JPS621312A - デイジタルフイルタ - Google Patents

デイジタルフイルタ

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JPS621312A
JPS621312A JP14118685A JP14118685A JPS621312A JP S621312 A JPS621312 A JP S621312A JP 14118685 A JP14118685 A JP 14118685A JP 14118685 A JP14118685 A JP 14118685A JP S621312 A JPS621312 A JP S621312A
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JP
Japan
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output
filter
signal
digital filter
adder
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JP14118685A
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English (en)
Inventor
Kenji Datake
健志 駄竹
Hideji Hirakawa
平川 秀治
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Publication date
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ディジタル信号をフィルタリングするディジ
タルフィルタに関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
ディジタルフィルタは、入力信号系列にそれぞれ係数を
乗じて加算する一般的なものやサブサンプリングされた
入力信号系列を内挿補間するものなど様々な構成のもの
が存在する。
しかしながら、従来は個々の装置に応じてそれぞれのデ
ィジタルフィルタを設計し、パターン設計まで行ってい
たので、装置の設計上多くの時間と費用とを費やさなく
てはならなかった。
〔発明の目的〕
本発明はこのような従来の問題に基づきなされたもので
、あらゆる装置に柔軟に適用できる極めて汎用性の高い
ディジタルフィルタを提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、ディジタル信号系列のサンプリングタイミン
グを可変できる直列接続された複数の遅延素子と、これ
ら各遅延素子の出力をそれぞれ複数に分岐する分岐路と
、これら分岐路のそれぞれに介在して前記遅延素子の出
力に所定の重み係数を乗じる乗算手段と、これら乗算手
段の各出力を加算する加算手段とを備えたことを特徴と
している。
〔発明の効果〕
本発明によれば、同一構成のディジタルフィルタを種々
組合わせることによって、あらゆる種類のフィルタを構
成することができるので、装置に要求される特性に柔軟
に対処することができ、従来必要であった回路設計から
パターン設計までの時間と費用とを節約することができ
る。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。
本発明の第1の実施例に係るディジタルフィルタの基本
構成を第1図に示す。
すなわち、このディジタルフィルタは、例えば1チツプ
化されたもので、信号入力端子1と信号出力端子2との
間に4つの遅延素子3a、3b。
3c、3dを直列接続するとともに、これら各遅延素子
3a〜3dの出力端を第1の系統Aと第2の系統Bとに
分岐して構成される。
第1の系統Aは、上記遅延素子38〜3dの各出力端か
ら分岐された分岐路4a、4b、4C。
4d上にそれぞれ直列に配置された乗算器5a。
5b、5c、5dおよびラッチ回路6a、6b。
6c、6dと、これらラッチ回路6a〜6dの各出力と
第1の加算信号入力端子7から入力される信号とを加算
する加算器8とで構成される。加算器8の出力は、第1
のフィルタ出力端子9から出力される。
一方、第2の系統Bは、上記遅延素子38〜3dの各出
力端から分岐された分岐路10a。
10b、10c、10d上にそれぞれ直列に配置された
乗算器11a、11b、llc、、11dおよびラッチ
回路12a、12b、12c、12dと、これらラッチ
回路12a〜12dの各出力と第2の加算信号入力端子
13から入力される信号とを加算する加算器14とで構
成される。加算器14の出力は、第2のフィルタ出力端
子15から出力される。
上記各遅延素子3a〜3dは、所定のクロックに同期し
て入力信号系列を順送するシフトレジスタで構成される
。乗算器5a〜5d、11a〜11dは、例えばROM
で構成されており、入力データをアドレスデータとして
与え、乗算結果を出力データとして与えるため、係数毎
に定められる出力データを所定のまとまったエリアに記
憶するものとなっている。したがって、アドレスの与え
方によって任意の係数を選択できる。例えば、このRO
Mの上位アドレスビット(MSB)は、係数を切換える
際の切換情報として与えられる。
上記各遅延素子3a〜3dにはクロック信号φ1が、第
1の系統Aのラッチ回路6a〜6dにはクロック信号φ
2が、第2の系統Bのラッチ回路12a〜12dにはク
ロック信号φ3が、乗算器5a〜5b、11a〜11d
には係数切換信号Saがそれぞれ与えられている。これ
らクロック信号は、クロック分配回路16によって任意
に設定できる。クロック分配回路16は、例えば3つの
クロック入力端子17a、7b、17cと、セレクト端
子18a、18bとを備え、2ビツトのセレクト信号S
LでクロックパルスCK1 、GK2.0に3を切換え
可能な構成となっている。
以上のように構成された本実施例に係るディジタルフィ
ルタは、以下に説明するように、種々の接続方法を選択
することによって様々なフィルタを構成することができ
る。
第2図は、一般的なトランスバーサルフィルタとして利
用した例である。同図において20は本実施例に係るデ
ィジタルフィルタであり、a1〜a8はそれぞれ乗算器
5a〜5d、11a〜11dの係数に対応している。こ
の例では、ディジタルフィルタ20の第1のフィルタ出
力端子9がらの出力信号を直接加算器21の一方の入力
に供給するとともに、第2のフィルタ出力端子を遅延回
路22を介して前記加算器21の他方の入力に供給し、
その出力をフィルタ出力としている。この時、遅延素子
38〜3d、乗算器5a〜5d。
11a〜11d1ラッチ回路5a 〜5d、12a〜1
2dにそれぞれ与えるクロック信号は、入力信号系列の
サンプリングパルスと同じφに設定され、乗算器5a〜
5d、11a〜11dのMSBを与える係数切換信号3
aは、′L”レベルに固定される。
このように構成されたフィルタにおいて、いま信号入力
端子1にディジタル信号系列XnのうちのXaが入力さ
れているとすれば、遅延素子3a。
3b、3c、3dの各出力は、それぞれ1時間ずつ前の
出力を維持しているので、それぞれXa 。
X7 、Xs 、Xsである。これら各信号は、乗算器
5a、5b、5c、5dによって各係数を乗算される。
したがって、ラッチ回路5a、5b。
6c、6dには、それぞれalXa 、a2X7 。
a3Xs 、a4Xsなる出力が保持されることになる
。これらは加算器8で加算されるので、第1のフィルタ
出力端子9には、 Ys 1−al Xa +a2 X7 +as Xs+
a4 XS なる出力が現れる。同様に、第2のフィルタ出力端子1
5には、 Y92−as Xa +a6 X7 +a7Xs+a9
  Xs なる出力が現れる。一方、遅延回路22の出力には4T
時間前の出力、すなわち、 Ys 2−as X4 +as Xs +ay X2+
ag Xt が保持されているので、結局、加算器21からは、Y9
−at Xa +a2X7 +a3Xs+a4 Xs 
+as X4 +a6 X3+a7 X2 +aa X
t なる出力を得ることができる。
第3図は、φ/2でサブサンプリングされたディジタル
信号の内挿補間とフィルタリングとを同時に行うディジ
タルフィルタに適用した例である。
すなわち、このフィルタは、ディジタルフィルタ20の
第1のフィルタ出力端子9からの出力と、第2のフィル
タ出力端子15か5の出力とを、それぞれスイッチ23
で交互に取出すように構成されている。ディジタルフィ
ルタ20の乗算器5a〜5dには、それぞれ奇数番目の
係数al 、 a3 。
a5 、alが設定され、乗算器11a〜11dには、
それぞれ偶数番目の係数a2.a4.as 。
aaが設定される。そして、遅延素子3a〜3d。
乗算器5a〜5d、11a〜11d1ラッチ回路6a〜
5d、12a〜12dにそれぞれ与えるクロック信号は
、入力信号系列のサブサンプリングパルスと同じφ/2
に設定され、乗算器5a〜5d、11a 〜11dのM
SBを与える係数切換信@Saは、“し”レベルに固定
される。
ここでは奇数番目の信号系列をサブサンプリングし、信
号入力端子1にそのディジタル信号系列X2n+1のう
ちのXsが入力されているとすれば、遅延素子3a、3
b、3c、3dの各出力は、それぞれ2T時間ずつ前の
出力を維持しているので、それぞれX7 、Xs 、X
3 、Xtである。これら各信号は、乗算器5a、5b
、5c、5dによって各係数を乗算される。したがって
、ラッチ回路6a、6b、6C,6dには、それぞれa
x X7 。
aa Xs 、as X3 、ay Xtなる出力が保
持されることになる。これらは加算器8で加算されるの
で、第1のフィルタ出力端子9には、Ys  s  −
ax  X7  +a3 XS  +as  Xy  
 \+ay  Xl なる出力が現れる。同様に、第2のフィルタ出力端子1
5には、 Y92−a2X7 +a4 XS +a6 X3+aa
 Xl なる出力が現れる。したがって、スイッチ23を、サブ
サンプリングクロックの2倍の速さで切換えれば、スイ
ッチ23の出力には、上記Y91とY112とが交互に
出力され、内挿補間処理がなされた信号が得られる。
第4図は、上記第3図の適用例において、さらにタップ
数(重み係数)を増設する場合の構成を示している。
この場合には、本実施例に係る第1のディジタルフィル
タ20aの信号出力端子2を第2のディジタルフィルタ
20bの信号入力端子に接続し、第1のディジタルフィ
ルタ20aの第1のフィルタ出力端子9を第2のディジ
タルフィルタ20bの第1の加算入力端子7に接続し、
さらに第1のディジタルフィルタ20aの第2のフィル
タ出力端子15を第2のディジタルフィルタ20bの第
2の加算入力端子13に接続すれば良い。このように接
続すれば、両ディジタルフィルタ20a。
20bの加算器8同士および加算器14同士の加算出力
が得られるので、タップ係数が増設されたことになる。
なお、逆にタップ係数を減らしたい場合には任意のタッ
プの係数を零に設定すれば良い。
第5図は、ざらにφ/4でサブサンプリングされたディ
ジタル信号の内挿補間とフィルタリングとを同時に行う
ディジタルフィルタに適用した例である。
ディジタルフィルタ20の第1のフィルタ出力端子9か
らの出力と、第2のフィルタ出力端子15からの出力と
を、それぞれスイッチ23で交互に取出す構成は前述し
た例と同様であるが、この場合には、ディジタルフィル
タ20の乗算器5a〜5dの係数をφ/2のタイミング
でar /as 。
as /a7.as /a1t 、at s /ax 
s と交互に切換えるとともに、乗算器118〜11d
の係数をφ/2のタイミングでa2/an ; as 
/as 、 alo /ai 2 、 at 4 /a
t sと交互に切換え、さらにスイッチ23をサブサン
プリングの4倍の速度で切換えるものとなっている。つ
まり、この場合には、遅延素子3a〜3dに与えるクロ
ック信号φ1をφ/4、ラッチ回路6a〜6d、12a
〜12dにそれぞれ与えるクロック信号φ2.φ3をφ
/2に設定し、乗算器5a〜5d、11a 〜11dの
MSBを与える係数切換信号3aをφ/2に設定する。
このような構成であると、例えば入力信号がX17であ
る場合には、各遅延素子3a〜3dの出力は、X13 
、 Xs 、 Xs 、 Xt t’あり、コレらは4
T時間保持されているこの間に第1のフィルタ出力端子
9には、 Yt7jt −at Xl ! +aS Xs +as
 Xs+as 3 Xt Y1712−ai Xt 3 +a7X9 +as t
 Xs+a1s Xl なる信号が2T時間ずつ出力される。また、同一に第2
のフィルタ出力端子15には、 Y1アes  −a 2 Xs  3  +as  X
ll  +al  OXs+a14 Xt Y172Z −a+ Xt 3 +aa Xs +at
 2 Xs+a1s Xs なる信号が2T時間ずつ出力される。したがって、これ
らをスイッチ23によって順次取出すようにすれば、φ
/4信号の内挿とフィルタリングを行うことができる。
第6図に本発明の第2の実施例の構成を示す。
すなわち、信号入力端子31と信号出力端子32との間
には、6つの遅延素子33a〜33fが直列接続されて
いる。そして、遅延素子33b〜33eの各出力は、第
1の分岐路34a〜34dと、第2の分岐路35a〜3
5dとに分岐されている。
第1の分岐路348〜34Clにはラッチ回路36a〜
36dと、乗算器37ay37dと、ラッチ回路38a
〜38dとが直列に介装されている。
ラッチ回路38aおよび38bの出力は加算器39aの
2つの入力に与えられている。また、ラッチ回路38C
および38dの出力は、加算器39bの2つの入力に与
えられている。これら加算器39a、39bの出力はラ
ッチ回路40a、40bをそれぞれ介して加算器41に
与えられている。
加算器41の出力は、ラッチ回路42を介して加算器4
3の一方の入力に与えられている。この加算器43の他
方の入力には、第1の加算入力端子44からの信号がラ
ッチ回路45を介して与えられるようになっている。そ
して、加算器43の出力は、ラッチ回路46を介して第
1のフィルタ出力端子47に出力される。
第2の分岐路35a〜35Clにはラッチ回路48a〜
48dと、乗算器49a〜49dと、ラッチ回路50a
〜50(fとが直列に介装されている。
ラッチ回路50aおよび50bの出力は加算器51aの
2つの入力に与えられている。また、ラッチ回路50C
および50dの出力は、加算器51bの2つの入力に与
えられている。これら加算器518.51bの出力はラ
ッチ回路52aおよび52bをそれぞれ介して加算器5
3に与えられている。加算器53の出力は、ラッチ回路
54を介して加算器55の一方の入力に与えられている
この加算器55の他方の入力には、第2の加算入力端子
56からの信号がラッチ回路57を介して与えられるよ
うになっている。そして、加算器55の出力は、ラッチ
回路58を介して第2のフィルタ出力端子59に出力さ
れる。
そして、この場合にも遅延素子338〜33fにりOツ
ク信号φ1を与え、第1の系統Aの全てのラッチ回路に
クロック信号φ2を与え、M2の系統Bの全てのラッチ
回路にクロック信号φ3を与え、乗算器37a 〜37
d、49a へ49dに係数切換信号Saを与えるため
のクロック分配回路60を備えている。
このような構成であると、前述した各フィルタを構成で
きることは勿論のこと、遅延回路33b〜33eと乗算
器36a 〜36d、49a 〜49dとの間にそれぞ
れラッチ回路36a〜36d。
488〜48dを介在させているので、ラッチ回路36
a 〜36d、48a 〜48dの保持タイミングを適
当に設定する事によって、乗算器または加算器個々の処
理速度の限界値φまでの信号に対処することが可能にな
る。なお、このように加算器を多段に配置することによ
って信号処理が楽になり演算時間の短縮化にもつながる
第7図に、このディジタルフィルタ70を用いて2φの
速度の信号をフィルタリングする例について説明する。
この場合には、遅延回路33a〜33fに与えるクロッ
ク信号φ1が2φに設定され、第1の系統Aのラッチ回
路に与えるクロック信号φ2が1に設定され、第2の系
統Bのラッチ回路に与えるりOツク信号φ3がφに設定
され、係数切換え信号3aが“L”に固定される。また
、乗算器37a〜37dと乗算器498〜49dとには
、それぞれal 、a2 、a3 、a4なるタップ係
数が設定される。
このように設定すると、例えば偶数系列信号Xa 、 
Xs 、 X4 、・・・は、第1の系統Aで処理され
、奇数系列信号X9 、 Xy 、 Xs 、・・・は
第2の系統8で処理される。このように分散処理を行っ
て得られた2つのフィルタ出力信号を2φのクロック信
号に同期したスイッチ71で切換え出力することにより
、演算処理時間の2倍の速度の信号を処理できることに
なる。
第8図は、上記のディジタルフィルタ70を4つ用いて
4φの速度の信号に対処するものである。
すなわち、第1のディジタルフィルタ70aと第2のデ
ィジタルフィルタ70bとは直列に接続されている。第
1のディジタルフィルタ70aには、遅延回路72によ
ってT/2だけ周期の遅れた信号が入力され、第2のデ
ィジタルフィルタには遅延回路74および75によって
3T/4だけ遅延された信号が入力されているので、例
えば第1のディジタルフィルタ70aには偶数系列信号
が、また第2のディジタルフィルタ70bには奇数系列
信号がそれぞれ与えられる。
一方、第3のディジタルフィルタ70cと第4のディジ
タルフィルタ70dも直列接続されており、これらにも
上記と同様の信号が与えられている。
スイッチ75および76は、2φの周期で開閉動作を行
い、スイッチ77は、4φの周期でスイッチング動作を
行う。
したがって、4φ周期の信号が入力された場合、■第3
および第4のディジタルフィルタ70c。
70dの第1の系統A°のフィルタ出力の加算値■第1
および第2のディジタルフィルタ70a。
70bの第1の系統Aのフィルタ出力の加算値■第3お
よび第4のディジタルフィルタ70c。
70dの第2の系統Bのフィルタ出力の加算値■第1お
よび第2のディジタルフィルタ70a。
70bの第2の系統Bのフィルタ出力の加算値の順に出
力が取出され、結局、処理時開がφの場合でも4φの信
号のフィルタリングが行なえる。
以下、同様に入力をn系統に分割すれば、2nφの周波
数の信号に対処することができる。
このように、本発明によれば、種々のフィルタ構成が可
能な汎用性の高いディジタルフィルタを提供できる。
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものでは
ない。
例えば上記実施例では、遅延素子の各出力を2つの系統
に分岐したが、分岐数をさらに増やすことも考えられる
。また、例えば遅延回路やスイッチ素子を備えた状態で
1チツプ化すれば、さらに使い易いディジタルフィルタ
を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例に係るディジタルフィル
タの構成を示すブロック図、第2図〜第5図は上記ディ
ジタルフィルタを使用した種々のフィルタ構成をそれぞ
れ示すブロック図、第6因は本発明の第2の実施例に係
るディジタルフィルタの構成を示すブロック図、第7図
および第8図は上記ディジタルフィルタを使用した種々
のフィルタ構成をそれぞれ示すブロック図である。 3a 〜3d、33a 〜33f−・・遅延素子、4a
〜4d、10a 〜10d、34a 〜34d。 35 a 〜35 d ・・・分岐路、5a〜5d、1
1a〜11d、37a 〜37d、49a 〜49d−
・・乗算器、6a〜6d、12a〜12d、36a〜3
6d、38a 〜38d、40a、40b、42゜45
.46.48a 〜48d、50a 〜50d。 52a、52d、54.57.58−・・ラッチ回路、
8.14.21.39a、39b、41,43゜51 
a、51 b、53.55−・・加算器、1゛6゜60
・・・りOツク分配回路、22.72〜74・・・遅延
回路、A・・・第1の系統、B・・・第2の系統。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第3図 書5図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ディジタル信号系列のサンプリングタイミングを
    可変できる直列接続された複数の遅延素子と、これら各
    遅延素子の出力をそれぞれ複数に分岐する分岐路と、こ
    れら分岐路のそれぞれに介在して前記遅延素子の出力に
    所定の重み係数を乗じる乗算手段と、これら乗算手段の
    各出力を加算する加算手段とを具備したことを特徴とす
    るディジタルフィルタ。
  2. (2)前記各分岐路へ分岐された信号の処理タイミング
    を可変できることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のディジタルフィルタ。
JP14118685A 1985-06-27 1985-06-27 デイジタルフイルタ Pending JPS621312A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63217817A (ja) * 1987-03-06 1988-09-09 Mitsubishi Electric Corp デイジタルフイルタ
JPS63316203A (ja) * 1987-06-12 1988-12-23 ベー・テー・エス・ブロードキヤスト・テレビジヨン・システムス・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング デイジタル標本化制御器
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