JPH1131970A - Digital signal processing circuit - Google Patents

Digital signal processing circuit

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Publication number
JPH1131970A
JPH1131970A JP18669197A JP18669197A JPH1131970A JP H1131970 A JPH1131970 A JP H1131970A JP 18669197 A JP18669197 A JP 18669197A JP 18669197 A JP18669197 A JP 18669197A JP H1131970 A JPH1131970 A JP H1131970A
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JP
Japan
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filter
phase
signal processing
signal
digital signal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP18669197A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Abe
義孝 阿部
Takao Okazaki
孝男 岡崎
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To compensate the phase delay value up to the high band frequency by using a phase compensation filter to compensate the delayed phase of a thinning filter. SOLUTION: A 1st LPF (low pass filter) 2 eliminates the alias noises out of analog signals which are inputted via an analog input terminal 1. An A/D converter 3 is prepared at the next stage of the LPF 2 to digitize the analog output signals of the LPF 2 at a 1st sampling time interval. Then a thinning filter 4 is prepared at the next stage of the converter 3 to thin the data at another sampling time interval. Furthermore, an FIL (phase compensation filter) means 5 has the characteristic to advance its phase at the low frequency using the output signal of the filter 4 as its input. An FIL (impedance filter) 6 is prepared at the next stage of the FIL 5 to perform the digital signal processing. In such a constitution, the FIL 6 can include the phases covering up to the high frequency.

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、ディジタル信号処
理技術、特に、位相遅れ分を高域周波数まで補償するた
めの技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital signal processing technique, and more particularly, to a technique for compensating a phase delay to a high frequency.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のディジタル信号処理技術として、
加入者線路上に係るアナログ信号をオーバーサンプリン
グによりA/D(アナログ/ディジタル)変換し、さら
に間引きフィルタを通し、サンプリング速度を低下させ
てディジタル信号処理した後に、補間フィルタによりサ
ンプリング速度を上げ、オーバーサンプリングによりD
/A(ディジタル/アナログ)変換することによって、
任意のフィルタ特性を持つ信号処理を行う技術が知られ
ている。
2. Description of the Related Art Conventional digital signal processing techniques include:
A / D (analog / digital) conversion of the analog signal on the subscriber line is performed by oversampling, and further, through a thinning filter, the sampling rate is reduced and digital signal processing is performed. D by sampling
/ A (digital / analog) conversion,
A technique for performing signal processing having an arbitrary filter characteristic is known.

【0003】尚、そのようなディジタル信号処理技術に
ついて記載された文献の例としては、特公平4−774
93号公報、特公昭57−24137号公報、及び特公
昭57−26941号公報がある。
An example of a document describing such a digital signal processing technique is Japanese Patent Publication No. 4-774.
No. 93, Japanese Patent Publication No. 57-24137, and Japanese Patent Publication No. 57-26941.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】間引きフィルタの伝達
関数HDECは、数1に示されるようになる。
The transfer function H DEC of the thinning filter is as shown in the following equation (1).

【0005】 HDEC=K{sin(m・π・f・Ts)/sin(π・f・Ts)}n・exp(-jn(m-1)π・f・Ts)…数 1 ここで、K、m、nは間引きフィルタの特性を決める任
意の数、Tsはオーバーサンプリングにおけるサンプリ
ング時間であり、fは信号の周波数である。
H DEC = K {sin (m · π · f · Ts) / sin (π · f · Ts)} n · exp (−jn (m−1) π · f · Ts)... , K, m, and n are arbitrary numbers that determine the characteristics of the thinning filter, Ts is the sampling time in oversampling, and f is the frequency of the signal.

【0006】数1において注意を要するのは、exp()の
項である。この項により、間引きフィルタの位相特性
は、周波数に対し直線位相で位相が遅延するものとな
る。このexp()項は、補間フィルタでも同様に存在し、
そこでも位相が遅延する。このように間引きフィルタ
や、補間フィルタには周波数が高いほど位相遅延が大き
くなる特性があるため、高周波数成分に対しても位相特
性を満足するインピーダンス・フィルタをディジタル信
号処理回路で実現するのは、困難とされている。
What needs attention in Equation 1 is the term of exp (). By this term, the phase characteristic of the thinning filter is such that the phase is delayed by a linear phase with respect to the frequency. This exp () term also exists for interpolation filters,
The phase is also delayed there. Since the thinning filter and the interpolation filter have the characteristic that the phase delay increases as the frequency increases, it is difficult to realize an impedance filter that satisfies the phase characteristic even with a high frequency component using a digital signal processing circuit. Is difficult.

