JPH098553A - Frequency converter - Google Patents
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- JPH098553A JPH098553A JP15127195A JP15127195A JPH098553A JP H098553 A JPH098553 A JP H098553A JP 15127195 A JP15127195 A JP 15127195A JP 15127195 A JP15127195 A JP 15127195A JP H098553 A JPH098553 A JP H098553A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、送信装置において被送
信信号の周波数を低周波数から高周波数に変換する周波
数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 frequency converter for converting the frequency of a transmitted signal from a low frequency to a high frequency in a transmitter.
【0002】[0002]
【従来の技術】図14は従来のこの種の周波数変換装置
の一例を示している。図14において,DSP(デジタ
ルシグナルプロセッサ)等によりディジタルで求めた低
サンプリング周波数(f1 Hz)の入力信号1401を
D/A(ディジタル/アナログ)変換器1402でアナ
ログ信号1403に変換し、折り返し信号をバンドパス
フィルタ1404で除去し、そのアナログ信号1405
に対して、ミキサ1407で周波数f2 Hzの正弦波を
掛け合わせる。このとき周波数は(f1 +f2 )Hzと
なる。2. Description of the Related Art FIG. 14 shows an example of a conventional frequency converter of this type. In FIG. 14, an input signal 1401 having a low sampling frequency (f 1 Hz) digitally obtained by a DSP (digital signal processor) or the like is converted into an analog signal 1403 by a D / A (digital / analog) converter 1402, and a return signal is generated. Is removed by a bandpass filter 1404, and its analog signal 1405
In the mixer 1407, a sine wave having a frequency f 2 Hz is multiplied. At this time, the frequency becomes (f 1 + f 2 ) Hz.
【0003】このように、上記従来の周波数変換装置で
は、アナログのミキサと周波数f1Hzの正弦波発信器
を用いて周波数f1 Hzの入力信号を(f1 +f2 )H
zに変換することができる。[0003] Thus, in the above conventional frequency conversion device, the input signal of the frequency f 1 Hz using an analog mixer and the frequency f 1 Hz sine wave oscillator (f 1 + f 2) H
can be converted to z.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の周波数変換装置では、装置をアナログ回路で構成し
ているので、温度変化や経時変化により特性が変動する
問題があった。However, in the above-mentioned conventional frequency conversion device, since the device is constituted by an analog circuit, there is a problem that the characteristics change due to temperature change or aging change.
【0005】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、変化の少ない安定した特性を得ることの
できる周波数変換装置を提供することを目的とする。The present invention solves such a conventional problem, and an object thereof is to provide a frequency converter capable of obtaining stable characteristics with little change.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、装置をディジタル回路で構成したもので
あり、低速サンプリング周波数の信号に対してスイッチ
を用いて0内挿補間することにより周波数変換する0内
挿補間器と、この周波数変換された信号から必要とする
周波数成分を取り出すバンドパスフィルタとを備えたも
のである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention is a device in which a device is constituted by a digital circuit, and a 0-interpolation interpolation is performed on a signal of a low sampling frequency by using a switch. A zero interpolation interpolator for performing frequency conversion by means of and a bandpass filter for extracting a required frequency component from the frequency-converted signal are provided.
【0007】[0007]
【作用】したがって本発明によれば、周波数変換装置を
スイッチによる0内挿補間器とバンドパスフィルタのデ
ィジタル回路で実現することにより、温度変化や経時変
化に強い、特性の安定した周波数変換装置を実現するこ
とができる。また装置をディジタル回路で実現するた
め、変調装置との1チップ化を図りやすいという効果を
有する。Therefore, according to the present invention, by realizing the frequency conversion device with the digital circuit of the 0-interpolation interpolator and the bandpass filter, a frequency conversion device with stable characteristics that is resistant to temperature changes and aging changes is provided. Can be realized. In addition, since the device is realized by a digital circuit, there is an effect that it is easy to achieve one chip with the modulator.
【0008】[0008]
(実施例1)図1は本発明の第1の実施例における周波
数変換装置の構成を示し、図2は同装置における周波数
変換の原理を示す。まず図2を用いて本実施例における
動作原理について説明する。図2において、入力信号の
サンプリング周波数はf1 、サンプリング時間間隔はT
1 (=1/f1 )であり、中心周波数はf1 /4であ
る。この信号をL倍の周波数(サンプリング周波数L*
f1 、中心周波数L*f 1 /4)に周波数変換を行な
う。図2ではL=5としている。 (Embodiment 1) FIG. 1 shows the frequency in the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows the configuration of the number conversion device, and FIG.
The principle of conversion is shown. First, referring to FIG.
The operating principle will be described. In FIG. 2, the input signal
The sampling frequency is f1, The sampling time interval is T
1(= 1 / f1) And the center frequency is f1/ 4
You. This signal is multiplied by L frequency (sampling frequency L *
f1, Center frequency L * f 1Frequency conversion to / 4)
U. In FIG. 2, L = 5.
【0009】この周波数変換装置では、図2(a)に示
すようなサンプリング周波数f1 で中心周波数f1 /4
の変調波が入力される。第1にこの信号をL倍のサンプ
リング周波数に上げるために0内挿補間を行なう。0内
挿補間とは、サンプリング周波数を低速から高速に引き
上げる方法の一つで、L倍にサンプリング周波数を上げ
る場合は、1回を低サンプリング周波数の値、(L−
1)回を0とする方法である。0内挿補間を行なうこと
により周波数は図2(b)のように広がる。次に、この
中の周波数L*f1 /4の信号を図2(c)のような周
波数−振幅特性を持つバンドパスフィルタにより取り出
す。取り出した結果は図2(d)のようになる。[0009] In this frequency converter, the center frequency f 1/4 with a sampling frequency f 1 as shown in FIG. 2 (a)
The modulated wave of is input. First, 0 interpolation is performed in order to increase the sampling frequency of this signal to L times. Zero interpolation is one of the methods of increasing the sampling frequency from low speed to high speed. When the sampling frequency is increased to L times, the value of the low sampling frequency is (L−
1) It is a method of setting 0 times. By performing the 0 interpolation, the frequency spreads as shown in FIG. Then, the frequency as shown in FIG. 2 (c) the signal of frequency L * f 1/4 in this - taking out a band-pass filter having an amplitude characteristic. The taken out result is as shown in FIG.
【0010】このようにして、入力信号(サンプリング
周波数f1 、中心周波数f1 /4)をL倍の周波数(サ
ンプリング周波数L*f1 、中心周波数L*f1 /4)
に周波数変換することができる。[0010] Thus, the input signal (sampling frequency f 1, the center frequency f 1/4) to L times the frequency (sampling frequency L * f 1, the center frequency L * f 1/4)
The frequency can be converted to.
【0011】次に図1を用いて上記動作を行なうための
周波数変換装置について説明する。図1において、10
1はスイッチによる0内挿補間器、102はバンドパス
フィルタ、103は入力信号、104はサンプリング周
波数をL倍した信号、105は周波数変換された出力信
号である。Next, a frequency converter for performing the above operation will be described with reference to FIG. In FIG. 1, 10
1 is a 0 interpolation interpolator using a switch, 102 is a bandpass filter, 103 is an input signal, 104 is a signal obtained by multiplying the sampling frequency by L, and 105 is an output signal after frequency conversion.
【0012】以上のように構成された周波数変換装置の
動作について説明する。0内挿補間器101は、高速サ
ンプリング周波数の1回はa側に接合して入力信号10
3を取り込み、(L−1)回はb側に接合して0を取り
込む。タイミング制御は、f 1 Hzで繰り返すCLK0
で行なう。CLK0のHレベルとLレベルのデューティ
は1:(L−1)または(L−1):1である。0内挿
補間器101によりサンプリング周波数をL倍とした信
号104は、バンドパスフィルタ102に入力される。
バンドパスフィルタ102には、L*f1 HzのCLK
1が入力されているので、中心周波数L*f1 /4の出
力信号105が取り出される。このようにして、入力信
号(サンプリング周波数f1 、中心周波数f1 /4)を
L倍の周波数(サンプリング周波数L*f1 、中心周波
数L*f1 /4)に周波数変換することができる。[0012] Of the frequency conversion device configured as described above
The operation will be described. The 0 interpolation interpolator 101 is a high-speed
Once the sampling frequency is connected to the a side, the input signal 10
3 is taken in, and (L-1) times is joined to the b side and 0 is taken
Put in. Timing control is f 1CLK0 repeated at Hz
Perform in. CLK0 H level and L level duty
Is 1: (L-1) or (L-1): 1. 0 interpolation
A signal in which the sampling frequency is set to L times by the interpolator 101
The signal 104 is input to the bandpass filter 102.
The bandpass filter 102 has L * f1Hz CLK
Since 1 is input, the center frequency L * f1Out of / 4
The force signal 105 is taken out. In this way, the input signal
No. (sampling frequency f1, Center frequency f1/ 4)
L times frequency (sampling frequency L * f1, Center frequency
Number L * f1The frequency can be converted to / 4).
【0013】このように、本実施例によれば、以下に示
す効果を有する。 (1)スイッチによる0内挿補間器とバンドパスフィル
タとのディジタル回路により周波数変換装置を構成する
ので、温度変化や経時変化に強い装置を実現できる。 (2)周波数変換装置をディジタル回路で構成したの
で、変調装置との1チップ化が図りやすい。As described above, the present embodiment has the following effects. (1) Since the frequency conversion device is configured by the digital circuit of the 0 interpolation interpolator using a switch and the bandpass filter, it is possible to realize a device that is resistant to temperature changes and temporal changes. (2) Since the frequency conversion device is composed of a digital circuit, it is easy to form a single chip with the modulation device.
【0014】(実施例2)次に、本発明の第2の実施例
について説明する。本実施例は、上記第1の実施例にお
けるバンドパスフィルタを加算器と遅延回路のみで構成
したものである。以下その実現方法を説明する。(Embodiment 2) Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the bandpass filter in the first embodiment is composed of only an adder and a delay circuit. The method for realizing this will be described below.
【0015】バンドパスフィルタの伝達関数H(z)を
(数1)に示す。この例ではLが奇数の場合をとりあげ
ている。The transfer function H (z) of the bandpass filter is shown in (Equation 1). In this example, L is an odd number.
