JPS61189719A - Non-cyclic digital filter - Google Patents

Non-cyclic digital filter

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JPS61189719A
JPS61189719A JP2966985A JP2966985A JPS61189719A JP S61189719 A JPS61189719 A JP S61189719A JP 2966985 A JP2966985 A JP 2966985A JP 2966985 A JP2966985 A JP 2966985A JP S61189719 A JPS61189719 A JP S61189719A
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JP
Japan
Prior art keywords
digital filter
constant
output
adder
taps
Prior art date
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Pending
Application number
JP2966985A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Inoue
井上 憲治
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To reduce an error of quantization by adding a constant 2L to the output of a digital filter when the number of taps of the digital filter is set at K with the arithmetic word length set at L bits respectively. CONSTITUTION:A constant generator 6 which produces a constant 2LK(1/2L) consisting of the number of taps K and the number of arithmetic bits L of a delay line 3 and an adder 7 which obtains the sum of the output Yi of an adder 5 and a constant K(1/2L) produced from the generator 6 and outputs it to a digital filter output terminal 2 are added to a conventional non-cyclic digital filter (1-dot chain line area). Then the signals supplied to the digital filter from an input terminal 1 are filtered by the line 3, coefficient multipliers 41-4k and the adder 5. This output signal Yi is added with the constant K(1/2L) and this sum Zi is outputted to the terminal 2.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は非巡回形ディジタルフィルタに関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to an acyclic digital filter.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般K、タップ数にの非巡回形ディジタルフィルタの時
刻lにおける出力(実数)Yiは次式の様::表わされ
る。
The output (real number) Yi of a general acyclic digital filter with K and the number of taps at time l is expressed as follows.

(1)式においてCjはj番目のタップの係数(実数)
でありXljは時刻1におけるj番目のタップの信号値
(実数)である。ここで係数C」が2の補数形式のNビ
ット(極性信号を含む)の固定小数点形式で表現され、
同様に信号値XljはMビットめ曇の補数形式かつ固定
小数点形式で表現されているものと仮定する。この場合
、係数Cjと信号値XiJの積CJXijは(N+M−
1)ビットにて表現されることとなる。これを切り捨て
によってLビット(L(N+M−1)にて表現すると量
子化誤差Δjが発生する。この量子化誤差べは一般に第
2図の様な確率密度関数P(Δj)を有している。従っ
て、量茅−差Δjの平均値Δjと分散Δjtは次式の様
に表わされる。
In equation (1), Cj is the coefficient of the j-th tap (real number)
and Xlj is the signal value (real number) of the j-th tap at time 1. Here, the coefficient C' is expressed in two's complement N-bit (including polarity signal) fixed-point format,
Similarly, it is assumed that the signal value Xlj is expressed in M-bit double complement format and fixed point format. In this case, the product CJXij of the coefficient Cj and the signal value XiJ is (N+M−
1) It will be expressed in bits. If this is expressed as L bits (L(N+M-1)) by truncating, a quantization error Δj will occur.This quantization error generally has a probability density function P(Δj) as shown in Figure 2. Therefore, the average value Δj and the variance Δjt of the quantity difference Δj are expressed as in the following equation.

よびタップ位置jによらない定数である。and is a constant that does not depend on the tap position j.

上記の様な量子化誤差Δjが各タップ(−おける乗算出
力に表われるので、ディジタルフィルタの出力には なる量子化誤差が生じる。ここで、タップ毎の量子化誤
差Δjは各タップについて一般的に無相関であるので、
ディジタルフィルタの量子化誤差Δ;にΔj     
    ・・・・・・・・・(5)=−ix(1−+−
3K)Σ72     ・・・・・・・・・(6)(5
)式、(6)式より平均−因−分散II 14ともにビ
ット数りが大きい程、またタップ数Kが小さい程小さく
なることがわかる。
Since the above-mentioned quantization error Δj appears in the multiplication output at each tap (−), a quantization error occurs in the output of the digital filter.Here, the quantization error Δj for each tap is a general Since there is no correlation with
Digital filter quantization error Δ; to Δj
・・・・・・・・・(5)=-ix(1-+-
3K)Σ72 ・・・・・・・・・(6)(5
) and (6), it can be seen that the mean-factor-variance II 14 becomes smaller as the number of bits increases and as the number of taps K decreases.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

この様に従来の非巡回形ディジタルフィルタは、乗算結
果の切り捨て操作によって、(5)式、(6)式にそれ
ぞれ平均、分散が示される量子化誤差Δが、ディジタル
フィルタ出力にて発生するという問題点を有していた。
In this way, in conventional acyclic digital filters, the quantization error Δ whose average and variance are shown in equations (5) and (6), respectively, occurs at the digital filter output due to the truncation operation of the multiplication results. It had some problems.

また、ディジタルフィルタのタップ数Kが大きい程、量
子化誤差Δが大きくなるので、タップ数の大きいディジ
タルフィルタを使用する場合には量子化誤差Δを小さく
するために演算語長(Lビット)も大きくする必要があ
った。
In addition, the larger the number of taps K of the digital filter, the larger the quantization error Δ, so when using a digital filter with a large number of taps, the operation word length (L bits) must also be increased in order to reduce the quantization error Δ. It needed to be bigger.

本発明の目的は、上記の問題点を改良し、量子化誤差の
小さい非巡回形ディジタルフィルタを提供することにあ
る。
An object of the present invention is to improve the above-mentioned problems and provide an acyclic digital filter with small quantization errors.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

まず、本発明の詳細な説明する。 First, the present invention will be explained in detail.

(5)式よりわかる様にディジタルフィルタの出力の量
子化誤差ΔはKiだけ負の方へ偏よった分布をしている
と考えられる。そこで、ディジタルフィルタの出力(二
に7「を加算することを考える。
As can be seen from equation (5), it is thought that the quantization error Δ of the output of the digital filter has a distribution biased toward the negative side by Ki. Therefore, consider adding 7' to the output of the digital filter (2).

この値はタップ数にとビット数りをパラメータとして持
っているが、各ディジタルフィルタにおいてタップ数に
とビット数りはある特定値に設定さ」− きる。この定数K  が加えられたデイジタルフL イルタの出力の量子化誤差をEとすると、E=Δ十Kg
       ・・・・・・・・・(7)従って、この
量が1差Eの平均Eと分散E!は次の= O・・・・・
・・・・(8) (9)式、(6)式より このよう(=、ディジタルフィルタの出力に定数0、分
散が従来の値の、+3K  になり、量子化誤差が低減
される。
This value has the number of taps and the number of bits as parameters, but the number of taps and the number of bits can be set to certain specific values in each digital filter. If the quantization error of the output of the digital filter L filter to which this constant K is added is E, then E=Δ0Kg
・・・・・・・・・(7) Therefore, this quantity is the mean E and variance E of 1 difference E! is the following = O...
(8) From equations (9) and (6), the output of the digital filter has a constant of 0, the variance is the conventional value, +3K, and the quantization error is reduced.

本発明の非巡回形ディジタルフィルタは、遅延線のタッ
プ数をKとして、Lビットに切り捨てら」− れた各乗算結果の和にさらに定数K  を加えるL 加算器を有している。
The acyclic digital filter of the present invention has an L adder which adds a constant K to the sum of each multiplication result truncated to L bits, where K is the number of taps of the delay line.

〔実 施 例〕〔Example〕

本発明の実施例について述べる。 Examples of the present invention will be described.

第1図は本発明による非巡回形ディジタルフィルタの一
実施例を示すブロック図である。本実施例は、ディジタ
ルフィルタ入力端子1、タップT1〜TKを有し、各タ
ップT、〜TKから信号Xl電〜XIKを出力する遅延
線3、タップT1〜Txl二それぞれ接続され、係数が
C1〜CKである係数乗算器4.〜4におよびこれら係
数乗算器4.〜4にの各出力C1X1.〜CKXIKを
加算する加算器5;二よって構成される従来の非巡回形
ディジタルフィルタ(一点鎖線部)K、遅延線3のタッ
プ数におよび演算ビット数りからなる定数に7「を発生
する定数発生器6と加算器5の出力Yiと定数発生器6
で発生された定数に7rとの和Ziをとりディジタルフ
ィルタ出力端子2(二出力する加算器7を備えたもので
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an acyclic digital filter according to the present invention. This embodiment has a digital filter input terminal 1 and taps T1 to TK, and is connected to a delay line 3 and taps T1 to Txl2, which output signals Xl to XIK from each tap T, to TK, and has a coefficient of C1. -Coefficient multiplier 4, which is CK. ~4 and these coefficient multipliers 4. ~4 each output C1X1. Adder 5 that adds up CK Output Yi of generator 6 and adder 5 and constant generator 6
The digital filter output terminal 2 (equipped with an adder 7 that outputs two outputs) takes the sum Zi of the constant generated by 7r and 7r.

次に本実施例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

ディジタルフィルタに入力端子1より入力された信号は
遅延線3と係数乗算器41〜4にと加算器5とでフィル
タリングされ、その出力信号ytは加算器7(=よって
、定数発生器6にて発生された定数に=と加算され、こ
の和Ziがディジタルフィルタ出力端子2に出力される
The signal input to the digital filter from input terminal 1 is filtered by delay line 3, coefficient multipliers 41 to 4, and adder 5, and the output signal yt is filtered by adder 7 (=therefore, by constant generator 6). = is added to the generated constant, and this sum Zi is output to the digital filter output terminal 2.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、非巡回形ディジタルフィ
ルタの出力に定数K、を加えることによって、量子化誤
差が低減されるという効果を有する。
As explained above, the present invention has the effect of reducing quantization errors by adding the constant K to the output of the acyclic digital filter.

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

第1図は本発明の一実施例に係る非巡回形ディジタルフ
ィルタのブロック図、第2図は量子化誤差の確率密度関
数を示す図である。 1・・・・・・・・・・・・ディジタルフィルタ入力端
子2・・・・・・・・・・・・ディジタルフィルタ出力
端子3・・・・・・・・・・・・遅  延  線4、〜
4K・・・係数乗算器
FIG. 1 is a block diagram of an acyclic digital filter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a probability density function of quantization error. 1......Digital filter input terminal 2...Digital filter output terminal 3...Delay line 4,~
4K...Coefficient multiplier

Claims (1)

【特許請求の範囲】 2の補数形式かつ固定小数点形式で表現された入力信号
を遅延させ、複数のタップから信号を出力する遅延線を
有し、各タップ毎に予め設定されている2の補数形式か
つ固定小数点形式で表現された各係数を各タップからの
信号にそれぞれ乗じ、これらの乗算結果を所定のビット
数に切り捨てた後互いに加算して、この和を出力信号と
する非巡回形ディジタルフィルタにおいて、 前記遅延線のタップ数をK、前記の所定のビット数をL
として定数K(1/2^L)を前記出力信号に加える加
算器を有し、 該加算器での加算結果を出力とすることを特徴とする非
巡回形ディジタルフィルタ。
[Claims] It has a delay line that delays an input signal expressed in two's complement format and fixed point format and outputs the signal from a plurality of taps, and has a two's complement number that is preset for each tap. An acyclic digital signal that multiplies the signal from each tap by each coefficient expressed in fixed-point format, rounds down these multiplication results to a predetermined number of bits, adds them together, and uses this sum as the output signal. In the filter, the number of taps of the delay line is K, and the predetermined number of bits is L.
An acyclic digital filter comprising: an adder that adds a constant K (1/2^L) to the output signal, and outputs the addition result of the adder.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001065485A1 (en) * 2000-03-03 2001-09-07 Sony Computer Entertainment Inc. Digital filter

Cited By (2)

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