JP3044739B2 - デジタル信号のサンプリング周波数の変換方法 - Google Patents
デジタル信号のサンプリング周波数の変換方法Info
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- JP3044739B2 JP3044739B2 JP2099893A JP9989390A JP3044739B2 JP 3044739 B2 JP3044739 B2 JP 3044739B2 JP 2099893 A JP2099893 A JP 2099893A JP 9989390 A JP9989390 A JP 9989390A JP 3044739 B2 JP3044739 B2 JP 3044739B2
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H17/00—Networks using digital techniques
- H03H17/02—Frequency selective networks
- H03H17/06—Non-recursive filters
- H03H17/0621—Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing
- H03H17/0635—Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing characterized by the ratio between the input-sampling and output-delivery frequencies
- H03H17/065—Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing characterized by the ratio between the input-sampling and output-delivery frequencies the ratio being integer
- H03H17/0657—Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing characterized by the ratio between the input-sampling and output-delivery frequencies the ratio being integer where the output-delivery frequency is higher than the input sampling frequency, i.e. interpolation
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、デジタル信号のサンプリング周波数の変
換方法に関する。
換方法に関する。
「従来の技術」 従来、デジタル信号のサンプリング周波数を変更する
場合、被処理デジタル信号をD/A（デジタル／アナロ
グ）変換器によってアナログ信号に変換し、アナログフ
ィルタによってアナログ信号に含まれる高周波信号を除
去し、この結果得られるアナログ信号を所望のサンプリ
ング周波数でサンプリング後、A/D（アナログ／デジタ
ル）変換器によってデジタル信号に変換するという方法
が用いられていた。
場合、被処理デジタル信号をD/A（デジタル／アナロ
グ）変換器によってアナログ信号に変換し、アナログフ
ィルタによってアナログ信号に含まれる高周波信号を除
去し、この結果得られるアナログ信号を所望のサンプリ
ング周波数でサンプリング後、A/D（アナログ／デジタ
ル）変換器によってデジタル信号に変換するという方法
が用いられていた。
「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来のサンプリング周波数の変換
方法は、D/A変換器、アナログフィルタ、A/D変換器等の
アナログ回路を使用するので、変換後のデジタル信号の
質が、これらのアナログ回路の性能的なバラツキによっ
て左右されるという問題があった。また、デジタルシス
テムの中でアナログ回路を使用するため、アナログ回路
にデジタル系の雑音を入り込ませぬように対策を施す必
要があり、このため、極めて高度の実装技術が要請され
る。
方法は、D/A変換器、アナログフィルタ、A/D変換器等の
アナログ回路を使用するので、変換後のデジタル信号の
質が、これらのアナログ回路の性能的なバラツキによっ
て左右されるという問題があった。また、デジタルシス
テムの中でアナログ回路を使用するため、アナログ回路
にデジタル系の雑音を入り込ませぬように対策を施す必
要があり、このため、極めて高度の実装技術が要請され
る。
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであ
り、アナログ回路を用いることなく、デジタル信号のサ
ンプリング周波数を変換する方法を提供することを目的
としている。
り、アナログ回路を用いることなく、デジタル信号のサ
ンプリング周波数を変換する方法を提供することを目的
としている。
