JPH11261375A - デジタルフィルタ - Google Patents
デジタルフィルタInfo
- Publication number
- JPH11261375A JPH11261375A JP10058451A JP5845198A JPH11261375A JP H11261375 A JPH11261375 A JP H11261375A JP 10058451 A JP10058451 A JP 10058451A JP 5845198 A JP5845198 A JP 5845198A JP H11261375 A JPH11261375 A JP H11261375A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- digital filter
- level
- input
- input signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H17/00—Networks using digital techniques
- H03H17/02—Frequency selective networks
- H03H17/04—Recursive filters
- H03H17/0461—Quantisation; Rounding; Truncation; Overflow oscillations or limit cycles eliminating measures
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H17/00—Networks using digital techniques
- H03H17/02—Frequency selective networks
- H03H17/04—Recursive filters
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H17/00—Networks using digital techniques
- H03H17/02—Frequency selective networks
- H03H17/04—Recursive filters
- H03H17/0461—Quantisation; Rounding; Truncation; Overflow oscillations or limit cycles eliminating measures
- H03H2017/0466—Reduction of limit cycle oscillation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
簡単な構成でリミットサイクルを防止する技術を提供す
ること。 【解決手段】入力信号S1の下位の2ビットのみを抽出
して出力する抽出手段2と、抽出された信号の振幅レベ
ルを、IIR形デジタルフィルタ1の臨界入力レベルよ
り大きなレベルに増幅して出力する増幅手段3と、入力
信号S1と増幅された抽出信号S3とを加算してIIR
形デジタルフィルタ1に入力する加算手段4とを備えて
いる。
Description
するものであり、特にはIIR形(巡回形)デジタルフ
ィルタにおけるリミットサイクルの発生を防止する技術
に関するものである。
ルフィルタ)では、入力信号の振幅レベルが或る入力レ
ベル(これを臨界入力レベルという。)以下に落ち込ん
だ場合に、入力信号とは無関係な振動成分が出力に現れ
るという、いわゆるリミットサイクル現象が知られてい
る。また、このときの出力の振幅レベルはデッドバンド
振幅レベルといわれている。リミットサイクルが発生す
ると、入力信号とは無関係な振動成分が出力に現れるた
め、一種の発振現象として観測される。そして、このよ
うなリミットサイクルの発生は当該デジタルフィルタの
後段に配置した装置を誤動作させる可能性がある。ま
た、音声通信システムなどの場合は、リミットサイクル
の発生による振動成分は入力信号とは無関係な成分であ
るため、受信者に不自然な印象を与える。
は一種の発振信号が現れるため、デジタルフィルタの後
段で信号の処理を行う場合に、目的信号とリミットサイ
クルによる出力とを判別することが困難になる場合があ
る。このリミットサイクル現象は、デジタルフィルタの
演算部が有限語長であることが一因であると考えられて
いるので、演算語長を長くする、即ち量子化ステップを
小さくすることによって、前記デッドバンド振幅レベル
を小さくすること、もしくはリミットサイクルの発生を
防止できることが可能であることが知られている。
クルを防止するためにデジタルフィルタにおける演算語
長を増加させることは、デジタルフィルタの構成の大型
化および複雑化につながるという問題がある。また、デ
ジタルフィルタの係数をリミットサイクルの発生しない
値にすると、デジタルフィルタの特性に制限を与えてし
まうという問題がある。そこで、デジタルフィルタへの
入力信号の振幅レベルが前記臨界入力レベルより小さく
ならないように、前記臨界入力レベル以上の振幅のトー
ン信号をデジタルフィルタへの入力信号に加算するとい
う手法がある。このようなトーン信号の加算によってリ
ミットサイクルの発生が防止できる。しかし、このトー
ン信号の周波数をデジタルフィルタの通過帯域内に設定
した場合には、出力側で前記トーン信号の除去処理が必
要になる。
ルフィルタの阻止帯域に設定すると、トーン信号の除去
処理は不要になる。しかし、デジタルフィルタが縦続接
続形で構成されている場合には、デジタルフィルタの入
力側で加えたトーン信号は当該デジタルフィルタの1段
目における処理で抑圧されてしまうため、2段目以降で
もリミットサイクル防止用のトーン信号を加えることが
必要となる。したがって、フィルターの段数分だけのト
ーン信号の発生手段が必要になる。また、トーン信号の
代わりにディザと呼ばれるランダムなデータから構成さ
れたノイズ信号を入力信号に加えるという手法もある。
例えば、実開昭56−176528号、特開平05−0
90900号、特開平05−110384号等において
