JPH1051269A - Low-pass filter - Google Patents

Low-pass filter

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JPH1051269A
JPH1051269A JP8214990A JP21499096A JPH1051269A JP H1051269 A JPH1051269 A JP H1051269A JP 8214990 A JP8214990 A JP 8214990A JP 21499096 A JP21499096 A JP 21499096A JP H1051269 A JPH1051269 A JP H1051269A
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JP
Japan
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frequency
filter
characteristic
gain
jwt
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Application number
JP8214990A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobumitsu Hirano
信光 平野
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New Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
New Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1051269A publication Critical patent/JPH1051269A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To set a pass-band characteristic and a block-band characteristic of an LPF characteristic to a desired characteristic by changing a discrete and nearly constant high-gain region of an FIE digital filter to have a characteristic where a high-frequency side has swollen up. SOLUTION: An FIR digital filter 2 whose gain-frequency characteristic has a feature is connected to a post-stage of a CIC digital filter 1. A weighted error frequency function ECIC(e<jwt> ) can be obtained for a pass band of the filter 1, based on a specific equation. A high-frequency side end and a low-frequency side end of a high-gain region are slightly swollen up by adding the function ECIC(ejwt ) to a conventional filter as a correction characteristic part. A filter coefficient for a filter 2 is obtained by using the weighted error frequency function E(ejwt ) for the filter 1 and a gain-frequency characteristic of the digital filter 2 is obtained by the coefficient found this way.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、オーバーサンプリ
ングされたデジタル信号にフィルタリングとデシメーシ
ョン(間引き)の処理を施して元のサンプリング周波数
の信号に戻すデジタルのローパスフィルタに係り、特に
CIC(Cascade Integrator and Comb )型のデジタル
フィルタとFIR(Finite Impulse Response )型のデ
ジタルフィルタとを組み合せて構成したローパスフィル
タに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital low-pass filter which performs filtering and decimation processing on an oversampled digital signal and returns the signal to the original sampling frequency, and more particularly to a CIC (Cascade Integrator and CIC). The present invention relates to a low-pass filter configured by combining a digital filter of a Comb) type and a digital filter of a FIR (Finite Impulse Response) type.

【0002】[0002]

【従来の技術】デジタルオーディオの技術分野では、一
般に直線位相特性に優れたFIR型デジルタフィルタが
用いられている。また、そのフィルタには、図5に示す
ような急峻な振幅周波数特性を備えたローパスフィルタ
特性が必要とされている。従来、このような特性を備え
たデジタルフィルタは、サンプリング周波数の整数倍で
オーバーサンプリングされたデジタル信号を入力し、デ
シメーションを施すことによって元のサンプリング周波
数の信号に戻すよう構成されている。
2. Description of the Related Art In the technical field of digital audio, generally, an FIR type filter having excellent linear phase characteristics is used. In addition, the filter is required to have a low-pass filter characteristic having a steep amplitude frequency characteristic as shown in FIG. Conventionally, a digital filter having such characteristics is configured to input a digital signal that is oversampled at an integer multiple of the sampling frequency and perform decimation to return the signal to the original sampling frequency.

【0003】ところで、例えば図5のローパスフィルタ
特性において、通過帯域上限周波数fp=20KHz、
阻止帯域下限周波数fc=24.1KHz、サンプリン
グ周波数Fs=44.1KHzとし、阻止帯域減衰量を
100dB以上、通過帯域リップルを±0.0005d
B以内とする場合、これを1個のデシメーション用FI
R型デジタルフィルタで実現させるには、256個以上
のタップ数で構成する必要がある。
By the way, for example, in the low-pass filter characteristic of FIG. 5, the upper limit of the pass band frequency fp = 20 KHz,
Stopband lower limit frequency fc = 24.1 kHz, sampling frequency Fs = 44.1 kHz, stopband attenuation is 100 dB or more, and passband ripple is ± 0.0005 d.
B, if this is one FI for decimation
In order to realize this with an R-type digital filter, it is necessary to configure it with 256 or more taps.

