JPH0341826A - A/d、d/a変換装置 - Google Patents

A/d、d/a変換装置

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JPH0341826A
JPH0341826A JP1176445A JP17644589A JPH0341826A JP H0341826 A JPH0341826 A JP H0341826A JP 1176445 A JP1176445 A JP 1176445A JP 17644589 A JP17644589 A JP 17644589A JP H0341826 A JPH0341826 A JP H0341826A
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digital
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大賀 哲明
Hiroichi Ishida
博一 石田
Takeshi Tokuda
健 徳田
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion

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  • Theoretical Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、A/D変換部とD/A変換部とを有し、そ
れぞれディジタルフィルタを用いたA/D、D/A変換
装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は従来のA/D、D/A変換装置を示すブロック
図であり、1はA/D変換部、2はD/A変換部である
。3はA/D変換部1のアナログ入力信号、4はA/D
変換部1のディジタル出力信号、5はD/A変換部2の
ディジタル入力信号、6はD/A変換部2のアナログ出
力信号である。
先ず、A/D変換部1の内部構成について説明する。
7はアナログ入力信号3を信号帯域の最高周波数ftn
のN倍のサンプリング周波数fsよに変換するオーバー
サンプリング型のA/D変換器である。
但し、f、□はfTllに比し十分大きいものとする。
8はサンプリング周波数fstのディジタル信号、9は
ディジタル信号8のサンプリング周波数fs1を上記最
高周波数f■のN倍のサンプリング周波数fs2に変換
すると共に、変換の際に生じる折り返し雑音を除去する
第2デシメーションフィルタである。但し1MはNより
小さい数とする。
17は第1デシメーションフィルタ9の特性を定める係
数発生装置、10はサンプリング周波数fitのディジ
タル信号、11はディジタル信号10を上記最高周波数
flのに倍のサンプリング周波数fs3に変換すると共
に、変換の際に生じる折り返し雑音を除去する第2デシ
メーションフィルタである。但し、KはMより小さい数
とする。18は第2デシメーションフィルタ11の特性
を定める係数発生装置である。
次にD/A変換部2の内部構成について説明する。
16はサンプリング周波数fszのディジタル入力信号
5をサンプリング周波数fszのディジタル信号15に
変換すると共に、変換の際に生じるイメージ成分を除去
する第1インターポレーションフィルタ、20は第1イ
ンターポレーションフィルタ16の特性を定める係数発
生装置、14はディジタル信号15をサンプリング周波
数fs1のディジタル信号13に変換すると共に、変換
の際に生じるイメージ成分を除去する第2インターポレ
ーションフィルタ、19は第2インターボレージ換する
オーバーサンプリング型のD/A変換器である。
なお、第1.第2デシメーションフィルタ9゜11及び
第工、第2インターポレーションフィルタ16,14は
、ディジタルフィルタで構成されるものである。
次に動作について説明する。
先ず、A/D変換部1について述べる。
A/D変換部1に入力されるアナログ入力信号3は、オ
ーバーサンプリング型のA/D変換器7により、信号帯
域の最高周波数fmのN倍を有する非常に高いサンプリ
ング周波数fstのディジタル信号8に変換される。し
かし、fStはサンプリング周波数として高すぎるため
、標準的なサンプリング周波数fS+に変換する必要が
ある。
このサンプリング周波数の変換操作は、最終的にはf 
s1/ f 53おきにデータを出力する(間引きする
)だけの操作であるが、ただ単純に間引きしただけでは
折り返しによる雑音が信号に混入し、信号の精度が著し
く悪化する。そこで、ディジタルフィルタを通し雑音を
除去してから間引きを行う。そのディジタルフィルタは
、 (a)  雑音が折り返してくるのを防ぐため、雑音の
存在する領域(IXfg、±f1、但し、■は自然数)
で十分な減衰量を持つことゆ (b)  信号帯域内では、できるだけ平担な通過特性
となること。
の2つの条件を満たす必要がある。このようなフィルタ
特性を、1段のディジタルフィルタで実現するのは、入
力信号のナイキスト周波数(fs/2)と信号帯域の最
高周波数fつとが離れているため大変難しい。そこで通
常、ディジタルフィルタとしては、第1デシメーシヨン
(間引き)フィルタ9と第2デシメーションフィルタ1
1との2段構成となる。
第3図はこのようにディジタルフィルタを2段に分けて
サンプリング周波数を変換した場合の例である。即ち、
ディジタル信号8を、サンプリング周波数fixで第1
デシメーションフィルタ9を通して、−旦データを間引
くことにより、先ず中間のサンプリング周波数fszの
ディジタル信号10に変換する。その後、さらにより精
度の高い第2デ?メーシヨンフイルタ11によって信号
帯域近傍に残っている雑音等を除いて、最終のサンプリ
ング周波数fs3にまでデータを間引く。なお、第1.
