JPH0750555A - 適応フィルタ - Google Patents
適応フィルタInfo
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- JPH0750555A JPH0750555A JP19731893A JP19731893A JPH0750555A JP H0750555 A JPH0750555 A JP H0750555A JP 19731893 A JP19731893 A JP 19731893A JP 19731893 A JP19731893 A JP 19731893A JP H0750555 A JPH0750555 A JP H0750555A
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- ideal
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 Ｇｍ−Ｃフィルタ２２として４次ＢＰＦ回路
を用い、カットオフ周波数ωについて例えば各ωi の初
期値をω1 ，ω2 ，ω3 ，ω4 とする。また、各ωの理
想値における値をω01，ω02，ω03，ω04とする。この
場合、勾配フィルタ２３を代表させるパラメータはω1
〜ω4 のいずれを用いたとしても、修正アルゴリズムに
基づいてω値を変化させ、これにより理想フィルタの特
性に近づくように働かせ、最終的には全てのω値を理想
値のものに一致させることができる。なお、理想フィル
タとの誤差信号εが零になることを最終目標としている
以上、ω1 ，ω2 さらにω3 ，ω4 いずれを用いて結果
は変わらない。 【効果】 それぞれ性質の似たパラメータに関して勾配
フィルタ，乗算器等を共通に所有させることで、回路規
模の低減化を図ることができる。
を用い、カットオフ周波数ωについて例えば各ωi の初
期値をω1 ，ω2 ，ω3 ，ω4 とする。また、各ωの理
想値における値をω01，ω02，ω03，ω04とする。この
場合、勾配フィルタ２３を代表させるパラメータはω1
〜ω4 のいずれを用いたとしても、修正アルゴリズムに
基づいてω値を変化させ、これにより理想フィルタの特
性に近づくように働かせ、最終的には全てのω値を理想
値のものに一致させることができる。なお、理想フィル
タとの誤差信号εが零になることを最終目標としている
以上、ω1 ，ω2 さらにω3 ，ω4 いずれを用いて結果
は変わらない。 【効果】 それぞれ性質の似たパラメータに関して勾配
フィルタ，乗算器等を共通に所有させることで、回路規
模の低減化を図ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、適応制御によって特性
を変化させることができる適応フィルタに関する。
を変化させることができる適応フィルタに関する。
【０００２】さらに詳述すれば本発明は、カットオフ周
波数・Ｑ値・ゲイン値をそれぞれ修正することにより、
要求される特性を実現させることができる適応フィルタ
に関するものである。
波数・Ｑ値・ゲイン値をそれぞれ修正することにより、
要求される特性を実現させることができる適応フィルタ
に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】一般に、Ｇｍ−Ｃフィルタに代表される
コンティニュアスタイムフィルタの特性は、フィルタの
特性を決定づけるＭＯＳＦＥＴの性能によって決定され
る。
コンティニュアスタイムフィルタの特性は、フィルタの
特性を決定づけるＭＯＳＦＥＴの性能によって決定され
る。
【０００４】このＭＯＳＦＥＴの特性はプロセス変動，
環境温度，電源電圧によって影響を受け易く、このため
に、ＰＬＬ回路等を用いてフィルタの自己補正を行って
いる。
環境温度，電源電圧によって影響を受け易く、このため
に、ＰＬＬ回路等を用いてフィルタの自己補正を行って
いる。
【０００５】しかしながらＳＣＦ（スイッチト・キャパ
シタ・フィルタ）では容量比のみでその特性が決定され
るのに対して、コンティニュアスフィルタではＭＯＳＦ
ＥＴの整合誤差の影響も受けるため、フィルタの精度は
ＳＣＦに比べ悪くなる。特に、ＧｍアンプにおけるＧｍ
値の整合性は容量値に比べて格段に悪く、その結果とし
てＧｍ−Ｃフィルタのフィルタ特性の精度は、ＳＣＦの
それに比べ悪いという不都合な点があった。
シタ・フィルタ）では容量比のみでその特性が決定され
るのに対して、コンティニュアスフィルタではＭＯＳＦ
