JP3131995B2 - Signal processing method using first-order IIR digital filter - Google Patents

Signal processing method using first-order IIR digital filter

Info

Publication number
JP3131995B2
JP3131995B2 JP02304802A JP30480290A JP3131995B2 JP 3131995 B2 JP3131995 B2 JP 3131995B2 JP 02304802 A JP02304802 A JP 02304802A JP 30480290 A JP30480290 A JP 30480290A JP 3131995 B2 JP3131995 B2 JP 3131995B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
digital filter
signal
signal processing
analog signal
tap coefficient
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
Application number
JP02304802A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04176207A (en
Inventor
岳夫 野崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP02304802A priority Critical patent/JP3131995B2/en
Publication of JPH04176207A publication Critical patent/JPH04176207A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3131995B2 publication Critical patent/JP3131995B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一次IIRディジタルフィルタを用いた信号処
理方式に関し、特にアナログ信号をディジタル化し、マ
イクロコンピュータ上のディジタルフィルタで信号処理
して再びアナログ信号を再生する一次IIRディジタルフ
ィルタを用いた信号処理方式に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal processing system using a primary IIR digital filter, and in particular, digitizes an analog signal, processes the signal with a digital filter on a microcomputer, and returns the analog signal. The present invention relates to a signal processing method using a first-order IIR digital filter for reproducing a signal.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

制御対象からのアナログ信号をディジタル信号に変換
してディジタル処理し、再びアナログ信号に変換するデ
ィジタル信号処理方式の基本形は、第8図に示すよう
に、対象物1からのアナログ信号Ud(t)をサンプリン
グしてA/D変換するサンプラー2と、ディジタル変換信
号aをD/A変換してアナログ信号u(t)を再生するホ
ールド回路4とから構成される。第8図の構成で信号処
理を行う場合、対象物1から出力されるアナログ信号Ud
(t)を周波数領域において精度良く近似するために
は、サンプラー2のサンプリング間隔を小さく取る必要
がある。
As shown in FIG. 8, the basic form of a digital signal processing system for converting an analog signal from a control target into a digital signal, performing digital processing, and converting the analog signal again is an analog signal U d (t ) Is sampled and A / D-converted, and a hold circuit 4 for D / A-converting the digitally converted signal a and reproducing the analog signal u (t). When performing signal processing with the configuration of FIG. 8, the analog signal U d output from the object 1
In order to accurately approximate (t) in the frequency domain, it is necessary to make the sampling interval of the sampler 2 small.

サンプリング間隔の制約のため、第8図の構成では対
象物1からのアナログ信号の周波数特性を精度良く近似
できない場合には、第9図に示すようにサンプラー2と
ホールド回路4の間にディジタルフィルタ3を設計して
挿入する必要がある。ディジタルフィルタ3は、ディジ
タル変換信号aに対してディジタル加算器,乗算器,シ
フトレジスタ等の基本演算要素を用いてフィルタリング
を実行する回路である。フィルタリングされたディジタ
ル出力信号bは、ホールド回路4でD/A変換されアナロ
グ信号u(t)に戻されて信号処理を終了する。
If the frequency characteristics of the analog signal from the object 1 cannot be accurately approximated by the configuration of FIG. 8 due to the limitation of the sampling interval, a digital filter is provided between the sampler 2 and the hold circuit 4 as shown in FIG. 3 must be designed and inserted. The digital filter 3 is a circuit that performs filtering on the digital conversion signal a using a basic operation element such as a digital adder, a multiplier, and a shift register. The filtered digital output signal b is D / A-converted by the hold circuit 4 and returned to the analog signal u (t), thus completing the signal processing.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上述したディジタル信号処理方式では、対象物からの
アナログ信号を周波数領域で精度良く再生するため、第
8図の構成でサンプリング間隔を小さくすると演算時間
が増大する上に、サンプラーとホールド回路を高精度な
物、すなわちホールド回路を高次にする必要があり、ハ
ードウェアのコストが高くなる欠点がある。更に、ホー
ルド回路を高次にするとホールド回路の伝達関数が複雑
なために、対象物の伝達関数やその出力信号の種類によ
っては回路の安定性が保証されないという欠点がある。
In the digital signal processing method described above, in order to accurately reproduce an analog signal from an object in the frequency domain, if the sampling interval is reduced in the configuration of FIG. 8, the calculation time increases, and the sampler and the hold circuit require high precision. However, it is necessary to use a high-order hold circuit, which is disadvantageous in that the hardware cost increases. Furthermore, when the hold circuit is of a higher order, the transfer function of the hold circuit is complicated, and there is a drawback that the stability of the circuit cannot be guaranteed depending on the transfer function of the object or the type of output signal thereof.

