JPH04318782A - Continuous variable time axis compression and expansion circuit - Google Patents

Continuous variable time axis compression and expansion circuit

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JPH04318782A
JPH04318782A JP3086543A JP8654391A JPH04318782A JP H04318782 A JPH04318782 A JP H04318782A JP 3086543 A JP3086543 A JP 3086543A JP 8654391 A JP8654391 A JP 8654391A JP H04318782 A JPH04318782 A JP H04318782A
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JP
Japan
Prior art keywords
sampling frequency
time
circuit
sampling
expansion
Prior art date
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Application number
JP3086543A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Onishi
誠 大西
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04318782A publication Critical patent/JPH04318782A/en
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Abstract

PURPOSE:To attain time axis conversion while a sampling frequency of an output is unchanged from that of an input by using employing a buffer memory to convert the time axis and a sampling frequency converter using a time change coefficient filter. CONSTITUTION:An input signal is a data (indicated in black dots) sampled by a sine wave fs as shown in figure 2-a. The data is inputted to a buffer memory 1 at the sampling frequency fs and read at a sampling frequency fs' slower than the frequency fs. As a result, the time axis is expanded and the data is converted into a sinusoidal wave data string as shown in figure 2-b. Since the frequency fs' is not in the relation of an integral number with the frequency fs, no data among the data subject to time expansion is in existence at an output sampling point of time. Thus, data (indicated in white dots) on a point of time of the sampling of the frequency fs are interpolated by a frequency multiplier circuit 2 from the data (indicated in black dots) subject to time axis expansion to obtain an output data. Thus, the continuous variable time axis compression expansion circuit is realized, in which an optional time axis conversion ratio is compressed/expanded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は時間軸の圧縮および伸張
回路に係わり、特にディジタル信号処理装置における、
信号の時間軸の変換比を連続的に可変出来る、連続可変
時間軸圧縮伸張回路に関する。
[Field of Industrial Application] The present invention relates to a time axis compression and decompression circuit, and particularly to a digital signal processing device.
This invention relates to a continuously variable time axis compression/expansion circuit that can continuously vary the time axis conversion ratio of a signal.

【0002】0002

【従来の技術】ディジタル信号処理では標本化されてい
るために、標本時間間隔を変えることにより、時間軸の
圧縮伸張が容易に出来る。そこで、この時間軸圧縮伸張
を応用した情報圧縮、信号多重方式がよく用いられる。 ところで、時間軸圧縮伸張は、標本化周波数の変換と基
本的に同じ操作であり、時間軸圧縮は標本化周波数逓減
(間引き)と、時間軸伸張は標本化周波数逓倍(補間)
と等価な信号処理である。
2. Description of the Related Art Since digital signal processing involves sampling, the time axis can be easily compressed and expanded by changing the sampling time interval. Therefore, information compression and signal multiplexing systems that apply this time axis compression and expansion are often used. By the way, time axis compression/expansion is basically the same operation as sampling frequency conversion; time axis compression involves sampling frequency reduction (thinning), and time axis expansion involves sampling frequency multiplication (interpolation).
This is signal processing equivalent to

【0003】この標本化周波数の変換では構成の容易さ
から、従来、標本化周波数の比を2のべき乗に選ぶこと
が多かった。標本化周波数比が簡単な整数比でない場合
には、標本化周波数を一旦、変換の前後の標本化周波数
の最小公倍数の周波数とすることになるが、一般には非
常に高い周波数となり、実現不可能な場合が多かった。 この補間を時変係数フィルタで行い、標本化周波数の比
が簡単な整数比とならない場合でも標本化周波数の変換
を可能とした方式に、特願昭61−15633 号に述
べられた補間方式がある。
Conventionally, in this conversion of sampling frequencies, the ratio of sampling frequencies has often been selected to be a power of 2 for ease of construction. If the sampling frequency ratio is not a simple integer ratio, the sampling frequency must be set to the least common multiple of the sampling frequencies before and after conversion, but this is generally a very high frequency and is not possible. There were many cases. The interpolation method described in Japanese Patent Application No. 15633/1980 is a method that performs this interpolation using a time-varying coefficient filter and makes it possible to convert the sampling frequency even when the ratio of the sampling frequencies is not a simple integer ratio. be.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】時間軸圧縮伸張に伴っ
て必要な標本化周波数の変換を行う場合、所望の信号成
分以外の信号が発生する。すなわち標本化定理によれば
、標本化信号は、標本化周波数の1/2までの周波数成
分を折り返した信号スペクトルを持つ。従って、標本化
周波数を上げる場合には、高調波の発生が生じ、標本化
周波数を下げる場合には折り返し現象が生ずる。後者の
場合には、標本化周波数を変換した後では取り除くこと
が出来ない、いわゆる折り返し歪となる。従って、時間
軸圧縮伸張に伴う標本化周波数変換には、折り返し除去
フィルタが必須である。
Problems to be Solved by the Invention When converting the sampling frequency necessary for time axis compression/expansion, signals other than desired signal components are generated. That is, according to the sampling theorem, a sampled signal has a signal spectrum in which frequency components up to 1/2 of the sampling frequency are folded back. Therefore, when the sampling frequency is increased, harmonics are generated, and when the sampling frequency is decreased, an aliasing phenomenon occurs. In the latter case, so-called aliasing distortion occurs that cannot be removed after converting the sampling frequency. Therefore, an aliasing removal filter is essential for sampling frequency conversion accompanying time axis compression/expansion.

