JPS62165422A - Digital filter - Google Patents

Digital filter

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Publication number
JPS62165422A
JPS62165422A JP826986A JP826986A JPS62165422A JP S62165422 A JPS62165422 A JP S62165422A JP 826986 A JP826986 A JP 826986A JP 826986 A JP826986 A JP 826986A JP S62165422 A JPS62165422 A JP S62165422A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
switch
group
filter
multiplier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP826986A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Daisuke Shichinohe
七戸 大助
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP826986A priority Critical patent/JPS62165422A/en
Publication of JPS62165422A publication Critical patent/JPS62165422A/en
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Abstract

PURPOSE:To expand the length of a factor word and to improve the arithmetic accuracy of a filter by executing a part of multiplication of the small absolute value of an impulse response through a filter before one sampling time from other parts. CONSTITUTION:The serial data of LSB fast are impressed to an input terminal 1 and delayed by one sampling time respectively by delay circuits 10-1n. A multiplier group 21-2n execute multiplication of a factors a1-an corresponding to the impulse responses of the filters and an input is switched by one sampling time through a switch group 31-3n. The multiplied outputs are switched and sent to a holding circuit group 51-5n for holding the MSB of data and an adder 4 through a switch group 41-4n. The outputs of the circuit group 51-5n and the output of the circuit 4 delayed by an one-sample time delay circuit 5 and passed through a switch 6 are supplied to an adder 2. The opening time of the switch 6 is set up to a range affected by a carry on the basis of operation of a factor expanding component and filter output is obtained from a terminal 3.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ディジタルフィルタに係夛、特に。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] This invention relates particularly to digital filters.

ディジタルフィルタの乗算回路のクロック周波数を上げ
ずに乗数、すなわち、係数の有効数字桁数をふやし、フ
ィルタの精度を上げることができるディジタルフィルタ
に関するものである。
The present invention relates to a digital filter that can increase the precision of the filter by increasing the multiplier, that is, the number of significant digits of the coefficient, without increasing the clock frequency of the multiplier circuit of the digital filter.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、ディジタルフィルタにおける積和演算は、される
Conventionally, a sum of products operation is performed in a digital filter.

そして、非回帰型(FIR)n次のディジタルフィルタ
の回路構成の一例を第4図に示し説明する。
An example of the circuit configuration of a non-recursive (FIR) n-order digital filter is shown in FIG. 4 and will be described.

図において、1はデータ入力端子、11.12・・・・
・1nはそれぞれ1サンプル時間の遅延回路、21.2
2−+1・φ@2nバインパルスレスポンス凰iに相嶋
する係数を乗する乗算器群、2は加算器。
In the figure, 1 is a data input terminal, 11, 12...
・1n is a delay circuit of 1 sample time each, 21.2
2-+1·φ@2n multiplier group that multiplies the pulse response 凰i by the corresponding coefficient; 2 is an adder;

3は出力端子である。3 is an output terminal.

つぎにこの第4図に示すディジタルフィルタにおけるそ
・の演算タイミングを第5図を参照して説明する。
Next, the calculation timing in the digital filter shown in FIG. 4 will be explained with reference to FIG. 5.

この第5図において、21θ、22θ・・・・・2nθ
は第4図の乗算器21〜2nの出力であり、時刻Tおよ
び時刻T+1の状態を示している。
In this Figure 5, 21θ, 22θ...2nθ
are the outputs of the multipliers 21 to 2n in FIG. 4, and show the states at time T and time T+1.

まず、乗算器11〜1nのデータの入出力は全てLSB
 (Leaat 51gn1ficant Bit )
ファーストでシリアルに行なわれるものとする。
First, all data input and output of multipliers 11 to 1n are LSB.
(Leaat 51gn1ficant Bit)
It shall be done first and serially.

いま、データ語長をMビット、係数語長をNビットとす
ると、乗算結果はM十Nビットとなる。
Now, assuming that the data word length is M bits and the coefficient word length is N bits, the multiplication result will be M+N bits.

すなわち、1語のデータを出力するために必要なりロッ
ク数はM十Nクロックとなる。さらにオーバフロー検出
等のためにMSB (Moat 51gn1fican
tntt)のビット拡張を行なえば、その分だけ必要ク
ロック数は増加する。
That is, the number of locks required to output one word of data is M1N clocks. Furthermore, MSB (Moat 51gn1fican
tntt), the required number of clocks increases by that amount.

