JPH0640616B2 - Digital filter-frequency characteristic converter - Google Patents

Digital filter-frequency characteristic converter

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JPH0640616B2
JPH0640616B2 JP60215425A JP21542585A JPH0640616B2 JP H0640616 B2 JPH0640616 B2 JP H0640616B2 JP 60215425 A JP60215425 A JP 60215425A JP 21542585 A JP21542585 A JP 21542585A JP H0640616 B2 JPH0640616 B2 JP H0640616B2
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JP
Japan
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interpolation
digital filter
coefficient
interpolation calculation
frequency
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JP60215425A
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Japanese (ja)
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JPS6276313A (en
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義久 錦織
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はディジタルフィルターの係数を変えずに、その
周波数特性を変換するディジタルフィルター周波数特性
変換装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital filter frequency characteristic conversion device for converting the frequency characteristic of a digital filter without changing the coefficient thereof.

従来の技術 従来よりディジタルフィルターの周波数特性を変更する
場合、例えば低域通過フィルター折点周波数をずらす時
において、新たにディジタルフィルターの係数を計算し
直して変更する必要があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, when changing the frequency characteristics of a digital filter, for example, when the low pass filter corner frequency is shifted, it is necessary to recalculate and change the coefficient of the digital filter.

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記の様に周波数特性を変更する際に、その都
度係数を計算し直し変更していたのなら、簡単に周波数
特性を変更する事はできず、更にディジタルフィルター
の係数を乗算する乗算器の代りにROMを用いている場
合、係数変更の度にROMの内容を書き直さなければな
らないという問題点を有していた。
Problems to be Solved by the Invention However, when the frequency characteristic is changed as described above, if the coefficient is recalculated and changed each time, the frequency characteristic cannot be easily changed, and further, the digital characteristic cannot be changed. When the ROM is used instead of the multiplier for multiplying the coefficient of the filter, the content of the ROM has to be rewritten every time the coefficient is changed.

本発明はかかる点に鑑み、ディジタルフィルターの周波
数特性を変更する場合に、ディジタルフィルターの係数
を変更すること無しに周波数特性を変更させることので
きるディジタルフィルター周波数特性変換装置を提供す
ることを目的とする。
In view of the above point, an object of the present invention is to provide a digital filter frequency characteristic conversion device capable of changing the frequency characteristic without changing the coefficient of the digital filter when changing the frequency characteristic of the digital filter. To do.

問題点を解決するための手段 本発明は、ディジタルフィルターの周波数特性を変化さ
せる比率を設定する周波数変換係数設定手段と、この周
波数変換係数設定手段により設定された比率に従って入
力された時系列データの第1のサンプルクロックレート
を第2のサンプルクロックレートに変換する為の第1の
補間演算を行なう補間演算回路と、この第1の補間演算
に用いる係数を記憶している補間係数用ROMと、この
第1の補間演算を行なう補間演算回路の出力を入力とす
るディジタルフィルターと、このディジタルフィルター
の出力を前記第1のサンプルクロックレートに戻す為の
第2の補間演算を行なう逆補間演算回路と、この第2の
補間演算に用いる係数を記憶している逆補間係数用RO
Mと、上記補間演算回路、補間係数用ROM、ディジタ
ルフィルター、逆補間演算回路を作動させる前記第2の
サンプルクロックに対応するクロックパルスを記憶して
いるクロックパルス発生用ROMと、前記補間係数用R
OMと逆補間係数用ROMのアドレスを発生するROM
アドレス発生回路とを備えたディジタルフィルター周波
数特性変換装置である。
Means for Solving the Problems The present invention is directed to frequency conversion coefficient setting means for setting a ratio for changing the frequency characteristic of a digital filter, and time series data input according to the ratio set by the frequency conversion coefficient setting means. An interpolation calculation circuit that performs a first interpolation calculation for converting the first sample clock rate into a second sample clock rate; and an interpolation coefficient ROM that stores a coefficient used for the first interpolation calculation. A digital filter that receives the output of an interpolation calculation circuit that performs the first interpolation calculation, and an inverse interpolation calculation circuit that performs the second interpolation calculation for returning the output of the digital filter to the first sample clock rate. , RO for inverse interpolation coefficient that stores the coefficient used for this second interpolation calculation
M, a clock pulse generation ROM storing a clock pulse corresponding to the second sample clock for operating the interpolation calculation circuit, the interpolation coefficient ROM, the digital filter, and the inverse interpolation calculation circuit, and the interpolation coefficient R
ROM that generates addresses for OM and ROM for inverse interpolation coefficient
It is a digital filter frequency characteristic conversion device including an address generation circuit.

