JPH0563510A - 帯域合成firフイルタ及び帯域分割firフイルタ - Google Patents

帯域合成firフイルタ及び帯域分割firフイルタ

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JPH0563510A
JPH0563510A JP24641191A JP24641191A JPH0563510A JP H0563510 A JPH0563510 A JP H0563510A JP 24641191 A JP24641191 A JP 24641191A JP 24641191 A JP24641191 A JP 24641191A JP H0563510 A JPH0563510 A JP H0563510A
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JP
Japan
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output
band
fir filter
adder
delay
Prior art date
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JP24641191A
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English (en)
Inventor
Masatoshi Komatsu
政敏 小松
Hironao Suzuki
宏尚 鈴木
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NEC Corp
NEC Miyagi Ltd
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NEC Corp
NEC Miyagi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 例えば周波数多重処理のようにディジタル信
号処理において帯域合成にFIRフィルタを用いる場合
に、小さい回路規模で実現することを目的とする。 【構成】 2つの入力信号を加算器3で加算し、一方減
算器4で減算する。加算器3と減算器4の出力には、そ
れぞれ標本化時間毎に遅延器5−15により遅延が与え
られる。加算器3の出力に遅延を与える遅延器5−10
の偶数番目と、減算器4の出力に遅延を与える遅延器1
1−15の奇数番目の出力と加算器3の出力にFIRフ
ィルタの係数が乗算器16−22により乗ぜられる。更
に乗算器の出力を加算する加算器23−28を持つ。 【効果】 本発明により、小さい回路規模で帯域合成F
IRフィルタが実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は帯域合成及び分割FIR
フィルタに関し、特にディジタル信号の帯域を合成及び
分割するFIRフィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、図7は周波数多重処理システム
図であり、周波数多重信号の処理を行う場合、図に示す
構成を有している。入力信号81を変調器83で変調す
る。変調された信号84と入力信号82は、帯域合成F
IRフィルタ85−87で合成される。
【0003】図8は、従来の帯域合成FIRフィルタの
ブロック図である。
【0004】図8は2つの入力信号を合成する例を示し
たものである。図8では、入力信号90を遅延器94−
100、乗算器108−116加算器126−133で
構成される第1のFIRフィルタで不要な帯域の信号が
抑圧され、信号92が得られる。同様に、入力信号91
を遅延器101−107、乗算器117−125、加算
器134−141で構成される第2のFIRフィルタで
不要な帯域の信号が抑圧され信号93が得られる。
【0005】更に、第1,2のFIRフィルタで得た信
号92と93を加算器500で加算し、2つの帯域を合
成した信号600を得る。
【0006】また、周波数多重信号の処理のディジタル
信号において帯域を分割して処理する必要がある場合
に、帯域分割フィルタが必要になる。
【0007】図9は従来の帯域分割FIRフィルタのブ
ロック図である。
【0008】図9は信号を2つの周波数帯域に分割する
場合の例を示したものである。図9では、入力信号16
0を遅延器161−167、乗算器168−176、加