【0004】しかし、このように1個のFIR型デジタ
ルフィルタで構成する手法では、256個以上のレジス
タが必要となり回路規模が極めて大きくなるという問題
があり、また、1サンプリング周期(1/Fs)あたり
256回以上の乗算処理を行なわなければならないとい
う処理速度による問題も発生するため、近年の高速かつ
小型化の進むデジタルオーディオ用の集積回路として
は、あまり現実的でなくなってきた。
[0004] However, such a method using one FIR type digital filter requires 256 or more registers, and has a problem that the circuit scale becomes extremely large, and one sampling period (1 / Fs). Since a problem due to the processing speed that 256 or more multiplications must be performed per time also occurs, it has become less realistic as a digital audio integrated circuit that is becoming faster and smaller in recent years.

【0005】そこで、上記の周波数特性を複数のFIR
型デジタルフィルタで数回に分けてデシメーションして
実現する方法が利用されている。この場合、個々のFI
R型デジタルフィルタは比較的小規模な回路で構成で
き、1サンプリング周期あたりの乗算処理も時間的に余
裕ができるとされている。特に、コムフィルタと積分回
路を組み合せて構成したCIC型デジルタフィルタと前
記FIR型デジタルフィルタを使用した場合、顕著に回
路規模が縮小できる利点がある。
[0005] Therefore, the above-mentioned frequency characteristics are converted to a plurality of FIR
A method is used in which a digital filter is used to perform decimation in several steps. In this case, each FI
It is said that the R-type digital filter can be constituted by a relatively small-scale circuit, and that the multiplication processing per one sampling period can have a margin in time. In particular, when a CIC type digital filter and a FIR type digital filter configured by combining a comb filter and an integrating circuit are used, there is an advantage that the circuit scale can be significantly reduced.

【0006】次に、前記した従来のFIR型デジタルフ
ィルタとCIC型デジルタフィルタの利得周波数特性に
ついて説明する。FIR型デジタルフィルタの伝達z関
数HFIR (z)は、 HFIR (z)=Σ(n=0〜N−1)hn -n ・・・(1) で表される。ここで、Σ(n=0〜N−1)はnを0か
らN−1まで適用して累加算することを表す。また、n
はタップ数、hn はnタップ目のフィルタ係数、z-n
nタップ目の信号遅延量(nサンプリングタイム遅延
量)を示す。(1)式を利得周波数特性H
FIR (ejwT )に変換すると、次の(2)式のようにな
る。なお、jwT=j2πfTである。 HFIR (ejwT )=Σ(n=0〜N−1)hn -jwnT ・・・(2)
Next, gain frequency characteristics of the above-mentioned conventional FIR digital filter and CIC type digital filter will be described. The transfer z function H FIR (z) of the FIR type digital filter is represented by H FIR (z) = Σ (n = 0 to N−1) h n z −n (1) Here, Σ (n = 0 to N−1) indicates that n is applied from 0 to N−1 and cumulatively added. Also, n
Denotes the number of taps, h n denotes a filter coefficient at the n- th tap, and z −n denotes a signal delay amount (n-sampling time delay amount) at the n-th tap. Equation (1) is used to determine the gain frequency characteristic H
When converted into FIR (e jwT ), the following equation (2) is obtained. Note that jwT = j2πfT. H FIR (e jwT ) = Σ (n = 0 to N−1) h n e -jwnT (2)