【0007】このため、インピーダンス・フィルタは、
主に低周波数成分を通過させる特性に限られ、上記間引
きフィルタや、補間フィルタによる位相遅延分が無視で
きるような周波数特性を持つフィルタに限られていた。
高周波数成分に対しては、Advanced Micro Devices社の
データ・シート「Telecommunication Products DataBoo
k 1992/1993」の2-11項に示されるFigure1のような間
引きフィルタ、補間フィルタを通過しないアナログ部分
で帰還を行い、インピーダンス・フィルタの特性を補う
方法が用いられている。しかしそれは、アナログ部にお
ける回路規模の増大を招く。
For this reason, the impedance filter is
The filter is mainly limited to the characteristic of passing low-frequency components, and is limited to the above-described thinning filter and a filter having a frequency characteristic such that the phase delay due to the interpolation filter can be ignored.
For high frequency components, refer to the Advanced Micro Devices data sheet, Telecommunication Products DataBoo.
k 1992/1993 ”, the method of compensating for the characteristics of the impedance filter by performing feedback in the analog portion that does not pass through the decimation filter and interpolation filter as shown in section 2-11 of Figure 2-11. However, this causes an increase in the circuit scale in the analog section.

【0008】本発明の別の目的は、位相遅れ分を高域周
波数まで補償するための技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique for compensating a phase delay up to a high frequency.

【0009】本発明の別の目的は、インピーダンス・フ
ィルタに適用可能な周波数範囲を高くするための技術を
提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique for increasing a frequency range applicable to an impedance filter.

【0010】本発明の上記並びにその他の目的と新規な
特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記
の通りである。
The following is a brief description of an outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application.

【0012】すなわち、アナログ信号を第1のサンプリ
ング時間間隔毎にA/D変換するA/D変換手段(3)
と、上記A/D変換手段の出力信号を第2のサンプリン
グ時間間隔でサンプリングしてデータを間引くための間
引きフィルタ(4)と、上記間引きフィルタの後段に配
置され、任意のインピーダンス特性を持たせるためのデ
ィジタル・フィルタ(6)と、ディジタル・フィルタの
出力信号を第3のサンプリング時間間隔で補間する補間
フィルタ(9)と、上記補間フィルタの出力信号をD/
A変換するD/A変換回路(10)と、を含んでディジ
タル信号処理回路が構成されるとき、上記間引きフィル
タの遅れ位相を補償するための位相補償フィルタを設
け、位相遅れ分を高域周波数まで補償する。
A / D conversion means (3) for A / D converting an analog signal at every first sampling time interval.
A decimating filter (4) for sampling the output signal of the A / D converter at a second sampling time interval and decimating the data; and disposed at a stage subsequent to the decimating filter to have an arbitrary impedance characteristic. Digital filter (6), an interpolation filter (9) for interpolating the output signal of the digital filter at a third sampling time interval, and a D / D
When a digital signal processing circuit including a D / A conversion circuit (10) for A-conversion is provided, a phase compensation filter for compensating for the delay phase of the thinning filter is provided, and the phase delay is reduced to a high frequency range. To compensate.

【0013】具体的な態様としては、補間フィルタによ
る位相遅延を補償する手段として、次の数2の伝達関数
Hで示されるような進み位相特性を持つフィルタをイン
ピーダンスフィルタに追加する。
As a specific mode, as a means for compensating for the phase delay caused by the interpolation filter, a filter having a leading phase characteristic as shown by the following transfer function H of the following equation 2 is added to the impedance filter.

【0014】H=2−Z-1 …数2 ここで、Z-1は、exp(-j2・π・f・Ts)である。H = 2−Z −1 (2) where Z −1 is exp (−j2 · π · f · Ts).

【0015】または、次の数3の伝達関数Hで示される
ような特性を持ったフィルタを内蔵した周波数変換回路
を追加することによって達成できる。
Alternatively, it can be achieved by adding a frequency conversion circuit having a built-in filter having a characteristic as shown by the following transfer function H of Formula 3.

【0016】H=2+Z-1 …数3 上記数2に示される伝達関数は、周波数fが低い時は、
位相が進む特性を持つ。また、数3に示される伝達関数
は、周波数がサンプリング周波数fs/2(=2/Ts)に
近い時に位相が進む特性を持つので、周波数変換すれば
位相を進めることができる。このため、上記間引きフィ
ルタ、補間フィルタの位相遅れを上記の特性によって補
償できる。この結果、ディジタル信号処理により実現し
ようとするインピーダンス・フィルタ特性で実現可能な
周波数範囲を高周波まで拡大することができる。また、
この周波数の拡大により従来アナログ部で帰還していた
分をディジタル信号処理化でき、このことが、アナログ
部の回路の簡略化を達成する。
H = 2 + Z -1 ( 3) When the frequency f is low,
It has the characteristic that the phase advances. Further, the transfer function shown in Expression 3 has a characteristic that the phase advances when the frequency is close to the sampling frequency fs / 2 (= 2 / Ts), so that the phase can be advanced by frequency conversion. Therefore, the phase delay of the thinning filter and the interpolation filter can be compensated by the above characteristics. As a result, the frequency range achievable by the impedance filter characteristics to be realized by digital signal processing can be extended to high frequencies. Also,
Due to this frequency expansion, the signal that has been fed back by the analog section can be converted into a digital signal, which simplifies the circuit of the analog section.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1には、本発明に係るディジタ
ル信号処理回路が示される。
FIG. 1 shows a digital signal processing circuit according to the present invention.