作 用 本発明は前記した構成により、補間演算回路と補間係数
用ROMにより、入力時系列信号のサンプルクロックレ
ートを自由に変換することができ、この変換された信号
をディジタルフィルターに入力するので、ディジタルフ
ィルターの周波数特性を周波数軸上で任意に圧縮又は伸
張することができる。更にディジタルフィルターよりの
出力信号のサンプルクロックレートは逆補間演算回路と
逆補間係数用ROMにより元のサンプルクロックレート
に戻される。この様にして本発明によるディジタルフィ
ルター周波数特性変換装置を用いれば、ディジタルフィ
ルターの係数を変えることなくその周波数特性を変化さ
せることができる。
Operation According to the present invention, the sampling clock rate of the input time-series signal can be freely converted by the interpolation calculation circuit and the interpolation coefficient ROM, and the converted signal is input to the digital filter. The frequency characteristic of the digital filter can be arbitrarily compressed or expanded on the frequency axis. Further, the sample clock rate of the output signal from the digital filter is returned to the original sample clock rate by the inverse interpolation calculation circuit and the inverse interpolation coefficient ROM. In this way, by using the digital filter frequency characteristic conversion device according to the present invention, the frequency characteristic can be changed without changing the coefficient of the digital filter.

実施例 第1図は本発明の第1の実施例における、ディジタルフ
ィルター周波数特性変換装置の構成図を示すものであ
る。第1図において1は入力端子、2は入力データ系列
を異なるサンプリングクロックのデータ系列に補間する
為の補間演算回路、3はディジタルフィルター、4はデ
ィジタルフィルター3の出力を元の時系列データに戻す
為、補間演算回路2と逆の補間演算を行う逆補間演算回
路、5は出力端子、6は補間演算回路2の演算に用いる
係数を記憶させてある補間係数用ROM、7は補間回路
2,補間係数用ROM6,ディジタルフィルター3,逆
補間演算回路4を作動させるクロックパルスを記憶して
いるクロックパルス用ROM、8は逆補間演算回路4にお
ける演算に用いる係数を記憶している逆補間係数用RO
M、9はディジタルフィルターの周波数特性を変化させ
る変化量を設定する周波数変換係数設定スイッチ、10
は補間係数用ROM6,逆補間係数用ROM8のアドレ
スを、周波数変換係数設定用スイッチ9からの入力に従
って発生させるROMアドレス発生回路10である。
Embodiment 1 FIG. 1 shows a block diagram of a digital filter frequency characteristic conversion device in a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is an input terminal, 2 is an interpolation calculation circuit for interpolating an input data series into a data series of different sampling clocks, 3 is a digital filter, and 4 is an output of the digital filter 3 to the original time series data. Therefore, an inverse interpolation calculation circuit 5 that performs an interpolation calculation opposite to that of the interpolation calculation circuit 2, 5 is an output terminal, 6 is an interpolation coefficient ROM in which coefficients used for the calculation of the interpolation calculation circuit 2 are stored, and 7 is an interpolation circuit 2 ROM for interpolation coefficient 6, digital filter 3, ROM for clock pulse which stores clock pulse for operating inverse interpolation calculation circuit 4, 8 for inverse interpolation coefficient which stores coefficient used for calculation in inverse interpolation calculation circuit 4 RO
M and 9 are frequency conversion coefficient setting switches for setting the amount of change that changes the frequency characteristics of the digital filter.
Is a ROM address generation circuit 10 for generating the addresses of the interpolation coefficient ROM 6 and the inverse interpolation coefficient ROM 8 in accordance with the input from the frequency conversion coefficient setting switch 9.

