の周波数以上の高い周波
数が必要となる。fsの値の選定は、RF部702やIF
部703で扱う被変調波の周波数に左右されたり、また、
同時に、スプリアスによる妨害を考慮する必要もあるな
ど、一定の制約を受ける。
【0007】直交復調器705は、被変調波をI信号(同
相成分信号)とQ信号(直交成分信号)とに分解し、ベ
ースバンド信号に変換する。直交復調器705は、アナロ
グ回路を用いてアナログ信号処理で実現することもでき
るが、図7の例のようにディジタル信号処理で実現する
と、信号処理の精度が向上し、ビットエラーレートが向
上するという利点がある。
相成分信号)とQ信号(直交成分信号)とに分解し、ベ
ースバンド信号に変換する。直交復調器705は、アナロ
グ回路を用いてアナログ信号処理で実現することもでき
るが、図7の例のようにディジタル信号処理で実現する
と、信号処理の精度が向上し、ビットエラーレートが向
上するという利点がある。
【0008】I信号とQ信号は、比較的周波数の低いベ
ースバンド信号であるため、サンプリング周波数もそれ
ほど高い必要はない。このため、デシメータ706によっ
てサンプリング周波数をfsよりも低いf1へ変換する
ことによって、これ以降のディジタル信号処理部の回路
規模や消費電力を低減することができる。デシメータ70
6は、折り返し雑音を抑圧するフィルタリング処理と、
一定の間隔でデータを間引く間引き処理などによって実
現するから、一般にf1はfsの整数分の1の値とな
る。
ースバンド信号であるため、サンプリング周波数もそれ
ほど高い必要はない。このため、デシメータ706によっ
てサンプリング周波数をfsよりも低いf1へ変換する
ことによって、これ以降のディジタル信号処理部の回路
規模や消費電力を低減することができる。デシメータ70
6は、折り返し雑音を抑圧するフィルタリング処理と、
一定の間隔でデータを間引く間引き処理などによって実
現するから、一般にf1はfsの整数分の1の値とな
る。
【0009】モデム708は、被変調波に乗せられていた
ディジタルデータを復調するため、IQ信号の波形整形
やシンボルクロック再生、振幅レベルの識別などを行
う。このとき、ビットエラーレートを劣化させないため
には、復調アイパターンの収束点を高精度で検出する必
要がある。そのためには、復調信号処理のサンプリング
周波数f2をシンボルレートの整数倍に選定することが
望ましい。
ディジタルデータを復調するため、IQ信号の波形整形
やシンボルクロック再生、振幅レベルの識別などを行
う。このとき、ビットエラーレートを劣化させないため
には、復調アイパターンの収束点を高精度で検出する必
要がある。そのためには、復調信号処理のサンプリング
周波数f2をシンボルレートの整数倍に選定することが
望ましい。
【0010】以上のように、各部のサンプリング周波数
は、fsは主にRF部702、IF部703における必要条件
を満たすように選定され、f2は主にモデム708を含む
ベースバンド処理部における必要条件を満たすように選
定される。fsとf2の比が整数となった場合には、デ
シメータ706においてf1をf2と一致させるように間
引き処理を行えばよいが、そうでない場合、f1からf
2へ非同期のサンプリング周波数変換を行うサンプリン
グ周波数変換器707が必要となる。一般に、上述のよう
にfsとf2とで値の選定の根拠が異なるため、このよ
うなサンプリング周波数変換器707を必要とする可能性
が高い。
は、fsは主にRF部702、IF部703における必要条件
を満たすように選定され、f2は主にモデム708を含む
ベースバンド処理部における必要条件を満たすように選
定される。fsとf2の比が整数となった場合には、デ
シメータ706においてf1をf2と一致させるように間
引き処理を行えばよいが、そうでない場合、f1からf
2へ非同期のサンプリング周波数変換を行うサンプリン
グ周波数変換器707が必要となる。一般に、上述のよう
にfsとf2とで値の選定の根拠が異なるため、このよ
うなサンプリング周波数変換器707を必要とする可能性
が高い。
【0011】従来より、このような非同期のサンプリン
グ周波数変換の方法としては、以下の方法がある。
(1)まずf1とf2の最小公倍数となるサンプリング
周波数へf1を周波数アップ(インタポレーション)し
たのち、間引き処理によりf2へ再変換する。(2)f
1でサンプリングされたデータを直線近似して補間デー
タを求め、f2でのサンプリング時刻におけるデータを
得る。
グ周波数変換の方法としては、以下の方法がある。
(1)まずf1とf2の最小公倍数となるサンプリング
周波数へf1を周波数アップ(インタポレーション)し
たのち、間引き処理によりf2へ再変換する。(2)f
1でサンプリングされたデータを直線近似して補間デー
タを求め、f2でのサンプリング時刻におけるデータを
得る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
(1)の方法においては、f1やf2よりも高いサンプ
リング周波数で動作するインタポレーション用ディジタ
ルフィルタなどの信号処理回路が必要となる。非同期で
あるf1とf2の最小公倍数となるサンプリング周波数
は、f1やf2に比べて非常に高くなる場合があり、フ
ィルタのタップ数も増大するため、消費電力や回路規模
が非常に大きくなる。
(1)の方法においては、f1やf2よりも高いサンプ
リング周波数で動作するインタポレーション用ディジタ
ルフィルタなどの信号処理回路が必要となる。非同期で
あるf1とf2の最小公倍数となるサンプリング周波数
は、f1やf2に比べて非常に高くなる場合があり、フ
ィルタのタップ数も増大するため、消費電力や回路規模
が非常に大きくなる。
【0013】また、上記(2)の方法においては、例え
ばf1でのサンプリングにおけるオーバーサンプリング