【0018】このディジタル信号処理回路20は、イン
ターフェース手段30を介して加入者線に結合される。
ディジタル信号処理回路20には、アナログ信号の入力
端子1,2が設けられる。アナログ入力端子1を介して
入力されたアナログ信号からエイリアス雑音を除去する
ための第1のLPF(ロー・パス・フィルタ)2が設け
られ、その後段に、第1のLPF2のアナログ出力信号
を第1のサンプリング時間間隔Ts1でディジタル化す
るA/D(アナログ/ディジタル)変換器3が設けられ
る。そして、その後段には、A/D変換器3の出力デー
タをサンプリング時間間隔Ts2でデータを間引くため
の間引きフィルタ4が設けられ、さらに、この間引きフ
ィルタ4の出力信号を入力とする低周波において位相が
進む特性を持つ位相補償フィルタ手段(FIL)5が設
けられ、その後段には、ディジタル信号処理によって実
現しようとするインピーダンス・フィルタ(FIL)6
が設けられる。さらにこのディジタル信号処理装置の上
位に設けられる装置から伝達される信号8と上記インピ
ーダンス・フィルタ6からの出力信号を加算する加算器
7が設けられ、その後段には、加算器7の出力信号を取
り込んで、サンプリング時間間隔Ts2から時間間隔T
s3にデータ補間する補間フィルタが設けられる。そし
て、その後段には、補間フィルタ9から出力されたディ
ジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換器10
が設けられ、このD/A変換器10の出力信号から低周
波成分を取り出すための第2のLPF11が設けられ
る。この第2のLPF11の出力信号は、出力端子12
を介して外部出力される。
The digital signal processing circuit 20 is connected to a subscriber line via an interface means 30.
The digital signal processing circuit 20 is provided with input terminals 1 and 2 for analog signals. A first LPF (low-pass filter) 2 for removing alias noise from an analog signal input via an analog input terminal 1 is provided, and a subsequent stage outputs an analog output signal of the first LPF 2 to a second LPF. An A / D (analog / digital) converter 3 for digitizing at one sampling time interval Ts1 is provided. In the subsequent stage, a thinning filter 4 for thinning the output data of the A / D converter 3 at the sampling time interval Ts2 is provided, and further, at a low frequency to which the output signal of the thinning filter 4 is input. A phase compensation filter means (FIL) 5 having a characteristic of leading the phase is provided, and an impedance filter (FIL) 6 to be realized by digital signal processing is provided at a subsequent stage.
Is provided. Further, there is provided an adder 7 for adding a signal 8 transmitted from a device provided above the digital signal processing device and an output signal from the impedance filter 6, and at a subsequent stage, an output signal of the adder 7 is provided. The sampling time interval Ts2 and the time interval T
An interpolation filter for data interpolation is provided at s3. In the subsequent stage, a D / A converter 10 for converting the digital signal output from the interpolation filter 9 into an analog signal
And a second LPF 11 for extracting a low frequency component from the output signal of the D / A converter 10 is provided. The output signal of the second LPF 11 is supplied to an output terminal 12.
Is output externally via

【0019】インターフェース手段30は、加入者線路
側端子31,32を持ち、電圧制御電圧源35と、電流
制御電流源36とを内蔵する。電圧制御電圧源35は加
入者線路端子31,32間の電圧を任意の係数(A)倍し
た信号をインターフェース手段30の出力端子33に出
力し、ディジタル信号処理回路20の入力端子1にイン
ターフェースする。また、電流制御電流源36は入力端
子34に入力した電流を任意の係数(F)倍した電流を加
入者線路側端子31,32に出力する。抵抗RRXは上記
ディジタル信号処理回路20の出力電圧信号をインター
フェース手段30の入力端子34に電流変換する。
The interface means 30 has subscriber line side terminals 31 and 32, and incorporates a voltage control voltage source 35 and a current control current source 36. The voltage control voltage source 35 outputs a signal obtained by multiplying the voltage between the subscriber line terminals 31 and 32 by an arbitrary coefficient (A) to the output terminal 33 of the interface means 30 and interfaces with the input terminal 1 of the digital signal processing circuit 20. . The current control current source 36 outputs a current obtained by multiplying the current input to the input terminal 34 by an arbitrary coefficient (F) to the subscriber line side terminals 31 and 32. The resistor R RX converts the output voltage signal of the digital signal processing circuit 20 into a current to the input terminal 34 of the interface means 30.

【0020】まず、ディジタル信号処理回路20のイン
ピーダンス・フィルタ6により、加入者線路側から、加
入者線路側端子31,32間のインピーダンスを設定で
きることを説明する。
First, the fact that the impedance between the subscriber line side terminals 31 and 32 can be set from the subscriber line side by the impedance filter 6 of the digital signal processing circuit 20 will be described.