算器177−184、h,gはフィルタ係数で構成され
る第1のFIRフィルタで不要な帯域の信号が抑圧さ
れ、第1の帯域の信号185が得られる。同様に、入力
信号160を遅延器186−192、乗算器193−2
01、加算器202−209、h,gはフィルタ係数で
構成される第2のFIRフィルタで不要な帯域の信号が
抑圧され、第2の帯域の信号210が得られる。
【0009】図10は、従来の帯域分割FIRフィルタ
のシステム図である。
【0010】図10では更に多くの帯域に分割する例を
示している。入力信号150を第1のFIRフィルタ1
51で不要な帯域の信号を抑圧して第1の帯域の信号1
54を得る。同様に、入力信号150を第2のFIRフ
ィルタ152で不要な帯域の信号を抑圧して第2の帯域
の信号155を得、第nのFIRフィルタ153で不要
な帯域の信号を抑圧して第nの信号156を得る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】この従来の帯域合成及
び分割FIRフィルタでは、2つの帯域の信号を得るた
めに2つのFIRフィルタが必要であり、回路の規模が
大きくなるという課題があった。
【0012】本発明は、上述の課題を解消するためにな
されたものであり、効果的な回路構成をとることで回路
規模を低減して1つのFIRフィルタ構成で帯域合成信
号あるいは分割信号を得る帯域合成FIRフィルタ及び
帯域分割FIRフィルタを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の帯域合成FIR
フィルタは、第1の入力信号と第2の入力信号を入力と
する第1の加算器と前記第1の入力信号と第2の入力信
号を入力とする減算器と前記第1の加算器の出力に1標
本化時間づつ遅延を与える第1の遅延器群と前記減算器
の出力に1標本化時間づつ遅延を与える第2の遅延器群
と、前記第1の遅延器群の偶数番目の出力を入力とする
第1の乗算器群と前記第2の遅延器群の奇数番目の出力
を入力とする第2の乗算器群と、前記第1の加算器の出
力を入力とする第3の乗算器と、前記第1の乗算器群の
出力と前記第2の乗算器群の出力と前記第3の乗算器の
出力を入力とする第2の加算器を備えている。
【0014】また、本発明の帯域分割FIRフィルタは
入力された信号を1標本化時間づつ遅延を与える遅延器
を持ち、その各々の遅延器の出力にあらかじめ決められ
た値を乗算する乗算器を持つ。その偶数番目の乗算器の
出力を加算する第1の加算器と、奇数番目の出力を加算
する第2の加算器を持つ。この偶数番目の乗算器の出力
の和と奇数番目の出力の和を加算し、第1の帯域分割出
力とする第3の加算器と、偶数番目の乗算器の出力の和
から奇数番目の出力の和を減算した差を第2の帯域分割
出力とする減算器を持つ。
【0015】また、この帯域分割FIRフィルタを複数
個備えることにより、多数の帯域分割を可能とする。
【0016】
【作用】上記構成によれば、本発明の帯域合成FIRフ
ィルタは、2つの入力信号を加算および減算して、加算
出力の偶数番目の遅延された出力をフィルタ係数と乗算
したのち、減算出力の奇数番目の遅延された出力をフィ
ルタ係数と乗算した出力と、入力信号の加算出力を直接
乗算した出力の3出力を加算するので、信号帯域を合成
することができる。あるいは、本発明の帯域分割FIR
フィルタは、1つの入力信号の偶数番目の遅延出力をフ
ィルタ係数と乗算して加算した和出力と、奇数番目の遅
延出力をフィルタ係数と乗算して加算した和出力を加算
する第1帯域分割出力と減算する第2の帯域分割出力を
出力するので信号帯域を分割できる。また、帯域分割F
IRフィルタを複数個備えれば帯域FIRフィルタの多
重処理ができる。
【0017】
【実施例】次に、本発明について説明する。ここで、一
般的にFIRフィルタの特性を示す伝達関数H(z)は
【0018】
【数1】 である。ここで、hiはFIRフィルタのタップ係数と
呼ばれ、フィルタの特性により定まる実定数であり、z
は以下の式で示される複素数である。
【0019】
【数2】 ここで、e:自然対数の底 j:虚数単位 f:信号の
周波数 fs:標本化周波数である。
【0020】いま、ここで奇数タップの係数の符号を反
転した場合の伝達関数をG(z)とすると、
【0021】
【数3】 となる。ここで、(2)式より
【0022】
【数4】 の関係から、G(z)の周波数特性はH(z)の周波数
特性をfs/2だけ平行移動したものとなる。従って、
標本化信号の特性から、G(z)の周波数特性はH
