JPH02290318A - Digital filter - Google Patents

Digital filter

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JPH02290318A
JPH02290318A JP10985489A JP10985489A JPH02290318A JP H02290318 A JPH02290318 A JP H02290318A JP 10985489 A JP10985489 A JP 10985489A JP 10985489 A JP10985489 A JP 10985489A JP H02290318 A JPH02290318 A JP H02290318A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
data pattern
digital filter
adder
filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP10985489A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Takeda
武田 雅弘
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
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH02290318A publication Critical patent/JPH02290318A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent production of a limit pattern at the time of inputting non signal by generating a data pattern corresponding to a pattern appearing as a feedback signal at the time of inputting the non signal and adding the signal to a feedback signal. CONSTITUTION:A data pattern Pj from a data pattern generating circuit 1 resulting from sampling a data pattern of a feedback signal from a digital filter when no signal exists in advance is added to an input signal Xi via an adder A1 to obtain a signal Xij. The signal Xij is inputted to the digital filter comprising adders A2-A5, multipliers M1-M4 and delay circuits D1, D2. Thus, the production of a limit pattern at the time of inputting non signal is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、加算器、乗算器及び遅延素子からなる帰還ル
ープを有するディジタルフィルタに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a digital filter having a feedback loop consisting of an adder, a multiplier and a delay element.

[従来の技術] 一般に、例えばn次巡回型等のデイジタルフィルタは加
算器、乗算器及び遅延素子からなる帰還ループによって
構成されている。第3図は従来の2次巡回型ディジタル
フィルタの一例を示したものである。
[Prior Art] In general, a digital filter, such as an n-th order cyclic filter, is constructed of a feedback loop consisting of an adder, a multiplier, and a delay element. FIG. 3 shows an example of a conventional second-order recursive digital filter.

即ち、入力信号X,は、加算器A2で帰還信号と加算さ
れる。その出力W,は、遅延素子D1、D2を夫々介し
てデータw+−+ N Wl−2となり、これらは乗算
器M..M.で夫々β,,β2と乗算され、加算器A3
で加算されて前記帰還信号として加算器A2に与えられ
ている。また、遅延素子DI,D2の出力データWl−
1 1 W+−2は夫々乗算器M3,M4でα1,α2
を乗算されたのち、加算器A5で加算され、さらにその
加算結果とデータW,とが加算器A4で加算されて出力
データY,となる。
That is, the input signal X, is added to the feedback signal in the adder A2. The output W, becomes data w+-+N Wl-2 via delay elements D1 and D2, respectively, and these are sent to the multiplier M. .. M. are multiplied by β, , β2, respectively, and the adder A3
and is added to the adder A2 as the feedback signal. Furthermore, the output data Wl- of the delay elements DI and D2
1 1 W+-2 is α1, α2 in multipliers M3 and M4, respectively.
After being multiplied, they are added by an adder A5, and the addition result and the data W are further added by an adder A4 to become output data Y.

このディジタルフィルタは、下記(1)式で示す差分方
程式を実現する。
This digital filter realizes the difference equation shown in equation (1) below.

W + = X r+β1・Wl−1+β2・W1−2
Y l= W ++α1・Wl−1+α2・W,−2・
・・(1) (i=・・・ −2,−1.0.1.2.・・・)但し
、ここでX,は入力信号NYIは出力信号、α8,α2
,β,,β2は係数、W l.−1 1 Wl−2は遅
延素子DI,D2の各出力信号である。
W + = X r+β1・Wl−1+β2・W1−2
Y l= W ++α1・Wl−1+α2・W,−2・
...(1) (i=... -2, -1.0.1.2....) However, here, X is the input signal NYI, the output signal is α8, α2
, β,, β2 are coefficients, W l. -1 1 Wl-2 are respective output signals of delay elements DI and D2.