【数1】 [Equation 1]
【0016】この伝達関数を持つバンドパスフィルタを
備えた周波数変換回路を図3(a)に示す。すなわち、
周波数変換回路は、0内挿補間器301およびバンドパ
スフィルタ302からなる。次に、図3(b)に示すよ
うに、バンドパスフィルタ302をその伝達関数の分子
部分303と分母部分304とに分ける。この構成で
は、分子部分303と分母部分304とは、ともにサン
プリング周波数L*f1で動作する。そして、この伝達
関数を実際の回路に直すと、図3(c)に示すように、
加算器310、311と、遅延回路(mD)305、3
06、307、308、309、312、313とで構
成することができる。A frequency conversion circuit having a bandpass filter having this transfer function is shown in FIG. That is,
The frequency conversion circuit includes a 0 interpolation interpolator 301 and a bandpass filter 302. Next, as shown in FIG. 3B, the bandpass filter 302 is divided into a numerator portion 303 and a denominator portion 304 of its transfer function. In this configuration, the numerator portion 303 and the denominator portion 304 both operate at the sampling frequency L * f 1 . Then, when this transfer function is converted into an actual circuit, as shown in FIG.
Adders 310 and 311 and delay circuits (mD) 305 and 3
06, 307, 308, 309, 312, 313.
【0017】次に、図3(c)に示す本実施例の動作に
ついて説明する。CKL1にk番目のクロックの立ち下
がりが入力されたとする。なお、クロックの立ち上がり
と立ち下がりは逆でもよい。 スイッチで構成された0内挿補間器301は、低速
サンプリング周波数f 1 で入力された信号314を高速
サンプリング周波数L*f1 の1回だけa側に接合し、
L−1回だけb側に接合することにより内挿補間を行な
う。 これにより加算器310への入力が変化するので、
加算器310は演算を開始する。 加算器310の値が確定後、加算器311への入力
が変化するので、加算器311は演算を開始する。この
演算は、k番目のクロックの立ち上がりまでに終了しな
ければならない。 CLK1のクロック315の立ち上がりで遅延回路
305、306、307、308、309、312、3
13に値を取り込む。 上記の動作により、入力信号(サンプリング周波数
f1 、中心周波数f1 /4)をL倍の周波数(サンプリ
ング周波数L*f1 、中心周波数L*f1 /4)に周波
数変換することができる。Next, the operation of this embodiment shown in FIG.
explain about. Fall of kth clock to CKL1
It is assumed that a garri is input. The rising edge of the clock
And the fall may be reversed. The 0 interpolation interpolator 301 composed of switches is a low-speed
Sampling frequency f 1High-speed input signal 314
Sampling frequency L * f1Joined to the a side only once
Interpolation is performed by joining the b side only L-1 times.
U. This changes the input to the adder 310, so
The adder 310 starts calculation. Input to the adder 311 after the value of the adder 310 is confirmed
Changes, the adder 311 starts calculation. this
The calculation must be completed by the rising edge of the kth clock.
I have to. Delay circuit at rising edge of clock 315 of CLK1
305, 306, 307, 308, 309, 312, 3
Take the value in 13. By the above operation, the input signal (sampling frequency
f1, Center frequency f1/ 4) is L times the frequency (sample
Frequency L * f1, Center frequency L * f1/ 4) frequency
Numbers can be converted.
【0018】このように、上記実施例によれば、以下に
示す効果を有する。 (1)乗算器が不要で、(2L+2)*N個の遅延回路
と2*N個の加算器でバンドパスフィルタを構成するこ
とができる。ただし、データの語長はNビットとする。 (2)加算器の語長を増やせば、演算誤差のない整数演
算で実行することができる。 以上のことから、本実施例によれば、高精度に発生させ
たベースバンド信号を遅延歪みなく帯域通過信号に周波
数変換する機能を、簡単な回路で実現することができ
る。As described above, according to the above embodiment, the following effects are obtained. (1) A bandpass filter can be configured with (2L + 2) * N delay circuits and 2 * N adders without the need for a multiplier. However, the word length of the data is N bits. (2) If the word length of the adder is increased, it is possible to execute an integer operation without an operation error. From the above, according to the present embodiment, the function of frequency-converting a baseband signal generated with high accuracy into a bandpass signal without delay distortion can be realized with a simple circuit.
【0019】(実施例3)次に、本発明の第3の実施例
について説明する。上記第2の実施例では、乗算器が不
要で、遅延回路(2L+2)*N個、加算器2*N個で
実現できる周波数変換装置の例であるが、ここで、周波
数変換比Lを大きくすると、回路規模はほぼLに比例し
て大きくなることが分かる。これは、周波数変換装置で
は制限事項となるので、この点を解決したのが本実施例
である。(Embodiment 3) Next, a third embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is an example of a frequency conversion device which does not require a multiplier and can be realized by (2L + 2) * N delay circuits and 2 * N adders, but here, the frequency conversion ratio L is increased. Then, it can be seen that the circuit scale increases substantially in proportion to L. This is a limitation in the frequency conversion device, and this embodiment solves this point.
【0020】上記第2の実施例において、図3の(a)
から(b)への変換は上記した通りである。ここで、分
子部分303について考えると、分子部分303への入
力信号は、L倍に0内挿補間された信号であるから、時
刻a*L*T1 (a=0,1,2,...)では値を持
ち、時刻(a*L+b)*T1 (a=0,1,
2,.../b=0,1,...,L−1)では値は0
となる。このため、分子部分303の演算結果も時刻a
*L*T1 (a=0,1,2,...)では値を持ち、
時刻(a*L+b)*T1 (a=0,1,2,.../
b=0,1,...,L− 1)では値は0となる。こ
の性質を用いて、分子部分303を周波数変換装置の入
力信号と同じ低サンプリング周波数f1 で低速動作さ
せ、0内挿を行なうための0内挿補間器301を分子部
分303の次に持ってきたのが、図4(a)の構成であ
る。In the second embodiment described above, FIG.
The conversion from (b) to (b) is as described above. Here, considering the numerator part 303, the input signal to the numerator part 303 is a signal which is 0-interpolated and interpolated L times, so that the time a * L * T 1 (a = 0, 1, 2 ,. Has a value at time (a * L + b) * T 1 (a = 0, 1,
2,. . . / B = 0, 1 ,. . . , L-1) has a value of 0
Becomes Therefore, the calculation result of the numerator portion 303 is also the time a.
* L * T 1 (a = 0, 1, 2, ...) Has a value,
Time (a * L + b) * T 1 (a = 0, 1, 2, ... /
b = 0, 1 ,. . . , L-1) has a value of 0. Using this property, the numerator part 303 is operated at a low sampling frequency f 1 which is the same as the input signal of the frequency conversion device at a low speed, and a 0 interpolation interpolator 301 for performing 0 interpolation is brought after the numerator part 303. What is different is the configuration of FIG.
【0021】図4(a)に示すように、低速動作を行な
う分子部分403と高速動作を行なう0内挿補間器40
1と分母部分404との構成により、分子部分403の
遅延回路数を2*L*N個から2*N個に削減すること
ができ、また、周波数変換装置を低速で動作するブロッ
クと高速で動作するブロックに分けることにより、装置
全体の消費電力を低減することができる。このような構
成を実際の回路に直したのが図4(b)に示す周波数変
換装置であり、401は0内挿補間器、405、40
6、409、410は遅延回路(mD)、407、40
8は加算器である。As shown in FIG. 4A, the numerator portion 403 which operates at low speed and the zero interpolation interpolator 40 which operates at high speed.
The number of delay circuits in the numerator portion 403 can be reduced from 2 * L * N to 2 * N by the configuration of 1 and the denominator portion 404, and the frequency conversion device can be operated at a low speed with a block operating at a low speed. By dividing into operating blocks, the power consumption of the entire device can be reduced. A frequency conversion device shown in FIG. 4B is a circuit in which such a configuration is converted into an actual circuit. 401 is a 0 interpolation interpolator, and 405 and 40.
6, 409, 410 are delay circuits (mD), 407, 40
8 is an adder.
【0022】次に、この周波数変換装置の動作について
説明する。CLK2(f1 Hz)にi番目のクロックの
立ち上がり、CLK1(L*f1 Hz)にj番目のクロ
ックの立ち上がりが入力されたとする。なお、クロック
の立ち上がりと立ち下がりは逆でもよい。 CLK2の立ち上がりで時刻iの信号411が入力
される。これにより加算器407への入力が変化するの
で、加算器407は、時刻iの信号411と時刻i−2
の信号412との演算を開始する。この演算はCLK2
の立ち下がりまでに終了しなければならない。 CLK0で0内挿補間器401をb側に切り替え
る。0内挿補間器401は、加算器407が不定の時に
変化しないようにしなければならない。 これにより加算器408への入力が変化するので、
加算器408は、時刻jの信号413と時刻j−2の信
号414との演算を開始する。この演算は、CLK1の
立ち下がりまでに終了しなければならない。 CLK2の立ち下がりで遅延回路405と406に
値を取り込む。 CLK1の立ち下がりで遅延回路410と409に
値を取り込む。 上記の動作により、入力信号(サンプリング周波数
f1 、中心周波数f1 /4)をL倍の周波数(サンプリ
ング周波数L*f1 、中心周波数L*f1 /4)に周波
数変換することができる。Next, the operation of this frequency converter will be described. It is assumed that the rising edge of the i-th clock is input to CLK2 (f 1 Hz) and the rising edge of the j-th clock is input to CLK1 (L * f 1 Hz). The rising and falling edges of the clock may be reversed. The signal 411 at time i is input at the rising edge of CLK2. As a result, the input to the adder 407 changes, so that the adder 407 operates at the signal 411 at the time i and at the time i-2.
The calculation with the signal 412 of 1 is started. This operation is CLK2
Must end by the fall of. The 0 interpolation interpolator 401 is switched to the b side at CLK0. The 0 interpolation interpolator 401 must prevent the adder 407 from changing when it is indefinite. As a result, the input to the adder 408 changes,
The adder 408 starts calculation of the signal 413 at time j and the signal 414 at time j−2. This calculation must be completed by the falling edge of CLK1. Values are loaded into the delay circuits 405 and 406 at the falling edge of CLK2. Values are loaded into the delay circuits 410 and 409 at the falling edge of CLK1. The above operation, the input signal (sampling frequency f 1, the center frequency f 1/4) may be frequency-transformed to L times the frequency (sampling frequency L * f 1, the center frequency L * f 1/4).
【0023】このように、上記実施例によれば、以下に
示す効果を有する。 (1)乗算器が不要で、4*N個の遅延回路と2*N個
の加算器でバンドパスフィルタを構成することができ
る。ただし、データの語長はNビットとする。 (2)周波数変換装置の回路構成および規模は、Lに関
わりなく一定である。 (3)加算器の語長を増やせば、演算誤差のない整数演
算で実行できる。 (4)回路の約1/2を低速動作させるので、低消費電
力化が図れる。 以上のことから、本実施例は、高精度に発生させたベー
スバンド信号を遅延なく帯域通過信号に周波数変換する
機能を、簡単な回路で実現することができる。As described above, according to the above embodiment, the following effects are obtained. (1) A bandpass filter can be configured with 4 * N delay circuits and 2 * N adders without requiring a multiplier. However, the word length of the data is N bits. (2) The circuit configuration and scale of the frequency conversion device are constant regardless of L. (3) If the word length of the adder is increased, it can be executed by an integer operation without an operation error. (4) About 1/2 of the circuit operates at a low speed, so that the power consumption can be reduced. As described above, the present embodiment can realize the function of frequency-converting a baseband signal generated with high accuracy into a bandpass signal without delay with a simple circuit.