「課題を解決するための手段」 この発明は、サンプリング周波数f1を有する被処理デ
ジタル信号をオーバサンプリングし、サンプリング周波
数k1f1(k1は整数）を有する第１のデジタル信号に変換
し、 前記第１のデジタル信号における各サンプルが同じサ
ンプル値を維持する期間を所定時間延長することによっ
て第２のデジタル信号を作成し、 前記第２のデジタル信号を、サンプル値がゼロでない
サンプルのサンプリングを確実に行えるように周波数k1
f1よりも十分に高く、かつ、所望のサンプリング周波数
f2のk2倍（k2は整数）のサンプリング周波数k2f2でサン
プリングして第３のデジタル信号を作成し、 前記第３のデジタル信号に対してデシメーション処理
を施して補間を行って第４のデジタル信号を作成し、 前記第４のデジタル信号を所望のサンプリング周波数
f2でサンプリングすることを特徴としている。
ジタル信号をオーバサンプリングし、サンプリング周波
数k1f1(k1は整数）を有する第１のデジタル信号に変換
し、 前記第１のデジタル信号における各サンプルが同じサ
ンプル値を維持する期間を所定時間延長することによっ
て第２のデジタル信号を作成し、 前記第２のデジタル信号を、サンプル値がゼロでない
サンプルのサンプリングを確実に行えるように周波数k1
f1よりも十分に高く、かつ、所望のサンプリング周波数
f2のk2倍（k2は整数）のサンプリング周波数k2f2でサン
プリングして第３のデジタル信号を作成し、 前記第３のデジタル信号に対してデシメーション処理
を施して補間を行って第４のデジタル信号を作成し、 前記第４のデジタル信号を所望のサンプリング周波数
f2でサンプリングすることを特徴としている。
「作用」 上記方法によれば、被処理デジタル信号をオーバサン
プリング後、各サンプル値の同値維持期間を延長した第
２のデジタル信号に対し、所望の周波数f2のk2倍のサン
プリング周波数k2f2によるサンプリングが行われる。こ
の場合、サンプリング周波数f2k2は、サンプル値がゼロ
でないサンプルのサンプリングを確実に行えるような周
波数k1f1よりも十分に高い周波数なので、各サンプル値
の同値維持期間が十分長いものとなる。このようにして
サンプリング周波数k2f2なる第３のデジタル信号に対
し、デシメーション処理が行われて第４のデジタル信号
が得られ、所望のサンプリング周波数のデジタル信号へ
変換される。
プリング後、各サンプル値の同値維持期間を延長した第
２のデジタル信号に対し、所望の周波数f2のk2倍のサン
プリング周波数k2f2によるサンプリングが行われる。こ
の場合、サンプリング周波数f2k2は、サンプル値がゼロ
でないサンプルのサンプリングを確実に行えるような周
波数k1f1よりも十分に高い周波数なので、各サンプル値
の同値維持期間が十分長いものとなる。このようにして
サンプリング周波数k2f2なる第３のデジタル信号に対
し、デシメーション処理が行われて第４のデジタル信号
が得られ、所望のサンプリング周波数のデジタル信号へ
変換される。
「実施例」 以下、図面を参照し、本発明の一実施例を説明する。
第１図はこの発明の一実施例によるデジタル信号のサ
ンプリング周波数の変換方法を示すフローチャートであ
る。また、第２図（ａ）〜（ｅ）は、同実施例の各処理
段階における処理対象たるデジタル信号を例示する波形
図である。以下では、被処理デジタル信号S1がサンプリ
ング周波数f1＝8kHzの８ビットのPCM（パルス符号変
調）信号であり、このデジタル信号S1をサンプリング周
波数f2＝9.6kHzのデジタル信号S2に変換する場合につい
て説明する。また、特許請求の範囲に記載したk1は６と
し、k2は512とした。なお、本実施例を実現する際に用
いるハードウェアは、以下に説明する各信号処理を行う
ランダムロジック回路、あるいはDSP（デジタル・シグ
ナル・プロセッサ）によって実現することが可能であ
る。
ンプリング周波数の変換方法を示すフローチャートであ
る。また、第２図（ａ）〜（ｅ）は、同実施例の各処理
段階における処理対象たるデジタル信号を例示する波形
図である。以下では、被処理デジタル信号S1がサンプリ
ング周波数f1＝8kHzの８ビットのPCM（パルス符号変
調）信号であり、このデジタル信号S1をサンプリング周
波数f2＝9.6kHzのデジタル信号S2に変換する場合につい
て説明する。また、特許請求の範囲に記載したk1は６と
し、k2は512とした。なお、本実施例を実現する際に用
いるハードウェアは、以下に説明する各信号処理を行う
ランダムロジック回路、あるいはDSP（デジタル・シグ
ナル・プロセッサ）によって実現することが可能であ
る。
まず、第２図（ａ）に示すデジタル信号S1を６倍オー
バサンプリングフィルタに入力し、その出力として第２
図（ｂ）に示すサンプリング周波数k1f1＝48kHzのデジ
タル信号S11を得る（ステップSP1）。
バサンプリングフィルタに入力し、その出力として第２
図（ｂ）に示すサンプリング周波数k1f1＝48kHzのデジ
タル信号S11を得る（ステップSP1）。
次に、48kHzよりも十分に高周波であり、かつ、9.6kH
zの512倍のサンプリング周波数k2f2＝4.9152MHzによっ