以上のように構成された本実施例のディジタルフィルタ
ー周波数特性変換装置について、以下その動作を説明す
る。ディジタルフィルター3として低域フィルターを用
いる場合について説明する。この低域フィルターの周波
数特性が第2図Aに示すように、折点周波数である
とし、この折点周波数を第2図Bに示す′c(=M
/Nc)に変換するとする。以下、MとNはM=3,N
=8とし、′c=3/8cの場合について動作を説明
する。周波数変換係数設定スイッチ1により3/8を設
定すると、補間演算回路2において端子1より入力され
るサンプリングクロックscの時系列データD(k)を、
サンプリングクロック′sc(=3/8sc)の時系列デ
ータD′(k)に変換する為の補間演算が行なわれる。こ
の補間演算に用いられる係数は補間係数用ROM6に記
憶させておき、このROMの内容を随時読み出して用い
る。補間演算された新たな時系列データは、クロックパ
ルス発生用ROM7よりのクロックパルスに同期して出
力される。クロックパルス発生用ROM7から出力され
るクロックパルスは、元の時系列データD(k)のサンプ
リングクロックscのクロックを適当に間引く事によ
り、補間演算回路2,補間係数用ROM,ディジタルフィ
ルター3,逆補間演算回路4を′scのクロック作動さ
せているのと同等に作動させる為のクロックパルスを発
生する。
The operation of the digital filter frequency characteristic converter of the present embodiment configured as described above will be described below. A case where a low-pass filter is used as the digital filter 3 will be described. As shown in FIG. 2A, the frequency characteristic of this low-pass filter is a corner frequency c , and this corner frequency c is shown in FIG. 2B as'c (= M
/ N c ). Hereinafter, M and N are M = 3, N
= 8 and the operation is'c = 3 / 8c . When 3/8 is set by the frequency conversion coefficient setting switch 1, the time series data D (k) of the sampling clock sc input from the terminal 1 in the interpolation calculation circuit 2 is
An interpolation calculation is performed to convert the sampling clock ' sc (= 3/8 sc ) into time series data D' (k). The coefficients used for this interpolation calculation are stored in the interpolation coefficient ROM 6, and the contents of this ROM are read out as needed and used. The new time-series data subjected to the interpolation calculation is output in synchronization with the clock pulse from the clock pulse generation ROM 7. The clock pulse output from the clock pulse generation ROM 7 is an interpolation calculation circuit 2, an interpolation coefficient ROM, a digital filter 3, a reverse filter by appropriately thinning out the sampling clock sc of the original time series data D (k). A clock pulse is generated to operate the interpolation calculation circuit 4 in the same manner as the clock operation of'sc .

ディジタルフィルター3においては、サンプリングクロ
ック′scのデータ系列D′(k)に対する演算を行うの
でその折点周波数′は、データ系列D(k)(サンプ
リングクロックsc)に対する演算を行った場合の折点
周波数に対してちょうど次の関係となる。
In the digital filter 3, since the calculation is performed on the data series D '(k) of the sampling clock ‘ sc ’, the breakpoint frequency ‘ c ’ is calculated when the calculation is performed on the data series D (k) (sampling clock sc ). It has the following relationship with respect to the point frequency c .

cc=sc/′sc=M/N=3/8 …………(1) このようにディジタルフィルター3よりの出力の折点周
波数は希望する値に変更される。更に逆補間演算回路4
によりデータ系列D′(k)は、サンプリングクロック
scの元のデータ系列D(k)に変換されて端子5より出力
される。又逆補間演算回路4の演算に用いられる係数は
逆補間係数用ROM8に記憶されており随時読み出され
て使用される。又補間係数用ROM6のアドレスはRO
Mアドレス発生回路10によりMの値に応じて発生さ
れ、クロックパルスに同期して補間係数用ROM6へ送
られる、更に逆補間係数用ROM8のアドレスもROM
アドレス発生回路10によりMの値に応じて発生され、
データ系列D(k)のサンプリングクロックscに同期し
て逆補間係数用ROM8へ送られる。以上の様に本実施
例によれば、入力データのサンプリングクロックを変換
する補間演算回路2及び補間係数用ROM6と、ディジ
タルフィルター3よりの出力を元のサンプリングクロッ
クに戻す逆補間演算回路及び逆補間係数用ROM8とデ
ィジタルフィルター3の周波数を変化させる比率と設定
する周波数変換係数設定スイッチ9を設けることによ
り、ディジタルフィルター3の係数を変えることなく、
その周波数特性を周波数変換スイッチ9に設定した値に
従って変えることができる。次に、ディジタルフィルタ
ーの周波数特性が入力データ系列のサンプリングクロッ
scによって、周波数軸上を移動する事を第3図を用
いて説明する。第3図において12と13はラッチ、1
4と16は1/4乗算器、15は1/2乗算器、17は加算器で
ある。以上の様に構成されたディジタルフィルターは次
に示す伝達特性をもっている。
' C / c = sc /' sc = M / N = 3/8 (1) Thus, the break frequency of the output from the digital filter 3 is changed to a desired value. Further, the inverse interpolation calculation circuit 4
The data sequence D '(k) is
It is converted to the original data series D (k) of sc and output from the terminal 5. The coefficients used for the calculation of the inverse interpolation calculation circuit 4 are stored in the inverse interpolation coefficient ROM 8 and are read out and used at any time. The address of the interpolation coefficient ROM 6 is RO
The address of the inverse interpolation coefficient ROM 8 is also generated by the M address generation circuit 10 according to the value of M and is sent to the interpolation coefficient ROM 6 in synchronization with the clock pulse.
Is generated by the address generation circuit 10 according to the value of M,
The data sequence D (k) is sent to the inverse interpolation coefficient ROM 8 in synchronization with the sampling clock sc . As described above, according to this embodiment, the interpolation calculation circuit 2 for converting the sampling clock of the input data and the interpolation coefficient ROM 6, and the inverse interpolation calculation circuit and the inverse interpolation for returning the output from the digital filter 3 to the original sampling clock. By providing the frequency conversion coefficient setting switch 9 for setting the ratio for changing the frequency of the coefficient ROM 8 and the digital filter 3, without changing the coefficient of the digital filter 3,
The frequency characteristic can be changed according to the value set in the frequency conversion switch 9. Next, it will be described with reference to FIG. 3 that the frequency characteristic of the digital filter moves on the frequency axis by the sampling clock sc of the input data series. In FIG. 3, 12 and 13 are latches, 1
4 and 16 are 1/4 multipliers, 15 is a 1/2 multiplier, and 17 is an adder. The digital filter configured as described above has the following transfer characteristics.