[発明が解決しようとする課題コ しかしながら、上述した従来のディジタルフィルタは、
遅延素子、加算器及び乗算器が夫々有限の語長(ビット
数)しか扱えないため、必然的にまるめ、切り捨て等に
よる誤差が発生する。この誤差のため帰還ループ内での
演算は非線形となり、入力信号がOであるにも拘らず、
帰還ループからの出力がOに漸近せず、一定値に収束し
てしまったり、周期波形に近付くといったりミントサイ
クルが発生することがある。このようなリミットサイク
ルは、特に音声信号のフィルタリングでは、無信号入力
時の雑音出力となり、無視できない弊害をもたらす。
[Problems to be solved by the invention However, the above-mentioned conventional digital filter
Since each of the delay elements, adders, and multipliers can only handle a finite word length (number of bits), errors due to rounding, truncation, etc. inevitably occur. Due to this error, the calculation within the feedback loop becomes nonlinear, and even though the input signal is O,
A mint cycle may occur where the output from the feedback loop does not asymptotically approach O but converges to a constant value or approaches a periodic waveform. Particularly in the filtering of audio signals, such a limit cycle results in a noise output when no signal is input, causing a problem that cannot be ignored.

また、演算語長を長くすることにより、有限語長にまる
める際の誤差を極力少なくすることも考えられるが、実
用上問題のないレベルまで演算語長を長くすると加算器
、乗算器及び遅延回路が大型化して回路規模が増大して
しまうという欠点がある。
It is also possible to minimize the error when rounding to a finite word length by increasing the operation word length, but if you increase the operation word length to a level that does not cause any practical problems, adders, multipliers, and delay circuits The disadvantage is that the circuit becomes larger and the circuit scale increases.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
演算語長を変えずに、無信号入力時でもリミットサイク
ルの発生を防止することができるディジタルフィルタを
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such problems, and includes:
It is an object of the present invention to provide a digital filter that can prevent limit cycles from occurring even when no signal is input without changing the operation word length.

[課題を解決するための手段コ 本発明に係るディジタルフィルタは、加算器、乗算器及
び遅延素子からなる帰還ループを仔するディジタルフィ
ルタにおいて、無信号入力時に帰還信号として現れるパ
ターンに対応したデータパターンを出力するデータパタ
ーン発生回路と、このデータパターン発生回路の出力と
前記帰還信号とを加算する加算器とを有することを特徴
とする。
[Means for Solving the Problems] The digital filter according to the present invention is a digital filter having a feedback loop consisting of an adder, a multiplier, and a delay element, in which a data pattern corresponding to a pattern appearing as a feedback signal when no signal is input is provided. and an adder that adds the output of the data pattern generation circuit and the feedback signal.

[作用コ 本発明によれば、無信号入力時に帰還信号として現れる
パターンに対応したデータパターンをデータパターン発
生回路から出力させ、このデータパターン発生回路の出
力と前記帰還信号とを加算するようにしたから、無信号
入力時のリミットパターンの発生を防止することができ
る。
[Function] According to the present invention, a data pattern corresponding to a pattern appearing as a feedback signal when no signal is input is outputted from a data pattern generation circuit, and the output of this data pattern generation circuit and the feedback signal are added. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a limit pattern when no signal is input.

?実施例コ 以下、添付の図面を参照して本発明の実施例について説
明する。
? Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明の第1の実施例に係る2次巡回型ディジ
タルフィルタの構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a second-order cyclic digital filter according to a first embodiment of the present invention.

この実施例の回路が第3図に示した従来の回路と異なる
点は、加算器A2の前段に加算器A1を付加するととも
に、この加算器A■の一方に入力信号X1を供給し、他
方に新たに設けたデータパターン発生回路1からのデー
タパターンP,を供給するようにした点である。データ
パターンP,は、例えば予め無信号入力時のディジタル
フィルタの帰還信号をサンプリングしておき、これに基
づいて決定するようにすれば良い。
The circuit of this embodiment is different from the conventional circuit shown in FIG. 3 in that an adder A1 is added before the adder A2, and the input signal The point is that the data pattern P from the newly provided data pattern generation circuit 1 is supplied to the data pattern generation circuit 1. The data pattern P may be determined based on, for example, sampling the feedback signal of the digital filter when no signal is input in advance.