【0007】一般に、フィルタ係数hは重み付チェビシ
ェフ近似法によって求めることができる。目的とするフ
ィルタの理想利得周波数特性をD(ejwT )、近似法に
より得たフィルタの利得周波数特性をH(ejwT )、近
似法誤差に対する重み周波数関数をW(ejwT )とする
と、重み付誤差周波数関数E(ejwT )は、次のように
定義される。 E(ejwT )=W(ejwT )[D(ejwT )−H(ejwT )]・・・(3) 上記した重み付チェビシェフ近似法では、重み付誤差周
波数関数誤差E(ejwT)の指定周波数帯域内での絶対
値が最小になるようフィルタ係数hを求めているが、通
常はフィルタの目的となる理想利得周波数特性D(e
jwT )を通過帯域では1とし、阻止帯域では0として、
それぞれの帯域のリップルに重みを付けるために重み周
波数関数W(ejwT )を指定している。
Generally, the filter coefficient h can be obtained by a weighted Chebyshev approximation method. Assuming that the ideal gain frequency characteristic of the target filter is D (e jwT ), the gain frequency characteristic of the filter obtained by the approximation method is H (e jwT ), and the weight frequency function for the approximation error is W (e jwT ), The attached error frequency function E (e jwT ) is defined as follows. E (e jwT ) = W (e jwT ) [D (e jwT ) −H (e jwT )] (3) In the above-mentioned weighted Chebyshev approximation method, the weighted error frequency function error E (e jwT ) , The filter coefficient h is determined so that the absolute value in the specified frequency band becomes the minimum, but the ideal gain frequency characteristic D (e
jwT ) is set to 1 in the pass band and 0 in the stop band.
A weight frequency function W (e jwT ) is specified to weight the ripple of each band.

【0008】一方、CIC型デジルタフィルタの伝達z
関数HCIC (z)は、 HCIC (z)=(1−z-N)/(1−z-1) ・・・(4) で表される。ここで、Nはサンプリングレートである。
(4)式を利得周波数特性HCIC (ejwT )に変換する
と、次のようになる。 HCIC (ejwT )=[ sin(NwT/2)]/[N sin(wT/2)] ・・・(5)
On the other hand, the transmission z of the CIC type
The function H CIC (z) is expressed by H CIC (z) = (1−z −N ) / (1−z −1 ) (4). Here, N is a sampling rate.
When the equation (4) is converted into the gain frequency characteristic H CIC (e jwT ), the following is obtained. H CIC (e jwT ) = [sin (NwT / 2)] / [N sin (wT / 2)] (5)

【0009】従来では、サンプリン周波数16Fsでオ
ーバーサンプリンクされたデジタル信号を元のサンプリ
ング周波数の信号にデシメーションする場合、図6に示
すように、前記した特性のFIR型デジタルフィルタ3
とCIC型デジルタフィルタ1をカスケード接続させて
構成したローパスフィルタを用いていた。CIC型デジ
ルタフィルタ1は、サンプリング周波数16Fsで入力
されるデジタル信号に対してフィルタリングとデシメー
ションを施しサンプリング周波数2Fsで出力する。F
IR型デジタルフィルタ3は、サンプリング周波数2F
sで入力されるデジタル信号に対してフィルタリングと
デシメーションを施し、サンプリング周波数Fsで出力
する。
Conventionally, when a digital signal oversampled at a sampling frequency of 16 Fs is decimated to a signal of the original sampling frequency, as shown in FIG.
And a low-pass filter configured by cascade-connecting the CIC type desirta filter 1 with the filter. The CIC type filter filter 1 performs filtering and decimation on a digital signal input at a sampling frequency of 16 Fs, and outputs the digital signal at a sampling frequency of 2 Fs. F
The IR digital filter 3 has a sampling frequency of 2F
The digital signal input at s is subjected to filtering and decimation, and output at the sampling frequency Fs.

【0010】ここで、これら2個のデジタルフィルタの
カスケード接続構成のローパスフィルタが、通過帯域上
限周波数fp=20KHz、阻止帯域下限周波数fc=
24.1KHz、サンプリング周波数Fs=44.1K
Hzとし、全体の周波数特性として通過帯域リップルが
±0.0005dB以内、阻止帯域減衰量が100dB
以上となるような場合を検討する。
Here, a low-pass filter having a cascade connection configuration of these two digital filters has a pass band upper limit frequency fp = 20 KHz and a stop band lower limit frequency fc =
24.1KHz, sampling frequency Fs = 44.1K
Hz, the passband ripple is within ± 0.0005 dB, and the stopband attenuation is 100 dB as the overall frequency characteristics.
Consider the case where the above is true.

