JPH09326671A - ディジタル補間フィルタ回路 - Google Patents

ディジタル補間フィルタ回路

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JPH09326671A
JPH09326671A JP8140396A JP14039696A JPH09326671A JP H09326671 A JPH09326671 A JP H09326671A JP 8140396 A JP8140396 A JP 8140396A JP 14039696 A JP14039696 A JP 14039696A JP H09326671 A JPH09326671 A JP H09326671A
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    • H03H17/02Frequency selective networks
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    • H03H17/0621Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing
    • H03H17/0635Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing characterized by the ratio between the input-sampling and output-delivery frequencies
    • H03H17/065Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing characterized by the ratio between the input-sampling and output-delivery frequencies the ratio being integer
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路規模が小さく、高速動作可能なかつ、低
消費電力のディジタル補間フィルタ回路の提供。 【解決手段】 入力データと直前のデータとの加算値を
出力する前置回路1と、フィルタ部2とからなり、フィ
ルタ部2は、前記加算値を1クロック分と2クロック分
遅延させて出力する遅延回路3と、前記加算値の、およ
び前記加算値の2クロック分遅延されたデータの符号を
それぞれ反転して出力し、前記加算値を1クロック分遅
延されたデータを3ビット分および1ビット分シフトす
ることにより、それぞれ8倍と2倍して出力するビット
シフト回路4と、それ等出力を同一遅延量毎に加算する
加算器5と、その加算結果を16で除算して出力するビ
ットシフト6とを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル補間フ
ィルタに関し、特に補間フィルタの回路構成に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の技術として特開平3−26220
5公報記載の「ディジタルフィルタ回路」がある。この
ディジタルフィルタ回路により変調器を構成する場合、
ベースバンド信号がロールオフスペクトラム特性を有す
るように波形整形を行う有限インパルス応答(FIR)
フィルタと、キャリアとの乗算を行う複素乗算器との間
に補間フィルタを挿入する必要がある。補間方法に関し
ては線形補間など幾つかの方法が考案されているが、精
度の高い補間を行う場合には、ラグランジュ(Lagrang
e)補間等が用いられる。ラグランジュ補間とは、与え
られた異なるn+1点(Xi ,Yi )(i=0,1,
2,・・・,n)に対し Pn (Xi )=Yi (i=0,1,2,・・・,n) を満たすn次多項式 Pn (X)=a0 +a1 X+a22 +・・・+an
n によって、Y=f(X)を近似する補間方法であり、P
n (X)をn次の補間多項式という。補間多項式の係数
は与えられた異なるn+1点(Xi ,Yi )(i=0,
1,2,・・・,n)が方程式 Pn (Xi )=Yi (i=0,1,2,・・・,n) の解となるという条件から決定される。特にデータ間隔
ΔX=Xi+1 −Xi が一定であり、データ(Xi-2 ,Y
i-2 )と(Xi-1 ,Yi-1 )間のデータ
【0003】
【数1】 を求める補間多項式は Z=Pn (Y)=(−Yi-3 +9Yi-2 +9Yi-1 −Y
i )/16 となる。
【0004】従来の補間フィルタ回路の一例を図3に示
す。15,16,17は遅延器、18,19,20,2
1は乗算器、22,23,24は加算器である。遅延器
15,16,17は入力信号を1クロック遅延させ、乗
算器18,19,20,21は入力信号をブロック内に
あるタップ係数倍した信号を出力する。また、加算器2
2,23,24は2つの入力信号の和を出力する。
【0005】次に、従来の回路の動作を説明する。入力
されたデータYi は、遅延器15,16,17により順