第2デシメーションフィルタ9,11のフィルタ特性は
、それぞれ係数発生装置i!17.18からの係数によ
って定まる。
次に、D/A変換部2について説明する。
D/A変換部2は基本的にはA/D変換部1の逆の操作
を行っている。A/D変換部lでは、サンプリング周波
数をfstからfszに間引き(デシメーション)する
ことにより変換しているが、D/A変換部2では逆にサ
ンプリング周波数をfsaからfsxへに補間(インタ
ーポレーション)することにより変換する。また、D/
A変換部2において、サンプリング周波数をfsiから
fslへ変換する際、A/D変換部1と同様にディジタ
ルフィルタを通して信号帯域外雑音を除く。そのディジ
タルフィルタ (インターポレーションフィルタ)は、 (c)  補間することにより発生するイメージ雑音を
除くため、イメージ雑音が存在する領域(IXfsi±
fm、但し、■は自然数)でフィルタ特性が十分な減衰
量を持つこと。
(d)  信号帯域内では、できるだけ平担な通過特性
となること。
の2つの条件を満たす必要がある。(C)。
(d)の条件は前述したデシメーションフィルタに対す
る(a)、(b)の条件と実質的に全く同じであること
から、インターポレーションフィルタは、デシメーショ
ンフィルタと全く同じ特性を持つ、2段構成のディジタ
ルフィルタが用いられる。
即ち、サンプリング周波数fsaのディジタル入力信号
5は、先ず、第1インターポレーションフィルタ16に
おいて、補間によりサンプリング周波数f5□のディジ
タル信号15に変換される。次に第2インターポレーシ
ョンフィルタ14において、補間によりサンプリング周
波数fsxに変換された後、イメージ雑音を除去されて
、ディジタル信号13となるにのサンプリング周波数f
s工のディジタル信号13は、オーバーサンプリング型
のD/A変換器12によりアナログ出力信号6に変換さ
れてD/A変換部2より出力される。
〔発明が解決しようとするi+++題〕従来のA/D、
D/A変換装置は以上のように構成されているので、4
段のディジタルフィルタが必要であり、また、ディジタ
ルフィルタの各段ごとに、係数発生装置や係数とデータ
とを乗算するための乗算器等が必要となり、このため、
装置全体としての回路規模が極めて大きくなってしまう
などの課題があった。
なお、上記従来技術としては、例えば「オーバサンプリ
ング方式のA−D/D−A変換技術」。
(日経エレクトロニクス、Na458、PP、223−
231.1988.10.L7)などがある。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、回路規模を小さくできるA/D、D/A変換装
置を得ることを目的とする。
(11題を解決するための手段〕 この発明に係るA/D、D/A変換装置は、A/D変換
部、D/A変換部の各2つづつのディジタルフィルタの
フィルタ係数特性が互いに同一であることから、それら
の係数発生装置を共用するようにしたものである。
〔作用〕
この発明におけるA/D、D/A変換装置は、同じ係数
特性の係数発生装置を−っの装置で構成することより、
係数発生装置の数が半分に減り、回路規模が削減される
〔発明の実施例〕
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第1図において、1〜16は第3図の同一符号部分と同
一または、相当する部分を示す、37は第1デシメーシ
ョンフィルタ9と第2インターポレーションフィルタ1
4とにフィルタ係数を与える係数発生装置、38は第2
デシメーションフィルタ11と第1インターポレーショ
ンフィルタ16とにフィルタ係数を与える係数発生装置
である。
次に動作について説明する。
第3図の従来例との相異点は、第3図の係数発生装置1
7.19が、第1図では1つの係数発生装置37で構成
されている点と、第3図の係数発生袋[18,20が第
1図では1つの係数発生装置で構成されている点である
前述の従来例の動作で述べた通り、A/D変換部1のデ
ィジタルフィルタの特性と、D/A変換部2のディジタ
ルフィルタの特性とが全く同じであること、また、ディ
ジタルフィルタの特性が係数発生装置から発生する係数
値により決まることより、第3図の係数発生装置17.