【0011】CIC型デジルタフィルタ1は上記の仕様
を満たすためには、10段構成となり、利得周波数特性
はHCIC (ejwT -1 0 となる。また、サンプリング周
波数を16Fsから2Fsに変換することから、サンプ
リングレートN=8となる。これらを(5)式に代入し
てCIC型デジルタフィルタ1の単独の利得周波数特性
を求めると、図7に示すように、入力するデジタル信号
のサンプリング周波数Fsの0倍、又は奇数倍の周波数
において周波数が増大するほど値が小さくなるピーク利
得が離散的に得られる特性となる。
[0011] CIC type digital filter filter 1 in order to meet the above specifications, it is 10-stage configuration, the gain frequency characteristic becomes H CIC (e jwT) -1 0 . Further, since the sampling frequency is converted from 16Fs to 2Fs, the sampling rate N = 8. By substituting these into the equation (5) to obtain the gain frequency characteristic of the CIC type desirta filter 1 alone, as shown in FIG. 7, the frequency is 0 times or an odd multiple of the sampling frequency Fs of the input digital signal. Has a characteristic in which a peak gain whose value decreases as the frequency increases increases discretely.

【0012】FIR型デジタルフィルタ3については、
上記の仕様を満たすためのフィルタ係数を(3)式から
求め、これらの係数を(2)式に代入すると、そのFI
R型デジタルフィルタ3の単独の利得周波数特性は、図
8に示すように、サンプリング周波数の奇数倍の周波数
の前後の領域でほぼ一定の低利得(約−100dB)が
離散的に得られ、他の領域でほぼ一定の高利得(約0d
B)が離散的に得られる特性となる。なおタップ数n=
約120となる。
Regarding the FIR digital filter 3,
When the filter coefficients for satisfying the above specifications are obtained from equation (3), and these coefficients are substituted into equation (2), the FI
As shown in FIG. 8, the gain frequency characteristic of the R-type digital filter 3 is such that, as shown in FIG. 8, a substantially constant low gain (about -100 dB) is discretely obtained in a region before and after a frequency which is an odd multiple of the sampling frequency. Almost constant high gain (about 0d
B) is a characteristic obtained discretely. The number of taps n =
It is about 120.

【0013】そして、CIC型デジルタフィルタ1とF
IR型デジタルフィルタ3をカスケード接続した場合の
総合利得周波数特性HALL (ejwT )は、両周波数特性
の合成であり、 HALL (ejwT )=HCIC (ejwT )・HFIR (ejwT ) ・・・(6) から、図9に示すようになる。
Then, the CIC type desilter filter 1 and F
The total gain frequency characteristic H ALL (e jwT ) when the IR digital filters 3 are cascaded is a combination of both frequency characteristics, and H ALL (e jwT ) = H CIC (e jwT ) · H FIR (e jwT) From (6), the result is as shown in FIG.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
CIC型デジルタフィルタ1とFIR型デジタルフィル
タ3を単純にカスケード接続する構成では、最終出力利
得特性が、それぞれのフィルタの周波数特性の単純な合
成特性となるため、本来通過帯域の減衰量は0dBであ
るよう設計されているFIR型デジタルフィルタ3の特
性が、CIC型デジルタフィルタ1のもつ緩やかに減衰
する特性に影響され、図9のAに示すように、通過帯域
の高域部分において数dB減衰してしまうという問題が
あった。
However, in the configuration in which the CIC type digital filter 1 and the FIR type digital filter 3 are simply connected in cascade as described above, the final output gain characteristic is simply the frequency characteristic of each filter. 9, the characteristics of the FIR digital filter 3, which is originally designed so that the attenuation of the pass band is 0 dB, are affected by the slowly attenuating characteristics of the CIC digital filter 1. As shown in (A), there is a problem that the signal is attenuated by several dB in the high-pass portion of the pass band.

