JPH04360410A - Sinc filter - Google Patents
Sinc filterInfo
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- JPH04360410A JPH04360410A JP13635091A JP13635091A JPH04360410A JP H04360410 A JPH04360410 A JP H04360410A JP 13635091 A JP13635091 A JP 13635091A JP 13635091 A JP13635091 A JP 13635091A JP H04360410 A JPH04360410 A JP H04360410A
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明はSINCフィルタに関し
、特に、フィルタのハードウエア量を減少させる技術に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a SINC filter, and more particularly to a technique for reducing the amount of hardware in a filter.
【0002】0002
【従来の技術】SINCフィルタは、図6(b)に示す
ような周波数特性を有するローパスフィルタであり、通
常、ΣΔA/D変換器における間引きフィルタ(量子化
出力のオーバーサンプリングを解除して通常のデータに
変換するため、およびノイズを除去するために用いられ
るフィルタ)として使用される。2. Description of the Related Art A SINC filter is a low-pass filter having frequency characteristics as shown in FIG. filters used to convert data and remove noise.
【0003】従来のSINCフィルタは、図5に示すよ
うに、巡回形(IIR)フィルタと非巡回形(FIR)
フィルタとを接続して構成される。IIRフィルタは、
加算器(ADD)とD型フリップフロップ等の遅延手段
(Z−1)とからなるアキュムレータ(ACC)をn段
、縦列接続して構成されている。また、FIRフィルタ
は、M次の遅延手段(Z−M)と減算器(SUB)とを
組合わせたアキュムレータをn段、縦列接続して構成さ
れている。Conventional SINC filters include a cyclic (IIR) filter and an acyclic (FIR) filter, as shown in FIG.
It is configured by connecting a filter. The IIR filter is
It is constructed by connecting n stages of accumulators (ACC) in series, each consisting of an adder (ADD) and a delay means (Z-1) such as a D-type flip-flop. Further, the FIR filter is constructed by connecting n stages of accumulators in series, each of which is a combination of M-order delay means (Z-M) and a subtracter (SUB).
【0004】このSINCフィルタのカットオフ特性を
急峻にしようとすると(すなわち、出力の減衰率を大き
くしようとすると)、SINCフィルタの次数を上げる
か、入力をアキュムレートする回数、すなわち間引き率
を大きくすることが必要である。[0004] In order to make the cutoff characteristic of this SINC filter steeper (that is, to increase the output attenuation rate), the order of the SINC filter must be increased, or the number of times the input is accumulated, that is, the decimation rate must be increased. It is necessary to.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】SINCフィルタの出
力の最大ビット幅はSINCフィルタの次数と間引き率
とにより決定され、理論上、入力デ−タのビット幅を“
1”,次数を“n”,間引き率を2の“M”乗とすると
、最大のビット幅は、(1+n×m+1=n×m+2)
ビットとなる。[Problem to be Solved by the Invention] The maximum bit width of the output of the SINC filter is determined by the order of the SINC filter and the thinning rate.
1”, the order is “n”, and the thinning rate is 2 to the “M” power, the maximum bit width is (1+n×m+1=n×m+2)
Becomes a bit.
【0006】したがって、前述のように出力の減衰率を
大きくするために、フィルタの次数や間引き率を大きく
すると、SINCフィルタの出力ビット数も上述の式に
したがって増加する。このため、従来、フィルタを設計
する際、フィルタを構成するハードウエア(アキュムレ
ータ、フリップフロップ等)のビット幅も、入力データ
のビット幅が“1”、SINCフィルタの次数が“n”
、間引き率を2の“m”乗となっている場合には、その
ビット幅を(1+n×m+1=n×m+2)ビットと一
律に決定していた。Therefore, as described above, when the order of the filter and the thinning rate are increased in order to increase the output attenuation rate, the number of output bits of the SINC filter also increases according to the above formula. For this reason, conventionally, when designing a filter, the bit width of the hardware (accumulator, flip-flop, etc.) that makes up the filter is set such that the bit width of the input data is "1" and the order of the SINC filter is "n".
, when the thinning rate is 2 to the "m" power, the bit width is uniformly determined to be (1+n×m+1=n×m+2) bits.
【0007】このような従来フィルタの一例が図3(a
)に示される。この従来例は、入力データのビット幅が
“10”、次数“2”、間引き率“256”のSINC
フィルタである。An example of such a conventional filter is shown in FIG.
) is shown. This conventional example is a SINC in which the input data bit width is "10", the order is "2", and the thinning rate is "256".
It's a filter.
【0008】図示されるように、IIRフィルタを構成
する最終段(2段目)のアキュムレータ(ACC2)の
最大ビット幅は27ビットであり、このビット幅によっ
て、それ以降の回路(FIRフィルタ)のビット幅は決
まってしまう。As shown in the figure, the maximum bit width of the final stage (second stage) accumulator (ACC2) constituting the IIR filter is 27 bits, and this bit width determines the function of the subsequent circuit (FIR filter). The bit width is fixed.
【0009】しかし実際には、上述したように、SIN
Cフィルタの減衰特性は図6(b)に示すようにそれほ
ど大きくなく(すなわち、図6(a)のように急峻な減
衰特性を持たず)、このために、出力のうち実際に使用
するのは出力の上位ビットだけである。したがって、上
述のような一律のビット幅設定を行った場合には、現実
には無駄なビットを設けていることになる。However, in reality, as mentioned above, SIN
The attenuation characteristic of the C filter is not so large as shown in Fig. 6(b) (that is, it does not have a steep attenuation characteristic as shown in Fig. 6(a)), and for this reason, only a small portion of the output is actually used. is only the upper bit of the output. Therefore, if the bit width is set uniformly as described above, in reality, unnecessary bits will be provided.
【0010】本発明はこのような考察に基づいてなされ
たものであり、その目的は、SINCフィルタの必要な
機能を保ちつつハードウエア量を減少させることにある
。The present invention has been made based on such considerations, and its purpose is to reduce the amount of hardware while maintaining the necessary functions of the SINC filter.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、回路の最大ビ
ット幅を決定する、IIRフィルタにおける最終段のア
キュムレータ(ACC)の直前に、下位ビットデータの
シフトを行うシフタを設けたことを特徴とするものであ
る。[Means for Solving the Problems] The present invention is characterized in that a shifter for shifting lower bit data is provided immediately before the final stage accumulator (ACC) in the IIR filter, which determines the maximum bit width of the circuit. That is.
【0012】0012
【作用】本発明では、データをシフトしてからアキュム
レートを行い、オーバーフローを防止してビット幅を抑
制する。[Operation] In the present invention, data is shifted and then accumulated to prevent overflow and suppress the bit width.
【0013】[0013]
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
(構成)図1は本発明のSINCフィルタの一実施例の
構成を示す図ある。本実施例の特徴は、最終段のアキュ
ムレータ(ACCn)の前にシフタ100 を設け、こ
の最終段のアキュムレータ(ACCn)に必要なビット
幅を減少させていることである。Embodiments Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. (Structure) FIG. 1 is a diagram showing the structure of an embodiment of the SINC filter of the present invention. A feature of this embodiment is that a shifter 100 is provided before the final stage accumulator (ACCn) to reduce the bit width required for this final stage accumulator (ACCn).
【0014】図2に示される、シフトする下位のビット
幅αは、SINCフィルタに要求される減衰特性の少な
くとも最小限度を満足させるよう決定する。シフト後の
最大ビット幅は、(n−1)×m+2−αとなる。The lower bit width α to be shifted shown in FIG. 2 is determined so as to satisfy at least the minimum level of attenuation characteristics required of the SINC filter. The maximum bit width after shifting is (n-1)×m+2-α.
【0015】具体的な例として、図3(b)に、ビット
幅が“10”、次数“2”、間引き率“256 ”のS
INCフィルタのブロック図を示す。図3(a)と異な
り、最終段のアキュムレータの前に7ビット下位シフタ
200を設け、最終段のアキュムレータのビット幅が従
来のように27ビットなくても(本例では20ビットで
よい)、オーバーフローを起こさないようにしている。As a specific example, FIG. 3(b) shows an S with a bit width of "10", an order of "2", and a thinning rate of "256".
A block diagram of an INC filter is shown. Unlike in FIG. 3(a), a 7-bit lower shifter 200 is provided before the final stage accumulator, and even if the bit width of the final stage accumulator is not 27 bits as in the conventional case (20 bits is sufficient in this example), Prevents overflow from occurring.
【0016】図3(c)に、3次、間引き率256 の
場合を示す。この場合は、出力の上位12ビットを使用
することとし、シフタ300 のシフト量を6ビットと
して、出力ビット幅を20ビットに抑制している。
(動作)図3(b)を用いて動作を説明する。入力され
た10ビット幅のデータは、まず、アキュムレータAC
C1で間引き率256 に対応する回数、アキュムレー
トされる。その結果、ビット幅は19ビットとなる。こ
の19ビットデータを、そのまま再度アキュムレートす
ると、図3(a)のように、SINCフィルタの出力は
27ビットのデータとなる。しかし、この出力のうち上
位12ビットだけ使用する場合、出力19ビットの下位
7ビットは出力に影響を及ぼさないことになる。FIG. 3(c) shows the case of tertiary thinning with a thinning rate of 256. In this case, the upper 12 bits of the output are used, the shift amount of the shifter 300 is set to 6 bits, and the output bit width is suppressed to 20 bits. (Operation) The operation will be explained using FIG. 3(b). The input 10-bit width data is first input to the accumulator AC.
It is accumulated at C1 the number of times corresponding to the thinning rate of 256. As a result, the bit width becomes 19 bits. If this 19-bit data is directly accumulated again, the output of the SINC filter becomes 27-bit data, as shown in FIG. 3(a). However, if only the upper 12 bits of this output are used, the lower 7 bits of the 19 output bits will not affect the output.
【0017】そこで、ACC1の出力をシフタ200
で下位に7ビットシフトしてからアキュムレータACC
3に加える。すると、自動的にそれ以降のビット幅も7
ビット小さくてよいことになり、最大ビット幅を20ビ
ットに抑制できる。Therefore, the output of ACC1 is transferred to the shifter 200.
Shift to the lower 7 bits with and then shift the accumulator ACC
Add to 3. Then, the bit width after that will also be automatically set to 7.
This means that the bits can be small, and the maximum bit width can be suppressed to 20 bits.
【0018】図4は図3(c)のSINCフィルタを使
用した、ΣΔA/D変換器の構成を示す図である。1ビ
ット量子化器8により量子化されたデータはマルチプレ
クサ9により複数ビットの信号となり、SINCフィル
タに入力される。このSINCフィルタは、量子化出力
のオーバーサンプリングを解除して通常のデータに変換
するため、およびノイズを除去するために用いられる。
フィルタのハードウエア量を削減できるため、ΣΔA/
D変換器全体の構成も簡素化できる。FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a ΣΔ A/D converter using the SINC filter of FIG. 3(c). The data quantized by the 1-bit quantizer 8 is converted into a multi-bit signal by the multiplexer 9, and is input to the SINC filter. This SINC filter is used to cancel oversampling of the quantized output and convert it into normal data, and to remove noise. Since the amount of filter hardware can be reduced, ΣΔA/
The overall configuration of the D converter can also be simplified.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、シフタを
用いてSINCフィルタの出力ビット幅を抑制すること
により、フィルタ構成に必要なハードウエアの量を、必
要な機能を保持しつつ減少させることができる効果があ
る。[Effects of the Invention] As explained above, the present invention uses a shifter to suppress the output bit width of a SINC filter, thereby reducing the amount of hardware required for filter configuration while maintaining necessary functions. There is an effect that can be done.