【0024】(実施例4)次に、本発明の第4の実施例
について説明する。周波数変換装置において重要なの
は、バンドパスフィルタにより必要とする周波数帯を無
歪みで通過させ、それ以外の周波数帯を通過させないこ
とである。しかし、(数1)で示したバンドパスフィル
タでは、必要とする遮断特性を得られない場合があり、
そのような時は(数1)で示したバンドパスフィルタを
縦続接続して遮断特性を改善したのが本実施例である。
M段縦続接続することにより1段の場合にある周波数の
減衰量がxdBである時に、M*xdBに改善すること
ができる。(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. What is important in the frequency conversion device is that the frequency band required by the band pass filter is passed without distortion and the other frequency bands are not passed. However, the bandpass filter shown in (Equation 1) may not obtain the required cutoff characteristic,
In such a case, in this embodiment, the bandpass filter shown in (Equation 1) is cascade-connected to improve the cutoff characteristic.
By connecting M stages in cascade, it is possible to improve to M * xdB when the attenuation amount of the frequency in one stage is xdB.
【0025】図3(a)のバンドパスフィルタ302の
後段に同じバンドパスフィルタを接続し、それらを図3
(b)のように分子部分と分母部分とに分ける。つまり
分母部分304の後段にさらに分子部分303と分母部
分304を縦続接続する。各分子部分と分母部分とはサ
ンプリング周波数が同じなので、同じものどうしを並べ
たのが、図5(a)に示す構成である。501は0内挿
補間器、502、503は分子部分、504、505は
分母部分である。これを第3の実施例と同じように、0
内挿を行なうための0内挿補間器501を分子部分50
2、503の次に持ってきたのが、図5(b)の構成で
ある。The same bandpass filter is connected after the bandpass filter 302 shown in FIG.
It is divided into a numerator part and a denominator part as shown in (b). That is, the numerator portion 303 and the denominator portion 304 are further connected in cascade after the denominator portion 304. Since the sampling frequencies of the numerator part and the denominator part are the same, the same parts are arranged in the structure shown in FIG. 501 is a 0 interpolation interpolator, 502 and 503 are numerator parts, and 504 and 505 are denominator parts. This is 0 as in the third embodiment.
The 0 interpolation interpolator 501 for performing interpolation is used as the numerator part 50.
What was brought after 2, 503 is the configuration of FIG.
【0026】図5(b)に示すように、低速動作を行な
う分子部分502、503と高速動作を行なう0内挿補
間器501と分母部分504、505とにより構成し、
周波数変換装置を低速で動作するブロックと高速で動作
するブロックに分けることにより、装置全体の消費電力
を低減することができる。このような構成を実際の回路
に直したのが図5(c)に示す周波数変換装置であり、
501は0内挿補間器、506、507、509、51
0、513、514、516、517は遅延回路(m
D)、508、511、512、515は加算器であ
る。As shown in FIG. 5B, the numerator parts 502 and 503 which operate at low speed, the zero interpolation interpolator 501 which operates at high speed, and the denominator parts 504 and 505,
By dividing the frequency conversion device into blocks operating at low speed and blocks operating at high speed, the power consumption of the entire device can be reduced. The frequency conversion device shown in FIG. 5C is a circuit in which such a configuration is converted into an actual circuit.
501 is a 0 interpolation interpolator, 506, 507, 509, 51.
0, 513, 514, 516, 517 are delay circuits (m
D), 508, 511, 512 and 515 are adders.
【0027】次に、この周波数変換装置の動作について
説明する。CLK2(f1 Hz)にi番目のクロックの
立ち上がり、CLK1(L*f1 Hz)にj番目のクロ
ックの立ち上がりが入力されたとする。なお、クロック
の立ち上がりと立ち下がりは逆でもよい。 CLK2の立ち上がりで時刻iの信号518が入力
される。これにより加算器508への入力が変化するの
で、加算器508は、時刻iの信号518と時刻i−2
の信号519の演算を開始する。この演算はCLK2の
立ち下がりまでに終了しなければならない。 加算器508の値が確定後、加算器511への入力
が変化するので、時刻iの1段目出力520と時刻i−
2の1段目出力521との演算を開始する。この演算
は、CLK2の立ち下がりまでに終了しなければならな
い。 CLK0で0内挿補間器501をb側に切り替え
る。0内挿補間器501は、加算器511が不定の時に
変化しないようにしなければならない。 これにより加算器512への入力が変化するので、
加算器512は、時刻jの信号522と時刻j−2の1
段目出力523との演算を開始する。この演算は、CL
K1の立ち下がりまでに終了しなければならない。 加算器512の値が確定後、加算器515への入力
が変化するので、時刻jの1段目出力524と時刻j−
2の2段目出力525との演算を開始する。この演算
は、CLK1の立ち下がりまでに終了しなければならな
い。 CLK2の立ち下がりで遅延回路506、507、
509、510に値を取り込む。 CLK1の立ち下がりで遅延回路514、513、
517、516に値を取り込む。 上記の動作により、入力信号(サンプリング周波数
f1 、中心周波数f1 /4)をL倍の周波数(サンプリ
ング周波数L*f1 、中心周波数L*f1 /4)に周波
数変換することができる。Next, the operation of this frequency converter will be described. It is assumed that the rising edge of the i-th clock is input to CLK2 (f 1 Hz) and the rising edge of the j-th clock is input to CLK1 (L * f 1 Hz). The rising and falling edges of the clock may be reversed. The signal 518 at time i is input at the rising edge of CLK2. As a result, the input to the adder 508 changes, so that the adder 508 changes the signal 518 at time i and the time i-2
The calculation of the signal 519 is started. This calculation must be completed by the falling edge of CLK2. After the value of the adder 508 is determined, the input to the adder 511 changes, so the first stage output 520 at time i and the time i-
The calculation with the first stage output 521 of 2 is started. This calculation must be completed by the falling edge of CLK2. The 0 interpolation interpolator 501 is switched to the b side at CLK0. The 0 interpolation interpolator 501 must prevent the adder 511 from changing when it is indefinite. This changes the input to the adder 512, so
The adder 512 outputs the signal 522 at time j and 1 at time j-2.
The calculation with the stage output 523 is started. This operation is CL
It must be completed by the fall of K1. After the value of the adder 512 is fixed, the input to the adder 515 changes, so the first-stage output 524 at time j and the time j−
The calculation with the second stage output 525 of 2 is started. This calculation must be completed by the falling edge of CLK1. At the falling edge of CLK2, delay circuits 506, 507,
The values are taken into 509 and 510. At the falling edge of CLK1, the delay circuits 514, 513,
The values are loaded into 517 and 516. The above operation, the input signal (sampling frequency f 1, the center frequency f 1/4) may be frequency-transformed to L times the frequency (sampling frequency L * f 1, the center frequency L * f 1/4).
【0028】このように、上記実施例によれば、以下に
示す効果を有する。 (1)乗算器が不要で、4*M*N個の遅延回路と2*
M*N個の加算器でバンドパスフィルタを構成すること
ができる。ただし、データの語長はNビットとする。 (2)周波数変換装置の回路構成および規模は、Lに関
わりなく一定である。 (3)加算器の語長を増やせば、演算誤差のない整数演
算で実行できる。 (4)回路の約1/2を低速動作させるので、低消費電
力化が図れる。 (5)バンドパスフィルタを多段接続することにより、
阻止域減衰量を大きくすることができる。 以上のことから、本実施例は、高精度に発生させたベー
スバンド信号を遅延なく帯域通過信号に周波数変換する
機能を、簡単な回路で実現することができる。As described above, according to the above embodiment, the following effects are obtained. (1) No multiplier required, 4 * M * N delay circuits and 2 *
A bandpass filter can be configured with M * N adders. However, the word length of the data is N bits. (2) The circuit configuration and scale of the frequency conversion device are constant regardless of L. (3) If the word length of the adder is increased, it can be executed by an integer operation without an operation error. (4) About 1/2 of the circuit operates at a low speed, so that the power consumption can be reduced. (5) By connecting the bandpass filters in multiple stages,
The stopband attenuation can be increased. As described above, the present embodiment can realize the function of frequency-converting a baseband signal generated with high accuracy into a bandpass signal without delay with a simple circuit.
【0029】(実施例5)次に、本発明の第5の実施例
について説明する。現在使用されている送信装置で用い
る搬送波周波数は、数百MHzから数GHzであり、周
波数変換装置への入力信号は、DSPなどで作る場合は
数百kHzである。このことから本発明の周波数変換装
置を実際に使用する場合は、周波数変換比Lは大きな値
となり、高速動作が必要とされる。そこで本実施例で
は、パイプライン化による高速化を図った周波数変換装
置を実現する。(Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. The carrier frequency used in the currently used transmitter is several hundred MHz to several GHz, and the input signal to the frequency converter is several hundred kHz when it is produced by a DSP or the like. From this fact, when the frequency conversion device of the present invention is actually used, the frequency conversion ratio L becomes a large value and high speed operation is required. Therefore, in the present embodiment, a frequency conversion device that achieves high speed by implementing a pipeline is realized.
【0030】図6(a)は図5(c)と同じである。こ
のような構成では、高速動作する0内挿補間器601以
降の分母部分において、単位動作時間T1 /L当たりに
縦続に2段接続された加算器の演算を終了しなければな
らない。このため、演算ビット長が多い場合や段数が多
い場合では高速のリアルタイム動作が不可能となる。そ
こで本実施例では、図6(b)に示すように、0内挿補
間器601の後段の加算器をパイプライン化することに
より高速化を実現したものである。FIG. 6A is the same as FIG. 5C. With such a configuration, in the denominator part after the 0 interpolation interpolator 601 which operates at high speed, the calculation of the adders connected in two stages in cascade must be completed per unit operation time T 1 / L. Therefore, high-speed real-time operation becomes impossible when the operation bit length is large or the number of stages is large. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 6B, the adder in the subsequent stage of the 0 interpolation interpolator 601 is pipelined to realize high speed.
【0031】図7は加算器をパイプライン化するための
概念を示している。図7(a)の基本構成は、図6
(a)の後段の構成と同じで、1つの加算器Aと2つの
遅延器Dとを2段に縦続接続したものであり、この基本
構成に図7(b)に示すように加算ユニット毎に遅延器
D−FFを入れて同期回路化し、さらに各遅延器D−F
Fを図7(c)のように最適化することにより、単位動
作時間T1 /L以内に1段の演算を終了するようにす
る。このように、1単位時間で1加算器の処理を行なう
構造をパイプライン構造と呼び、パイプライン処理化を
図ったと呼ぶ。FIG. 7 shows the concept for pipelining adders. The basic configuration of FIG. 7A is as shown in FIG.
The configuration is the same as the latter stage of (a), and one adder A and two delay units D are cascaded in two stages. A delay circuit D-FF is inserted into the circuit to make a synchronous circuit, and each delay circuit D-F
By optimizing F as shown in FIG. 7 (c), the operation of one stage is completed within the unit operation time T 1 / L. In this way, a structure in which the processing of one adder is performed in one unit time is called a pipeline structure, and is called a pipeline processing.
【0032】次に、図6(b)に示した本実施例におけ
る周波数変換装置について説明する。601は0内挿補
間器、606、607、609、610、613、61
4、616、617は遅延回路(mD)、608、61
1、612、615は加算器である。遅延回路606、
607、609、610と加算器608、611からな
る低速動作を行なう分子部分の動作と、その次の0内挿
補間器601の動作は上記第4の実施例と同じであり、
以下には0内挿補間器601後段の分母部分の動作につ
いて説明する。Next, the frequency conversion device in this embodiment shown in FIG. 6B will be described. 601 is a 0 interpolation interpolator, 606, 607, 609, 610, 613, 61
4, 616, 617 are delay circuits (mD), 608, 61
1, 612 and 615 are adders. Delay circuit 606,
The operation of the numerator portion that performs the low-speed operation composed of 607, 609, 610 and the adders 608, 611, and the operation of the 0 interpolation interpolator 601 that follows the operation are the same as those in the fourth embodiment.
The operation of the denominator part after the 0 interpolation interpolator 601 will be described below.
【0033】CLK2(f1 Hz)にi番目のクロック
の立ち下がり、CLK1(L*f1Hz)にj番目のク
ロックの立ち下がりが入力されたとする。なお、クロッ
クの立ち上がりと立ち下がりは逆でもよい。 CLK0で0内挿補間器601をb側に切り替え
る。0内挿補間器601は、加算器611が不定の時に
変化しないようにしなければならない。同時にCLK1
の立ち上がりで遅延回路613、614、616、61
7に値を確定させる。遅延回路613の値は、時刻j−
1、遅延回路614の値は時刻j−2、遅延回路616
の値は時刻j−1、遅延回路617の値は時刻j−2の
値である。 これにより加算器612への入力が変化するので、
加算器612は、時刻jの信号622と時刻j−2の1
段目出力623との演算を開始する。この演算は、CL
K1の立ち上がりまでに終了しなければならない。 加算器612の値が確定後、加算器615への入力
が変化するので、時刻jの1段目出力624と時刻j−
2の2段目出力625との演算を開始する。この演算
は、CLK1の立ち上がりまでに終了しなければならな
い。このようにして、加算器612と615は並列に処
理できるので、単位時間内で1個分の演算のみを行なえ
ばよく、動作速度がバンドパスフィルタの段数に影響さ
れない。 上記の動作により、入力信号(サンプリング周波数
f1 、中心周波数f1 /4)をL倍の周波数(サンプリ
ング周波数L*f1 、中心周波数L*f1 /4)に周波
数変換することができる。It is assumed that the falling edge of the i-th clock is input to CLK2 (f 1 Hz) and the falling edge of the j-th clock is input to CLK1 (L * f 1 Hz). The rising and falling edges of the clock may be reversed. The 0 interpolation interpolator 601 is switched to the b side at CLK0. The 0 interpolation interpolator 601 must prevent the adder 611 from changing when it is indefinite. CLK1 at the same time
Delay circuit 613, 614, 616, 61 at the rising edge of
Set the value to 7. The value of the delay circuit 613 is the time j−
1, the value of the delay circuit 614 is the time j−2, the delay circuit 616
Is the value at time j-1, and the value of the delay circuit 617 is the value at time j-2. This changes the input to the adder 612, so
The adder 612 outputs the signal 622 at time j and 1 at time j-2.
The calculation with the stage output 623 is started. This operation is CL
It must be completed by the rise of K1. After the value of the adder 612 is fixed, the input to the adder 615 changes, so the first stage output 624 at time j and the time j−
The calculation with the second stage output 625 of 2 is started. This calculation must be completed by the rising edge of CLK1. Since the adders 612 and 615 can be processed in parallel in this way, only one operation needs to be performed within the unit time, and the operation speed is not affected by the number of stages of the bandpass filter. The above operation, the input signal (sampling frequency f 1, the center frequency f 1/4) may be frequency-transformed to L times the frequency (sampling frequency L * f 1, the center frequency L * f 1/4).
【0034】このように、上記実施例によれば、以下に
示す効果を有する。 (1)乗算器が不要で、4*M*N個の遅延回路と2*
M*N個の加算器でバンドパスフィルタを構成すること
ができる。ただし、データの語長はNビットとする。 (2)周波数変換装置の回路構成および規模は、Lに関
わりなく一定である。 (3)加算器の語長を増やせば、演算誤差のない整数演
算で実行できる。 (4)回路の約1/2を低速動作させるので、低消費電
力化が図れる。 (5)バンドパスフィルタを多段接続することにより、
阻止域減衰量を大きくすることができる。 (6)高速動作する分母部分の加算器と加算器の間に遅
延回路を置くことにより、各加算器が単位時間当たりに
1回の演算のみで良く、高速動作化が図れる。 以上のことから、本実施例は、高精度に発生させたベー
スバンド信号を遅延なく帯域通過信号に周波数変換する
機能を、簡単な回路で実現することができる。As described above, according to the above embodiment, the following effects are obtained. (1) No multiplier required, 4 * M * N delay circuits and 2 *
A bandpass filter can be configured with M * N adders. However, the word length of the data is N bits. (2) The circuit configuration and scale of the frequency conversion device are constant regardless of L. (3) If the word length of the adder is increased, it can be executed by an integer operation without an operation error. (4) About 1/2 of the circuit operates at a low speed, so that the power consumption can be reduced. (5) By connecting the bandpass filters in multiple stages,
The stopband attenuation can be increased. (6) By arranging the delay circuit between the adder of the denominator part which operates at high speed and the adder, each adder only needs to perform one calculation per unit time, and high speed operation can be achieved. As described above, the present embodiment can realize the function of frequency-converting a baseband signal generated with high accuracy into a bandpass signal without delay with a simple circuit.
【0035】(実施例6)次に、本発明の第6の実施例
について説明する。本発明の周波数変換装置は、周波数
変換比Lとバンドパスフィルタの段数Mをパラメータと
する。上記第5の実施例においては、加算ユニット1段
毎に遅延回路D−FFを入れてパイプライン処理化を図
り、1段当たりの演算を単位動作時間T1 /L以内に終
了する構造とすることにより、周波数変換装置のバンド
パスフィルタの段数Mを増加させても、リアルタイム処
理に影響を与えない装置を実現することができた。本実
施例では、周波数変換比Lについて考える。(Embodiment 6) Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. The frequency conversion device of the present invention uses the frequency conversion ratio L and the number of stages M of the bandpass filter as parameters. In the fifth embodiment, a delay circuit D-FF is provided for each stage of the adder unit for pipeline processing, and the operation per stage is completed within the unit operation time T 1 / L. As a result, it is possible to realize a device that does not affect real-time processing even if the number M of stages of the bandpass filter of the frequency conversion device is increased. In this embodiment, the frequency conversion ratio L will be considered.
【0036】本発明の周波数変換装置では、バンドパス
フィルタが周波数L*f1 において、LM-1 利得を持
つ。これは、0内挿補間により利得が1/Lとなり、バ
ンドパスフィルタにより利得がLM になるからである。
このため、バンドパスフィルタ演算により桁あふれが生
じないように、(数2)に示すビット数だけ加算器のビ
ット数を拡張しなければならない。In the frequency conversion device of the present invention, the bandpass filter has L M-1 gain at the frequency L * f 1 . This is because the gain becomes 1 / L by the 0 interpolation and the gain becomes L M by the bandpass filter.
Therefore, the number of bits of the adder must be expanded by the number of bits shown in (Equation 2) so that overflow does not occur due to the bandpass filter calculation.
【数2】 [Equation 2]
【0037】このビット長の拡張のために加算器のビッ
ト長が増え、リアルタイム動作が行なえる最高周波数を
低下させることになる。本実施例は、このような問題を
解決するものである。Due to this extension of the bit length, the bit length of the adder is increased, and the maximum frequency at which real-time operation can be performed is lowered. The present embodiment solves such a problem.
【0038】(1)並列加算器によるキャリア伝搬時間
について:加算器を高速で実現する場合はキャリアの伝
搬が問題となる。一例として参考文献「コンピュータの
高速演算方式:近代化学社」のp72図3.1を用いて
説明する。並列加算器では、下位ビットから1ビットず
つ加算を行なっていく。このとき、第nビット目では第
n−1ビット目のキャリアとnビット目の被加算数の加
算演算を行なう。このため、並列加算器では、1ビット
の加算を行なう時間をΔ1 とすると、キャリアの伝搬に
よりNビットの加算を行なうために、NΔ1の演算時間
が必要となる。これにより、Nが増加すると高速動作が
不可能となる。 (2)加算器の高速化について:多ビットの加算器を高
速化する方法としては、文献「コンピュータの高速演算
方式:近代化学社」第3章等に説明されている。この文
献で説明されている桁上げ先見(キャリア・ルック・ア
ヘッド)方式や条件和加算器等を用いた場合でも、ビッ
ト数が増えるに従って全加算時間が増加し、高速動作を
不可能とする拘束条件となる。 (3)並列加算器をパイプライン処理化した構成を用い
ることにより高速化を図った周波数変換回路の実現方法
の説明:そこで、本実施例では、多ビットの加算器を十
分に高速演算可能な少数ビットの加算器毎に分け、パイ
プライン処理を行なう構成とする。このような構成とす
ることにより、周波数変換比Lに依存しないで高速動作
可能な周波数変換装置を実現することができる。(1) Carrier propagation time by parallel adder: When the adder is realized at high speed, carrier propagation becomes a problem. As an example, a description will be given using FIG. 3.1 on p. In the parallel adder, addition is performed bit by bit from the lower bit. At this time, at the nth bit, the addition operation of the n-1th bit carrier and the nth bit augend is performed. Therefore, in the parallel adder, when the time for the addition of 1 bit and delta 1, in order to perform the addition of N bits by propagation of the carrier, is required calculation time of Enuderuta 1. As a result, when N increases, high speed operation becomes impossible. (2) Speeding up of adder: A method for speeding up a multi-bit adder is described in the document "High-speed computing method of computer: Modern Kagakusha", Chapter 3, etc. Even when the carry look ahead method or the conditional sum adder described in this document is used, the total addition time increases as the number of bits increases, and the constraint makes high-speed operation impossible. It becomes a condition. (3) Description of a method for realizing a frequency conversion circuit that is speeded up by using a pipelined configuration of a parallel adder: Therefore, in this embodiment, a multi-bit adder can be operated at a sufficiently high speed. Pipeline processing is performed separately for each minority bit adder. With such a configuration, it is possible to realize a frequency conversion device that can operate at high speed without depending on the frequency conversion ratio L.