【0015】そこで、この数dBの減衰を補正して周波
数特性を向上させるために、補償器(Compensator )な
る回路をFIR型デジタルフィルタ回路3の後段等に、
別途に付加することが行なわれているが、この方法では
回路規模縮小の利点が犠牲になるという別の問題が発生
する。
Therefore, in order to correct the attenuation of several dB and improve the frequency characteristics, a circuit as a compensator is provided at the subsequent stage of the FIR type digital filter circuit 3 or the like.
Although it is separately added, this method has another problem that the advantage of reducing the circuit scale is sacrificed.

【0016】本発明は以上のような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、フィルタの出力周波数特性を理想
に近い特性に設定でき、しかも特別な補正回路を付加す
る必要もなく回路規模縮小の利点を生かすことができる
ようしにしたローパスフィルタを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to set the output frequency characteristic of a filter to a characteristic close to an ideal, and to add a special correction circuit without requiring a circuit scale. An object of the present invention is to provide a low-pass filter capable of taking advantage of the reduction.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、入力する
デジタル信号のサンプリング周波数の0倍、又は奇数倍
の周波数において周波数が増大するほど値が小さくなる
ピーク利得が離散的に得られるCIC型デジタルフィル
タと、前記サンプリング周波数の奇数倍の周波数の前後
の領域でほぼ一定の低利得が離散的に得られ他の領域で
ほぼ一定の高利得が離散的に得られるFIR型デジタル
フィルタをカスケード接続したローパスフィルタにおい
て、前記FIR型デジタルフィルタの前記離散的なほぼ
一定の高利得領域を、その少なくとも高域側が盛り上が
る特性に変更したことを特徴とするローパスフィルタと
して構成した。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a CIC which discretely obtains a peak gain whose value decreases as the frequency increases at a frequency of 0 times or an odd number times the sampling frequency of an input digital signal. Type digital filter and an FIR type digital filter in which a substantially constant low gain is discretely obtained in a region before and after a frequency which is an odd multiple of the sampling frequency, and a substantially constant high gain is discretely obtained in another region. In the connected low-pass filter, the discrete almost constant high-gain region of the FIR digital filter is changed to a characteristic in which at least the high-frequency side is raised.

【0018】第2の発明は、第1の発明において、前記
FIR型デジタルフィルタの利得周波数特性の前記盛り
上り量を前記CIC型デジタルフィルタの通過帯域利得
周波数特性の目的利得周波数特性に対する誤差に対応し
て設定した。
In a second aspect based on the first aspect, the amount of swelling of the gain frequency characteristic of the FIR digital filter corresponds to an error of a passband gain frequency characteristic of the CIC digital filter with respect to a target gain frequency characteristic. Was set.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の実施の形態
について説明する。図1はその実施の形態のローパスフ
ィルタの構成を示す図である。図5におけるものと同一
のものには同一の符号を附している。本実施の形態で
は、CIC型デジタルフィルタ1は図5に示したものそ
のままとし、その後段に利得周波数特性に特徴を持たせ
たFIR型デジタルフィルタ2を接続している。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a low-pass filter according to the embodiment. The same components as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, the CIC digital filter 1 is the same as that shown in FIG. 5, and an FIR digital filter 2 having a characteristic gain frequency characteristic is connected to the subsequent stage.

【0020】次に、これらの総合周波数特性について説
明する。ローパスフィルタの利得周波数特性HALL (e
jwT )は、前記したように、通過帯域では利得周波数特
性を1、阻止帯域では0とすることを目的としている。
よって、この周波数特性に対する重み付誤差周波数関数
E(ejwT )は次の(7)式のようになる。 E(ejwnT)=WP (ejwT )[1−HALL (ejwT )](通過帯域) =WS (ejwT )[0−HALL (ejwT )](阻止帯域) ・・・(7) ここで、WP (ejwT )は通過帯域での重み関数周波数
関数、WS (ejwT )は阻止帯域での重み周波数関数を
表す。
Next, these total frequency characteristics will be described. Gain frequency characteristic H ALL (e
jwT ) is intended to set the gain frequency characteristic to 1 in the pass band and to 0 in the stop band as described above.
Therefore, the weighted error frequency function E (e jwT ) for this frequency characteristic is as shown in the following equation (7). E (e jwnT ) = W P (e jwT ) [1-H ALL (e jwT )] (pass band) = W S (e jwT ) [0-H ALL (e jwT )] (stop band) (7) Here, W P (e jwT ) represents a weight function frequency function in a pass band, and W S (e jwT ) represents a weight frequency function in a stop band.