G(Z)=1/2+1/4Z-1+1/4Z+1 ……………(2) Z=ei Ω さてこのディジタルフィルターを周波数scのクロック
で作動させた場合、その伝達特性は第4図Aに示す様に
なる。次にディジタルフィルターを周波数′sc(′
sc=1/2sc)のクロックで作動させた場合、その伝達特
性は第4図Bに示す様になり、第4図Aの周波数特性を
周波数軸上で頂点の方へ1/2に圧縮したものとなってい
る。この様に、ディジタルフィルターは、それを作動さ
せるクロックパルスの周波数すなわち入力データのサン
プリングクロックにより、周波数特性が周波数軸上で変
化する事は明らかである。従って第2図A及びBに示す
様に、低域通過型ディジタルフィルターを周波数sc
作動させた時の折点周波数scで作動させた時の折点周
波数をとし、周波縁′sc(=M/Nsc)で作動さ
せた時の折点周波数を′とすると、′cc=
scsc=M/Nという関となるのは明らかであ
る。
G (Z) = 1/2 + 1 / 4Z -1 + 1 / 4Z +1 (2) Z = e i Ω Now, when this digital filter is operated with a clock of frequency sc , its transmission The characteristics are as shown in FIG. 4A. Next, apply the digital filter to the frequency ‘ sc (’
When operated with a clock of ( sc = 1/2 sc ), its transfer characteristic becomes as shown in Fig. 4B, and the frequency characteristic of Fig. 4A is compressed to 1/2 toward the apex on the frequency axis. It has been done. As described above, it is clear that the frequency characteristic of the digital filter changes on the frequency axis depending on the frequency of the clock pulse for operating the digital filter, that is, the sampling clock of the input data. Thus as shown in Figure 2 A and B, the corner frequency when operated at break frequency sc when the low-pass digital filter operating at a frequency sc and is c, frequency edge 'sc (= M / N sc ), assuming that the break frequency is ‘ c ’, ‘ c / c =
It is clear that the relation of ' sc / sc = M / N holds.

次に第5図,第6図を用いて補間演算の説明を行う。第
5図Aに示す時系列データはサンプリングクロックsc
でサンプルされたデータであり、Bはサンプリング′
scでサンプルされたデータD′(k)である。ここでsc
と′scは図からも明らかなように′sc=3/8sc
という関係がある。ここでD(k)のデータを補間して
D′(k)のデータを得る方法の1つとして、第6図Aに
示す直線補間が考えられる。第6図Aにおいて、時刻
t1,2t1はデータD(k)のサンプルポイントであり、D
(t1)とD(2t1)はそれぞれの時刻におけるサンプル値を
示す。そしてD(t1)とD(2t1)を直線で結び、時刻t2
直線上の値を、時刻t2におけるサンプル値D′(t2)とす
る。この演算は次の様に行われる。
Next, the interpolation calculation will be described with reference to FIGS. The time series data shown in FIG. 5A is the sampling clock sc
Data sampled at
This is the data D '(k) sampled by sc . Where sc
And ′ sc is, as is clear from the figure, ′ sc = 3/8 sc
There is a relationship. Here, as one method of interpolating D (k) data to obtain D '(k) data, linear interpolation shown in FIG. 6A can be considered. In FIG. 6A, the time
t 1 and 2t 1 are sample points of the data D (k), and D 1
(t 1 ) and D (2t 1 ) indicate sample values at the respective times. Then D (t 1) and connected by straight line D (2t 1), the straight line of the values of time t 2, the the sample value D at time t 2 '(t 2). This calculation is performed as follows.