【0039】以下、図8を用いて本実施例を説明する。
図8では、一例としてバンドパスフィルタを2段構成
(M=2)としたL倍の周波数変換装置の高速動作する
分母部分について説明する。ここでは、加算器は2つの
mビット並列加算器を2段で用いて総ビット数2m−1
の加算器を実現している。図8において、mFAはmビ
ット並列加算器であり、リプル桁上げ加算器、桁上げ先
見(キャリ・ルック・アヘッド)加算器や条件和加算器
など構成方法は多種存在する。Dは1ビット遅延回路、
mDはmビット並列の遅延回路である。This embodiment will be described below with reference to FIG.
In FIG. 8, the denominator portion of the L-fold frequency conversion device having a bandpass filter having a two-stage configuration (M = 2) that operates at high speed will be described as an example. Here, the adder uses two m-bit parallel adders in two stages, and the total number of bits is 2m-1.
Realizes the adder of. In FIG. 8, mFA is an m-bit parallel adder, and there are various configuration methods such as a ripple carry adder, a carry look ahead adder, and a conditional sum adder. D is a 1-bit delay circuit,
mD is an m-bit parallel delay circuit.
【0040】加算器を高速で実現する場合はキャリの伝
搬が問題となる。ここで加算器mFAの動作について説
明する。 CLK1(L*f1 Hz)の第k番目のクロックでの
動作。 下位のmビット801が遅延回路802に入力される。
上位のmビット824が遅延回路825に入力される。
これは第k番目のクロックでの入力信号の上位mビット
である。mFA805の演算結果mビット806が遅延
回路807に入力される。mFA805のキャリ820
が遅延回路821に入力される。mビット808が遅延
回路809に入力される。mビット826が遅延回路8
27に入力される。mFA812の演算結果mビット8
13が遅延回路814に入力される。mFA812のキ
ャリ822が遅延回路823に入力される。mビット8
15が遅延回路816に入力される。mFA830の演
算結果mビット831が遅延回路832に入力される。
mビット833が遅延回路834に入力される。mビッ
ト815が遅延回路818に入力される。mFA837
の演算結果mビット838が遅延回路839に入力され
る。mビット840が遅延回路841に入力される。Carry propagation becomes a problem when an adder is implemented at high speed. Here, the operation of the adder mFA will be described. Operation at the kth clock of CLK1 (L * f 1 Hz). The lower m bits 801 are input to the delay circuit 802.
The upper m bits 824 are input to the delay circuit 825.
This is the upper m bits of the input signal at the kth clock. The operation result m bit 806 of the mFA 805 is input to the delay circuit 807. Carry 820 of mFA805
Is input to the delay circuit 821. The m bits 808 are input to the delay circuit 809. The m-bit 826 is the delay circuit 8
27. Calculation result of mFA812 m bit 8
13 is input to the delay circuit 814. The carry 822 of the mFA 812 is input to the delay circuit 823. m bit 8
15 is input to the delay circuit 816. The operation result m bit 831 of the mFA 830 is input to the delay circuit 832.
The m bit 833 is input to the delay circuit 834. The m bits 815 are input to the delay circuit 818. mFA837
The operation result m bits 838 are input to the delay circuit 839. The m bits 840 are input to the delay circuit 841.
【0041】遅延回路802と809の値が変化する
と、mFA805への入力803と810が変化するの
で、mFA805は演算を開始する。これは第k番目の
クロックでの入力信号の下位mビットの演算結果であ
る。遅延回路807と816の値が変化すると、mFA
812への入力808と817が変化するので、mFA
812は演算を開始する。遅延回路827と834と8
21の値が変化すると、mFA830への入力828と
835と829が変化するので、mFA830は演算を
開始する。遅延回路832と841と823の値が変化
すると、mFA837への入力833と842と836
が変化するので、mFA837は演算を開始する。これ
らの演算はCLK1(L*f1 Hz)の第k+1番目の
クロックまでに終了しなければならない。When the values of the delay circuits 802 and 809 change, the inputs 803 and 810 to the mFA 805 change, so that the mFA 805 starts calculation. This is the operation result of the lower m bits of the input signal at the kth clock. When the values of the delay circuits 807 and 816 change, mFA
Since the inputs 808 and 817 to 812 change, mFA
812 starts calculation. Delay circuits 827, 834 and 8
When the value of 21 changes, the inputs 828, 835, and 829 to the mFA 830 change, so the mFA 830 starts calculation. When the values of the delay circuits 832, 841 and 823 change, the inputs 833, 842 and 836 to the mFA 837.
Changes, the mFA837 starts calculation. These operations must be completed by the (k + 1) th clock of CLK1 (L * f 1 Hz).
【0042】k番目のクロックで入力した下位mビット
801と上位ビット824に対する演算を説明する。 k番目のクロック 下位mビット801が遅延回路802にラッチされる。
mFA805への入力803が変化し、演算が行なわれ
る。806は下位ビットの演算結果のサムであり、82
0はキャリである。上位mビット824は遅延回路82
5にラッチされる。 k+1番目のクロック 下位mビットの演算結果のサム806が遅延回路807
にラッチされる。mFA812への入力808が変化
し、演算が行なわれる。813は下位ビットの2段目の
演算結果のサムであり、822はキャリである。下位m
ビットの演算結果のキャリ820が遅延回路821にラ
ッチされる。上位mビット826が遅延回路827にラ
ッチされる。mFA830は、時刻kの上位mビット8
28と時刻kの下位mビットの1段目の演算結果のキャ
リ829との演算を行なう。831は上位mビットの2
段目の演算結果のサムである。 k+2番目のクロック 下位mビットの2段目の演算結果のサム813が遅延回
路814にラッチされる。下位mビットの2段目の演算
結果のキャリ822が遅延回路823にラッチされる。
上位mビットの2段目の演算結果のサム831が遅延回
路832にラッチされる。mFA837は、時刻kの1
段目の上位mビット833と時刻kの下位mビットの2
段目の演算結果のキャリ836との演算を行なう。83
8は上位mビットの2段目の演算結果のサムである。 k+3番目のクロック 下位mビットの2段目の演算結果のサム815が遅延回
路818にラッチされる。上位mビットの2段目の演算
結果のサム838が遅延回路839にラッチされる。 以上のように、第k番目のクロックでの入力信号の演算
結果は第k+3番目のクロックが入力されると確定す
る。The operation for the lower m bits 801 and the upper bits 824 input at the kth clock will be described. The lower m bits 801 of the kth clock are latched by the delay circuit 802.
The input 803 to the mFA 805 changes and the calculation is performed. 806 is the sum of the operation result of the lower bits,
0 is a carry. The upper m bits 824 are the delay circuit 82.
5 is latched. k + 1st clock The sum 806 of the calculation result of the lower m bits is the delay circuit 807.
Latched on. The input 808 to the mFA 812 changes and the operation is performed. Reference numeral 813 is a sum of the operation result of the second stage of the lower bit, and 822 is a carry. Lower m
The carry 820 of the bit operation result is latched by the delay circuit 821. The upper m bits 826 are latched by the delay circuit 827. mFA830 is the upper m bits 8 of time k
28 and the carry 829 of the operation result of the first stage of the lower m bits at the time k. 831 is the upper m bits of 2
It is the sum of the calculation result of the first row. The sum 813 of the operation result of the second stage of the k + 2nd clock lower m bits is latched by the delay circuit 814. The carry 822 of the second stage operation result of the lower m bits is latched by the delay circuit 823.
The sum 831 of the second stage operation result of the upper m bits is latched in the delay circuit 832. mFA837 is 1 at time k
2 of the upper m bits 833 of the stage and the lower m bits of time k
An operation with the carry 836 of the operation result of the stage is performed. 83
Reference numeral 8 is a sum of the calculation result of the second stage of the upper m bits. The sum 815 of the second stage operation result of the k + 3rd clock lower m bits is latched by the delay circuit 818. The sum 838 of the operation result of the second stage of the upper m bits is latched by the delay circuit 839. As described above, the calculation result of the input signal at the kth clock is determined when the k + th 3rd clock is input.
【0043】このようにして、加算器をmビット毎の並
列加算器で実現し、パイプライン処理を行なうことによ
り最高動作可能周波数はmビット毎の並列加算器の演算
時間に依存することになり、mの数を減らすことにより
最高動作可能周波数上げることができる。ここでは、並
列加算器を2段で用いているが、必要に応じて任意の段
数で実現することができる。In this way, the maximum operable frequency depends on the operation time of the m-bit parallel adder by implementing the adder with m-bit parallel adders and performing pipeline processing. , M, the maximum operable frequency can be increased. Although the parallel adder is used in two stages here, it can be realized in any number of stages as required.
【0044】このように、上記実施例によれば、以下に
示す効果を有する。 (1)乗算器が不要で、4*M*N個に遅延回路と2*
M*N個の加算器でバンドパスフィルタを実現できる。
ただし、データの語長はNビットとする。 (2)周波数変換装置の回路構成および規模は、Lに関
わりなく一定である。 (3)加算器の語長を増やせば、演算誤差のない整数演
算で実行できる。 (4)回路の1/2を低速動作させるので、低消費電力
化が図れる。 (5)バンドパスフィルタを多段接続することにより、
阻止域減衰量を大きくすることができる。 (6)高速動作する分母部分の加算器と加算器の間に遅
延回路を置くことにより、各加算器が単位時間当りに1
回の演算のみで良く、高速動作化が図れる。 (7)高速動作する分母部分のNビットの加算器をnビ
ット毎の並列加算器でパイプライン処理化することによ
り、ビット長が増えても単位時間当りに演算が可能で高
速動作化が図れる。 以上のことから、本実施例によれば、高精度に発生させ
たベースバンド信号を遅延歪なく帯域通過信号に周波数
変換する機能を、簡単な回路で実現することができる。As described above, according to the above embodiment, the following effects are obtained. (1) No multiplier required, 4 * M * N delay circuits and 2 *
A bandpass filter can be realized with M * N adders.
