JP3036068B2 - サンプリング周波数変換装置 - Google Patents
サンプリング周波数変換装置Info
- Publication number
- JP3036068B2 JP3036068B2 JP2323616A JP32361690A JP3036068B2 JP 3036068 B2 JP3036068 B2 JP 3036068B2 JP 2323616 A JP2323616 A JP 2323616A JP 32361690 A JP32361690 A JP 32361690A JP 3036068 B2 JP3036068 B2 JP 3036068B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- data
- sampling frequency
- output
- delta
- sampling
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、CDプレーヤ、DATや、電子楽器などの、サ
ンプリングされたデジタル信号を扱う機器における、サ
ンプリング周波数変換装置に関するものである。
ンプリングされたデジタル信号を扱う機器における、サ
ンプリング周波数変換装置に関するものである。
従来の技術 近年、デジタル技術はLSI技術に支えられて急激に進
歩しており、特にサンプリング技術によるデジタル信号
処理の進歩はめざましく、通信分野から家庭用のオーデ
ィオや電子楽器に至るまで、高性能な製品が開発されて
いる。このような背景のもとで、サンプリング周波数の
異なる機器間でのデータ変換や、電子楽器における楽音
ピッチの変換などを実現するための手段として、サンプ
リング周波数変換装置が必要とされている。
歩しており、特にサンプリング技術によるデジタル信号
処理の進歩はめざましく、通信分野から家庭用のオーデ
ィオや電子楽器に至るまで、高性能な製品が開発されて
いる。このような背景のもとで、サンプリング周波数の
異なる機器間でのデータ変換や、電子楽器における楽音
ピッチの変換などを実現するための手段として、サンプ
リング周波数変換装置が必要とされている。
以下に従来のサンプリング周波数変換装置について説
明する。
明する。
第３図は従来のサンプリング周波数変換装置の構成を
示すものである。第３図において、31は入力信号にＯデ
ータを補間する補間器、32は補間したデータから折り返
し成分を抑圧して出力サンプリング周波数のデータを得
るデジタルフィルタである。
示すものである。第３図において、31は入力信号にＯデ
ータを補間する補間器、32は補間したデータから折り返
し成分を抑圧して出力サンプリング周波数のデータを得
るデジタルフィルタである。
以上のように構成されたサンプリング周波数変換装置
について、以下その動作について第４図を参照しながら
説明する。第４図は、従来例のデータの処理の様子を示
す図である。
について、以下その動作について第４図を参照しながら
説明する。第４図は、従来例のデータの処理の様子を示
す図である。
まず第４図（ａ）は、入力するサンプリング波形の例
であり、そのサンプリング周波数はfsiである。これを
周波数スペクトルで表現すると第４図（ｂ）となる。こ
の波形が補間器31に入力されると、補間器31は第４図
（ｃ）に示すように（ｎ−１）個のＯ値データを加える
ことによりfsiのｎ倍のサンプリング周波数fdの波形を
出力する。このときの周波数スペクトルは第４図（ｄ）
となる。ここでデジタルフィルタ32は、間引き時に折り
返される周波数成分を抑圧するために、第４図（ｅ）の
ような周波数特性をもつ。このデジタルフィルタ32によ
ってすべてのタイミングのデータを計算した場合、サン
プリングデータは第４図（ｆ）のようになめらかに補間
されたデータとなり、その周波数スペクトルは第４図
（ｇ）の様になる。
であり、そのサンプリング周波数はfsiである。これを
周波数スペクトルで表現すると第４図（ｂ）となる。こ
の波形が補間器31に入力されると、補間器31は第４図
（ｃ）に示すように（ｎ−１）個のＯ値データを加える
ことによりfsiのｎ倍のサンプリング周波数fdの波形を
出力する。このときの周波数スペクトルは第４図（ｄ）
となる。ここでデジタルフィルタ32は、間引き時に折り
返される周波数成分を抑圧するために、第４図（ｅ）の
ような周波数特性をもつ。このデジタルフィルタ32によ
ってすべてのタイミングのデータを計算した場合、サン
プリングデータは第４図（ｆ）のようになめらかに補間
されたデータとなり、その周波数スペクトルは第４図
（ｇ）の様になる。
ここで1/mにデータを間引く場合を考えると、必要な
ポイントのみ計算すれば、第４図（ｈ）の様なサンプリ
ング周波数fsoのサンプリングデータが得られ、その周
波数スペクトルは第４図（ｉ）のようになる。以上の構
成により、n,mを適当に選択すれば、任意のサンプリン
グ周波数にデータを変換することが可能となり、そのサ
ンプリング周波数の関係は次式で計算できる。
ポイントのみ計算すれば、第４図（ｈ）の様なサンプリ
