JP6932439B2 - Digital signal processor - Google Patents
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Description
本発明は、ΔΣ変調を利用したデジタル信号処理装置に関する。 The present invention relates to a digital signal processing device using ΔΣ modulation.
デジタル無線機などに使用される、非線形アンプで線形信号を高効率に表現する技術として、LINC(Linear Amplification with Nonlinear Components)による飽和増幅器を用いて線形増幅を行うものや、位相制御型の直交変調器を用いて線形増幅を行うものなどが知られている。位相制御型直交変調方式は、LINC方式の課題であった低振幅時のスプリアスが解消可能であるものの、D/Aコンバータによって回路規模が大きくなるという課題があった。また、LINC方式および位相制御型直交変調方式に共通の課題として、広帯域に対応できないというものがある。これは、送信周波数でスイッチングするため、送信周波数を大きく変えた場合にLPF(Low Pass Filter)を切り替える必要があるためである。 As a technology for expressing linear signals with high efficiency with a nonlinear amplifier used in digital radios, etc., linear amplification is performed using a saturation amplifier by LINK (Linear Amplifier with Nonlinear Components), and phase control type orthogonal modulation. Those that perform linear amplification using a device are known. The phase-controlled quadrature modulation method can eliminate spurious at low amplitude, which is a problem of the LINK method, but has a problem that the circuit scale is increased by the D / A converter. Further, as a problem common to the LINK method and the phase control type quadrature modulation method, there is a problem that a wide band cannot be supported. This is because switching is performed at the transmission frequency, and it is necessary to switch the LPF (Low Pass Filter) when the transmission frequency is significantly changed.
このようなLINC方式および位相制御型直交変調方式の課題を解決するデジタル信号処理装置の1つとして、ΔΣ変調器が知られている(例えば、特許文献1参照)。このΔΣ変調器は、例えば、図10(a)に示すΔΣ変調器100のような回路構成であり、主としてループフィルタ回路101と、量子化器102とを備え、入力信号U(z)が入力され、振幅情報が特定のサンプリング空間の時間軸方向へ展開されて離散時間信号の密度で表現された離散信号である出力信号V(z)が出力されるように構成されている。
A delta-sigma modulator is known as one of the digital signal processing devices that solves the problems of the LINK system and the phase control type orthogonal modulation system (see, for example, Patent Document 1). This ΔΣ modulator has a circuit configuration similar to that of the
ループフィルタ回路101は、入力信号U(z)が入力されるとともに、量子化器102から出力された出力信号V(z)がフィードバック入力されて減算処理等を行うための回路構成であり、ループフィルタ回路101から出力される信号Y(z)が量子化器102へ入力されるように構成されている。このループフィルタ回路101は、例えば、遅延素子や減算器のような素子により構成されている。量子化器102は、ループフィルタ回路101の出力側に接続され、ループフィルタ回路101から出力される信号Y(z)が入力されるように構成されるとともに、出力信号V(z)を出力し、その出力側にループフィルタ回路101が接続されてフィードバック入力されるように構成されている。
The
このようなΔΣ変調器100の入力信号U(z)の例を、図10(b)の波形L11に示し、出力信号V(z)の例を、図10(c)に示す。このΔΣ変調器100は、図10(c)に示す出力信号V(z)のように、振幅情報を時間軸方向へ展開して離散時間信号の密度で制御することが可能であり、また、ノイズを帯域外に押しやるノイズシェービングの機能も有している。そして、高効率で低振幅時のスプリアスを解消することが可能であり、入力信号の広帯域化も可能にする変調器である。
An example of the input signal U (z) of the
しかしながら、このようなΔΣ変調器100を用いて実用的な精度、すなわち電波法等の規定を遵守できる程度の精度で信号処理を行うには、出力信号の周波数の数倍〜数百倍のサンプリング周波数で動作させる必要があり、このような高速な処理を行うための構成を実現することが課題となっていた。
However, in order to perform signal processing using such a delta-
また、閉ループ構造を有するフィルタ回路を高速化する技術として、Scattered Look−Aheadが知られている(例えば、非特許文献1参照)。このScattered Look−Aheadは、閉ループ構造を有するフィルタ回路を高速演算するためのパイプラインフィードバック処理の1つである。 Further, as a technique for speeding up a filter circuit having a closed loop structure, Scattered Look-Ahead is known (see, for example, Non-Patent Document 1). This Scattered Look-Ahead is one of the pipeline feedback processes for high-speed calculation of a filter circuit having a closed loop structure.