ＥＴの整合誤差の影響も受けるため、フィルタの精度は
ＳＣＦに比べ悪くなる。特に、ＧｍアンプにおけるＧｍ
値の整合性は容量値に比べて格段に悪く、その結果とし
てＧｍ−Ｃフィルタのフィルタ特性の精度は、ＳＣＦの
それに比べ悪いという不都合な点があった。
【０００６】このような点を解消する方法として、適応
フィルタによる補正手法を用いてフィルタに要求されて
いる特性に合わせ込む方法が知られている。この適応フ
ィルタによる補正手法として、例えばＫＡＲＥＮ Ａ．
ＫＯＺＭＡらによるＩＥＥＥ，ＣＩＲＣＵＩＴＳ ＡＮ
Ｄ ＳＹＳＴＥＭＳ １９９１年１１月号，１２４１ペ
ージ掲載の方法が知られている。
フィルタによる補正手法を用いてフィルタに要求されて
いる特性に合わせ込む方法が知られている。この適応フ
ィルタによる補正手法として、例えばＫＡＲＥＮ Ａ．
ＫＯＺＭＡらによるＩＥＥＥ，ＣＩＲＣＵＩＴＳ ＡＮ
Ｄ ＳＹＳＴＥＭＳ １９９１年１１月号，１２４１ペ
ージ掲載の方法が知られている。
【０００７】図８は、上記適応フィルタによる手法を用
いたＧｍ−Ｃフィルタ回路の構成を示す。本図において
１は理想入力信号源、２はＧｍ−Ｃフィルタ、３〜６は
勾配フィルタ、７は理想出力信号源、８〜１１は乗算
器、１２〜１５は累加算器としての機能を果たす積分
器、１６は減算器である。
いたＧｍ−Ｃフィルタ回路の構成を示す。本図において
１は理想入力信号源、２はＧｍ−Ｃフィルタ、３〜６は
勾配フィルタ、７は理想出力信号源、８〜１１は乗算
器、１２〜１５は累加算器としての機能を果たす積分
器、１６は減算器である。
【０００８】ここで、勾配フィルタ３〜６はフィルタの
各係数を補正するために必要な勾配係数（各ブロック中
に記載してある）を発生することを目的として用いられ
ており、その入力信号としてはＧｍ−Ｃフィルタ２のあ
る定められた出力を用いている。また、各勾配フィルタ
の回路構成は基本的にはＧｍ−Ｃフィルタと同一となっ
ている。
各係数を補正するために必要な勾配係数（各ブロック中
に記載してある）を発生することを目的として用いられ
ており、その入力信号としてはＧｍ−Ｃフィルタ２のあ
る定められた出力を用いている。また、各勾配フィルタ
の回路構成は基本的にはＧｍ−Ｃフィルタと同一となっ
ている。
【０００９】Ｇｍ−Ｃフィルタ２の変数を更新するため
には、Ｇｍ−Ｃフィルタ２に信号を入力させ、その出力
を理想出力信号と比較して誤差信号εが零となるように
動作させる。
には、Ｇｍ−Ｃフィルタ２に信号を入力させ、その出力
を理想出力信号と比較して誤差信号εが零となるように
動作させる。
【００１０】次に、フィルタの変数の数について説明す
る。図８に示した適応フィルタ中のＧｍ−Ｃフィルタ２
として、例えば図９に示す２次バイカド型低域通過フィ
ルタ（ＬＰＦ）を用いる場合、４個のＧｍアンプと２個
の容量から構成される。ここで、図示した各Ｇｍアンプ
のＧｍ値はそれぞれＧｍ１〜Ｇｍ４、各容量の容量値は
Ｃ１，Ｃ２である。このとき、この回路の伝達関数は次
に示す（１）式のようになる。
る。図８に示した適応フィルタ中のＧｍ−Ｃフィルタ２
として、例えば図９に示す２次バイカド型低域通過フィ
ルタ（ＬＰＦ）を用いる場合、４個のＧｍアンプと２個
の容量から構成される。ここで、図示した各Ｇｍアンプ
のＧｍ値はそれぞれＧｍ１〜Ｇｍ４、各容量の容量値は
Ｃ１，Ｃ２である。このとき、この回路の伝達関数は次
に示す（１）式のようになる。
【００１１】
【数１】
【００１２】上記（１）式から判るように、図９に示し
た回路においてＧｍ２，Ｇｍ３はそれぞれカットオフ周
波数ω1 ，ω2 を決定するパラメータ、Ｇｍ１はゲイン
を決定するパラメータ、Ｇｍ４はＱ値を決定するパラメ
ータである。このとき、フィルタの入力信号には、フィ
ルタの周波数特性を特定できるようできるだけ多くの信
号周波数を有することが求められる。すなわち、入力信
号は全ての周波数成分からなる信号であること、言い替
えると白色信号であることが望ましい。
た回路においてＧｍ２，Ｇｍ３はそれぞれカットオフ周
波数ω1 ，ω2 を決定するパラメータ、Ｇｍ１はゲイン
を決定するパラメータ、Ｇｍ４はＱ値を決定するパラメ
ータである。このとき、フィルタの入力信号には、フィ
ルタの周波数特性を特定できるようできるだけ多くの信
号周波数を有することが求められる。すなわち、入力信
号は全ての周波数成分からなる信号であること、言い替
えると白色信号であることが望ましい。