【0021】ここで、説明を簡単にするためにディジタ
ル信号処理回路20内の第1のLPF2、A/D変換器
3、D/A変換器10、第2のLPF11の伝達特性を
1と簡略化する。また、間引きフィルタ4の伝達関数を
DEC、位相補償フィルタ5の伝達関数をHFIL1、インピ
ーダンス・フィルタ6の伝達関数をHFIL2、補間フィル
タ9の伝達関数をHINTとする。今、加入者線路側端子
間の電圧をV31,32とするとき、電圧制御電圧源35か
ら第1のLPF2、A/D変換器3、間引きフィルタ
4、D/A変換器10、第2のLPF11、電流制御電
流源36の電流出力IOUTまでの伝達関数は、次の数4
に示されるようになる。
Here, in order to simplify the explanation, the transfer characteristics of the first LPF 2, A / D converter 3, D / A converter 10 and second LPF 11 in the digital signal processing circuit 20 are simplified to 1. Become The transfer function of the thinning filter 4 is H DEC , the transfer function of the phase compensation filter 5 is H FIL1 , the transfer function of the impedance filter 6 is H FIL2 , and the transfer function of the interpolation filter 9 is H INT . Assuming that the voltage between the subscriber line side terminals is V31, 32 , the first LPF 2, the A / D converter 3, the thinning filter 4, the D / A converter 10, the second The transfer function of the LPF 11 to the current output I OUT of the current control current source 36 is as follows:
It becomes as shown in.

【0022】 IOUT=(V31,32・A・HDEC・HFIL1・HFIL2・HINT)/RRX・F …数4 従って、加入者線路側端子31,32間のインピーダン
スZ31,32は、次の数5で表されるので数4を代入する
と数6のようになる。
[0022] I OUT = (V 31,32 · A · H DEC · H FIL1 · H FIL2 · H INT) / R RX · F ... number 4 Therefore, the impedance Z 31 between the subscriber line terminals 31 and 32, Since 32 is expressed by the following equation 5, substituting equation 4 results in equation 6.

【0023】 Z31,32=V31,32/IOUT=RRX/(A・F)/(HDEC・HFIL1・HFIL2・HINT) …数5 ここで、HDEC、HINTは、数1の特性で示されるので説
明の簡単化のために一時的に伝達特性をHDEC=HINT
1とし、また、位相補償フィルタ5の特性もHFIL1=1と
おく。さらに、インピーダンス・フィルタ6の特性とし
ては、任意のフィルタ特性として次の数6の特性を持つ
ものとして説明する。尚、説明を容易にするため、Z表
現ではなく、jωで表現する。
Z 31,32 = V 31,32 / I OUT = R RX / (AF) / (H DEC · H FIL1 · H FIL2 · H INT ) where H DEC and H INT are , The transfer characteristic is temporarily set as H DEC = H INT =
1, and the characteristics of the phase compensation filter 5 are also set to H FIL1 = 1. Further, the characteristic of the impedance filter 6 will be described as an arbitrary filter characteristic having the following equation (6). It should be noted that, for ease of explanation, it is expressed not by Z but by jω.

【0024】 HFIL2=jωCFIL2・RFIL2/(1+jωCFIL2・RFIL2) …数6 上記の仮定から数5は、次の数7のように変形すること
ができる。
H FIL2 = jωC FIL2 · R FIL2 / (1 + jωC FIL2 · R FIL2 ) Equation 6 From the above assumption, Equation 5 can be transformed into the following Equation 7.

【0025】 Z31,32=RRX/(A・F)/(1+1/jωCFIL2・RFIL2) …数7 さらにR31,32=RRX/(A・F)、C31,32=CFIL2・R
FIL2/RRX・(A・F)とすれば、数7は、次の数8のよ
うに変形することができ、加入者線路端子31,32間
のインピーダンスを設定することができる。
Z 31,32 = R RX / (A · F) / (1 + 1 / jωC FIL2 · R FIL2 ) Equation 7 Further, R 31,32 = R RX / (A · F), C 31,32 = C FIL2・ R
If FIL2 / R RX · (A · F), Equation 7 can be transformed into the following Equation 8, and the impedance between the subscriber line terminals 31 and 32 can be set.

【0026】 Z31,32=R31,32+1/jωC31,32 …数8 このインピーダンス設定において必要な条件は、インピ
ーダンス・フィルタ6に必要な伝達特性が、数6に示さ
れるようにHPFの特性を示すために高周波において位
相遅延させないで信号を通すことである。これに対し、
間引きフィルタ4、補間フィルタ9の伝達特性は、数1
に示されるように周波数とともに位相が遅延する特性を
持っており、前述したHDEC=HINT=1と簡略化できな
い。このため、従来は前述のAdvanced Micro Devices社
データ・シート「Telecommunication Products Data Bo
ok 1992/1993」に示されるように数6を次の数9に示
されるように変更していた。
Z 31,32 = R 31,32 + 1 / jωC 31,32 ... Equation 8 The condition necessary for this impedance setting is that the transfer characteristic required for the impedance filter 6 is the same as that of the HPF as shown in Equation 6. Passing a signal without phase delay at a high frequency in order to show characteristics. In contrast,
The transfer characteristics of the thinning filter 4 and the interpolation filter 9 are given by the following equation.
As shown in (1), it has a characteristic that the phase is delayed with the frequency, and cannot be simplified to the above-mentioned H DEC = H INT = 1. For this reason, the data sheet “Telecommunication Products Data Bo
ok 1992/1993 "was changed from Equation 6 to the following Equation 9.