なお、その他の構成については第3図に示したものと同
様である。
Note that the other configurations are the same as those shown in FIG. 3.

本実施例に係るディジタルフィルタにおいて、入力デー
タXlは加算器A.においてデータパターンPJ と加
算され、データXllとなる。このデ−タX IIが巡
回型フィルタの入力データとなる。
In the digital filter according to this embodiment, input data Xl is input to adder A. It is added to the data pattern PJ in the data pattern PJ to become the data Xll. This data XII becomes input data to the recursive filter.

したがって、この回路においては、下記(2)式の差分
方程式の演算が行なわれることになる。
Therefore, in this circuit, the differential equation of equation (2) below is calculated.

W+=X+++β1・W,−1+β2・W1−2=PJ
 +Xl+β1・Wl−1+β2・W1−2Y1=W,
+α1・W,−,+α2・W・・・ (2) ?i=・・・0.  1,  2,  ・・・)このよ
うに、本実施例の回路によれば、入力信号XIが0の場
合でもパターンデータPJによって帰還ループへの入力
がOになるのを防止することができるので、リミットサ
イクルの発生を効果的に防止することができる。
W+=X+++β1・W, -1+β2・W1-2=PJ
+Xl+β1・Wl−1+β2・W1−2Y1=W,
+α1・W, −, +α2・W... (2) ? i=...0. 1, 2, ...) In this way, according to the circuit of this embodiment, even when the input signal XI is 0, the pattern data PJ can prevent the input to the feedback loop from becoming 0. , the occurrence of limit cycles can be effectively prevented.

第2図は本発明の第2の実施例に係るディジタルフィル
タの構成を示す図である。この第2図の回路は、第1の
実施例で示したような巡回型フィルタ部21.2■+ 
 23 + 24を縦続接続したもので、フィルタの通
過帯域特性を考慮してデータパターン発生回路1から出
力されるデータパターンP,を加算する加算器AI,A
5を一部の巡回型フィルタ部2..24の帰還部にのみ
追加している。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a digital filter according to a second embodiment of the present invention. The circuit shown in FIG. 2 consists of the cyclic filter section 21.2■+
23 + 24 connected in cascade, adders AI and A add the data pattern P output from the data pattern generation circuit 1 in consideration of the passband characteristics of the filter.
5 as part of the recursive filter section 2. .. It is added only to the return section of 24.

また、この回路は、巡回型フィルタ部21+2。で低域
通過フィルタを構成し、巡回型フィルタ部23,24で
高城通過フィルタを実現した例で、全体として帯域通過
フィルタを構成している。
Further, this circuit includes a recursive filter section 21+2. This is an example in which a low-pass filter is constructed by the cyclic filter sections 23 and 24, and a Takagi pass filter is realized by the recursive filter sections 23 and 24, and the entire band-pass filter is constructed.

データパターン発生回路1は、低域通過フィルタを通過
し、高城通過フィルタで阻止される周波数のデータパタ
ーンPJを発生する。
The data pattern generation circuit 1 generates a data pattern PJ of a frequency that passes through a low pass filter and is blocked by a Takagi pass filter.

この回路によれば、フィルタへの入力信号XIは加算器
A1によりディジタルパターン発生回路1から出力され
るデータパターンP,と加算され、巡回型フィルタ部2
1の入力信号X.となる。この入力信号Xll中のディ
ジタルパターン発生回路1の出力P,の持つ周波数成分
は、巡回型フィルタ部2,,22を通過し、巡回型フィ
ルタ部23の入力にデータパターンP,が加算された場
合と同一の効果を示す。このデータパターンP,は、高
城通過フィルタを構成する巡回型フィルタ部23で阻止
されるため、巡回型フィルタ部24の入力の前段に改め
てディジタルパターン発生回路1の出力P,を加算器A
5により加算している。
According to this circuit, the input signal XI to the filter is added to the data pattern P output from the digital pattern generation circuit 1 by the adder A1, and the input signal XI to the filter is added to the data pattern P output from the digital pattern generation circuit 1.
1 input signal X. becomes. When the frequency component of the output P, of the digital pattern generation circuit 1 in this input signal Xll passes through the recursive filter sections 2, 22, and the data pattern P, is added to the input of the recursive filter section 23. shows the same effect as . Since this data pattern P, is blocked by the recursive filter section 23 constituting the Takagi pass filter, the output P, of the digital pattern generation circuit 1 is input to the adder A before the input of the recursive filter section 24.
5 is added.