ング周波数fsoのサンプリングデータが得られ、その周
波数スペクトルは第４図（ｉ）のようになる。以上の構
成により、n,mを適当に選択すれば、任意のサンプリン
グ周波数にデータを変換することが可能となり、そのサ
ンプリング周波数の関係は次式で計算できる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記の従来の構成では、フィルタの計算
の為必ず入力データのビット幅に対応した乗算器を必要
とし、LSI化しても非常にチップ面積を必要とするた
め、コストの高いものとなるという欠点を有していた。
の為必ず入力データのビット幅に対応した乗算器を必要
とし、LSI化しても非常にチップ面積を必要とするた
め、コストの高いものとなるという欠点を有していた。
本発明は上記従来の課題を解決するもので、ビット幅
の広い乗算器を使用することなく、LSI化に適したコス
トの安いサンプリング周波数変換装置を提供することを
目的とする。
の広い乗算器を使用することなく、LSI化に適したコス
トの安いサンプリング周波数変換装置を提供することを
目的とする。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のサンプリング周波
数変換装置は、任意のサンプリング周波数で入力される
複数ビット幅よりなるデータを受取り、一定のサンプリ
ング周波数にあわせて補間データを発生する補間装置
と、補間されたデータをうけとり、入力データを少ない
ビット幅のデータに変換するデルタシグマ量子化器と、
任意の出力サンプリング周波数で、間引きした出力デー
タを計算するデジタルフィルタとをそなえている。
数変換装置は、任意のサンプリング周波数で入力される
複数ビット幅よりなるデータを受取り、一定のサンプリ
ング周波数にあわせて補間データを発生する補間装置
と、補間されたデータをうけとり、入力データを少ない
ビット幅のデータに変換するデルタシグマ量子化器と、
任意の出力サンプリング周波数で、間引きした出力デー
タを計算するデジタルフィルタとをそなえている。
作用 この構成によって、コストの高い乗算器を用いること
なく、加算器のみ、もしくは小規模な乗算器のみを使用
して、サンプリング周波数変換装置を実現することがで
きる。
なく、加算器のみ、もしくは小規模な乗算器のみを使用
して、サンプリング周波数変換装置を実現することがで
きる。
実 施 例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
第１図は本発明の実施例におけるサンプリング周波数
変換装置の構成を示すものである。第１図において、11
は入力信号にＯデータを補間する補間器、12は入力デー
タを１ビットデータに変換する２次のデルタシグマ量子
化器、13は補間したデータから折り返し成分を抑圧して
出力サンプリング周波数のデータを得るデジタルフィル
タである。
変換装置の構成を示すものである。第１図において、11
は入力信号にＯデータを補間する補間器、12は入力デー
タを１ビットデータに変換する２次のデルタシグマ量子
化器、13は補間したデータから折り返し成分を抑圧して
出力サンプリング周波数のデータを得るデジタルフィル
タである。
以上のように構成されたサンプリング周波数変換装置
について、以下その動作を第２図を参照しながら説明す
る。
について、以下その動作を第２図を参照しながら説明す
る。
まず第２図（ａ）は、入力するサンプリング波形の例
であり、そのサンプリング周波数はfsiである。これを
周波数スペクトルで表現すると第２図（ｂ）となる。こ
の波形が補間器11に入力されると、補間器11は第２図
（ｃ）に示すように（ｎ−１）個のＯ値データを加える
ことによりfsiのｎ倍サンプリング周波数fdの波形を出
力する。このときの周波数スペクトルは第２図（ｄ）と
なる。次に、補間されたデータは２次のデルタシグマ量
子化器12にて１ビットデータに再量子化される。このデ
ルタシグマ量子化器12の伝達特性はよく知られているよ
うに次式で表わされる。
であり、そのサンプリング周波数はfsiである。これを
周波数スペクトルで表現すると第２図（ｂ）となる。こ
の波形が補間器11に入力されると、補間器11は第２図
（ｃ）に示すように（ｎ−１）個のＯ値データを加える
ことによりfsiのｎ倍サンプリング周波数fdの波形を出
力する。このときの周波数スペクトルは第２図（ｄ）と
なる。次に、補間されたデータは２次のデルタシグマ量
子化器12にて１ビットデータに再量子化される。このデ
ルタシグマ量子化器12の伝達特性はよく知られているよ
うに次式で表わされる。
Ｙ（ｚ）＝（１−z-1）２・（Ｘ（ｚ）＋Ｑ（ｚ）） Ｘ（ｚ）入力データのｚ変換 Ｙ（ｚ）出力データのｚ変換 Ｑ（ｚ）再量子化時の量子化ノイズのｚ変換 このとき発生する再量子化ノイズＱ（ｚ）の周波数分
布はよく知られているように第２図（ｅ）のように高い
周波数に片寄った分布になる。（ノイズシェイピング） 結果として、デルタシグマ量子化器12の出力は、第２
図（ｆ）の様な２値データとなり、その周波数スペクト
ルは第２図（ｇ）の様になる。さて、デジタルフィルタ