次遅延され、遅延器15から遅延データYi-1 、遅延器
16からYi-2 、遅延器17からYi-3 出力する。次
に、Yi は乗算器18により−1倍、Yi-1 は乗算器1
9により9倍、Yi-2 は乗算器20により9倍、Yi-3
は乗算器21により−1倍される。加算器22,23,
24によりこれらが足し合わされると、出力Zは Z=(−Yi-3 +9Yi-2 +9Yi-1 −Yi )/16 となり、4次のラグランジュ補間が行われていることが
わかる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の補間フィルタ回
路は、ロールオフ波形整形を行う一般的なFIRフィル
タと同じ構造をしており、サンプリング周波数が大きい
場合には、動作速度上問題があるため用いることができ
なかった。また、サンプリング周波数が小さく、一般的
なFIRフィルタを用いて補間を行うことが可能な場合
でも、回路規模、消費電力が共に大きくなるという欠点
があった。
【0007】本発明の目的は、回路規模が小さく、高速
動作可能な低消費電力のディジタル補間回路を提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のディジタル補間
フィルタ回路は、縦列接続された複数個の遅延器と、該
各遅延器により順次遅延された各遅延データを整数倍す
る回路と、乗算結果を加算する加算器とからなり、所定
の補間式による非巡回形のディジタル補間フィルタ回路
において、入力データを変換する前置回路と、前記前置
回路によって変換されたデータにより補間式中の乗算の
係数を2のべき乗とし、ビットシフトにより乗算を実行
する手段を有するフィルタ部とからなる。
【0009】また、前記前置回路が、入力データを1ク
ロック遅延させる遅延回路と、入力データと1クロック
前の入力データとを加算する加算器とからなり、前記フ
ィルタ部が、前記加算値をそのMSBを反転する反転器
と、前記加算値を1クロック分遅延させる遅延回路と、
2クロック分遅延させる遅延回路と、1クロック分遅延
された前記加算値を23ビットのべき数3の3ビット分
と、21のべき数1の1ビット分とをシフトし、2のべ
き乗分積算するビットシフトと、加算値を2クロック分
遅延されたデータの符号を反転させる反転器と、それ等
の出力を同一遅延量データ毎に加算する加算器と、該加
算器の出力を1/16にするビットシフトからなるディ
ジタル補間フィルタが好ましい本発明の実施形態であ
る。
【0010】さらに、本発明のディジタル補間フィルタ
は前記前置回路が1クロック遅延された直前のデータと
入力データとの加算値を出力し、前記フィルタ部が前記
加算値の符号を反転して出力し、1クロック遅延させて
3の3ビット分と、21の1ビット分シフトさせ2のべ
き乗分だけ積算して出力し、前記加算値を2クロック分
遅延させて符号を反転させて出力し、これらの出力を総
合して遅延度毎に加算し、その結果を24の4ビット分
シフトし、16で除算を行うのがその動作である。
【0011】上記の動作により本発明のディジタル補間
フィルタは、前記補間式Aが、元になる4つの遅延デー
タB,C,Dから A=(−B+9C+9D−E)/16 の関係を満たすように構成されている。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して詳細に説明する。
【0013】図1は本発明のディジタル補間フィルタの
一実施例のブロック図である。図中の前置回路1は遅延
回路7と加算器8により構成される。ただし、Z-1はデ
ータを1クロックだけ遅延させる遅延回路を表示し、実
際にはシフトレジスタ、フリップフロップ等で構成す
る。+は入力信号の和を出力する加算器である。前置回
路1への入力信号Yi は前置回路1の内部で2分岐さ
れ、一方は加算器8へ、他方は遅延回路7へ入力され
る。遅延回路7は入力に対し、1クロック前の入力を出
力する。遅延回路7は加算器8に接続されており、加算
器8は前置回路1の入力信号Yi と遅延回路7の出力Y
i-1 の和Σi =Yi +Yi-1 を出力する。加算器8の出
力はフィルタ部2に接続されており、加算器8の出力が
フィルタ部2の入力となる。
【0014】フィルタ部2は遅延回路3と、ビットシフ
ト4、加算器5、ビットシフト6により構成される。た
だし、□はビットシフトを表しており、シフトさせるビ
ット数が内部の数字で表されている。また、2重の□は
符号を反転させる反転器であり、インバータ等を用いて
構成される。加算回路5は多入力の加算器を表してい
る。遅延回路3には、遅延回路9,10が含まれてお
り、入力Σi に対しΣi-1,Σi-2 をそれぞれ出力す
る。ビットシフト4には、ビットシフト12,13、符
号反転器11,14が含まれている。符号反転器11は
フィルタ部2の入力と接続されておりΣi を−1倍す
る。ビットシフト12,13は遅延回路9と接続されて
おり、遅延回路9の出力Σi-1 をそれぞれ、23のべき
数3に対応する3Bit分,21のべき数1に対応する
分1Bitだけシフトすることにより、2のべき乗分8
倍、および2倍の積算を行う。符号反転器14は遅延回