てデジタル信号S11をサンプリングするための前処理を
行う。すなわち、デジタル信号S11を、第２図（ｃ）に
示すインパルス応答を有するフィルタに入力する。この
結果、フィルタ出力として、デジタル信号S11の各サン
プルと同一のサンプル値であり、しかも、各サンプル値
が1/4915200秒に亙って持続するデジタル信号が得られ
る。然る後、このフィルタ出力によるデジタル信号をサ
ンプリング周波数k2f2＝4.9152MHzによってサンプリン
グし、第２図（ｄ）に示すデジタル信号S12を得る（ス
テップSP2）。
zの512倍のサンプリング周波数k2f2＝4.9152MHzによっ
てデジタル信号S11をサンプリングするための前処理を
行う。すなわち、デジタル信号S11を、第２図（ｃ）に
示すインパルス応答を有するフィルタに入力する。この
結果、フィルタ出力として、デジタル信号S11の各サン
プルと同一のサンプル値であり、しかも、各サンプル値
が1/4915200秒に亙って持続するデジタル信号が得られ
る。然る後、このフィルタ出力によるデジタル信号をサ
ンプリング周波数k2f2＝4.9152MHzによってサンプリン
グし、第２図（ｄ）に示すデジタル信号S12を得る（ス
テップSP2）。
上記ステップSP2において、第２図のインパルス応答
のフィルタを用いた理由を説明する。サンプリング周波
数k1f1＝48kHzのデジタル信号S11を、サンプリング周波
数k2f2＝4.9152MHzによって直接サンプリングしようと
すると、デジタル信号S11における各サンプルの出力時
刻と、そのサンプルのサンプリングを行う時刻との間に
最大1/k2f2＝1/4915200秒のずれを生じ、デジタル信号S
12におけるサンプル値が０でないサンプル｛第２図
（ｄ）における垂直方向の各実線）のサンプリングが正
常になされない。従って、この時間的なずれを補償する
ために、上述のようにしてデジタル信号S11の各サンプ
ルの同値維持時間を1/k2f2＝1/4915200秒にした。
のフィルタを用いた理由を説明する。サンプリング周波
数k1f1＝48kHzのデジタル信号S11を、サンプリング周波
数k2f2＝4.9152MHzによって直接サンプリングしようと
すると、デジタル信号S11における各サンプルの出力時
刻と、そのサンプルのサンプリングを行う時刻との間に
最大1/k2f2＝1/4915200秒のずれを生じ、デジタル信号S
12におけるサンプル値が０でないサンプル｛第２図
（ｄ）における垂直方向の各実線）のサンプリングが正
常になされない。従って、この時間的なずれを補償する
ために、上述のようにしてデジタル信号S11の各サンプ
ルの同値維持時間を1/k2f2＝1/4915200秒にした。
次にデジタル信号S12をデシメーションフィルタを通
過させることによって補間を行い、周波数f2/2以上の高
周波成分をデジタル信号S12から除去し、サンプリング
周波数k2f2＝4.9152MHzのデジタル信号S22を得る（ステ
ップSP3）。
過させることによって補間を行い、周波数f2/2以上の高
周波成分をデジタル信号S12から除去し、サンプリング
周波数k2f2＝4.9152MHzのデジタル信号S22を得る（ステ
ップSP3）。
そして、デジタル信号S22に対し、512サンプル毎に１
サンプルのサンプリングを行い、所望のサンプリング周
波数f2＝9.6kHzのデジタル信号を得る。
サンプルのサンプリングを行い、所望のサンプリング周
波数f2＝9.6kHzのデジタル信号を得る。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、サンプリン
グ周波数f1を有する被処理デジタル信号をオーバサンプ
リングし、サンプリング周波数k1f1(k1は整数）を有す
る第１のデジタル信号に変換し、前記第１のデジタル信
号における各サンプルが同じサンプル値を維持する期間
を所定時間延長することによって第２のデジタル信号を
作成し、前記第２のデジタル信号を、サンプル値がゼロ
でないサンプルのサンプリングを確実に行えるように周
波数k1f1よりも十分に高く、かつ、所望のサンプリング
周波数f2のk2倍（k2は整数）のサンプリング周波数k2f2
でサンプリングして第３のデジタル信号を作成し、前記
第３のデジタル信号に対してデシメーション処理を施し
て補間を行って第４のデジタル信号を作成し、前記第４
のデジタル信号を所望のサンプリング周波数f2でサンプ
リングするので、アナログ回路を用いることなく、デジ
タル信号のサンプリング周波数の変更を行うことができ
るという効果がある。
グ周波数f1を有する被処理デジタル信号をオーバサンプ
リングし、サンプリング周波数k1f1(k1は整数）を有す
る第１のデジタル信号に変換し、前記第１のデジタル信
号における各サンプルが同じサンプル値を維持する期間
を所定時間延長することによって第２のデジタル信号を
作成し、前記第２のデジタル信号を、サンプル値がゼロ
でないサンプルのサンプリングを確実に行えるように周
波数k1f1よりも十分に高く、かつ、所望のサンプリング
周波数f2のk2倍（k2は整数）のサンプリング周波数k2f2
でサンプリングして第３のデジタル信号を作成し、前記
