JPH0458611A - サンプリング周波数変換装置 - Google Patents
サンプリング周波数変換装置Info
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- JPH0458611A JPH0458611A JP2172030A JP17203090A JPH0458611A JP H0458611 A JPH0458611 A JP H0458611A JP 2172030 A JP2172030 A JP 2172030A JP 17203090 A JP17203090 A JP 17203090A JP H0458611 A JPH0458611 A JP H0458611A
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- sampling frequency
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 22
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000012952 Resampling Methods 0.000 description 4
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 125000002015 acyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H17/00—Networks using digital techniques
- H03H17/02—Frequency selective networks
- H03H17/06—Non-recursive filters
- H03H17/0621—Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing
- H03H17/0635—Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing characterized by the ratio between the input-sampling and output-delivery frequencies
- H03H17/065—Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing characterized by the ratio between the input-sampling and output-delivery frequencies the ratio being integer
- H03H17/0664—Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing characterized by the ratio between the input-sampling and output-delivery frequencies the ratio being integer where the output-delivery frequency is lower than the input sampling frequency, i.e. decimation
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Computer Hardware Design (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、オーバサンプリングされた信号のりサンプル
を行うサンプリング周波数変換装置に関する。
を行うサンプリング周波数変換装置に関する。
(従来の技術)
最近では、アナログ量をより精度よく取り扱うために、
いったんディジタル化した後に処理を行うことが多い。
いったんディジタル化した後に処理を行うことが多い。
このようなディジタル信号処理にあっては、所定の周波
数による原信号のサンプリング(標本化)が行われる。
数による原信号のサンプリング(標本化)が行われる。
このとき、本来行うべきサンプリング周波数より高い周
波数でサンプリングを行う、いわゆるオーバサンプリン
グが一般に行われることがある。これは、サンプリング
周波数を高くすると、サンプリングによって生じる量子
化雑音が広い周波数帯域に分散し、信号帯域内の量子化
雑音が低減するからである。
波数でサンプリングを行う、いわゆるオーバサンプリン
グが一般に行われることがある。これは、サンプリング
周波数を高くすると、サンプリングによって生じる量子
化雑音が広い周波数帯域に分散し、信号帯域内の量子化
雑音が低減するからである。
ところで、オーバサンプリングを行った後には、リサン
プルを行い本来のサンプリング周波数に変換するが、オ
ーバサンプリング後の信号にそのままりサンプルを行っ
た場合、オーバサンプリング周波数を「sO、リサンプ
リング周波数をfsrとすると、rsr /2〜fso
の成分が全て0〜rsrに折返しノイズとなって、原信
号との分離が不能となってしまう。
プルを行い本来のサンプリング周波数に変換するが、オ
ーバサンプリング後の信号にそのままりサンプルを行っ
た場合、オーバサンプリング周波数を「sO、リサンプ
リング周波数をfsrとすると、rsr /2〜fso
の成分が全て0〜rsrに折返しノイズとなって、原信
号との分離が不能となってしまう。
特に、ΔΣ変調型A/Dコンバータのようなノイズシェ
ービング特性を持つオーバサンプリング型A/Dコンバ
ータでは、ノイズシェービングにより増大した高域の量
子化ノイズ成分がリサンプルにより信号帯域内へ折返し
てしまう。
ービング特性を持つオーバサンプリング型A/Dコンバ
ータでは、ノイズシェービングにより増大した高域の量
子化ノイズ成分がリサンプルにより信号帯域内へ折返し
てしまう。
そこで、リサンプルを行う前に、第5図に示すような特
性を持ったいわゆるデシメーションフィルタにより信号
帯域へ折り返す成分を、予め十分に減衰させておくこと
が行われている。
性を持ったいわゆるデシメーションフィルタにより信号
帯域へ折り返す成分を、予め十分に減衰させておくこと
が行われている。
このようなデシメーションフィルタを備えたサンプリン
グ周波数変換装置の構成を、デシメーションフィルタに
移動平均フィルタを用いた例について第6図に示す。
グ周波数変換装置の構成を、デシメーションフィルタに
移動平均フィルタを用いた例について第6図に示す。
同図において、1は移動平均フィルタ、2はサンプリン
グ手段である。移動平均フィルタ1は、n個の遅延要素
3.3・・・と加算手段4により構成されている。なお
、5は入力端子、6は出力端子である。
グ手段である。移動平均フィルタ1は、n個の遅延要素
3.3・・・と加算手段4により構成されている。なお
、5は入力端子、6は出力端子である。
移動平均フィルタ1は、入力された信号を遅延要素3.
