JP2002543651A - サンプルレート変換器 - Google Patents

サンプルレート変換器

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JP2002543651A JP2000614553A JP2000614553A JP2002543651A JP 2002543651 A JP2002543651 A JP 2002543651A JP 2000614553 A JP2000614553 A JP 2000614553A JP 2000614553 A JP2000614553 A JP 2000614553A JP 2002543651 A JP2002543651 A JP 2002543651A
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デン エンデン アドリアヌス ダブリュー エム ヴァン
ルトジェラス イー イー エフ スールモント
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Abstract

(57)【要約】 サンプルレート変換器は知られており、第１のサンプルレート（サンプリング周波数）の信号を第２のサンプルレート（サンプリング周波数）の信号に変換するのに用いられる。予め分かっていないサンプリング周波数に係る適応性サンプルレート変換器を得るためのものとして、今までは、非常に高い中間サンプリング周波数のサンプルレート変換器しか知られていない。本発明は、未知の入力及び出力サンプリング周波数を扱うことのできる適応性サンプルレート変換器を提供する。これは、補間手段と組み合わせて多相分解フィルタ手段を用いることにより得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はサンプルレート変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
当業界においてはサンプルレート変換器は既知であり、第１の（入力）サンプ
ルレート（サンプリング周波数）のディジタル信号を第２の（出力）サンプルレ
ート（サンプリング周波数）のディジタル信号に変換するのに用いられている。
サンプルレートが増大させられたり（アップコンバータ）、減少させられたり（
ダウンコンバータ）することができるのである。
【０００３】 このようなサンプルレート変換器は、第１のサンプリングレートを用いるシス
テムの信号を第２のサンプルレートを用いるシステムで処理するときに必要とな
る。例えば、コンパクトディスクは４４．１ｋＨｚを用い、ディジタルオーディ
オテープは４８ｋＨｚを用い、衛星放送は３２ｋＨｚを用いる。
【０００４】 原周波数と目標周波数との比が整数でない場合、既知のサンプルレート変換器
は、非常に高い中間変換周波数が必要である。また、多数の回路及びフィルタは
、多段構成を使用し、必要な係数の組（セット）の数は、当該中間周波数に比例
して大きくなる。さらに、これらの方法は、単一の回路を用いて種々の目標周波
数を選択することができない。
【０００５】 米国特許出願第ＵＳ−Ａ−５，３４９，５４８号及び第ＵＳ−Ａ−５，６２５
，５８１号においては、かかるサンプルレート変換器に用いることのできる非一
体型遅延回路が記載されている。米国特許出願第ＵＳ−Ａ−４，７４８，５７８
号には、選択可能な出力周波数を有するサンプルレート変換器が示されているが
、これは高い中間周波数を伴うものである。
【０００６】 米国特許出願第ＵＳ−Ａ−５，５５９，５１３号には、既知のサンプルレート
変換器の複雑さを解消しようとするサンプルレート変換器が知られている。これ
は、中間信号を生成する係数Ｎ（当該出力信号の要求される分解能）でのアップ
コンバージョンを先ず行い、その後に入出力サンプルレート間の比に基づいてそ
の中間信号の２つの隣接サンプル間における線形（直線）補間を行うことによっ
てその複雑さを解消している。
【０００７】 この既知のサンプルレート変換器の欠点は、ここで用いられる線形補間器（リ
ニアインターポーレータ）が高いサンプルレートで全てのサンプルを計算しなけ
ればならない、という点である。さらに、総和信号を線型補間器に供給するのに
遷移時間平均化器が使用されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、こうした従来技術の欠点を克服し、しかも同一の回路を用い
てアップコンバータにもダウンコンバータにも使用することのできるサンプルレ
ートコンバータを得ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の第１の態様は、請求項１に規定されたようなサンプルレー
ト変換器を提供する。
【００１０】 本発明のサンプルレート変換器は、従来例のサンプルレート変換器が行う如き
全てのサンプルを計算することに代えて、必要とされるサンプルを計算する必要
性しかない、という利点がある。さらに遷移時間平均化器が不要である。
【００１１】 これは、ポリフェーズデコンポジションすなわち多相分解フィルタ手段及び補
間手段の組み合わせを用いることによって、極めて効率的な適応性サンプルレー
ト変換器を得ることができる、ということを認識することによって達成される。
【００１２】 １秒当たりの計算回数は、非常に少なくて済み、計算し記憶しなければならな
い係数の数も非常に少なくて済むのである。
【００１３】 さらに、このサンプルレート変換器は、任意の入出力サンプリング周波数を扱
うことができる。
【００１４】 予め知っていなければならないことは、いわゆるミラースペクトルの必要な抑
制と、必要とされる相対帯域幅だけである。この情報に基づいて、フィルタ係数
が選択され、それら選ばれたフィルタ係数がアップサンプラ（サンプリング回路
）にもダウンサンプラにも用いることが可能となる。
【００１５】 本発明によるサンプルレート変換器の一実施例は、請求項２の特徴を有する。
【００１６】 当該直列構成の前段に補助的アップコンバータを加えることにより、適応性サ
ンプルレート変換器の動作がさらに改善される。かかる補助的アップコンバータ
を用いることによって、アップコンバージョンをより多くの段階に分割すること
ができ、その性能を改善することができる。
【００１７】 本発明によるサンプルレート変換器の一実施例は、請求項３の特徴を有する。
【００１８】 本発明のよるサンプルレート変換器の一実施例は、請求項４の特徴を有する。
【００１９】 本発明の手段を使うことによって、アップコンバージョンにもダウンコンバー
ジョンにも適応性サンプルレート変換器を用いることができる。
【００２０】 さらに、当該フィルタは、要求される画像抑制（ミラースペクトル）及び必要
な相対的帯域幅に基づいて予め定められる。
【００２１】 その他の実施例は、他の従属請求項に記載されている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明、及び本発明を有利に実施するのに好適に用いられる付加的な特