比が小さい場合や、サンプリングされる信号波形の変曲
点付近において補間する場合など、直線近似では精度の
高い補間データを得られないことがあり、f2へサンプ
リング周波数を変換した際に、補間データの誤差が雑音
となって混入し信号の品質が劣化する。
ばf1でのサンプリングにおけるオーバーサンプリング
比が小さい場合や、サンプリングされる信号波形の変曲
点付近において補間する場合など、直線近似では精度の
高い補間データを得られないことがあり、f2へサンプ
リング周波数を変換した際に、補間データの誤差が雑音
となって混入し信号の品質が劣化する。
【0014】本発明は、上記従来の問題を解決するため
に考えられたもので、消費電力や回路規模の増大を極力
抑えながら精度の高い補間データを得ることができるサ
ンプリング周波数変換器を提供するものである。
に考えられたもので、消費電力や回路規模の増大を極力
抑えながら精度の高い補間データを得ることができるサ
ンプリング周波数変換器を提供するものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
のサンプリング周波数変換器は、サンプリング周波数f
1でサンプリングされた入力信号データ列のうちm+1
個のデータを記憶するシフトレジスタと(ここでmは後
記する補間多項式の次数でm≧2とする)、サンプリン
グ周波数f1でのサンプリング時刻およびサンプリング
周波数f2(f2≠f1)でのサンプリング時刻を求め
るタイマ回路と、該シフトレジスタ出力と該タイマー回
路出力とからサンプリング周波数f2でのサンプリング
時刻における補間データを次数mの補間多項式(m≧
2)を用いて算出する補間回路とを備えるものである。
のサンプリング周波数変換器は、サンプリング周波数f
1でサンプリングされた入力信号データ列のうちm+1
個のデータを記憶するシフトレジスタと(ここでmは後
記する補間多項式の次数でm≧2とする)、サンプリン
グ周波数f1でのサンプリング時刻およびサンプリング
周波数f2(f2≠f1)でのサンプリング時刻を求め
るタイマ回路と、該シフトレジスタ出力と該タイマー回
路出力とからサンプリング周波数f2でのサンプリング
時刻における補間データを次数mの補間多項式(m≧
2)を用いて算出する補間回路とを備えるものである。
【0016】この構成により、f1やf2よりも高いサ
ンプリング周波数を新たに発生せずに精度の高い補間デ
ータを得ることができるため、消費電力の増大、回路規
模の増大、信号品質の劣化を抑えることとなる。また、
本発明の請求項2に記載のサンプリング周波数変換器
は、サンプリング周波数f1でサンプリングされた入力
信号データ列のうちm+1個のデータを記憶するシフト
レジスタと(ここでmは後記する補間多項式の次数でm
≧2とする)、サンプリング周波数f2(f2≠f1)
でのサンプリング時刻を周波数f2のクロックで計数す
ることにより求めるカウンタと、該シフトレジスタ出力
と該カウンタ出力とからサンプリング周波数f2でのサ
ンプリング時刻における補間データを次数mの補間多項
式(m≧2)を用いて算出する補間回路とを備えるもの
である。この構成により、サンプリング時刻を求める回
路や補間多項式の係数を求める演算回路が簡略化され、
回路規模の低減、消費電力の低減を図れることとなる。
ンプリング周波数を新たに発生せずに精度の高い補間デ
ータを得ることができるため、消費電力の増大、回路規
模の増大、信号品質の劣化を抑えることとなる。また、
本発明の請求項2に記載のサンプリング周波数変換器
は、サンプリング周波数f1でサンプリングされた入力
信号データ列のうちm+1個のデータを記憶するシフト
レジスタと(ここでmは後記する補間多項式の次数でm
≧2とする)、サンプリング周波数f2(f2≠f1)
でのサンプリング時刻を周波数f2のクロックで計数す
ることにより求めるカウンタと、該シフトレジスタ出力
と該カウンタ出力とからサンプリング周波数f2でのサ
ンプリング時刻における補間データを次数mの補間多項
式(m≧2)を用いて算出する補間回路とを備えるもの
である。この構成により、サンプリング時刻を求める回
路や補間多項式の係数を求める演算回路が簡略化され、
回路規模の低減、消費電力の低減を図れることとなる。
【0017】また、本発明の請求項3に記載のサンプリ
ング周波数変換器は、サンプリング周波数f1でサンプ
リングされた入力信号データ列のうちm+1個のデータ
を記憶するシフトレジスタ(ここでmは後記する補間多
項式の次数でm≧2とする)と、サンプリング周波数f
2(f2≠f1)でのサンプリング時刻を周波数f2の
クロックで計数することにより求めるカウンタと、該カ
ウンタ出力をアドレスとして用いてデータが読み出さ
れ、かつ、サンプリング周波数f2でのサンプリング時
刻における補間データとして次数mの補間多項式(m≧
2)を用いて算出するための補間多項式の係数をデータ
として記憶したROMと、該シフトレジスタ出力と該R
OM出力との積を演算するm+1個の乗算器と、該乗算
器のm+1個の出力の和を演算する加算器とを備えるも
のである。この構成により、補間データの係数を求める
演算回路が不要となり、回路規模の低減、消費電力の低
減を図れることとなる。
ング周波数変換器は、サンプリング周波数f1でサンプ
リングされた入力信号データ列のうちm+1個のデータ
を記憶するシフトレジスタ(ここでmは後記する補間多
項式の次数でm≧2とする)と、サンプリング周波数f
2(f2≠f1)でのサンプリング時刻を周波数f2の
クロックで計数することにより求めるカウンタと、該カ
ウンタ出力をアドレスとして用いてデータが読み出さ
れ、かつ、サンプリング周波数f2でのサンプリング時
刻における補間データとして次数mの補間多項式(m≧
2)を用いて算出するための補間多項式の係数をデータ
