JPH1174759A - ディジタルフィルタ - Google Patents

ディジタルフィルタ

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JPH1174759A
JPH1174759A JP23190997A JP23190997A JPH1174759A JP H1174759 A JPH1174759 A JP H1174759A JP 23190997 A JP23190997 A JP 23190997A JP 23190997 A JP23190997 A JP 23190997A JP H1174759 A JPH1174759 A JP H1174759A
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JP
Japan
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filter
digital
waveform memory
digital filter
address
Prior art date
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Pending
Application number
JP23190997A
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English (en)
Inventor
Masao Shimao
雅夫 島尾
Kazuyoshi Tsukamoto
和嘉 塚本
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高精度を保ったまま従来に比べて格段の高速性
が保証されると共に、小型で低消費電力のディジタルフ
ィルタを実現する。 【解決手段】入力データ列に基づいてアドレスを発生す
るアドレスジェネレータと、データ列に対応したフィル
タ処理結果があらかじめ格納された波形メモリと、この
波形メモリの出力をアナログ変換するディジタル・アナ
ログ変換器を備え、前記波形メモリより、前記アドレス
ジェネレータが発生するアドレスの内容を読み出すこと
により、入力データ列に対応したフィルタ結果が前記デ
ィジタル・アナログ変換器より得られるように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信用ベースバン
ド信号発生器に用いられるディジタルフィルタに関し、
特に高速で高精度なフィルタ結果を得るための改善に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】通信用ベースバンド発生器は通信用基準
信号発生器として位置付けられており、高純度の波形発
生が求められている。無線通信においては特に使用でき
る周波数が逼迫しており、出来る限り信号の占有周波数
帯域幅を狭くすることが必要になっている。情報伝送に
問題がない範囲内で信号の占有する周波数帯域幅を削減
するためにフィルタが用いられるが、減衰量および帯域
内平坦性の厳しい要求に対してアナログフィルタでは実
現が困難なためディジタルフィルタが用いられる。
【0003】更に、通信用ベースバンド発生器を汎用の
基準信号発生器とする上で、ディジタルフィルタは種々
の規格ごとに定められたフィルタ形状を忠実に再現でき
るようになっている必要がある。また、今後発生する新
たな規格へ対応できるようにするためにもフィルタ定数
が可変になっている必要がある。このため通信用ベース
バンド信号発生器に用いられるディジタルフィルタとし
ては、特に高精度とフィルタ形状の可変性が求められて
いる。
【0004】ディジタルフィルタは通常図4に示すよう
な構成である。標本化保持回路1でアナログ入力信号を
サンプルホールドし、アナログ・デジタル変換器(AD
変換器)2でディジタル信号に変換する。ディジタル変
換後次段のディジタル信号処理回路3で処理し、その出
力はディジタル・アナログ変換器4でアナログ信号に変
換され、低域フィルタ5で滑らかな波形に整形して出力
される。
【0005】このようなディジタルフィルタにおいて、
ディジタル信号処理回路3の処理方式には各種の方式あ
るいは構成のものが実現されているが、その中にディジ
タル処理プロセッサ(DSP)を用いて畳み込み演算を
行う方式のものがある。この方式によれば、上記要求を
満たすフィルタ、すなわち高精度でフィルタ形状が可変
なフィルタを実現することが可能である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、DSPは現
状では60MHz程度が最高速であり、60MHzごと
に1回の割合で積和演算が行われる。100Tap(フ
ィルタの精度を表す指数)の場合、1回の出力を得るた
めに100回の積和算が必要であり、1.6μs程度の
時間がかかってしまう。通常ディジタルフィルタは入力
信号を数倍(4倍以上が普通)オーバーサンプリングし
て用いられるため、実際には伝送速度が160Kbps
以上の入力信号に対しては用いることができないという
問題があった。
【0007】また、DSPの並列運転により高速演算が
可能となるが、数十個が限界であり消費電力も非常に大
きくなる。
【0008】本発明の目的は、このような点に鑑み、高
精度を保ったまま従来に比べて格段の高速性が保証され
ると共に、小型で低消費電力のディジタルフィルタを提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、入力データ列に基づいてアドレス