【0027】 HFIL2=1−1/(1+jωCFIL2・RFIL2 )…数9 数9において第1項は、実数であり、特に処理しなくて
も良いことが判る。同第2項は、CFIL2、RFIL2による
LPF特性を示しており、低周波領域を通し、高周波領
域を減衰する特性である。そこで、第1項をA/D変換
前のアナログ部で帰還して実現し、第2項をインピーダ
ンス・フィルタでディジタル信号処理して実現していた
ため、アナログ回路側に帰還用の回路が必要とされる。
H FIL2 = 1−1 / (1 + jωC FIL2 · R FIL2 ) (9) It can be seen that the first term in Expression 9 is a real number and does not need to be processed. The second term shows the LPF characteristic by C FIL2 and R FIL2 , which is a characteristic that passes through a low frequency region and attenuates a high frequency region. Therefore, since the first term is realized by feedback in the analog section before A / D conversion, and the second term is realized by digital signal processing by an impedance filter, a feedback circuit is required on the analog circuit side. Is done.

【0028】そこで、前述の数2に示される伝達特性を
持つ位相補償フィルタ5をインピーダンス・フィルタに
追加する。
Therefore, the phase compensation filter 5 having the transfer characteristic shown in the above equation 2 is added to the impedance filter.

【0029】図2は、位相補償フィルタ5のディジタル
信号処理の構成例が示される。伝達特性HFIL1は、数2
に示される特性である。図中41は任意の時間の遅延回
路、42は入力信号を−1倍する乗算器、43は入力信
号を2倍する乗算器、44は上記−1倍、2倍の乗算器
42,43の出力を加算する加算器である。入力信号が
乗算器43で2倍されたものと、入力信号が遅延回路4
1で遅延され、乗算器41で遅延され、乗算器42で乗
算されたものとが、加算器44で加算されることで、位
相補償フィルタ5が実現される。
FIG. 2 shows a configuration example of digital signal processing of the phase compensation filter 5. The transfer characteristic H FIL1 is given by:
This is the characteristic shown in FIG. In the figure, 41 is a delay circuit for an arbitrary time, 42 is a multiplier for multiplying an input signal by -1, 43 is a multiplier for doubling an input signal, and 44 is a multiplier for the -1 and 2 times multipliers 42 and 43. This is an adder for adding outputs. A signal obtained by doubling the input signal in the multiplier 43 and an input signal
The delay by 1 and the delay by the multiplier 41 and the product multiplied by the multiplier 42 are added by the adder 44, whereby the phase compensation filter 5 is realized.

【0030】図3にはこの位相補償フィルタの特性のベ
クトル図が示される。
FIG. 3 shows a vector diagram of characteristics of the phase compensation filter.

【0031】座標(2,0)を中心として半径1で、周
波数f=0の時、座標(1,0)を開始点として右回り
に回転する特性を持つ。位相補償フィルタの位相φの周
波数fに対する特性φ(f)は、次の数10で示され
る。
When the frequency is f = 0 with a radius of 1 around the coordinates (2,0), it has the characteristic of rotating clockwise starting from the coordinates (1,0). A characteristic φ (f) of the phase φ of the phase compensation filter with respect to the frequency f is expressed by the following equation (10).

【0032】 φ(f)=arc tan{sin(2π・f・Ts)/2−cos(2π・f・Ts)} …数10 数10は、周波数が低い間は、位相が進む特性を持つこ
とを示している。但し、ゲインが少しずつ増大する。こ
のような位相補償フィルタ5を追加するとによって間引
きフィルタ4、補間フィルタ9で生ずる位相遅延(数1
参照)を補償することができるので、位相遅延緩和する
ことができる。
Φ (f) = arc tan {sin (2π · f · Ts) / 2−cos (2π · f · Ts)} Equation 10 Equation 10 has a characteristic that the phase advances while the frequency is low. It is shown that. However, the gain increases little by little. When such a phase compensation filter 5 is added, the phase delay generated in the thinning filter 4 and the interpolation filter 9 (Equation 1)
) Can be compensated, so that the phase delay can be reduced.

【0033】一方、加入者回路の加入者回路インピーダ
ンスに関する特性規格は、一例として「CCITT BLUE BOO
K VOLUME III FASCICLE III.4-Rec.G.712」の「Return
Loss」に示されるように周波数範囲が 0.3k〜3.4kHz限
定された不整合減衰量で規定され、完全なインピーダン
スの整合が要求されていない。この結果、位相補償フィ
ルタ5の追加によりインピーダンス・フィルタ6に適用
可能な周波数範囲を高くでき、実現するインピーダンス
の種類によっては前述したアナログ帰還を削除しディジ
タル信号処理回路のみで実現できるインピーダンス・フ
ィルタの応用範囲を拡大することができる効果が得られ
る。
On the other hand, the characteristic standard regarding the subscriber circuit impedance of the subscriber circuit is, for example, "CCITT BLUE BOO".
`` Return '' of `` K VOLUME III FASCICLE III.4-Rec.G.712 ''
As shown in "Loss", the frequency range is specified by the mismatch attenuation limited to 0.3 kHz to 3.4 kHz, and perfect impedance matching is not required. As a result, the frequency range applicable to the impedance filter 6 can be increased by adding the phase compensation filter 5, and depending on the type of impedance to be realized, the above-described analog feedback can be deleted and an impedance filter that can be realized only with a digital signal processing circuit. The effect that the range of application can be expanded is obtained.