として記憶したROMと、該シフトレジスタ出力と該R
OM出力との積を演算するm+1個の乗算器と、該乗算
器のm+1個の出力の和を演算する加算器とを備えるも
のである。この構成により、補間データの係数を求める
演算回路が不要となり、回路規模の低減、消費電力の低
減を図れることとなる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。
て、図面を用いて説明する。
【0019】(第1の実施の形態)図1は、本発明のサ
ンプリング周波数変換器の第1の実施の形態の構成を示
すブロック図である。この周波数変換器はサンプリング
周波数がf1であるディジタル信号の入力端子101と、
サンプリング周波数がf2であるディジタル信号の出力
端子102とを具備する。また、周波数がf1であるクロ
ック信号の入力端子103と、周波数がf2であるクロッ
ク信号の入力端子104を具備する。ここではf1≠f2
である。
ンプリング周波数変換器の第1の実施の形態の構成を示
すブロック図である。この周波数変換器はサンプリング
周波数がf1であるディジタル信号の入力端子101と、
サンプリング周波数がf2であるディジタル信号の出力
端子102とを具備する。また、周波数がf1であるクロ
ック信号の入力端子103と、周波数がf2であるクロッ
ク信号の入力端子104を具備する。ここではf1≠f2
である。
【0020】入力端子101へ入力された信号データ列の
うちm+1個のデータを記憶するシフトレジスタ105、
サンプリング周波数f1でのサンプリング時刻およびサ
ンプリング周波数f2でのサンプリング時刻を求めるタ
イマ回路106、シフトレジスタ105の出力とタイマ回路10
6の出力とからサンプリング周波数f2でのサンプリン
グ時刻における補間データを、次数mの補間多項式を用
いて算出する補間回路107とが設けられている。
うちm+1個のデータを記憶するシフトレジスタ105、
サンプリング周波数f1でのサンプリング時刻およびサ
ンプリング周波数f2でのサンプリング時刻を求めるタ
イマ回路106、シフトレジスタ105の出力とタイマ回路10
6の出力とからサンプリング周波数f2でのサンプリン
グ時刻における補間データを、次数mの補間多項式を用
いて算出する補間回路107とが設けられている。
【0021】以上のように構成されたサンプリング周波
数変換器について、図2を用いてその動作を説明する。
数変換器について、図2を用いてその動作を説明する。
【0022】図2は、●で示したサンプリング周波数f
1のデータ列A(n)が、○で示したサンプリング周波
数f2のデータ列B(n)へ変換される様子を表したタ
イミングチャートであり、周波数変換比が4/5(f2
=f1×4/5)の場合の例である。
1のデータ列A(n)が、○で示したサンプリング周波
数f2のデータ列B(n)へ変換される様子を表したタ
イミングチャートであり、周波数変換比が4/5(f2
=f1×4/5)の場合の例である。
【0023】サンプリング周期(各データ列の時間間
隔)T1およびT2はサンプリング周波数f1およびf
2の逆数で表されるので、この例の場合、サンプリング
周期の変換比は5/4となる。したがって、A(n)の
周期T1を5/4倍したものがB(n)の周期T2であ
る。
隔)T1およびT2はサンプリング周波数f1およびf
2の逆数で表されるので、この例の場合、サンプリング
周期の変換比は5/4となる。したがって、A(n)の
周期T1を5/4倍したものがB(n)の周期T2であ
る。
【0024】図2において、A(0)とB(0)はサン
プリング時刻tが一致しているが、データ列の次の値A
(1)とB(1)との間には、サンプリング周期の差に
相当するT1/4だけサンプリング時刻に差が生じる。
さらに次の値A(2)とB(2)との間の差は2×T1
/4、A(3)とB(3)との間の差は3×T1/4と
なる。
プリング時刻tが一致しているが、データ列の次の値A
(1)とB(1)との間には、サンプリング周期の差に
相当するT1/4だけサンプリング時刻に差が生じる。
さらに次の値A(2)とB(2)との間の差は2×T1
/4、A(3)とB(3)との間の差は3×T1/4と
なる。
【0025】以上のように、B(n)はサンプリング周
期T2ごとにA(n)との相対時刻がT1/4ずつ変化
するが、その都度A(n)およびB(n)のサンプリン
グ時刻tを求めれば、各データが座標(x,y)で表現
できることになる。図2から解るように、サンプリング
周波数f2へ変換されたデータ列であるB(n)は、サ
ンプリング周波数f1でのデータ列であるA(n)の補
間値である。各データの座標(x,y)をもとに、サン
プリング周波数f2でのサンプリング時刻ごとにくり返
し補間値を算出することで、f1からf2へのサンプリ
ング周波数変換が実現される。
期T2ごとにA(n)との相対時刻がT1/4ずつ変化
するが、その都度A(n)およびB(n)のサンプリン
グ時刻tを求めれば、各データが座標(x,y)で表現
できることになる。図2から解るように、サンプリング
周波数f2へ変換されたデータ列であるB(n)は、サ
ンプリング周波数f1でのデータ列であるA(n)の補
間値である。各データの座標(x,y)をもとに、サン
プリング周波数f2でのサンプリング時刻ごとにくり返
し補間値を算出することで、f1からf2へのサンプリ
ング周波数変換が実現される。
【0026】このようにして補間データを求めるため
に、図1のタイマー回路106では、A(n)のサンプリ
ング時刻とB(n)のサンプリング時刻を求める。A
(n)の補間には、項数mの補間多項式(m≧2)を用
いることで、直線近似と比較して精度の高い補間データ
を得ることができる。
に、図1のタイマー回路106では、A(n)のサンプリ
ング時刻とB(n)のサンプリング時刻を求める。A
(n)の補間には、項数mの補間多項式(m≧2)を用
いることで、直線近似と比較して精度の高い補間データ
を得ることができる。
【0027】補間多項式としては、
【数1】
【数2】 のラグランジュの補間多項式が知られている。式
(1)、式(2)は、y0、y1、・・・、ymのm+
1個のデータから、各データの座標(xi,yi)を通
る次数mの多項式をつくり、これにxを代入して補間値
yを算出するものである。yiはA(n)に相当し、x
iはnに相当する。
(1)、式(2)は、y0、y1、・・・、ymのm+
1個のデータから、各データの座標(xi,yi)を通
る次数mの多項式をつくり、これにxを代入して補間値
yを算出するものである。yiはA(n)に相当し、x
iはnに相当する。
【0028】例えば、次数2の補間多項式を用いる場
合、B(1)の値はA(0)、A(1)、A(2)の3
点のデータから求めることができる。各データのxiの
値をA(0)がxi=0、A(1)がxi=1、A
(2)がxi=2であると考えれば、x=1.25にお
ける補間値A(1.25)を求めればよく、これがB
(1)の値に相当する。各xiの値とx=1.25とか
ら式(2)を用いてNiが算出され、式(2)によって
A(n)とNiとのたたみ込み演算で補間値A(1.2
5)、すなわちB(1)が算出される。
合、B(1)の値はA(0)、A(1)、A(2)の3
点のデータから求めることができる。各データのxiの
値をA(0)がxi=0、A(1)がxi=1、A
(2)がxi=2であると考えれば、x=1.25にお
ける補間値A(1.25)を求めればよく、これがB
(1)の値に相当する。各xiの値とx=1.25とか
ら式(2)を用いてNiが算出され、式(2)によって
A(n)とNiとのたたみ込み演算で補間値A(1.2
5)、すなわちB(1)が算出される。
【0029】ただし、xiおよびxの値には必ずしも上
記の値をそのまま用いなくてもよく、例えば、B(n)
のサンプリング時刻がA(n)のサンプリング周期を4
等分した位置にあることから、A(n)のサンプリング
周期T1を4とし、A(0)がxi=0、A(1)がx
i=4、A(2)がxi=8であると考えれば、A
(1.25)はx=5における補間値となる。このと
き、xiおよびxの値は整数となり、タイマ回路106の
構成やNiの算出が簡略化される。
記の値をそのまま用いなくてもよく、例えば、B(n)
のサンプリング時刻がA(n)のサンプリング周期を4
等分した位置にあることから、A(n)のサンプリング
周期T1を4とし、A(0)がxi=0、A(1)がx
i=4、A(2)がxi=8であると考えれば、A
(1.25)はx=5における補間値となる。このと
き、xiおよびxの値は整数となり、タイマ回路106の
構成やNiの算出が簡略化される。
【0030】このようにして補間データを求めるため
に、図1のシフトレジスタ105では、データ列A(n)
のうちのm+1個を記憶する。そして、補間回路107で
は、タイマ回路106の出力であるxの値と、シフトレジ
スタ105の出力であるA(n)の値とを参照し、A
(n)とNiとのたたみ込み演算で算出される補間値A
(x)、すなわちB(n)を出力する。
に、図1のシフトレジスタ105では、データ列A(n)
のうちのm+1個を記憶する。そして、補間回路107で
は、タイマ回路106の出力であるxの値と、シフトレジ
スタ105の出力であるA(n)の値とを参照し、A
(n)とNiとのたたみ込み演算で算出される補間値A
(x)、すなわちB(n)を出力する。
【0031】補間多項式の次数mには、2以上の任意の
整数を選ぶことができる。mを大きくすると補間値の精
度が向上するが、回路規模や演算量は増加する。mの値
は、それらのトレードオフを考慮して選定される。ただ
し、m=2程度でも、直線近似の場合と比較すると、補
間値の誤差は十分に低減することが可能である。
整数を選ぶことができる。mを大きくすると補間値の精
度が向上するが、回路規模や演算量は増加する。mの値
は、それらのトレードオフを考慮して選定される。ただ
し、m=2程度でも、直線近似の場合と比較すると、補
間値の誤差は十分に低減することが可能である。
【0032】以上で説明したように、本発明の第1の実
施の形態によれば、入力信号の値と、入力信号のサンプ
リング時刻の値と、出力信号のサンプリング時刻の値と
から、補間多項式を用いて入力信号の補間値を求め、サ
ンプリング時刻が変換された信号として出力することに
より、サンプリング周波数を必要以上に高くまで上げる
ことなく、かつ、データ精度の高いサンプリング周波数
変換を実現することができる。
施の形態によれば、入力信号の値と、入力信号のサンプ
リング時刻の値と、出力信号のサンプリング時刻の値と
から、補間多項式を用いて入力信号の補間値を求め、サ
ンプリング時刻が変換された信号として出力することに
より、サンプリング周波数を必要以上に高くまで上げる
ことなく、かつ、データ精度の高いサンプリング周波数
変換を実現することができる。
【0033】(第2の実施の形態)図3は、本発明のサ
ンプリング周波数変換器の第2の実施の形態のブロック
構成図を示す。図3に示すサンプリング周波数変換器
は、サンプリング周波数がf1であるディジタル信号の
入力端子301と、サンプリング周波数がf2であるディ
ジタル信号の出力端子302と、周波数がf1であるクロ
ック信号の入力端子303と、周波数がf2であるクロッ
ク信号の入力端子304と、入力端子301へ入力された信号
データ列のうちm+1個のデータを記憶するシフトレジ
スタ305と、サンプリング周波数f2でのサンプリング
時刻を求めるカウンタ306と、シフトレジスタ305の出力
とカウンタ306の出力とからサンプリング周波数f2で
のサンプリング時刻における補間データを次数mの補間