【図1】本発明のSINCフィルタの一実施例の構成を
示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of a SINC filter of the present invention.
【図2】下位ビットシフト後のデータの様子を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram showing the state of data after lower bit shifting.
【図3】(a)は比較例としての従来例の構成を示す図
、(b)は本発明を適用した2次のSINCフィルタの
構成を示す図、(C)は本発明を適用した3次のSIN
Cフィルタの構成を示す図である。FIG. 3(a) is a diagram showing the configuration of a conventional example as a comparative example, (b) is a diagram showing the configuration of a second-order SINC filter to which the present invention is applied, and (C) is a diagram showing the configuration of a second-order SINC filter to which the present invention is applied. Next SIN
It is a figure showing the composition of a C filter.
【図4】本発明のSINCフィルタを使用したΣΔA/
D変換器の構成を示す図である。[Fig. 4] ΣΔA/ using the SINC filter of the present invention
It is a figure showing the composition of a D converter.
【図5】従来例の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a conventional example.
【図6】(a)は急峻なカットオフ特性を有するローパ
スフィルタの周波数特性を示す図、(b)はSINCフ
ィルタの周波数特性を示す図である。FIG. 6(a) is a diagram showing the frequency characteristics of a low-pass filter having a steep cutoff characteristic, and FIG. 6(b) is a diagram showing the frequency characteristics of the SINC filter.
1 前置フィルタ
2 演算器
3 積分器
4 比較器
5 遅延回路
8 1ビット量子化器
100 ,200,300 シフタ
ACC アキュムレータ
ADD 加算器
Z−1 D型フリップフロップ等の遅延手段SUB
減算器
Z−M 遅延手段1 Prefilter 2 Arithmetic unit 3 Integrator 4 Comparator 5 Delay circuit 8 1-bit quantizer 100, 200, 300 Shifter ACC Accumulator ADD Adder Z-1 Delay means SUB such as a D-type flip-flop
Subtractor Z-M Delay means
Claims (1)
(FIR)フィルタとを接続して構成されるSINCフ
ィルタであって、前記巡回形(IIR)フィルタは、ア
キュムレータ(ACC)をn段(nは2以上の自然数)
縦列接続して構成され、最終段(n段目)のアキュムレ
ータの直前に、下位ビットデータのシフトを行うシフタ
が設けられていることを特徴とするSINCフィルタ。1. A SINC filter configured by connecting a cyclic (IIR) filter and an acyclic (FIR) filter, wherein the cyclic (IIR) filter has an accumulator (ACC) in n stages ( n is a natural number greater than or equal to 2)
1. A SINC filter configured to be connected in cascade, and characterized in that a shifter for shifting lower bit data is provided immediately before a final stage (n-th stage) accumulator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13635091A JPH04360410A (en) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Sinc filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13635091A JPH04360410A (en) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Sinc filter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04360410A true JPH04360410A (en) | 1992-12-14 |
Family
ID=15173138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13635091A Pending JPH04360410A (en) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Sinc filter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04360410A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006068196A1 (en) * | 2004-12-24 | 2006-06-29 | Advantest Corporation | Convolutional calculation circuit |
WO2015190216A1 (en) * | 2014-06-13 | 2015-12-17 | アズビル株式会社 | Digital filter |
-
1991
- 1991-06-07 JP JP13635091A patent/JPH04360410A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US7945610B2 (en) | 2004-12-24 | 2011-05-17 | Advantest Corporation | Convolution operation circuit |
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CN106664077A (en) * | 2014-06-13 | 2017-05-10 | 阿自倍尔株式会社 | Digital filter |
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