【0005】また、応用によっては、時間圧縮伸張の比
率を連続的に可変したい場合もある。この様な場合には
、上記折り返し除去フィルタの特性も時間変換比に応じ
て、連続的に可変する必要がある。
[0005] Depending on the application, there may be cases where it is desired to continuously vary the time compression/expansion ratio. In such a case, the characteristics of the aliasing removal filter need to be continuously varied in accordance with the time conversion ratio.

【0006】本発明の目的は第一に簡単な整数比でない
時間変換比の時間圧縮伸張回路を提供することにある。 また第二の目的は、時間変換比の設定に応じて、折り返
し除去フィルタの遮断周波数を変えることの出来る時間
圧縮伸張回路を得ることである。さらに本発明の第三の
目的として、時間変換比を連続的に変えられる連続可変
時間軸圧縮伸張回路を提供することにある。
The first object of the present invention is to provide a time compression/expansion circuit with a time conversion ratio that is not a simple integer ratio. A second object is to obtain a time compression/expansion circuit that can change the cutoff frequency of the aliasing removal filter in accordance with the setting of the time conversion ratio. A third object of the present invention is to provide a continuously variable time base compression/expansion circuit that can continuously change the time conversion ratio.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、上記従来技術で述べた補間方式にフィルタ機能を付
加し、時間軸圧縮伸張回路に応用する。まず上掲の特願
昭61−15633 号に述べられた、時変係数FIR
フィルタを用いた補間方式について説明する。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, a filter function is added to the interpolation method described in the prior art section and applied to a time axis compression/expansion circuit. First, the time-varying coefficient FIR described in the above-mentioned patent application No. 15633/1982
An interpolation method using a filter will be explained.

【0008】標本化定理によれば、図4に示したように
、周期T1で標本化されたデ−タ列f(nT1)(黒丸
で示す)から、元の時間関数f(t)は、Sinc(t
)=sint/tを用いて      f(t)=f(nT)Sinc{π(t+n
T1)/T1}=Σf(nT1)Sc(n,τ)   
     (数1)と表すことができる。ここでτ=t
/T1は出力時刻tをT1周期で計ったときの端数、S
c(n,τ)=sin{π(τ+n)}/(τ+n)で
ある。数1は離散デ−タfn=f(nT1)の一次結合
で時刻tのデ−タ値を予測するとき、結合係数Sc(n
,τ)はtの関数となることを示している。時変係数α
n(τ)=Sc(n,τ)は(数1)式のSinc(t
)の他、いろいろな関数を用いることが出来る。
According to the sampling theorem, as shown in FIG. 4, from the data sequence f(nT1) (indicated by a black circle) sampled at period T1, the original time function f(t) is Sinc(t
)=sint/t using f(t)=f(nT)Sinc{π(t+n
T1)/T1}=Σf(nT1)Sc(n,τ)
(Equation 1) Here τ=t
/T1 is the fraction of output time t measured in T1 period, S
c(n, τ)=sin {π(τ+n)}/(τ+n). Equation 1 shows that when predicting the data value at time t by linear combination of discrete data fn=f(nT1), the coupling coefficient Sc(n
, τ) is a function of t. Time-varying coefficient α
n(τ) = Sc(n, τ) is Sinc(t
) and various other functions can be used.

【0009】数1を有限個のデータNで近似すると、補
間値f(t)は、時変係数Sc(n,τ)をもつ非巡回
型(FIR)フィルタの出力として得られる。このこと
から補間(あるいは標本化周波数変換)は、時変係数フ
ィルタによりハードウェアとして実現できることが分か
る。ディジタル補間器のハードウェア構成を図5に示す
。図5において、511,〜,51Nは遅延素子、52
0,521,〜,52N は係数掛算器、531,〜,
53Nは加算器、54はROM、55はカウンタ、56
はラッチレジスタである。遅延素子,係数掛算器,加算
器は入力標本化周波数fs1 で動作するFIRフィル
タを構成している。
When Equation 1 is approximated by a finite number of data N, the interpolated value f(t) is obtained as the output of an acyclic (FIR) filter with time-varying coefficients Sc(n, τ). This shows that interpolation (or sampling frequency conversion) can be implemented in hardware using a time-varying coefficient filter. The hardware configuration of the digital interpolator is shown in FIG. In FIG. 5, 511, . . . , 51N are delay elements, 52
0,521,~,52N are coefficient multipliers, 531,~,
53N is an adder, 54 is a ROM, 55 is a counter, 56
is a latch register. The delay element, coefficient multiplier, and adder constitute an FIR filter that operates at the input sampling frequency fs1.