を発生するアドレスジェネレータと、データ列に対応し
たフィルタ処理結果があらかじめ格納された波形メモリ
と、この波形メモリの出力をアナログ変換するディジタ
ル・アナログ変換器を備え、前記波形メモリより、前記
アドレスジェネレータが発生するアドレスの内容を読み
出すことにより、入力データ列に対応したフィルタ結果
が前記ディジタル・アナログ変換器より得られるように
構成したことを特徴とする。
【0010】
【作用】波形メモリにあらかじめ入力データ列に対応し
たフィルタ結果を格納しておき、実際にデータ列が入力
されたときは、その入力データ列に基づいたアドレスで
波形メモリをアクセスし当該入力データに対するフィル
タ結果を直接読み出す。従来のようなフィルタ演算が不
要であり、高速のディジタルフィルタを容易に実現する
ことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく
説明する。図1は本発明に係るディジタルフィルタの原
理構成図である。なお、本発明のディジタルフィルタ
は、入力信号として、図4に示すような一般的なディジ
タルフィルタのアナログ信号ではなく、ロジック信号を
対象とするものである。図において、10は入力データ
列(シリアルデータ)に対応したアドレスを発生するア
ドレスジェネレータ、20は入力データ列に対応したフ
ィルタ処理結果があらかじめ格納された波形メモリであ
る。
【0012】アドレスジェネレータ10は、入力データ
列に基づいて波形メモリ20へのアドレスを発生する。
波形メモリ20からは当該アドレスの内容、すなわち入
力データ列に対応したフィルタ処理結果が出力される。
【0013】このように本発明では、入力データ列が入
力されると直ちにその入力データ列に対応したフィルタ
処理結果が得られる。本発明は、従来のDSP演算のよ
うにリアルタイムに演算するのではなくあらかじめ演算
結果を波形メモリに格納しておく方式であるため、高速
出力が可能である。
【0014】以下実施例について説明する。図2は図1
の原理構成図に基づく本発明のディジタルフィルタの一
実施例を示す構成図である。アドレスジェネレータ10
は、直列・並列変換器11、カウンタ12および分周器
13より構成される。
【0015】直列・並列変換器11は、入力のシリアル
データをパラレルデータに変換する。カウンタ12はク
ロックを計数するカウンタである。分周器3は前記クロ
ックを分周するもので、本実施例では1/8分周を行
い、これを直列・並列変換器11にタイミングクロック
として与えている。
【0016】30は波形メモリ20より出力されたディ
ジタルデータをアナログ信号に変換するディジタル・ア
ナログ変換器(以下DA変換器という)である。
【0017】波形メモリ20には、入力データに対する
全組み合わせに対し、それぞれルート・ナイキスト・フ
ィルタ(root nyquist filter)および窓関数をかけた
データがあらかじめ格納される。
【0018】このような構成における動作を次に説明す
る。シリアル入力データの15ビットデータは直列・並
列変換器11で並列データに変換され、波形メモリ20
に上位アドレス(15ビット)として与えられる。カウ
ンタ2は8オーバーサンプリング(出力波形をフィルタ
処理するために1データを時間方向に8分割する)の場
合3ビットの出力であるが、その3ビットの出力は波形
メモリ20に下位アドレスとして与えられる。
【0019】本実施例では、8オーバーサンプリングを
行い、シンボル干渉長が15であり、電圧精度が16ビ
ットのディジタルフィルタを例にとっている。なお、シ
ンボル干渉長とは畳み込み演算時に現在のデータからど
の程度離れたデータまでを考慮するかを示すもので、シ
ンボル干渉長15の場合は前後7.5離れたデータまで
をフィルタ演算に反映させることになる。
【0020】オーバーサンプリングの目的は次の通りで
ある。入力されるデータ列をそのまま出力すると矩形波
状となり占有帯域幅は広くなってしまう。占有帯域幅を
狭くするためには、ディジタルフィルタ処理を行うこと
により波形を滑らかにする必要がある。滑らかな波形を
作るために本実施例では1データを8倍に時間方向に分
割(オーバーサンプリング)する手法を採っている。
【0021】ところで、波形メモリ20にあらかじめ格
納しておく波形データは、図3のフローチャートに示す
ような手順に従って生成する。すなわち、 図示しないコンピュータ等により、入力データ列(1
5ビット)を生成する。 入力データ列を8オーバーサンプルし、サンプルデー
タ列を生成する。
【0022】このサンプルデータ列に対しルート・ナ
イキスト・フィルタおよび窓関数(例えば、Hanning/H
amming/Balckman-Harris等)を畳み込み演算し、出力
データ列を得る。詳しくは次のようにして出力データ列
を求める。シンボル干渉長が15、オーバーサンプリン
グ数が8の場合、Tapは15×8=120となる。入
力(0または1のデータ列)をx(n)、出力をy
(n)、フィルタのインパルス応答列をh(n)とする
と、出力は次式で表される。 y(n)=Σx(m)h(n−m) ただし、Σの上下限値は、m=−60からm=59まで
である。
【0023】なお、x(m)は0または1が15個並
んだもので、上記y(n)は215通りあるが、この出
力データ列中で入力データ列x(m)の外側からの干渉
の無い中央部の8個のデータすなわち、y(−4),y
(−3),...,y(3)のみを取り出し、波形メモ
リ4に格納する。
【0024】このようにして、15ビットの入力データ
を上位アドレスとし、3ビット(8オーバーサンプリン
グしたことに対応する値)を下位アドレスとして、波形