つぎに、第4図のディジタルフィルタのインパルスレス
ポンスを第3図であると仮定すれば、第5図において、
斜線を施した部分はデータのいかんによらず内容は一定
である。すなわち、データ形式を2の補数であるとすれ
ば、斜線部には各データのMSBが充てんされている。
Next, if we assume that the impulse response of the digital filter in Fig. 4 is as shown in Fig. 3, then in Fig. 5,
The contents of the shaded areas are constant regardless of the data. That is, if the data format is two's complement, the MSB of each data is filled in the shaded area.

これはインパルスレスポンスの絶対値の小さい部分の乗
算係数の有効数字桁数が減っていることを同時に意味し
、フィルタの演算精度を低下させる一つの原因である。
This also means that the number of significant digits of the multiplication coefficient in the portion where the absolute value of the impulse response is small is reduced, and is one of the causes of reducing the calculation accuracy of the filter.

この点を改善するには1サンプル時間内のクロック数(
クロックレート)全増加せねばならず。
To improve this point, the number of clocks within one sample time (
clock rate) must be increased.

回路の動作速度、或はフィルタを含むシステムのクロッ
ク周波数との整合等に問題を生ずる場合がある。
Problems may arise in the operating speed of the circuit or in matching the clock frequency of the system including the filter.

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

上記のような従来のディジタルフィルタでは、演算のク
ロックレートを上げる必要があυ、また、回路の動作速
度、おるいはフィルタを含むシステムのクロック周波数
との整合などに問題を生じ、フィルタの演算精度がよく
ないという問題点があった。
With conventional digital filters such as those mentioned above, it is necessary to increase the calculation clock rate, which also causes problems such as the circuit operating speed or the matching with the clock frequency of the system that includes the filter. The problem was that the accuracy was not good.

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、演算のクロックレートを上げることなしに一部の係
数に於ける有効桁数を増加させ。
This invention was made to solve this problem, and increases the number of significant digits in some coefficients without increasing the calculation clock rate.

演算の精度を上げることができるディジタルフィルタを
得ることを目的とする。
The purpose of this invention is to obtain a digital filter that can improve the accuracy of calculations.

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

この発明によるディジタルフィルタは、LSBファース
トのシリアルデータ入力端子を有する乗算回路を備えた
ディジタルフィルタであって5上記乗算回路を構成する
乗算器群の入力を1?ンプル時刻切替える第1のスイッ
チ群と、上記乗算器群の出力を切替える第2のスイッチ
群と、この第2のスイッチ群の各々のスイッチに接続さ
れたデータ保持回路群と、このデータ保持回路群の出力
を加算する第1の加算回路と、上記第2のスイッチ群に
接続された第2の加算回路と、この第2の加算回路に接
続された1サンプル時刻の遅延回路と、この遅延回路の
出力を上記第1の加算回路に接続するスイッチとを備え
、フィルタのインパルスレスポンスの絶対値の小さい部
分の乗算の一部分を他の部分に対して1サンプル時刻前
に行ない得るようにしたものである。
The digital filter according to the present invention is a digital filter equipped with a multiplier circuit having an LSB first serial data input terminal, and the input terminal of the multiplier group constituting the multiplier circuit is 1? a first switch group for switching the sample time, a second switch group for switching the output of the multiplier group, a data holding circuit group connected to each switch of the second switch group, and this data holding circuit group. a first addition circuit that adds the outputs of the above, a second addition circuit connected to the second switch group, a one-sample time delay circuit connected to the second addition circuit, and this delay circuit. and a switch for connecting the output of the filter to the first addition circuit, so that part of the multiplication of the part of the impulse response of the filter having a small absolute value can be performed one sample time before the other parts. be.

〔作用〕[Effect]

この発明においては、フィルタのインパルスレスポンス
の絶対値の小さい部分の乗算の一部分を他の部分に対し
て1サンプル時刻前に行なう。そして、第5図の斜線部
、すなわち、各データのMSBが充填されている部分に
、係数語長を拡張する。
In this invention, part of the multiplication of the portion of the impulse response of the filter having a small absolute value is performed one sample time before the other portions. Then, the coefficient word length is expanded to the shaded area in FIG. 5, that is, the area filled with the MSB of each data.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面に基づきこの発明の実施例を詳細に説明する
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図はこの発明によるディジタルフィルタの一実施例
を示す構成図で、この発明を非回帰型(FIR)のディ
ジタルフィルタに適用した場合を示すものである。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a digital filter according to the present invention, and shows a case where the present invention is applied to a non-recurrence type (FIR) digital filter.

図において、1はLSBファーストのシリアルデータが
印加される入力端子、io、1i・・・・1nはそれぞ
れ1サンプル時間の遅延回路、21,22・so・・2
nはフィルタのインパルスレスポンスに相当する係数a
I−8nを乗算する乗算器群、31゜32・・・・・3
nはこの乗算器群21〜2nの入力を1サンプル時刻切
替える第1のスイッチ群、41゜42・・・・・4nは
乗算器群21〜2nの出力をデータのMSBを保持する
データ保持回路群51.52・・・・・5nと第2の加
算回路4に切替える第2のスイッチ群である。
In the figure, 1 is an input terminal to which LSB first serial data is applied, io, 1i...1n are delay circuits each having one sample time, 21, 22, so...2
n is a coefficient a corresponding to the impulse response of the filter
Multiplier group for multiplying I-8n, 31゜32...3
n is a first switch group that switches the inputs of the multiplier groups 21 to 2n at one sample time, and 41°42...4n is a data holding circuit that holds the MSB of the data of the outputs of the multiplier groups 21 to 2n. This is a second switch group for switching between the groups 51, 52, . . . 5n and the second adder circuit 4.

そして、上記データ保持回路群51〜5nは第2のスイ
ッチ群41〜4nの各々のスイッチに接続されている。
The data holding circuit groups 51 to 5n are connected to each switch of the second switch group 41 to 4n.

2けデータ保持回路群51〜5nの出力を加算する第1
の加算回路、5は第2のスイッチ群21〜2nに接続さ
れた第2の加算回路4に接続されその加算回路4の出力
を1サンプル時間遅延する遅延回路、6は遅延回路5の
出力を第1の加算回路2に接続するスイッチ、3は出力
端子である。
A first circuit that adds the outputs of the two-digit data holding circuit groups 51 to 5n.
5 is a delay circuit that is connected to the second adder circuit 4 connected to the second switch group 21 to 2n and delays the output of the adder circuit 4 by one sample time; 6 is a delay circuit that delays the output of the delay circuit 5 by one sample time; A switch 3 connected to the first adder circuit 2 is an output terminal.

ここで、フィルタのインパルスレスポンスニ相尚する係
数a6を乗する乗算器26では係数語長の拡張は行なわ
ないものとし、乗算器入出力の切替スイッチおよびデー
タ保持回路は設けていない。
Here, the coefficient word length is not expanded in the multiplier 26 which multiplies the impulse response of the filter by a further coefficient a6, and a multiplier input/output switch and a data holding circuit are not provided.

ソシて、フィルタのインパルスレスポンスの絶対値の小
さい部分の乗算の−・部分を他の部分に対し1fンプル
時刻前に行なうように構成されている。
Therefore, the - part of the multiplication of the part with the small absolute value of the impulse response of the filter is performed on the other part 1f before the sample time.

つぎにこの第1図に示す実施例の動作を第2図および第
3図を参照して説明する。
Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be explained with reference to FIGS. 2 and 3.

この第2図は第1図の動作説明に供するタイムチャート
で、21θ、220・・・・・2nθが乗算器群21〜
2nの出力であり1時刻Tおよび時刻T+1について示
しである。そして、図中斜線を施した部分が係数語長を
拡大した部分である。
This FIG. 2 is a time chart used to explain the operation of FIG.
2n output, and is shown for time 1 T and time T+1. The shaded area in the figure is the area where the coefficient word length is expanded.

第3図は第1図および第4図におけるフィルタツインパ
ルスレスポンスを示すものである。
FIG. 3 shows the filter twin pulse response in FIGS. 1 and 4.

まず、この係数語長拡大部分の演算は1サンプル時刻前
に行なわれる。そして、乗算する係数により、以後デー
タのMSBが連続して出力される時刻にデータ保持回路
群51〜5nに各々のタイミングでMSBを保持する。
First, the calculation of this coefficient word length expansion part is performed one sample time before. Then, depending on the multiplied coefficient, the MSB of data is held in the data holding circuit groups 51 to 5n at respective timings at times when the MSB of data is successively outputted thereafter.

そして、次のクロックタイミングで乗算器群21〜2n
の入力を第1のスイッチ群31〜3nにより1″!7!
7ンプル、出力を第2のスイッチ群41〜4nによシ第
2の加算回路4側に切替える。
Then, at the next clock timing, the multiplier groups 21 to 2n
The input of 1″!7! is input by the first switch group 31 to 3n.
7 samples, and the output is switched to the second adder circuit 4 side by the second switch group 41 to 4n.

すなわち、必要なMSBはデータ保持回路群51〜5n
に蓄え、その間に1サンプル時刻後のデータの係数語長
拡張部分の演算を行なう。
That is, the necessary MSB is stored in the data holding circuit groups 51 to 5n.
During this time, the coefficient word length extension portion of the data after one sample time is calculated.

つぎに、その演算結果は遅延回路5で1サンプル時間遅
らされて、所定のタイミングで第1の加算回路2に入力
される。そして、スイッチ6は第2図における時刻T6
の期間開くものとする。ここで、この時刻T6の長さは
、係数拡張分の演算によりキャリーが最大及ぶ範囲とす
る。そして、データ形式が2の補数の場合には第2のス
イッチ群41〜4nおよびスイッチ6は接続されぬ端子
に対して“0”を出力する。
Next, the result of the calculation is delayed by one sample time in the delay circuit 5, and is input to the first addition circuit 2 at a predetermined timing. Then, switch 6 is activated at time T6 in FIG.
It shall be open for a period of . Here, the length of this time T6 is set to be the range in which the carry reaches the maximum due to the calculation of the coefficient extension. When the data format is two's complement, the second switch group 41 to 4n and the switch 6 output "0" to unconnected terminals.

このようにして、係数の有効数字桁数が拡張されフィル
タの精度が向上する。
In this way, the number of significant digits of the coefficients is expanded and the accuracy of the filter is improved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明によれば、フィルタのイ
ンパルスレスポンスの絶対値の小さい部分の乗算の一部
分を他の部分に対し、■サンプル時刻前に行なうように
したものであるから、演算のクロックレートe上げずに
係数語長を拡張し、フィルタの演算精度を上げることが
できるので、実用上の効果は碌めて大であるへ
As explained above, according to the present invention, part of the multiplication of the part with the small absolute value of the impulse response of the filter is performed with respect to other parts before ■ the sample time, so the calculation clock Since the coefficient word length can be expanded without increasing the rate e and the calculation accuracy of the filter can be increased, the practical effect is extremely large.

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

第1図はこの発明によるディジタルフィルタの一実施例
を示す構成図、第2図は第1図の動作説明に供するタイ
ムチャート、第3図は第1図および第4図のフィルタの
インパルスレスポンスに示す説明図、第4図は従来のデ
ィジタルフィルタの一例を示す構成図、第5図は第4図
の動作説明に供するタイムチャートである。 1・・・・入力端子、2・・・・第1の加算回路、4・
・・・第2の加算回路、5・・・・遅延回路、6・・・
・スイッチ、21〜2n・・・・乗算器群、31〜3n
・・・・第1のスイッチ群、41〜4n ・・・・第2
のスイッチ群、51〜5n・・・・データ保持回路群。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a digital filter according to the present invention, FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of FIG. 1, and FIG. 3 is an impulse response of the filter of FIGS. 1 and 4. FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of a conventional digital filter, and FIG. 5 is a time chart for explaining the operation of FIG. 4. 1...Input terminal, 2...First addition circuit, 4...
...Second addition circuit, 5...Delay circuit, 6...
・Switch, 21-2n... Multiplier group, 31-3n
...First switch group, 41 to 4n ...Second
switch group, 51 to 5n...data holding circuit group.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] LSBファーストのシリアルデータ入力端子を有する乗
算回路を備えたディジタルフィルタであって、前記乗算
回路を構成する乗算器群の入力を1サンプル時刻切替え
る第1のスイッチ群と、前記乗算器群の出力を切替える
第2のスイッチ群と、この第2のスイッチ群の各々のス
イッチに接続されたデータ保持回路群と、このデータ保
持回路群の出力を加算する第1の加算回路と、前記第2
のスイッチ群に接続された第2の加算回路と、この第2
の加算回路に接続された1サンプル時刻の遅延回路と、
この遅延回路の出力を前記第1の加算回路に接続するス
イッチとを備え、フィルタのインパルスレスポンスの絶
対値の小さい部分の乗算の一部分を他の部分に対して1
サンプル時刻前に行ない得るようにしたことを特徴とす
るディジタルフィルタ。
A digital filter comprising a multiplier circuit having an LSB first serial data input terminal, the digital filter comprising: a first switch group for switching the input of the multiplier group constituting the multiplier circuit at one sample time; a second switch group for switching, a data holding circuit group connected to each switch of the second switch group, a first addition circuit for adding the outputs of the data holding circuit group, and the second switch group.
a second adder circuit connected to the switch group;
a 1-sample time delay circuit connected to the adder circuit;
a switch that connects the output of the delay circuit to the first addition circuit, and a switch that connects the output of the delay circuit to the first addition circuit, and multiplies a portion of the filter impulse response with a small absolute value by 1 for the other portion.
A digital filter characterized in that it can be operated before a sample time.
JP826986A 1986-01-16 1986-01-16 Digital filter Pending JPS62165422A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007271107A (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Osaka Gas Co Ltd Heating cooker

Cited By (1)

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JP2007271107A (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Osaka Gas Co Ltd Heating cooker

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