JPH07107970B2 - 時間軸反転型直線位相フィルタ - Google Patents

時間軸反転型直線位相フィルタ

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JPH07107970B2
JPH07107970B2 JP4090501A JP9050192A JPH07107970B2 JP H07107970 B2 JPH07107970 B2 JP H07107970B2 JP 4090501 A JP4090501 A JP 4090501A JP 9050192 A JP9050192 A JP 9050192A JP H07107970 B2 JPH07107970 B2 JP H07107970B2
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H17/00Networks using digital techniques
    • H03H17/02Frequency selective networks
    • H03H17/04Recursive filters

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直線位相特性を有する
IIR型ディジタルフィルタの構成を有する時間軸反転
型直線位相フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、時間軸反転型直線位相フィルタ
は、例えば、特願平3-151368号(非線形信号処理装置)
に示されているように、IIRフィルタのインパルス応
答期間の2倍程度の記憶時間を有するメモリをN相分
(Nは整数)用いて構成していた。
【0003】以下、図面を参照しながら、従来の時間軸
反転型直線位相フィルタの一例について説明する。
【0004】図3は、従来の時間軸反転型フィルタ回路
の構成を示している。この例では、IIRフィルタのイ
ンパルス応答期間の2倍程度の時間単位で信号を反転さ
せる時間軸反転回路及び時間軸反転された信号を処理す
るIIR型フィルタが2系統用意されている。
【0005】図3において、14は入力端子、16は遅
延回路、17は第1の時間軸反転回路、18は第2の時
間軸反転回路、15,19,20はIIR型フィルタ、
21はセレクタ、22は第3の時間軸反転回路、23は
加算器、24は出力端子を表す。
【0006】入力端子14より入力された信号は、時間
軸反転回路17,18に入力される。時間軸反転回路1
7,18は、IIRフィルタ19,20のインパルス応
答が量子化誤差以内に集束する時間の2倍以上の時間単
位で入力信号を時間軸反転する回路で、図4は反転動作
を行っているときの各部の波形を示している。(a)は時
間軸反転回路17の入力波形、(b)は時間軸反転回路1
8の入力波形を表しており、どちらも同一の波形であ
る。
【0007】(ar),(br)は、それぞれ、時間軸反転回路
17、時間軸反転回路18の出力波形を表しており、ど
ちらも、時間幅t1単位で時間軸反転された信号となって
いる。(ar),(br)とも、反転の時間幅はt1で、(ar)と等
しいが反転位相が(ar)とは180度異なっている。ただ
し、この図は、時間軸反転回路による遅延時間は考慮し
ていない。(ar),(br)は、次に、IIR型フィルタ1
9,20に入力されてフィルタリングされる。
【0008】(ar'),(br')は、それぞれ、IIR型ディ
ジタルハイパスフィルタ19,20の出力波形を表して
いるが、両波形とも時間軸反転の継目の直後にフィルタ
のステップ応答が現れるので、次に、セレクタ21を用
いて、(ar'),(br')の波形のうち、先のステップ応答の
影響しない領域のみをつなぎ合わせる(図4(c))。
この時、セレクタの反転周期は、t1/2周期となってい
る。次に、時間軸反転回路22で、信号をt1/2周期で反
転させれば出力信号(cr)が得られる。このようにして、
信号の時間軸を無限遠で反転してフィルタリングした時
と同一の信号が得られる。
【0009】最後に、時間軸反転回路22の出力とII
Rフィルタ15の出力を遅延回路16で時間軸を合わせ
た後に、加算器23を用いて加算すれば、位相項が打ち
消されて、出力端子24に位相歪の無いフィルタ出力が
