JPS6311819B2 - - Google Patents

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JPS6311819B2
JPS6311819B2 JP53042502A JP4250278A JPS6311819B2 JP S6311819 B2 JPS6311819 B2 JP S6311819B2 JP 53042502 A JP53042502 A JP 53042502A JP 4250278 A JP4250278 A JP 4250278A JP S6311819 B2 JPS6311819 B2 JP S6311819B2
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JP
Japan
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sampling frequency
digital filter
output
sample value
signal
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Application number
JP53042502A
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Japanese (ja)
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JPS54134510A (en
Inventor
Akira Kanemasa
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP4250278A priority Critical patent/JPS54134510A/en
Publication of JPS54134510A publication Critical patent/JPS54134510A/en
Publication of JPS6311819B2 publication Critical patent/JPS6311819B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/05Electric or magnetic storage of signals before transmitting or retransmitting for changing the transmission rate

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は全く独立に動作しているクロツクに
てそれぞれ処理されている二つの信号系間におい
て一方の信号系の信号を他方の信号系に変換する
独立同期装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an independent synchronizer for converting signals of one signal system into the other signal system between two signal systems each processed by clocks operating completely independently.

伝送及び交換が一体となつたPCM統合網にお
ける網同期技術として従属同期、相互同期、独立
同期の3方式が代表的である。独立同期方式では
信号は独立な2つのクロツク系の標本化周波数の
差△fの周波数をもつ鋸歯状波で位相変調を受
け、つなぎ合せ雑音として感知される。このつな
ぎ合せ雑音を除去する方法として、従来は記憶回
路を用いて非動期により生じるつなぎ合せ雑音を
信号の間に存在する瞬時的休止(ポーズ)期間に
移動させることにより除去する方法が考えられて
いる。ところがデータ伝送を対象とする時はポー
ズを強制的に挿入する必要があること、また音声
信号に対しても、チヤネルの多重化が行なわれて
いるので各チヤネルに対して上記の操作を別々に
行なわなければならず非常に複雑なものとなる欠
点があつた。
There are three typical network synchronization techniques in a PCM integrated network where transmission and switching are integrated: dependent synchronization, mutual synchronization, and independent synchronization. In the independent synchronization system, the signal is phase modulated by a sawtooth wave having a frequency Δf, which is the difference between the sampling frequencies of two independent clock systems, and is sensed as splicing noise. Conventionally, a method of removing this splicing noise has been considered by using a memory circuit to move the splicing noise caused by the non-moving period to an instantaneous rest (pause) period that exists between signals. ing. However, when targeting data transmission, it is necessary to forcibly insert pauses, and since channels are multiplexed for audio signals, the above operation must be performed separately for each channel. The disadvantage was that it was very complicated to carry out.

更に最近、デイジタル信号処理技術を用いてサ
ンプル時点以外のサンプル値を補間して出力のサ
ンプル時点に最も近い補間されたサンプル値を取
出す方法を用いた独立同期装置も考えられてい
る。
Furthermore, recently, an independent synchronizer has been considered that uses digital signal processing technology to interpolate sample values other than the sample time and extract the interpolated sample value closest to the output sample time.

この発明はサンプル値を補間する方法を用いた
独立同期装置を改良したものである。従つて先ず
この補間法を用いた独立同期装置の原理について
説明する。
The present invention is an improvement on an independent synchronizer using a method of interpolating sample values. Therefore, first, the principle of an independent synchronizer using this interpolation method will be explained.

以下の説明では標本化周波数f1Hzの整数倍(1
も含む)で動作しているデータ系をクロツク系
1、標本化周波数f2Hz(しかしf2はf1にほぼ等し
い)の整数倍(1も含む)で動作しているデータ
系をクロツク系2と呼ぶことにする。第1図Aは
周波数f1で標本化された入力信号のサンプル値系
列を示し、この入力サンプル値系列をこれとは全
く独立した標本化周波数f2で中継した場合に、f1
<f2であればその出力信号のサンプル値系列は第
1図Bに示すようになる。入力サンプル値Si1は、
出力サンプル値S01、S02と同一のものが出力さ
れ、データの重複が起こる。逆にf1>f2の時はデ
ータの脱落が起こり、何れの場合もつなぎ合せ雑
音を生じる原因となる。
In the following explanation, the sampling frequency f 1 Hz is an integer multiple (1
A data system operating at a sampling frequency f 2 Hz (however, f 2 is approximately equal to f 1 ) is called a clock system 1, and a data system operating at an integer multiple (including 1) of the sampling frequency f 2 Hz (however, f 2 is approximately equal to f 1) is called a clock system. I'll call it 2. FIG. 1A shows a sample value sequence of an input signal sampled at a frequency f1 , and when this input sample value sequence is relayed at a completely independent sampling frequency f2 , f1
If <f 2 , the sample value series of the output signal will be as shown in FIG. 1B. The input sample value S i1 is
The same output sample values S 01 and S 02 are output, resulting in data duplication. On the other hand, when f 1 > f 2 , data is dropped, and in either case, it causes splicing noise.