【0034】図4には、位相補償フィルタ5の別の構成
例が示される。
FIG. 4 shows another example of the configuration of the phase compensation filter 5.

【0035】51は、位相補償フィルタの入力端子であ
り、59は、同じく位相補償フィルタの出力端子であ
る。52は、任意の周波数fLPF3をカットオフとする第
3のLPFであり、上記の入力端子51からの信号を入
力とする。53は、任意の周波数fcの信号源であり、
54は、この信号源53の信号を上記LPF3の出力信
号と乗算を行う第1の乗算器である。55は、この乗算
器54の出力信号を入力とし、任意の周波数fLPF4をカ
ットオフとする第4のLPFである。56は、数3の伝
達特性を持ったフィルタであり、57は、このフィルタ
56の出力信号と上記信号源53を乗算する第2の乗算
器、58は、この乗算器57の出力信号を入力とし、任
意の周波数fLPF5をカットオフとする第5のLPFであ
り、出力端子59に出力するディジタル信号処理回路で
ある。
Reference numeral 51 denotes an input terminal of the phase compensation filter, and reference numeral 59 denotes an output terminal of the phase compensation filter. Reference numeral 52 denotes a third LPF that cuts off an arbitrary frequency f LPF3 , and receives a signal from the input terminal 51 as an input. 53 is a signal source of an arbitrary frequency fc,
A first multiplier 54 multiplies the signal of the signal source 53 by the output signal of the LPF 3. Reference numeral 55 denotes a fourth LPF which receives the output signal of the multiplier 54 as an input and cuts off an arbitrary frequency f LPF4 . Numeral 56 denotes a filter having the transfer characteristic of Equation 3, 57 denotes a second multiplier for multiplying the output signal of the filter 56 by the signal source 53, and 58 denotes an input signal of the multiplier 57. This is a fifth LPF that cuts off an arbitrary frequency f LPF5 , and is a digital signal processing circuit that outputs to the output terminal 59.

【0036】以下、図4に示される構成例の動作原理を
説明するが、説明を簡単にするために第3のLPF5
2、第4のLPF55、第5のLPF58の伝達特性と
してカットオフ周波数fLPF3、fLPF4、fLPF5は、それ
ぞれ図7、図8、図10の破線で示される理想特性と
し、さらに通過帯域内では伝送利得G=1、位相遅延φ=0
と簡略化する。
The operation principle of the configuration example shown in FIG. 4 will be described below, but the third LPF 5 will be described in order to simplify the description.
2, the cutoff frequencies f LPF3 , f LPF4 , and f LPF5 as transfer characteristics of the fourth LPF 55 and the fifth LPF 58 are set to ideal characteristics shown by broken lines in FIGS. 7, 8, and 10, respectively. Then, the transmission gain G = 1 and the phase delay φ = 0
To simplify.

【0037】入力51からの入力信号を周波数変換する
際にまず、図7に示されるようにエイリアス雑音を除く
ために第3のLPF52により入力信号成分(MIN)のみ
を取り出す。第1の乗算器54は、信号源53で発生し
た周波数fcの信号と、上記第3のLPF52の出力信
号を乗算する。この結果、乗算器の出力信号は、図8に
示されるように周波数fcの下側、上側に入力信号が下
側波ML、上側波MUとなって現れ、周波数変換がされ
る。ここで、下側波MLには、入力端子51に入力された
信号の周波数スペクトルとは逆向きスペクトルを持つ信
号が得られる。そこで、図8の破線に示すようなフィル
タ特性を持つ第4のLPF55により下側波MLを取り
出して、数3に示す特性を持つディジタル・フィルタ5
6に入力する。
When the frequency of the input signal from the input 51 is converted, first, only the input signal component (M IN ) is extracted by the third LPF 52 in order to remove alias noise as shown in FIG. The first multiplier 54 multiplies the signal of the frequency fc generated by the signal source 53 by the output signal of the third LPF 52. As a result, the output signal of the multiplier, the lower frequency fc as shown in FIG. 8, appears as an input signal to the upper and the lower side wave M L, the upper side band M U, is the frequency conversion. Here, the lower sideband M L, the signal having the reverse spectrum is obtained from the frequency spectrum of the input to the input terminal 51 signal. Therefore, the digital filter 5 is taken out under the wave M L by a fourth LPF55 having the filter characteristic shown in broken lines in FIG. 8, with the characteristic shown in Formula 3
Enter 6

【0038】図5には、ディジタル・フィルタ56の構
成例が示される。
FIG. 5 shows a configuration example of the digital filter 56.