【００１３】そして、図８に示した勾配フィルタ３〜
６，乗算器８〜１１，積分器１２〜１５の数は、フィル
タの変数の数（上記図８の場合は、４）と同じ数だけ必
要になる。
６，乗算器８〜１１，積分器１２〜１５の数は、フィル
タの変数の数（上記図８の場合は、４）と同じ数だけ必
要になる。
【００１４】この適応アルゴリズムにおいて、フィルタ
のある変数ａijは、
のある変数ａijは、
【００１５】
【数２】 ａij（ｔ＋１）＝ａij（ｔ）−Δ・ε・∂Ｈ（ｓ）／∂ａij（ｔ） …（２） によって更新される。ここで、Δは所定の係数値、εは
図８に示した誤差信号である。
図８に示した誤差信号である。
【００１６】すなわち、各勾配フィルタは∂Ｈ（ｓ）／
∂ａij（ｔ）を発生する。従って、各乗算器の入力には
勾配フィルタの出力と、フィルタの誤差信号εが入力さ
れ、Δ・ε・∂Ｈ（ｓ）／∂ａij（ｔ）が計算される。
さらに、各積分器からは、
∂ａij（ｔ）を発生する。従って、各乗算器の入力には
勾配フィルタの出力と、フィルタの誤差信号εが入力さ
れ、Δ・ε・∂Ｈ（ｓ）／∂ａij（ｔ）が計算される。
さらに、各積分器からは、
【００１７】
【数３】 ａij（ｔ＋１）＝ａij（ｔ）−Δ・ε・∂Ｈ（ｓ）／∂ａij（ｔ） …（３） なる信号が出力されることになり、これによってフィル
タの各係数は誤差信号εが零になるまで更新される。か
くして、最終的には、理想フィルタと同じ信号応答すな
わち、同じ周波数特性が達成される。
タの各係数は誤差信号εが零になるまで更新される。か
くして、最終的には、理想フィルタと同じ信号応答すな
わち、同じ周波数特性が達成される。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】従来技術として説明し
た２次バイカッド型ＬＰＦ回路（図９）の伝達関数は、
先に（１）式で示したとおり、
た２次バイカッド型ＬＰＦ回路（図９）の伝達関数は、
先に（１）式で示したとおり、
【００１９】
【数４】 Ｈ（Ｓ）＝Ｇｍ１・Ｇｍ２／（Ｓ2 ＋Ｇｍ４・Ｓ＋Ｇｍ２・Ｇｍ３） …（４） となる。このフィルタにおいて、適応アルゴリズムの手
法を用いて各係数を修正させるためには、変数がＧｍ１
〜Ｇｍ４と４個存在するため、勾配フィルタ，乗算器，
積分器としてそれぞれ４個ずつ必要になる。
法を用いて各係数を修正させるためには、変数がＧｍ１
〜Ｇｍ４と４個存在するため、勾配フィルタ，乗算器，
積分器としてそれぞれ４個ずつ必要になる。
【００２０】同様に、Ｎ次ＬＰＦ回路の場合には勾配フ
ィルタ，乗算器，積分器がそれぞれ２Ｎ個ずつ必要にな
ることが判る。
ィルタ，乗算器，積分器がそれぞれ２Ｎ個ずつ必要にな
ることが判る。
【００２１】このように、適応アルゴリズムを用いて修
正するには回路が大規模になり、実際に回路を作るには
コストが高くなりすぎるという欠点がある。
正するには回路が大規模になり、実際に回路を作るには
コストが高くなりすぎるという欠点がある。
【００２２】よって本発明の目的は、上述の点に鑑み、
より単純な方式を用いることにより回路規模を縮小さ
せ、そのことにより製造コスト低下させた適応フィルタ
を提供することにある。
より単純な方式を用いることにより回路規模を縮小さ
せ、そのことにより製造コスト低下させた適応フィルタ
を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明はカットオフ周波数を決定するためにＬ個
の変数ωi （ｉ＝１〜Ｌ）を有する回路要素と、Ｑ値を
決定するためにＭ個の変数Ｑj （ｊ＝１〜Ｍ）を有する
回路要素と、ゲイン値を決定するためにＮ個の変数Ａk
（ｋ＝１〜Ｎ）を有する適応フィルタにおいて、Ｌ個の
変数ωi のうちからα個を選択して適応制御を施すこと
により、結果としてＬ個全ての変数ωiを修正する第１
の制御手段と、Ｍ個の変数Ｑj のうちからβ個を選択し
て適応制御を施すことにより、結果としてＭ個全ての変
数Ｑj を修正する第２の制御手段と、Ｎ個の変数Ａk の
うちからγ個を選択して適応制御を施すことにより、結
果としてＮ個全ての変数Ａk を修正する第３の制御手段
とを具備したものである。
めに、本発明はカットオフ周波数を決定するためにＬ個
の変数ωi （ｉ＝１〜Ｌ）を有する回路要素と、Ｑ値を
決定するためにＭ個の変数Ｑj （ｊ＝１〜Ｍ）を有する
回路要素と、ゲイン値を決定するためにＮ個の変数Ａk
（ｋ＝１〜Ｎ）を有する適応フィルタにおいて、Ｌ個の
変数ωi のうちからα個を選択して適応制御を施すこと