多項式を用いて算出する補間回路307とで構成する。
ンプリング周波数変換器の第2の実施の形態のブロック
構成図を示す。図3に示すサンプリング周波数変換器
は、サンプリング周波数がf1であるディジタル信号の
入力端子301と、サンプリング周波数がf2であるディ
ジタル信号の出力端子302と、周波数がf1であるクロ
ック信号の入力端子303と、周波数がf2であるクロッ
ク信号の入力端子304と、入力端子301へ入力された信号
データ列のうちm+1個のデータを記憶するシフトレジ
スタ305と、サンプリング周波数f2でのサンプリング
時刻を求めるカウンタ306と、シフトレジスタ305の出力
とカウンタ306の出力とからサンプリング周波数f2で
のサンプリング時刻における補間データを次数mの補間
多項式を用いて算出する補間回路307とで構成する。
【0034】図1に示した構成では、サンプリング周波
数f1でのサンプリング時刻と、サンプリング周波数f
2でのサンプリング時刻を、タイマ回路106によって求
め、補間多項式へ代入するxiの値およびxの値として
いた。
数f1でのサンプリング時刻と、サンプリング周波数f
2でのサンプリング時刻を、タイマ回路106によって求
め、補間多項式へ代入するxiの値およびxの値として
いた。
【0035】しかしながら、xiおよびxには、タイマ
回路106で求められるような絶対時刻の値でなくても、
各データ間のサンプリング時刻の相対的な値が表現でき
ていればその値を代入してもよい。したがって、まず、
図2のタイミングチャートに示したサンプリング周波数
変換の例において、A(0)がxi=−4、A(1)が
xi=0、A(2)がxi=4であると考えれば、A
(1.25)はx=1における補間値となる。そして、
B(n)は、サンプリング周期T2ごとにA(n)との
相対時刻が0、T1/4、2×T1/4、3×T1/
4、0と変化し、これをくり返すため、補間に用いる3
個のA(n)を常にxi=−4、xi=0、xi=4と
考え、補間値を求めるxの値を0、1、2、3、そして
再び0とくり返すことにする。これにより、サンプリン
グ周波数f1におけるサンプリング時刻を算出する必要
はなくなり、また、サンプリング周波数f2におけるサ
ンプリング時刻は2ビットのカウンタで算出できること
になる。
回路106で求められるような絶対時刻の値でなくても、
各データ間のサンプリング時刻の相対的な値が表現でき
ていればその値を代入してもよい。したがって、まず、
図2のタイミングチャートに示したサンプリング周波数
変換の例において、A(0)がxi=−4、A(1)が
xi=0、A(2)がxi=4であると考えれば、A
(1.25)はx=1における補間値となる。そして、
B(n)は、サンプリング周期T2ごとにA(n)との
相対時刻が0、T1/4、2×T1/4、3×T1/
4、0と変化し、これをくり返すため、補間に用いる3
個のA(n)を常にxi=−4、xi=0、xi=4と
考え、補間値を求めるxの値を0、1、2、3、そして
再び0とくり返すことにする。これにより、サンプリン
グ周波数f1におけるサンプリング時刻を算出する必要
はなくなり、また、サンプリング周波数f2におけるサ
ンプリング時刻は2ビットのカウンタで算出できること
になる。
【0036】以上で説明したように本発明の第2の実施
の形態によれば、入力信号データの補間値を多項の補間
多項式を用いて算出するために、入力信号のサンプリン
グ時刻と出力信号のサンプリング時刻との相対的な時間
の差だけをカウンタで計数して求めることにより、サン
プリング周波数変換器の回路規模を低減することができ
る。
の形態によれば、入力信号データの補間値を多項の補間
多項式を用いて算出するために、入力信号のサンプリン
グ時刻と出力信号のサンプリング時刻との相対的な時間
の差だけをカウンタで計数して求めることにより、サン
プリング周波数変換器の回路規模を低減することができ
る。
【0037】(第3の実施の形態)図4は、本発明のサ
ンプリング周波数変換器の第3の実施の形態を示すブロ
ック構成図を示す。図4に示すサンプリング周波数変換
器は、サンプリング周波数がf1であるディジタル信号
の入力端子401と、サンプリング周波数がf2であるデ
ィジタル信号の出力端子402と、周波数がf1であるク
ロック信号の入力端子403と、周波数がf2であるクロ
ック信号の入力端子404と、入力端子401へ入力された入
力信号データ列のうちm+1個のデータを記憶するシフ
トレジスタ408と、サンプリング周波数f2でのサンプ
リング時刻を求めるカウンタ409と、カウンタ409の出力
をアドレスとして用いてデータが読み出されるm+1個
のROM410〜412と、シフトレジスタ405の出力とRO
M410〜412の出力との積を演算するm+1個の乗算器41
3〜415、416は乗算器413〜415のm+1個の出力の和を
演算する加算器である。
ンプリング周波数変換器の第3の実施の形態を示すブロ
ック構成図を示す。図4に示すサンプリング周波数変換
器は、サンプリング周波数がf1であるディジタル信号
の入力端子401と、サンプリング周波数がf2であるデ
ィジタル信号の出力端子402と、周波数がf1であるク
ロック信号の入力端子403と、周波数がf2であるクロ
ック信号の入力端子404と、入力端子401へ入力された入
力信号データ列のうちm+1個のデータを記憶するシフ
トレジスタ408と、サンプリング周波数f2でのサンプ
リング時刻を求めるカウンタ409と、カウンタ409の出力
をアドレスとして用いてデータが読み出されるm+1個
のROM410〜412と、シフトレジスタ405の出力とRO
M410〜412の出力との積を演算するm+1個の乗算器41
3〜415、416は乗算器413〜415のm+1個の出力の和を
演算する加算器である。
【0038】図3に示した構成では、サンプリング周波