【0010】時変係数Sc(n,τ)を定めるパラメー
タτは、出力の標本化周期T2=1/fs2 によって
与えられるデータ出力時刻tにより、      t=nT1+τ=mT2         
                         
          (数2)と表される。ハードウェ
アでτを求めるには(図5参照)、T1よりも充分高速
なクロックパルスを入力したカウンタ7を、T1周期で
リセットし、計数値をT2周期で読み出し、ラッチレジ
スタ56に保持することで実現できる。時変係数Sc(
n,τ)を前もってROM54に書き込んでおき、求め
たτにより、これを読み出し、FIRフィルタの係数と
して係数掛け算器520,521,〜,52N に与え
れば、時変係数フィルタによる補間装置が実現される。 τは、出力標本化周期によって与えられる出力時刻t 
によって決まり、入力標本化周期とは独立であるから、
図5で与えられる構成によって、標本化周波数の比を自
由に設定できる補間装置が得られることが分かる。
The parameter τ that determines the time-varying coefficient Sc(n, τ) is determined by the data output time t given by the output sampling period T2=1/fs2, t=nT1+τ=mT2

(Math. 2) To obtain τ using hardware (see FIG. 5), the counter 7 that receives a clock pulse that is sufficiently faster than T1 must be reset at the T1 period, the counted value must be read out at the T2 period, and held in the latch register 56. This can be achieved with Time-varying coefficient Sc(
n, τ) is written in the ROM 54 in advance, read it out using the obtained τ, and supplies it to the coefficient multipliers 520, 521, . Ru. τ is the output time t given by the output sampling period
Since it is determined by and independent of the input sampling period,
It can be seen that the configuration shown in FIG. 5 provides an interpolation device in which the ratio of sampling frequencies can be set freely.

【0011】次に時変係数フィルタを用いた補間装置に
、折り返し除去フィルタ機能を付加する方法について説
明する。数1で用いた時変係数Sc(n,τ)は、遮断
周波数fs1/2の理想LPFのインパルス応答でもあ
る。 この補間装置はそのままで、fs1/2の遮断周波数を
持つLPFになっている。従って、fs1<fs2、す
なわち標本化周波数逓倍の場合には、折り返し除去フィ
ルタは必要ない。ところが、fs1>fs2(標本化周
波数逓減)の場合には、出力のNyquist周波数(
fs2/2)より高い周波数成分の信号が折り返されて
、出力される。そこで、補間関数Sinc(x)の周波
数fs1をfs2にずらせば、補間器の時変係数フィル
タの遮断周波数を変えることが出来る。すなわち、折り
返し除去フィルタが時変係数を変形することにより実現
できる。Sinc(x)=sinx/xを変形して、x
=ω1t/2=πfs1(nT1+τ)において、fs
1=fs2*r(逓減の時、r>1)とすると、      Sinc(x)=sin{π(n+τ)*r
}/{π(n+τ)*r}=Sc′(n,τ,r) (
数3)となる。ここで、x=π(n+τ)*rである。 変形された時変係数Sc′(n,τ,r)は係数タップ
次数n,補間時刻τ,標本化周波数比rの関数として与
えられる。
Next, a method of adding an aliasing removal filter function to an interpolation device using a time-varying coefficient filter will be explained. The time-varying coefficient Sc(n, τ) used in Equation 1 is also the impulse response of an ideal LPF with a cutoff frequency fs1/2. This interpolation device remains as it is and becomes an LPF with a cutoff frequency of fs1/2. Therefore, in the case of fs1<fs2, ie, sampling frequency multiplication, no aliasing removal filter is required. However, in the case of fs1>fs2 (sampling frequency decreasing), the output Nyquist frequency (
fs2/2), signals with higher frequency components are folded back and output. Therefore, by shifting the frequency fs1 of the interpolation function Sinc(x) to fs2, the cutoff frequency of the time-varying coefficient filter of the interpolator can be changed. That is, the aliasing removal filter can be realized by modifying the time-varying coefficients. Transforming Sinc(x)=sinx/x, x
=ω1t/2=πfs1(nT1+τ), fs
If 1=fs2*r (at the time of gradual decrease, r>1), then Sinc(x)=sin{π(n+τ)*r
}/{π(n+τ)*r}=Sc′(n, τ, r) (
Equation 3) is obtained. Here, x=π(n+τ)*r. The modified time-varying coefficient Sc'(n, τ, r) is given as a function of the coefficient tap order n, the interpolation time τ, and the sampling frequency ratio r.