一般に、信号処理システムを高速化するには、回路を並列化して一度に大量の演算を実行する手法が用いられている。しかし、ΔΣ変調器は閉ループ構造を有しているため、並列化が困難である。これは、閉ループ回路ではある時刻tの出力信号V(t)が離散時間ステップΔt前の出力V(t−Δt)に依存し、1ステップ時刻前の出力結果が確定しない限り出力が得られないためである。そのため、閉ループ回路内の遅延をいかに小さくするかが課題であった。 Generally, in order to speed up a signal processing system, a method of parallelizing circuits and executing a large number of operations at one time is used. However, since the delta-sigma modulator has a closed loop structure, parallelization is difficult. This is because in a closed-loop circuit, the output signal V (t) at a certain time t depends on the output V (t−Δt) before the discrete time step Δt, and no output can be obtained unless the output result one step before the time is confirmed. Because. Therefore, how to reduce the delay in the closed loop circuit has been an issue.
そこで本発明は、ΔΣ変調のループ処理に伴うレイテンシを抑制し、信号処理の高速化を実現したデジタル信号処理装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a digital signal processing apparatus that suppresses the latency associated with the loop processing of delta-sigma modulation and realizes high-speed signal processing.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、入力された信号を所望のビット数の離散信号に変換する量子化器を備えたデジタル信号処理装置であって、入力信号が入力され、所定の演算が行われて出力される第1の演算結果信号が前記入力信号と合成され
て第1の合成信号が出力されるフィードフォワード処理部と、前記量子化器に入力される信号がフィードバック入力され、所定の演算が行われて出力される第2の演算結果信号が前記第1の合成信号と合成されて第2の合成信号が出力される第1のフィードバック処理部と、前記量子化器から出力される出力信号がフィードバック入力され、前記出力信号の出力パターンの全てについて予め所定の演算が行われた演算結果である複数種類の第3の演算結果信号が記憶された記憶素子を備え、前記出力信号に対応する前記第3の演算結果信号が前記記憶素子から読み出されて出力され、出力された前記第3の演算結果信号が前記第2の合成信号と合成されて前記量子化器に入力される第3の合成信号が出力される第2のフィードバック処理部と、を備え、前記第1のフィードバック処理部は、所定の伝達関数(具体的には、後記の数式5)を有する、ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
この発明では、第2のフィードバック処理部に記憶素子が備えられ、量子化器から出力される出力信号の出力パターンの全てについて予め所定の演算が行われた複数種類の第3の演算結果信号が記憶される。この第3の演算結果信号は、出力信号に対応して読み出されて出力される。 In the present invention, a storage element is provided in the second feedback processing unit, and a plurality of types of third calculation result signals in which predetermined calculations are performed in advance for all the output patterns of the output signals output from the quantizer are provided. Be remembered. The third calculation result signal is read out and output corresponding to the output signal.