により、結果としてＬ個全ての変数ωiを修正する第１
の制御手段と、Ｍ個の変数Ｑj のうちからβ個を選択し
て適応制御を施すことにより、結果としてＭ個全ての変
数Ｑj を修正する第２の制御手段と、Ｎ個の変数Ａk の
うちからγ個を選択して適応制御を施すことにより、結
果としてＮ個全ての変数Ａk を修正する第３の制御手段
とを具備したものである。
【００２４】
【作用】本発明では、変数値がそれぞれがωi （ｉ＝１
〜Ｌ）であるカットオフ周波数を決定するＬ個の回路要
素と、変数値がそれぞれがＱj （ｊ＝１〜Ｍ）であるＱ
値を決定するＭ個の回路要素と、変数値がそれぞれがＡ
k （ｋ＝１〜Ｎ）であるゲイン値を決定するＮ個の回路
要素から成り立っているフィルタにおいて、ωiのうち
のα個を選択し、これら変数値を適応制御によって理想
フィルタに近づけることにより、全ての周波数に関する
パラメータωi （ｉ＝１〜Ｌ）を修正する。
〜Ｌ）であるカットオフ周波数を決定するＬ個の回路要
素と、変数値がそれぞれがＱj （ｊ＝１〜Ｍ）であるＱ
値を決定するＭ個の回路要素と、変数値がそれぞれがＡ
k （ｋ＝１〜Ｎ）であるゲイン値を決定するＮ個の回路
要素から成り立っているフィルタにおいて、ωiのうち
のα個を選択し、これら変数値を適応制御によって理想
フィルタに近づけることにより、全ての周波数に関する
パラメータωi （ｉ＝１〜Ｌ）を修正する。
【００２５】また、Ｑj （ｊ＝１〜Ｍ）を修正するため
に、Ｑj のうちのβ個を選択し、これら変数値を適応制
御によって理想フィルタに近づけることにより、全ての
Ｑ値に関するパラメータＱj （ｊ＝１−Ｍ）を修正す
る。
に、Ｑj のうちのβ個を選択し、これら変数値を適応制
御によって理想フィルタに近づけることにより、全ての
Ｑ値に関するパラメータＱj （ｊ＝１−Ｍ）を修正す
る。
【００２６】さらにＡk （ｋ＝１〜Ｎ）を修正するため
にＡk のうちのγ個を選択し、これらの変数値を適応制
御によって理想フィルタに近づけることにより、全ての
ゲインに関するパラメータＡk （ｋ＝１〜Ｎ）を修正す
る。
にＡk のうちのγ個を選択し、これらの変数値を適応制
御によって理想フィルタに近づけることにより、全ての
ゲインに関するパラメータＡk （ｋ＝１〜Ｎ）を修正す
る。
【００２７】かくして、回路規模を縮小したにも拘ら
ず、理想的な特性を得ることが可能となる。
ず、理想的な特性を得ることが可能となる。
【００２８】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。
細に説明する。
【００２９】実施例１ 本発明の一実施例を図１に示す。図１において２１は理
想入力信号源である。２２はカットオフ周波数ωに関す
るパラメータとしてＬ個、Ｑ値に関するパラメータとし
てＭ個、ゲインＡに関するパラメータとしてＮ個を有す
るＧｍ−Ｃフィルタである。
想入力信号源である。２２はカットオフ周波数ωに関す
るパラメータとしてＬ個、Ｑ値に関するパラメータとし
てＭ個、ゲインＡに関するパラメータとしてＮ個を有す
るＧｍ−Ｃフィルタである。
【００３０】２３はあるカットオフ周波数ωp に関する
勾配フィルタ、２４はあるＱ値Ｑqに関する勾配フィル
タ、２５はあるゲインＡr に関する勾配フィルタでそれ
ぞれの入力信号としてＧｍ−Ｃフィルタ２２から所定の
出力信号を受けている。またこれら勾配フィルタの構成
は概ね元のＧｍ−Ｃフィルタ２３〜２５と同じになって
いる。
勾配フィルタ、２４はあるＱ値Ｑqに関する勾配フィル
タ、２５はあるゲインＡr に関する勾配フィルタでそれ
ぞれの入力信号としてＧｍ−Ｃフィルタ２２から所定の
出力信号を受けている。またこれら勾配フィルタの構成
は概ね元のＧｍ−Ｃフィルタ２３〜２５と同じになって
いる。
【００３１】２６は理想出力信号源、２７は減算器、２
８〜３０は乗算器、３１〜３３は累加算器として作用す
る積分器である。
８〜３０は乗算器、３１〜３３は累加算器として作用す
る積分器である。
【００３２】図１に示したこの回路において、全てのカ
ットオフ周波数に関する係数ω1 …ωL は
ットオフ周波数に関する係数ω1 …ωL は
【００３３】
【数５】 ωi （ｔ＋１）＝ωi （ｔ）−Δ・ε・∂Ｈ（ｓ）／∂ωp （ｔ） （ｉ＝１〜Ｌ） …（５） なる計算式に従って修正されていく。ここで、εは減算
器２７から出力される誤差信号、Δは所定の係数、ｐは
１からＬまでの任意の値である。同様にＱ値に関する係
数Ｑ1 …ＱM は