そこで第1図Cに示すように、入力のサンプル
値系列から、そのサンプル時点Sp(大きい黒丸で
示す)以外のサンプル値Ss(小さい黒丸で示す)
を補間し、出力信号の標本化周波数f2のサンプル
時点において本来のサンプル時点Sp及び補間され
たサンプル時点Ss中の最も近いものの値を取出す
ようにされる。このようにしてサンプルされた出
力信号の系列を第1図Dに示す。第1図Cに示す
補間は低域通過特性を有する補間用デイジタルフ
イルタに、入力サンプル値系列を供給して行われ
る。第1図Cではその補間用デイジタルフイルタ
の標本化周波数fFを4×f1Hzとし、1標本化周期
中に3点を補間した場合である。fFを大きくする
程つなぎ合せ雑音を小さくすることが可能とな
る。
Therefore, as shown in Fig. 1C, from the input sample value series, sample values S s (indicated by small black circles) other than that sampling point S p (indicated by large black circles) are obtained.
is interpolated, and the value of the closest one among the original sample time S p and the interpolated sample time S s is extracted at the sample time of the sampling frequency f 2 of the output signal. A series of output signals sampled in this manner is shown in FIG. 1D. The interpolation shown in FIG. 1C is performed by supplying an input sample value series to an interpolation digital filter having low-pass characteristics. In FIG. 1C, the sampling frequency f F of the interpolation digital filter is 4×f 1 Hz, and three points are interpolated during one sampling period. The larger f F becomes, the more it becomes possible to reduce the splicing noise.

二つの独立したクロツク系間のつなぎ合せ雑音
の解析については昭和39年2月に発行された電子
通信学会誌に記載された論文「独立同期PCM中
継方式」に詳しく述べられている。
The analysis of coupling noise between two independent clock systems is described in detail in the paper ``Independent Synchronous PCM Relay System'' published in the Journal of the Institute of Electronics and Communication Engineers published in February 1964.

今、入力信号及び出力信号の標本化周波数をそ
れぞれf1Hz、f2Hzとし、この2つの標本化周波数
の差を△fとする。また入力信号として単一正弦
波ej2f0tを考えれば、出力信号a2(t)は次式のよ
うに表わされる。
Now, let the sampling frequencies of the input signal and the output signal be f 1 Hz and f 2 Hz, respectively, and the difference between these two sampling frequencies be Δf. Further, if a single sine wave e j2f0t is considered as an input signal, the output signal a 2 (t) is expressed as the following equation.

a2(t)=P=-∞ Sp,oexp〔j2π(f0+p△f −nf2)t〕 (1) 但し、 Sp,o=Sp,0exp〔j2πf2t02〕 (2) Sp,0=sin{π(p+f0/f1)}/π(p+f0/f1)exp
〔−jπ(p+f0/f1) −j2πp△ftc〕 (3) tc=(f1t01−f2t02)/△f (4) こゝで、t01及びt02はそれぞれ入力側のサンプ
ル時点、出力側のサンプル時点の各初期値であ
る。またpは整数であり、nの値は |f0+p△f−nf2|<f2/2 (5) を満足する値のみを取ることになり、f0およびP
から一義的に定まる。
a 2 (t) = P=-∞ S p,o exp〔j2π(f 0 +p△f −nf 2 )t〕 (1) However, S p,o =S p,0 exp〔j2πf 2 t 02 ] (2) S p,0 = sin {π(p+f 0 /f 1 )}/π(p+f 0 /f 1 )exp
[−jπ(p+f 0 /f 1 ) −j2πp△ft c ] (3) t c = (f 1 t 01 −f 2 t 02 )/△f (4) Here, t 01 and t 02 are respectively These are the initial values of the sample time on the input side and the sample time on the output side. Also, p is an integer, and the value of n takes only the value that satisfies |f 0 +p△f−nf 2 |<f 2 /2 (5), so f 0 and P
It is uniquely determined from.