請求項2に記載の発明は、入力された信号を所望のビット数の離散信号に変換する量子化器を備えたデジタル信号処理装置であって、入力信号が入力され、所定の演算が行われて出力される第1の演算結果信号が前記入力信号と合成されて第1の合成信号が出力されるフィードフォワード処理部と、前記量子化器に入力される信号がフィードバック入力され、所定の演算が行われて出力される第2の演算結果信号が前記第1の合成信号と合成されて第2の合成信号が出力される第1のフィードバック処理部と、前記量子化器から出力される出力信号がフィードバック入力され、前記出力信号の出力パターンの全てについて予め所定の演算が行われた演算結果である複数種類の第3の演算結果信号が記憶された記憶素子を備え、前記出力信号に対応する前記第3の演算結果信号が前記記憶素子から読み出されて出力され、出力された前記第3の演算結果信号が前記第2の合成信号と合成されて前記量子化器に入力される第3の合成信号が出力される第2のフィードバック処理部と、を備え、前記第1のフィードバック処理部は、所定の伝達関数(具体的には、後記の数式5)を有するものとし、前記第1の合成信号を1クロック遅延させる第1の遅延素子と、前記第1の遅延素子の出力結果に定数−(a 0 +a 1 )を乗算する第1の乗算器と、前記第1の合成信号を2クロック遅延させる第2の遅延素子と、前記第2の遅延素子の出力結果に定数a 0 a 1 を乗算する第2の乗算器と、前記第1の乗算器の出力結果と前記第2の乗算器の出力結果とを加算する第1の加算器と、前記第1の加算器の出力結果と前記第1の合成信号とを加算する第2の加算器と、から構成されるフィードフォワード処理部を備えるとともに、前記第2の合成信号を1クロック遅延させる第3の遅延素子と、前記第3の遅延素子の出力結果に定数−(a 0 2 +a 1 2 )を乗算する第3の乗算器と、前記第3の合成信号を2クロック遅延させる第4の遅延素子と、前記第4の遅延素子の出力結果に定数a 0 2 a 1 2 を乗算する第4の乗算器と、前記第3の乗算器の出力結果を1クロック遅延させる第5の遅延素子と、前記第4の乗算器の出力結果を1クロック遅延させる第6の遅延素子と、前記第5の遅延素子の出力結果と前記第6の遅延素子の出力結果とを加算して前記第2の演算結果信号として出力する第3の加算器と、前記第2の演算結果信号を負帰還させて前記第2の加算器の出力結果と合成する第4の加算器と、を備える、ことを特徴とする。
The invention according to
本願発明者は、前述のΔΣ変調器を利用したデジタル信号処理装置のモデル回路による実験によって、フィードバック入力された出力信号と、予め計算された出力候補値から選択された出力値の出力信号とが一致し、ループ処理に伴うレイテンシを抑制することが可能であることを確認した。 The inventor of the present application has obtained the output signal of the feedback input and the output signal of the output value selected from the output candidate values calculated in advance by the experiment using the model circuit of the digital signal processing device using the above-mentioned ΔΣ modulator. It was confirmed that it was possible to suppress the latency associated with the loop processing.
請求項1に記載の発明によれば、第2のフィードバック処理部に記憶素子が備えられ、量子化器から出力される出力信号の出力パターンの全てについて予め所定の演算が行われた複数種類の第3の演算結果信号が記憶され、出力信号に対応して読み出されて出力されるため、閉ループ回路における1ステップ前の出力が定まったときに記憶素子から出力値を選択して読み出すことが可能になるので、ΔΣ変調のループ処理に伴うレイテンシを抑制することができる。これにより、信号処理の高速化を実現するデジタル信号処理装置を提供することができる。
According to the invention of
請求項2に記載の発明によれば、第1のフィードバック処理部を表す伝達関数を、所定の遅延素子のみが現れる形に変形するパイプラインフィードバック処理を行うので、閉ループ回路における処理をさらに高速化することが可能になる。 According to the second aspect of the present invention, the transfer function representing the first feedback processing unit is subjected to pipeline feedback processing that transforms the transfer function so that only a predetermined delay element appears, so that the processing in the closed loop circuit is further speeded up. It becomes possible to do.
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiment.