(z)の周波数特性をfs/4の周波数で反転した特性
となる。
【0023】ここで、図7に示したシステム図に於て、
2つの入力信号81,82をX(Z),X’(Z)と
し、帯域合成FIRフィルタ85,86の周波数特性を
H(Z),G(Z)、加算器37で合成された信号88
をY(Z)とすると、Y(Z)は以下の式で表せる。
【0024】
【数5】 ところで、H(Z)は(1)式、G(Z)は(3)式で
表せるので、(5)式は
【0025】
【数6】 この関係を用いて、帯域分割FIRフィルタを構成した
のが本発明である。
【0026】図1は、本発明の第1の実施例の帯域合成
FIRフィルタのブロック図である。以下、この図に従
って説明する。入力信号1と2は、加算器3で加算さ
れ、一方減算器4で減算される。加算器3と減算器4の
出力信号は、遅延器5−15によりそれぞれ1標本化時
間づつの遅延が与えられる。加算器3の出力に遅延を与
える遅延器の偶数番目、減算器4の出力に遅延を与える
遅延器の奇数番目の出力と加算器3の出力それぞれに、
FIRフィルタの係数が乗算器16−22により乗ぜら
れる。更に乗算器の出力それぞれが、加算されFIRフ
ィルタの出力29を得る。出力29の周波数特性を図2
に示す。2つの入力信号をfs/4を境にして合成して
いる。
【0027】ここで、FIRフィルタの係数を通過帯域
がfs/4以下の帯域の低域通過フィルタとなるように
選ぶと、入力信号1に対してはfs/4を遮断周波数と
する低域通過フィルタとなり、入力信号2に対してはf
s/4を遮断周波数とする高域通過フィルタとなる。
【0028】同様にFIRフィルタの係数を通過帯域が
fs/4以下の帯域の高域通過フィルタとなるように選
ぶと、入力信号1に対して高域通過フィルタとなり、入
力信号2に対しては低域通過フィルタとなる。
【0029】図3は本発明の第2の実施例の帯域分割F
IRフィルタのブロック図である。以下、この図に従っ
て説明する。入力信号1は遅延器32−38により、1
標本化時間づつの遅延が与えられる。これらの遅延器の
それぞれの出力と入力信号1にFIRフィルタの係数h
i(i=0〜n−1)が乗算器39−47により乗ぜら
れる。偶数番目の乗算器の出力を加算器48−51によ
り加算し、偶数タップ出力57を得る。
【0030】同様に、奇数番目の乗算器の出力を加算器
52−54により加算し、奇数タップ出力58を得る。
この偶数タップ出力57と奇数タップ出力28を加算器
55により加算し、第1の出力59を得る。また、偶数
タップ出力57から奇数タップ出力58を減算器56に
より減算し、第2の出力60を得る。ここで、FIRフ
ィルタの係数hi(i=0〜n−1)を図4の帯域分割
FIRフィルタの周波数特性図に示すように通過帯域が
fs/4以下の帯域の低域通過フィルタとなるように選
ぶと、第1の出力59は周波数がfs/4以下の帯域の
信号となる。一方、第2の出力60は上記の低域通過フ
ィルタの特性をfs/4の周波数で反転した特性の高域
通過フィルタで帯域制限された特性、すなわち周波数が
fs/4以上の信号となる。従って、信号の帯域をfs
/4の周波数を境に2つに分割することができる。
【0031】図5は本発明の第3の実施例の帯域分割F
IRフィルタの構成図である。
【0032】以下、この図に従って説明する。入力信号
70は第1の帯域分割FIRフィルタ71、第2の帯域
分割FIRフィルタ72から第mの帯域分割FIRフィ
ルタ73までのm個の帯域分割FIRフィルタに入力す
る。ここで、各帯域分割FIRフィルタは第2の実施例
で示したものである。これらm個の帯域分割FIRフィ
ルタからそれぞれ2つの出力74−79が得られ、2m
個の帯域に分割できる。図6に図5の第3の実施例で帯
域分割をした場合の周波数特性を示す。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、帯域合成及び分割
FIRフィルタの奇数タップの係数の符号を反転して、
fs/4の周波数で反転した特性を得る構成にしたこと
により、帯域合成及び分割FIRフィルタの回路規模を
低減することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例である帯域合成FIRフ
ィルタのブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施例の帯域合成FIRフィル
タの周波数特性図である。
【図3】本発明の第2の実施例である帯域分割FIRフ