器２７から出力される誤差信号、Δは所定の係数、ｐは
１からＬまでの任意の値である。同様にＱ値に関する係
数Ｑ1 …ＱM は
【００３４】
【数６】 Ｑj （ｔ＋１）＝Ｑi （ｔ）−Δ・ε・∂Ｈ（ｓ）／∂Ｑq （ｔ） （ｊ＝１〜Ｍ） …（６） なる計算式に従って修正されていく。ここでｑは１から
Ｍまでの任意の値である。同様にゲインＡに関する係数
Ａ1 …ＡN は
Ｍまでの任意の値である。同様にゲインＡに関する係数
Ａ1 …ＡN は
【００３５】
【数７】 Ａk （ｔ＋１）＝Ａk （ｔ）−Δ・ε・∂Ｈ（ｓ）／∂Ａr （ｔ） （ｋ＝１〜Ｎ） …（７） なる計算式に従って修正されていく。ここでｒは１から
Ｎまでの任意の値である。
Ｎまでの任意の値である。
【００３６】こうすることでカットオフ周波数ω，Ｑ
値，ゲインＡに関する修正のための回路をそれぞれ全て
共有することができ、結果として回路規模を大幅に減少
させることができる。
値，ゲインＡに関する修正のための回路をそれぞれ全て
共有することができ、結果として回路規模を大幅に減少
させることができる。
【００３７】次に、本実施例の修正に関する具体的な動
作内容を、４次ＢＰＦ回路について説明する。
作内容を、４次ＢＰＦ回路について説明する。
【００３８】ここではωi （ｉ＝１…Ｌ）を用いて説明
する。例えば各ωi の初期値をω1，ω2 ，ω3 ，ω4
とする。また、各ωの理想値における値をω01，ω02，
ω03，ω04として、この理想フィルタのゲイン周波数特
性を図２（Ａ）に示す。また、これらωの位置を図２
（Ａ）のＸ軸上の座標（○印を付してある）で表すこと
にする。さらに、図２（Ｂ）には各ω値がいずれも理想
値よりも一定の大きさだけ大きくなったときの特性なら
びにω値の位置を示す。
する。例えば各ωi の初期値をω1，ω2 ，ω3 ，ω4
とする。また、各ωの理想値における値をω01，ω02，
ω03，ω04として、この理想フィルタのゲイン周波数特
性を図２（Ａ）に示す。また、これらωの位置を図２
（Ａ）のＸ軸上の座標（○印を付してある）で表すこと
にする。さらに、図２（Ｂ）には各ω値がいずれも理想
値よりも一定の大きさだけ大きくなったときの特性なら
びにω値の位置を示す。
【００３９】上述した図２（Ｂ）に示すような状況下に
おいて、図１に示した回路で適応動作を行わせることに
する。この場合、勾配フィルタ２３を代表させるパラメ
ータはω1 〜ωL のいずれを用いたとしても、修正アル
ゴリズムに基づいてω値を減少させ、これにより理想フ
ィルタの特性に近づくように働かせ、最終的には全ての
ω値を理想値のものに一致させることができる。
おいて、図１に示した回路で適応動作を行わせることに
する。この場合、勾配フィルタ２３を代表させるパラメ
ータはω1 〜ωL のいずれを用いたとしても、修正アル
ゴリズムに基づいてω値を減少させ、これにより理想フ
ィルタの特性に近づくように働かせ、最終的には全ての
ω値を理想値のものに一致させることができる。
【００４０】また、図３（Ａ）に示した理想フィルタ特
性に対して、ω1 〜ω4 のなかでω1 のみが理想値より
小さくω2 〜ω4 は理想値より大きく、かつω1 〜ω4
の平均値が理想値の平均値より大きいものとする。
性に対して、ω1 〜ω4 のなかでω1 のみが理想値より
小さくω2 〜ω4 は理想値より大きく、かつω1 〜ω4
の平均値が理想値の平均値より大きいものとする。
【００４１】この時の周波数特性と各ω値のロケーショ
ンの概念を図３（Ｂ）に示す。すなわちω1 が低周波側
に、ω2 〜ω4 が高周波側に寄っており、結果としてＢ
ＰＦの幅は広がり、かつ中心周波数は高周波側に寄って
いる。
ンの概念を図３（Ｂ）に示す。すなわちω1 が低周波側
に、ω2 〜ω4 が高周波側に寄っており、結果としてＢ
ＰＦの幅は広がり、かつ中心周波数は高周波側に寄って
いる。
【００４２】この時、図１に示した回路の適応動作によ
り、ω1 は元々初期値が理想値より小さいにもかかわら
ずフィルタの全体特性を理想形に近づけるために、より
小さい方向に動いてω1 〜ω4 の平均値が下がり、フィ
ルタ特性は図３（Ｃ）に示すようになる。そして、最終
的にω1 〜ω4 の平均値は理想のものとほぼ一致するよ
うになる。
り、ω1 は元々初期値が理想値より小さいにもかかわら
ずフィルタの全体特性を理想形に近づけるために、より
小さい方向に動いてω1 〜ω4 の平均値が下がり、フィ
ルタ特性は図３（Ｃ）に示すようになる。そして、最終