一方、第9図に示すようなディジタルフィルタを使用
する場合には、サンプラーとホールド回路との合成の伝
達関数をキャンセルしてアナログ信号を完全に再生可能
なディジタルフィルタを設計すればよいことになる。し
かし、そのような理想的なディジタルフィルタを実現す
るのは不可能であり、現実にはサンプラーの出力を直接
ディジタルフィルタに入力して、対象物から出力される
アナログ信号と近似な特性がホールド回路の出力で得ら
れるまで、ディジタルフィルタの伝達関数の構成やタッ
プ係数を変更しながら試行錯誤で設計を繰り返すことと
なり、多大な工数が発生するという欠点がある。更に、
フィルタの次数や構成によっては、フィルタのタップ係
数がサンプリング間隔に依存するので、回路の安定性が
保証されないという欠点がある。
On the other hand, when a digital filter as shown in FIG. 9 is used, it is sufficient to design a digital filter that can completely reproduce an analog signal by canceling the transfer function of the synthesis of the sampler and the hold circuit. . However, it is impossible to realize such an ideal digital filter. In reality, the output of the sampler is directly input to the digital filter, and the characteristics similar to the analog signal output from the target object are held. Until the output is obtained, the design is repeated by trial and error while changing the configuration of the transfer function of the digital filter and the tap coefficient, resulting in a disadvantage that a great deal of man-hours are required. Furthermore,
Since the tap coefficient of the filter depends on the sampling interval depending on the order and configuration of the filter, there is a disadvantage that the stability of the circuit is not guaranteed.

本発明の目的は、わずかな工数で容易に精度良い近似
が得られる一次IIRディジタルフィルタを用いた信号処
理方式を提供することである。
An object of the present invention is to provide a signal processing method using a first-order IIR digital filter, which can easily obtain an accurate approximation with a small number of steps.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明の一次IIRディジタルフィルタを用いた信号処
理方式は、アナログ信号をサンプリングしディジタル信
号に変換して出力するサンプラーと、1個の遅延素子と
その前後に配置された第1及び第2の加算器とを有しデ
ィジタル入力信号に演算処理を施す一次IIRディジタル
フィルタと、その出力をアナログ信号に変換する零次の
ホールド回路とを含む一次IIRディジタルフィルタを用
いた信号処理方式において、前記一次IIRディジタルフ
ィルタの入力と前記第1の加算器との間のタップ係数c0
及び入力と前記第2の加算器との間のタップ係数c1
を、前記遅延素子の出力と前記第1の加算器との間のタ
ップ係数αに対して c0=(α+3)/2,c1=(α−1)/2 に設定し、タップ係数αを|α1|<1としたことを特
徴としている。
A signal processing method using a first-order IIR digital filter according to the present invention comprises a sampler that samples an analog signal, converts the sampled signal into a digital signal, and outputs the sampled signal; a delay element; and first and second adders disposed before and after the delay element. A signal processing system using a primary IIR digital filter including a first-order IIR digital filter for performing arithmetic processing on a digital input signal and a zero-order hold circuit for converting an output thereof to an analog signal. Tap coefficient c 0 between the input of the digital filter and the first adder
And the tap coefficient c 1 between the input and the second adder is given by c 0 = (α 1 +3) with respect to the tap coefficient α 1 between the output of the delay element and the first adder. ) / 2, c 1 = (α 1 −1) / 2, and the tap coefficient α 1 is set to | α 1 | <1.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of the present invention.

