JPH0661064B2 - ディジタル信号処理回路の評価装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜本発明の産業上の利用分野＞ 本発明は、各種のアナログ信号に対しディジタル的な処
理を行なうディジタル信号処理回路の処理特性を評価す
るための評価装置に関する。

＜従来技術＞（第４図） 一般に、ディジタル信号処理回路は、例えば送受信機を
含む通信系の各部の波形、音声波形、レーダの反射波、
脳波、画像等の各種アナログ信号に対するスペクトルや
相関関数等の計算処理をディジタル的に行なうために使
用されており、これらのアナログ信号経路内にＡ／Ｄ変
換器とＤ／Ａ変換器とともに用いられて、Ａ／Ｄ変換器
でディジタル変換された信号に対し、予めきめられたプ
ログラムにしたがって演算処理を行ない、その処理結果
をＤ／Ａ変換器を介して出力するように構成されてい
る。

このようなディジタル信号処理回路の処理特性を評価す
るための評価装置として従来では、第４図に示すように
ディジタル信号処理回路の実際の使用形態と同様に、Ａ
／Ｄ変換回路２とＤ／Ａ変換回路４との間に評価対象の
ディジタル信号処理回路３を設け、Ａ／Ｄ変換回路２に
波形発生装置１からの信号を与え、Ｄ／Ａ変換回路４の
出力を表示装置５に入力するように構成されていた。

この場合、波形発生装置１は、ディジタル信号処理回路
３の特性を試験するための各種波形信号をアナログ信号
として発生する装置（アナログ信号発振器）である。更
に表示装置５は前記ディジタル信号処理回路の処理結果
データをアナログ変換した信号を表示するためのアナロ
グ信号用の表示装置であり、オシロスコープ、スペクト
ラムアナライザ、レベルメータ等が利用される。またク
ロック発生回路６は所定周波数のクロックを発生し、そ
れをＡ／Ｄ変換回路２、ディジタル信号処理回路３、Ｄ
／Ａ変換回路４に与えて動作させる回路である。

前記評価装置の回路動作を簡単に説明すると、波形発生
装置１は、ディジタル信号処理回路３の特性検査に必要
な波形信号をアナログ信号として発生し、Ａ／Ｄ変換回
路２に与える。このアナログ信号はディジタル信号に変
換され、回路３に与えられる。ディジタル信号処理回路
３は、与えられた波形信号を所定プログラムにしたがっ
て演算処理し、その処理結果データをＤ／Ａ変換回路４
に与える。

Ｄ／Ａ変換器によってアナログ信号に変換された処理結
果信号は、表示装置５に与えられ表示される。したがっ
て、この表示装置５の表示をみれば、入力信号に対する
ディジタル信号処理装置の処理特性を評価することがで
きる。

＜本発明が解決しようとする問題点＞ ところで、上述した従来の評価装置の場合、波形発生装
置１、表示装置５が共にアナログ信号を発生または表示
する装置であり、したがってディジタル信号処理回路３
の前段及び後段にそれぞれ、Ａ／Ｄ変換回路２、Ｄ／Ａ
変換回路４が設置されている。そのために、以下のよう
な問題点があった。

（１）ディジタル信号処理回路３への入力信号がＡ／Ｄ
変換回路２を介した信号であることから、この入力信号
の精度が、Ａ／Ｄ変換回路２の変換処理のビット長で決
まってしまい、入力信号に不要な量子化雑音が混入して
いた。したがって回路３の処理結果の精度も低下してし
まっていた。

（２）波形発生装置１がアナログ信号発振器であるか
ら、その出力信号、即ち、回路３への入力信号に不要な
ジッタ成分が混入していた。また波形発生装置１（即
ち、アナログ信号発振器）の周波数と、ディジタル信号
処理回路３の信号処理時のサンプル周波数との同期を完
全にとることができず、分析処理が面倒になっていた。

（３）ディジタル信号処理回路３の処理結果データがＤ
／Ａ変換回路４を介し表示装置５に与えられるため、こ
の表示装置５において観測できるダイナミックレンジ
は、Ｄ／Ａ変換回路４の変換処理のビット長で決まって
しまい、換言すれば、回路３においてどんなに高い精度
の演算処理を行っても、表示装置５において表示され、
観測できるデータ精度には限界があり、Ｄ／Ａ変換回路
４の変換精度以下に押えられてしまっていた。そのため
詳細な評価ができなかった。

（４）ディジタル信号処理回路３の入力側、出力側に対
しそれぞれ、周波数帯域制限用のＬＰＦ（ローパスフィ
ルタ）を設けねばならないので、表示装置５において表
示される処理結果は、ディジタル信号処理回路本来の処
理特性に対応していなかった。

以上のように、ディジタル信号処理回路３の入力側、出
力側にそれぞれ、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路を有
するために、換言すれば、波形発生装置１、表示装置５
が共にアナログ機器であるために、上述した従来のデー
タ信号処理回路の評価装置は、ディジタル信号処理回路
の処理特性を正確に評価することができない問題があっ
た。

本発明は、上述した従来の問題点を改め、ディジタル信
号処理回路本来の処理特性を正確に評価できるようにし
たディジタル信号処理回路の評価装置を提供することを
目的としている。

＜前記問題点を解決するための手段＞ 前記問題点を解決するために、本発明のディジタル信号
処理回路の評価装置は、Ａ／Ｄ変換器とＤ／Ａ変換器の
間に用いられて、前記Ａ／Ｄ変換器に入力されるアナロ
グ波形信号に対し予め決められたプログラムにしたがっ
て処理を行ない、その処理結果を前記Ｄ／Ａ変換器を介
して出力するディジタル信号処理回路の処理特性を評価
するための評価装置において、 Ａ／Ｄ変換を介さずディジタル的に生成した一連の波形
データを、所定周期のラッチ信号に同期したタイミング
で前記ディジタル信号処理回路へ順次入力するディジタ
ル信号発生手段と、 ２つのバッファを有し、前記一連の波形データを受けた
前記ディジタル信号処理回路から所定タイミング毎に出
力される処理結果データを第１のバッファへ記憶し、該
第１のバッファの記憶内容を前記ラッチ信号に同期した
タイミングで第２のバッファへ記憶させるインタフェー
スと、 前記インタフェースの第２のバッファに記憶されている
処理結果データを、所定タイミング毎に順次読み出し、
該読み出した一連の処理結果データを、Ｄ／Ａ変換を介
さずディジタル的に波形表示するディジタル表示手段と
を備えている。

＜作用＞ このようにしたために、本発明のディジタル信号処理回
路の評価装置では、Ａ／Ｄ変換を介さずに、ディジタル
的に生成された一連の波形データが、所定周期のラッチ
信号に同期して順次ディジタル信号処理回路へ入力され
る。この波形データを受けたディジタル信号処理回路か
ら出力される処理結果データは、インタフェースの第１
のバッファに記憶された後、ラッチ信号に同期して第２
のバッファへ記憶される。第２のバッファに記憶された
処理結果データは、ディジタル表示手段によって読み出
され、その読み出された処理結果データがＤ／Ａ変換を
介さずにディジタル的に表示される。

即ち、本発明の評価装置の場合、ディジタル信号処理回
路はＡ／Ｄ変換を介さずにディジタル的に生成された入
力信号を受けるだけでなく、その処理結果データもＤ／
Ａ変換を介さずにそのままディジタル表示装置に波形表
示されることになり、従来の評価装置のようなＡ／Ｄ変
換回路、Ｄ／Ａ変換回路を、ディジタル信号処理回路の
前段及び後段に介することが全くなくなる。そのため、
上述した従来の問題点を完全に解消することができ、デ
ィジタル信号処理回路本来の処理特性を、高い精度で評
価することができる。

＜本発明の実施例＞（第１〜３図） 以下、本発明の一実施例を説明する。第１図は一実施例
のディジタル信号処理回路の評価装置のシステム構成図
である。この図において、クロック発生回路１１は、デ
ィジタル信号発生回路１２に供給するシフトクロック、
ディジタル信号発生回路１２及びディジタルオシロスコ
ープ１８に供給するサンプルクロックを発生する回路で
ある。