3・・・により遅延させ、nの遅延信号を加算手段4で
加算することで第5図に示した特性を得ている。移動平
均フィルタ1により折り返し雑音となる成分を十分に減
衰させられた信号は、サンプリング手段2により本来の
サンプリング周波数でリサンプルが行われる。
3・・・により遅延させ、nの遅延信号を加算手段4で
加算することで第5図に示した特性を得ている。移動平
均フィルタ1により折り返し雑音となる成分を十分に減
衰させられた信号は、サンプリング手段2により本来の
サンプリング周波数でリサンプルが行われる。
ところが、このような構成の移動平均フィルタ1では、
回路規模が非常に大きなものとなってしまう。
回路規模が非常に大きなものとなってしまう。
そこで、演算装置を多重化して回路規模の縮小化を計っ
た構成を第7図に示す。
た構成を第7図に示す。
同図に示すようにこの構成では、1つの加算手段11に
よりメモリ手段12に記憶された信号をn回加算するこ
とで所定の特性を得ている。なお、13は係数発生手段
、14は乗算手段、15は入力端子である。
よりメモリ手段12に記憶された信号をn回加算するこ
とで所定の特性を得ている。なお、13は係数発生手段
、14は乗算手段、15は入力端子である。
しかしながら、1/nのサンプリングレートを得るため
には、第6図に示す加算手段4のn倍の動作速度が加算
手段11に要求されるので、高速動作をさせることが困
難であった。
には、第6図に示す加算手段4のn倍の動作速度が加算
手段11に要求されるので、高速動作をさせることが困
難であった。
(発明が解決しようとする課題)
上述したように、従来のサンプリング周波数変換装置で
は、サンプリングレートを1/nに落とすためにn次の
デシメーションフィルタを必要とするので、高速動作を
させようとすると回路規模が非常に大きなものとなって
しまうという問題があった。
は、サンプリングレートを1/nに落とすためにn次の
デシメーションフィルタを必要とするので、高速動作を
させようとすると回路規模が非常に大きなものとなって
しまうという問題があった。
本発明は、このような点に対処してなされたもので、回
路規模は小型でありながら、高速で動作させる事のでき
るサンプリング周波数変換装置を提供するものである。
路規模は小型でありながら、高速で動作させる事のでき
るサンプリング周波数変換装置を提供するものである。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
本発明は、出力される信号の符号長が入力される信号の
符号長よりも大となるよう動作するディジタルフィルタ
と、このディジタルフィルタの出力信号を所定のクロッ
クに基づきサンプリングするためのサンプリング手段と
を具備するサンプリング周波数変換器が複数段に縦続接
続され、前記クロックは、縦続接続された後段ほど低い
周波数を用いるものである。
符号長よりも大となるよう動作するディジタルフィルタ
と、このディジタルフィルタの出力信号を所定のクロッ
クに基づきサンプリングするためのサンプリング手段と
を具備するサンプリング周波数変換器が複数段に縦続接
続され、前記クロックは、縦続接続された後段ほど低い
周波数を用いるものである。
(作 用)
本発明では、出力される信号の符号長が入力される信号
の符号長よりも大となるディジタルフィルタとサンプリ
ング手段とからなるサンプリング周波数変換器が複数段
に縦続接続されている。
の符号長よりも大となるディジタルフィルタとサンプリ
ング手段とからなるサンプリング周波数変換器が複数段
に縦続接続されている。
即ち、サンプリングレートを1 / nに落とすにあた
り、nを、nm−aXbXcのごとく幾つかの因数に分
解し、それぞれサンプリングレートを1/11s 1/
bs 1/Cとする複数のサンプリング周波数変換器を
縦続接続することで最終的に1/nのサンプリングレー
トを有するサンプリング周波数変換装置としている。
り、nを、nm−aXbXcのごとく幾つかの因数に分
解し、それぞれサンプリングレートを1/11s 1/
bs 1/Cとする複数のサンプリング周波数変換器を
縦続接続することで最終的に1/nのサンプリングレー
トを有するサンプリング周波数変換装置としている。
従って、−段あたりの次数が小さくなるので、回路規模
を小さくできるとともに、高速動作をしなければならな
い前段は信号の符号長が短く、符号長が長くなる後段は
サンプリング周波数が低くなるので、容易に高速化でき
る。
を小さくできるとともに、高速動作をしなければならな
い前段は信号の符号長が短く、符号長が長くなる後段は
サンプリング周波数が低くなるので、容易に高速化でき
る。
(実施例)
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第1図は、本発明の一実施例のサンプリング周波数変換
装置の構成を示す図である。
装置の構成を示す図である。
同図に示すように、このサンプリング周波数変換装置1