第1図の一次IIRディジタルフィルタを用いた信号処
理方式は、対象物1が出力するアナログ信号Ud(t)を
サンプリング間隔TでA/D変換するサンプラー2と、デ
ィジタル変換信号aを平滑化する一次IIRディジタルフ
ィルタ3aと、そのディジタル出力信号bをD/A変換しア
ナログ信号u(t)を出力する零次のホールド回路4と
から構成されている。一次IIRディジタルフィルタ3a
は、第1図に示すような1個の遅延素子と2個の加算器
と3個のタップ係数とを有する一次の巡回型ディジタル
フィルタ(InfInite Recursiv digital filter)であ
り、各タップ係数は図にも示すように下記(1)式の関
係が成立するように選定されている。
A signal processing method using a primary IIR digital filter shown in FIG. 1 is a sampler 2 for A / D converting an analog signal U d (t) output from an object 1 at a sampling interval T, and a digital conversion signal a. And a zero-order hold circuit 4 for D / A converting the digital output signal b and outputting an analog signal u (t). Primary IIR digital filter 3a
Is a first-order recursive digital filter (InfInite Recursiv digital filter) having one delay element, two adders, and three tap coefficients as shown in FIG. As shown also, it is selected so that the relationship of the following equation (1) is established.

以下、一次IIRディジタルフィルタ3aの各タップ係数
を(1)式のように選定した理由について説明する。
Hereinafter, the reason why each tap coefficient of the first-order IIR digital filter 3a is selected as in equation (1) will be described.

ディジタルフィルタが良好な特性を持つためには、サ
ンプラー2の出力を直接ディジタルフィルタに接続した
場合、対象物1の出力のアナログ信号Ud(t)とホール
ド回路4の出力のアナログ信号u(t)とが(2)式の
関係を満たせばよい。
In order for the digital filter to have good characteristics, when the output of the sampler 2 is directly connected to the digital filter, the analog signal U d (t) of the output of the object 1 and the analog signal u (t) of the output of the hold circuit 4 ) Should satisfy the relationship of the expression (2).

u(t)=Ud(t) ……(2) ここで、一次IIRディジタルフィルタ3aのタップ係数
を求めるために、まず、第3図に示す非巡回型ディジタ
ルフィルタ(FInite Recursive digital filter:以下FI
Rディジタルフィルタと称す)3cの極限特性を解析的に
求める方法を詳細に説明する。
u (t) = U d (t) (2) Here, in order to obtain the tap coefficients of the primary IIR digital filter 3a, first, a non-recursive digital filter (FInite Recursive digital filter: hereinafter) shown in FIG. FI
A method for analytically obtaining the limit characteristic of 3c (referred to as an R digital filter) will be described in detail.

アナログ信号Ud(t)に対して第3図に示される信号
処理を施した後のホールド回路4から再生されるアナロ
グ信号u0(t)は、遅延素子数β,サンプリング間隔T
とし、kT≦t<(k+1)Tにおいて、 と表せる。
After the analog signal U d (t) has been subjected to the signal processing shown in FIG. 3, the analog signal u 0 (t) reproduced from the hold circuit 4 has the number of delay elements β and the sampling interval T
And at kT ≦ t <(k + 1) T, Can be expressed as

又、FIRディジタルフィルタ3cのパルス伝達関をDβ
(Z)とすると、 となる。ただし、 である。
Further, the pulse transmission function of the FIR digital filter 3c is D β
(Z) Becomes However, It is.

文献「システムと制御」Vol.29,No.4,pp259〜267(19
58)の『連続時間計のデジタル制御則』を参考にして、
第3図のFIRディジタルフィルタ3cのタップ係数α
を、第4図に示す常微分方程式の数値積分法の一つで
あるAdams−Bashforth法の係数に対応させると、FIRデ
ィジタルフィルタ3cの遅延素子数は、Adams−Bashforth
法の段数βに一致する。
Document "System and Control" Vol.29, No.4, pp259-267 (19
58) "Digital control rules for continuous time meter"
Tap coefficient α of FIR digital filter 3c in FIG.
If r is made to correspond to the coefficient of the Adams-Bashforth method, which is one of the numerical integration methods of the ODE shown in FIG. 4, the number of delay elements of the FIR digital filter 3c becomes Adams-Bashforth
It corresponds to the number of steps β in the modulus.

一方、数値計算法におけるAdams−Bashforth法の段数
βと計算精度との間には第5図に示される関係がある。
そこで、βが大きいほど精度が良くなることに着目すれ
ば、β→∞のFIRディジタルフィルタは限りなくアナロ
グ信号に近似していることが期待できる。
On the other hand, there is a relationship shown in FIG. 5 between the number of stages β of the Adams-Bashforth method in the numerical calculation method and the calculation accuracy.
Therefore, if attention is paid to the fact that the greater the β, the better the accuracy, the FIR digital filter of β → ∞ can be expected to be as close as possible to an analog signal.