13は、間引き時に折り返される周波数成分を抑圧するた
めに、第２図（ｈ）のような周波数特性をもつ。このフ
ィルタによってデルタシグマ量子化器12による再量子化
によって発生した再量子化ノイズが同時に取り除かれ
る。また、入力データが２値のみであるので、乗算器は
不要で加算器のみで実現できる。このデジタルフィルタ
13によってすべてのタイミングのデータを計算する場合
を考えると、サンプリングデータは第２図（ｉ）のよう
になめらかに補間されたデータとなり、その周波数スペ
クトルは第２図（ｊ）の様になる。
布はよく知られているように第２図（ｅ）のように高い
周波数に片寄った分布になる。（ノイズシェイピング） 結果として、デルタシグマ量子化器12の出力は、第２
図（ｆ）の様な２値データとなり、その周波数スペクト
ルは第２図（ｇ）の様になる。さて、デジタルフィルタ
13は、間引き時に折り返される周波数成分を抑圧するた
めに、第２図（ｈ）のような周波数特性をもつ。このフ
ィルタによってデルタシグマ量子化器12による再量子化
によって発生した再量子化ノイズが同時に取り除かれ
る。また、入力データが２値のみであるので、乗算器は
不要で加算器のみで実現できる。このデジタルフィルタ
13によってすべてのタイミングのデータを計算する場合
を考えると、サンプリングデータは第２図（ｉ）のよう
になめらかに補間されたデータとなり、その周波数スペ
クトルは第２図（ｊ）の様になる。
ここで1/mにデータを間引く場合を考えると、必要と
されるサンプリングポイントのみ計算すれば、第２図
（ｋ）の様なサンプリング周波数fsoのサンプリングデ
ータが得られ、その周波数スペクトルは第２図（ｌ）の
ようになる。
されるサンプリングポイントのみ計算すれば、第２図
（ｋ）の様なサンプリング周波数fsoのサンプリングデ
ータが得られ、その周波数スペクトルは第２図（ｌ）の
ようになる。
以上のように本実施例によれば、一定のサンプリング
周波数にあわせて補間データを発生する補間装置と、前
記補間装置の出力データを、前記出力データのビット幅
より少ないビット幅のデータに変換するデルタルシグマ
量子化器と、前記デルタシグマ量子化器の出力データよ
り、任意の出力サンプリング周波数の出力タイミングに
合わせて、間引きした出力データを計算するデジタルフ
ィルタとを設けることにより、乗算器を用いることな
く、加算器のみでサンプリング周波数変換装置を実現す
ることが出来る。
周波数にあわせて補間データを発生する補間装置と、前
記補間装置の出力データを、前記出力データのビット幅
より少ないビット幅のデータに変換するデルタルシグマ
量子化器と、前記デルタシグマ量子化器の出力データよ
り、任意の出力サンプリング周波数の出力タイミングに
合わせて、間引きした出力データを計算するデジタルフ
ィルタとを設けることにより、乗算器を用いることな
く、加算器のみでサンプリング周波数変換装置を実現す
ることが出来る。
なお、本実施例においてデルタシグマ量子化器は２次
としたが、次数は２次に限らず、１次でも、３次以上で
も良い。また、量子化ステップも１ビット（２値）に限
らず、３値でも乗算器は不要であり、４値以上の場合で
も乗算器が簡略化できるので、発明の効果は大きなもの
がある。
としたが、次数は２次に限らず、１次でも、３次以上で
も良い。また、量子化ステップも１ビット（２値）に限
らず、３値でも乗算器は不要であり、４値以上の場合で
も乗算器が簡略化できるので、発明の効果は大きなもの
がある。
発明の効果 以上のように本発明は、一定のサンプリング周波数に
あわせて補間データを発生する補間装置と、前記補間装
置の出力データを、前記出力データのビット幅より少な
いビット幅のデータに変換するデルタシグマ量子化器
と、前記デルタシグマ量子化器の出力データより、任意
の出力サンプリング周波数の出力タイミングに合わせ
て、間引きした出力データを計算するデジタルフィルタ
とを設けることにより、乗算器が不要または小規模とな
り、低コストでLSI化することが出来る優れたサンプリ
ング周波数変換装置を実現できるものである。
あわせて補間データを発生する補間装置と、前記補間装
置の出力データを、前記出力データのビット幅より少な
いビット幅のデータに変換するデルタシグマ量子化器
と、前記デルタシグマ量子化器の出力データより、任意
の出力サンプリング周波数の出力タイミングに合わせ
て、間引きした出力データを計算するデジタルフィルタ
とを設けることにより、乗算器が不要または小規模とな
り、低コストでLSI化することが出来る優れたサンプリ
ング周波数変換装置を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例におけるサンプリング周波数変
換装置の構成を示すブロック図、第２図（ａ）は入力波
形図、第２図（ｂ）は入力の周波数スペクトルを示す
図、第２図（ｃ）はＯ値補間した時の時間波形図、第２
図（ｄ）はＯ値補間時の周波数スペクトルを示す図、第
２図（ｅ）はデルタシグマ量子化器の量子化ノイズの分
布を示す波形図、第２図（ｆ）はデルタシグマ量子化器
の出力の時間波形図、第２図（ｇ）はデルタシグマ量子