19は同一の係数値を発生し、係数発生装置18.20
は同一の係数値を発生している。即ち、第1図及び第3
図の第1デシメーションフィルタ9と第2インターポレ
ーションフィルタ14とは同一のフィルタ特性を有し、
第2デシメーションフィルタ11と第1インターポレー
ションフィルタ16とは同一のフィルタ特性を有してい
る。この発明は、このことを利用し、各フィルタで係数
発生装置37゜38を共用するようにしている。
なお、上記実施例では、A/D変換部1、D/A変換部
2で共通に使用する係数発生装置37゜38を設けてい
るが係数発生装置だけでなく乗算器、加減算器といった
従来各ディジタルフィルタで別々に使用している回路素
子も共通に使用する構成としても、上記実施例と同様に
回路規模が削減できる。
第2図は上記のように構成する場合の、この発明の他の
実施例によるディジタルフィルタの実際の構成を示す。
第2図において、5,8,4,13.10,15,37
.38は、第1図及び第3図における同一符号部分に相
当する装置あるいは信号を示す。
第2図において、31,32,33.34は、ディジタ
ルフィルタのデータを格納するデータメモリで、31は
第1インターポレーションフィルタ用のデータメモリ、
32は第(デシメーションフィルタ用のデータメモリ、
33は第2デシメーションフィルタ用のデータメモリ、
34は第2インターポレーションフィルタ用のデータメ
モリである。35はデータメモリ31〜34のうち1つ
のメモリを選択するセレクタ、37は第1デシメーショ
ンフィルタと第2インターポレーションフィルタとで共
用する係数発生装置、38は第2デシメーションフィル
タと第2インターポレーションフィルタとで共用する係
数発生装置、39は係数発生装置37.38を選択する
セレクタ、36はセレクタ35.39で選択されたデー
タと係数とを乗算する乗算器、40は乗算器36で得ら
れた積を累積加算する加減算器、41は加減算器40で
得られた和を後段の4つのアキュムレータ42〜45に
格納する際のそのアキュムレータを選択するセレクタ、
42は第1デシメーションフィルタの演算中の結果を一
時的に格納するアキュムレータ、43,44.45も同
様のアキュムレータであり、43は第2デシメーション
フィルタ用、44は第1インターポレーションフィルタ
用、45は第2インターポレーシヨン用のアキュムレー
タである。46はアキュムレータ42〜45のうち、次
の演算に使用するデータの入っているアキュムレータを
選択するセレクタ、47はアキュムレータ42〜45に
保持されているデータの一定回数の積和が終了し、その
積和データがディジタルフィルタ出力となった際、その
出力データをフィルタ出力として次の段階へ出力するラ
ッチである。48はラッチ47から出力された信号が1
次の段階で何れの処理にいくべきかを選択するセレクタ
である。49は加減算器40における加減算のタイミン
グをとるラッチである。
上記構成によれば、セレクタ等を用いることにより、乗
算器36及び加減算器40を4つのディジタルフィルタ
で共用することができる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、D/A変換部及びD
/A変換部の各ディジタルフィルタトこ従来別々に設け
ていた係数発生装置を、同じ係数特性持つディジタルフ
ィルタに対して一つの係数発生装置を共用するように構
成したので、装置の回路規模の削減ができるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるA/D、D/A変換
装置を示すブロック図、第2図はこの発明の他の実施例
によるA/D、D/A変換装置におけるディジタルフィ
ルタのブロック図、第3図は従来のA/D、D/A変換
装置を示すブロック図である。 1はA/D変換部、2はD/A変換部、3はアナログ入
力信号、4はディジタル出力信号、5はディジタル入力
信号、6はアナログ出力信号、7はA/D変換器、8,
10,13,15はディジタル信号、9は第1デシメー
ションフィルタ、11は第2デシメーションフィルタ、
12はD/A変換器、14は第2インターポレーション
フィルタ、16は第1インターポレーションフィルタ、
37.38は係数発生装置。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 外部より入力されるアナログ入力信号をディジタル信号
    に変換するA/D変換器、上記ディジタル信号が供給さ
    れ、ディジタルフィルタから成る第1デシメーションフ
    ィルタ、及び上記第1デシメーションフィルタから出力
    されるディジタル信号が供給されディジタル出力信号を
    出力するディジタルフィルタから成る第2デシメーショ
    ンフィルタからなるA/D変換部と、外部より入力され
    るディジタル入力信号が供給され、ディジタルフィルタ
    から成る第1インターポレーションフィルタ、上記第1
    インターポレーションフィルタから出力されるディジタ
    ル信号が供給され、ディジタルフィルタから成る第2イ
    ンターポレーションフィルタ、及び上記第2インターポ
    レーションフィルタから出力されるディジタル信号をア
    ナログ出力信号に変換するD/A変換器からなるD/A
    変換部と、上記第1デシメーションフィルタ及び上記第
    2インターポレーションフィルタのフィルタ特性を定め
    る係数発生装置と、上記第2デシメーションフィルタ及
    び上記第1インターポレーションフィルタのフィルタ特
    性を定める係数発生装置とを備えたA/D、D/A変換
    装置。
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