遅延素子数βのFIRディジタルフィルタのパルス伝達
関数は、Z=ejωT(jは複素数)と置き、Dβ(e
jωT)を(1−ejωT)で整理すると、 β=2の場合、 β=3の場合、 となり、(1−ejωT)のべき乗でくくると、Adams
−Bashforth法を後退差分形式で表現したときの係数が
現れる。
The pulse transfer function of the FIR digital filter having the number of delay elements β is Z = e jωT (j is a complex number), and D β (e
j ωT ) by (1−e jωT ), when β = 2, If β = 3, When it comes to the power of (1- ejωT ), Adams
-The coefficients appear when the Bashforth method is expressed in the backward difference format.

以上の例からの類推によって、β→∞のFIRディジタ
ルフィルタのパルス伝達関数は と表すことができる。ただし、 である。ここで、Adams−Bashforth法の数値計算アルゴ
リズムの導出法に戻って(5)式と比較すると、D(e
jωT)はMaclaurin展開の係数εを与える母関数と
定義されるので、t=(1−ejωT)と置き換えて一
般化した二項定理を用いると(5)式は の簡単な定積分となる。ここで、 (1−t)-r=exp[−rloge(1−t)]と置けば、
(7)式は となる。置き換えたtを戻して整理すると、β→∞の場
合のFIRディジタルフィルタの周波数応答は と解析的に求めることができる。更に、変形すると、 これは、振幅sin(ωT/2)/ωT/2,位相(ωT/2)の直
線位相フイルタとなっている。
By analogy with the above example, the pulse transfer function of the FIR digital filter of β → ∞ is It can be expressed as. However, It is. Here, returning to the derivation method of the numerical calculation algorithm of the Adams-Bashforth method and comparing with the expression (5), D (e
jωT ) is defined as a generating function that gives the coefficient ε m of the Maclaurin expansion, and using the generalized binomial theorem instead of t = (1-e jωT ), equation (5) becomes Is a simple definite integral of. Here, if (1-t) -r = exp [-rlog e (1-t)],
Equation (7) is Becomes When the replaced t is returned and arranged, the frequency response of the FIR digital filter in the case of β → ∞ is Can be obtained analytically. Furthermore, when deformed, This is a linear phase filter having amplitude sin (ωT / 2) / ωT / 2 and phase (ωT / 2).

一方、D/A変換器であるホールド回路を零次とし、そ
の伝達関数をH(jω)とすれば、 である。第3図に示されるようにFIRディジタルフィル
タ3cとホールド回路4は常にカスケード接続されている
ので、式(11)のe(−jωT/2)と式(10)のe
(jωT/2)とは常にキャンセルされる。従って、信号
処理による位相のずれはサンプラー2の位相だけにな
る。
On the other hand, if the hold circuit, which is a D / A converter, is of zero order and its transfer function is H (jω), It is. As shown in FIG. 3, since the FIR digital filter 3c and the hold circuit 4 are always cascaded, e (−jωT / 2) in the equation (11) and e in the equation (10) are used.
(JωT / 2) is always canceled. Therefore, the phase shift due to the signal processing is only the phase of the sampler 2.

第6図,第7図は対象物からのアナログ信号をU
d(t)=e-t、サンプリング時間を0.5secとしたとき、
第3図に示されるディジタル処理を行ったときの周波数
特性を示すボード線図である。図の横軸は周波数、縦軸
は第6図はゲイン(dB)、第7図は位相(deg)であ
る。β=1の曲線は第8図に示す基本形でディジタル信
号処理を行ったときに再生されるアナログ信号u0(t)
の周波数特性、β=2,β=3の曲線は第3図に示される
FIRディジタルフィルタを用いたときのアナログ信号u0
(t)の周波数特性、β→∞は第3図に示されるFIRデ
ィジタルフィルタの極限特性に対するアナログ信号u
0(t)の周波数特性である。
FIGS. 6 and 7 show an analog signal from a target object as U.
d (t) = e- t , and when the sampling time is 0.5 sec,
FIG. 4 is a Bode diagram showing frequency characteristics when the digital processing shown in FIG. 3 is performed. The horizontal axis in the figure is frequency, the vertical axis is gain (dB) in FIG. 6, and the phase (deg) in FIG. The curve for β = 1 is an analog signal u 0 (t) reproduced when digital signal processing is performed in the basic form shown in FIG.
FIG. 3 shows the frequency characteristic of the curve of β = 2 and β = 3.
Analog signal u 0 when using FIR digital filter
The frequency characteristic of (t), β → ∞, is an analog signal u corresponding to the limit characteristic of the FIR digital filter shown in FIG.
This is the frequency characteristic of 0 (t).

第6図のゲイン線図において、β=1の曲線は元のア
ナログ信号を比較的よく近似し、周波数帯域を広く取れ
るようにみえるが、位相特性はかなり劣化している。一
方、FIRディジタルフィルタを挿入した場合、ゲイン特
性は高周波数帯域において第8図のβ=1のディジタル
信号処理方式に比べてやや劣化する。しかし、サンプリ
ング周波数をω(=1/T)としたとき、周波数帯域0
<ω<ω以外で実用上使用されることはないので、そ
の範囲ではβの大きいFIRディジタルフィルタを挿入す
ることで特性が改善されることが分かる。
In the gain diagram of FIG. 6, the curve of β = 1 approximates the original analog signal relatively well, and it seems that the frequency band can be widened, but the phase characteristic is considerably deteriorated. On the other hand, when an FIR digital filter is inserted, the gain characteristic is slightly deteriorated in the high frequency band as compared with the digital signal processing method of β = 1 in FIG. However, when the sampling frequency is ω s (= 1 / T), the frequency band 0
<Omega <because not be practically used outside omega s, in the range seen to be improved characteristics by inserting a large FIR digital filter beta.

以上の観点から、良好な周波数特性を実現する式
(9)で表されるβ→∞のFIRディジタルフィルタの極
限特性を、一次IIRディジタルフィルタで構成すること
を考える。一次IIRディジタルフィルタのパルス伝達関
数は で与えられる。ただし、Z=ejωTである。そこで式
(9)と式(12)を等しいとすると とおける。式(13)を変形し、D(ejωT)を周波数
ωとサンプリング間隔Tとの積ωTでティラー級数展開
すると c0+c1Z-1 =(c0+c1)−c1(jωT)+1/2c1(jωT) +Rb[(jωT)] ……(15) ただし、jは複素数であるからj2=−1の関係がある。
又、Ra[(jωT)],Rb[(jωT)]はjωT
の3乗以降の項である。
In view of the above, it is considered that the limit characteristic of the β → ∞ FIR digital filter expressed by the equation (9) that realizes a good frequency characteristic is constituted by a first-order IIR digital filter. The pulse transfer function of a first-order IIR digital filter is Given by Here, Z = ejωT . Therefore, if equation (9) and equation (12) are equal, I can go. By transforming equation (13), D (e jωT ) is expanded into a Tiller series by the product ωT of the frequency ω and the sampling interval T. c 0 + c 1 Z −1 = (c 0 + c 1 ) −c 1 (jωT) + 1 / 2c 1 (jωT) 2 + R b [(jωT) 3 ] (15) However, since j is a complex number, j There is a relation of 2 = -1.
R a [(jωT) 3 ] and R b [(jωT) 3 ] are jωT
This is the term after the third power of.

αを自由パラメタとし、jωTの一次の項までの係
数を比較すると、 c0+c1=(α+1) ……(16) −c1=(−α+1)/2 ……(17) となる。式(16)(17)の連立方程式を解くと c0=(α+3)/2 ……(18) c1=(α−1)/2 ……(19) なる関係式が得られる。フィルタが安定であるためには
式(12)の極が単位円の中に存在することが必要十分条
件であるから、 |α1|<1 ……(20) である。
Comparing the coefficients up to the first order term of jωT using α 1 as a free parameter, c 0 + c 1 = (α 1 +1) (16) −c 1 = (− α 1 +1) / 2 (17) ). Solving the simultaneous equations of equations (16) and (17) yields the following relational expression: c 0 = (α 1 +3) / 2 (18) c 1 = (α 1 -1) / 2 (19) . In order for the filter to be stable, it is necessary and sufficient that the pole of the equation (12) be present in the unit circle, and thus | α 1 | <1 (20)

なお、式(20)の範囲を満足する特殊な例としてα
=0と置くと、式(13)から第2図に示す二次(β=
2)のAdams−Bashforth法のタップ係数を持つFIRディ
ジタルフィルタ3bを容易に実現することが分かる。
As a special example satisfying the range of Expression (20), α 1
= 0, the second order (β =
It can be seen that the FIR digital filter 3b having the tap coefficient of the Adams-Bashforth method of 2) is easily realized.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上詳細に説明したように、本発明による一次IIRデ
ィジタルフィルタを用いた信号処理方式は、サンプラー
とホールド回路との間に比較的構成の簡単な一次IIRデ
ィジタルルタを使用し、タップ係数に所定の関係を設定
することにより、Adams−Bashforth法の数値計算アルゴ
リズムによりタップ係数が定まるFIRディジタルフィル
タの遅延素子数を増加させた極限(β→∞)の周波数特
性を近似することができる。この一次IIRディジタルフ
ィルタは一つのパラメータ(α)ですべてのタップ係
数を決定することができ、ディジタルフィルタの次数,
回路構成,タップ係数の組み合わせの試行錯誤で決定す
る必要がなく、対象物からの信号形態に対応して容易に
安定な動作を保証できるフィルタを設計可能なため、設
計工数を大幅に削減できる効果がある。又、タップ係数
を決めるパラメータαを0とすると、二次のAdams−B
ashforth法のタップ係数を持つFIRディジタルフィルタ
を容易に構成できる。更に、一つのパラメータを動かす
ことによりフィルタ特性の変更が容易にできるという効
果がある。
As described in detail above, the signal processing system using the primary IIR digital filter according to the present invention uses a primary IIR digital filter having a relatively simple configuration between the sampler and the hold circuit, and uses a predetermined tap coefficient as a predetermined value. By setting the relationship, it is possible to approximate the limit (β → ∞) frequency characteristic in which the number of delay elements of the FIR digital filter whose tap coefficient is determined by the numerical calculation algorithm of the Adams-Bashforth method is increased. This first-order IIR digital filter can determine all tap coefficients with one parameter (α 1 ), and the order of the digital filter,
It is not necessary to determine the circuit configuration and the combination of tap coefficients by trial and error, and it is possible to design a filter that can easily guarantee stable operation according to the signal form from the object, so that the number of design steps can be significantly reduced. There is. Further, when the parameter alpha 1 for determining the tap coefficient is 0, secondary Adams-B
An FIR digital filter having tap coefficients of the ashforth method can be easily configured. Further, there is an effect that the filter characteristic can be easily changed by moving one parameter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
2図は第1図においてタップ係数αを0とした場合の
ブロック図、第3図はFIRディジタルフィルタを用いた
信号処理方式のブロック図、第4図はFIRディジタルフ
ィルタのタップ係数とAdams−Bashforth法の係数との関
係の説明図、第5図はFIRディジタルフィルタの遅延素
子数と計算精度の関係の説明図、第6図はFIRディジタ
ルフィルタを用いた場合のゲイン対周波数関係を示す特
性図、第7図は位相対周波数関係の示す特性図、第8図
は従来のディジタル信号処理方式の基本的な構成を示す
ブロック図、第9図は第8図のディジタルフィルタを用
いた一般的なディジタル信号処理方式のブロック図であ
る。 1……対象物、2……サンプラー、3……ディジタルフ
ィルタ、3a……一次IIRディジタルフィルタ、3b……二
次FIRディジタルフィルタ、3c……FIRディジタルフィル
タ、4……ホールド回路。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram in a case where a tap coefficient α1 is set to 0 in FIG. 1 , and FIG. 3 is a signal processing using an FIR digital filter. FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the tap coefficients of the FIR digital filter and the coefficients of the Adams-Bashforth method. FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the number of delay elements of the FIR digital filter and the calculation accuracy. FIG. 6 is a characteristic diagram showing a gain-frequency relationship when an FIR digital filter is used, FIG. 7 is a characteristic diagram showing a phase-frequency relationship, and FIG. 8 shows a basic configuration of a conventional digital signal processing system. FIG. 9 is a block diagram of a general digital signal processing system using the digital filter of FIG. 1. Target object 2. Sampler 3. Digital filter 3a Primary IIR digital filter 3b Secondary FIR digital filter 3c FIR digital filter 4. Hold circuit.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 17/04 633 H03H 17/04 655 H03H 17/02 655 JICSTファイル(JOIS) 実用ファイル(PATOLIS) 特許ファイル(PATOLIS)Continuation of the front page (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H03H 17/04 633 H03H 17/04 655 H03H 17/02 655 JICST file (JOIS) Practical file (PATOLIS) Patent file (PATOLIS)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】アナログ信号をサンプリングしディジタル
信号に変換して出力するサンプラーと、1個の遅延素子
とその前後に配置された第1及び第2の加算器とを有し
ディジタル入力信号に演算処理を施す一次IIRディジタ
ルフィルタと、その出力をアナログ信号に変換する零次
のホールド回路とを含む一次IIRディジタルフィルタを
用いた信号処理方式において、前記一次IIRディジタル
フィルタの入力と前記第1の加算器との間のタップ係数
c0及び入力と前記第2の加算器との間のタップ係数c1
を、前記遅延素子の出力と前記第1の加算器との間のタ
ップ係数αに対して c0=(α+3)/2,c1=(α−1)/2 に設定し、タップ係数αを|α1|<1としたことを特
徴とする一次IIRディジタルフィルタを用いた信号処理
方式。
1. A sampler which samples an analog signal, converts the sampled signal into a digital signal, and outputs the digital signal. The sampler has one delay element and first and second adders arranged before and after the delay element, and calculates a digital input signal. In a signal processing method using a primary IIR digital filter including a primary IIR digital filter for performing processing and a zero-order hold circuit for converting an output thereof to an analog signal, an input of the primary IIR digital filter and the first addition are performed. Tap coefficient between the container
Let c 0 and the tap coefficient c 1 between the input and the second adder be c 0 = (α) with respect to the tap coefficient α 1 between the output of the delay element and the first adder. 1 +3) / 2, c 1 = (α 1 −1) / 2, and a tap coefficient α 1 is set to | α 1 | <1, a signal processing method using a primary IIR digital filter.
JP02304802A 1990-11-09 1990-11-09 Signal processing method using first-order IIR digital filter Expired - Fee Related JP3131995B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02304802A JP3131995B2 (en) 1990-11-09 1990-11-09 Signal processing method using first-order IIR digital filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02304802A JP3131995B2 (en) 1990-11-09 1990-11-09 Signal processing method using first-order IIR digital filter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04176207A JPH04176207A (en) 1992-06-23
JP3131995B2 true JP3131995B2 (en) 2001-02-05