第３のデジタル信号に対してデシメーション処理を施し
て補間を行って第４のデジタル信号を作成し、前記第４
のデジタル信号を所望のサンプリング周波数f2でサンプ
リングするので、アナログ回路を用いることなく、デジ
タル信号のサンプリング周波数の変更を行うことができ
るという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるデジタル信号のサン
プリング周波数の変換方法を説明するフローチャート、
第２図は同実施例の各処理段階において取り扱われるデ
ジタル信号を示す波形図である。 ステップSP1……オーバサンプリング処理(k1f1)、ステ
ップSP2……第１サンプリング処理(k2f2)、ステップSP3
……デシメーション処理、ステップSP4……第２サンプ
リング処理(f2)。
プリング周波数の変換方法を説明するフローチャート、
第２図は同実施例の各処理段階において取り扱われるデ
ジタル信号を示す波形図である。 ステップSP1……オーバサンプリング処理(k1f1)、ステ
ップSP2……第１サンプリング処理(k2f2)、ステップSP3
……デシメーション処理、ステップSP4……第２サンプ
リング処理(f2)。
Claims (1)
- 【請求項１】サンプリング周波数f1を有する被処理デジ
タル信号をオーバサンプリングし、サンプリング周波数
k1f1(k1は整数）を有する第１のデジタル信号に変換
し、 前記第１のデジタル信号における各サンプルが同じサン
プル値を維持する期間を所定時間延長することによって
第２のデジタル信号を生成し、 前記第２のデジタル信号をサンプル値がゼロでないサン
プルのサンプリングを確実に行えるように周波数k1f1よ
りも十分に高く、かつ、所望のサンプリング周波数f2の
k2倍（k2は整数）のサンプリング周波数f2k2でサンプリ
ングして第３のデジタル信号を生成し、 前記第３のデジタル信号に対してデシメーション処理を
施して補間を行って第４のデジタル信号を生成し、 前記第４のデジタル信号を所望のサンプリング周波数f2
でサンプリングすることを特徴とするデジタル信号のサ
ンプリング周波数の変換方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2099893A JP3044739B2 (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | デジタル信号のサンプリング周波数の変換方法 |
| US07/684,847 US5126737A (en) | 1990-04-16 | 1991-04-15 | Method for converting a digital signal into another digital signal having a different sampling frequency |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2099893A JP3044739B2 (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | デジタル信号のサンプリング周波数の変換方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03297212A JPH03297212A (ja) | 1991-12-27 |
| JP3044739B2 true JP3044739B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=14259457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2099893A Expired - Fee Related JP3044739B2 (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | デジタル信号のサンプリング周波数の変換方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5126737A (ja) |
| JP (1) | JP3044739B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3255179B2 (ja) * | 1992-02-14 | 2002-02-12 | ソニー株式会社 | データ検出装置 |
| GB2267192B (en) * | 1992-05-21 | 1995-09-27 | Sony Broadcast & Communication | Sampling frequency conversion |
| JP2823751B2 (ja) * | 1992-09-16 | 1998-11-11 | 株式会社ケンウッド | サンプリング周波数変換装置 |
| US5513209A (en) * | 1993-02-26 | 1996-04-30 | Holm; Gunnar | Resampling synchronizer of digitally sampled signals |