ィルタのブロック図である。
【図4】本発明の第2の実施例である帯域分割FIRフ
ィルタの周波数特性図である。
【図5】本発明の第3の実施例である帯域分割FIRフ
ィルタの構成図である。
【図6】本発明の第3の実施例である帯域分割FIRフ
ィルタの周波数特性図である。
【図7】従来の周波数多重処理システムを示す図であ
る。
【図8】従来の帯域合成FIRフィルタのブロック図で
ある。
【図9】従来の帯域分割FIRフィルタのブロック図で
ある。
【図10】従来の帯域分割FIRフィルタの処理システ
ム図である。
【符号の説明】
1,2,70 入力信号 3,23−28,48−55 加算器 4,56 減算器 5−15,32−38 遅延器 16−22,39−47 乗算器 29 帯域合成FIRフィルタ出力 59 第1帯域分割FIRフィルタ出力 60 第2帯域分割FIRフィルタ出力 71 第1の帯域分割FIRフィルタ 72 第2の帯域分割FIRフィルタ 73 第mの帯域分割FIRフィルタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯域合成FIRフィルタに於て、第1の
    入力信号と第2の入力信号を入力とする第1の加算器
    と、前記第1の入力信号と第2の入力信号を入力とする
    減算器と、前記第1の加算器の出力に1標本化時間づつ
    遅延を与える第1の遅延器群と、前記減算器の出力に1
    標本化時間づつ遅延を与える第2の遅延器群と、前記第
    1の遅延器群の偶数番目の出力を入力とする第1の乗算
    器群と、前記第2の遅延器群の奇数番目の出力を入力と
    する第2の乗算器群と、前記第1の加算器の出力を入力
    とする第3の乗算器と、前記第1の乗算器群の出力と前
    記第2の乗算器群の出力と前記第3の乗算器の出力を入
    力とする第2の加算器とを持つことを特徴とした帯域合
    成FIRフィルタ。
  2. 【請求項2】 入力された信号を1標本化時間づつ遅延
    を与える遅延器群と、その各々の遅延器の出力にあらか
    じめ決められた値を乗算する乗算器と、前記乗算器の偶
    数番目の出力を加算する第1の加算器と、奇数番目の出
    力を加算する第2の加算器を持ち、前記偶数番目の乗算
    器の出力の和と奇数番目の出力の和を加算し第1の帯域
    分割出力とする第3の加算器と、前記偶数番目の乗算器
    の出力の和から奇数番目の出力の和を減算した差を第2
    の帯域分割出力とする減算器とを持つことを特徴とする
    帯域分割FIRフィルタ。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の帯域分割FIRフィルタ
    を複数個備えることを特徴とする帯域分割FIRフィル
    タ。
JP24641191A 1991-09-02 1991-09-02 帯域合成firフイルタ及び帯域分割firフイルタ Pending JPH0563510A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6610014B1 (en) 1997-05-26 2003-08-26 Hitachi Medical Corporation Ultrasonic tomograph which sets doppler sample point from blood flow information, and doppler sample point setting method
US7254598B2 (en) 2002-03-14 2007-08-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Finite impulse response filter and digital signal receiving apparatus
JP2014033278A (ja) * 2012-08-01 2014-02-20 Nec Toshiba Space Systems Ltd チャネライザ及び信号処理方法
EP3320449A4 (en) * 2015-07-06 2019-06-26 Metrotech Corporation SIGNAL PROCESSING FOR CABLE POSITIONING INSTRUMENTATION

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