JPS5928737A - 標本化周波数変換装置 - Google Patents

標本化周波数変換装置

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JPS5928737A
JPS5928737A JP14040582A JP14040582A JPS5928737A JP S5928737 A JPS5928737 A JP S5928737A JP 14040582 A JP14040582 A JP 14040582A JP 14040582 A JP14040582 A JP 14040582A JP S5928737 A JPS5928737 A JP S5928737A
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JP
Japan
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analog
digital
signal
pcm
sampling
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JP14040582A
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English (en)
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Minoru Ozaki
稔 尾崎
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B14/00Transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B14/02Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation
    • H04B14/04Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation using pulse code modulation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本願発明は、標本化周波数の異なるPCM装置(アナロ
グ(q号を標本化しパルス符号変調したものを記録・p
)生・伝送又は処理する装置)間をディジタル的((デ
ータ転送する場合に必要な標本化周波数変換装置に関す
るイ、のである。
この種の装置の動作を説明する一般的なモデル図が第7
図に示されている。図において、送信側(出力側)のP
ct、l装j〃のP(JJ倍信号7)応する仲本値(サ
ンプリング値)が黒丸印で示されており、そのディジタ
ル・アナログ変換後の対応した出力波形が破線で示され
ている。また、受信側(入力側)のPC)、4装置に必
要な受信PCMはχ印の値で示されている。図より明ら
かな如く、黒丸印とχ印との周M(即ち周波#!I)+
1異なっており、この演算を行なうのが標本化)^J波
数変換器である。
従来におけるこの種の装置としては、第一図に示すよう
なディジタルフィルタ技術を利用した全ディジタル式椋
本化j^ゴ波数変換器と、第3図に示すような一度アナ
ログ信号に変換後、受信側の標本化周期でPC’M信号
化する装置とが提案されている。
まず第1図について説明すると、(1)は送信側PCM
装置(図示せず)よりのPCM信号入力端子、(2)は
受信側PCM装置(図示せず)へのPCM信号出力端子
、(3)は送信側PCM装置の標本化クロック信号入力
端子、(りは受信側PCM装置の標本化クロック信号入
力端子、(j+は入力端子/からのPC)、f信号を全
ディジメル方式で標本化周波数を変換する回路で出力端
子コに演算結果を出力する。
この第、2図の従来例では、標本化周波数変換ディジタ
ル回路Sは、精度の高い高価なディジタルフィルタ技術
を駆使する必要があり、特に、送信側と受信側の標本化
周波数比が複雑になると実現には膨大な回路を必要とす
るという欠点がある。
第、7図において、符号/〜グは第一図に相当部分を示
し、乙は入力端子/からのPCM信号を、入力端子3か
らの送信側の標本化クロック信号の周波数でディジタル
・アナログ変換(以下、D / A変換という)してア
ナログ信号を出力するD / A変換器、7はそのアナ
ログ出力信号を入力して、入力端子3及びlからの標本
化クロック信号の周波数の低い方の周波数の%以上の周
波数をしゃ断する低域r波型のアナログフィルタ(以下
、LPFという)、そしてgは、アナログフィルタ7に
より平滑されたアナログ信号を入力端子lからの受信側
PCM装置の標本化りρツク信号の周波数で標本化して
、アナログ・ディジタル変換(以下。
A / D変換という)して出力端子−にPCM信号信
号力出力A / D変J≠44、である。
第3図の従来例においては、高精度のD / A変(1
7I56及びA / n変換器ざを用いないと信号の劣
化が著[〜くなる欠点があり、活M度な転送の実現には
、特に高価なA / n変換器にが必要で漆、るという
欠点がある。
本願発明は、上記の、「うな従来の標本化周波数変換装
置の欠点を除去するためになされたもので、アナログ信
号処理とディジタル信号処理とを混成させることにより
、従来装置に比べ、簡単な構成で安価に作ることのでと
る標本化周波数変換装置を提供することを目的としてい
る。
以下、本願発明に係る標本化周波数変換装置の好ましい
実施例に渚って本願発明を説明する。
第9図は上記目的を達成するための第1の発明に係る標
本化周波数変換装置の好ましい実施例を示すブロック回
路IMIで、第V図においては、第3図に加えて、D 
/ p、変換器6からの−rアナログ信号、LPF 7
における遅延時間分だけ遅らせるための遅延線l)、r
7.と、Lplr 7 hび遅延線D 、L 、の両方
の信刊の差をとってA / D変換器/θに送るための
差f阿号演鏝回路デと、A / D変換器10のディジ
タル出力信号と人力PCM信号を所定時間遅延させるた
めのディジタル遅延回路りを経た信号とを加初する加神
−器//と、が設けられている点である。尚、ディジタ
ル遅延回路Eの所定遅延時間はn / A変換器6から
A / D変換器/θまでの経鍋時間に相当している。
入力端子/からのPCM信号はD / A変拗器6、及
びLPF 7を経由することにより、第5図(A)に示
すアナログ波形a(破線)が召)られ、D / A変換
zHtからのアナログ出力信号を遅延線D 、L 、で
遅延した後の信号波形b(階段波形)が第5図(Alに
示す如く得られる、従って、差信号演算回路デからは第
5図CB)に示される波形Cが出力されることとなる。
尚、第S図(Blの矢印は、受信側PCM装置(図示せ
ず)のクロック信号発生時を示している。
波形CはA/D変換器10により受信側PCM装置の標
本化クロック信号で標本化されA/D変換される。この
A / D変換器10から出力されたPCM信号と、入
力端子/かbの、ディジタル遅延回路りで遅延されたP
ct、+ (g号と、が加捜器//でディジタル的に全
加算され、受信PCM装置側への出力PCM信号とt「
る。
斯かる第V図の実施例シζおいては、隣接[また偉本レ
ベルの差信号をA / D変換する構成に7’jってい
るので、A / D変換器/θの必要ビット数はPCM
信号のビット数よりも少ないものとなり、A / D変
換器の積度に7・1する9求が緩和され、安価なA /
 D変換器を使用することができる。
第6図は上記の目的を達成するための第2の発明に係る
標本化周波数変換装置の好ましい実廁例を示すブロック
回路図で、第V図との違いは、D / A変換器6にP
CM信号が入力される前に遅延回路1.2を設け、この
遅延回路/λにはT+jlJ御回路/3を接続して1!
!延回路/2によるPC)A信号のレベルを検出し、そ
のレベルに基づいて差信号演算回路りとA/D変換器1
6との間に接続されたアナログ増幅器/lの増幅度及び
、A / D変換器/乙と加算器//との間に接続され
たディジタル乗算回路/jの係数を調整するようにした
点である。
尚、遅延回M/λの遅延時間はPCM (S号のレベル
検出に必要な所定パルス数分に相当している。
このような第6図の構成により、差信号演算回路9の出
力レベルCを手間1し、出力レベルCの増幅度をアナロ
グ増幅器/Vにより適当に(例えば、2n単位)設定し
、A / D lr−換器/6の変換範囲を有〃l利用
することができる。従ってA / D変換器/6の必要
ビット数はPC)、!信号ピット数の半分程度(例えば
/乙ビットのPCM @号に対してgビオする特徴を有
する59例えば、オーディオ信号のスペクトルは、/ 
KIIZ以下に集中しており、はとんどの確率でアナロ
グ増幅器/lの増幅度は、増幅度可変範囲の最大値を呵
択しているので、有効ビット数は低下しf「い。また、
ディジタル乗算回路/りの係数は、アナログ増幅器/l
の増幅度に応じて変(Eするが、アナログ増幅器/グの
増幅11力量上記例の2nのみに設定されているときは
、ディジタル乗算回路15は簡単な/フト演算で構成で
きる。
第7図は、上記の目的を達成するための第3の発明に係
る標本化周波数変換装置の好ましい実施例を示すブロッ
ク回路図である。第7図と第1図との違いは、第6図と
同様、遅延回路/2を設けるとともK、別のD / A
変換器/にを設け、このD / A変換57gと遅延回
路/コとの間にディジタル演算回路/7を挿入し、D 
/ A変換器/lの出力(Ij号を遅延線り、L、に結
合させ、更にディジタル遅延回路りの入力端子をディジ
クル演η1可路/7に接続し、送信側PCM装置の標本
化クロック信号入力端子3をテイジタル演算回路/7及
びD/、A変換器1gに接続し、そしてディジタル演算
回路77にはクロックイ8号入力端子lも接続されて℃
・る、点である。
第7図においては、ディジタル演算回路77カ・ら近似
PCM信号dが出力され、これをD/A変換して差信号
演算回路デに信号eとして入力することにより、差(g
号演算回路デの出力fの出現範囲を小さくしている。す
なわち、これを第S図(A)及び(B)に示された波形
について考察すると、ディジタル演算回路/7で送受両
側の標本化信号を入力しており、第S図(旬の矢印の受
信側標本化クロック(>−号が入力したとき、遅延回路
7.2における該受信側クロック信号に隣接した送信側
クロック信号に対応するPCM信号レベしA及びBより
近似pc1.A(S n (レベル)dは次式より求ぬ
られるa = k−、b、+(/−k)B ここでkは 第を図(B)に示す如く、送信側PCM装
置の標本化クロック信号と、受信側PCM装置の標本化
クロック信号との位相関係によって決まる、第S図iB
I において、Tは送信側PCM装置の標本化周期を示
している 実際には、kは、離散的な数種類の値に近い
値にIHき換えて演算する(例えば、kは0 、0.2
 、θグ、θ6.θtのj種類中、最も近い値とする)
このようにして、出力でも出現範囲を小さくすることに
よりA、 / D変換器/りの必要な精度を下げろこと
が可能とt「る。
第9図は、上述した目的を達成するための第Vの発明に
係る標本化周波変換装置の好ましい実施例を示すブロッ
ク回路図である。第9図と第1図との違いは、入力P 
C)J信号よりディジタルフィルタリング法を用い、標
本化)+!+j QJi−数の2に倍のPCrAイア+
号を演算するディジタル・フィルタリング回路、23を
遅延回路/−とD / A交換器/gとの間に接続し、
演算結果中、受信側PCM装置の標本化クロック信号の
発生位置に近いPCM信号を上記、2に倍の標本化46
号によりD / A変換器/lYJ:D/に変換を行な
い、差(1=号演鐘回路デの一方の入力gとしている点
、である。
お゛ ディジタルフィルタリング法は第2図にわいても用いら
れているものであり既知のものであるが、非巡回型フィ
ルタ(FIRフィルタ)で構成することにより標本化周
波数を逓倍したPCM信号が容易に演算できる。標本化
周波数を2倍にした場合の波形図が第1θ図に示されて
いる。図中、信号ag、及びhは第9図中の符号a +
 g +及びhの信号に対応している。第S図と第10
図とを比較すると、第5図(B)の波形Cよりも第1O
図(B)の波形りの方が全体にレベルが低くなっている
。これによりA / D f換器、2+1の所要ビート
数を更に少なくすることができろ。尚、第1O図中、黒
丸は入力PCM信号対応レベル、XPPはディジタルフ
ィルタリング回路で演算したPCM信号対応レベルを示
している。
第り図におけるディジタルフィルタリング回路22は出
力PCM信号の近似値(予測値)を求める構成であるの
で、第2図の従来例において示した全ディジタル式標本
化周波数変換装置中に用いられるディジタルフィルタ(
図示せず)程の演算精度が要求されず低価格に抑えるこ
とができる。
嬉9図の別の構成例として、ディジタル・フィルタリン
グ回路2Jで精度良く、2n倍の標本化1M波数のPC
M信号を求め、D / A変換器6の入力とするD /
 A変換器乙の出力と、LPF 7の出力との差を演譜
する構成でも同様の効果を奏する。この場合、ディジタ
ル・フィルタリング回路の演算精度は第21%に示した
全ディジタル式標本化+、’、I波数変換器と同等であ
るが、21倍の周波数変換を行なうので容易に実現でと
る。また、LPF 7のしゃ断時性が廃酸である必要が
なくなる利点もある。
以上の如く、本願発明によれば 標本化周波数の変換を
ディジタル同格とアナログ回路とを適宜組み合わせてい
るので簡素で安価な椅本化IA−j波藪変換装置が実現
される。
【図面の簡単な説明】
り】、71Δは標本化周波数変換装置の一般的な原理を
バ;1明するための図、第−図及び第3図は従来の標本
化周波変換装置斤を示すブロック回路図、第1図は本願
における第1の発明に係る標本化周波数変換装置の一方
hiLI例を示すブロック回路図、第S図(Al及び(
B)は第7図の装置に対応する出力波形図、第6図は第
2の発明に係る標本化周波数変換装置の一実施例を示す
ブロック回路図、第7図は紀3の発明に係る標本化周波
数変換装置の一実施例を示すブロック回路図、第に図詞
雲笹何は第7図の装置に対応する出力波形図、第2図は
第グ図の発明に係る標本化周波数変換装置の一実施例を
示すブロック回路図、及び第1θ図FA)及び(Blは
第9[′利の装置に、対応する出力波形図、である。 l・・入力端子、コ・・出力端子、3・・送信側の標本
化クロック信号入力端子、ダ・・受信側の(瑣本化りロ
ック龍号入力端子、A 、/l・・D / A変換器、
7・・LPF、?・・差信号演算回路、/θ、/A 、
/9.2グ・・A / D変換器、//・・加MI″J
5、/2・・遅延回路、13・・制御回路、/す・・ア
ナログ増幅器、15・・ディジタル乗算回路、/クー・
ディジタル演算回路1.2.2・・ディジタルフィルタ
リング回路、D 、L。 ・・遅延線、D・・デイルメル遅延回路尚、図中、同一
符号は同−又は相当部分を示す。 代理人  葛  野  信  −

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)標本化周波数が異なるPCM装置間でディジタル
    的にデータ転送する標本化周波数変換装置において; 送信側の前記PCM装置から出力されたPCM信号を送
    信側の標本化周波数でディジタル・アナログ変換する手
    段;該ディジタル・アナログ変換手段のアナログ出力信
    号における送信側又は受信側の低い方の標本化周波数の
    イ以上の周波数をしゃ断するアナログフィルタ;該アナ
    ログフィルタの出力信号と、該出力信号に時間一致させ
    るため該差信号演算回路の出力信号を受信側の標本化周
    波数で標本化してアナログ・ディジタル変換する手段:
    及び、該アナログ・ディジタル変換手段からのディジタ
    ル出力信号と、前記ディジタル・アナログ変換手段から
    前記アナログ・ディジタル変換手段に至るまでの所定時
    間だけ遅延された〆前記送信側からのPCM信号と、を
    加算する手段;を備え、前記加算手段の出力信号をPC
    M信号として受信側の前記PCM装置へ転送することを
    特徴とした標本化周波数変換装置。
  2. (2)標本化周波数が異なるPCM装置間でディジタル
    的にデータ転送する標本化周波数変換装置であって;送
    信側の前Be PCM装置から出力されたPCM信号を
    送信側の標本化周波数でディジタル・アナログ変換する
    手段;該ディジタル・アナログ変換手段のアナログ出力
    信号における送信側又は受信側の低い方の標本化周波数
    のイ以上の周波数をしゃ断するアナログフィルタ;該ア
    ナログフィルタの出力信号と、該出力信号に時間一致さ
    せるため遅延線を紅だ前記ディジタル・アナログ変換(
    ζ 手段のアナログ出力信号と、差信号を演算する回路;該
    差信号演算回路の出力信号を受信側の標本化周波数で標
    本化してアナログ・ディジタル変換する手段;及び、該
    アナログ・ディジタル変換手段からのディジタル出力信
    号と、前記ディジタル・アナログ変換手段から前記アナ
    ログ・ディジタル変換手段に至るまでの所定時間だけ遅
    延された前記送信側からのPCM信号と、を加算する手
    段:を備え、前記加算手段の出力信号をPCI・l信号
    として受信側の前記PCM装置へ転送する標本化周波数
    変換装置において: 前記送信側のPCIJ装置と前記ディジタル・アナログ
    変換手段との間に接続されて前記送信側のpc+、(信
    号を、そのL/ベル検出に必要な所定パルス数分だけ遅
    延するディジタル遅延回路;該ディジタル遅延回路に接
    続された制御回路;該61制御回路に接続され且つ前記
    差信号演算回路と前記−アナログ・ディジタル変換手段
    との間に接続されたアナログ増幅器;及び、前記制御回
    路に接続され且つ前記アナログ・ディジタル変換手段と
    前記加算手段との間に接続されたディジタル乗算回路;
    を備え、前記制御回路は前記ディジタル遅延回路からの
    PC)、4信号のレベルに屋−づき前記アナログ増幅器
    の増幅度及び前記ディジタル乗算回路の係数を調整する
    ものでt〕ることを特徴とした8ii!本化周波数変換
    装置。 (J)  標本化f・慣波数がν″4なろPC’lJ装
    置間でディジタル的にデータ転送する標本化周波数変換
    装置において; 送信側1の前記Pct、(装置がら出力されたPCl、
    4化号を そのレベル検出に必要な所定パルス数分だけ
    遅延するディジタル!戻延回路;該ディジタル遅延回路
    に接続され前記PC’l、l信号を送信側の標本化周波
    数でディジタル・アナログ変換する手段;該ディジタル
    ・アナログ変換手段のアナログ出力信号にす6ける送信
    側又は受信側の低い方の襟本化間波数のり以上の周波数
    をしゃ断するアナログフ・イルタ;前記ディジタル遅延
    回路に接続され、受信側PCM装置の標本化クロック1
    3号に隣接した送信側PCM装置の標本化クロック信号
    発生時の前記PC)、(イハ号レベルにより所定式から
    ホまる近似PC7,A信号レベルを演算するディジタル
    演算回路;該ディジタル演算回路に接続され前記近1以
    PCM信号な前記送信側の標本化周波数でディジタル・
    アナログ変換する別の手段;前記アナログフィルタの出
    力信号と、該出力信号に時間一致させるため遅延線を経
    た前記側のディジタル・アナログ変換手段のアナログ出
    力信号と、の差信号を演算する回路;該差信号演算回路
    の出力信号を受信側の標本化周波数で標本化してアナロ
    グ・ディジタル変換する手段;及び、該アナログ・ディ
    ジタル変換手段からのディジタル出力信号と、前記ディ
    ジタル・アナログ変換手段から前記アナログ・ディジタ
    ル変換手段に至るまでの所定時間だけ遅延された前記近
    1以PCM信号と、を加算する手段;を備え、前記加算
    手段の出力信号をPCM信号として受信側の前記PCM
    装置へ転送することを特徴とした標本化周波数変換装置
    。 (グ) 前記所定式はC=に−A+(/−k)Bであり
    、Cは前記近似PCM信号レベル、には送信側の標本化
    クロック信号と受信側の標本化クロック信号との位相関
    係により決まる定数、A及びBはそれぞれ前記受信側の
    標本化クロック信号に隣接した前記送信側の標本化クロ
    ック信号発生時の前記PCM(i号しベルを示している
    特許請求の範囲第3項記載の標本化周波数変換装置。 (り)標本化161波数が蹟なるPCIJ装置間でディ
    ジタル的にデータ転送する標本化1M波数変換装置にお
    いて; 送信側の前記PCM装置から出力されたPCM信号を、
    そのレベル検出に必要な所定パルス数分だけ遅延するデ
    ィジタル遅延回路;該ディジタル遅延回路に接続され前
    記pc+t (g号を送信側の(瑣本化関波数でディジ
    タル・アナログ変換する手段;該ディジタル−アナログ
    変換手段のアナログ出力信号における送信側又は受信側
    の低い方の標本化周波数のイ以上の周波数をしゃ断する
    アナログフィルタ;前記ディジタル遅延回路に接続され
    、送信側の標本化周波数の2に倍のPCMを出力するデ
    ィジタルフィルタリング回路;該ディジタルフィルタリ
    ング回路に接続され前記2に倍のPCM信号を前記送信
    側の標本化周波数でディジタル・アナログ変換する別の
    手段;前記アナログフィルタの出力信号と、該出力信号
    に時間一致させるため遅延線を経た前記別のディジタル
    ・アナログ変換手段の波数で標本化してアナログ・ディ
    ジタル変換する手段;乃び、該アナログ・ディジタル変
    換手段からのディジメル出カ信号と、前記ディジタル・
    アナログ変換手段から前記アナ1コグ・ディジタル)A
    ゞ喚手段に至る土での所定時間だけ遅延された前記、2
    1(倍PC1,4信号と、を加算する手段;を1勇え、
    前記11[1算手段の出力信号をPCMイパ号として受
    信1011の前n(: PC)イ装置へ転送することを
    特徴と[7た標本化IM波数変換装置。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5127414A (ja) * 1974-08-30 1976-03-08 Toyo Electric Mfg Co Ltd

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