路10の出力と接続されており、遅延回路10の出力Σ
i-2 を−1倍する。加算器5にはビットシフト4の出力
が入力されており、ビットシフトされた信号の加算を実
行し結果を出力する。ビットシフト6は加算回路の出力
を24のべき数4対応分の4ビットだけシフト、するこ
とにより2の4乗分16の割算を行う。
【0015】次に、回路の動作について図2を参照して
説明する。(A)CLKはクロックを示しいる。(B)
に示す入力信号Yi が入力されると、前置回路1は入力
iと(C)に示す1クロック前の入力Yi-1 を加算し
た結果(D)に示すΣi =Y i +Yi-1 を出力する。遅
延回路3は入力Σi に対し(E)に示すΣi-1 ,(F)
に示すΣi-2 を出力する。ビットシフト4はΣi を−1
倍し、Σi-1 ,Σi-2をそれぞれ8倍、2倍、−1倍す
る。したがって、加算回路5の入力は−Σi-1,8
Σi-1,2Σi-1 ,−Σi-2 となる。加算回路5では以
上の入力の和である−Σi +8Σi-1 +2Σi-1 −Σ
i-2 を出力する。最後にビットシフト6により加算器5
の出力−Σi +8Σi-1 +2Σi-1 −Σi-2 を1/16
倍したYi =(−Σi +8Σi-1 +2Σi-1 −Σi-2
/16が出力される。出力Yi にΣi =Yi +Yi-1
代入すると(g)に示すZ=(−Yi-3 +9Yi-2 +9
i-1 −Yi )/16となり、4次ラグランジュ補間が
行われていることがわかる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は乗算器を
用いることなくフィルタを構成しているため、補間フィ
ルタ回路の規模を縮小できるという効果を有している。
また、回路規模が小さく、使用している論理回路の数を
従来の回路よりも小さく押さえることが可能なため、高
速化、低消費電力化が行える効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例の波信号シーケンスを示す図
である。
【図3】従来の実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 前置回路 2 フィルタ部 3 遅延回路 4 ビットシフト回路 5 加算回路 6 ビットシフト 7 遅延回路 8 加算器 9 遅延回路 10 遅延回路 11 符号反転器 12 ビットシフト 13 ビットシフト 14 符号反転器 15 遅延回路 16 遅延回路 17 遅延回路 18 乗算器 19 乗算器 20 乗算器 21 乗算器 22 加算器 23 加算器 24 加算器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 縦列接続された複数個の遅延器と、該各
    遅延器により順次遅延された各遅延データを整数倍する
    回路と、乗算結果を加算する加算器とからなり、所定の
    補間式による非巡回形のディジタル補間フィルタ回路に
    おいて、 入力データを変換する前置回路と、 前記前置回路によって変換されたデータにより補間式中
    の乗算の係数を2のべき乗とし、ビットシフトにより乗
    算を実行する手段を有するフィルタ部とからなることを
    特徴とするディジタル補間フィルタ回路。
  2. 【請求項2】 前記前置回路が、入力データを1クロッ
    ク遅延させる遅延回路と、入力データと1クロック前の
    入力データとを加算する加算器とからなり、 前記フィルタ部が、前記加算値の符号を反転して−1倍
    する反転器と、前記加算値を1クロック分遅延させる遅
    延回路と、2クロック分遅延させる遅延回路と、1クロ
    ック分遅延された前記加算値を23ビットの3ビット分
    と、21の1ビット分とをシフトすることにより、2の
    べき乗分だけ積算させるビットシフトと、加算値を2ク
    ロック分遅延されたデータの符号を反転させる反転器
    と、それ等の出力を同一遅延量毎に加算する加算器と、
    該加算器の出力を1/16にするビットシフトからなる
    請求項1記載のディジタル補間フィルタ回路。
  3. 【請求項3】 前記前置回路が1クロック遅延された直
    前のデータと入力データとの加算値を出力し、 前記フィルタ部が前記加算値の符号を反転して出力し、
    1クロック遅延させて23の3ビット分と、21の1ビッ
    ト分シフトさせ2のべき乗分だけ積算して出力し、前記
    加算値を2クロック分遅延させて符号を反転させて出力
    し、これらの出力を総合して同一遅延量のデータ毎に加
    算し、その結果を24の4ビット分シフトし、16で除
    算を行う請求項1記載のディジタル補間フィルタ回路。
  4. 【請求項4】 前記補間式Aは、元になる4つの遅延デ
    ータB,C,Dから A=(−B+9C+9D−E)/16 の関係を満たすように構成されていることを特徴とする
    請求項1記載のディジタルフィルイタ回路。
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