信号周波数f0、標本化周波数f1の入力信号のス
ペクトルは第2図Aに示すようになり、それをf2
で標本化した出力信号のスペクトルは第2図Bに
示すように、原信号f0を中心とし△fの間隔で多
数の側帯波が生じる。これ等側帯波成分をひずみ
成分とみなせば、信号対雑音の比は次式のように
表わされる。
The spectrum of the input signal with signal frequency f 0 and sampling frequency f 1 is as shown in Figure 2A, and it is expressed as f 2
As shown in FIG. 2B, the spectrum of the output signal sampled in is centered on the original signal f 0 and many sideband waves are generated at intervals of Δf. If these sideband components are regarded as distortion components, the signal-to-noise ratio can be expressed as follows.

S/N=|sin(πf0/f1)/(πf0/f1)|2/1−|
sin(πf0/f1)/(πf0/f1)|2(6) 式(6)から明らかなようにS/Nは入力周波数が
ゼロの時は分母がゼロになり、S/Nは無限大で
あるが、標本化周波数f1Hzの1/2即ち入力信号の
最高周波数に近づくに従いしだいに劣化する。入
力信号周波数が一定であれば標本化周波数f1を高
くする程S/Nは大きくなる。
S/N=|sin(πf 0 /f 1 )/(πf 0 /f 1 )| 2 /1−|
sin (πf 0 /f 1 ) / (πf 0 /f 1 ) | 2 (6) As is clear from equation (6), when the input frequency is zero, the denominator of S/N becomes zero, and S/N is infinite, but gradually deteriorates as it approaches 1/2 of the sampling frequency f 1 Hz, that is, the highest frequency of the input signal. If the input signal frequency is constant, the S/N increases as the sampling frequency f 1 increases.

第3図は補間用デイジタルフイルタを設けて等
価的に標本化周波数f1Hzを大きくしてS/Nを改
善する例を示す。入力端子11より入力される標
本化周波数f1Hzの入力信号は補間用デイジタルフ
イルタ12に入力され、K×f1Hzレートのサンプ
ル値系列が出力される。補間用デイジタルフイル
タ12の標本化周波数はK×f1Hzであり、標本化
周波数f1Hzの入力信号の高調波を減衰させ、入力
信号周波数成分のみを取出すような低域通過特性
をもつものである。補間用デイジタルフイルタ1
2の出力データはクロツク系変換回路13に入力
され、K×f1HzサンプルレートからK×f2レート
に変換される。クロツク系変換回路13の出力デ
ータはスイツチ14によりK回に1回取出されて
出力端子15に出力される。すなわちスイツチ1
4はf2Hz毎にデータを取込むように動作してい
る。従つて出力端子15には標本化周波数f2Hzの
データが得られることになる。
FIG. 3 shows an example in which an interpolation digital filter is provided to equivalently increase the sampling frequency f 1 Hz to improve the S/N ratio. An input signal having a sampling frequency f 1 Hz inputted from an input terminal 11 is inputted to an interpolation digital filter 12, and a sample value series at a rate of K×f 1 Hz is output. The sampling frequency of the interpolation digital filter 12 is K×f 1 Hz, and it has a low-pass characteristic that attenuates the harmonics of the input signal with the sampling frequency f 1 Hz and extracts only the input signal frequency components. It is. Interpolation digital filter 1
The output data of No. 2 is input to the clock system conversion circuit 13, and is converted from the K×f 1 Hz sample rate to the K×f 2 rate. The output data of the clock conversion circuit 13 is taken out once every K times by the switch 14 and outputted to the output terminal 15. In other words, switch 1
4 operates to capture data every f 2 Hz. Therefore, data at the sampling frequency f 2 Hz is obtained at the output terminal 15.