【0039】構成としては、図2の−1倍の乗算器42
を1倍の乗算器62に変更したものである。すなわち、
入力信号が加算器43で2倍されたものと、入力信号が
遅延回路41で遅延され、乗算器42で−1倍されたも
のとが加算器44で加算されることで、数3に示される
特性を有するフィルタ56が構成される。その特性は、
図6に示すベクトル図のようになり、周波数fがfcに
近づくほど位相φの遅延が少なくなる特性を持つ。この
結果、上記フィルタ56の出力特性は、図9に示される
ように位相遅延が周波数fcでは0、周波数が低くなる
と位相遅延が増大する(下側に行く)特性を持ったものと
なる。そこで該フィルタ56の出力信号と信号源53の
信号と乗算器53により乗算して周波数変換を行い、L
PF5によって信号を取り出すと、その出力信号には、
図10に示されるように周波数が高くなると位相が進む
特性が得られ、図2に示される位相補償フィルタと同様
の特性を得ることができる。
The structure of the multiplier 42 shown in FIG.
Is changed to a 1-time multiplier 62. That is,
A signal obtained by doubling the input signal by the adder 43 and a signal obtained by delaying the input signal by the delay circuit 41 and multiplied by −1 by the multiplier 42 are added by the adder 44, which is shown in Expression 3. Thus, a filter 56 having the following characteristics is configured. Its characteristics are
The vector diagram shown in FIG. 6 has the characteristic that the delay of the phase φ decreases as the frequency f approaches fc. As a result, as shown in FIG. 9, the output characteristic of the filter 56 has a characteristic that the phase delay is 0 at the frequency fc and the phase delay increases (goes downward) as the frequency decreases. Therefore, the output signal of the filter 56 and the signal of the signal source 53 are multiplied by the multiplier 53 to perform frequency conversion.
When the signal is extracted by PF5, the output signal includes
As shown in FIG. 10, as the frequency increases, the characteristic that the phase advances is obtained, and the same characteristic as the phase compensation filter shown in FIG. 2 can be obtained.

【0040】以上のように位相補償フィルタ5をインピ
ーダンス・フィルタに追加することによってに位相遅延
を補償することができるので、インピーダンス・フィル
タに適用可能な周波数範囲を高くすることができる。
As described above, since the phase delay can be compensated by adding the phase compensation filter 5 to the impedance filter, the frequency range applicable to the impedance filter can be increased.

【0041】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更可能であることは言うまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment, it is needless to say that the present invention is not limited to the embodiment and can be variously modified without departing from the gist thereof. No.

【0042】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である加入者
回線に結合されるディジタル信号処理回路に適用した場
合について説明したが、本発明はそれに限定されるもの
ではなく、各種ディジタル信号処理回路に広く適用する
ことができる。
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to a digital signal processing circuit coupled to a subscriber line, which is the field of application, has been described, but the present invention is not limited to this. However, the present invention can be widely applied to various digital signal processing circuits.

【0043】本発明は、少なくともフィルタを備えるこ
とを条件に適用することができる。
The present invention can be applied on condition that at least a filter is provided.

【0044】[0044]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0045】すなわち、間引きフィルタ、補間フィルタ
による位相遅れ分を高域周波数まで補償できるので、高
い周波数まで位相を含めたインピーダンス・フィルタを
実現可能なディジタル信号処理回路を得ることができ
る。そして、それにより、ディジタル信号処理回路とし
ては、アナログ部においてインピーダンス・フィルタ特
性を補うための帰還回路を簡略化できる。
That is, since the phase delay caused by the thinning filter and the interpolation filter can be compensated up to a high frequency, a digital signal processing circuit capable of realizing an impedance filter including a phase up to a high frequency can be obtained. Thus, as a digital signal processing circuit, a feedback circuit for compensating impedance / filter characteristics in an analog section can be simplified.

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

【図1】本発明にかかるディジタル信号処理装置の構成
例を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration example of a digital signal processing device according to the present invention.

【図2】上記ディジタル信号処理装置における位相補償
フィルタの構成例回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a phase compensation filter in the digital signal processing device.

【図3】図2に示される位相補償フィルタの特性を示す
ベクトル図である。
FIG. 3 is a vector diagram showing characteristics of the phase compensation filter shown in FIG. 2;

【図4】上記位相補償フィルタの別の構成例を示すブロ
ック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing another configuration example of the phase compensation filter.

【図5】図4に示される位相補償フィルタにおける主要
部の構成例回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a main part of the phase compensation filter illustrated in FIG. 4;

【図6】図5にされるフィルタの特性を示すベクトル図
である。
FIG. 6 is a vector diagram showing characteristics of the filter shown in FIG. 5;

【図7】図4に示される入力端子を介して入力される信
号とローパス・フィルタの特性を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a signal input through the input terminal illustrated in FIG. 4 and characteristics of a low-pass filter.

【図8】乗算器により周波数変換後の特性を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing characteristics after frequency conversion by a multiplier.

【図9】フィルタにより位相回転が掛けられた場合の特
性を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing characteristics when a phase rotation is applied by a filter.