的にω1 〜ω4 の平均値は理想のものとほぼ一致するよ
うになる。
【００４３】このような時には図３（Ｃ）からもわかる
ように、帯域幅が図３（Ａ）に示した理想形よりも広が
ってしまうことになる。しかし、本適応フィルタはωだ
けでなく同時にＱ値ならびにゲインＡにも適応制御を行
う。従って、Ｑ値制御アルゴリズムによってＱ値の平均
が初期値よりも大きくなり最終的には理想フィルタの形
に近づいていき、図３（Ｄ）に示すような特性になる。
ように、帯域幅が図３（Ａ）に示した理想形よりも広が
ってしまうことになる。しかし、本適応フィルタはωだ
けでなく同時にＱ値ならびにゲインＡにも適応制御を行
う。従って、Ｑ値制御アルゴリズムによってＱ値の平均
が初期値よりも大きくなり最終的には理想フィルタの形
に近づいていき、図３（Ｄ）に示すような特性になる。
【００４４】上述した例では勾配フィルタ２３としてω
1 を用いたが、ω2 を用いても結果はほとんど同じにな
る。何故なら、ω1 ，ω2 の勾配フィルタはいずれを用
いたとしても適応動作の結果はωの平均値を増減させる
しかないので、最終的には本アルゴリズムが理想フィル
タに近づけるように理想フィルタとの誤差信号εが零に
なることを最終目標としている以上、ω1 ，ω2 さらに
ω3 ，ω4 いずれを用いて結果は変わらないからであ
る。
1 を用いたが、ω2 を用いても結果はほとんど同じにな
る。何故なら、ω1 ，ω2 の勾配フィルタはいずれを用
いたとしても適応動作の結果はωの平均値を増減させる
しかないので、最終的には本アルゴリズムが理想フィル
タに近づけるように理想フィルタとの誤差信号εが零に
なることを最終目標としている以上、ω1 ，ω2 さらに
ω3 ，ω4 いずれを用いて結果は変わらないからであ
る。
【００４５】実際はω1 〜ω4 の選別により勾配フィル
タの出力において各々わずかであるが位相が異なるの
で、最終結果は完全には同じにはならない。すなわち、
本実施例における適応フィルタの更新アルゴリズムは、
理想フィルタの特性にその周波数特性を近づけること
で、結果としてカットオフ周波数の係数群の平均値Σω
i／Ｌ、Ｑ値の係数群の平均値ΣＱj ／Ｍ、ゲインＡの
係数群の平均値ΣＡk ／Ｎを理想的なものに近づけるこ
とになる。
タの出力において各々わずかであるが位相が異なるの
で、最終結果は完全には同じにはならない。すなわち、
本実施例における適応フィルタの更新アルゴリズムは、
理想フィルタの特性にその周波数特性を近づけること
で、結果としてカットオフ周波数の係数群の平均値Σω
i／Ｌ、Ｑ値の係数群の平均値ΣＱj ／Ｍ、ゲインＡの
係数群の平均値ΣＡk ／Ｎを理想的なものに近づけるこ
とになる。
【００４６】このように本フィルタは、本来必要な勾配
フィルタを同じ性格を有する勾配フィルタで代替させて
いる。こうすることで回路規模が大幅に低減できるが、
一方では完全に望みのフィルタに一致させることはでき
ないことも有り得る。
フィルタを同じ性格を有する勾配フィルタで代替させて
いる。こうすることで回路規模が大幅に低減できるが、
一方では完全に望みのフィルタに一致させることはでき
ないことも有り得る。
【００４７】しかしながら、初期値特性に比べて学習後
（適応処理後）の特性は理想値に格段に近づいており、
大概の場合においては所望の仕様を満たすことが可能と
なる。
（適応処理後）の特性は理想値に格段に近づいており、
大概の場合においては所望の仕様を満たすことが可能と
なる。
【００４８】実施例２ 先に説明した実施例において、勾配フィルタはωに関す
るグループで例にとるとω1 …ωL のうち一種類しか選
択しなかったが、２種類以上のパラメータからωを修正
することも可能である。これを、図４〜図７を参照して
説明する。
るグループで例にとるとω1 …ωL のうち一種類しか選
択しなかったが、２種類以上のパラメータからωを修正
することも可能である。これを、図４〜図７を参照して
説明する。
【００４９】図４〜図６に示したいずれの例において
も、Ｇｍ−Ｃフィルタは３つのブロックから成り立つ。
すなわち図４〜図６において４１，４２，４３はＧｍ−
Ｃフィルタ、４４〜５２はω，Ｑ，Ａ（ゲイン）を修正
させるための回路（すなわち勾配フィルタ，誤差検知の
ための減算回路，乗算器，積分器からなる適応のための
回路）である。なお、図６は比較のためω，Ｑ，Ａをそ
れぞれ修正のためのパラメータが一個のみの場合（実施
例１の場合）を示したものである。