は、別途生成したランダムデータ(ディザ)を入力信号
に加算することによりリミットサイクルの発生を防止す
る技術が開示されている。そして、特開平05−110
384号には、入力信号が零であることを検出したとき
には加えるべきノイズ信号のレベルを大きくして入力信
号に加えるという技術も開示されている。
ることは、CPU等の演算装置における演算量が増大し
て負荷が高くなる。もしくは、専用のハードウェアが必
要となる。また、ディザはできるだけランダムな信号が
よいために白色雑音が望ましいが、人為的に生成するデ
ィザとしてはM系列信号等が用いられる。しかし、この
M系列信号は、その周期をかなり長くしなければ、白色
雑音と同等なものと見なすことはできない。周期が短い
場合は、その周期に起因する周期的な成分を含んでしま
い、その成分の周波数が当該デジタルフィルタの通過帯
域内であれば、リミットサイクルが発生した場合と同様
に受信者に不自然な印象を与える可能性がある。このよ
うな問題を防ぐために周期を長くすると、さらにその分
だけCPU等の演算装置における演算量が増大する、も
しくは専用のハードウエアが必要となるという問題が発
生する。
ジタルフィルタにおいて、簡単な構成でリミットサイク
ルを防止する技術を提供することを目的としてなされた
ものである。
フィルタの請求項1においては、IIR形デジタルフィ
ルタと、入力信号の下位の所定数ビットのみを抽出して
出力する抽出手段と、前記抽出された信号の振幅レベル
を、前記IIR形デジタルフィルタにおいてリミットサ
イクルが発生する臨界入力レベルより大きなレベルに増
幅して出力する増幅手段と、前記入力信号と前記増幅さ
れた抽出信号とを加算して前記IIR形デジタルフィル
タに入力する加算手段とを備えている。
ィルタと、入力信号の下位の所定数ビットのみを抽出し
て出力する抽出手段と、前記抽出された信号の振幅レベ
ルを、前記IIR形デジタルフィルタにおいてリミット
サイクルが発生する臨界入力レベルより大きなレベルに
増幅して出力する増幅手段と、前記入力信号の振幅レベ
ルを検出して、臨界入力レベルと比較する比較手段と、
前記入力信号の振幅レベルが臨界入力レベルより小さい
ときに、前記入力信号と前記増幅された抽出信号とを加
算して前記IIR形デジタルフィルタに入力する加算手
段とを備えている。請求項3においては、抽出手段にて
抽出する所定数ビットを2ビット以上とする。
フィルタを、その実施の形態を示した図面に基づいて詳
細に説明する。
算語長を16ビット(ダイナミックレンジは96dB)とす
る。このIIR形デジタルフィルタ1は、フルスケール
振幅レベルを0dBとしたとき、入力信号の振幅レベルが
−50dB以下になるとリミットサイクルが発生するものと
する。即ち、臨界入力レベルは−50dBとする。また、こ
のIIR形デジタルフィルタ1の入力信号に含まれる残
留雑音の振幅レベルは−84dB(下位2ビット)よりも大
きいものとする。
の2ビットのみを抽出した信号S2を出力する。ここに
おける下位2ビットの抽出は、図3に示したように、下
位2ビットが1で上位ビットは0である値Dとの論理積
を行うことで実現できる。このようにして抽出した信号
S2は残留雑音の下位2ビットであるので何らの規則性
はなく、白色雑音と見なすことができる。3は増幅率が
36dBに設定された増幅手段であり、前記抽出された信号
S2の振幅レベル(−84dB)を36dB増幅して振幅レベル
が−48dBの抽出信号S3として出力する。なお、ここに
おける36dBの増幅は図4に示したように、6ビット左に
シフトすることで実現できる。4は加算手段であり、前
記入力信号S1と前記増幅された抽出信号S3とを加算
して、加算信号S4を前記IIR形デジタルフィルタ1
に入力する。
とする信号のレベルが臨界入力レベルの−50dB以下にな
った場合、残留雑音の振幅レベルが下位2ビット(−84
dB)以上であるので、抽出手段2による論理積処理によ
ってその下位2ビットを抽出し、増幅手段3によって36
dB増幅して、−48dBの抽出信号S3を得る。この抽出信
号S3を入力信号S1に加算すると、抽出信号S3は臨
界入力レベルより大きいため(−48dB>−50dB)、II
R形デジタルフィルタ1におけるリミットサイクルの発
生を防止することができるのである。
5には、当該フィルタの通過帯域に制限された雑音が出
力されることになる。音声通信システムなどの場合、リ
ミットサイクルが発生した出力は入力信号とは無関係な
振動成分であるため、受信者に不自然な印象を与える
が、上述した構成においてIIR形デジタルフィルタ1
の出力信号S5に現れる成分は白色雑音を帯域制限した
ものであるため受信者に不自然な印象を与えない。
発振信号であるため、デジタルフィルタの後段で信号の
処理を行う場合に、目的の信号とリミットサイクルの出
力とを判別することが困難になる場合があったが、白色
雑音を加算してリミットサイクルを防止する場合には、
目的信号と雑音との判別は容易になる。また、デジタル
フィルタが縦続接続形で構成されている場合であって
も、白色雑音はデジタルフィルタの通過帯域内の成分も
含んでいるため、デジタルフィルタの全ての段にリミッ
トサイクル防止用の信号が供給されることになり、デジ
タルフィルタの初段に供給するだけでよい。
残留雑音が存在する場合、目的信号が入力されていない
状態では、入力信号のデジタル値の下位数ビット分は雑
音の成分だけとなる。よって、この下位数ビットのデー
タを抽出して、当該デジタルフィルタの臨界入力レベル
よりも大きい値に増幅することによって、リミットサイ
クル防止用の疑似白色雑音信号を得ることができるので
ある。雑音ではない目的信号等の信号が入力される場合
であっても、全体として(上記場合は16ビットで)一
つの信号となる入力信号の一部分(上記場合は下位2ビ
ット)だけを取り出していることにより、取り出した信
号は入力信号との相関が崩れているため、白色雑音と見
なすことができる。よって、リミットサイクル防止用の
疑似白色雑音信号を得ることができるのである。また、
抽出する下位ビットを2ビット以上(上記場合は2ビッ
ト)とするならば、振幅もランダムなものとなり、より