| US5598353A (en) * | 1994-08-15 | 1997-01-28 | Apple Computer, Inc. | Method and apparatus for combining a multiple-bit digital audio signal with a single-bit digital audio signal |
| US5543792A (en) * | 1994-10-04 | 1996-08-06 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus to enhance the efficiency of storing digitized analog signals |
| US5610942A (en) * | 1995-03-07 | 1997-03-11 | Chen; Keping | Digital signal transcoder and method of transcoding a digital signal |
| US5657261A (en) * | 1995-04-17 | 1997-08-12 | Wilson; Dennis L. | Interpolation of digital signals using signal sample replication |
| US5719571A (en) * | 1995-09-22 | 1998-02-17 | Sony Corporation | Sampling rate converting method and apparatus |
| KR100300032B1 (ko) * | 1998-01-26 | 2001-09-22 | 김영환 | 오디오코덱용보간디지털필터 |
| JP3942790B2 (ja) * | 2000-02-24 | 2007-07-11 | アンリツ株式会社 | 信号分析装置 |
| US7764758B2 (en) * | 2003-01-30 | 2010-07-27 | Lsi Corporation | Apparatus and/or method for variable data rate conversion |
| US6870492B1 (en) * | 2004-04-08 | 2005-03-22 | Broadcom Corporation | Method of near-unity fractional sampling rate alteration for high fidelity digital audio |
| CN1304939C (zh) * | 2004-06-09 | 2007-03-14 | 十速科技股份有限公司 | 全数字式语音输出装置 |
| US7680220B2 (en) * | 2005-04-06 | 2010-03-16 | Dan Holden Wolaver | Numerical phase detector with interpolated values |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4109110A (en) * | 1975-02-20 | 1978-08-22 | International Standard Electric Corporation | Digital-to-analog converter |
| US4281318A (en) * | 1980-05-30 | 1981-07-28 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Digital-to-digital code converter |
| US4460890A (en) * | 1982-01-21 | 1984-07-17 | Sony Corporation | Direct digital to digital sampling rate conversion, method and apparatus |
| JP2592810B2 (ja) * | 1986-09-30 | 1997-03-19 | 株式会社東芝 | サンプルレート変換回路 |
| JPH0793548B2 (ja) * | 1987-08-31 | 1995-10-09 | 三洋電機株式会社 | 標本化周波数変換回路 |
-
1990
- 1990-04-16 JP JP2099893A patent/JP3044739B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-04-15 US US07/684,847 patent/US5126737A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03297212A (ja) | 1991-12-27 |
| US5126737A (en) | 1992-06-30 |
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