以上の演算により、D′(t2)はD(t1)とD(2t1)の2点
より補間する事ができる。第5図AのデータD(k)に対
し上記の補間演算を行い第5図BのデータD′(k)を求
める場合、図中に破線で示したように、D(0)の値を
D′(0)とし、D(2)とD(3)を用いてD′(1)を補問演算
しD(5)とD(6)を用いてD′(2)を補間演算すればよ
い。又、上記の補間演算は、第6図Bに示す三角波と、
データD(k)を時間軸上で畳込積分することに等しい。
第6図Bの三角波は頂点の値が1で時間幅が2t1の二等
辺三角形である。補間演算を周波数軸上で考える場合、
第5図AのデータD(k)に第6図Bの三角波のスペクト
ラムすなわち第6図CのSF18を掛け合わすことによ
り、第5図BのデータD′(k)のスペクトラムが得られ
る。この様に周波数軸上で考えた場合、補間関数のスペ
クトラムとしては第6図Cに示す矩形のスペクトラムで
あり元信号のスペクトラムを劣化なく通すものが理想的
であり、補間に用いるデータ数を増やす事により補間関
数のスペクトラムを矩形に近づける事ができる。第7図
は(3)式に示した補間演算を行う補間演算回路のブロッ
ク図であり、20はラッチ、21と23は乗算器、22と
24は乗算の係数の入力端子、25は加算器である。こ
の様に構成された補間演算回路において、端子19より
入力された時系列データは、ラッチ20において遅延さ
せられ、遅延していないデータは乗算器22において端
子22より入力された係数C0と掛け合わされ加算器2
5に送られ、遅延した信号は乗算器23において端子2
4より入力された係数C1と掛け合わされ加算器26に
おいて乗算器21よりその信号と加算され端子26より
出力される。第8図は、元時系列データD(k)のサンプ
リングクロックをscとし、補間演算により求められる
データD′(k)のサンプリングクロックが′scであ
り、′scsc=n/8(n=1,2,…7)の場合
の補間係数ROM内の係数C1とC2の配列を示したもの
である。第5図に示す様に′scsc=3/8の場
合、補間演算に用いる係数C1とC2の組は3つであり、
scsc=n/8の場合係数はn組あればよく、第
8図に示す様に、R(n、1)R(n、2)…R(n、n)に係数C1
2が記憶されている。次に第9図を用いてクロックパ
スル発生用ROM7により発生されるクロックパルスの
説明を行う。このクロックパルスは′scの周波数のク
ロックに相当するクロックパスルである。第9図A,
B,C,Dともに横軸に時間軸である。Aは周波数sc
のクロックT0,T1,T2……を示し、Bは周波数′
sc(′scsc=3/8)のクロックT0′,T1′,T2
……を示している。補間演算回路2によりサンプルクロ
ックscのデータD(k)より変換された、サンプルクロ
ック′scのデータD′(k)のサンプルポイントは第9
図Bに示すT0′,T1′,T2′……であるが、クロック
パルス発生用ROM7により発生されるクロックパルス
は第9図Cに示すT0,T2,T5……であり、このクロッ
クはAのT0,T1,T2……を間引いて作ったクロックで
ある。この様に第9図Bに示すクロックT0′,T1′,T
2′の代わりにCのクロックT0,T3,T6を用いても、時
刻T1′とT3のD(k)の値は等しく、又時刻T2′とT6
のD(k)の値は等しく補間演算回路2は正しく動作す
る。又、第9図Dに示すクロックT0″(=T0)T1″(=T
2)……は、クロックパルス用ROMには上記の様なクロ
ックパルスが記憶されている。第10図は、クロックパ
ルス用ROMのある範囲の内容を示している。第10図A
は、第9図CのクロックT0,T2,T5……に対応したも
ので、アドレスn番地よりn+7番地までに〔1,0,
1,0,0,1,0,0〕という値が記憶されており、
これを周波数scのクロックでくり返し読み出すことに
より、クロックT0,T2,T5……を得る。又第10図B
は第9図DのクロックT0″,T2″,T3″,T4″……(=
0,T2,T4,T6……)に対応したもので、アドレスm
番地よりm+7番地までに〔1,0,1,0,1,0,
1,0〕という値が記憶されており、これを周波数sc
のクロックでくり返し読み出すことによりクロックDを
得る。第11図は逆補間演算回路4の動作を説明する為
の図であり、AのデータD′(k)(サンプルクロック
sc)よりBのデータD(k)(サンプルクロック
sc、′scsc=3/8)を補間する場合、図中破
線で示す様に、D(0)はD′(0)と同じ値を用い、D(1)
とD(2)は、どちらもD′(0)とD′(1)より補間演算に
より求める。又、D(3),D(4),D(5)はD′(1)とD′
(2)より、D(6),D(7)はD′(2)とD′(3)より求め
る。この逆補間演算回路4の構成は第7図に示したブロ
ック図と同様の構成となる。第12図には、逆補間係数
用ROM8内の、係数C1とC2の配列を示す。第11図
における′scは、第10図Aの信号D′(k)のサンプ
ルクロック周波数であり、第12図のscは第11図B
の信号D(k)のサンプルクロック周波数である。第13
図には信号D(k)とD′(k)のスペクトラムを示してい
る。Aは斜線で示すスペクトラムを持つ連続信号を周波
scのサンプルクロックでサンプリングした信号D
(k)のスペクトラムであり、BはAと斜線部の連続信号
を周波数′sc(′scsc=M/N)のサンプルクロ
ックでサンプルした信号D′(k)のスペクトラムを示
す。ここで注意しなければならないのは、補間により信
号D(k)を信号D′(k)に変換しサンプルレートをsc
り′scに変える時、折り返し歪により信号D′(k)が
劣化しないようにするには′scに下限があるというこ
とである。ここで原信号(第13図Aの斜線部)の占有
スペクトル幅をbwと1/2bw<′scすなわち、 M/N=′scsc>1/2bwsc となるようにM,Nの値を選ばなければならない。
By the above calculation, D '(t 2 ) can be interpolated from two points D (t 1 ) and D (2t 1 ). When the above interpolation calculation is performed on the data D (k) of FIG. 5A to obtain the data D ′ (k) of FIG. 5B, the value of D (0) is calculated as indicated by the broken line in the figure. Let D '(0), interpolate D' (1) using D (2) and D (3), and interpolate D '(2) using D (5) and D (6). Good. In addition, the above-mentioned interpolation calculation is performed with the triangular wave shown in FIG. 6B.
This is equivalent to convoluting the data D (k) on the time axis.
The triangular wave in FIG. 6B is an isosceles triangle having a vertex value of 1 and a time width of 2t 1 . When considering the interpolation calculation on the frequency axis,
By multiplying the data D (k) of FIG. 5A by the triangular wave spectrum of FIG. 6B, that is, S F 18 of FIG. 6C, the spectrum of data D ′ (k) of FIG. 5B is obtained. . In this way, when considered on the frequency axis, it is ideal that the spectrum of the interpolation function is the rectangular spectrum shown in FIG. 6C, which allows the spectrum of the original signal to pass without deterioration, and the number of data used for interpolation is increased. By doing so, the spectrum of the interpolation function can be approximated to a rectangle. FIG. 7 is a block diagram of an interpolation calculation circuit for performing the interpolation calculation shown in the formula (3). 20 is a latch, 21 and 23 are multipliers, 22 and 24 are multiplication coefficient input terminals, and 25 is an adder. Is. In the interpolating circuit thus configured, the time series data input from the terminal 19 is delayed in the latch 20, and the undelayed data is multiplied in the multiplier 22 by the coefficient C 0 input from the terminal 22. Adder 2
5 and the delayed signal is sent to the terminal 2 in the multiplier 23.
The signal is multiplied by the coefficient C 1 input from No. 4 and added to the signal from the multiplier 21 in the adder 26, and output from the terminal 26. FIG. 8 shows that the sampling clock of the original time series data D (k) is sc , the sampling clock of the data D ′ (k) obtained by the interpolation calculation is ‘ sc , and‘ sc / sc = n / 8 (n = 1, 2, ... 7) shows the arrangement of the coefficients C 1 and C 2 in the interpolation coefficient ROM. As shown in FIG. 5, in the case of'sc / sc = 3/8 , there are three sets of coefficients C 1 and C 2 used for the interpolation calculation,
In the case of ′ sc / sc = n / 8, it is sufficient that there are n sets of coefficients, and as shown in FIG. 8, R (n, 1) R (n, 2) ... R (n, n) has coefficient C 1 C 2 is stored. Next, the clock pulse generated by the clock pulse generation ROM 7 will be described with reference to FIG. This clock pulse is a clock Pasuru corresponding to the clock frequency of the 'sc. FIG. 9A,
In B, C and D, the horizontal axis is the time axis. A is the frequency sc
Clocks T 0 , T 1 , T 2, ...
Clocks of sc (' sc / sc = 3/8 ) T 0 ′, T 1 ′, T 2
... is shown. The sample point of the data D '(k) of the sample clock' sc converted from the data D (k) of the sample clock sc by the interpolation calculation circuit 2 is the ninth point.