00は、ローパスフィルタ110.120.130が前
置された例えばアナログスイッチで構成されるサンプリ
ング手段140.150、】60が縦続接続されて構成
されている。なお、170は入力端子、180は出力端
子である。
00は、ローパスフィルタ110.120.130が前
置された例えばアナログスイッチで構成されるサンプリ
ング手段140.150、】60が縦続接続されて構成
されている。なお、170は入力端子、180は出力端
子である。
このサンプリング周波数変換装置100で、サンプリン
グレートを1 / nに落とす場合、nは、n−aXb
Xcのごとく幾つかの因数に分解され、サンプリング手
段140.150.160でのりサンプリング周波数「
sl 、 fs2 、fs3がそれぞれの前段の1 /
a s 1 / b −1/ eとなるようにローパ
スフィルタ110.120、〕30の特性が設定される
。これにより、人力される信号のサンプリング周波数を
rsoとしたとき、各サンプリング手段のりサンプリン
グ周波数はs fsl −rso 76% fs2−f
so / (a Xb) % fs3−rso / (
aXbXc)、即ちrs3− rso / nとなる。
グレートを1 / nに落とす場合、nは、n−aXb
Xcのごとく幾つかの因数に分解され、サンプリング手
段140.150.160でのりサンプリング周波数「
sl 、 fs2 、fs3がそれぞれの前段の1 /
a s 1 / b −1/ eとなるようにローパ
スフィルタ110.120、〕30の特性が設定される
。これにより、人力される信号のサンプリング周波数を
rsoとしたとき、各サンプリング手段のりサンプリン
グ周波数はs fsl −rso 76% fs2−f
so / (a Xb) % fs3−rso / (
aXbXc)、即ちrs3− rso / nとなる。
つまり、サンプリングレートが1 / a 、 1 /
b 、 1 / e テあるサンプリング周波数変換
器を三段に縦統接続することで、サンプリングレートが
1 / nであるサンプリング周波数変換装置を構成し
ている。
b 、 1 / e テあるサンプリング周波数変換
器を三段に縦統接続することで、サンプリングレートが
1 / nであるサンプリング周波数変換装置を構成し
ている。
従って、高速動作が要求されるのはサンプリング周波数
変換装置100の前段部のみであり、後段ほど低速動作
で済ませることができる。
変換装置100の前段部のみであり、後段ほど低速動作
で済ませることができる。
また、ローパスフィルタ110.120.130は、例
えば第2図に示すようなFIR(非巡回型)フィルタで
構成することが可能である。
えば第2図に示すようなFIR(非巡回型)フィルタで
構成することが可能である。
同図において、111.111・・・は入力された信号
を所定の時間遅延させる遅延手段、113.113・・
・は信号に所定の係数をかけるための乗算手段、115
は乗算手段113.113・・・の結果を加算するため
の加算手段、117は入力端子、119は出力端子であ
る。
を所定の時間遅延させる遅延手段、113.113・・
・は信号に所定の係数をかけるための乗算手段、115
は乗算手段113.113・・・の結果を加算するため
の加算手段、117は入力端子、119は出力端子であ
る。
この様に、複数段に分割し、順次サンプリング周波数を
落としていくので、低次のローパスフィルタでサンプリ
ング周波数変換装置を構成することができる。
落としていくので、低次のローパスフィルタでサンプリ
ング周波数変換装置を構成することができる。
次に、第2の実施例について第3図を用いて説明する。
この例では、サンプリング周波数変換装置1200が一
次のローパスフィルタ210,220,230を前置し
たサンプリング手段240,250゜260を縦続接続
して構成されている。なお、270は入力端子、280
は出力端子である。
次のローパスフィルタ210,220,230を前置し
たサンプリング手段240,250゜260を縦続接続
して構成されている。なお、270は入力端子、280
は出力端子である。
ローパスフィルタ210,220,230は、基本遅延
手段211.221.231と加算手段213.223
.233がら構成されている。これらのローパスフィル
タは、入力される信号の速度を1/2として出力する。
手段211.221.231と加算手段213.223
.233がら構成されている。これらのローパスフィル
タは、入力される信号の速度を1/2として出力する。
従って、各サンプリング手段でのりサンプリング周波数
は、オーバサンプリング周波数をIs’とすると、それ
ぞれrs’ /2 、rs’ /4 、rs’ /8と
なり、後段ほど低速動作で済ませることができる。また
、−次のローパスフィルタにより構成しているので、回
路規模が極めて小さくなるとともに、特性も第5図に示
す従来のデシメーションフィルタと同一である、 さらに、第3の実施例を第4図を用いて説明する。
は、オーバサンプリング周波数をIs’とすると、それ
ぞれrs’ /2 、rs’ /4 、rs’ /8と
なり、後段ほど低速動作で済ませることができる。また
、−次のローパスフィルタにより構成しているので、回
路規模が極めて小さくなるとともに、特性も第5図に示
す従来のデシメーションフィルタと同一である、 さらに、第3の実施例を第4図を用いて説明する。
同図に示すように、この例のサンプリング周波数変換装
置300には、2次ΔΣ変調型A/Dコンバータ301
の出力信号が入力されている。
置300には、2次ΔΣ変調型A/Dコンバータ301
の出力信号が入力されている。
サンプリング周波数変換装置2300は、ローパスフィ
ルタ310.320,330を前置したサンプリング手
段340,350,360が縦続接続されて構成されて
いる。なお、370は入力端子、380は出力端子であ
る。
ルタ310.320,330を前置したサンプリング手
段340,350,360が縦続接続されて構成されて
いる。なお、370は入力端子、380は出力端子であ
る。
ローパスフィルタ310は、基本遅延手段311と加算
手段313とから構成された一次のローパスフィルタ3
15が3段に縦続接続されて構成されている。ローパス
フィルタ320,330ら同様に基本遅延手段321.
331と加算手段323.333とにより一次のローパ
スフィルタが3段に縦続接続された構成とされている。
手段313とから構成された一次のローパスフィルタ3
15が3段に縦続接続されて構成されている。ローパス
フィルタ320,330ら同様に基本遅延手段321.
331と加算手段323.333とにより一次のローパ
スフィルタが3段に縦続接続された構成とされている。
これらのローパスフィルタは、それぞれ入力された信号
の符号長に3ビツトを付加し、速度を1/2として出力
する。つまり、2次ΔΣ変m12A/Dコンバータ30
1の出力信号の符号長は1ビツトであるが、−段目のロ
ーパスフィルタ310の出力では4ビツトとなり、二段
目で7ビツト、三段目でlθビットとなる。
の符号長に3ビツトを付加し、速度を1/2として出力
する。つまり、2次ΔΣ変m12A/Dコンバータ30
1の出力信号の符号長は1ビツトであるが、−段目のロ
ーパスフィルタ310の出力では4ビツトとなり、二段
目で7ビツト、三段目でlθビットとなる。
従って、高速動作が要求される前段ほど符号長が短く、
符号長が長くなる後段はサンプリング周波数が低くなる
ので、高速化が容易に可能である。
符号長が長くなる後段はサンプリング周波数が低くなる
ので、高速化が容易に可能である。
また、このサンプリング周波数変換装置300の伝達関
数は、 (1+ z −’ )″ (1+ z−2)″ (1+
Z −’ )3関(1+ z −’ + z−2斗z
−3+z−’+z、−5+z−’+z−’)’となるの
で、この例でも第5図に示す従来のデシメーションフィ
ルタと同一の特性になる。また、折り返し雑音特性も同
一となる。
数は、 (1+ z −’ )″ (1+ z−2)″ (1+
Z −’ )3関(1+ z −’ + z−2斗z
−3+z−’+z、−5+z−’+z−’)’となるの
で、この例でも第5図に示す従来のデシメーションフィ
ルタと同一の特性になる。また、折り返し雑音特性も同
一となる。
なお、上述の実施例では、低次のローパスフィルタとサ
ンプリング手段をそれぞれ三段に縦続接6.続した例に
ついて説明したが、接続される段数はこれに限定される
ものではなく、より多段の縦続接続で構成してもよく、
ローパスフィルタの構成も本実施例に限定されるもので
はない。
ンプリング手段をそれぞれ三段に縦続接6.続した例に
ついて説明したが、接続される段数はこれに限定される
ものではなく、より多段の縦続接続で構成してもよく、
ローパスフィルタの構成も本実施例に限定されるもので
はない。
[発明の効果]
本発明では、出力される信号の符号長が入力される信号
の符号長よりも大となるディジタルフィルタとサンプリ
ング手段とからなるザンブリング周波数変換器が複数段
に縦続接続されているので、ディジタルフィルター段あ
たりの次数が小さくなり、回路規模を小さくできるとと
もに、高速動作をしなければならない前段は信号の符号
長が短く、符号長が長くなる後段はサンプリング周波数
が低くなるので、容易に高速化できる。
の符号長よりも大となるディジタルフィルタとサンプリ
ング手段とからなるザンブリング周波数変換器が複数段
に縦続接続されているので、ディジタルフィルター段あ
たりの次数が小さくなり、回路規模を小さくできるとと
もに、高速動作をしなければならない前段は信号の符号
長が短く、符号長が長くなる後段はサンプリング周波数
が低くなるので、容易に高速化できる。
第1図は本発明のサンプリング周波数変換装置の一実施
例の構成を説明するための図、第2図はこのサンプリン
グ周波数変換装置に用いるローパスフィルタの構成の一
例を示す図、第3図は第2の実施例のサンプリング周波
数変換装置の構成を説明するための図、第4図は第3の
実施例のサンプリング周波数変換装置の構成を説明する
ための図、第5図はサンプリング周波数変換装置に必要
となるデシメーションフィルタの特性を示す図、第6図
は移動平均フィルタによる従来例のサンプリング周波数
変換装置の構成を説明するための図、第7図はこの移動
平均フィルタの他の構成例を示す図である。 100・・・サンプリング周波数変換装置、110.1
20.130・・・ローパスフィルタ、140.150
.160・・・サンプリング手段、200・・・サンプ
リング周波数変換装置、210.220.230・・・
−次のローパスフィルタ、240.250.260・・
・サンプリング手段、300・・・サンプリング周波数
変換装置、310.320.330・・・ローパスフィ
ルタ、340.350.360・・・サンプリング手段
、315・・・−次のローパスフィルタ。 出願人 株式会社 東芝
例の構成を説明するための図、第2図はこのサンプリン
グ周波数変換装置に用いるローパスフィルタの構成の一
例を示す図、第3図は第2の実施例のサンプリング周波
数変換装置の構成を説明するための図、第4図は第3の
実施例のサンプリング周波数変換装置の構成を説明する
ための図、第5図はサンプリング周波数変換装置に必要
となるデシメーションフィルタの特性を示す図、第6図
は移動平均フィルタによる従来例のサンプリング周波数
変換装置の構成を説明するための図、第7図はこの移動
平均フィルタの他の構成例を示す図である。 100・・・サンプリング周波数変換装置、110.1
20.130・・・ローパスフィルタ、140.150
.160・・・サンプリング手段、200・・・サンプ
リング周波数変換装置、210.220.230・・・
−次のローパスフィルタ、240.250.260・・
・サンプリング手段、300・・・サンプリング周波数
変換装置、310.320.330・・・ローパスフィ
ルタ、340.350.360・・・サンプリング手段
、315・・・−次のローパスフィルタ。 出願人 株式会社 東芝
Claims (1)
- 出力される信号の符号長が入力される信号の符号長より
も大となるよう動作するディジタルフィルタと、このデ
ィジタルフィルタの出力信号を所定のクロックに基づき
サンプリングするためのサンプリング手段とを具備する
サンプリング周波数変換器が複数段に縦続接続され、前
記クロックは、縦続接続された後段ほど低い周波数を用
いることを特徴とするサンプリング周波数変換装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2172030A JPH0458611A (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | サンプリング周波数変換装置 |
US07/721,683 US5191334A (en) | 1990-06-27 | 1991-06-26 | Sampling frequency conversion apparatus |
EP91305771A EP0466356A1 (en) | 1990-06-27 | 1991-06-26 | Sampling frequency conversion apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2172030A JPH0458611A (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | サンプリング周波数変換装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0458611A true JPH0458611A (ja) | 1992-02-25 |
Family
ID=15934229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2172030A Pending JPH0458611A (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | サンプリング周波数変換装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5191334A (ja) |
EP (1) | EP0466356A1 (ja) |
JP (1) | JPH0458611A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009128559A (ja) * | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Casio Comput Co Ltd | 残響効果付加装置 |
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