【図10】乗算器とLPFによる周波数変換後の特性を
示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating characteristics after frequency conversion by a multiplier and an LPF.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ディジタル信号処理回路20の入力端子 2,11 第1、2のLPF 3 A/D変換器 4 間引きフィルタ 5 位相補償フィルタ手段 6 任意のインピーダンス・フィルタ 7 加算器 8 上位装置からの入力信号 9 補間フィルタ 10 D/A変換器 12 ディジタル信号処理回路20の出力端子 20 ディジタル信号処理回路 30 加入者線路とのインターフェース手段 31,32 加入者線路側端子 33 電圧制御電圧源35の出力 34 電流制御電流源36の入力 35 電圧制御電圧源 36 電流制御電流源 37 電圧電流変換用抵抗 41,61 遅延回路 42 −1倍乗算器 43,63 2倍乗算器 44,64 加算器 51 入力端子 52,55,58 第3、4、5のLPF 53 発振器 54,57 乗算器 56 フィルタ 59 出力端子 62 1倍乗算器 A 電圧制御電圧源の係数 F 電流制御電流源の係数 RRX 電圧電流変換用抵抗Reference Signs List 1 input terminal of digital signal processing circuit 20 2, 11 first and second LPF 3 A / D converter 4 thinning filter 5 phase compensation filter means 6 arbitrary impedance filter 7 adder 8 input signal from host device 9 interpolation Filter 10 D / A converter 12 Output terminal of digital signal processing circuit 20 Digital signal processing circuit 30 Interface means with subscriber line 31, 32 Subscriber line side terminal 33 Output of voltage control voltage source 35 Current control current source 36 inputs 35 voltage control voltage source 36 current control current source 37 voltage / current conversion resistor 41, 61 delay circuit 42-1 multiplier 43, 63 double multiplier 44, 64 adder 51 input terminal 52, 55, 58 Third, fourth, and fifth LPFs 53 oscillators 54, 57 multipliers 56 filters 59 output terminals 62 1 Coefficient R RX voltage-current converting resistor coefficient F current controlled current source of the multiplier A voltage controlled voltage source

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アナログ信号を第1のサンプリング時間
間隔毎にA/D変換するA/D変換手段と、 上記A/D変換手段の出力信号を第2のサンプリング時
間間隔でサンプリングしてデータを間引くための間引き
フィルタと、 上記間引きフィルタの後段に配置され、任意のインピー
ダンス特性を持たせるためのディジタル・フィルタと、 上記ディジタル・フィルタの出力信号を第3のサンプリ
ング時間間隔で補間する補間フィルタと、 上記補間フィルタの出力信号をD/A変換するD/A変
換回路と、 を含み、上記D/A変換後のアナログ信号を加入者線路
上に帰還することによってインピーダンスを設定するデ
ィジタル信号処理回路であって、 上記ディジタル・フィルタは、上記間引きフィルタと上
記補間フィルタの遅れ位相を補償する位相補償フィルタ
を含むことを特徴とするディジタル信号処理回路。
An A / D converter for A / D-converting an analog signal at every first sampling time interval, and an output signal of the A / D converter being sampled at a second sampling time interval to obtain data. A decimation filter for decimation, a digital filter arranged after the decimation filter and having an arbitrary impedance characteristic, and an interpolation filter for interpolating an output signal of the digital filter at a third sampling time interval. A D / A conversion circuit for D / A converting the output signal of the interpolation filter; and a digital signal processing circuit for setting an impedance by feeding back the analog signal after the D / A conversion to a subscriber line. Wherein the digital filter compensates for a lag phase between the decimation filter and the interpolation filter. A digital signal processing circuit including a phase compensation filter.
【請求項2】 上記位相補償フィルタは、H=2−Z-1
で表される伝達関数Hを備えた請求項1記載のディジタ
ル信号処理回路。
2. The phase compensation filter according to claim 1, wherein H = 2-Z -1.
2. The digital signal processing circuit according to claim 1, comprising a transfer function H represented by:
【請求項3】 上記位相補償フィルタは、入力信号に含
まれる任意の周波数をカットオフする第1のフィルタ
と、 上記第1のフィルタの出力信号に任意の周波数の信号を
乗算する第1の乗算器と、 上記第1の乗算器の出力信号に含まれる任意の周波数を
カットオフする第2のフィルタと、 上記第2のフィルタの後段に配置され、H=2+Z-1
表される伝達関数Hを備えた第3のフィルタと、 上記第3のフィルタの出力信号に任意の周波数の信号を
乗算する第2の乗算器と、 上記第2の乗算器の後段に配置され、任意周波数をカッ
トオフとする第4のフィルタと、 を含んで成る請求項1記載のディジタル信号処理装置。
3. A first filter for cutting off an arbitrary frequency included in an input signal, and a first multiplication for multiplying an output signal of the first filter by a signal of an arbitrary frequency. , A second filter that cuts off an arbitrary frequency included in the output signal of the first multiplier, and a transfer function that is disposed after the second filter and that is represented by H = 2 + Z −1. A third filter provided with H; a second multiplier for multiplying an output signal of the third filter by a signal of an arbitrary frequency; and a second filter arranged at a subsequent stage of the second multiplier to cut an arbitrary frequency. The digital signal processing device according to claim 1, further comprising: a fourth filter that is turned off.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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