この発明の実施の形態に係るデジタル信号処理装置1の伝達関数は、図1に示すようなブロック線図にて表される。まず、このデジタル信号処理装置1の伝達関数の導出方法について、以下に説明する。
The transfer function of the digital
図10(a)に示すようなΔΣ変調器100の閉ループのレイテンシ(遅延時間)を抑制するためには、ループ内部の演算処理を外部へ移動することにより、処理負荷を小さくすることが有効である。このΔΣ変調器100を1次1bitΔΣ変調器として考える。このとき、出力信号V(z)の出力値は+1または−1のいずれかであるため、V(z)=+1の場合、及びV(z)=−1のそれぞれの場合について、ループフィルタ回路101から出力される信号Y(z)の値を予め計算しておき、出力信号V(z)の出力値が定まったときに予め計算しておいた値からいずれかを選択するような構成が考えられる。このように構成することで、閉ループのレイテンシが抑制されるので、処理負荷を小さくすることが可能になる。
In order to suppress the latency (delay time) of the closed loop of the
上記のような手法を、n次1bitΔΣ変調器に適用した場合を考える。ΔΣ変調器の伝達関数をSTF(z)、ΔΣ変調器のノイズ伝達関数をNTF(z)とし、量子化誤差をE(z)=V(z)−Y(z)とすると、出力信号V(z)は以下の数式1により表される。
ここで、
このときの伝達関数が、図1に示すデジタル信号処理装置1のようなブロック線図にて表される。このデジタル信号処理装置1は、主としてフィードフォワード処理部2と、第1のフィードバック処理部3と、第2のフィードバック処理部4と、量子化器5とを備えている。
The transfer function at this time is represented by a block diagram such as the digital
フィードフォワード処理部2は、入力信号U(z)が入力され、この信号に対する所定の演算である伝達関数A(z)の処理が演算子21にて行われ、その演算結果である第1の演算結果信号A(z)U(z)と入力信号U(z)とが加算器22にて加算されて第1の合成信号X(z)が出力される箇所である。
The feed-
第1のフィードバック処理部3は、量子化器5に入力される信号(後述する第3の合成信号Y(z))がフィードバック入力され、この信号に対する所定の演算である伝達関数B(z)の処理が演算子31にて行われ、その演算結果である第2の演算結果信号B(z)Y(z)が加算器32にて負帰還されて第1の合成信号X(z)と合成され、第2の合成信号W(z)が出力される箇所である。
In the first
第2のフィードバック処理部4は、出力信号V(z)が入力され、この信号に対する所定の演算である伝達関数C(z)の処理が演算子41にて行われ、その演算結果である信号C(z)V(z)が加算器42にて正帰還されて第2の合成信号W(z)と合成され、第3の合成信号Y(z)が出力される箇所である。
In the second
量子化器5は、図10(a)に示す量子化器102とほぼ同様の装置である。
The
数式3において、伝達関数A(z)、伝達関数B(z)はn次の多項式であるため、伝達関数C(z)もn次の多項式になり、信号C(z)V(z)の演算結果は2n通りの値になる。そのため、図1に示すデジタル信号処理装置1において、2n通りの計算を予め行い、その結果を後の処理にて選択するようなブロック構成が考えられる。そのように構成した伝達関数は、図2に示すデジタル信号処理装置1Aのようなブロック線図にて表される。
In
このデジタル信号処理装置1Aは、図1に示す第2のフィードバック処理部4に代えて、第2のフィードバック処理部4Aを備えている点において、図1に示すデジタル信号処理装置1と異なる。第2のフィードバック処理部4Aは、量子化器5から出力された出力信号V(z)が入力されて1、2、・・・、nクロックだけ信号を遅延させる遅延素子411,412,・・・,41nと、信号C(z)V(z)の計算を予め行った結果である第3の演算結果信号C(z)Vp(z)が加算される加算器421,422,・・・,42nと、遅延素子411,412,・・・,41nから出力された遅延信号に基づいて入力信号の選択を行うセレクタ43と、を備えている。
This digital