数f2におけるサンプリング時刻をカウンタ306によっ
て求め、シフトレジスタ305の出力とカウンタ306の出力
とからサンプリング周波数f2でのサンプリング時刻に
おける補間データを項数mの補間多項式を用いて算出し
ていた。
数f2におけるサンプリング時刻をカウンタ306によっ
て求め、シフトレジスタ305の出力とカウンタ306の出力
とからサンプリング周波数f2でのサンプリング時刻に
おける補間データを項数mの補間多項式を用いて算出し
ていた。
【0039】しかしながら、図2のタイミングチャート
を例に説明すると、補間に用いる3個のA(n)はつね
にxi=−4、xi=0、xi=4であり、また、補間
値を求めるxの値は0、1、2、3をくり返すため、補
間多項式の係数Niの組み合わせはxiの3通りの組み
合わせとxの4通りの組み合わせで決まる12通りとな
る。したがって、Niの値をその都度演算しなくても、
あらかじめ求めてROMに記憶しておけば、演算に必要
な回路を削減することができる。
を例に説明すると、補間に用いる3個のA(n)はつね
にxi=−4、xi=0、xi=4であり、また、補間
値を求めるxの値は0、1、2、3をくり返すため、補
間多項式の係数Niの組み合わせはxiの3通りの組み
合わせとxの4通りの組み合わせで決まる12通りとな
る。したがって、Niの値をその都度演算しなくても、
あらかじめ求めてROMに記憶しておけば、演算に必要
な回路を削減することができる。
【0040】以上のように構成されたサンプリング周波
数変換器について、図4を用いてその動作を説明する。
サンプリング周波数がf1である入力データ列A(n)
は、クロックf1でトリガされることによって順次シフ
トレジスタ405に記憶される。また、カウンタ409は、ク
ロックf2でトリガされることによって計数動作し、補
間値を求めるxを表す値としてアドレスをROM410〜4
12へ出力する。ROM410〜412には、各xの値に対応す
る補間多項式の係数Niが記憶されており、カウンタ40
9が出力するアドレスによってxの値が指定され、対応
するNiが読み出される。シフトレジスタ405の出力は
シリアル−パラレル変換された入力データ列A(n)で
あり、このA(n)とROM410〜412が出力するNiと
のたたみ込み演算が乗算器413〜415と加算器416によっ
て行われ、補間多項式で算出された補間値B(n)とし
て出力される。
数変換器について、図4を用いてその動作を説明する。
サンプリング周波数がf1である入力データ列A(n)
は、クロックf1でトリガされることによって順次シフ
トレジスタ405に記憶される。また、カウンタ409は、ク
ロックf2でトリガされることによって計数動作し、補
間値を求めるxを表す値としてアドレスをROM410〜4
12へ出力する。ROM410〜412には、各xの値に対応す
る補間多項式の係数Niが記憶されており、カウンタ40
9が出力するアドレスによってxの値が指定され、対応
するNiが読み出される。シフトレジスタ405の出力は
シリアル−パラレル変換された入力データ列A(n)で
あり、このA(n)とROM410〜412が出力するNiと
のたたみ込み演算が乗算器413〜415と加算器416によっ
て行われ、補間多項式で算出された補間値B(n)とし
て出力される。
【0041】図5は、第3の実施の形態を示す図4にお
いて、ラッチを更に設けた場合を示すブロック構成図で
ある。図6は図5の構成図におけるタイミングチャート
である。図5は、項数2の補間多項式による補間値を得
る場合の例であり、図6のタイミングチャートをわかり
やすくするために、図4の構成に加えて3個のラッチ5
17〜519を挿入してある。そして、図6のタイミン
グチャートには、A(0)、A(1)、A(2)の3個
の入力データから補間値B(1)が得られる過程を網か
けで示した。
いて、ラッチを更に設けた場合を示すブロック構成図で
ある。図6は図5の構成図におけるタイミングチャート
である。図5は、項数2の補間多項式による補間値を得
る場合の例であり、図6のタイミングチャートをわかり
やすくするために、図4の構成に加えて3個のラッチ5
17〜519を挿入してある。そして、図6のタイミン
グチャートには、A(0)、A(1)、A(2)の3個
の入力データから補間値B(1)が得られる過程を網か
けで示した。
【0042】以上で説明したように本発明の第3の実施
の形態によれば、入力信号データの補間値を多項の補間
多項式を用いて算出するために、入力信号のサンプリン
グ時刻と出力信号のサンプリング時刻との相対的な時間
の差だけをカウンタで計数して求め、その値に対応する
補間多項式の係数をROMから読み出すようにすること
により、補間多項式の係数を算出する演算回路が不要と
なり、サンプリング周波数変換器の回路規模を低減する
ことができる。
の形態によれば、入力信号データの補間値を多項の補間
多項式を用いて算出するために、入力信号のサンプリン
グ時刻と出力信号のサンプリング時刻との相対的な時間
の差だけをカウンタで計数して求め、その値に対応する
補間多項式の係数をROMから読み出すようにすること
により、補間多項式の係数を算出する演算回路が不要と
なり、サンプリング周波数変換器の回路規模を低減する
ことができる。
【0043】
【発明の効果】以上で説明したように、本発明は入力信
号の値をシフトレジスタに記憶し、入力信号のサンプリ
ング時刻の値と出力信号のサンプリング時刻の値とをタ
イマ回路によって求め、それらの値から出力信号のサン
プリング時刻における入力信号の補間値を多項の補間多
項式を用いて算出することによって、消費電力の増大や
回路規模の増大を抑えながらデータ精度の高いすぐれた
サンプリング周波数変換器を提供することができるもの
である。
号の値をシフトレジスタに記憶し、入力信号のサンプリ