このような構成によりサンプル値を補間する独
立同期方式では式(6)において入力周波数対標本化
周波数の比f0/f1はf0/(K×f1)となり、補間
しない時に比べてS/Nを改善することができ
る。しかしこの改善効果が充分得られるようにす
るにはKの値を可成り大きくしなければならな
い。式(6)を計算すれば明らかなようにf1=f2=8K
Hzの場合、入力信号周波数f0=3KHzではK=32
でもS/Nは33dB程度に過ぎない。例えば音声
のPCM通信においてはS/Nは35dB程度要求さ
れることから、上記つなぎ合せ雑音は35dBより
も充分大きくしなければならず、S/Nを45dB
とするにはK=128にもしなければならない。更
に補間デイジタルフイルタ12の特性や丸め雑音
(乗算器の出力ビツト数を入力ビツト数に合せる
ために生じる雑音)の影響を考えるとKを非常に
大きい値にしなければならず、補間用デイジタル
フイルタ12の回路規模が大きくなる欠点があ
る。
In the independent synchronization method that interpolates sample values with such a configuration, the ratio of input frequency to sampling frequency f 0 /f 1 in equation (6) becomes f 0 /(K × f 1 ), and S /N can be improved. However, in order to fully obtain this improvement effect, the value of K must be made considerably large. As is clear from calculating equation (6), f 1 = f 2 = 8K
Hz, K=32 for input signal frequency f 0 =3KHz
However, the S/N is only about 33dB. For example, in voice PCM communication, a S/N of about 35 dB is required, so the above-mentioned splicing noise must be sufficiently larger than 35 dB, and the S/N must be increased to 45 dB.
To do this, we must also set K to 128. Furthermore, considering the characteristics of the interpolating digital filter 12 and the effects of rounding noise (noise caused by matching the number of output bits of the multiplier to the number of input bits), K must be set to a very large value. The disadvantage is that the circuit scale becomes large.

この発明の目的はデイジタル信号処理を利用し
てつなぎ合せ雑音を小さくすることができる独立
同期装置を提供することにある。この発明の他の
目的はつなぎ合せ雑音が小さく、しかも回路規模
の小さい独立同期装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an independent synchronizer that can reduce splicing noise using digital signal processing. Another object of the present invention is to provide an independent synchronizer with low coupling noise and a small circuit scale.

この発明の独立同期装置によれば標本化周波数
f1の入力信号は標本化周波数がK×f1Hz(但しK
は2以上の整数)の補間用デイジタルフイルタに
供給され、この出力系列であるクロツク系1のサ
ンプル値系列はクロツク系変換手段によりクロツ
ク系2のサンプル値系列に変換される。この変換
されたサンプル値系列は標本化周波数がK′×f2Hz
(但しK′=K+1又はK′=K−1)で遮断周波数
がf2/2Hzの低域通過デイジタルフイルタに供給
され、このフイルタにより雑音となる側帯波成分
が除去される。この低域通過デイジタルフイルタ
の出力系列はK′ごとに取出され、標本化周波数f2
Hzの出力サンプル値系例を得る。
According to the independent synchronizer of this invention, the sampling frequency
The input signal of f 1 has a sampling frequency of K×f 1 Hz (K
is an integer of 2 or more), and the sample value series of clock system 1, which is this output series, is converted into the sample value series of clock system 2 by clock system converting means. This converted sample value series has a sampling frequency of K′×f 2 Hz
(where K'=K+1 or K'=K-1), the signal is supplied to a low-pass digital filter with a cutoff frequency of f 2 /2 Hz, and sideband components that become noise are removed by this filter. The output series of this low-pass digital filter is taken out every K′, and the sampling frequency f 2
Obtain an example of the output sample value system in Hz.

式(1)から明らかなように標本化周波数f1の信号
を周波数f2で標本化する場合は原信号以外に△f
=f1〜f2の間隔で無限の側帯波をもち、これがつ
なぎ合せ雑音となつている。今、入力信号帯域を
0〜4KHz、入力信号の標本化周波数をf1=8KHz、
出力信号の標本化周波数をf2=8KHzとする。但
し、f1とf2は全く独立である。更に補間用デイジ
タルフイルタの標本化周波数をK×f1=64KHz即
ちK=8の場合を一例として考える。
As is clear from equation (1), when sampling a signal with sampling frequency f 1 at frequency f 2 , in addition to the original signal, △f
It has an infinite number of sideband waves at an interval of = f 1 to f 2 , and these become splicing noise. Now, the input signal band is 0 to 4KHz, the sampling frequency of the input signal is f 1 = 8KHz,
Let the sampling frequency of the output signal be f 2 =8KHz. However, f 1 and f 2 are completely independent. Further, consider as an example the case where the sampling frequency of the interpolation digital filter is K×f 1 =64 KHz, that is, K=8.

クロツク系2において標本化周波数K′×f2Hzを
考える。但しK′は正の整数である。一例として
K′×f2=72KHz即ちK′=9を考えれば標本化周波
数Kf1(=64KHz)とK′f2(=72KHz)との差△f
は8KHzとなり、ある周波数f0Hzの信号(但し0
<f0<4KHz)を入力した時の出力信号のスペク
トルは第4図Aに示すように8KHz間隔に並ぶこ
とになる。クロツク変換回路13ではK′f2=72K
Hzの標本化周波数であるため、その有効信号成分
はKf2/2=36KHz以下であり、それより高い側
帯波成分はK′f2/2で折返されている。しかし第
4図Bに示すように標本化周波数K′×f2=72KHz
で遮断周波数が4KHzの低域通過デイジタルフイ
ルタを用いれば−4〜4KHz帯域に落ち込む側帯
波以外の大部分の側帯波を抑圧することが可能と
なる。このように△fを入力信号周波数の最高周
波数4KHzの2倍以上の周波数としているためベ
ースバンドに低次の側帯波成分は入らない。Kと
K′との差を1としているため折返される側帯波
成分、特にベースバンドに入るものはその側帯波
次数が高く、レベルが小さいものとなる。従つて
上記低域フイルタの使用によりKを比較的小さく
してもS/Nをよくすることができる。
Consider the sampling frequency K'×f 2 Hz in clock system 2. However, K′ is a positive integer. As an example
Considering K′×f 2 =72KHz, that is, K′=9, the difference △f between the sampling frequency Kf 1 (=64KHz) and K′f 2 (=72KHz)
is 8KHz, and a signal with a certain frequency f 0 Hz (however, 0
<f 0 <4KHz), the spectrum of the output signal is arranged at 8KHz intervals as shown in FIG. 4A. In the clock conversion circuit 13, K′f 2 =72K
Since the sampling frequency is Hz, its effective signal component is below Kf 2 /2 = 36 KHz, and sideband components higher than that are folded back at K'f 2 /2. However, as shown in Figure 4B, the sampling frequency K'×f 2 = 72KHz
If a low-pass digital filter with a cutoff frequency of 4 KHz is used, most sideband waves other than those falling in the -4 to 4 KHz band can be suppressed. In this way, since Δf is set to a frequency that is more than twice the maximum frequency of the input signal frequency, 4 KHz, no low-order sideband components enter the baseband. K and
Since the difference with K' is set to 1, the folded sideband components, especially those that fall into the baseband, have a high sideband order and a low level. Therefore, by using the low-pass filter, the S/N ratio can be improved even if K is made relatively small.

第5図はこの発明の一実施例であり、第3図と
対応する部分には同一符号を付けて示す。この発
明ではクロツク系変換回路13の出力は、K′×f2
の標本化周波数で動作し、遮断周波数がf2/2の
低域通過デイジタルフイルタ17に通され、その
出力系列がスイツチ14にてK′ごとに取出され
る。
FIG. 5 shows an embodiment of the present invention, and parts corresponding to those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals. In this invention, the output of the clock conversion circuit 13 is K′×f 2
The signal is passed through a low-pass digital filter 17 with a cutoff frequency of f 2 /2, and its output series is taken out every K' by a switch 14.

補間用デイジタルフイルタ12は例えば再帰型
デイジタルフイルタや非再帰型デイジタルフイル
タにより実現することができる。このフイルタ1
2の入力信号の標本化周波数はf1Hzであり、動作
周波数K×f1HzのK分の1であつて、入力はK回
に一回入力すればよいから、フイルタ分解手法を
用いれば、回路規模を小さくすることができる。
このフイルタ分解手法については、1974年8月発
行の刊行物「IEEE TRANSACTION ON
ACOVSTICS、SPEECH、and SIGNAL
PROCESSING VOL.ASSP−22、No.4」の第
231頁〜第235頁記載の論文「Interpolation、
Extvapolation、and Reduction of Compution
Speed in Digital Filters」に詳しく述べられて
いる。
The interpolation digital filter 12 can be realized, for example, by a recursive digital filter or a non-recursive digital filter. This filter 1
The sampling frequency of the input signal in step 2 is f 1 Hz, which is 1/K of the operating frequency K x f 1 Hz, and the input signal only needs to be input once every K times, so if the filter decomposition method is used, , the circuit scale can be reduced.
This filter decomposition method is described in the publication ``IEEE TRANSACTION ON'' published in August 1974.
ACOVSTICS, SPEECH, and SIGNAL
PROCESSING VOL.ASSP−22, No.4”
The paper “Interpolation,” on pages 231 to 235,
Extvapolation, and Reduction of Computation
Speed in Digital Filters”.

第6図はクロツク系変換回路13の詳細ブロツ
ク図を示したものであり、第7図に示すタイミン
グチヤートを参照してその動作を詳細に説明す
る。第6図において標本化周波数Kf1のサンプル
値系列131はセレクタ133に直接供給される
と同時に1/2サンプル遅延素子132を介して供
給される。これらセレクタ133に供給される2
個のサンプル値系列のタイミングチヤートをそれ
ぞれ第7図A及びBに示す。Aはサンプル値系列
131に対応し、Bは1/2サンプル遅延素子13
2の出力のサンプル値系列に対応している。但し
A,Bでは各サンプル値に対し順番に番号を付与
している。第7図C及びDはそれぞれKf1のクロ
ツク137及びK′f2のクロツク138のタイミン
グを示したものである。これら2つのクロツクは
位相比較器136に入力され、クロツク位相が次
のように比較される。即ち両者の差が1クロツク
の1/4クロツク以上3/4クロツク以下の範囲の時に
は“0”を、それ以外の時には“1”を位相比較
器136は出力し、セレクタ133に供給され
る。セレクタ133は位相比較器136が“0”
の時はサンプル値系列131を、“1”の時は1/2
サンプル遅延素子132の出力を選択して出力し
D型フリツプフロツプ134に供給する。D型フ
リツプフロツプ134にはK′f2クロツク138が
クロツクとして供給されており、クロツク系1の
データをクロツク系2のクロツクでリタイミング
することによりクロツク系変換が実行される。第
7図E及びFはそれぞれ位相比較器136の出力
及びD型フリツプフロツプ134の出力サンプル
値系列135のタイミングチヤートを示したもの
である。なお第7図においてはCとDのクロツク
位相関係から明らかなようにKf1<K′f2の例を示
しており、従つて同図Fに示すクロツク変換後の
サンプル値系列135はデータの重複(サンプル
値番号5が2回出現している)が生じる。第7図
に示す入出力のサンプル値系列の関係は第1図の
AとBの関係に一致している。但し第1図A及び
Bにおいてサンプル値系列の標本化周波数をそれ
ぞれKf1及びK′f2とみなす必要がある。第6図の
ブロツク図はD型フリツプフロツプ134の動作
に対しタイミングマージンを十分与えた構成とな
つているが、タイミング余裕を必要としない、あ
るいは無視できるような理想的なD型フリツプフ
ロツプであれば1/2サンプル遅延素子132、セ
レクタ133及び位相比較器136は除去するこ
とが可能となりD型フリツプフロツプのデータ入
力としてはサンプル値系列131を直接供給すれ
ば良い。次に第5図の説明に戻る。
FIG. 6 shows a detailed block diagram of the clock system conversion circuit 13, and its operation will be explained in detail with reference to the timing chart shown in FIG. In FIG. 6, a sample value series 131 with a sampling frequency Kf 1 is directly supplied to a selector 133 and simultaneously supplied via a 1/2 sample delay element 132. 2 supplied to these selectors 133
The timing charts of the sample value series are shown in FIGS. 7A and 7B, respectively. A corresponds to the sample value series 131 and B corresponds to the 1/2 sample delay element 13
This corresponds to the sample value series of output No. 2. However, in A and B, numbers are assigned to each sample value in order. Figures 7C and 7D show the timing of Kf 1 clock 137 and K'f 2 clock 138, respectively. These two clocks are input to phase comparator 136 and the clock phases are compared as follows. That is, the phase comparator 136 outputs "0" when the difference between the two is in the range of 1/4 clock to 3/4 clock, and otherwise outputs "1", which is supplied to the selector 133. The selector 133 indicates that the phase comparator 136 is “0”
When it is "1", sample value series 131 is used, and when it is "1", it is 1/2.
The output of the sample delay element 132 is selected and output, and is supplied to a D-type flip-flop 134. A K'f 2 clock 138 is supplied as a clock to the D-type flip-flop 134, and clock system conversion is performed by retiming the data of clock system 1 with the clock of clock system 2. 7E and 7F show timing charts of the output of the phase comparator 136 and the output sample value series 135 of the D-type flip-flop 134, respectively. Note that FIG. 7 shows an example where Kf 1 <K'f 2 as is clear from the clock phase relationship between C and D. Therefore, the sample value series 135 after clock conversion shown in FIG. Duplication (sample value number 5 appears twice) occurs. The relationship between the input and output sample value series shown in FIG. 7 corresponds to the relationship between A and B in FIG. However, it is necessary to regard the sampling frequencies of the sample value series as Kf 1 and K'f 2 in FIGS. 1A and 1B, respectively. The block diagram in FIG. 6 has a configuration that provides sufficient timing margin for the operation of the D-type flip-flop 134, but if it is an ideal D-type flip-flop that does not require or can ignore the timing margin, The /2 sample delay element 132, selector 133 and phase comparator 136 can be removed, and the sample value series 131 can be directly supplied as the data input to the D-type flip-flop. Next, we return to the explanation of FIG.

このクロツク系変換回路13の出力は低域通過
デイジタルフイルタ17によりf2/2以上の側帯
波が抑圧される。その出力のK′×f2Hzサンプルレ
ートのデータはf2Hz毎に動作するサンプルレート
変換用スイツチ14によりK′回に1回取出され、
標本化周波数f2Hzのデータが出力端子15に得ら
れる。次に第5図に示す補間用デイジタルフイル
タ12及び低域通過フイルタ17の構成について
述べる。両フイルタの構成は基本的には同一でよ
い。第8図は補間用デイジタルフイルタであるい
は低域通過フイルタの構成例を示すブロツク図で
ある。第8図Aは非再帰型デイジタルフイルタを
用いた時のブロツク図、第8図Bは再帰型デイジ
タルフイルタを用いた時のブロツク図を示す。
The output of the clock conversion circuit 13 is subjected to a low-pass digital filter 17, in which sidebands of f 2 /2 or more are suppressed. The output K′×f 2 Hz sample rate data is extracted once every K′ times by the sample rate conversion switch 14 that operates every f 2 Hz.
Data at the sampling frequency f 2 Hz is obtained at the output terminal 15. Next, the configurations of the interpolation digital filter 12 and the low-pass filter 17 shown in FIG. 5 will be described. The configurations of both filters may be basically the same. FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of an interpolation digital filter or a low-pass filter. FIG. 8A shows a block diagram when a non-recursive digital filter is used, and FIG. 8B shows a block diagram when a recursive digital filter is used.

第8図Aにおいて、参照数字811,812,
813及び814は1サンプル分の遅延要素、参
照数字821,822,823,824,825
及び826は乗算器を示す。また参照数字800
1は入力端子、参照数字8002は出力端子を示
す。
In FIG. 8A, reference numerals 811, 812,
813 and 814 are delay elements for one sample, reference numbers 821, 822, 823, 824, 825
and 826 indicate a multiplier. Also reference number 800
1 indicates an input terminal, and reference numeral 8002 indicates an output terminal.

第8図Bにおいて、参照数字841,842及
び843は1サンプルの遅延要素、参照数字85
1,852,853,854,861,862,
863,864及び865は乗算器である。さら
に参照数字8003は入力端子、参照数字800
4は出力端子を示す。
In Figure 8B, reference numerals 841, 842 and 843 are one sample delay elements, reference numeral 85
1,852,853,854,861,862,
863, 864 and 865 are multipliers. Furthermore, reference number 8003 is an input terminal, reference number 800
4 indicates an output terminal.

以上述べたようにクロツク系を変換する時の標
本化周波数の差△fは側帯波成分がベースバンド
域に入らないようにf1Hz又はf2Hz以上なければな
らないことは明らかであり、またベースバンド内
に折返されて入る側帯波は高次成分となつてレベ
ルが充分小さくなるようにK′は次式を満足する
ような値に選ぶのが適当である。
As mentioned above, it is clear that the sampling frequency difference Δf when converting the clock system must be greater than f 1 Hz or f 2 Hz to prevent sideband components from entering the baseband region, and It is appropriate to select K' to a value that satisfies the following equation so that the sideband wave that is folded back into the baseband becomes a high-order component and has a sufficiently small level.

K′=K±1 (7) また、Kは与えられたS/N規格を満足するよ
うに選べばよいが、補間の性質からK=2以上で
なければならないことは当然である。
K'=K±1 (7) Furthermore, K may be selected so as to satisfy the given S/N standard, but it goes without saying that K must be 2 or more due to the nature of interpolation.

低域通過デイジタルフイルタ17の出力レート
はK′×f2Hzであるが、サンプルレート変換用スイ
ツチ14により、出力端子15にはK′回に1回
しかデータを出力しないので前に述べたようにデ
イジタルフイルタ分解の手法を用いれば低域通過
デイジタルフイルタ17の回路規模を小さくする
ことができる。
The output rate of the low-pass digital filter 17 is K'×f 2 Hz, but due to the sample rate conversion switch 14, data is output to the output terminal 15 only once every K' times, so as mentioned earlier, By using a digital filter decomposition technique, the circuit scale of the low-pass digital filter 17 can be reduced.

以上述べたように、この発明によればつなぎ合
せ雑音を小さくすることができ、かつ回路規模の
小さい独立同期装置を提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce connection noise and provide an independent synchronizer with a small circuit scale.

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

第1図はサンプル値補間による独立同期装置の
原理を説明するための図、第2図は独立同期装置
の入力スペクトルと出力スペクトルを示す図、第
3図はサンプル値補間による独立同期装置の一例
を示すブロツク図、第4図はこの発明の原理を説
明するための図、第5図はこの発明による独立同
期装置の一実施例を示すブロツク図、第6図はク
ロツク系変換回路のブロツク図、第7図は第6図
の動作を説明するためのタイミングチヤート、第
8図は第5図の補間用デイジタルフイルタ12又
は低域通過フイルタ17のブロツク図である。 11:入力端子、12:補間用デイジタルフイ
ルタ、13:クロツク系変換回路、14:標本化
速度変換用スイツチ、15:出力端子、17:低
域通過デイジタルフイルタ。
Figure 1 is a diagram to explain the principle of an independent synchronizer using sample value interpolation, Figure 2 is a diagram showing the input spectrum and output spectrum of the independent synchronizer, and Figure 3 is an example of an independent synchronizer using sample value interpolation. FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of the invention, FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of an independent synchronizer according to the invention, and FIG. 6 is a block diagram of a clock system conversion circuit. , FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 6, and FIG. 8 is a block diagram of the interpolation digital filter 12 or low-pass filter 17 of FIG. 5. 11: input terminal, 12: interpolation digital filter, 13: clock system conversion circuit, 14: sampling rate conversion switch, 15: output terminal, 17: low-pass digital filter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 標本化周波数f1で標本化された信号をf1の整
数倍(1を含む)の速度で処理する第1クロツク
系と、標本化周波数f2(上記f1にほゞ等しい)で
標本化された信号をf2の整数倍(1を含む)で処
理する第2クロツク系とが全く独立に動作するよ
うに設けられたシステムにおいて、 上記標本化周波数f1で標本化された信号が供給
され、標本化周波数がK×f1(Kは2以上の整数)
で動作し、供給された入力信号を取出す低域通過
補間用デイジタルフイルタと、 そのデイジタルフイルタの出力である上記第1
クロツク系の標本値系列を上記第2クロツク系の
標本値系列に変換するクロツク系変換手段と、 その変換された標本値系列が供給され、標本化
周波数がK′×f2(K′とKとの差は1)で動作し、
遮断周波数がf2/2の低域通過デイジタルフイル
タと、 その低域通過デイジタルフイルタの出力系列を
K′ごとに取出す手段とを具備する独立同期装置。
[Claims] 1. A first clock system that processes a signal sampled at a sampling frequency f 1 at a speed that is an integer multiple (including 1) of f 1 ; In a system in which the second clock system operates completely independently of the second clock system, which processes the signal sampled at the sampling frequency f 1 at an integer multiple (including 1 ) of f 2 , A sampled signal is supplied, and the sampling frequency is K×f 1 (K is an integer greater than or equal to 2)
a low-pass interpolation digital filter that operates at
A clock system conversion means converts the clock system sample value sequence into the second clock system sample value sequence, and the converted sample value sequence is supplied, and the sampling frequency is K′×f 2 (K′ and K The difference is that it works in 1),
A low-pass digital filter with a cutoff frequency of f 2 /2 and the output series of the low-pass digital filter.
an independent synchronizer having means for taking out every K′;
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52128010A (en) * 1976-04-20 1977-10-27 Fujitsu Ltd Synchronizing system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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