実際の白色雑音に近い疑似白色雑音信号を得ることがで
きる。
生方法は、論理積操作とビットシフト操作だけで実現で
きるので、特別のハードウエアを要しないとともに、必
要とする演算量はごくわずかであるので、演算処理の負
担にはならないとともに、処理時間もわずかでよい。
音信号を常時加算する構成を示したが、リミットサイク
ルが発生するのは入力信号が臨界入力レベル以下に落ち
込んだときだけであるので、入力信号が臨界入力レベル
より大きい場合には、擬似白色雑音信号の加算を停止す
れば、デジタルフィルタの出力信号のSN比を向上させ
ることができる。そこで、図2においては、入力信号の
振幅レベルを臨界入力レベルと比較する比較手段を設け
て、入力信号が臨界入力レベルよりも大きいときには、
擬似白色雑音信号を加算しないように構成した例を示し
た。
場合と同様の構成である。5はレベル比較手段であり、
入力信号S1の振幅レベルを検出して、臨界入力レベル
よりも僅かに大きいレベルに設定された比較レベルと比
較して、入力信号S1の振幅レベルの方が小さいときに
は、加算指令Kを出力する。6は信号切替え手段であ
り、加算指令Kに基づいて加算手段4へ出力する信号
を、増幅された抽出信号S3もしくは値が零の信号の何
れかに切り替える。即ち、加算指令Kを受けると増幅さ
れた抽出信号S3を加算手段4へ出力し、加算指令Kを
受けないときには、抽出信号に代えて値が零の信号を加
算手段4へ出力するように構成されている。図2におい
ては、加算手段4と信号切替え手段6とで請求項2の加
算手段を構成している。
号S1の振幅レベルを比較する比較手段5を設けて、入
力信号S1が臨界入力レベルよりも大きいときには、擬
似白色雑音信号としての抽出信号を加算手段4へ出力し
ないように構成することにより、入力信号S1が臨界入
力レベルより大きい場合には、入力信号S1には擬似白
色雑音信号が加算されないので、デジタルフィルタの出
力信号S5のSN比を向上させることができる。
段を論理演算操作によって実現したが、ハードウエアの
回路によって実現してもよい。また、抽出するビット数
は2ビットに限定されるものではない。
定数ビットのみを抽出した信号を臨界入力レベルより大
きなレベルに増幅して、前記入力信号に加算してIIR
形デジタルフィルタに入力するので、入力信号が小さい
ときであってもリミットサイクルの発生を防止できる。
また入力信号に加える擬似白色雑音信号は、入力信号の
下位ビットを抽出して増幅して生成するので、論理演算
操作の場合には演算量を減少させ、ハードウエア構成の
場合には回路構成をシンプル化できるという効果が得ら
れる。
が臨界入力レベルより小さいときには、入力信号に抽出
信号を加算するが、臨界入力レベルより大きいときに
は、抽出信号を加算しないので、デジタルフィルタの出
力信号のSN比を向上させることができる。請求項3に
よれば、抽出手段にて抽出する所定数ビットを2ビット
以上とするので、抽出信号は振幅もランダムなものとな
り、より実際の白色雑音に近い疑似白色雑音信号を入力
信号に加算することになり、よりいっそう受信者に不自
然さを与えることがなくなる。
の構成を示した構成図である。
Claims (3)
- 【請求項1】IIR形デジタルフィルタと、入力信号の
下位の所定数ビットのみを抽出して出力する抽出手段
と、前記抽出された信号の振幅レベルを、前記IIR形
デジタルフィルタにおいてリミットサイクルが発生する
臨界入力レベルより大きなレベルに増幅して出力する増
幅手段と、前記入力信号と前記増幅された抽出信号とを
加算して前記IIR形デジタルフィルタに入力する加算
手段とを備えたことを特徴とするデジタルフィルタ。 - 【請求項2】IIR形デジタルフィルタと、入力信号の
下位の所定数ビットのみを抽出して出力する抽出手段
と、前記抽出された信号の振幅レベルを、前記IIR形
デジタルフィルタにおいてリミットサイクルが発生する
臨界入力レベルより大きなレベルに増幅して出力する増
幅手段と、前記入力信号の振幅レベルを検出して、臨界
入力レベルと比較する比較手段と、前記入力信号の振幅
レベルが臨界入力レベルより小さいときに、前記入力信
号と前記増幅された抽出信号とを加算して前記IIR形
デジタルフィルタに入力する加算手段とを備えたことを
特徴とするデジタルフィルタ。 - 【請求項3】抽出手段にて抽出する所定数ビットを2ビ
ット以上としたことを特徴とする請求項1もしくは2の
何れかに記載のデジタルフィルタ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05845198A JP3981458B2 (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | デジタルフィルタ |
US09/265,421 US6301595B1 (en) | 1998-03-10 | 1999-03-10 | Digital filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05845198A JP3981458B2 (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | デジタルフィルタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11261375A true JPH11261375A (ja) | 1999-09-24 |
JP3981458B2 JP3981458B2 (ja) | 2007-09-26 |
Family
ID=13084797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05845198A Expired - Lifetime JP3981458B2 (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | デジタルフィルタ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6301595B1 (ja) |