第2のフィードバック処理部4Aでは、量子化器5から出力された出力信号V(z)が遅延素子411,412,・・・,41nにより、遅延信号としてセレクタ43へ出力される。また、予め計算された第3の演算結果信号C(z)Vp(z)が加算器421,422,・・・,42nにより加算される。そして、セレクタ43において、遅延信号に基づいてn個の第3の演算結果信号C(z)Vp(z)から1つの値が選択されて第3の合成信号Y(z)として量子化器5へ出力される。これにより、閉ループのレイテンシを抑制することが可能になる。
In the second
図2のデジタル信号処理装置1Aの構成では、加算器がn個必要になる。そのため、予め計算された第3の演算結果信号C(z)Vp(z)を記憶する記憶素子を備えることで、ハードウェアリソースを削減することが可能になる。そのように構成した伝達関数は、図3に示すデジタル信号処理装置1Bのようなブロック線図にて表される。
In the configuration of the digital
このデジタル信号処理装置1Bは、図2に示す第2のフィードバック処理部4Aの加算器421,422,・・・,42n及びセレクタ43に代えて、予め計算された第3の演算結果信号C(z)Vp(z)を記憶する記憶素子44と、記憶素子44に記憶された第3の演算結果信号C(z)Vp(z)を加算する加算器42とを備えた第2のフィードバック処理部4Bを備えている。
The digital
量子化器5から出力された出力信号V(z)は、遅延素子411,412,・・・,41nにより遅延信号として記憶素子44へ出力される。そして、遅延信号に基づいて記憶素子44に記憶されたn個の第3の演算結果信号C(z)Vp(z)から1つの値が選択され、加算器42にて正帰還されて量子化器5へ出力される。これにより、閉ループのレイテンシを抑制し、ハードウェアリソースを削減することも可能になる。
The output signal V (z) output from the
次に、図1に示すデジタル信号処理装置1の第1のフィードバック処理部3における閉ループを高速化するため、パイプラインフィードバック処理の1つである、前述のScattered Look−Aheadを行う場合について説明する。ここで、第1のフィードバック処理部3が、以下の数式4のような伝達関数を有するものとする。
ここで、上記の数式4を、以下の数式5のように変換する。
さらに、上記の数式5を最適化した例として、第1のフィードバック処理部3Eを図6に示す。この第1のフィードバック処理部3Eは、図5に示す第1のフィードバック処理部3Dの遅延素子311D,312Dに代えて、第2の合成信号W(z)が入力されて1クロックだけ信号を遅延させる遅延素子311Eと、第3の合成信号Y(z)が入力されて2クロックだけ信号を遅延させる遅延素子312Eと、乗算器331Dの出力結果が入力されて1クロックだけ信号を遅延させる遅延素子313Eと、乗算器332Dの出力結果が入力されて1クロックだけ信号を遅延させる遅延素子314Eとを備えている点において、図5に示す第1のフィードバック処理部3Dと異なる。このような伝達関数の構成にすることにより、フィードフォワード処理部は閉ループではないので、並列処理を行うことにより高速化が可能であり、また、遅延素子312E,313E,314Eのように、閉ループ内で行う処理を小さくすることにより、処理の高速化が可能になる。
Further, as an example of optimizing the
本願発明者は、図3に示すデジタル信号処理装置1Bのモデル回路である、次に示すデジタル信号処理装置1Fを使用した実験によって、フィードバック入力された出力信号V(z)と、予め計算された第3の演算結果信号C(z)Vp(z)の出力信号とが一致し、ループ処理に伴うレイテンシを抑制することが可能であることを確認した。この結果について、図7ないし図9を用いて、以下に説明する。
The inventor of the present application has calculated in advance the output signal V (z) input as feedback by an experiment using the digital
図3のデジタル信号処理装置1Bの伝達関数の動作検証を行うためのモデル回路であるデジタル信号処理装置1F及びデジタル信号処理装置1Gを、図7及び図8に示す。図7に示すデジタル信号処理装置1Fは、図3のフィードフォワード処理部2が8つの遅延素子と8つの乗算器とを用いて構成されている演算部21Fで構成され、第1のフィードバック処理部3が8つの遅延素子と4つの乗算器とを用いて構成されている演算部31Fで構成されている。また、第2のフィードバック処理部4Bは、8つの遅延素子と8つの乗算器とを用いて構成されている演算部41Fにより構成されている。さらに、量子化器5Fを備えている。
The digital
図8に示すデジタル信号処理装置1Gは、図7に示すデジタル信号処理装置1Fの演算部21F及び演算部31Fと同様の構成である、演算部21G及び演算部31Gとを備えている。また、第2のフィードバック処理部4Bは、伝達関数C(z)の演算結果が格納されている記憶部44Gと、8つの遅延素子の演算結果と比較を行うLUT(LookUp Table)45とにより構成されている。
The digital
このデジタル信号処理装置1Fによる出力結果とデジタル信号処理装置1Gによる出力結果とを比較した動作検証の結果を、図9に示す。図9に示す波形L1は、図8のデジタル信号処理装置1Gによる第3の演算結果信号C(z)Vp(z)を示すグラフであり、波形L2は、図7のデジタル信号処理装置1Fによる信号C(z)V(z)を示すグラフであり、波形L3は、第3の演算結果信号C(z)Vp(z)と信号C(z)V(z)との差分を示すグラフである。波形L3に示すように、開始直後において差分が発生しているが、所定時間経過すると差分は0になっている。このことから、第3の演算結果信号C(z)Vp(z)と信号C(z)V(z)とは一致しているので、図3において、量子化器5から出力された出力信号V(z)を遅延素子411,412,・・・,41nを経由した遅延信号として使用するのに代えて、記憶部44に記憶された第3の演算結果信号C(z)Vp(z)を使用することが可能であるといえる。これにより、閉ループのレイテンシを抑制し、ハードウェアリソースを削減することも可能になる。
FIG. 9 shows the result of operation verification comparing the output result of the digital
以上のように、このデジタル信号処理装置1Bによれば、遅延素子411,412,・・・,41nにより遅延信号として出力されると、記憶部44に記憶された第3の演算結果信号C(z)Vp(z)から1つの値が選択されて量子化器5へ出力される。これにより、出力信号V(z)のサンプリング周期の経過を待たずに、閉ループ回路における1ステップ前の出力が定まったときに記憶素子から出力値が読み出されて出力されるので、閉ループのレイテンシを抑制し、ハードウェアリソースを削減することも可能になる。これにより、信号処理の高速化を実現するデジタル信号処理装置を提供することができる。
As described above, according to the digital
また、このデジタル信号処理装置1Bによれば、記憶部44が第3の演算結果信号C(z)Vp(z)を記憶しているので、図9に示すように、信号C(z)V(z)との差分が無い正確な第3の演算結果信号C(z)Vp(z)を出力することが可能になる。さらに、第1のフィードバック処理部3Eがパイプラインフィードバック処理の1つであるScattered Look−Aheadを行っているので、閉ループ回路における処理のさらなる高速化が可能になる。
Further, according to the digital
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、モデル回路として8次1bitデジタル信号処理装置を使用したが、この実施形態に限られない。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration is not limited to the above-described embodiment, and even if there is a design change or the like within a range that does not deviate from the gist of the present invention. Included in the invention. For example, in the above embodiment, an eighth-order 1-bit digital signal processing device is used as a model circuit, but the present embodiment is not limited to this embodiment.