However, the word length of the data is N bits. (2) The circuit configuration and scale of the frequency conversion device are constant regardless of L. (3) If the word length of the adder is increased, it can be executed by an integer operation without an operation error. (4) Since half of the circuit operates at a low speed, low power consumption can be achieved. (5) By connecting the bandpass filters in multiple stages,
The stopband attenuation can be increased. (6) By placing a delay circuit between the adder of the denominator part that operates at high speed and the adder, each adder is set to 1 per unit time.
Only one calculation is required, and high speed operation can be achieved. (7) The N-bit adder in the denominator part that operates at high speed is pipelined by a parallel adder for every n bits, so that even if the bit length increases, it is possible to perform operations per unit time and achieve high-speed operation. . From the above, according to the present embodiment, the function of frequency-converting a baseband signal generated with high accuracy into a bandpass signal without delay distortion can be realized with a simple circuit.
【0045】(実施例7)次に、本発明の第7の実施例
について説明する。上記第5の実施例では、高速動作化
を図るためにNビットの加算器をnビット毎に分けてパ
イプライン構造で行なう装置を実現した。この構成で
は、高速化を図ることができるが、回路規模を決定する
加算器の数は2*M*N個(Mはバンドパスフィルタの
段数、Nは加算器のビット長)が必要となる。この全加
算器の数を削減することは、実用化のなめに非常に重要
である。本実施例は、加算器の削減を図ったものであ
る。以下にその実現方法について説明する。 1)1ビット逐次加算器の回路例:図9に1ビット逐次
加算器の回路例、図10にタイミングチャート例を示
す。図9において、Sはスイッチ、FAは1ビット加算
器、Dは1ビット遅延回路、mSRはmビットシフトレ
ジスタである。タイミングチャートは4ビット(m=
4)の演算を行なう時の動作例を示している。以下に動
作を説明する。 φ00での動作:Di901に値が入力される。mビッ
トシフトレジスタ907と909が1ビットシフトさ
れ、mビットシフトレジスタ907のMSBに1ビット
加算器905の結果が、mビットシフトレジスタ909
のMSBにmビットシフトレジスタ907のMSBが格
納される。遅延回路912にキャリ911が格納され
る。スイッチ903はa側と接合する。キャリ入力90
2は前段でのキャリ出力である。前段がない場合は0で
ある。1ビット加算器905は入力値901と910と
904が変化するので、演算を開始する。この演算はφ
10までに終了しなければならない。 φ10での動作:φ00での動作と同じであるがスイッチ
903はb側と接合する。この演算はφ20までに終了し
なければならない。 φ20での動作:φ10での動作と同じである。この演算
はφ30までに終了しなければならない。 φ30での動作:φ10での動作と同じである。この演算
はφ40までに終了しなければならない。このようにし
て、1ビット加算器FAとmビットシフトレジスタmS
RとスイッチSと1ビット遅延回路Dとを用いて、mビ
ットの加算演算を行なうことができる。(Embodiment 7) Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. In the fifth embodiment described above, in order to achieve high speed operation, an N-bit adder is divided into n-bit units to realize a device having a pipeline structure. In this configuration, the speed can be increased, but the number of adders that determine the circuit scale must be 2 * M * N (M is the number of stages of the bandpass filter, and N is the bit length of the adder). . Reducing the number of full adders is very important for practical use. In this embodiment, the number of adders is reduced. The method for realizing this will be described below. 1) Circuit example of 1-bit successive adder: FIG. 9 shows a circuit example of a 1-bit successive adder, and FIG. 10 shows a timing chart example. In FIG. 9, S is a switch, FA is a 1-bit adder, D is a 1-bit delay circuit, and mSR is an m-bit shift register. The timing chart is 4 bits (m =
4 shows an operation example when performing the calculation of 4). The operation will be described below. Operation at φ 00 : A value is input to Di 901. The m-bit shift registers 907 and 909 are shifted by 1 bit, and the result of the 1-bit adder 905 is stored in the MSB of the m-bit shift register 907 as the m-bit shift register 909.
The MSB of the m-bit shift register 907 is stored in the MSB of. The carry 911 is stored in the delay circuit 912. The switch 903 is joined to the a side. Carry input 90
Reference numeral 2 is a carry output in the preceding stage. It is 0 if there is no preceding stage. Since the input values 901, 910 and 904 change, the 1-bit adder 905 starts calculation. This operation is φ
Must finish by 10 . Operation at φ 10 : Same as operation at φ 00 , but the switch 903 is connected to the b side. This calculation must be completed by φ 20 . Operation at φ 20 : Same as operation at φ 10 . This calculation must be completed by φ 30 . Operation at φ 30 : Same as operation at φ 10 . This operation must be completed by φ 40 . In this way, the 1-bit adder FA and the m-bit shift register mS
Using R, switch S and 1-bit delay circuit D, an m-bit addition operation can be performed.
【0046】2)1ビット逐次加算器をパイプライン処
理化した構成を用いることにより全加算器の数を減らす
周波数変換装置の実現方法の説明:以下図11を用いて
本実施例を説明する。図11では、一例としてバンドパ
スフィルタを2段構成(M=2)としたL倍の周波数変
換装置の高速動作する分母部分について説明する。ここ
では、加算器は2つのmビットの加算を行なう1ビット
逐次加算器を2段で用いて総ビット数N=2mの加算器
を実現している。図11において、mSRはmビットシ
フトレジスタ、mSFAは1ビット逐次加算器である。2) Description of a method for realizing a frequency conversion device that reduces the number of full adders by using a pipelined configuration of a 1-bit successive adder: This embodiment will be described below with reference to FIG. In FIG. 11, as an example, the denominator part of the L-fold frequency conversion device in which the bandpass filter has a two-stage configuration (M = 2) operates at high speed. Here, as the adder, a 1-bit sequential adder that adds two m bits is used in two stages to realize an adder with a total number of bits N = 2m. In FIG. 11, mSR is an m-bit shift register, and mSFA is a 1-bit successive adder.
【0047】回路の各ユニットはL*f1 Hzで動作す
る。各ユニット内はCLK3(L*f1 Hz)とCLK
4(m*L*f1 Hz)で動作する。各ユニット内の動
作は上記した1)の通りである。各ユニット間の動作は
実施例5の並列加算器を用いた場合のユニット間のの動
作と同じなので、重複した説明は省略する。Each unit of the circuit operates at L * f 1 Hz. CLK3 (L * f 1 Hz) and CLK in each unit
It operates at 4 (m * L * f 1 Hz). The operation in each unit is as described in 1) above. Since the operation between the units is the same as the operation between the units when the parallel adder of the fifth embodiment is used, the duplicate description will be omitted.
【0048】このように、本実施例によれば、以下に示
す効果を有する。 (1)乗算器が不要で、4*M*N個の遅延回路と2*
M*N個の加算器でバンドパスフィルタを実現できる。
ただし、データの語長はNビットとする。 (2)周波数変装装置の回路構成および規模は、Lに関
わりなく一定である。 (3)加算器の語長を増やせば、演算誤差のない整数演
算で実行できる。 (4)回路の約1/2を低速動作させるので、低消費電
力化が図れる。 (5)バンドパスフィルタを多段接続することにより、
阻止域減衰量を大きくすることができる。 (6)高速動作する分母部分の加算器と加算器の間に遅
延回路を置くことにより、各加算器が単位時間当りに1
回の演算のみで良く、高速動作化が図れる。 (7)高速動作する分母部分のNビットの加算器をmビ
ット毎の1ビット逐次加算器を用いパイプライン処理化
することにより、1ビット加算器の数を4*M*N個か
ら(数3)のように削減できる。As described above, according to this embodiment, the following effects are obtained. (1) No multiplier required, 4 * M * N delay circuits and 2 *
A bandpass filter can be realized with M * N adders.
However, the word length of the data is N bits. (2) The circuit configuration and scale of the frequency disguising device are constant regardless of L. (3) If the word length of the adder is increased, it can be executed by an integer operation without an operation error. (4) About 1/2 of the circuit operates at a low speed, so that the power consumption can be reduced. (5) By connecting the bandpass filters in multiple stages,
The stopband attenuation can be increased. (6) By placing a delay circuit between the adder of the denominator part that operates at high speed and the adder, each adder is set to 1 per unit time.
Only one calculation is required, and high speed operation can be achieved. (7) The number of 1-bit adders is changed from 4 * M * N to (number It can be reduced as in 3).
【0049】[0049]
【数3】 以上のことから、本実施例によれば、高精度に発生させ
たベースバンド信号を遅延歪なく帯域通過信号に周波数
変換する機能を、簡単な回路で実現することができる。(Equation 3) From the above, according to the present embodiment, the function of frequency-converting a baseband signal generated with high accuracy into a bandpass signal without delay distortion can be realized with a simple circuit.
【0050】(実施例8)次に、本発明の第8の実施例
について説明する。実施例6で述べたように、本発明の
周波数変換装置では、バンドパスフィルタが周波数L*
F1 においてLM- 1 の利得を持つ。これは、0内挿補間
により利得が1/Lとなり、バンドパスフィルタにより
利得がLM となるからである。このため、バンドパスフ
ィルタ演算により桁あふれが生じないように(数2)に
示すビット数だけ加算器のビット数を拡張しなければな
らない。このビット長の拡張のために遅延回路のビット
長が増え、回路規模が増大する。(Embodiment 8) Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. As described in the sixth embodiment, in the frequency conversion device of the present invention, the bandpass filter has the frequency L *.
It has a gain of L M- 1 at F 1 . This is because the gain becomes 1 / L by the 0 interpolation and the gain becomes L M by the bandpass filter. Therefore, the number of bits of the adder must be expanded by the number of bits shown in (Equation 2) so that overflow does not occur due to the bandpass filter calculation. Due to this extension of the bit length, the bit length of the delay circuit increases, and the circuit scale increases.
【0051】しかし、本発明の周波数変換装置は固定少
数点演算であるから、入力の所要ビット数をyとすると
出力ではx+yビットに拡張される。実施例5の構成で
は、変数を合わせて考えると、入力をx+yビット、出
力をx+yビットとしている。しかし、出力で必要とさ
れるのは上位からのyビットで、下位のxビットは不要
となる。同様に、入力はx+yの下位yビットであるか
ら、上位xビットのための遅延回路は不要となる。However, since the frequency conversion device of the present invention performs fixed decimal point arithmetic, when the required number of input bits is y, the output is expanded to x + y bits. In the configuration of the fifth embodiment, considering the variables together, the input is x + y bits and the output is x + y bits. However, the output requires only y bits from the higher order and the lower x bits are unnecessary. Similarly, since the input is the lower y bits of x + y, the delay circuit for the upper x bits is unnecessary.