ング時刻の値と出力信号のサンプリング時刻の値とをタ
イマ回路によって求め、それらの値から出力信号のサン
プリング時刻における入力信号の補間値を多項の補間多
項式を用いて算出することによって、消費電力の増大や
回路規模の増大を抑えながらデータ精度の高いすぐれた
サンプリング周波数変換器を提供することができるもの
である。
【0044】また、本発明は入力信号の値をシフトレジ
スタに記憶し、入力信号のサンプリング時刻を基準とし
た出力信号のサンプリング時刻の相対的な値のみをカウ
ンタによって求め、それらの値から出力信号のサンプリ
ング時刻における入力信号の補間値を次数mの補間多項
式(m≧2)を用いて算出することによって、高いデー
タ精度を維持し、かつ、回路規模の小さいすぐれたサン
プリング周波数変換器を提供することができるものであ
る。
スタに記憶し、入力信号のサンプリング時刻を基準とし
た出力信号のサンプリング時刻の相対的な値のみをカウ
ンタによって求め、それらの値から出力信号のサンプリ
ング時刻における入力信号の補間値を次数mの補間多項
式(m≧2)を用いて算出することによって、高いデー
タ精度を維持し、かつ、回路規模の小さいすぐれたサン
プリング周波数変換器を提供することができるものであ
る。
【0045】また、本発明は入力信号の値をシフトレジ
スタに記憶し、入力信号のサンプリング時刻を基準とし
た出力信号のサンプリング時刻の相対的な値のみをカウ
ンタによって求め、その値をアドレスとして用いて次数
mの補間多項式(m≧2)の係数をあらかじめ記憶した
ROMから係数を読み出し、出力信号のサンプリング時
刻における入力信号の補間値を算出することによって、
高いデータ精度を維持し、且つ、回路規模の小さい優れ
たサンプリング周波数変換器を提供することができるも
のである。
スタに記憶し、入力信号のサンプリング時刻を基準とし
た出力信号のサンプリング時刻の相対的な値のみをカウ
ンタによって求め、その値をアドレスとして用いて次数
mの補間多項式(m≧2)の係数をあらかじめ記憶した
ROMから係数を読み出し、出力信号のサンプリング時
刻における入力信号の補間値を算出することによって、
高いデータ精度を維持し、且つ、回路規模の小さい優れ
たサンプリング周波数変換器を提供することができるも
のである。
【図1】本発明の第1の実施形態のサンプリング周波数
変換器のブロック図、
変換器のブロック図、
【図2】サンプリング周波数変換動作を説明するタイミ
ングチャート、
ングチャート、
【図3】本発明の第2の実施形態のサンプリング周波数
変換器の構成を示すブロック図、
変換器の構成を示すブロック図、
【図4】本発明の第3の実施形態のサンプリング周波数
変換器の構成を示すブロック図、
変換器の構成を示すブロック図、
【図5】図4に示すサンプリング周波数変換器について
の具体的構成を示す図、
の具体的構成を示す図、
【図6】図5に示すサンプリング周波数変換器の動作例
のタイミングチャート、
のタイミングチャート、
【図7】ディジタル信号処理で実現するモデムを用いた
無線受信機の例のブロック図である。
無線受信機の例のブロック図である。
101、301、401、501 サンプリング周波数がf1である
データ入力端子 102、302、402、502 サンプリング周波数がf2に変換
されたデータ出力端子 103、303、403、503 クロックf1の入力端子 104、304、404、504 クロックf2の入力端子 105、305、405、505 入力データを記憶するシフトレジ
スタ 106 サンプリング時刻を求めるタイマ回路 107、307 入力データの補間値を算出する補間回路 306、409、509 カウンタ
データ入力端子 102、302、402、502 サンプリング周波数がf2に変換
されたデータ出力端子 103、303、403、503 クロックf1の入力端子 104、304、404、504 クロックf2の入力端子 105、305、405、505 入力データを記憶するシフトレジ
スタ 106 サンプリング時刻を求めるタイマ回路 107、307 入力データの補間値を算出する補間回路 306、409、509 カウンタ
Claims (3)
- 【請求項1】サンプリング周波数f1でサンプリングさ
れた入力信号データ列のうちm+1個のデータを記憶す
るシフトレジスタと(ここでmは後記する補間多項式の
次数でm≧2とする)、 サンプリング周波数f1でのサンプリング時刻およびサ
ンプリング周波数f2(f2≠f1)でのサンプリング
時刻を求めるタイマ回路と、 該シフトレジスタ出力と該タイマ回路出力とからサンプ
リング周波数f2でのサンプリング時刻における補間デ
ータを次数mの補間多項式(m≧2)を用いて算出する
補間回路とを備えることを特徴とするサンプリング周波
数変換器。 - 【請求項2】サンプリング周波数f1でサンプリングさ
れた入力信号データ列のうちm+1個のデータを記憶す
るシフトレジスタと(ここでmは後記する補間多項式の
次数でm≧2とする)、 周波数f2のクロックで計数することによりサンプリン
グ周波数f2(f2≠f1)でのサンプリング時刻を求
めるカウンタと、 該シフトレジスタ出力と該カウンタ出力とからサンプリ
ング周波数f2でのサンプリング時刻における補間デー
タを次数mの補間多項式(m≧2)を用いて算出する補
間回路とを備えることを特徴とするサンプリング周波数
変換器。 - 【請求項3】サンプリング周波数f1でサンプリングさ
れた入力信号データ列のうちm+1個のデータを記憶す
るシフトレジスタと(ここでmは後記する補間多項式の
次数でm≧2とする)、 周波数f2のクロックで計数することによりサンプリン
グ周波数f2(f2≠f1)でのサンプリング時刻を求
めるカウンタと、 該カウンタ出力をアドレスとして用いてデータを読み出
し、かつ、サンプリング周波数f2でのサンプリング時