ディジタル信号発生回路１２は、制御用パソコン（パー
ソナルコンピュータ）１９からの制御指令（周波数、レ
ベル等の指令）に従ったディジタル信号の波形データＤ
ＡＴＡ １を、前記シフトクロック、サンプルクロック
にしたがって発生する回路であり、この場合、シフトク
ロック、ラッチ信号であるＬＡＴＣＨ １、ＬＡＴＣＨ
２をも発生する。なお、クロック発生回路１１が発生
するシフトクロックとディジタル信号発生回路１２が発
生するシフトクロックは同一クロックである。

ホスト用パソコン（パーソナルコンピュータ）１３は、
評価用ボード１４に設置されているディジタル信号処理
回路１５を制御するためのパソコンである。この場合、
ディジタル信号処理回路１５は、送受信機を含む通信系
の各部の波形、音声波形、レーダの反射波形、脳波、地
震波、画像信号等の各種信号のスペクトル、自己相関関
数、相互相関関数、ネットワーク、ヒストグラム、ハー
モニック等をディジタル的に解析するための回路であ
る。また評価用ボード１４はこのディジタル信号処理回
路１５及びその周辺回路を設置するための回路基板であ
る。

ディジタル信号発生回路１２からの前記ＤＡＴＡ １、
シフトクロック、ＬＡＴＣＨ １は共に、評価用ボード
１４を介しディジタル信号処理回路１５に与えられる。
本実施例の場合、前記ＤＡＴＡ １は１６ビットデータ
であり、サンプルクロック、ＬＡＴＣＨ １の出力にと
もなってディジタル信号処理回路１５に取込まれる。こ
のときディジタル信号処理回路１５はＤＡＴＡ １に対
する所定の計算処理を実行する。そしてその処理結果デ
ータはＤＡＴＡ ２としてインターフェース１６に供給
される。このときディジタル信号処理回路１５は同時に
ラッチ信号であるＬＡＴＣＨ ３も出力し、インターフ
ェース１６に与える。

このインターフェース１６にはディジタル信号発生回路
１２からの前記シフトクロック、ＬＡＴＣＨ ２も与え
られており、前記ＤＡＴＡ ２を記憶する。なお、この
インターフェース１６には、図示していないが、ディジ
タル信号処理回路１５からのＬＡＴＣＨ ３によってＤ
ＡＴＡ １を記憶する第１のバッファと、ＬＡＴＣＨ
２によって第１のバッファの内容を記憶する第２のバッ
ファとが設けられている。更に、前記インターフェース
１６には、ディジタルオシロスコープ１８が出力するＥ
ｘクロック、信号Ｒｅｑｕｅｓｔも与えられており、こ
れらがインターフェース１６に与えられた際、インター
フェース１６に先に取込まれたＤＡＴＡ ２（第２のバ
ッファ内のデータ）がディジタルオシロスコープ１８に
送られて表示される。

即ち、ディジタルオシロスコープ１８にはインターフェ
ース１６から前記ＤＡＴＡ ２の上位８ビット、下位８
ビットを表わすＤＡＴＡ Ｈ、ＤＡＴＡ Ｌが与えら
れ、ディジタルオシロスコープ１８はこれをそのまま表
示する。したがってディジタルオシロスコープ１８上に
は、ディジタル信号処理回路１５の処理特性によって処
理された処理結果がそのまま表示されるもので、その表
示内容によってディジタル信号処理回路の処理特性を評
価することができる。