【0021】(7)式に(6)式を代入すると下記の
(8)式に変換できる。 E(ejwnT)=WP (ejwT )[1−HCIC (ejwT )・HFIR (ejwT )] (通過帯域) =WS (ejwT )[0−HCIC (ejwT )・HFIR (ejwT )] (阻止帯域) ・・・(8)
By substituting equation (6) into equation (7), the following equation (8) can be obtained. E (e jwnT ) = W P (e jwT ) [1-H CIC (e jwT ) · H FIR (e jwT )] (pass band) = W S (e jwT ) [0−H CIC (e jwT ) · H FIR (e jwT )] (stop band) (8)

【0022】この(8)式はさらに次の(9)式に変換
できる。 E(ejwnT)=WP (ejwT )・HCIC (ejwT )[1/HCIC (ejwT )− HFIR (ejwT )] (通過帯域) =WS (ejwT )・HCIC (ejwT )[0−HFIR (ejwT )] (阻止帯域) ・・・(9)
This equation (8) can be further transformed into the following equation (9). E (e jwnT ) = W P (e jwT ) · H CIC (e jwT ) [1 / H CIC (e jwT ) −H FIR (e jwT )] (pass band) = W S (e jwT ) · H CIC (E jwT ) [0-H FIR (e jwT )] (stop band) (9)

【0023】ここで、(9)式と(3)式の関係を整理
してみると、下記のように、近似誤差に対する重み周波
数関数W(ejwT )、理想利得周波数特性D(ejwT
が得られる。 W(ejwT )=WP (ejwT )・HCIC (ejwT ) (通過帯域) =WS (ejwT )・HCIC (ejwT ) (阻止帯域) ・・・(10) D(ejwT )=1/HCIC (ejwT ) (通過帯域) =0 (阻止帯域) ・・・(11)
Here, when the relationship between the expressions (9) and (3) is summarized , the weight frequency function W (e jwT ) for the approximation error and the ideal gain frequency characteristic D (e jwT ) are as follows .
Is obtained. W (e jwT ) = W P (e jwT ) · H CIC (e jwT ) (pass band) = W S (e jwT ) · H CIC (e jwT ) (stop band) (10) D (e) jwT ) = 1 / H CIC (e jwT ) (pass band) = 0 (stop band) (11)

【0024】一方、CIC型デジタルフィルタ1の重み
付誤差周波数関数ECIC (ejwT )は、 ECIC (ejwT )=W(ejwT )[D(ejwT )−HCIC (ejwT )] ・・・(12) であるので、この(12)式に前記(10)式を代入す
ることで、CIC型デジタルフィルタ1の通過領域での
重み付誤差周波数関数ECIC (ejwT )を得ることがで
きる。
On the other hand, the weighted error frequency function E CIC (e jwT ) of the CIC type digital filter 1 is E CIC (e jwT ) = W (e jwT ) [D (e jwT ) −H CIC (e jwT )]. (12) Therefore, by substituting the equation (10) into the equation (12), a weighted error frequency function E CIC (e jwT ) in the pass band of the CIC digital filter 1 is obtained. be able to.