このように、巡回型フィルタを縦続接続した場合でも、
全ての帰還ループにデータパターンPJを加算する必要
はなく、フィルタの入力信号X1がOの場合でも全ての
帰還ループの入力がOにならない構成とすることができ
る。
In this way, even when cascading cyclic filters,
It is not necessary to add the data pattern PJ to all the feedback loops, and even if the input signal X1 of the filter is O, it is possible to have a configuration in which the inputs of all the feedback loops do not become O.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によればデータパターン発
生回路から出力されるデータパターンを帰還信号と加算
することにより、有限語長の帰還ループを持つディジタ
ルフィルタの無信号入力時に発生するリミットサイクル
を防止することができる。このため、演算語長をフィル
タの特性に適合するのに必要な最小限度の長さとするこ
とができ、ハードウェア量の増大を招くことなしに演算
のまるめ等に起因した雑音出力の発生を防止することが
できる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, by adding the data pattern output from the data pattern generation circuit to the feedback signal, it is possible to add the data pattern output from the data pattern generation circuit to the feedback signal, thereby reducing the Limit cycles that occur can be prevented. Therefore, the operation word length can be set to the minimum length necessary to match the characteristics of the filter, and noise output due to rounding of operations can be prevented without increasing the amount of hardware. can do.

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

第1図は本発明の第1の実施例に係るディジタ?フィル
タの構成を示すブロック図、第2図は本発明の第2の実
施例に係るディジタルフィルタの構成を示すブロック図
、第3図は従来のディジタルフィルタの構成を示すブロ
ック図である。 1;データパターン発生回路、2l乃至24 :巡回型
フィルタ部、At乃至A5,A■2乃至A15,A4■
乃至A45;加算器、M.乃至M41M1I乃至M 1
41 M4■乃至M44;乗算器、D I+ D2 +
 D Il+D I2+ D 41+ D 4。;遅延
素子A,〜A5:卯IL益 M1〜M4 ; * *器 DI , D2 r遅鵠系十
FIG. 1 shows a digital camera according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing the structure of a digital filter according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing the structure of a conventional digital filter. 1; data pattern generation circuit, 2l to 24: cyclic filter section, At to A5, A■2 to A15, A4■
to A45; adder, M. ~M41M1I~M1
41 M4■ to M44; Multiplier, D I+ D2 +
D Il+D I2+ D 41+ D 4. ;Delay elements A, ~A5: Rabbit IL gain M1 to M4 ; * * Device DI, D2 r slow rat system 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)加算器、乗算器及び遅延素子からなる帰還ループ
を有するディジタルフィルタにおいて、無信号入力時に
帰還信号として現れるパターンに対応したデータパター
ンを出力するデータパターン発生回路と、このデータパ
ターン発生回路の出力と前記帰還信号とを加算する加算
器とを有することを特徴とするディジタルフィルタ。
(1) In a digital filter having a feedback loop consisting of an adder, a multiplier, and a delay element, there is a data pattern generation circuit that outputs a data pattern corresponding to a pattern that appears as a feedback signal when no signal is input; A digital filter comprising: an adder that adds the output and the feedback signal.
JP10985489A 1989-04-29 1989-04-29 Digital filter Pending JPH02290318A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0311813A (en) * 1989-06-08 1991-01-21 Kenwood Corp Digital filter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0311813A (en) * 1989-06-08 1991-01-21 Kenwood Corp Digital filter

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