1,1A,1B デジタル信号処理装置
2 フィードフォワード処理部
3 第1のフィードバック処理部
4,4A 第2のフィードバック処理部
5 量子化器
21 演算子
22 加算器
31 演算子
32 加算器
41 演算子
42 加算器
311,312,311D,312D,311E,312E,
313E,314E 遅延素子
331,332,331D,332D 乗算器
34 加算器
351,352 遅延素子
361,362 乗算器
371,371 加算器
411,412,・・・,41n 遅延素子
421,422,・・・,42n 加算器
43 セレクタ
44 記憶素子
100,100A ΔΣ変調器
101,101a,101b ループフィルタ回路
102 量子化器
103 セレクタ
104 遅延素子
1,1A, 1B
313E,
Claims (2)
入力信号が入力され、所定の演算が行われて出力される第1の演算結果信号が前記入力信号と合成されて第1の合成信号が出力されるフィードフォワード処理部と、
前記量子化器に入力される信号がフィードバック入力され、所定の演算が行われて出力される第2の演算結果信号が前記第1の合成信号と合成されて第2の合成信号が出力される第1のフィードバック処理部と、
前記量子化器から出力される出力信号がフィードバック入力され、前記出力信号の出力パターンの全てについて予め所定の演算が行われた演算結果である複数種類の第3の演算結果信号が記憶された記憶素子を備え、前記出力信号に対応する前記第3の演算結果信号が前記記憶素子から読み出されて出力され、出力された前記第3の演算結果信号が前記第2の合成信号と合成されて前記量子化器に入力される第3の合成信号が出力される第2のフィードバック処理部と、を備え、
前記第1のフィードバック処理部は、
以下の数式1のような伝達関数を有する、
z -2 :2クロック遅延した信号,
z -4 :4クロック遅延した信号,
−(a 0 +a 1 ):定数,
a 0 a 1 :定数
ことを特徴とするデジタル信号処理装置。 A digital signal processor equipped with a quantizer that converts an input signal into a discrete signal with a desired number of bits.
A feedforward processing unit in which an input signal is input, a predetermined calculation is performed, and the first calculation result signal is combined with the input signal and the first combined signal is output.
The signal input to the quantizer is fed back input, the second calculation result signal output after performing a predetermined calculation is combined with the first composite signal, and the second composite signal is output. The first feedback processing unit and
A storage in which an output signal output from the quantizer is input back and a plurality of types of third calculation result signals, which are calculation results obtained by performing predetermined calculations in advance for all the output patterns of the output signals, are stored. The third calculation result signal corresponding to the output signal is read from the storage element and output, and the output third calculation result signal is combined with the second composite signal. A second feedback processing unit for outputting a third composite signal input to the quantizer is provided .
The first feedback processing unit
It has a transfer function as in Equation 1 below.
z -2 : Signal delayed by 2 clocks,
z -4 : Signal delayed by 4 clocks,
-(A 0 + a 1 ): constant,
a 0 a 1 : A digital signal processing device characterized by a constant.