【0025】したがって、この重み付誤差周波数関数E
CIC (ejwT )を、従来のFIR型デジタルフィルタ3
の特性に対して補正する特性として加味させることで、
図2に示すように、高利得部分の高域側端部、低域側端
部が若干盛り上がるような利得周波数特性を得ることが
できる。この盛り上り部分が、重み付誤差周波数関数E
CIC (ejwT )を加味した部分である。
Therefore, the weighted error frequency function E
CIC (e jwT ) is converted to a conventional FIR digital filter 3
By taking into account the characteristics to be corrected for the characteristics of
As shown in FIG. 2, it is possible to obtain a gain frequency characteristic in which the high-frequency end and the low-frequency end of the high gain portion are slightly raised. This swell portion is a weighted error frequency function E
CIC (e jwT ) is added.

【0026】以上のように、CIC型デジタルフィルタ
1の誤差の重み関数W(ejwT )を使用して、FIR型
デジタルフィルタ2のフィルタ係数を求め、さらに、こ
のようにして求められたフィルタ係数により、図2に示
すFIR型デジタルフィルタ2の利得周波数特性が得ら
れる。
As described above, the filter coefficient of the FIR digital filter 2 is obtained by using the weight function W (e jwT ) of the error of the CIC digital filter 1, and the filter coefficient thus obtained is obtained. Thus, the gain frequency characteristic of the FIR digital filter 2 shown in FIG. 2 is obtained.

【0027】なお、この図2では、従来の周波数特性と
比較するため、その仕様を図8に示した特性と同様に、
通過帯域上限周波数fp=20KHz、阻止帯域下限周
波数fc=24.1KHz、サンプリング周波数Fs=
44.1KHzとなるローパスフィルタとしている。盛
り上り部分は、通過帯域上限周波数fpあたりで数10
dBほどになっている。
In FIG. 2, in order to make a comparison with the conventional frequency characteristic, the specification is similar to the characteristic shown in FIG.
Pass band upper limit frequency fp = 20 KHz, stop band lower limit frequency fc = 24.1 KHz, sampling frequency Fs =
A low-pass filter of 44.1 KHz is used. The swell is several tens per pass band upper limit frequency fp.
It is about dB.

【0028】かくして、図1に示したローパスフィルタ
の総合周波数特性は、図7に示したCIC型デジルタフ
ィルタ1の利得周波数特性と図2に示したFIR型デジ
タルフィルタ2の利得周波数特性を合成した図3に示し
た特性となる。通過帯域での振幅周波数特性はフラット
で0dB付近を示している。また、阻止帯域での減衰量
も100dB以上と充分である。さらに、通過帯域のリ
ップルを図4に示したが、これも±0.0005dB以
内と仕様を充分に満たしている。このように、通過帯域
においては不要な減衰を起こさず、阻止帯域においては
充分に減衰するよう作用している。
Thus, the total frequency characteristic of the low-pass filter shown in FIG. 1 is obtained by synthesizing the gain frequency characteristic of the CIC type digital filter 1 shown in FIG. 7 and the gain frequency characteristic of the FIR digital filter 2 shown in FIG. The characteristic shown in FIG. The amplitude frequency characteristic in the pass band is flat and shows around 0 dB. In addition, the attenuation in the stop band is sufficiently 100 dB or more. Further, FIG. 4 shows the ripple in the pass band, which is also within ± 0.0005 dB, which sufficiently satisfies the specification. In this manner, unnecessary attenuation does not occur in the pass band, and sufficient attenuation occurs in the stop band.