も、Ｇｍ−Ｃフィルタは３つのブロックから成り立つ。
すなわち図４〜図６において４１，４２，４３はＧｍ−
Ｃフィルタ、４４〜５２はω，Ｑ，Ａ（ゲイン）を修正
させるための回路（すなわち勾配フィルタ，誤差検知の
ための減算回路，乗算器，積分器からなる適応のための
回路）である。なお、図６は比較のためω，Ｑ，Ａをそ
れぞれ修正のためのパラメータが一個のみの場合（実施
例１の場合）を示したものである。
【００５０】また、破線は各パラメータの修正のための
代表値をフィルタ１〜３のいずれかひとつから選択する
ということを表している。
代表値をフィルタ１〜３のいずれかひとつから選択する
ということを表している。
【００５１】図４の例では、３つのブロックのそれぞれ
において修正動作は独立している。すなわちフィルタ１
の修正はωを修正するための回路４４、Ｑを修正するた
めの回路４５、ゲインＡを修正するための回路４６でな
される。
において修正動作は独立している。すなわちフィルタ１
の修正はωを修正するための回路４４、Ｑを修正するた
めの回路４５、ゲインＡを修正するための回路４６でな
される。
【００５２】図５の例ではＱ，Ａに関しては修正パラメ
ータは一個のみで、ωのみ各ブロック内からそれぞれ選
択されたパラメータを用いて修正している。これらωの
グルーピングに関してはバイカド回路のときはそのバイ
カド回路内のω1 ，ω2 を用いたのと同様に各ω要素に
ついて帰還がある時にはそれらを全部含めたものを一つ
のグループとしてみなすとよい。
ータは一個のみで、ωのみ各ブロック内からそれぞれ選
択されたパラメータを用いて修正している。これらωの
グルーピングに関してはバイカド回路のときはそのバイ
カド回路内のω1 ，ω2 を用いたのと同様に各ω要素に
ついて帰還がある時にはそれらを全部含めたものを一つ
のグループとしてみなすとよい。
【００５３】例えば、図７に示すリープフロッグ回路の
場合には、ω1 〜ω6 の６個のωに関するＧｍアンプを
一つのグループとみなしてよい。
場合には、ω1 〜ω6 の６個のωに関するＧｍアンプを
一つのグループとみなしてよい。
【００５４】この図７は、６次ＢＰＦ型リープフロッグ
構成のもので６個のωに関するＧｍアンプ、６個のＱに
関するＧｍアンプ、１個のＡ（ゲイン）に関するＧｍア
ンプの計１３個のＧｍアンプと６個の容量から構成され
ている。この回路内において、ω，Ｑ，Ａに関する修正
のアルゴリズム動作させることができる。
構成のもので６個のωに関するＧｍアンプ、６個のＱに
関するＧｍアンプ、１個のＡ（ゲイン）に関するＧｍア
ンプの計１３個のＧｍアンプと６個の容量から構成され
ている。この回路内において、ω，Ｑ，Ａに関する修正
のアルゴリズム動作させることができる。
【００５５】このように、どのパラメータについて何個
選択するか、そしてどの変数値に帰還（修正動作）させ
るか何通りも存在する。また一般に、フィルタの精度は
修正に用いる変数パラメータが多い程向上する。従っ
て、これらの選択については、回路規模とフィルタに要
求されているスペック，精度や回路方式等から最適なも
のを選択すればよい。
選択するか、そしてどの変数値に帰還（修正動作）させ
るか何通りも存在する。また一般に、フィルタの精度は
修正に用いる変数パラメータが多い程向上する。従っ
て、これらの選択については、回路規模とフィルタに要
求されているスペック，精度や回路方式等から最適なも
のを選択すればよい。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係る適応
フィルタでは、それぞれ性質の似たパラメータに関して
勾配フィルタ，乗算器等を共通に所有させることで、回
路規模の低減化を図ることができる。
フィルタでは、それぞれ性質の似たパラメータに関して
勾配フィルタ，乗算器等を共通に所有させることで、回
路規模の低減化を図ることができる。
【図１】本発明の一実施例による適応フィルタを示す図
である。
である。
【図２】理想フィルタのフィルタ特性とそのときのω値
分布（Ａ）、およびω値がずれたときのω値分布とその
ときのフィルタ特性（Ｂ）を示す図である。
分布（Ａ）、およびω値がずれたときのω値分布とその
ときのフィルタ特性（Ｂ）を示す図である。
【図３】理想的なフィルタ特性（Ａ）に対してω値がず
れたときのω値分布とそのときのフィルタ特性（Ｂ）
と、本発明を適用した手法によってω値を修正したとき
のω値とそのフィルタ特性（Ｃ）と、本発明を適用した
手法によってω値，Ｑ値を修正したときのフィルタ特性