入力信号が入力され、所定の演算が行われて出力される第1の演算結果信号が前記入力信号と合成されて第1の合成信号が出力されるフィードフォワード処理部と、
前記量子化器に入力される信号がフィードバック入力され、所定の演算が行われて出力される第2の演算結果信号が前記第1の合成信号と合成されて第2の合成信号が出力される第1のフィードバック処理部と、
前記量子化器から出力される出力信号がフィードバック入力され、前記出力信号の出力パターンの全てについて予め所定の演算が行われた演算結果である複数種類の第3の演算結果信号が記憶された記憶素子を備え、前記出力信号に対応する前記第3の演算結果信号が前記記憶素子から読み出されて出力され、出力された前記第3の演算結果信号が前記第2の合成信号と合成されて前記量子化器に入力される第3の合成信号が出力される第2のフィードバック処理部と、を備え、
前記第1のフィードバック処理部は、
以下の数式2のような伝達関数を有するものとし、
z -2 :2クロック遅延した信号,
z -4 :4クロック遅延した信号,
−(a 0 +a 1 ):定数,
a 0 a 1 :定数
前記第1の合成信号を1クロック遅延させる第1の遅延素子と、
前記第1の遅延素子の出力結果に定数−(a 0 +a 1 )を乗算する第1の乗算器と、
前記第1の合成信号を2クロック遅延させる第2の遅延素子と、
前記第2の遅延素子の出力結果に定数a 0 a 1 を乗算する第2の乗算器と、
前記第1の乗算器の出力結果と前記第2の乗算器の出力結果とを加算する第1の加算器と、
前記第1の加算器の出力結果と前記第1の合成信号とを加算する第2の加算器と、から構成されるフィードフォワード処理部を備えるとともに、
前記第2の合成信号を1クロック遅延させる第3の遅延素子と、
前記第3の遅延素子の出力結果に定数−(a 0 2 +a 1 2 )を乗算する第3の乗算器と、
前記第3の合成信号を2クロック遅延させる第4の遅延素子と、
前記第4の遅延素子の出力結果に定数a 0 2 a 1 2 を乗算する第4の乗算器と、
前記第3の乗算器の出力結果を1クロック遅延させる第5の遅延素子と、
前記第4の乗算器の出力結果を1クロック遅延させる第6の遅延素子と、
前記第5の遅延素子の出力結果と前記第6の遅延素子の出力結果とを加算して前記第2の演算結果信号として出力する第3の加算器と、
前記第2の演算結果信号を負帰還させて前記第2の加算器の出力結果と合成する第4の加算器と、を備える、
ことを特徴とするデジタル信号処理装置。 A digital signal processor equipped with a quantizer that converts an input signal into a discrete signal with a desired number of bits.
A feedforward processing unit in which an input signal is input, a predetermined calculation is performed, and the first calculation result signal is combined with the input signal and the first combined signal is output.
The signal input to the quantizer is fed back input, the second calculation result signal output after performing a predetermined calculation is combined with the first composite signal, and the second composite signal is output. The first feedback processing unit and
A storage in which an output signal output from the quantizer is input back and a plurality of types of third calculation result signals, which are calculation results obtained by performing predetermined calculations in advance for all the output patterns of the output signals, are stored. The third calculation result signal corresponding to the output signal is read from the storage element and output, and the output third calculation result signal is combined with the second composite signal. A second feedback processing unit for outputting a third composite signal input to the quantizer is provided.
The first feedback processing unit
It is assumed that it has a transfer function as shown in Equation 2 below.
z -2 : Signal delayed by 2 clocks,
z -4 : Signal delayed by 4 clocks,
-(A 0 + a 1 ): constant,
a 0 a 1 : Constant
A first delay element that delays the first composite signal by one clock, and
A first multiplier that multiplies the output result of the first delay element by a constant − (a 0 + a 1), and
A second delay element that delays the first composite signal by two clocks,
A second multiplier that multiplies the output result of the second delay element by a constant a 0 a 1.
A first adder that adds the output result of the first multiplier and the output result of the second multiplier, and
It is provided with a feedforward processing unit including a second adder that adds the output result of the first adder and the first combined signal, and a feedforward processing unit.
A third delay element that delays the second composite signal by one clock, and
A third multiplier that multiplies the output result of the third delay element by a constant − (a 0 2 + a 1 2), and
A fourth delay element that delays the third composite signal by two clocks, and
A fourth multiplier that multiplies the output result of the fourth delay element by a constant a 0 2 a 1 2.
A fifth delay element that delays the output result of the third multiplier by one clock, and
A sixth delay element that delays the output result of the fourth multiplier by one clock, and
A third adder that adds the output result of the fifth delay element and the output result of the sixth delay element and outputs it as the second calculation result signal.
A fourth adder that negatively feeds back the second calculation result signal and combines it with the output result of the second adder is provided.
It features and to Lud digital signal processor that.
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