刻における補間データとして次数mの補間多項式(m≧
2)を用いて算出するための補間多項式の係数をデータ
として記憶したROMと、 該シフトレジスタ出力と該ROM出力との積を演算する
m+1個の乗算器と、 該乗算器のm+1個の出力の和を演算する加算器とを備
えることを特徴とするサンプリング周波数変換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001120266A JP2002314378A (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | サンプリング周波数変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001120266A JP2002314378A (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | サンプリング周波数変換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002314378A true JP2002314378A (ja) | 2002-10-25 |
Family
ID=18970338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001120266A Pending JP2002314378A (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | サンプリング周波数変換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002314378A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012154763A (ja) * | 2011-01-26 | 2012-08-16 | Hioki Ee Corp | 測定装置および測定方法 |
JP2012154764A (ja) * | 2011-01-26 | 2012-08-16 | Hioki Ee Corp | 測定装置および測定方法 |
-
2001
- 2001-04-18 JP JP2001120266A patent/JP2002314378A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012154763A (ja) * | 2011-01-26 | 2012-08-16 | Hioki Ee Corp | 測定装置および測定方法 |
JP2012154764A (ja) * | 2011-01-26 | 2012-08-16 | Hioki Ee Corp | 測定装置および測定方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5899240B2 (ja) | 直交変調システムを使用する無線音声装置 | |
JP3400003B2 (ja) | 複素変復調方式 | |
JPH05508282A (ja) | デジタル変調回路 | |
IL224330A (en) | Receiver and communication method using gfsk architecture and methodology | |
JP5300718B2 (ja) | 測定装置 | |
JP3986891B2 (ja) | デジタル通信受信機における受信信号のデジタル復調装置および方法 | |
AU660878B2 (en) | Differential detection demodulator | |
US20070037511A1 (en) | Enhanced data rate receiver | |
CN1108868A (zh) | π/4移位差分编码四相移相键控调制器 | |
JP2879374B2 (ja) | ディジタルfsk復調器 | |
JP3226561B2 (ja) | Fsk信号受信回路 | |
JP2002314378A (ja) | サンプリング周波数変換器 | |
JP2010130185A (ja) | サンプリングレート変換回路 | |
JP2003324337A (ja) | サンプリング周波数変換器 | |
JP4843347B2 (ja) | 受信システム | |
US7612696B2 (en) | Method and system for decimating a pulse width modulated (PWM) signal | |
Webber et al. | Implementing a/4 shift D-QPSK baseband modem using the TMS320C50 | |
JP3986890B2 (ja) | デジタル通信受信機における受信信号のデジタル復調装置および方法 | |
WO1998049812A1 (fr) | Circuit de modulation et terminal radio | |
JP4545161B2 (ja) | 変復調装置およびその復調方法、ならびにそのプログラムと記録媒体 | |
CN114900405B (zh) | 一种基于Soc的Acars信号解调方法 | |
JP2002300224A (ja) | 受信装置 | |
KR100594076B1 (ko) | 디지털 주파수 컨버터 | |
US7705760B2 (en) | Method and device for the filtering and analogue/digital conversion of analogue signal | |
JP2001127818A (ja) | デジタル信号処理方法 |