インターフェース１７は、ディジタル信号発生回路１２
が発生する前記ＤＡＴＡ １をそのままディジタルオシ
ロスコープ１８に送って表示させるために設けられた、
インターフェース１６と同様のダブルバッファ構成の回
路であり、前記シフトクロック、ＬＡＴＣＨ １、ＬＡ
ＴＣＨ ２、そしてＤＡＴＡ １が与えられている。こ
のＤＡＴＡ １は、インターフェース１７にディジタル
オシロスコープ１８からのＥｘクロック、信号Ｒｅｑｕ
ｅｓｔが与えられた際、その上位８ビット、下位８ビッ
トがそれぞれＤＡＴＡ Ｈ、ＤＡＴＡ Ｌとしてディジ
タルオシロスコープ１８に与えられ、表示される。即
ち、ディジタルオシロスコープ１８においては、ディジ
タル信号発生回路１２が発生した波形データＤＡＴＡ
１をディジタル信号処理回路１５が処理したもの（ＤＡ
ＴＡ２）と、処理前のもの（即ち、ＤＡＴＡ １）とが
並べて同時に表示されうるもので、ディジタル信号処理
回路１５の特性評価に便宜が計られている。

制御用パソコン１９はディジタル信号発生回路１２、デ
ィジタルオシロスコープ１８の各機能を制御する指令信
号を出力するためのパソコンであり、ディジタル信号発
生回路１２に対しては、発生させる波形データの周波
数、レベル等を指定する。

インサーキットエミュレータ（ＩＣＥ）２０は、ディジ
タル信号発生回路１５の処理プログラムのデバック用に
用いられる回路であり、ディジタル信号発生回路１５が
実行する動作を模擬した動作を実行するものである。

また、ホスト用パソコンは、ディジタル信号処理回路の
ホストコンピータの役割をする。

＜前記実施例の動作＞ 次に、第２図および第３図のタイムチャートを参照して
動作を説明する。まず、第２図により、ディジタル信号
発生回路１２が発生した波形データをディジタル信号処
理回路１５により処理し、その処理結果データをディジ
タルオシロスコープ１８に表示してディジタル信号処理
回路１５の特性評価を行う際の動作を説明する。

クロック発生回路１１は所定周波数のシフトクロック、
サンプルクロックを常時発生し、ディジタル信号発生回
路１２に与えている。またサンプルクロックはディジタ
ルオシロスコープ１８にも同時に与えられている。一
方、制御用パソコン１９を操作して、ディジタル信号処
理回路１５の特性を調べるための信号波形の周波数、レ
ベル等を指定し、ディジタル信号発生回路１２に対し指
令を与える。これによりディジタル信号発生回路１２は
指令された波形信号をサンプルクロックがＨレベルの
間、発生し、その信号をディジタル量のＤＡＴＡ １と
してシフトクロックの出力ごとに１ビットづつ出力し、
シフトクロック、ＬＡＴＣＨ １と共に評価用ボード１
４を介しディジタル信号処理回路１５に与える。

即ち、第２図（１）にみられるように、サンプルクロッ
クおよびＬＡＴＣＨ １の出力中（Ｈレベル）に前記波
形信号が１６ビットのデータであるＤＡＴＡ １として
ディジタル信号発生回路１２から出力され、ディジタル
信号処理回路１５に取込まれる。そしてこのディジタル
信号処理回路１５によって例えばディジタルフィルタの
演算処理が順次行われる。

ディジタル信号処理回路１５による処理結果データであ
るＤＡＴＡ２は次に、ディジタル信号処理回路１５が出
力するＬＡＴＣＨ ３、ディジタル信号発生回路１２か
らのＬＡＴＣＨ２の出力状態に応じてインターフェース
１６の２段のバッファに順次、シフトクロックの出力ご
とに１ビットづつ取込まれる。その後、ディジタルオシ
ロスコープ１８がインターフェース１６に対し信号Ｒｅ
ｑｕｅｓｔ、Ｅｘクロックを出力するに応じて、前記１
６ビットデータであるＤＡＴＡ ２は、上位側８ビット
のＤＡＴＡ Ｈ、下位側８ビットのＤＡＴＡ Ｌとして
ディジタルオシロスコープ１８に送られ、表示される。
第２図（２）はこの期間、即ち、第２図（１）の点線内
の期間（イ）の動作を詳細に示したものであり、これに
よりディジタルオシロスコープ１８上には、ディジタル
信号処理回路１５が処理したＤＡＴＡ １の処理結果が
そのまま表示され、ディジタル信号処理回路１５の処理
特性が目視によって評価可能となる。

次に、第３図を参照して、ディジタル信号発生回路１２
が発生した波形信号をそのままディジタルオシロスコー
プ１８に送って表示する際の動作を説明する。この場
合、ディジタル信号発生回路１２が発生する１６ビット
のＤＡＴＡ １はまず、ＬＡＴＣＨ １、ＬＡＴＣＨ
２の出力状態に応じてインターフェース１７の２段のバ
ッファに順次、シフトクロックの出力ごとに１ビットづ
つ取込まれる。次にディジタルオシロスコープ１８がイ
ンターフェース１７に対し信号Ｒｅｑｕｅｓｔ、Ｅｘク
ロックを出力するに応じて、ＤＡＴＡ １が上位側８ビ
ットのＤＡＴＡ Ｈ、下位側８ビットのＤＡＴＡ Ｌと
してディジタルオシロスコープ１８に送られ、表示され
る。第３図（２）はこの期間、即ち、第３図（１）の点
線内の期間（ロ）の動作を具体的に示したもので、その
結果、ディジタルオシロスコープ１８上には、ディジタ
ル信号発生回路１２が発生したディジタル信号処理回路
１５の処理前のＤＡＴＡ １がそのまま表示されること
になる。このときこのＤＡＴＡ １のディジタル信号処
理回路１５による処理結果データＤＡＴＡ ２と、この
ＤＡＴＡ １とを並べて同時に表示するように、制御用
パソコン１９によってディジタルオシロスコープ１８に
制御指令を与えておけば、ディジタル信号処理回路１５
の特性評価がより厳密に行なえるようになる。

＜本発明の効果＞ 以上説明したように、本発明のディジタル信号処理回路
の評価装置は、Ａ／Ｄ変換を介さずにディジタル的に生
成した一連の波形データを評価対象のディジタル信号処
理回路に入力するとともに、このディジタル信号処理回
路から出力される処理結果データをインターフェースの
２段バッファに記憶し、ディジタル表示手段が、このイ
ンタフェースから読み出した処理結果データをＤ／Ａ変
換を介さずにディジタル的に表示するように構成されて
いる。

したがってＡ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路を介するこ
とによって従来発生していた評価精度の低下が全くなく
なり、ディジタル信号処理回路本来の処理特性を忠実
に、且つ高い精度で詳細に評価できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路構成図、第２図、第３
図はそのタイムチャート、第４図は従来のディジタル信
号処理回路の評価装置の回路構成図である。 １１……クロック発生回路、１２……ディジタル信号発
生回路、１５……ディジタル信号処理回路、１６、１７
……インタフェース、１８……ディジタルオシロスコー
プ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ａ／Ｄ変換器とＤ／Ａ変換器の間に用いら
   れて、前記Ａ／Ｄ変換器に入力されるアナログ波形信号
   に対し予め決められたプログラムにしたがって処理を行
   ない、その処理結果を前記Ｄ／Ａ変換器を介して出力す
   るディジタル信号処理回路の処理特性を評価するための
   評価装置において、 Ａ／Ｄ変換を介さずディジタル的に生成した一連の波形
   データを、所定周期のラッチ信号に同期したタイミング
   で前記ディジタル信号処理回路へ順次入力するディジタ
   ル信号発生手段と、 ２つのバッファを有し、前記一連の波形データを受けた
   前記ディジタル信号処理回路から所定タイミング毎に出
   力される処理結果データを第１のバッファへ記憶し、該
   第１のバッファの記憶内容を前記ラッチ信号に同期した
   タイミングで第２のバッファへ記憶させるインタフェー
   スと、 前記インタフェースの第２のバッファに記憶されている
   処理結果データを、所定タイミング毎に順次読み出し、
   該読み出した一連の処理結果データを、Ｄ／Ａ変換を介
   さずディジタル的に波形表示するディジタル表示手段と
   を備えたことを特徴とするディジタル信号処理回路の評
   価装置。