化器の出力の周波数スペクトルを示す図、第２図（ｈ）
はデジタルフィルタの周波数特性図、第２図（ｉ）は間
引き処理をしないときのデジタルフィルタの出力波形
図、第２図（ｊ）は間引き処理をしないときのデジタル
フィルタの出力の周波数スペクトルを示す図、第２図
（ｋ）は間引き処理をしたときのデジタルフィルタの出
力波形図、第２図（ｌ）は間引き処理をしたときのデジ
タルフィルタの出力周波数スペクトルを示した図、第３
図は従来のサンプリング周波数変換装置の構成を示すブ
ロック図、第４図（ａ）は入力波形図、第４図（ｂ）は
入力の周波数スペクトルを示す図、第４図（ｃ）はＯ値
補間した時の時間波形図、第４図（ｄ）はＯ値補間時の
周波数スペクトルを示す図、第４図（ｅ）はデジタルフ
ィルタの周波数特性図、第４図（ｆ）は間引き処理をし
ないときのデジタルフィルタの出力波形図、第４図
（ｇ）は間引き処理をしないときのデジタルフィルタの
出力の周波数スペクトルを示す図、第４図（ｈ）は間引
き処理をしたときのデジタルフィルタの出力波形図、第
４図（ｉ）は間引き処理をしたときのデジタルフィルタ
の出力周波数スペクトルを示す図である。 11,31……補間器、12……デルタシグマ量子化器、13,32
……デジタルフィルタ。
換装置の構成を示すブロック図、第２図（ａ）は入力波
形図、第２図（ｂ）は入力の周波数スペクトルを示す
図、第２図（ｃ）はＯ値補間した時の時間波形図、第２
図（ｄ）はＯ値補間時の周波数スペクトルを示す図、第
２図（ｅ）はデルタシグマ量子化器の量子化ノイズの分
布を示す波形図、第２図（ｆ）はデルタシグマ量子化器
の出力の時間波形図、第２図（ｇ）はデルタシグマ量子
化器の出力の周波数スペクトルを示す図、第２図（ｈ）
はデジタルフィルタの周波数特性図、第２図（ｉ）は間
引き処理をしないときのデジタルフィルタの出力波形
図、第２図（ｊ）は間引き処理をしないときのデジタル
フィルタの出力の周波数スペクトルを示す図、第２図
（ｋ）は間引き処理をしたときのデジタルフィルタの出
力波形図、第２図（ｌ）は間引き処理をしたときのデジ
タルフィルタの出力周波数スペクトルを示した図、第３
図は従来のサンプリング周波数変換装置の構成を示すブ
ロック図、第４図（ａ）は入力波形図、第４図（ｂ）は
入力の周波数スペクトルを示す図、第４図（ｃ）はＯ値
補間した時の時間波形図、第４図（ｄ）はＯ値補間時の
周波数スペクトルを示す図、第４図（ｅ）はデジタルフ
ィルタの周波数特性図、第４図（ｆ）は間引き処理をし
ないときのデジタルフィルタの出力波形図、第４図
（ｇ）は間引き処理をしないときのデジタルフィルタの
出力の周波数スペクトルを示す図、第４図（ｈ）は間引
き処理をしたときのデジタルフィルタの出力波形図、第
４図（ｉ）は間引き処理をしたときのデジタルフィルタ
の出力周波数スペクトルを示す図である。 11,31……補間器、12……デルタシグマ量子化器、13,32
……デジタルフィルタ。
Claims (1)
- 【請求項１】任意のサンプリング周波数で複数ビット幅
よりなる入力データを受取り、一定のサンプリング周波
数にあわせて補間データを発生する補間装置と、前記補
間装置の出力データを、前記出力データのビット幅より
少ないビット幅のデータに変換するデルタシグマ量子化
器と、 前記デルタシグマ量子化器の出力データより、任意の出
力サンプリング周波数の出力タイミングに合わせて、間
引きした出力データを計算するデジタルフィルタとをそ
なえたサンプリング周波数変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2323616A JP3036068B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | サンプリング周波数変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2323616A JP3036068B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | サンプリング周波数変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04192711A JPH04192711A (ja) | 1992-07-10 |
| JP3036068B2 true JP3036068B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=18156721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2323616A Expired - Fee Related JP3036068B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | サンプリング周波数変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3036068B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5963160A (en) * | 1993-09-13 | 1999-10-05 | Analog Devices, Inc. | Analog to digital conversion using nonuniform sample rates |