得られる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の構成では、N相(Nは2以上整数)の時間軸反
転系を用意する場合は、各相の時間軸反転のために、イ
ンパルス応答期間のN倍の長さを持つメモリがN個と、
インパルス応答期間の長さを持つメモリが1個必要であ
った。また、時間軸反転を行わない系で、時間調整のた
めにインパルス応答のN+1倍の長さを持つメモリが必
要であった。全体としてインパルス応答期間のN*N+
N+2倍の長さのメモリが必要となる。例えば、N=2
の時は必要メモリ量は、インパルス応答期間の8倍、3
の時は14倍となる。これは、回路をLSI化した時、
約1万数千ゲートから2万数千ゲートの回路規模に相当
するため、全体の回路規模が必要以上に大きくなるとい
う問題点を有していた。
【0011】本発明は、上記問題を解決するもので、必
要メモリ量を従来に比べて格段に少なくできる時間軸反
転型直線位相フィルタを提供することを目的としてい
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達す
るために、従来行われていたインパルス応答期間のN倍
単位での信号反転の代わりにインパルス応答期間単位で
の信号反転とインパルス応答の2*N倍単位での遅延と
信号のセレクタを用いて、従来と同一の時間軸反転信号
を得る。
【0013】この時間軸反転処理は、第1の時間軸反転
回路で信号をIIR型フィルタのインパルス応答期間の
単位で反転し、その信号をインパルス応答期間の偶数倍
単位で遅延して、遅延量の異なる信号を順次セレクタで
切り換えてN相の反転位相の異なる信号を作り出すとい
う構成を有する。
【0014】
【作用】本発明は上記した構成により、従来、インパル
ス応答期間のN*N+N+2倍必要であったメモリを2
*N+1倍まで削減できる。例えば、N=2のときは5/
8倍、N=3の時は、1/2倍に削減できる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図1は、本発明の一実施例における時間
軸反転型直線位相フィルタのブロック図を示している。
【0016】図1において、1はA/D変換されたディ
ジタル信号を入力する入力端子、2はそのディジタル信
号を入力信号とし、ある時間単位で記憶した前記入力信
号を逆の順序で読み出す第1の時間軸反転回路、3は第
1の時間軸反転回路2の出力信号を入力信号として遅延
量の異なるN−1相(Nは2以上の整数)の遅延信号を
つくる遅延回路、4は遅延回路3の出力のうち遅延時間
が最も長い遅延信号を入力信号として第1の時間軸反転
回路2と同一の時間単位で信号を反転する第2の時間軸
反転回路、5は第2の時間軸反転回路4の出力信号を入
力信号とする第1のIIR型フィルタである。
【0017】6,7は、第1の時間軸反転回路2の出力
信号及び遅延回路3のN−1相の計N=2相の出力信号
全てを入力信号とし、ある時間幅とある規則で入力信号
を切り換えて出力信号とするセレクタ、8,9は前記2
個のセレクタの出力信号をそれぞれ入力信号とする第
2,第3のIIR型フィルタ、10は第2,第3のIIR
型フィルタの出力信号全てを入力信号とし、ある時間周
期で順に切り換えて出力信号とする3番目のセレクタ、
11は3番目のセレクタ10の出力信号を入力信号とし
て第1の時間軸反転回路2と同一の時間単位で信号を反
転する第3の時間軸反転回路、12は第3の時間軸反転
回路11の出力と第1のIIR型フィルタ5の出力を加
算する加算器である。
【0018】以上のように構成された本実施例の動作に
ついて説明すると、まず、入力端子1より入力された信
号は、時間軸反転回路2に入力される。時間軸反転回路
2は、IIR型フィルタのインパルス応答期間単位で入
力信号を時間軸反転する回路で、通常、フィルタのイン
パルス応答期間の信号を記憶するメモリとそれをコント
ロールするカウンターで構成されている。信号反転の様
子を、図2に示す。
【0019】(a)は入力信号で、図中のt1は、インパ
ルス応答期間の2倍の時間を示している。(ai)は時間軸
反転回路3の出力で、t1/2単位で入力信号が時間軸反転
していることを示している。ここでは、図を簡単にする
ために、時間軸反転回路の遅延時間は考慮してないが、
実際は、図2(ai)よりもt1/2だけ遅れた信号となってい