Although shown as T 0 ′, T 1 ′, T 2 ′ in FIG. B, the clock pulses generated by the clock pulse generating ROM 7 are T 0 , T 2 , T 5 ...... shown in FIG. 9C. This clock is a clock made by thinning out T 0 , T 1 , T 2, ... Of A. Thus, the clocks T 0 ′, T 1 ′, T shown in FIG.
Even if C clocks T 0 , T 3 and T 6 are used instead of 2 ′, the values of D (k) at times T 1 ′ and T 3 are the same, and at times T 2 ′ and T 6
The values of D (k) are equal and the interpolation calculation circuit 2 operates correctly. Also, the clock T 0 ″ (= T 0 ) T 1 ″ (= T shown in FIG. 9D.
2 ) ... The clock pulse ROM stores the above clock pulses. FIG. 10 shows the contents of a certain range of the clock pulse ROM. Fig. 10A
Corresponds to the clocks T 0 , T 2 , T 5 ... Of FIG. 9C, and [1, 0, from the address n to the address n + 7.
1, 0, 0, 1, 0, 0] is stored,
By repeatedly reading this with a clock of frequency sc , clocks T 0 , T 2 , T 5 ... Are obtained. See also FIG. 10B.
Are clocks T 0 ″, T 2 ″, T 3 ″, T 4 ″ in FIG. 9D (=
Corresponding to T 0 , T 2 , T 4 , T 6 ......), and address m
From address to m + 7 [1,0,1,0,1,0,
1, 0] is stored, and this value is used as the frequency sc
The clock D is obtained by repeatedly reading with the clock. FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the inverse interpolation calculation circuit 4. The data D '(k) of A (sample clock' sc ) to the data D (k) of B (sample clock).
sc , ′ sc / sc = 3/8 ), the same value as D ′ (0) is used for D (0) as shown by the broken line in the figure, and D (1)
And D (2) are both obtained by interpolation calculation from D '(0) and D' (1). Also, D (3), D (4), D (5) are D '(1) and D'
From (2), D (6) and D (7) are obtained from D '(2) and D' (3). The inverse interpolation calculation circuit 4 has the same configuration as the block diagram shown in FIG. FIG. 12 shows the arrangement of the coefficients C 1 and C 2 in the inverse interpolation coefficient ROM 8. ' Sc in FIG. 11 is the sample clock frequency of the signal D' (k) in FIG. 10A, and sc in FIG. 12 is B in FIG.
Is the sample clock frequency of the signal D (k). Thirteenth
The figure shows the spectra of signals D (k) and D '(k). A is a signal D obtained by sampling a continuous signal having a spectrum indicated by diagonal lines with a sample clock of frequency sc
In the spectrum of (k), B indicates the spectrum of the signal D ' (k) obtained by sampling the continuous signal of A and the shaded area with the sample clock of frequency' sc (' sc / sc = M / N). It should be noted here that when the signal D (k) is converted into the signal D ′ (k) by interpolation and the sample rate is changed from sc to ′ sc , the signal D ′ (k) is not deteriorated due to aliasing distortion. This means that there is a lower bound on ′ sc . Here, the occupied spectrum width of the original signal (hatched portion in FIG. 13A) is set so that bw and 1/2 bw <' sc, that is, M / N =' sc / sc > 1/2 bw / sc , You must choose a value for N.