【0052】このような性質を利用して、本実施例は遅
延回路の削減を図ったものであり、その構成を図12に
示す。図12では、入力のビット数mビット、バンドパ
スフィルタによる語長の拡張をmビット、出力のビット
数をmビットとしている。図12において、mDはmビ
ット遅延回路、mFAはmビット並列加算器、Dは1ビ
ット遅延回路である。Utilizing such a property, the present embodiment is intended to reduce the number of delay circuits, and its configuration is shown in FIG. In FIG. 12, the input bit number is m bits, the word length expansion by the bandpass filter is m bits, and the output bit number is m bits. In FIG. 12, mD is an m-bit delay circuit, mFA is an m-bit parallel adder, and D is a 1-bit delay circuit.
【0053】以下に動作の説明を行なう。 CLK2(L*f1 Hz)の第k番目のクロックでの
動作:下位のmビット1201が遅延回路1202に入
力される。mFA1205の演算結果mビット1206
が遅延回路1207に入力される。mFA1205のキ
ャリ1218が遅延回路1219に入力される。mビッ
ト1208が遅延回路1209に入力される。mFA1
212の演算結果mビット1213が遅延回路1214
に入力される。mFA1212のキャリ1220が遅延
回路1221に入力される。mビット1215が遅延回
路1216に入力される。mFA1224の演算結果m
ビット1225が遅延回路1226に入力される。mビ
ット1227が遅延回路1228に入力される。mFA
1231の演算結果mビット1232が遅延回路123
3に入力される。mビット1234が遅延回路1235
に入力される。The operation will be described below. Operation at the kth clock of CLK2 (L * f 1 Hz): The lower m bits 1201 are input to the delay circuit 1202. Calculation result of mFA1205 m bit 1206
Is input to the delay circuit 1207. The carry 1218 of the mFA 1205 is input to the delay circuit 1219. The m bits 1208 are input to the delay circuit 1209. mFA1
The operation result m bit 1213 of 212 is the delay circuit 1214.
Is input to The carry 1220 of the mFA 1212 is input to the delay circuit 1221. The m bits 1215 are input to the delay circuit 1216. Calculation result of mFA1224 m
Bit 1225 is input to delay circuit 1226. The m bits 1227 are input to the delay circuit 1228. mFA
The operation result m bit 1232 of 1231 is the delay circuit 123.
Input to 3. The m bit 1234 is the delay circuit 1235.
Is input to
【0054】遅延回路1202と1209の値が変化す
ると、mFA1205への入力1203と1210が変
化するので、mFA1205は演算を開始する。これは
第k番目のクロックでの入力信号の下位mビットの演算
結果である。遅延回路1207と1216の値が変化す
ると、mFA1212への入力1208と1217が変
化するので、mFA1212は演算を開始する。遅延回
路1228と1219の値が変化すると、mFA122
4への入力1229と1223が変化するので、mFA
1224は演算を開始する。遅延回路1226と123
5と1221の値が変化すると、mFA1231への入
力1227と1236と1230が変化するので、mF
A1231は演算を開始する。これらの演算はCLK1
(L*f1 Hz)の第k+1番目のクロックまでに終了
しなければならない。次に、k番目のクロックで入力し
た下位mビット1201に対する演算を説明する。 k番目のクロック:下位mビット1201が遅延回路
1202にラッチされる。mFA1205への入力12
03が変化し、演算が行なわれる。1206は下位mビ
ットの演算結果のサムであり、1218はキャリであ
る。 k+1番目のクロック:下位mビットの演算結果のサ
ム1206が遅延回路1207にラッチされる。mFA
1212への入力1208が変化し、演算が行なわれ
る。1213は下位mビットの演算結果のサムであり、
1220はキャリである。下位mビットの演算結果のキ
ャリ1218が遅延回路1219にラッチされる。mF
A1224は、時刻kの上位mビットの1段目の演算結
果のキャリ1223と入力1222との演算を行なう。
1225は上位mビットの2段目の演算結果のサムであ
る。 k+2番目のクロック:下位mビットの2段目の演算
結果のサム1213が遅延回路1214にラッチされ
る。しかし、このデータは出力として用いられない。下
位mビットの2段目の演算結果のキャリ1220が遅延
回路1221にラッチされる。上位mビットの1段目の
演算結果のサム1225が遅延回路1226にラッチさ
れる。mFA1231は、時刻kの1段目の上位mビッ
ト1227と時刻kの下位mビットの2段目の演算結果
のキャリ1230との演算を行なう。1232は上位m
ビットの2段目の演算結果のサムである。 k+3番目のクロック:上位mビットの2段目の演算
結果のサム1232が遅延回路1233にラッチされ
る。 以上のように、第k番目のクロックでの入力信号の演算
結果は第k+3番目のクロックが入力されると確定さ
れ、遅延回路1233から出力される。When the values of the delay circuits 1202 and 1209 change, the inputs 1203 and 1210 to the mFA 1205 change, so the mFA 1205 starts calculation. This is the operation result of the lower m bits of the input signal at the kth clock. When the values of the delay circuits 1207 and 1216 change, the inputs 1208 and 1217 to the mFA 1212 change, so that the mFA 1212 starts calculation. When the values of the delay circuits 1228 and 1219 change, the mFA122
Since the inputs 1229 and 1223 to 4 change, mFA
1224 starts calculation. Delay circuits 1226 and 123
When the values of 5 and 1221 change, the inputs 1227, 1236, and 1230 to mFA1231 change, so mF
A1231 starts the calculation. These operations are CLK1
It must be completed by the (k + 1) th clock of (L * f 1 Hz). Next, the operation for the lower m bits 1201 input at the kth clock will be described. kth clock: Lower m bits 1201 are latched by the delay circuit 1202. Input to mFA1205 12
03 changes and the operation is performed. Reference numeral 1206 is a sum of the calculation result of the lower m bits, and reference numeral 1218 is a carry. k + 1st clock: Sum 1206 of the operation result of the lower m bits is latched in the delay circuit 1207. mFA
The input 1208 to 1212 changes and the operation is performed. 1213 is a sum of the operation result of the lower m bits,
1220 is a carry. The carry 1218 of the calculation result of the lower m bits is latched by the delay circuit 1219. mF
A 1224 performs an operation on the carry 1223 and the input 1222 of the operation result of the first stage of the upper m bits at time k.
1225 is a sum of the calculation result of the second stage of the upper m bits. k + 2nd clock: Sum 1213 of the second stage operation result of the lower m bits is latched in the delay circuit 1214. However, this data is not used as output. The carry 1220 of the second stage operation result of the lower m bits is latched in the delay circuit 1221. The sum 1225 of the operation result of the first stage of the upper m bits is latched in the delay circuit 1226. The mFA 1231 performs an operation on the upper m bits 1227 of the first stage at time k and the carry 1230 of the operation result of the lower m bits of the time k on the second stage. 1232 is the top m
It is the sum of the operation result of the second stage of the bit. k + 3rd clock: The sum 1232 of the second stage operation result of the upper m bits is latched by the delay circuit 1233. As described above, the calculation result of the input signal at the kth clock is determined when the k + th 3rd clock is input, and is output from the delay circuit 1233.
【0055】このようにして、演算回路が入力のmビッ
トから出力の2mビットへ拡張される場合、図12に示
すような構成とするとにより、オーバーフローをなく
し、かつ不要な遅延回路を削減することができ、回路規
模を最適に削減することができる。なお、ここでは、並
列加算器を2段で用いているが、バンドパスフィルタの
各段での利得を考慮して、必要に応じて任意の段数で実
現することができる。In this way, when the arithmetic circuit is expanded from the input m bits to the output 2 m bits, the configuration as shown in FIG. 12 is used to eliminate overflow and reduce unnecessary delay circuits. Therefore, the circuit scale can be optimally reduced. Although the parallel adder is used in two stages here, it can be realized in any number of stages as necessary in consideration of the gain in each stage of the bandpass filter.
【0056】このように、上記実施例によれば、以下の
効果を有する。 (1)乗算器が不要で、バンドパスフィルタを加算器2
*M*N個で実現できる。ただし、データの語長はNビ
ットとする。 (2)遅延器の個数は最大で4*M*N個であるが、バ
ンドパスフィルタの各段での利得を考慮して削減可能で
ある。 (3)加算器の語長を増やせば、演算誤差のない整数演
算で実行できる。 (4)回路の約1/2を低速動作させるので、低消費電
力化が図れる。 (5)バンドパスフィルタを多段接続することにより、
阻止域減衰量を大きくすることができる。 (6)高速動作する分母部分の加算器と加算器の間に遅
延回路を置くことにより、各加算器が単位時間当りに1
回の演算のみで良く、高速動作化が図れる。 (7)高速動作する分母部分のNビットの加算器をmビ
ット毎の並列加算器でパイプライン処理化することによ
り、ビット長が増えても単位時間当りに演算が可能で高
速動作化が図れる。 以上のことから、本実施例によれば、高精度に発生させ
たベースバンド信号を遅延歪なく帯域通過信号に周波数
変換する機能を、簡単な回路で実現することができる。As described above, according to the above embodiment, the following effects can be obtained. (1) A bandpass filter is added to the adder 2 without the need for a multiplier.
It can be realized with * M * N pieces. However, the word length of the data is N bits. (2) The maximum number of delay devices is 4 * M * N, but it can be reduced in consideration of the gain at each stage of the bandpass filter. (3) If the word length of the adder is increased, it can be executed by an integer operation without an operation error. (4) About 1/2 of the circuit operates at a low speed, so that the power consumption can be reduced. (5) By connecting the bandpass filters in multiple stages,
The stopband attenuation can be increased. (6) By placing a delay circuit between the adder of the denominator part that operates at high speed and the adder, each adder is set to 1 per unit time.
Only one calculation is required, and high speed operation can be achieved. (7) The N-bit adder of the denominator part that operates at high speed is pipelined by a parallel adder for every m bits, so that even if the bit length increases, it is possible to perform operations per unit time and achieve high-speed operation. . From the above, according to the present embodiment, the function of frequency-converting a baseband signal generated with high accuracy into a bandpass signal without delay distortion can be realized with a simple circuit.
【0057】(実施例9)次に、本発明の第9の実施例
について説明する。図4に示した実施例3における周波
数変換装置は、分子部分を入力信号のサンプリング周波
数と同じ低速で動作し、0内挿補間器と分母部分を入力
信号のサンプリング周波数のL倍で動作させている。こ
のように低速動作部と高速動作部に分割できるというこ
とは、低速動作部を変調波を発生させるDSPで実現
し、高速動作部をゲートアレーで動作させることに非常
に適している。(Ninth Embodiment) Next, a ninth embodiment of the present invention will be described. In the frequency converter according to the third embodiment shown in FIG. 4, the numerator part operates at the same low speed as the sampling frequency of the input signal, and the 0 interpolation interpolator and the denominator part operate at L times the sampling frequency of the input signal. There is. The fact that it can be divided into a low-speed operation unit and a high-speed operation unit in this way is very suitable for realizing the low-speed operation unit with a DSP that generates a modulated wave and operating the high-speed operation unit with a gate array.
【0058】図13はDSPとゲートアレーによる本発
明の第9の実施例における周波数変換装置の構成を示す
ものである。DSPとゲートアレーのインターフェース
はパラレルポートを採用しているが、シリアルポートを
用いた構成も当然考えられる。図13において、130
1はDSPであり、変調回路1302と2つの遅延回路
(D)1303、1304と、加算器1305とで構成
されている。1306はゲートアレーであり、0内挿補
間器1307と、加算器1308と、2つの遅延回路1
309、1310とで構成されている。FIG. 13 shows the configuration of a frequency conversion device according to the ninth embodiment of the present invention, which uses a DSP and a gate array. A parallel port is used as the interface between the DSP and the gate array, but a configuration using a serial port is naturally conceivable. In FIG. 13, 130
Reference numeral 1 denotes a DSP, which includes a modulation circuit 1302, two delay circuits (D) 1303 and 1304, and an adder 1305. A gate array 1306 includes a 0 interpolation interpolator 1307, an adder 1308, and two delay circuits 1
309 and 1310.
【0059】DSP1301はCLK2(f1 Hz)で
動作し、低速動作部の演算を行ない、パラレルポートか
らNビットの計算結果を出力する。ゲートアレー130
6ではCLK1(L*f1 Hz)で動作し、0内挿補間
器1307は1回はa側と接合し、低速動作部の値13
11を取り込み、L−1回はb側と接合し、加算回路1
308に入力する。加算回路1308と遅延回路131
0、1309はともにCLK1(L*f1 Hz)で動作
する。このようにして、DSP1301とゲートアレー
1306で周波数変換装置を構成することができる。The DSP 1301 operates at CLK2 (f 1 Hz), performs the operation of the low speed operation section, and outputs the N-bit calculation result from the parallel port. Gate array 130
6 operates at CLK1 (L * f 1 Hz), the 0 interpolation interpolator 1307 is connected to the a side once, and the value of the low speed operation unit is 13
11 is taken in, L-1 times are joined to the b side, and the adder circuit 1
Input to 308. Adder circuit 1308 and delay circuit 131
Both 0 and 1309 operate at CLK1 (L * f 1 Hz). In this way, the DSP 1301 and the gate array 1306 can form a frequency conversion device.
【0060】[0060]
【発明の効果】本発明は、上記実施例から明らかなよう
に、周波数変換装置をスイッチによる0内挿補間器とバ
ンドパスフィルタのディジタル回路で実現することによ
り、温度変化や経時変化に強い、特性の安定した周波数
変換装置を実現することができる。また装置をディジタ
ル回路で実現するため、変調装置との1チップ化を図り
やすいという効果を有する。As is apparent from the above embodiment, the present invention realizes a frequency conversion device with a digital circuit of a 0-interpolation interpolator and a bandpass filter, which is resistant to temperature changes and aging changes. A frequency converter having stable characteristics can be realized. In addition, since the device is realized by a digital circuit, there is an effect that it is easy to achieve one chip with the modulator.
【図1】本発明の実施例1における周波数変換装置のブ
ロック図FIG. 1 is a block diagram of a frequency conversion device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例1における周波数変換装置の動
作理論の周波数軸での説明のための波形図FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the theory of operation of the frequency conversion device according to the first embodiment of the present invention on the frequency axis.
【図3】本発明の実施例2における周波数変換装置のブ
ロック図FIG. 3 is a block diagram of a frequency conversion device according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施例3における周波数変換装置のブ
ロック図FIG. 4 is a block diagram of a frequency conversion device according to a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施例4における周波数変換装置のブ
ロック図FIG. 5 is a block diagram of a frequency conversion device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施例5における周波数変換装置のブ
ロック図FIG. 6 is a block diagram of a frequency conversion device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施例5における加算回路のパイプラ
イン処理化のための交換方法を説明するブロック図FIG. 7 is a block diagram illustrating an exchanging method for pipeline processing of an adder circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施例6におけるNビット加算器mビ
ットの並列加算器をパイプライン処理により実現する構
成(バンドパスフィルタの段数が2段の場合)のブロッ
ク図FIG. 8 is a block diagram of a configuration (when the number of bandpass filter stages is two) that implements an N-bit adder m-bit parallel adder by pipeline processing according to a sixth embodiment of the present invention.
【図9】本発明の実施例7における1ビット逐次加算回
路のブロック図FIG. 9 is a block diagram of a 1-bit successive addition circuit according to a seventh embodiment of the present invention.
【図10】本発明の実施例7における1ビット逐次加算
回路のタイミング図FIG. 10 is a timing chart of a 1-bit successive addition circuit according to a seventh embodiment of the present invention.
【図11】本発明の実施例7におけるNビット加算器m
ビットの逐次加算器をパイプライン処理により実現する
構成(バンドパスフィルタの段数が2段の場合)のブロ
ック図FIG. 11 is an N-bit adder m according to the seventh embodiment of the present invention.
Block diagram of a configuration in which a bit sequential adder is realized by pipeline processing (when the number of bandpass filter stages is two)
【図12】本発明の実施例8における周波数変換装置の
ブロック図FIG. 12 is a block diagram of a frequency conversion device according to an eighth embodiment of the present invention.
【図13】本発明の実施例9における周波数変換装置の
ブロック図FIG. 13 is a block diagram of a frequency conversion device according to a ninth embodiment of the present invention.
【図14】従来の周波数変換装置のブロック図FIG. 14 is a block diagram of a conventional frequency conversion device.
101、301、401、501、601、1307
0内挿補間器 102、302、303、304、403、404、5
02、503、504、505、602、603、60
4、605 バンドパスフィルタ L 周波数変換比 M バンドパスフィルタの段数 N 1加算ユニット(並列加算器または1ビット逐次加
算器)のビット長 f1 入力信号のサンプリング周波数(f1 =1/
T1 ) T1 入力信号のサンプリング時間間隔(f1 =1/T
1 ) L*f1 周波数変換後の信号のサンプリング周波数
(L*f1 =L/T1 ) T1 /L 周波数変換後の信号のサンプリング時間間隔
(L*f1 =L/T1) FA 1ビット加算器 mFA mビット並列加算器 mSFA 1ビット逐次加算器(mビットの加算を行な
う) D 1ビット遅延回路 mD mビット遅延回路 mSR mビットシフトレジスタ101, 301, 401, 501, 601, 1307
0 interpolation interpolator 102, 302, 303, 304, 403, 404, 5
02, 503, 504, 505, 602, 603, 60
4,605 band pass filter L frequency conversion ratio M number of stages of band pass filter N 1 bit length of addition unit (parallel adder or 1-bit successive adder) f 1 sampling frequency of input signal (f 1 = 1/1 /
T 1 ) T 1 input signal sampling time interval (f 1 = 1 / T
1 ) L * f 1 Sampling frequency of signal after frequency conversion (L * f 1 = L / T 1 ) T 1 / L Sampling time interval of signal after frequency conversion (L * f 1 = L / T 1 ) FA 1-bit adder mFA m-bit parallel adder mSFA 1-bit successive adder (adds m bits) D 1-bit delay circuit mD m-bit delay circuit mSR m-bit shift register
Claims (9)
低周波数から高周波数に変換する際に、低速サンプリン
グ周波数の信号に対してスイッチを用いて0内挿補間す
ることにより周波数変換する0内挿補間器と、前記周波
数変換された信号から必要とする周波数成分を取り出す
バンドパスフィルタとを備えた周波数変換装置。1. A 0-interpolation for frequency-converting a low-frequency sampling frequency signal by performing a 0-interpolation interpolation using a switch when converting the frequency of a transmitted signal from a low frequency to a high frequency in a transmitter. A frequency conversion device comprising an interpolator and a bandpass filter for extracting a necessary frequency component from the frequency-converted signal.
により構成した請求項1記載の周波数変換装置。2. The frequency conversion device according to claim 1, wherein the bandpass filter comprises an adder and a delay circuit.
ィルタを多段接続した請求項2記載の周波数変換装置。3. The frequency conversion device according to claim 2, wherein a bandpass filter including an adder and a delay circuit is connected in multiple stages.
ドパスフィルタの間に0内挿補間器を配置した請求項3
記載の周波数変換装置。4. A zero interpolation interpolator is arranged between the front bandpass filter and the rear bandpass filter.
The described frequency conversion device.
回路を並列に配置することにより加算演算をパイプライ
ン処理で実現した請求項4記載の周波数変換装置。5. The frequency conversion device according to claim 4, wherein the addition operation is realized by pipeline processing by arranging delay circuits in the band pass filter at the subsequent stage in parallel.
ビットの並列加算器と、キャリアを格納する遅延回路
と、サムを格納する遅延回路とを用いて、mビット毎に
加算処理をパイプライン処理で行なう請求項4記載の周
波数変換装置。6. In the latter bandpass filter, m
The frequency conversion device according to claim 4, wherein the addition processing is performed by pipeline processing every m bits using a parallel adder of bits, a delay circuit for storing a carrier, and a delay circuit for storing a sum.
ビットの加算器をmビット毎の1ビット逐次加算器を用
いて、mビット毎に加算処理をパイプライン処理で行な
う請求項4記載の周波数変換装置。7. A bandpass filter in the latter stage, wherein N
5. The frequency conversion device according to claim 4, wherein the bit adder is a 1-bit successive adder for each m bits, and the addition processing is performed for each m bits by pipeline processing.
ビットの加算器をmビット毎の並列加算器を用いて、m
ビット毎に加算処理をパイプライン処理で行なう請求項
4記載の周波数変換装置。8. In the latter stage bandpass filter, N
A bit adder is a m-bit parallel adder,
The frequency conversion device according to claim 4, wherein the addition processing is performed for each bit by pipeline processing.
グナルプロセッサで構成し、0内挿補間器と後段のバン
ドパスフィルタとをゲートアレーで構成した請求項4記
載の周波数変換装置。9. The frequency conversion apparatus according to claim 4, wherein the front bandpass filter is composed of a digital signal processor, and the 0 interpolation interpolator and the rear bandpass filter are composed of a gate array.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15127195A JPH098553A (en) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | Frequency converter |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012129694A (en) * | 2010-12-14 | 2012-07-05 | Hitachi Cable Ltd | Frequency conversion circuit, and radio relay device and radio relay system using the same |
-
1995
- 1995-06-19 JP JP15127195A patent/JPH098553A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012129694A (en) * | 2010-12-14 | 2012-07-05 | Hitachi Cable Ltd | Frequency conversion circuit, and radio relay device and radio relay system using the same |
US8964817B2 (en) | 2010-12-14 | 2015-02-24 | Hitachi Metals, Ltd. | Frequency converter and wireless repeater using the same, and wireless repeating system using the same |
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