| WO1995008221A1 (en) * | 1993-09-13 | 1995-03-23 | Analog Devices, Inc. | Digital to analog conversion using nonuniform sample rates |
| JP4856121B2 (ja) * | 2008-06-09 | 2012-01-18 | 富士通テレコムネットワークス株式会社 | コンバータ |
-
1990
- 1990-11-26 JP JP2323616A patent/JP3036068B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04192711A (ja) | 1992-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6215423B1 (en) | Method and system for asynchronous sample rate conversion using a noise-shaped numerically control oscillator | |
| JP3375967B2 (ja) | ディジタル論理ゲートコアを有するシグマ−デルタ変換器 | |
| US5566101A (en) | Method and apparatus for a finite impulse response filter processor | |
| EP0337458B1 (en) | Apparatus for synthesizing analog signals in PCM | |
| US4528551A (en) | Digital to analog converter employing sigma-delta modulation for use in telephone systems | |
| JPS6131658B2 (ja) | ||
| US5191331A (en) | Sigma-delta modulator for a D/A converter with pseudorandom jitter signal insertion | |
| JP3132802B2 (ja) | Ｆｍ多重受信装置 | |
| JP3036068B2 (ja) | サンプリング周波数変換装置 | |
| US6515608B1 (en) | Digital-analog converter and method, and data interpolation device and method | |
| JPH0458611A (ja) | サンプリング周波数変換装置 | |
| JP2703126B2 (ja) | Ａ／ｄ，ｄ／ａ変換装置 | |
| US4924223A (en) | Digital code converter formed of a decreased number of circuit elements | |
| US7225213B2 (en) | Interpolation filter and method for digitally interpolating a digital signal | |
| JPH0732343B2 (ja) | 非同期標本化周波数変換方式 | |
| JP3239756B2 (ja) | ミキシング回路、符号化装置および符復号化装置 | |
| JPH0613906A (ja) | Σ−δ変調器 | |
| EP0310274B1 (en) | Digital signal processing apparatus | |
| US5177699A (en) | Analogue-to-digital converter having two decimate filter circuits receiving output of a front end which is bit shifted down in being applied to one of the filter circuits | |
| JP3258938B2 (ja) | デシメーションフィルタ | |
| JPH0360223A (ja) | デジタル・アナログ変換器 | |
| JP3041932B2 (ja) | サンプルレート変換回路 | |
| EP0543618A2 (en) | Analogue-to-digital converter | |
| JP3097324B2 (ja) | デジタル音響データ出力装置 | |
| JPH04331516A (ja) | 信号乗算装置および信号乗算方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |