JPS617714A - Inserted filter - Google Patents
Inserted filterInfo
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- JPS617714A JPS617714A JP12871084A JP12871084A JPS617714A JP S617714 A JPS617714 A JP S617714A JP 12871084 A JP12871084 A JP 12871084A JP 12871084 A JP12871084 A JP 12871084A JP S617714 A JPS617714 A JP S617714A
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- low
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- filter
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H17/00—Networks using digital techniques
Landscapes
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は帯域制限信号のサンプル値時系列から、サン
プル点以外の時刻の信号値を得るための内挿フィルタに
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an interpolation filter for obtaining signal values at times other than sample points from a time series of sample values of a band-limited signal.
(従来技術とその問題点)
近年、ディジタル信号処理によるデータ変復調技術が盛
んに用いられている。本技術において扱う信号は一定周
期でサンプルされたサンプル値系列であるが、原理的に
はサンプル点以外の時刻の信号値もこれらサンプル値の
内挿によシ確定できる。ただし、内挿を行うにはボーレ
ートとサンプル・レートが整数倍罠ないと先のサンプル
値+mるサンプル周期よシかなり短い周期(たとえばボ
ーレートとサンプル・レートの最小公倍数の周波数に相
補する周期)で動作する内挿フィルタが必要となる。こ
のような内挿フィルタを実現するためKは高速動作が可
能な素子を必要とすることはもちろんであるが、動作周
波数が高くなることから並列処理など回路設計上の多く
の工夫が必要となり、装置規模が大となることがさけら
れない。(Prior art and its problems) In recent years, data modulation and demodulation technology based on digital signal processing has been widely used. The signal handled in this technique is a series of sample values sampled at a constant period, but in principle, signal values at times other than sample points can also be determined by interpolation of these sample values. However, to perform interpolation, unless the baud rate and sample rate are an integer multiple, the sample period will be much shorter than the previous sample value + m (for example, a period complementary to the frequency that is the least common multiple of the baud rate and sample rate). A working interpolation filter is required. In order to realize such an interpolation filter, it goes without saying that K requires elements that can operate at high speeds, but as the operating frequency increases, many ingenuity in circuit design such as parallel processing is required. It is unavoidable that the scale of the device becomes large.
この結果内挿フィルタ自体はデータ変復調器の本来の機
能の点からみれば、ごく一部を占めるKすぎないにもか
かわらず装置規模の点からはかなシの比重を占めるとい
う奇妙なことKならざるをえ々い。As a result, it is strange that the interpolation filter itself occupies only a small part from the point of view of the original function of the data modulator/demodulator, but it occupies a small proportion from the point of view of the equipment scale. I love the colander.
第1図はディジタル信号処理によるデータ信号復調器の
ブロック図を示している。±1の2値の帯域制限信号(
波形整形されたピーク値±1のパルスの重畳信号)はア
ナログ・ディジタル変換器(A/D変換器)1によって
ディジタル値時系列に変換され、このディジタル値が2
の復調器に入り送信符号が再現される。通常復調器2は
この他にA/Df 換iにサンプル・タイミングを供給
するという重要な機能をも有している。すなわち入力信
号100け第1図中に示したサンプル時刻(a)でサン
プルすることにより、送信符号±1がそのまま観測でき
るが、それ以外の点(通常アイが全開でない点)では重
量された前後のパルスの影響で送信符号がそのままでは
観測できない。そこで、普通は復調器2はA/D変換器
1のサンプル・タイミングを(a)の位置に保持すべく
タイミング制御全行うわけである。この復調器の場合、
信号復調に最も都合の良いタイミングで入力甫号をサン
プルできることが特長になっている。FIG. 1 shows a block diagram of a data signal demodulator using digital signal processing. ±1 binary band-limited signal (
The waveform-shaped superimposed signal of pulses with a peak value ±1) is converted into a digital value time series by an analog-to-digital converter (A/D converter) 1, and this digital value is
The signal enters the demodulator and reproduces the transmitted code. The demodulator 2 typically also has the important function of providing sample timing to the A/Df converter i. In other words, by sampling 100 input signals at the sampling time (a) shown in Figure 1, the transmission code ±1 can be observed as is, but at other points (points where the eye is not fully open), the weighted before and after The transmitted code cannot be observed as it is due to the influence of the pulse. Therefore, the demodulator 2 normally performs all timing control to maintain the sample timing of the A/D converter 1 at the position (a). For this demodulator,
The feature is that the input signal can be sampled at the most convenient timing for signal demodulation.
第2図は入力信号が後続の復調器の動作に全く独立なり
ロック源4で動作する別の装置3の中に含まれるA/D
変換器1′によってサンプルされる場合を示している。FIG. 2 shows an A/D device whose input signal is completely independent of the operation of the subsequent demodulator and is included in a separate device 3 operating with a lock source 4.
A case is shown in which the sample is sampled by converter 1'.
この様な例は送信搬送波周波数が各々異る複数のデータ
信号群を一括して、ディジタル信号処理して各データ信
号に対応するディジタル値時系列を各々出力する場合に
見られる。Such an example can be seen when a plurality of data signal groups having different transmission carrier frequencies are collectively subjected to digital signal processing to output a digital value time series corresponding to each data signal.
第3図はこの様なサンプル値時系列101を受けて、送
信符号を再生するシステムの一例を示したもので、アナ
ログの内挿フィルタ5によって第1図の波形10(l再
現し、その後で第1図と全く同じ様にA/D変換器1.
復調器2によシ復調するものである。内挿フィルタ5の
ディジタル化は、もちろん可能であり、後の復調器2か
ら破線の様にタイミング制御信号を受けることもできる
。この場合ボーレートと第2図の装置3のサンプル・レ
ートが偶数倍(−またけ整数倍)の場合には復調器が必
要とする内挿タイミングと前記装置3のサンプルタイミ
ングとの関係が固定的であるので、比較的単碗徊路で必
要な内挿値が得られる。一方、ボーレートとサンプル・
レートとが非整数倍の場合には上述したことが成り立た
ず、複雑かつ高速な処理が必須となる。FIG. 3 shows an example of a system that receives such a sample value time series 101 and regenerates the transmitted code. A/D converter 1.
The demodulator 2 demodulates the signal. It is of course possible to digitize the interpolation filter 5, and it is also possible to receive a timing control signal from the later demodulator 2 as shown by the broken line. In this case, if the baud rate and the sample rate of the device 3 in FIG. Therefore, the necessary interpolated value can be obtained in a relatively simple way. On the other hand, baud rate and sample
If the rate is a non-integer multiple, the above does not hold, and complex and high-speed processing becomes essential.
(発明の目的)
本発明の目的は、ボーレートとサンプル・レートが整数
倍の関係にない場合であっても、小さな回路規模で実現
可能な内挿フィルタを提供するにある。(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide an interpolation filter that can be implemented with a small circuit scale even when the baud rate and sample rate are not in an integral multiple relationship.
(発明の構成)
本発明によれば、
(81ディジタルサンプル値系列が供給されるローパス
フィルタであり、第1の遅延回路及び該第1の遅延回路
の入出力差を得る第1の減算器よりなる演算手段と積分
器とを有し、前記演算手段と前記積分器とが縦続接続さ
れてなるローパスフィルタ・
(b) 前記ローパスフィルタ出力が供給される第2
の遅延回路。(Structure of the Invention) According to the present invention, (a low-pass filter to which 81 digital sample value sequences are supplied, from a first delay circuit and a first subtracter that obtains an input-output difference of the first delay circuit) (b) a second filter to which the output of the low-pass filter is supplied;
delay circuit.
(e) 前記ローパスフィルタ出力と前記第2の遅延
回路出力との差を得る第2の減算器。(e) a second subtractor that obtains the difference between the low-pass filter output and the second delay circuit output;
(d) 前記第2の減算器出力に、Oと1の間の値を
乗する掛算器であり、前記サンプル値開からはなれるに
したがってより大きな値を乗する掛算器。(d) A multiplier that multiplies the output of the second subtracter by a value between O and 1, the multiplier multiplying the output of the second subtracter by a value that becomes larger as the sample value goes away from the open value.
(、) 核掛算器出力と前記ローパスフィルタ出力の
和をとり前記内挿値を得る加算器。(,) an adder that sums the output of the kernel multiplier and the output of the low-pass filter to obtain the interpolated value.
とから少なくとも構成される内挿フィルタが得られる。An interpolation filter consisting of at least the following is obtained.
(実施例)
すでに述べた通り、本発明は、関る状況の中で、いかに
簡単な内挿フィルタを作るかを目標にするものである。(Example) As already mentioned, the present invention aims at how to make an interpolation filter as simple as possible in the relevant situations.
第4図(1k) 、 (b)は本発明の一要素であるロ
ーパスフィルタの構成を示すもので、積分器7及び遅延
回路8.減算器9から構成される装置器とから成ってい
る。(a) 、(b)は微分器、積分器の位置が異るが
入出力特性は全く同じである。FIGS. 4(1k) and 4(b) show the configuration of a low-pass filter which is an element of the present invention, including an integrator 7 and a delay circuit 8. It consists of a subtracter 9 and a subtracter 9. Although the positions of the differentiator and integrator are different in (a) and (b), the input/output characteristics are exactly the same.
第5図は第4図のローパスフィルタの入出力特性で(a
)がインパルス入力(b)がローパスフィルタのインパ
ルスレスポンスであり、遅延回路の遅延量T(秒)に対
応する矩形波が出力される。Figure 5 shows the input/output characteristics of the low-pass filter in Figure 4 (a
) is the impulse input (b) is the impulse response of the low-pass filter, and a rectangular wave corresponding to the delay amount T (seconds) of the delay circuit is output.
第6図は第5図(b)のインパルス・レスポンスのフー
リエ変換、すなわち第4図のローパスフィルタの周波数
特性を示しており、低域通過特性が遅延量Tによって変
化することを示している。よって遅延量Ti適当に設定
することによって、波形整形フィルタを近似させること
ができる。FIG. 6 shows the Fourier transform of the impulse response in FIG. 5(b), that is, the frequency characteristics of the low-pass filter in FIG. 4, and shows that the low-pass characteristics change depending on the amount of delay T. Therefore, by appropriately setting the delay amount Ti, it is possible to approximate the waveform shaping filter.
第7図は第4甲の積分器をディジタル回路で構成した場
合の出力波形であり、積分器の入力蓄積周期τ3ごとに
変化する階段波になっている。この階段のステップの両
端以外の値は、これら両端の値からの内挿により求める
必要がある。その為にはτ、(秒)だけ出力に時間差の
ある第4図のローパスフィルタを2組用意することによ
って、ステップ間の内挿値が求められる。FIG. 7 shows an output waveform when the fourth integrator A is configured with a digital circuit, and is a staircase wave that changes every input accumulation period τ3 of the integrator. Values other than both ends of the step of this staircase must be found by interpolation from the values at both ends. To this end, interpolated values between steps can be obtained by preparing two sets of low-pass filters shown in FIG. 4 whose outputs have a time difference of τ (seconds).
÷噂→1鰺か
第8図は本発明の一実施例を示すプロ、り図である。図
中10 、20’は第4図(a)に示したローパスフィ
ルタと同一の構成をしているが、第4図(b)に示した
構成であってもよい。またブロック20′の後に接続さ
れている遅延量τ、を作る遅延回路30はブロック20
′の前に有っても、積分器7′の後に有ってもよい。ま
た次にステップ間の内挿値F(kr、+t)はローパス
フィルタ1oの出力端子120、ローパスフィルタ2C
Lの出力端子130を各々F((k+1.)τ、)、p
(kr、)とするとτ3が小さい場合
F(kta+t)= (F((k+t)rIl)−p(
kr、))−+p(scr、)τ1
なる−次内挿で十分であるので、減算器40.掛算器5
0.加算器60だけKより構成される。掛算器の入力端
子140には(’/、)に対応して0〜lの値が入力さ
れ、(/1)=0の時には出力端子150にはローパス
フィルタ20の値が、(t/r)=tの時にはローパス
フィルタ10の値がそのまま出力され、0 < 、(t
/T、 ) <1の時には、2つのローパスフィルタの
内挿値が出力される。÷ Rumor → 1 Figure 8 is a professional diagram showing one embodiment of the present invention. In the figure, 10 and 20' have the same structure as the low-pass filter shown in FIG. 4(a), but they may have the structure shown in FIG. 4(b). Also, the delay circuit 30 connected after the block 20' and creating the delay amount τ is connected to the block 20'.
It may be placed before the integrator 7' or after the integrator 7'. Next, the interpolated value F (kr, +t) between steps is output from the output terminal 120 of the low-pass filter 1o, and the low-pass filter 2C
The output terminals 130 of L are respectively F((k+1.)τ,), p
(kr, ), when τ3 is small, F(kta+t)=(F((k+t)rIl)−p(
kr, ))−+p(scr,)τ1 is sufficient, so the subtractor 40. Multiplier 5
0. Only the adder 60 is composed of K. Values from 0 to l are input to the input terminal 140 of the multiplier corresponding to ('/,), and when (/1)=0, the value of the low-pass filter 20 is input to the output terminal 150, corresponding to (t/r). ) = t, the value of the low-pass filter 10 is output as is, and 0 < , (t
/T, ) <1, the interpolated values of the two low-pass filters are output.
第8図の実施例の場合、ローパスフィルタ10゜ブロッ
ク20′には同一人力が加えられているので、どちらか
一方を残して、それを共用することもできる。これは積
分器7,7′及び遅延回路8.8’。In the case of the embodiment shown in FIG. 8, since the same human power is applied to the low-pass filter 10° block 20', it is also possible to leave one of them and share them. These are integrators 7, 7' and delay circuits 8, 8'.
減算器9.9′に対しても同様なことが言える。The same applies to subtractor 9.9'.
第9図は第1と第2のローパスフィルタを単純化した場
合の実施例である。FIG. 9 shows an embodiment in which the first and second low-pass filters are simplified.
(発明の効果)
以上説明した様に本発明による内挿フィルタは高々4程
度度の加減算と1回の乗算で内挿フィルタが実現される
。なお、本内挿フィルタのロールオフ(振幅周波数特性
のカットオフ近傍での減衰のし方)は通常の波形整形フ
ィルタ処比較して零周波数近傍からだらだらと落ちる形
になっているが、これは簡単なアパーチャー等信器(カ
ットオフ近傍全上昇させるフィルタ)Kよって通常のデ
ータ伝送に対し波形劣化を十分小さくすることができる
。(Effects of the Invention) As explained above, the interpolation filter according to the present invention is realized by addition/subtraction of at most 4 degrees and one multiplication. Note that the roll-off (how the amplitude-frequency characteristic is attenuated near the cut-off) of this interpolation filter falls slowly from near zero frequency compared to a normal waveform shaping filter. A simple aperture filter (filter that raises the entire area near the cutoff) K can sufficiently reduce waveform deterioration for normal data transmission.
第1図は従来のディジタル信号処理による復調システム
を示すブロック図、第2図は復調器のタイミング制量と
無関係なタイミングで入力信号をサンプルし、復調器へ
これを送や出すシステムを示f7”ロック図、第3図は
第2図のシステムのディジタル・サンプル[系列を受け
て、復調する復調システムのブロック図、第4図は本発
明の構成要素の一つのローパスフィルタを示すブロック
図、第5図は第4図のローパスフィルタのインパルスレ
スポンスを示す図、第6図は第4図のローパスフィルタ
の振幅周波数特性を示す図、第7図は矩形出力波形の内
挿を説明する為の図、第8図、第9図は本発明の一実施
例を示すプロ、り図である。
図中、10・・・第1のローパスフィルタ、20・・第
2のローパスフィルタ、40 第3の減算器。
50・・掛算器、60・・加算器、である。Figure 1 is a block diagram showing a conventional demodulation system using digital signal processing, and Figure 2 shows a system that samples an input signal at a timing unrelated to the timing constraints of the demodulator and sends it to the demodulator. 3 is a block diagram of a demodulation system that receives and demodulates the digital sample sequence of the system of FIG. 2; FIG. 4 is a block diagram showing a low-pass filter, which is one of the components of the present invention; Fig. 5 is a diagram showing the impulse response of the low-pass filter shown in Fig. 4, Fig. 6 is a diagram showing the amplitude frequency characteristics of the low-pass filter shown in Fig. 4, and Fig. 7 is a diagram showing the interpolation of the rectangular output waveform. 8 and 9 are diagrams showing one embodiment of the present invention. In the figures, 10...first low-pass filter, 20...second low-pass filter, 40... third low-pass filter. 50...multiplier, 60...adder.
Claims (1)
フィルタであり、第1の遅延回路及び該第1の遅延回路
の入出力差を得る第1の減算器よりなる演算手段と積分
器とを有し、前記演算手段と前記積分器とが縦続接続さ
れてなるローパスフィルタ、 (b)前記ローパスフィルタ出力が供給される第2の遅
延回路、 (c)前記ローパスフィルタ出力と前記第2の遅延回路
出力との差を得る第2の減算器、 (d)前記第2の減算器出力に、0と1の間の値を乗す
る掛算器であり、前記サンプル時刻からはなれるにした
がってより大きな値を乗ずる掛算器、(e)該掛算器出
力と前記ローパスフィルタ出力の和をとり前記内挿値を
得る加算器、 とから少なくとも構成される内挿フィルタ。[Scope of Claims] (a) A low-pass filter to which a digital sample value series is supplied, comprising a first delay circuit and a first subtracter for obtaining an input-output difference of the first delay circuit; (b) a second delay circuit to which the low-pass filter output is supplied; (c) the low-pass filter output and the low-pass filter; a second subtractor that obtains a difference from the output of the second delay circuit; (d) a multiplier that multiplies the output of the second subtracter by a value between 0 and 1, which is different from the sample time; an interpolation filter comprising at least a multiplier that multiplies a larger value according to , and (e) an adder that adds the output of the multiplier and the output of the low-pass filter to obtain the interpolated value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12871084A JPS617714A (en) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | Inserted filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12871084A JPS617714A (en) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | Inserted filter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS617714A true JPS617714A (en) | 1986-01-14 |
Family
ID=14991513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12871084A Pending JPS617714A (en) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | Inserted filter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS617714A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06204797A (en) * | 1992-10-23 | 1994-07-22 | Grass Valley Group Inc:The | Sampling rate converter |
US7254345B2 (en) | 2001-09-03 | 2007-08-07 | Nec Corporation | Receiver and receiving method capable of detecting an eye aperture size formed by reception data signals |
-
1984
- 1984-06-22 JP JP12871084A patent/JPS617714A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06204797A (en) * | 1992-10-23 | 1994-07-22 | Grass Valley Group Inc:The | Sampling rate converter |
US7254345B2 (en) | 2001-09-03 | 2007-08-07 | Nec Corporation | Receiver and receiving method capable of detecting an eye aperture size formed by reception data signals |
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