発明の効果 以上説明したように、本発明によればディジタルフィル
ターの前に時系列データのサンプルクロックレートを変
換させる補間演算回路と補間係数用ROMを設け、ディ
ジタルフィルターの後に変換されたサンプルクロックレ
ートを元のクロックレートに戻す逆補間演算回路と逆補
間係数用ROMを設け、更にこれらの系を作動させる為の
クロックパルスを発生させるクロックパルス発生用ROM
を設けることにより、ディジタルフィルターの係数を変
えることなくその周波数特性を変換することができ、そ
の実用的効果は大きい。
As described above, according to the present invention, the interpolation calculation circuit for converting the sample clock rate of time series data and the interpolation coefficient ROM are provided before the digital filter, and the sample clock rate converted after the digital filter is provided. Clock pulse generation ROM that generates a clock pulse to operate these systems by providing an inverse interpolation calculation circuit that restores the original clock rate and an inverse interpolation coefficient ROM
By providing, the frequency characteristic can be converted without changing the coefficient of the digital filter, and its practical effect is great.

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

第1図は本発明における一実施例のディジタルフィルタ
ー周波数特性変換装置のブロック図、第2図はディジタ
ルフィルターの周波数特性を変換する作用の説明図、第
3図はディジタルフィルターの一実施例を示すブロック
図、第4図は第3図に示したディジタルフィルターの特
性図、第5図第6図は補間演算の説明図、第7図は補間
演算回路のブロック図、第8図は補間係数ROMの説明
図、第9図はクロックパルス発生用ROMより発生され
るクロックパルスの説明図、第10図はクロックパルス
用ROMの説明図、第11図は逆補間演算回路の動作の
説明図、第12図は逆補間係数用ROMの説明図、第1
3図はスペクトラム図である。 2……補間演算回路、3……ディジタルフィルター、4
……逆補間演算回路、6……補間係数用ROM、7……
クロックパルス発生用ROM、8……逆補間係数用RO
M、9……周波数変換係数設定スイッチ、10……RO
Mアドレス発生回路。
FIG. 1 is a block diagram of a digital filter frequency characteristic conversion device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of an operation for converting the frequency characteristic of a digital filter, and FIG. 3 shows an embodiment of a digital filter. A block diagram, FIG. 4 is a characteristic diagram of the digital filter shown in FIG. 3, FIG. 5 is an explanatory diagram of interpolation calculation, FIG. 7 is a block diagram of an interpolation calculation circuit, and FIG. 8 is an interpolation coefficient ROM. FIG. 9, FIG. 9 is an explanatory diagram of clock pulses generated by the clock pulse generation ROM, FIG. 10 is an explanatory diagram of the clock pulse ROM, and FIG. 11 is an explanatory diagram of the operation of the inverse interpolation calculation circuit. FIG. 12 is an explanatory diagram of the inverse interpolation coefficient ROM, the first
Figure 3 is a spectrum diagram. 2 ... Interpolation calculation circuit, 3 ... Digital filter, 4
...... Inverse interpolation calculation circuit, 6 ... Interpolation coefficient ROM, 7 ...
ROM for clock pulse generation, 8 ... RO for inverse interpolation coefficient
M, 9 ... Frequency conversion coefficient setting switch, 10 ... RO
M address generation circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ディジタルフィルターの周波数特性を変化
させる比率を設定する周波数変換係数設定手段と、この
周波数変換係数設定手段により設定された比率に従って
入力された時系列データの第1のサンプルクロックレー
トを第2のサンプルクロックレートに変換する為の第1
の補間演算を行なう補間演算回路と、この第1の補間演
算に用いる係数を記憶している補間係数用ROMと、こ
の第1の補間演算を行なう補間演算回路の出力を入力と
するディジタルフィルターと、このディジタルフィルタ
ーの出力を前記第1のサンプルクロックレートに戻す為
の第2の補間演算を行なう逆補間演算回路と、この第2
の補間演算に用いる係数を記憶している逆補間係数用R
OMと、上記補間演算回路、補間係数用ROM、ディジ
タルフィルター、逆補間演算回路を作動させる前記第2
のサンプルクロックに対応するクロックパルスを記憶し
ているクロックパルス発生用ROMと、前記補間係数用
ROMと逆補間係数用ROMのアドレスを発生するRO
Mアドレス発生回路とを備えたことを特徴とするディジ
タルフィルター周波数特性変換装置。
1. A frequency conversion coefficient setting means for setting a ratio for changing a frequency characteristic of a digital filter, and a first sample clock rate of time series data input according to the ratio set by the frequency conversion coefficient setting means. First to convert to second sample clock rate
And an interpolation coefficient ROM storing the coefficients used in the first interpolation operation, and a digital filter having the output of the interpolation operation circuit for performing the first interpolation operation as an input. An inverse interpolation calculation circuit for performing a second interpolation calculation for returning the output of the digital filter to the first sample clock rate, and the second interpolation calculation circuit.
For inverse interpolation coefficient that stores the coefficient used for the interpolation calculation of
OM, and the second operation circuit for operating the interpolation calculation circuit, the interpolation coefficient ROM, the digital filter, and the inverse interpolation calculation circuit.
Of the clock pulse for storing the clock pulse corresponding to the sample clock, and the RO for generating the addresses of the interpolation coefficient ROM and the inverse interpolation coefficient ROM.
A digital filter frequency characteristic converter having an M address generating circuit.
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