Family

ID=17937420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02304802A Expired - Fee Related JP3131995B2 (en) 1990-11-09 1990-11-09 Signal processing method using first-order IIR digital filter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3131995B2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
第33回自動制御連合講演会前刷33(平成2年11月14日〜16日)p.93−94

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04176207A (en) 1992-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5818370A (en) Integrated CODEC with a self-calibrating ADC and DAC
EP0586021B1 (en) Digital noise shaper circuit
US5732002A (en) Multi-rate IIR decimation and interpolation filters
KR100302156B1 (en) Decimation filter
US6473475B1 (en) Sample rate converter using polynomial interpolation
US8775492B2 (en) Digital filter and method of determining its coefficients
US6735608B1 (en) Data interpolation method
JP3131995B2 (en) Signal processing method using first-order IIR digital filter
US6763407B1 (en) Digital-to-analog converter with plural voltage holding sections, plural step function generators, voltage summing section and integrator
KR100360631B1 (en) Decimation circuits and methods for providing substantially uniform magnitude responses and substantially linear phase responses and for filtering quantized signals
Vainio et al. A class of predictive analog filters for sensor signal processing and control instrumentation
US7415493B2 (en) Asynchronous sampling rate conversion
US7292630B2 (en) Limit-cycle-free FIR/IIR halfband digital filter with shared registers for high-speed sigma-delta A/D and D/A converters
JPH08204506A (en) Interpolation circuit and interpolation system
JP4535548B2 (en) Apparatus and method for anchoring a predetermined point of impulse frequency response of a physical realization filter
US7002997B2 (en) Interpolation filter structure
Serov et al. Correction Methods of the Magnitude Response of the Power Quality Measurement Channel Containing a Sigma-Delta ADC
JP2600820B2 (en) Sampling frequency converter
JPH04176208A (en) Signal processing system employing iir digital filter
Wan et al. Further improvements in digitizing continuous-time filters
JPH0738566B2 (en) Digital Filter
JP3362796B2 (en) Music generator
KR100195220B1 (en) Design method of low pass iir filter and low pass iir filter
Vukotic et al. THE NUMBER OF POLYNOMIAL SEGMENTS AND THE POLYNOMIAL ORDER OF POLYNOMIAL-BASED FILTERS
JPS6336571B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071124

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081124

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081124

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091124

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees