JPS61113314A - サンプル値間引きデイジタルフイルタ− - Google Patents

サンプル値間引きデイジタルフイルタ−

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JPS61113314A
JPS61113314A JP59235409A JP23540984A JPS61113314A JP S61113314 A JPS61113314 A JP S61113314A JP 59235409 A JP59235409 A JP 59235409A JP 23540984 A JP23540984 A JP 23540984A JP S61113314 A JPS61113314 A JP S61113314A
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JP
Japan
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discrete signal
output
signal sequence
filter
digital filter
Prior art date
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JP59235409A
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Botaro Hirosaki
廣崎 膨太郎
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NEC Corp
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H17/00Networks using digital techniques
    • H03H17/02Frequency selective networks
    • H03H17/0283Filters characterised by the filter structure
    • H03H17/0292Time multiplexed filters; Time sharing filters
    • HELECTRICITY
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    • H03H17/02Frequency selective networks
    • H03H17/06Non-recursive filters
    • H03H17/0621Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing
    • H03H17/0635Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing characterized by the ratio between the input-sampling and output-delivery frequencies
    • H03H17/065Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing characterized by the ratio between the input-sampling and output-delivery frequencies the ratio being integer
    • H03H17/0664Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing characterized by the ratio between the input-sampling and output-delivery frequencies the ratio being integer where the output-delivery frequency is lower than the input sampling frequency, i.e. decimation
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は入力離散信号系列の標本化周波数を1/2に変
換するサンプル値間引きテイジタルフィルターに関する
(従来技術とその問題点) 標本化周波数変換は種々のメディアかディジタル化され
つつある現在、益々重要な技術となりつつある。たとえ
ば、最近種々の機器が開発されつつあるディジタルオー
ディオの分野では原アナログ信号を16ビツト程度のデ
ィジタル信号に変換する必要があるが、この変換を行な
うに際して原アナロク信号を定められた標本化周波数f
sにて標本化する必要がある。ここで、もし原アナログ
信号のスペクトラムがf s / 2以内に帯域制限さ
れていないと、前記標本化Iこよっていわゆる折返し雑
音が発生し、信号の品質を劣化させることになる。
従って、標本化に先立って原アナログ信号をカットオフ
周波数fS/2以下のローパスフィルターに通さなけれ
ばならないが、通常、オーディオ信号に対しては70〜
80 dBという極めて高い歪率が要求され、この規格
を満たすためには前記ローパスフィルターのロールオフ
特性を急造なものにすると共にこれによって生ずる群遅
延歪を等化しなければならない。しかしながら、もし原
アナログ信号を標本化周波数2fSにて標本化するもの
とすれば、前記ローパスフィルターはディジタルフィル
ターにて実現できることになり、群遅延歪を発生するこ
となく急蹟なロールオフ特性を持たせることが可能にな
る。更に、こうして得られたディジタルフィルターの出
力を2サンプルにつき1サンプルづつ取り出せば標本化
周波数fsの所望の離散信号系列が得られることになる
従来、この種のサンプル値間引きディジタルフィルター
に関しては多くの研究がなされており、特に有限インパ
ルス応答形(以下これをFIRと略す)ディジタルフィ
ルターを適用すれば、その次数をN−1とした時、1/
2間引きをするための単位時間当の所要演算量かN’/
2で済むことが知られている。更に、FIRテイジタル
フィルターとしていわゆる係数対称なフィルターを用い
ることにすれば所要演算量がN/4となり非常に能率の
良い信号処理系が実現される。しかしながら、このサン
プル値間引きディジタルフィルターを用いて2チャンネ
ル分の多重処理を行なうことを考えると、フィルターの
タップ係数は1組用意するだけでよいのに対し、レジス
ターは各チャンネル各各に対応したものを用意しなけれ
ばならず装置の複雑化を招いていた。
(発明の目的) 本発明は前記の如き従来の欠点を除去するサンプル値間
引きディジタルフィルターを提供するものであり、その
目的は2チャンネル多重処理と1/2サンプル値間引処
理とを効率良く結合することζこめる。
(発明の構成) 即ち、本発明はクロック周波数1/Tにて動作する有限
インパルス応答形ディジタルフィルタを2個のサブフィ
ルタに並列分解したディジタルフィルタであって、標本
化周波数1/Tの第1の離散信号系列と標本化周波数1
/Tの第2の離散信号系列とを入力としT秒毎に該第1
の離散信号系列と該第2の離散信号系列とを交互に選択
する第1のセレクターと、該第1のセレクターとは相補
的な動作fこて前記第2の離散信号系列と前記第1の離
散信号系列とを交互に選択する第2のセレクターと、該
第1のセレクターの出力として得られる第3の離散信号
系列か供給されクロック速度1/Tにて動作する第1の
サブフィルタと、前記第2のセレクターの出力として得
られる第4の離散信号系列か供給されクロック速度1/
T6ごて動作する第2のサブフィルタと、切替速度1/
Tにて動作する多重分離回路とより成り、特に前記第1
のサブフィルタおよび前記第2のサブフィルタが共に転
置形の構成となっており各々のレジスタ部が共通化され
その出力が前記多重分離回路に供給されていることを特
徴とするサンプル値間引きディジタルフィルターを提供
するものである。
(発明の原理) 以下本発明の詳細な説明する。いま、入力の標本化周波
数を1/Tとし、exp f−jωTlをZで表わし、
いわゆるZ変換表示にて2つの入力離散信号系列をXI
 (z ) 、Xl (z)と表わす。この時、前記の
172間引き処理を行なうためにはまずXl(zンX2
(Z)の各々をカットオフ周波数が高々1/4Tである
ようなディジタルフィルタH(Z)に通し、しかる後ζ
こ各々の出力を1サンプルづつ間引けばよい。いま、(
A(Z)Cおよび[:A(Z))。が一般に離散信号系
列A(Z)の偶数番目のサンプルおよび奇数番目のサン
プルを取り出す演算を各々表わすものとすれば、前記1
/2間引き処理を2チヤンネル多重化して得られる出力
Y (Z)は、Y (z)−CXt(z)H(z))z
+ CXt(z)H(z))。
と表現される。ここで、ディジタルフィルタH(Z)は
(N−1)次のFIRフィルタであるものとして、 H(z)−ao+a、 Z−”+a、 z−”+・−・
−+aN−、z Q1′−’)とすれば、これを次のよ
うにして2つのサフフィルタに分解できる。
即ち、 H(z)=H+ (z”) +Z−’H,(Z ”) 
      (3)ただし、 Ht  (z ”) ”a。+afiZ″″″+・・−
・十a N−2z”″(N−”)(4)H2(z ”)
 淘a1+a、z−1+−−−−−+ aN−1z−(
N−リ (5)(1)式および(3)式より、多重化出
力Y (z)は、Y(Z)−((x、(z))z+ (
Xt(Z)) 、 )Hl (Z ”)、      
 ゛((Xt(Z))E+(XI(z))o)z−’H
z(z”)  (e)と表わされる。ここで(4)式お
よび(5)式で与えられるHl(Z”)およびH2(z
2)ヲ各々H,(Z”) ma、+Z−”H,1(Z”
)H2(Z 2) −at + z−2HtI(Z 2
)と表わし、(Xl(z) ) ” (Xt(z)) 
oをS、(Z)。
(L (Z)) E+ (XI (Z))、を5l(Z
)と表わすコトニスれば、 (6)式は、 Y(Z)−S、 (Z) (a、+2−”H,、(Z”
) )+81(z)z−” (a、+z”″”Htx 
(z’) )75t(z)ao”Z−’ (82(z)
a、+z−’田2.(z2)+Z””Ht1  (’ン
) )                (71と変形
され、その構成は第2図に示すものとなる。即ち、第2
図は、本発明の原理を示すためのブロック図であって、
端子201および端子202には前記の5t(Z)詔よ
びSt (Z)が各々入力され、端子203からはY(
Z)が出力される。参照番号204詔よび205は前記
ディジタルフィルターHt x(z 2)およびH□(
z2)を−々表わして怠り、参照番−j!206および
207は各々aoおよびa、を掛は合わせる乗算   
   !器である。また、参照番号208,209,2
10は単位遅延時間T秒のレジスターであって、参照番
号211゜212.213は全て加算器を表わしている
(7)式において、Hat (Z”) 、HH(Z”)
を更に分解していくと結局第1図に示すような本発明に
よるサンプル値間引きディジタルフィルターが得られる
ことになる。
(実施例) 本発明によるサンプル値間引きディジタルフィルターの
具体的実施例を第1図に示す。ここでは簡単のためフィ
ルター次数を5次としている。図において、端子101
および102を介して標本化周波数1/Tなる第1の入
力離散信号系列X、 (Z)および第2の入力離散信号
系列Xt (Z)が各々入力される。参照番号107は
第1のセレクターであって前記X、 (Z)の偶数番目
サンプルとXt (Z)の奇数番目サンプルとを選択多
重化することによって多重化系列5t(Z)を生成し乗
算器110,111,112に供給する。
また、参照番号108は第2のセレクターであり、前記
第1のセレクターと相補的な動作によりXt(Z)の奇
数番目のサンプルとXt(Z)の偶数番目のサンプルと
を選択多重化することによって多重化系列S。
(Z)を生成し乗算器120,121,122に供給す
る。参照番号130乃至134はlサンプル期間、即ち
、T秒の単位遅延を有するレジスターであって、レジス
ター130は乗算器122の出力を蓄積し、レジスター
131は加算器141を介して得られるレジスター13
0の出力と乗算器112の出力との和を蓄積し、レジス
ター132は加算器142を介して得られるレジスター
131の出力と乗算器121の出力との和を蓄積し、レ
ジスター133は加算器143を介して得られるレジス
ター132の出力と乗算器111の出力との和を蓄積し
、レジスター134は加算器144を介して得られるレ
ジスター133の出力と乗算器120の出力との和を蓄
積する。また、レジスター134の出力は加算器145
を介して乗算器110の出力と加算されその結果得られ
る信号は多重分離回路150に入力される。多重分離回
路150は第1の入力離散信号系列X、 (Z)に対す
る1/2サンプル値間引き出力(xt (Z) H(Z
)) gを端子10睦介して出力すると共に、第2の入
力離散信号系列X2(z)に対する1/2サンプル値間
引き出力(Xz (Z)H(Z))。
を端子105を介して出力する。第1図の構成から判る
ようIこ本発FfJlこなるサンプル値間引きディジタ
ルフィルターを用いれば、レジスター130,131゜
・−・・−、134および加算器141.・・・・・・
、145より成るレジスタ一部を上下のサブフィルター
間で共通化できるため回路か簡易化される。
なお、第1図において上下のサブフィルターが各々係数
対称、即ち、aO”a4 + al ”a5であれば、
本発明によるサンプル値間引きディジタルフィルターは
第1図の乗算器112,122が不要となり第3図のよ
うに簡易化される。ここで、第1図と第3図において同
一の参照番号は同一の機能をもつ構成要素である。
(発明の効果) 以上述べた如く、本発明によれば、1/2サンプル値間
引き信号処理と2チャンネル多重処理とが効率的に一体
化され回路構成の簡易化が図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるサンプル値間引きディジタルフィ
ルターの具体的実施例を示す構成図、第2図は本発明の
詳細な説明するためのフロ・yり図、第3図は第1図の
構成図において特に係数対称性が存する場合の簡略構成
法を示したフロ・ンク図である。 図において、107,108・・・・・・セレクター、
110,111゜112.120,121,122・・
−・乗算器、130,131.i 32゜133.13
4・・・・・・レジスター、141J42,143J4
4,145・・・・・・加算器、150・・−・・多重
分離回路である。 闇人弁理士内原 晋

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. クロック周波数1/Tにて動作する有限インパルス応答
    形ディジタルフィルタを2個のサブフィルタに並列分解
    したディジタルフィルタであって標本化周波数1/Tの
    第1の離散信号系列と標本化周波数1/Tの第2の離散
    信号系列とを入力としT秒毎に該第1の離散信号系列と
    該第2の離散信号系列とを交互に選択する第1のセレク
    ターと該第1のセレクターとは相補的な動作にて前記第
    2の離散信号系列と前記第1の離散信号系列とを交互に
    選択する第2のセレクターと、該第1のセレクターの出
    力として得られる第3の離散信号系列が供給されクロッ
    ク速度1/Tにて動作する第1のサブフィルタと、前記
    第2のセレクターの出力として得られる第4の離散信号
    系列が供給されクロック速度1/Tにて動作する第2の
    サブフィルタと、切替速度1/Tにて動作する多重分離
    回路とより成り、特に前記第1のサブフィルタおよび前
    記第2のサブフィルタが共に転置形の構成となっており
    各々のレジスタ部が共通化されその出力が前記多重分離
    回路に供給されていることを特徴とするサンプル値間引
    きディジタルフィルター。
JP59235409A 1984-11-08 1984-11-08 サンプル値間引きデイジタルフイルタ− Pending JPS61113314A (ja)

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DE8585114190T DE3578868D1 (de) 1984-11-08 1985-11-07 Digitaler filter zur aenderung der abtastfrequenz.
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