【0012】折り返し除去フィルタ機能を付加したディ
ジタル補間器のハードウェア構成を図6に示す。図6に
おいて、610,〜,61N−1,61Nは係数掛算器
、621,〜,62N は遅延素子、631,〜,63
Nは加算器、64はROM、65はカウンタ、66,6
7はラッチレジスタ、68は加減算器である。遅延素子
,係数掛算器,加算器は入力標本化周波数fs1 で動
作するFIRフィルタを構成している。ただし、図5の
構成と異なる別の形式となっている。回路機能はどちら
の形式も全く同じである。時変係数Sc′(n,τ,r
)=αn(τ,r)を決める標本化周波数比r=fs1
/fs2=T2/T1 を決定するには、T1およびT
2を求めればよい(ここでは、入力標本化周期T1は既
に既知であるものとする)。T2を求めるため、相続く
補間時刻τn,τn−1の差を求める。数2から、差T
2′は、      T2′=τn−τn−1=T2−kT1  
                         
       (数4)となる。数4で、kは整数であ
る。したがって、補間時刻の差にT1の補正を加えれば
T2が求められる。T2は変動しても、その変動幅はT
1より小さいから、この補正演算は容易に行える。図6
の構成例では、ラッチレジスタ66,67で得られるτ
n,τn−1を加減算器68に入力して差T2′を求め
る。これをROM64に入力し、ROM64で、T2′
の補正演算、およびr=T1/T2の計算を行う。これ
により、標本化周波数比rが求められ、時変係数αn(
τ,r)が決定できる。
FIG. 6 shows the hardware configuration of a digital interpolator with an added aliasing filter function. In FIG. 6, 610,~,61N-1,61N are coefficient multipliers, 621,~,62N are delay elements, and 631,~,63
N is an adder, 64 is a ROM, 65 is a counter, 66,6
7 is a latch register, and 68 is an adder/subtractor. The delay element, coefficient multiplier, and adder constitute an FIR filter that operates at the input sampling frequency fs1. However, it has a different format from the configuration shown in FIG. The circuit function is exactly the same for both types. Time-varying coefficient Sc′(n, τ, r
)=sampling frequency ratio r=fs1 that determines αn(τ, r)
To determine /fs2=T2/T1, T1 and T
2 (here, it is assumed that the input sampling period T1 is already known). In order to obtain T2, the difference between successive interpolation times τn and τn-1 is determined. From equation 2, the difference T
2' is T2'=τn-τn-1=T2-kT1

(Equation 4). In equation 4, k is an integer. Therefore, T2 can be obtained by adding the correction of T1 to the difference in interpolation time. Even if T2 fluctuates, the range of fluctuation is T
Since it is smaller than 1, this correction calculation can be easily performed. Figure 6
In the configuration example, τ obtained by the latch registers 66 and 67
n and τn-1 are input to the adder/subtractor 68 to find the difference T2'. Input this to ROM64, and in ROM64, T2'
and the calculation of r=T1/T2. As a result, the sampling frequency ratio r is obtained, and the time-varying coefficient αn(
τ, r) can be determined.

【0013】以上説明したように、時変係数を持つFI
Rフィルタを用いて、その係数を若干変形することによ
り、標本化周波数の変換とフィルタ処理を一つの回路構
成で、実行することが出来ることが分かった。これを応
用して、連続可変時間軸圧縮伸張回路を簡便に構成する
ことが出来る。
As explained above, FI with time-varying coefficients
It has been found that by using an R filter and slightly modifying its coefficients, it is possible to perform sampling frequency conversion and filter processing with one circuit configuration. By applying this, a continuously variable time axis compression/expansion circuit can be easily configured.

【0014】時間軸圧縮伸張回路は、上述したディジタ
ル補間器とバッファメモリを用いることにより実現する
ことが出来る。補間器とメモリの組合せ方により2通り
の構成が出来る。第一は、まず標本化周期Tの入力デー
タ列fn(t=nT)から、圧縮伸張時刻t′=nT′
 でのデータ値を補間器で補間する。次にバッファメモ
リで元の標本化時刻t に時間移動する。第二の方法は
、入力データ列を圧縮伸張時刻に時間移動してから、標
本化時刻のデータを補間により求める。いずれの方法も
補間器を逓倍器とすれば、時間伸張となり、逓減動作を
行わせれば、時間圧縮が出来る。
The time-base compression/expansion circuit can be realized by using the above-mentioned digital interpolator and buffer memory. Two configurations are possible depending on how the interpolator and memory are combined. First, from an input data string fn (t=nT) with a sampling period T, compression and decompression time t'=nT'
Interpolate the data values at with an interpolator. Next, time is moved to the original sampling time t in the buffer memory. In the second method, the input data string is moved in time to the compression/expansion time, and then the data at the sampling time is obtained by interpolation. In either method, if the interpolator is used as a multiplier, time will be expanded, and if a step-down operation is performed, time can be compressed.

【0015】[0015]

【作用】以上説明した方法により、標本化周波数変換比
(あるいは、時間軸圧縮伸張比)を2のべき乗以外の任
意の比とすることが出来る。この方法はさらに、時間圧
縮伸張比を連続的に可変することも出来る。いずれの場
合も、ディジタル補間器自体が折り返し除去フィルタ機
能を持ち、しかも、時間軸圧縮伸張比に応じて、折り返
し除去フィルタの遮断周波数が変わるので、改めて、特
性可変フィルタを用意する必要はない。
[Operation] By the method described above, the sampling frequency conversion ratio (or time axis compression/expansion ratio) can be set to any ratio other than a power of 2. This method can also continuously vary the time compression/expansion ratio. In either case, the digital interpolator itself has an aliasing removal filter function, and the cutoff frequency of the aliasing removal filter changes depending on the time axis compression/expansion ratio, so there is no need to prepare a variable characteristic filter.

【0016】元の信号を再生する場合には、受信側で、
送信側と反対の処理を行い、時間圧縮伸張比を送受間で
予め決めて置くか、コード化して伝送する。たとえば、
送信機側で、時間圧縮を行い、受信機側で、時間伸張を
行うと、情報伝送速度を小さくすることが出来、他の情
報を多重化したり、帯域の狭い伝送路を用いて、情報伝
送に用いたりすることが出来る。また、ATM(Asy
nchronous TransmissionMod
e)伝送の様な、伝送速度の変わる伝送方式にも柔軟に
対応できる。
[0016] When reproducing the original signal, on the receiving side,
The process is the opposite of that on the transmitting side, and the time compression/expansion ratio is either predetermined between the transmitter and receiver, or it is encoded and transmitted. for example,
By performing time compression on the transmitter side and time expansion on the receiver side, the information transmission speed can be reduced, and the information transmission speed can be reduced by multiplexing other information or using a transmission path with a narrow band. It can be used for. In addition, ATM (Asy
nchronous TransmissionMod
e) It is possible to flexibly respond to transmission methods with changing transmission speeds, such as transmission.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明による時間軸伸張回路の一実施例であ
る。図1において、1はバッファメモリ、2は標本化周
波数逓倍回路である。図1の実施例の動作を図2に示す
動作信号波形図を参照しながら説明する。入力信号は2
−aに示すような正弦波をfsで標本化したデータ(黒
点で表す。)とする。これをバッファメモリ1に標本化
周波数fsで入力し、fsより遅い標本化周波数fs′
で読み出す。時間軸が引き伸ばされ、2−bに示すよう
な正弦波を表すデータ列に変換される。ところが、fs
′はfsと整数比の関係にないので、時間伸張したデー
タは、出力標本時点上(fs−1の整数倍)にはデータ
が無い。そこで、時間軸伸張されたデータ(黒点)から
、fs標本時点上のデータ(白点)を周波数逓倍回路2
で補間し、出力データを得る。標本化周波数逓倍回路と
しては、図5に示したディジタル補間器を用いることが
出来る。図5の時変係数FIRフィルタ部分は、図6の
様な構成にしても構わない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a time base expansion circuit according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a buffer memory, and 2 is a sampling frequency multiplier circuit. The operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be explained with reference to the operation signal waveform diagram shown in FIG. The input signal is 2
−a is sampled data (represented by black dots) at fs. This is input into buffer memory 1 at sampling frequency fs, and sampling frequency fs' slower than fs
Read it with . The time axis is stretched and converted into a data string representing a sine wave as shown in 2-b. However, fs
' is not in an integer ratio relationship with fs, so the time-expanded data has no data at the output sampling point (an integer multiple of fs-1). Therefore, from the time axis expanded data (black dots), the data at the fs sample time point (white dots) is transferred to the frequency multiplier circuit 2.
Interpolate with and obtain output data. As the sampling frequency multiplication circuit, the digital interpolator shown in FIG. 5 can be used. The time-varying coefficient FIR filter portion in FIG. 5 may be configured as shown in FIG. 6.

【0018】図3に本発明による時間軸伸張回路の他の
実施例を示す。図3において、3は標本化周波数逓倍回
路、4はバッファメモリである。入力データ列は、標本
化周波数fsで、標本化周波数逓倍回路3に入力され、
fsより速い標本化周波数fs′に変換される。時間伸
張比はfs′/fsである。標本化周波数逓倍回路3で
、補間されたデータ列をバッファメモリ4に入力し、元
の標本化周波数fsで読み出す。こうして、補間データ
の時間が引き伸ばされ、しかも標本化周波数がfsにな
ったデータ列が得られる。
FIG. 3 shows another embodiment of the time base expansion circuit according to the present invention. In FIG. 3, 3 is a sampling frequency multiplier circuit, and 4 is a buffer memory. The input data string is input to the sampling frequency multiplier circuit 3 at the sampling frequency fs,
It is converted to a sampling frequency fs' which is faster than fs. The time stretching ratio is fs'/fs. The data string interpolated by the sampling frequency multiplier 3 is input to the buffer memory 4 and read out at the original sampling frequency fs. In this way, a data string is obtained in which the time of the interpolated data is extended and the sampling frequency is fs.

【0019】図7は本発明による時間軸圧縮回路の一実
施例である。図7において、5は標本化周波数逓減回路
、6はバッファメモリである。図7の実施例の動作を図
8に示す動作信号波形図を参照しながら説明する。入力
信号の例として、8−aに示すような正弦波をfsで標
本化したデータ(黒点で表す。)で説明する。これを標
本化周波数逓減回路5に入力し、fsより遅い標本化周
波数fs′のデータを補間する(白丸)。時間圧縮比は
fs′/fsとなる。補間データをバッファメモリ6に
入力し、元の標本化周波数fsで読み出すと、時間軸圧
縮が行われ、8−bに示すような正弦波を表すデータ列
に変換される。
FIG. 7 shows an embodiment of a time base compression circuit according to the present invention. In FIG. 7, 5 is a sampling frequency reduction circuit, and 6 is a buffer memory. The operation of the embodiment shown in FIG. 7 will be explained with reference to the operation signal waveform diagram shown in FIG. As an example of the input signal, data (represented by black dots) obtained by sampling a sine wave at fs as shown in 8-a will be used. This is input to the sampling frequency reduction circuit 5, and data with a sampling frequency fs' slower than fs is interpolated (white circle). The time compression ratio is fs'/fs. When the interpolated data is input to the buffer memory 6 and read out at the original sampling frequency fs, time axis compression is performed and converted into a data string representing a sine wave as shown in 8-b.

【0020】時間軸圧縮を行うときは標本化周波数の逓
減を行うことになるので、入力信号中に圧縮後の標本化
周波数(fs′)の1/2よりも高い周波数成分が含ま
れていると折り返し雑音を生ずる。このため、折り返し
成分を予め取り除いておく低域通過フィルタが必要にな
る。しかしながら、本発明では、折り返し除去フィルタ
機能を有する標本化周波数逓減回路5を用いているので
、この処理は不要である。標本化周波数逓減回路5とし
ては、図6に示したディジタル補間器を用いることが出
来る。図6の時変係数FIRフィルタ部分は、図5の様
な構成にすることも出来る。
[0020] When performing time axis compression, the sampling frequency is gradually decreased, so the input signal contains frequency components higher than 1/2 of the sampling frequency (fs') after compression. This causes aliasing noise. Therefore, a low-pass filter is required to remove the aliasing component in advance. However, in the present invention, this processing is unnecessary because the sampling frequency reduction circuit 5 having an aliasing removal filter function is used. As the sampling frequency reduction circuit 5, the digital interpolator shown in FIG. 6 can be used. The time-varying coefficient FIR filter portion in FIG. 6 can also be configured as shown in FIG.

【0021】図9に本発明による時間軸圧縮回路の他の
実施例を示す。図9において、7はバッファメモリ、8
は標本化周波数逓減回路である。入力データ列は、標本
化周波数fsで、バッファメモリ7に入力し、fsより
速い標本化周波数fs′で読み出し、時間圧縮を行う。 時間圧縮比はfs/fs′である。読み出したデータ列
の標本化周波数fsの時点でのデータを補間するため、
メモリから読み出したデータ列を標本化周波数逓減回路
8に入力し、標本化周波数をfsに変換する。こうして
、時間圧縮された出力データが得られる。この実施例で
も標本化周波数の逓減が行われるが、図7の実施例と同
様に、折り返し除去フィルタ機能を持つディジタル補間
器を用いることにより、別にフィルタは必要としない。
FIG. 9 shows another embodiment of the time base compression circuit according to the present invention. In FIG. 9, 7 is a buffer memory, 8
is a sampling frequency reduction circuit. The input data string is input to the buffer memory 7 at a sampling frequency fs, read out at a sampling frequency fs' faster than fs, and time-compressed. The time compression ratio is fs/fs'. In order to interpolate the data at the sampling frequency fs of the read data string,
The data string read from the memory is input to the sampling frequency reduction circuit 8, and the sampling frequency is converted to fs. In this way, time-compressed output data is obtained. Although the sampling frequency is decreased in this embodiment as well, as in the embodiment of FIG. 7, a digital interpolator having an aliasing removal filter function is used, so no separate filter is required.

【0022】以上説明したように、本発明によれば標本
値データ列の時間軸を任意の比に圧縮伸張することが出
来る。従来の方法では時間軸変換比が2のべき乗でない
場合には、データの補間が複雑となり、実現が困難であ
った。本発明では任意比の標本化周波数変換が可能な、
ディジタル補間器を採用することにより、任意比の時間
軸圧縮伸張が可能となった。さらに、時間軸伸張を行う
場合には、折り返し除去フィルタが必要となるが、上記
ディジタル補間器はこのフィルタ機能を兼ね備えている
ので、改めてフィルタを用いる必要がない。
As explained above, according to the present invention, the time axis of a sample value data sequence can be compressed and expanded to an arbitrary ratio. In conventional methods, when the time axis conversion ratio is not a power of 2, data interpolation becomes complicated and difficult to implement. In the present invention, sampling frequency conversion of arbitrary ratio is possible.
By employing a digital interpolator, it has become possible to compress and expand the time axis at any ratio. Furthermore, when performing time axis expansion, an aliasing removal filter is required, but since the digital interpolator has this filter function, there is no need to use a new filter.

【0023】さらに、本発明の時間軸圧縮伸張回路は、
時間軸変換比を連続的に変えることが出来る。この場合
、折り返し除去フィルタの遮断周波数もそれに応じて、
変える必要があるが、上述したように本発明に用いたデ
ィジタル補間器によって、自動的に実現される。
Furthermore, the time axis compression/expansion circuit of the present invention:
The time axis conversion ratio can be changed continuously. In this case, the cutoff frequency of the aliasing filter is also changed accordingly.
This is automatically achieved by the digital interpolator used in the present invention, as described above.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、任意の時間軸変換比の
圧縮伸張が可能な、連続可変時間軸圧縮伸張回路が実現
できる。また時間軸圧縮に伴って必要となる折り返し除
去フィルタ機能を兼ね備えており、しかもその遮断周波
数が時間軸変換比の設定に伴って自動的に変わる。した
がって、改めて可変フィルタを設ける必要がなく、構成
を簡素化することが出来る。さらに時間軸圧縮伸張によ
る多重伝送方式にも応用でき、帯域の狭い伝送路を用い
て伝送を行ったり、伝送速度を可変する伝送方式に適用
することもできる。
According to the present invention, a continuously variable time axis compression/expansion circuit capable of compression/expansion at an arbitrary time axis conversion ratio can be realized. It also has an aliasing removal filter function required with time axis compression, and its cutoff frequency automatically changes according to the setting of the time axis conversion ratio. Therefore, there is no need to newly provide a variable filter, and the configuration can be simplified. Furthermore, it can be applied to a multiplex transmission system using time axis compression/expansion, and it can also be applied to a transmission system that performs transmission using a transmission path with a narrow band or that varies the transmission speed.

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

【図1】本発明による時間軸伸張回路の1実施例の構成
図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of one embodiment of a time base expansion circuit according to the present invention.

【図2】図1の実施例の動作信号波形説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of operation signal waveforms in the embodiment of FIG. 1;

【図3】本発明の第二の実施例の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明で用いるディジタル補間器の原理説明図
である。
FIG. 4 is a diagram explaining the principle of a digital interpolator used in the present invention.

【図5】ディジタル補間器の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a digital interpolator.

【図6】ディジタル補間器の別の構成図である。FIG. 6 is another configuration diagram of the digital interpolator.

【図7】本発明による時間軸圧縮回路の一実施例の構成
図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of an embodiment of a time base compression circuit according to the present invention.

【図8】図7の実施例の動作信号波形説明図である。8 is an explanatory diagram of operation signal waveforms in the embodiment of FIG. 7; FIG.

【図9】本発明の第四の実施例の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,4,6,7…バッファメモリ、2,3…標本化周波
数逓倍回路、5,8…標本化周波数逓減回路、511,
〜,51N,621,〜,62N…遅延素子、520,
521,〜,52N,610,〜,61N−1,61N
…係数掛算器、531,〜,53N,631,〜,63
N…加算器、54,64…ROM、55,65…カウン
タ、56,66,67…ラッチレジスタ、68…加減算
器。
1, 4, 6, 7...Buffer memory, 2, 3...Sampling frequency multiplication circuit, 5,8...Sampling frequency reduction circuit, 511,
~, 51N, 621, ~, 62N...delay element, 520,
521, ~, 52N, 610, ~, 61N-1, 61N
...Coefficient multiplier, 531, ~, 53N, 631, ~, 63
N... Adder, 54, 64... ROM, 55, 65... Counter, 56, 66, 67... Latch register, 68... Addition/subtraction device.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】標本化周波数fsの入力データ列をバッフ
ァメモリに入力し、fsと異なる標本化周波数fs′で
読み出して、時間軸圧縮あるいは伸張を行い、前記バッ
ファメモリの後段に縦続接続した標本化周波数変換回路
で、標本化周波数をfsに変換して出力することを特徴
とする時間軸圧縮および伸張回路。
1. An input data string with a sampling frequency fs is input to a buffer memory, read out at a sampling frequency fs' different from fs, subjected to time axis compression or expansion, and a sample is cascaded to a subsequent stage of the buffer memory. 1. A time axis compression and expansion circuit, which is a frequency conversion circuit that converts a sampling frequency into fs and outputs the converted signal.
【請求項2】標本化周波数fsの入力データ列を標本化
周波数変換回路に入力して、fsと異なる標本化周波数
fs′に変換し、前記標本化周波数変換回路の後段に縦
続接続したバッファメモリに入力し、元の標本化周波数
fsで読み出すことにより、時間軸圧縮あるいは伸張を
行うことを特徴とする時間軸圧縮および伸張回路。
2. A buffer memory which inputs an input data string at a sampling frequency fs to a sampling frequency conversion circuit and converts it to a sampling frequency fs' different from fs, and which is connected in cascade after the sampling frequency conversion circuit. 1. A time-base compression and expansion circuit, characterized in that it performs time-base compression or expansion by inputting data to the original sampling frequency fs and reading it out at the original sampling frequency fs.
【請求項3】請求項1及び請求項2記載の時間軸伸張回
路において、前記標本化周波数変換回路を、入力標本化
周波数fs1 で周期的に初期設定される計時装置によ
って、出力標本化周波数fs2 の標本化パルスの時刻
を計測し、該出力標本化時刻によって定まるフィルタ係
数を持つ時変係数フィルタを用いて、前記入力標本化周
期で標本化された入力信号系列を、出力標本化周波数で
標本化し直した出力信号系列に変換する様に構成した標
本化周波数変換回路を用いることを特徴とする連続可変
時間軸伸張回路。
3. In the time axis expansion circuit according to claim 1 and claim 2, the sampling frequency conversion circuit is controlled by a clock device which is periodically initialized at an input sampling frequency fs1 to obtain an output sampling frequency fs2. The input signal sequence sampled at the input sampling period is sampled at the output sampling frequency using a time-varying coefficient filter having a filter coefficient determined by the output sampling time. 1. A continuously variable time axis expansion circuit, characterized in that it uses a sampling frequency conversion circuit configured to convert into a recoded output signal sequence.
【請求項4】請求項1及び請求項2記載の時間軸圧縮回
路において、前記標本化周波数変換回路を、入力標本化
周波数fs1 で周期的に初期設定される計時装置によ
って、出力標本化周波数fs2 の標本化パルスの時刻
を計測し、該出力標本化時刻および、前記入力標本化周
波数fs1 と出力標本化周波数fs2の比r=fs1
/fs2とによって定まるフィルタ係数を持つ時変係数
フィルタを用いて、前記入力標本化周期で標本化された
入力信号系列を、出力標本化周波数で標本化し直した出
力信号系列に変換する様に構成した標本化周波数変換回
路を用いることを特徴とする連続可変時間軸圧縮回路。
4. The time axis compression circuit according to claim 1 and claim 2, wherein the sampling frequency conversion circuit is controlled to have an output sampling frequency fs2 by a clock device which is periodically initialized at an input sampling frequency fs1. The time of the sampling pulse is measured, and the output sampling time and the ratio r=fs1 of the input sampling frequency fs1 and the output sampling frequency fs2 are calculated.
/fs2, and is configured to convert the input signal sequence sampled at the input sampling period into an output signal sequence sampled at the output sampling frequency using a time-varying coefficient filter having a filter coefficient determined by /fs2. A continuously variable time-base compression circuit characterized by using a sampling frequency conversion circuit.
【請求項5】請求項1あるいは請求項2記載の時間軸圧
縮回路および時間軸伸張回路を備え、あるいは、請求項
3記載の連続可変時間軸伸張回路と請求項4記載の連続
可変時間軸圧縮回路とを備え、さらに圧縮回路および伸
張回路の時間軸変換比を予め定めておくか、あるいは共
通の時間軸変換比制御信号を用いることを特徴とする連
続可変時間軸圧縮伸張回路。
5. A time base compression circuit and a time base expansion circuit according to claim 1 or 2, or a continuously variable time base expansion circuit according to claim 3 and a continuously variable time base compression circuit according to claim 4. 1. A continuously variable time base compression/expansion circuit comprising a circuit, and further comprising a time base conversion ratio of the compression circuit and the expansion circuit that is determined in advance, or a common time base conversion ratio control signal.
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