【0029】なお、以上の説明におけるデジタルフィル
タ装置の仕様、FIR型デジタルフィルタのタップ数お
よびそれぞれのフィルタのデシメーション比率等は、固
定ではなく、これ以外の場合においても同様な作用が得
られることは勿論である。
In the above description, the specifications of the digital filter device, the number of taps of the FIR digital filter, the decimation ratio of each filter, and the like are not fixed, and the same effect can be obtained in other cases. Of course.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上から本発明によれば、FIR型デジ
タルフィルタの利得周波数特性の離散的な高利得部分の
少なくとも高域側の端部が盛り上がる特性に設定したの
で、CIC型デジタルフィルタとの組み合せで得られる
ローパスフィルタ特性の通過帯域特性、阻止帯域特性を
所望の特性に設定することができる。また、そのFIR
型デジタルフィルタの前記盛り上り量をCIC型デジタ
ルフィルタの通過帯域振幅周波数特性の目的振幅周波数
特性に対する誤差に対応して設定することにより、正確
に平坦な通過帯域周波数特性を得ることができる。
As described above, according to the present invention, the gain frequency characteristic of the FIR digital filter is set so that at least the high-frequency end of the discrete high gain portion is raised. The pass band characteristics and the stop band characteristics of the low pass filter characteristics obtained by the combination can be set to desired characteristics. Also, the FIR
By setting the amount of rise of the digital filter in accordance with the error of the passband amplitude frequency characteristic of the CIC digital filter with respect to the target amplitude frequency characteristic, a flat passband frequency characteristic can be accurately obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態のローパスフィルタのブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a low-pass filter according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示したFIR型デジタルフィルタの利
得周波数特性の特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram of gain frequency characteristics of the FIR digital filter shown in FIG.

【図3】 図1に示したローパスフィルタの総合利得周
波数特性の特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram of an overall gain frequency characteristic of the low-pass filter shown in FIG.

【図4】 図1に示したローパスフィルタの通過帯域の
リップル周波数特性の特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram of a ripple frequency characteristic of a pass band of the low-pass filter shown in FIG.

【図5】 ローパスフィルタに要求される振幅周波数特
性の特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram of an amplitude frequency characteristic required for a low-pass filter.

【図6】 従来のローパスフィルタのブロック図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram of a conventional low-pass filter.

【図7】 CIC型デジルタフィルタの利得周波数特性
の特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram of a gain frequency characteristic of a CIC type degilter filter.

【図8】 一般的なFIR型デジタルフィルタの利得周
波数特性の特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram of a gain frequency characteristic of a general FIR type digital filter.

【図9】 図6に示したローパスフィルタの総合利得周
波数特性の特性図である。
9 is a characteristic diagram of a total gain frequency characteristic of the low-pass filter shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:CIC型デジルタフィルタ、2、3:FIR型デジ
タルフィルタ。
1: CIC-type digital filter, 2, 3: FIR-type digital filter.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力するデジタル信号のサンプリング周波
数の0倍、又は奇数倍の周波数において周波数が増大す
るほど値が小さくなるピーク利得が離散的に得られるC
IC型デジタルフィルタと、前記サンプリング周波数の
奇数倍の周波数の前後の領域でほぼ一定の低利得が離散
的に得られ他の領域でほぼ一定の高利得が離散的に得ら
れるFIR型デジタルフィルタをカスケード接続したロ
ーパスフィルタにおいて、 前記FIR型デジタルフィルタの前記離散的なほぼ一定
の高利得領域を、その少なくとも高域側が盛り上がる特
性に変更したことを特徴とするローパスフィルタ。
1. A peak gain that discretely obtains a value that decreases as the frequency increases at a frequency that is 0 times or an odd multiple of the sampling frequency of an input digital signal.
An IC type digital filter and an FIR type digital filter in which an almost constant low gain is discretely obtained in a region before and after a frequency which is an odd multiple of the sampling frequency and an approximately constant high gain is discretely obtained in another region. In the cascade-connected low-pass filter, the discrete almost constant high-gain region of the FIR digital filter is changed to a characteristic in which at least the high-frequency side is raised.
【請求項2】前記FIR型デジタルフィルタの利得周波
数特性の前記盛り上り量を前記CIC型デジタルフィル
タの通過帯域利得周波数特性の目的利得周波数特性に対
する誤差に対応して設定したことを特徴とする請求項1
に記載のローパスフィルタ。
2. The method according to claim 1, wherein the swell amount of the gain frequency characteristic of the FIR digital filter is set in accordance with an error of a pass band gain frequency characteristic of the CIC digital filter with respect to a target gain frequency characteristic. Item 1
The low-pass filter according to 1.
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