（Ｄ）を示す図である。
れたときのω値分布とそのときのフィルタ特性（Ｂ）
と、本発明を適用した手法によってω値を修正したとき
のω値とそのフィルタ特性（Ｃ）と、本発明を適用した
手法によってω値，Ｑ値を修正したときのフィルタ特性
（Ｄ）を示す図である。
【図４】本発明の適応制御の他の実施例を示すブロック
図である。
図である。
【図５】本発明の適応制御の他の実施例を示すブロック
図である。
図である。
【図６】本発明の適応制御の他の実施例を示すブロック
図である。
図である。
【図７】リープフロッグ構成を有するＧｍ−Ｃ型６次Ｂ
ＰＦの回路図である。
ＰＦの回路図である。
【図８】従来の適応フィルタの回路例を示す図である。
【図９】Ｇｍ−Ｃ型２次バイカド型フィルタの一例を示
す図である。
す図である。
２１ 理想入力信号源 ２２ Ｇｍ−Ｃフィルタ ２３，２４，２５ 勾配フィルタ ２６ 理想出力信号源 ２８，２９，３０ 乗算器 ３１，３２，３３ 積分器
Claims (1)
- 【請求項１】 カットオフ周波数を決定するためにＬ個
の変数ωi （ｉ＝１〜Ｌ）を有する回路要素と、Ｑ値を
決定するためにＭ個の変数Ｑj （ｊ＝１〜Ｍ）を有する
回路要素と、ゲイン値を決定するためにＮ個の変数Ａk
（ｋ＝１〜Ｎ）を有する適応フィルタにおいて、 Ｌ個の変数ωi のうちからα個を選択して適応制御を施
すことにより、結果としてＬ個全ての変数ωi を修正す
る第１の制御手段と、 Ｍ個の変数Ｑj のうちからβ個を選択して適応制御を施
すことにより、結果としてＭ個全ての変数Ｑj を修正す
る第２の制御手段と、 Ｎ個の変数Ａk のうちからγ個を選択して適応制御を施
すことにより、結果としてＮ個全ての変数Ａk を修正す
る第３の制御手段とを具備したことを特徴とする適応フ
ィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19731893A JPH0750555A (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | 適応フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19731893A JPH0750555A (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | 適応フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0750555A true JPH0750555A (ja) | 1995-02-21 |
Family
ID=16372466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19731893A Pending JPH0750555A (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | 適応フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750555A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007063643A1 (ja) * | 2005-11-29 | 2007-06-07 | Nec Corporation | 自動調整回路およびフィルタ回路 |
-
1993
- 1993-08-09 JP JP19731893A patent/JPH0750555A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007063643A1 (ja) * | 2005-11-29 | 2007-06-07 | Nec Corporation | 自動調整回路およびフィルタ回路 |
| US7924068B2 (en) | 2005-11-29 | 2011-04-12 | Nec Corporation | Automatic adjustment circuit, and filter circuit |
| JP4844760B2 (ja) * | 2005-11-29 | 2011-12-28 | 日本電気株式会社 | 自動調整回路、フィルタ回路、および周波数特性自動調整方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010907 |