メモリ20に上記8個の出力データy(n)をそれぞれ
書込んでおく。他の入力データについても上記と同様に
フィルタ処理結果を得て波形メモリ20に書込んでゆ
く。
【0025】さて、再び図2に示す構成における動作説
明に戻る。直列・並列変換器11で入力データを変換す
るごとに、カウンタ12ではクロックを8個計数し0〜
7の値が出力される。波形メモリ20に与える下位アド
レスとしてのカウンタの出力が0から7まで変化する
間、上位アドレスである直列・並列変換器11の出力は
変化しない。したがって、波形メモリ20からは、ある
入力データに対して8個のデータ、y(−4),y(−
3),...,y(3)が順次出力されることになる。
【0026】出力された8個のデータはDA変換器30
でアナログ信号に変換され出力される。以上説明したよ
うに本発明では、入力データ列に対して、そのデータ列
に対応したフィルタ処理結果を波形メモリから読み出せ
ば済むようになっている。したがって、その処理速度
は、リアルタイムで畳み込み演算を行う従来のディジタ
ルフィルタに比べて格段に高速である。
【0027】なお、以上の説明は、本発明の説明および
例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎな
い。したがって本発明は、上記実施例に限定されること
なく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、
変形をも含むものである。
【0028】例えば、分周数は1/8に限定されるもの
ではなく、適宜変更することも可能である。また、波形
メモリ20の出力データ(DA変換器30の入力デー
タ)も16ビットに限らない。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来のようにリアルタイムに演算を行うのではなく、あら
かじめ演算結果を作成して波形メモリに格納しておくた
め、従来のディジタルフィルタに比べて格段に高速化さ
れたディジタルフィルタを容易に実現することができ
る。また、回路素子も小型で低消費電力のものを使用す
ることができ、全体として小型低消費電力のディジタル
フィルタを容易に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るディジタルフィルタの原理構成図
【図2】本発明に係るディジタルフィルタの一実施例構
成図
【図3】波形メモリに格納するデータの生成手順を示す
【図4】ディジタルフィルタの一般的な構成ブロック図
である。
【符号の説明】
10 アドレスジェネレータ 11 直列・並列変換器 12 カウンタ 13 分周器 20 波形メモリ 30 DA変換器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力データ列に基づいてアドレスを発生す
    るアドレスジェネレータと、 データ列に対応したフィルタ処理結果があらかじめ格納
    された波形メモリと、 この波形メモリの出力をアナログ変換するディジタル・
    アナログ変換器を備え、 前記波形メモリより、前記アドレスジェネレータが発生
    するアドレスの内容を読み出すことにより、入力データ
    列に対応したフィルタ結果が前記ディジタル・アナログ
    変換器より得られるように構成したことを特徴とするデ
    ィジタルフィルタ。
  2. 【請求項2】前記アドレスジェネレータは、入力データ
    列を並列データに変換する直列・並列変換器と、基準ク
    ロックを計数するカウンタと、前記基準クロックを分周
    し前記直列・並列変換器のタイミングクロックとする分
    周器を備え、 前記直列・並列変換器の出力を上位ビット、前記カウン
    タの出力を下位ビットとするアドレスを前記波形メモリ
    に与えるように構成したことを特徴とする請求項1記載
    のディジタルフィルタ。
  3. 【請求項3】前記分周器はクロックを1/8に分周する
    ように構成され、前記入力データ列が8オーバーサンプ
    リングされるようしたことを特徴とする請求項1または
    請求項2記載のディジタルフィルタ。
  4. 【請求項4】前記波形メモリには、入力データ列をオー
    バーサンプリングしたサンプルデータ列に対し、ルート
    ・ナイキスト・フィルタおよび窓関数を畳み込み演算し
    て得たデータ列の中で中央部のデータのみがフィルタ処
    理結果として格納されたことを特徴とする請求項1また
    は請求項2または請求項3記載のディジタルフィルタ。
  5. 【請求項5】前記畳み込み演算の際のシンボル干渉長を
    15とし、フィルタのTap数を120としたことを特
    徴とする請求項4記載のディジタルフィルタ。
JP23190997A 1997-08-28 1997-08-28 ディジタルフィルタ Pending JPH1174759A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011228815A (ja) * 2010-04-15 2011-11-10 Tektronix Inc 任意波形発生器の周波数特性補正方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011228815A (ja) * 2010-04-15 2011-11-10 Tektronix Inc 任意波形発生器の周波数特性補正方法

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