る。t1/2単位で時間軸反転された信号は、次に遅延回路
3で、t1だけ遅延されて信号(ai')となる。このように
して、遅延量の異なる反転信号(ai),(ai')が得られる。
(ai),(ai')は、次に、t1/2単位で互いに逆向きに切り替
わるセレクタ6,7で交互に切り換えられ、(ar),(br)の
2種の信号を得る。
【0020】得られた(ar),(br)は、t1単位で時間軸反
転された信号で、お互いに反転位相が180度異なって
いる。このようにして、従来例の反転信号(図4(ar),
(br))と同一の信号が得られる。これ以降の処理は、従
来例と同一であるので、説明は省略する。また、IIR
型フィルタ5に入力される信号は、遅延回路3の出力信
号(図2(ai'))を時間軸反転回路4を用いて、再びt1/
2単位で反転すれば、時間軸反転回路11と遅延時間が
同一である信号が得られる。
【0021】t1/2時間だけ信号を記憶するメモリの量を
1とすれば、時間軸反転回路2,4,11で必要なメモ
リはそれぞれ1、遅延回路3で必要なメモリは、2であ
るので全体として5のメモリ使用量となる。
【0022】この例では、時間軸反転系は、2相(II
R型フィルタ8,9)で構成しているが、これをN相で
構成した場合、遅延回路3で必要なメモリは2*N−1
となるので、全体で必要なメモリは、2*N+1とな
る。これは、従来例で必要なメモリN*N+N+2に比
較して格段に小さい。
【0023】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、従来、多くのメモリを用いて信号反転を行っ
ていた信号反転回路を最小限のメモリで行うことによ
り、小規模の時間軸反転型直線位相フィルタが容易に構
成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の時間軸反転型直線位相フィ
ルタ回路を示すブロック図
【図2】本発明の一実施例の時間軸反転の様子を示す図
【図3】従来例の時間軸反転型直線位相フィルタ回路を
示すブロック図
【図4】(A)は従来例の時間軸反転の様子を示す図 (B)は従来例の時間軸反転の様子を示す図
【符号の説明】
1 入力端子 2 第1の時間軸反転回路 3 遅延回路 4 第2の時間軸反転回路 5 第1のIIR型フィルタ 6 セレクタ 7 セレクタ 8 第2のIIR型フィルタ 9 第3のIIR型フィルタ 10 セレクタ 11 第3の時間軸反転回路 12 加算器 13 出力端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】A/D変換されたディジタル信号をその入
    力信号とし、ある時間単位で記憶した前記入力信号を逆
    の順序で読み出す第1の時間軸反転回路と、前記第1の
    時間軸反転回路の出力信号を入力信号として遅延量の異
    なるN−1相(Nは2以上の整数)の遅延信号をつくる
    遅延回路と、前記遅延回路の出力のうち遅延時間が最も
    長い遅延信号を入力信号として前記第1の時間軸反転回
    路と同一の時間単位で信号を反転する第2の時間軸反転
    回路と、前記第2の時間軸反転回路の出力信号を入力信
    号とする第1のIIR型フィルタと、前記第1の時間軸
    反転回路の出力信号及び前記遅延回路のN−1相の計N
    相の出力信号全てを入力信号とし、ある時間幅とある規
    則で入力信号を切り換えて出力信号とするN個のセレク
    タと、前記N個のセレクタの出力信号をそれぞれ入力信
    号とする第2〜第N+1のIIR型フィルタと、前記第
    2〜第N+1のIIR型フィルタの出力信号全てを入力
    信号とし、ある時間周期で順に切り換えて出力信号とす
    るN+1番目のセレクタと、前記N+1番目のセレクタ
    の出力信号を入力信号として前記第1の時間軸反転回路
    と同一の時間単位で信号を反転する第3の時間軸反転回
    路と、前記第3の時間軸反転回路の出力と前記第1のI
    IR型フィルタの出力を加算する加算器とを具備し、こ
    の加算器の出力を出力信号とすることにより位相歪の無
    いフィルタ出力信号を得ることを特徴とする時間軸反転
    型直線位相フィルタ。
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