JP (1) | JP3981458B2 (ja) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3749895A (en) * | 1971-10-06 | 1973-07-31 | Bell Telephone Labor Inc | Apparatus for suppressing limit cycles due to quantization in digital filters |
JP2957183B2 (ja) * | 1988-07-29 | 1999-10-04 | 日本電気株式会社 | 巡回型ディジタルフィルタ |
JP2647967B2 (ja) * | 1989-06-08 | 1997-08-27 | 株式会社 ケンウッド | ディジタルフィルタ |
JPH0590900A (ja) | 1991-09-27 | 1993-04-09 | Nec Corp | デイジタル信号処理回路 |
JP2956314B2 (ja) | 1991-10-15 | 1999-10-04 | 松下電器産業株式会社 | ディザ回路 |
JPH10233652A (ja) * | 1997-02-20 | 1998-09-02 | Mitsubishi Electric Corp | 巡回形ディジタルフィルタ |
-
1998
- 1998-03-10 JP JP05845198A patent/JP3981458B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-03-10 US US09/265,421 patent/US6301595B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3981458B2 (ja) | 2007-09-26 |
US6301595B1 (en) | 2001-10-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4538494B2 (ja) | 音響効果回路及び処理方法 | |
JP6669176B2 (ja) | 信号処理装置および信号処理方法 | |
US5629881A (en) | Method for filtering a digital value train with improved noise behavior, and circuit configuration for performing the method | |
JP3981458B2 (ja) | デジタルフィルタ | |
JP3453570B2 (ja) | デジタルデータの加算回路 | |
US6624774B2 (en) | Delta sigma D/A converter | |
JP3388173B2 (ja) | フィードバック回路 | |
JPH01126826A (ja) | A/d変換器を備えているa/d変換装置 | |
JP2003017945A (ja) | ミューティング回路 | |
JP3056815B2 (ja) | オ−ディオ信号のデジタル可変コンプレッサ− | |
KR0152343B1 (ko) | 디지탈 트랜스폼 코더의 연산보정회로 | |
JP2003299179A (ja) | ディジタルオーディオ装置 | |
JP2002076903A (ja) | デジタル・アナログ変換回路及びそれを用いた再生装置 | |
JPS61121532A (ja) | デグリツチ回路 | |
JPH0637643A (ja) | Adm方式信号処理装置 | |
EP0665661A2 (en) | Digital signal processing apparatus and method and dither signal generating apparatus | |
JP2881170B2 (ja) | 加減算器 | |
JPH01112295A (ja) | エラー除去装置 | |
JP4554855B2 (ja) | デジタル信号処理回路 | |
JPH098660A (ja) | A/d変換装置 | |
JP2006279684A (ja) | ハウリング防止装置 | |
KR850003491A (ko) | 영상신호 처리장치 | |
JPH05335947A (ja) | 量子化ノイズの除去方法 | |
JPS6384299A (ja) | ハウリング抑圧装置 | |
JPH07287589A (ja) | 音声区間検出装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050118 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050526 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070702 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100706 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120706 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120706 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120706 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120706 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120706 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130706 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130706 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |