JPS62155608A - オクタ−ブ多重フイルタ - Google Patents

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〕 本発明は規則的にｏ−ハス特性とバンドバス特性の１対
のディジタルフィルタを組合せて各フィルタ段を構成し
たオクターブ多重フィルタに関する。

〔発明の概髪〕

バンドバス特性とローバス特性を夫々有するｌ対のディ
ジタルフィルタ（ＦＩＲ型フィルタ）から成るフィルタ
段を複数段所定の規則に従って入出力間に並設したオク
ターブ多重フィルタで、周波数領域で広帯域にわたり、
対数的に均一な間隔で特性を指定でさるようになってい
る。

〔従来の技術〕

従来のディジタルフィルタは等時間間隔の離散市なサン
プルｆｉｔ　Ｙ処理するため、所定クロック周波数で動
作するようＫなっているので、周波数領域での特性の指
定は等周波数間隔で行われていた。

このため広帯域にわたり対数的間隔で特性を指定する従
来のフィルタとしては、複数のアナログフィルタを組合
せて実現し℃いるに過ぎなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前者のディジタルフィルタは上述したように等周波数間
隔での特性指定方式ｔとるため、低域の分触能が粗過ぎ
る一方、高域の分解能か心髄以上に細か過ぎ、広帯域化
は非常に困難である。

一般罠オーディオｆＩｋ器の特性の評価あるいは指定は
周波数領域で対数間隔で行われるため、従来のディジタ
ルフィルタ、飼えばＦＩＲ型（有限インパルス応答型）
フィルタを用いる場合、上述した理由で低域では精度の
長い特性音指定でさず、高域では逆に必訣以上の＾精度
の特性指定となってしまい、回路実現上、非常に能率が
悪かった。

特に従来のＦＩＲ型フィルタでグラフィックイコライザ
のような複雑な周波数特性のものｌ実現しようとする場
合、かかる制約は免れ得す、実際にもＦ　Ｉ　Ｒ１フィ
ルタを用いたグラフインクイコライザはまだ実用化され
ていない。

これに対し後者のフィルタはアナログのアクティブフィ
ルタの加算あるいは乗算方式なとるため、フィルタ間の
干渉があったり、位相と振＠を独立に指定することが困
難であった。ｔＦｆＫ七の位相特性は任ＮＫＫ指定する
ことが非常に困難であった。

本発明の目的はこのよ５な従来技術の問題点２屏決する
ため、周波数領域で広帯域にわたり対数的に均一な間隔
で特性を指定でさるオクターブ多重フィルタを提供する
にある・ 〔間組点を解決するための手段〕 本発明は上記目的を達成するため、入力信号のサンプリ
ング時間間隔に対し、その時間間隔をクロックとして動
作するバンドバス特性とローバス特性を有する１対のデ
ィジタルフィルタから各フィルタ段が構成され、かつ各
フィルタ段は入力が並列に接続されており、各フィルタ
段において、上記バンドバス特性のフィルタは１段当り
の遅延時間が、上記サンプリング時間間隔を基準時間間
隔として、この基準時間間隔に対して整数倍の時間間隔
群のうちの一つの時間間隔で動作する遅延素子で構ｘｇ
れ、前記ローバス特性のディジタルフィルタは１段当り
の遅延時間が上記バンドバス特性のディジタルフィルタ
の遅延素子一段肖りの遅延時間の整数分の一の遅延時間
で動作する遅延素子を有し、前記各フィルタ段は、より
長い遅延時間で動作する遅延素子を有するバンドバス特
性及び又はローバス特性のディジタルフィルタの段が上
位の段と定義すると、かつ各フィルタ段のバンドバス特
性のディジタルフィルタの出力がその段より１段上のロ
ーバス特性のディジタルフィルタの出力と加算されて、
自己の段のローノ（ス特性のディジタルフィルタに入力
されるように接続されていて、あるフィルタ段のパント
ノ（ス特性のディジタルフィルタの低域のカットオフ特
性と一段上のバンドバス特性のディジタルフィルタの高
域のカットオフ特性とに同じナイキストの傾きのロール
オフ特性をもたせたことｔ駿旨とする。

〔作用〕

上記ローバス及びバンドバス特性のディジタルフィルタ
としては、飼えはＦＩＲ戯フィルタが使用され、ローバ
スを性のディジタルフィルタはノ（ンドパス特性のディ
ジタルフィルタの奇数査目の通過域を消去するように動
作し、両省を１対として各フィルタ段′ｆｔ構成して、
各段のディジタルフィルタ′Ｉｔ構Ｘする遅延素子のタ
ロツク周波数単位遅延時間を変えて多重に使用される。

〔実施列〕

以下図面に示す実施列を参照して本発明を説明すると、
第１１は本発明によるオクターブ多重フィルタ（５オク
ターブ）の−実施列を示す。同図において、ＩＮは入力
端子、ＯＵＴは出力端子、Ａ／ＤはＡ−Ｄ変換器、Ｄ／
ＡはＤ−Ａ変換器、ＬＰＦは通常のアナログのローバス
フィルタ、Ｓｏ　−ｓ４は夕」えはＦＩＲ型フィルタを
用いＣａるバンドバス特性を有するディジタルフィルタ
、Ｆ、−Ｆ４は同様のフィルタケ用いてなるローバス特
性ケ有するディジタルフィルタｓ　Ｄｏ　”””　Ｄ４
は加算回路である。

而して上記ＦＩＲ型フィルタは、第２図に示す如く遅延
素子ＳＲ，係数乗典器ＭＬ、加算器ＡＤから成り、第３
図に示すＤＦＴ（離散型フーリエ変換）の手法により目
的とする周波数特性が得られるように係数乗算器ＭＬの
係ｈ　ａ−５〜ａ６を定めである。

第３図１ａ）は口重とする周波数特性（ローバス特性）
の関数を示し、同図（ｂ）はこれを逆フーリエ変換した
時間領域の関数を示す。

このような構成のバンドバス特性及びローバス特性を有
するディジタルフィルタの夫々の１幻（８ｏ＋　　ＦＯ
）　〜（Ｓ４．ｅ　ｌ；’４　）から各フィルタ段が構
成され、人出方間に連列の形で構Ｍ、されている。

七し℃この各フィルタ段におい℃、上記バンドバス特性
のディジタルフィルタＳ。〜Ｓ４ｔ’！、夫＃。

１段当りの遅延時ｌＸ１ｌｌｎＴがＡ−Ｄ変換器Ａ／Ｄ
における入力信号のサンプリング時間間隔を基準時間間
隔Ｔとして、この基準時間間隔に対して整数倍の時間間
隔群Ｔ、２Ｔ、３Ｔ・・・のうちの一つの時間間隔で動
作する遅延素子Ｓ。−１〜５４−５を有している。また
前記ローバス特性のディジタルフィルタＦ。−Ｆ４は１
段当りの遅延時間が対応する上記バンドバス特性のディ
ジタルフィルタＳ。

〜Ｓ４の遅延素子１段当りの遅延時間の４Ｍ数分の一の
遅延時間で動ｆ′Ｆ−する遅延素子ＦＯ−１〜Ｆ４−５
ヶ有している。

吏Ｖｃｑ！ｒフィルタ段は前記加算回路Ｄｏ　”　Ｄｓ
’を介して図示の如く結合されている。部ち、各フィル
タ段はより長い遅延時間で動作する遅延素子を有するバ
ンドバス特性あるいはローバス特性のディジタルフィル
タの段が上位の段と（８４〜Ｓｏ。

Ｆ４〜Ｆ、のＨＡ　）定義すると各フィルタ段のバンド
バス特性のディジタルフィルタの出力がその段より１段
上のローバス特性のディジタルフィルタの出力と加算さ
れて、自己の段のローバス特性のディジタルフィルタに
入力されるように接続されている。

さ℃、上述した構成のオクターブ多重フィルタにおいて
、入力端子ＩＮに与えられた入力信号は八−り変換器Ａ
／Ｄによりサンプリング周波数ｆｏ　（サンプリングレ
ート”／ｆｏｓｅＣ）でＡ−Ｄｉ換さし、ハントハス特
性のディジタルフィルタＳ。

〜３４　Ｋ加えられる。このフィルタ列えばＳ４はそれ
な構成する遅進素子一段当りの遅延時間が”／ｆ０２　
　友である。通常この構成のディジタルフィルタは、ク
ロック周波数Ｙ　ｆｏ・２　）１ｚとして使用され、入
力信号のサンプリング周ｆＩ１．数もｆ、・２　　Ｈｚ
として使用される。七のため、クロック周波数と上記サ
ンプリング周波数が異なるため、このままでは目的とす
る処理ができない。このため本発明では先づ単位遅延時
間をｌ／ｆｏ・２−４玄としてＦ　Ｉ　Ｒ型フィルタの
係数を定め、次に実際のサンプリング間隔１　／　ｆ　
ｏｓａ：の入力信号に対し、クロック周波数をｆ□Ｈｚ
にし、かつその係数のままその遅延素子５４−１の１段
歯９の遅延時間ｎＴ＝１７ｆｏ・２ｓｅｃとなるに設定
する。同様にして他の段のディジタルフィルタも設定す
る。

ディジタルフィルタＳ４の出力特性は第４図（ａ）に示
すようになっており、次に七の奇数番目の通過域ケ消去
するため、遅延素子一段歯りの遅延時間かｌｌｆ　　・
２　式のローバス特性のディジタルフィルタＦ４に入力
される。Ｆ４の出力特性は第４図（ｂ）のようになつ℃
いる。このＦ４の出力は遅延素子一段歯りの遅延時間が
長ｌｆｏ・２　　ｓｅｃのバンドバス特性のディジタル
フィルタＳ３の出力と、加算回路Ｄ４により加算される
。第４図（ｃ）はこの加算された特性を示す。

更に８３の奇数番目の通過域を消去するために、遅延素
子一段当りの遅延時間が”／ｆｏ２　　ｓｅｅのローハ
ス特性のディジタルフィルタＦ３に入力すれる。Ｆ３の
出力特性は第１１（ｄ）のようになっ℃いる。

以下同様の処理ケ（り返し、最後のディジタルフィルタ
Ｆ。より第５図に示す如き目的の特性の出力が得られる
。その際、各フィルタ段のバンドバス特性のディジタル
フィルタ、例えはＳ□の低域のカットオフ特性と一段上
のバンドバス特性のディジタルフィルタＳ。の高域のカ
ットオフ特性とに同じナイキストの傾すのロールオフ特
性ｔもたせである。

このようにすると、各段の位相、振＠をＮじにした時に
は、全体として平坦な特性にでき、且つ位相、振幅を変
化させて周波数特性を変化させた場合、上記ロールオフ
特性な変えて、次段のオクターブのフィルタの影響のｋ
を調整できる。即ち、ロール万フンゆるやか圧して影９
！！ン多くすると、オクターブフィルタのつなぎ目がな
めらかとなるし、反対にロールオフＺ急にして影響を小
とすると７クタープフイルタのつなぎ目が急になり不連
続に近ず（。

〔発明の効果〕 以上説明した所から明らかなように杢発、明によれば上
述した構成とすることＫより周波数領域（周波数軸上）
で対数的に均一な間隔で特性を指定でさ、また低域方向
へ広帯域化を図れるので分解能が向上し、しかも振幅と
位相を独立に指定でざる。また前記ロールオフ特性を変
化させ、各フィルタ間の重なりの童をＵ！４整すること
により特性のなめらかさを可変となしうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実Ｍ列を示すブロック図、飢２図は
該実施列に用いられるＦＩＲ型フィルタの−ｍ底例を示
す図、第３図は該フィルタの特性図、第４図は上記実施
例における各ディジタルフィルタの出力特性図、第５図
は目的とする特性の出力の図である。 Ｓ、−Ｓ４・・・バンドバス特性な有するディジタルフ
ィルタ、Ｆｏ〜Ｆ４・・・ローパヌ特性な有するディジ
タルフィルタ、Ｄｏ〜Ｄ５・・・加算回路、Ａ／Ｄ・・
・Ａ−ＤＫ換器、Ｄ／Ａ・・・Ｄ　−Ａ変換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力信号のサンプリング時間間隔に対し、その時間間隔
   をクロックとして動作するバンドバス特性とローバス特
   性を有する１対のディジタルフィルタから各フィルタ段
   が構成され、かつ各フィルタ段は入力が並列に接続され
   ており、各フィルタ段において、上記バンドバス特性の
   ディジタルフィルタは１段当りの遅延時間が、上記サン
   プリング時間間隔を基準時間間隔として、この基準時間
   間隔に対して整数倍の時間間隔群のうちの一つの時間間
   隔で動作する遅延素子で構成され、前記ローバス特性の
   ディジタルフィルタは１段当りの遅延時間が上記バンド
   バス特性のディジタルフィルタの遅延素子一段当りの遅
   延時間の整数分の一の遅延時間で動作する遅延素子を有
   し、前記各フィルタ段は、より長い遅延時間で動作する
   遅延素子を有するバンドバス特性及び又はローバス特性
   のディジタルフィルタの段が上位の段となるように配設
   され、かつ各フィルタ段のバンドバス特性のディジタル
   フィルタの出力がその段より１段上のローバス特性のデ
   ィジタルフィルタの出力と加算されて、自己の段のロー
   バス特性のディジタルフィルタに入力されるように接続
   されていて、あるフィルタ段のバンドバス特性のディジ
   タルフィルタの低域のカットオフ特性と上段のバンドバ
   ス特性のディジタルフィルタの高域のカットオフ特性と
   に同じナイキストの傾きのロールオフ特性をもたせたこ
   とを特徴とするオクターブ多重フィルタ。