徴ないし機能を、以下に記載され添付図面において示される例に基づいて明瞭に
説明する。
【００２３】 図１は、本発明のよるアップコンバータとして具現された汎用サンプルレート
変換器ＦＳＲＣ１の第１の例を示しており、この変換器は、入力端Ｉ１及び出力
端Ｏ１を有している。この汎用サンプルレート変換器は、ポリフェーズデコンポ
ジションすなわち多相分解フィルタ手段ＰＤＦＭ１と補間手段ＩＭ１の直列構成
を有する。
【００２４】 さらにこの適応性サンプルレート変換器は、多相分解フィルタ手段ＰＤＦＭ１
及び補間手段ＩＭ１の動作を制御する制御手段ＣＭ１を有する。
【００２５】 本文において、「適応性」とは、入出力サンプリング周波数の実際の比を予め
知っておく必要がないことを意味している。その代わり、当該変換処理において
つくられる当該画像の必要な抑制（阻止）量は分かっていなければならない。こ
れらの画像は、望ましくないエイリアジングを招く可能性がある。こうした情報
及び相対的帯域幅は補間フィルタを構成するのに必要とされる。
【００２６】 多相分解フィルタ手段ＰＤＦＭ１は、本例では１２８の多相ブランチ（Ｇ１２
８，０（ｚ）−Ｇ１２８，１２７（ｚ））を有する。本例においては、多相ブラ
ンチの出力は、補間手段ＩＭ１のスイッチＳＷ１１及びＳＷ１２に結合される。
この補間手段はさらに、第１及び第２増幅器ＡＭＰ１１及びＡＭＰ１２を有し、
増幅器ＡＭＰ１１は係数δでその受信信号を増幅し、増幅器ＡＭＰ１２は係数（
１−δ）でその受信信号を増幅する。
【００２７】 これら増幅器の出力は、加算器ＡＤ１に結合される。かかる加算器は、その加
算結果信号を適応性サンプルレート変換器ＦＳＲＣ１の出力端Ｏ１に供給する。
【００２８】 制御手段ＣＭ１はδの値を規定する。さらにこの制御手段は、線形補間の場合
、どの対のサンプルが計算されなければならないかを判定する。
【００２９】 図２は、アップコンバータとしての適応性サンプルレート変換器ＦＳＲＣ２の
作用の例を示している。この適応性サンプルレート変換器は、本例では、第１ア
ップコンバージョン手段ＵＣＭ２１、第１フィルタ手段ＦＭ２１、第２アップコ
ンバージョン手段ＵＣＭ２２、第２フィルタ手段ＦＭ２２及びダウンコンバージ
ョン手段ＤＣＭ２の直列構成を有する。介在するフィルタ手段で当該アップコン
バージョンを２つの段階に分割することによって、サンプルレート変換器の効率
は向上する。上記第１のフィルタ手段の過渡帯域は非常に狭く選定することがで
き、第２のフィルタ手段の過渡帯域は非常に広く選定することができる。
【００３０】 図３は、入力端Ｉ３及び出力端Ｏ３を備えるダウンコンバータＦＳＲＣ３とし
ての適応性サンプルレート変換器の実際の例を示している。この適応性サンプル
レート変換器は、補間手段ＩＭ３と、Ｋｏ個のブランチ（ＧＫｏ，ｏ（ｚ）−Ｇ
Ｋｏ，Ｋｏ−１（ｚ））を有する多相分解フィルタ手段ＰＤＦＭ３との直列構成
を有する。さらにこの適応性サンプルレート変換器は、これら補間手段及び多相
分解フィルタ手段の動作を制御する制御手段ＣＭ３を有する。
【００３１】 本例による（ダウンコンバータとしての）適応性サンプルレート変換器は、（
アップコンバータとしての（図１参照））適応性サンプルレート変換器の置換バ
ージョンである。このようにすることで、入力端Ｉ３と出力端Ｏ３との交換によ
り、アップコンバージョン及びダウンコンバージョンの双方に対して同じ適応性
サンプルレート変換器を用いることができる。当業者であれば、かかる置換回路
を得るためになされるべき変更が分かる。
【００３２】 図４は、ダウンコンバータＦＳＲＣ４としての適応性サンプルレート変換器の
作用例を示している。入力Ｉ４と出力Ｏ４との間には、アップコンバート手段Ｕ
ＣＭ４と、第１のフィルタ手段ＦＭ４１と、第１のダウンコンバージョン手段Ｄ
ＣＭ４１と、第２のフィルタ手段ＦＭ４２と、第２のダウンコンバージョン手段
ＤＣＭ４２との直列構成が配置されている。必要に応じてその係数を選択するこ
とができ、Ｋｏ及びＫ１は固定された整数であり、Ｌ＜＝Ｋｏ＊Ｋ１である。こ
の第１フィルタ手段ＦＭ４１は、線形（直線）補間器として実施可能である。
【００３３】 以上、本発明を、幾つかの例に基づいて説明したが、当業者であれば本発明の
範囲内に入る数多くの変形例に容易に気づくと思われる。
【００３４】 説明した線形補間に代え、適宜必要に応じて、例えば、補間すべきサンプルの
さらに正確な推定値を得るために、高次の補間法を用いることもできる。
【００３５】 さらに、例えば、他段のアップコンバージョン係数を低くするべく１以上のア
ップコンバージョン段を追加することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 アップコンバータとしてのサンプルレート変換器の例を概略的に示
すブロック図。
【図２】 アップコンバータとしての汎用サンプルレート変換器の例を作用的
に示すブロック図。
【図３】 ダウンコンバータとしてのサンプルレート変換器の例を概略的に示
すブロック図。
【図４】 ダウンコンバータとしての汎用サンプルレート変換器の例を作用的
に示すブロック図。
【符号の説明】
Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４…入力端 ＰＤＦＭ１，ＰＤＦＭ３…多相分解フィルタ手段 ＩＭ１，ＩＭ３…補間手段 ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ３１，ＳＷ３２…スイッチ ＡＭＰ１１，ＡＭＰ１２，ＡＭＰ３１，ＡＭＰ３３…増幅器 ＡＤ１，ＡＤ３…加算器 ＦＳＲＣ１，ＦＳＲＣ３…適応性サンプルレートコンバータ Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４…出力端 ＵＣＭ２１…第１アップコンバージョン手段 ＦＭ２１…第１フィルタ手段 ＵＣＭ２２…第２アップコンバージョン手段 ＦＭ２２…第２フィルタ手段 ＤＣＭ２…ダウンコンバージョン手段 ＵＣＭ４…アップコンバート手段 ＦＭ４１…第１フィルタ手段 ＤＣＭ４１…第１ダウンコンバータ手段 ＦＭ４２…第２フィルタ手段 ＤＣＭ４２…第２ダウンコンバージョン手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴァン デン エンデン アドリアヌス ダブリュー エム オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ (72)発明者 スールモント ルトジェラス イー イー エフ オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ (72)発明者 アレンズ マーク ヴィ オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ Ｆターム(参考） 5J064 AA03 AA04 BA06 BB04 BC11 BD01 5K041 AA08 EE01 JJ14 JJ35

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多相分解フィルタ手段と補間手段との直列構成を有する適応性
    サンプルレート変換であって、前記直列構成の一方側は、第１サンプリング周波
    数の入力信号を受信するよう適応性サンプルレート変換器の入力に結合され、前
    記直列構成の他方側は、第２サンプリング周波数の出力信号を供給するよう出力
    と結合され、当該適応性サンプルレート変換器は、前記多相分解フィルタ手段及
    び補間手段を制御する制御手段を有する変換器。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の適応性サンプルレート変換器であって、当該
    適応性サンプルレート変換器は、少なくとも２のアップコンバージョンを有する
    補助的アップコンバータを有し、動作時に、当該適応性サンプルレートコンバー
    タに用いるサンプリング周波数が当該補助的アップコンバージョン係数が乗ぜら
    れる当該入出力サンプリング周波数の最高周波数以下である、ことを特徴とする
    変換器。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の適応性サンプルレート変換器であって、当該
    適応性サンプルレート変換器は、アップコンバータであり、その入力が前記多相
    分解フィルタ手段に結合され、その出力が前記補間手段に結合されることを特徴
    とする変換器。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の適応性サンプルレート変換器であって、当該
    適応性サンプルレート変換器は、ダウンコンバータであり、その入力が前記補間
    手段に結合され、その出力が前記多相分解フィルタ手段に結合されることを特徴
    とする変換器。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の適応性サンプルレート変換器であって、前記
    補間手段は、線形補間手段であることを特徴とする変換器。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の適応性サンプルレート変換器であって、前記
    補間手段は、高次補間手段であることを特徴とする変換器。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の適応性サンプルレート変換器であって、前記
    多相分解フィルタ手段は、１２８個の多相ブランチを有し、これらブランチによ
    り補間されなければならないサンプルだけが前記制御手段の制御の下で判定され
    ることを特徴とする変換器。
JP2000614553A 1999-04-22 2000-04-12 サンプルレート変換器 Pending JP2002543651A (ja)

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