JPS6348206B2 - - Google Patents

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JPS6348206B2
JPS6348206B2 JP6250380A JP6250380A JPS6348206B2 JP S6348206 B2 JPS6348206 B2 JP S6348206B2 JP 6250380 A JP6250380 A JP 6250380A JP 6250380 A JP6250380 A JP 6250380A JP S6348206 B2 JPS6348206 B2 JP S6348206B2
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JP
Japan
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filter
sampling rate
nyquist
delay
delay device
Prior art date
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JP6250380A
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Japanese (ja)
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JPS56158524A (en
Inventor
Kenji Nakayama
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H17/00Networks using digital techniques
    • H03H17/02Frequency selective networks
    • H03H17/06Non-recursive filters
    • H03H17/0621Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing
    • H03H17/0635Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing characterized by the ratio between the input-sampling and output-delivery frequencies
    • H03H17/065Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing characterized by the ratio between the input-sampling and output-delivery frequencies the ratio being integer
    • H03H17/0664Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing characterized by the ratio between the input-sampling and output-delivery frequencies the ratio being integer where the output-delivery frequency is lower than the input sampling frequency, i.e. decimation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はサンプルされたデイジタル信号を処
埋してインパルス応答がナイキスト間隔TNで零
交差し、サンプリングレイトTで動作するサンプ
ル系ナイキストフイルタに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a sample-based Nyquist filter that processes a sampled digital signal so that the impulse response crosses zero at a Nyquist interval T N and operates at a sampling rate T.

ナイキストフイルタは域る周波数以上の成分を
阻止し、かつインパルス応答がナイキスト間隔
TNで零交差するものである。このフイルタに対
し、1/TN=fN/2の符号速度のデータを通した場合 は、符号間干渉なしに各符号を識別することが可
能であり、データ伝送に広く用いられている。こ
のナイキストフイルタを巡回型で構成する場合、
従来においては零交差点がフイルタの系数の量子
化によりずれる、このため所望の零交差インパル
ス応答を得るために係数語長を長くする必要があ
つた。
A Nyquist filter blocks components above the frequency range, and the impulse response is within the Nyquist interval.
It crosses zero at T N. When data is passed through this filter at a code rate of 1/T N =f N /2, it is possible to identify each code without intersymbol interference, and this filter is widely used for data transmission. When this Nyquist filter is configured as a cyclic type,
In the past, the zero crossing points were shifted due to the quantization of the filter series, so it was necessary to increase the coefficient word length in order to obtain the desired zero crossing impulse response.

この発明の目的は零交差点が係数量子化の影響
を受けないため係数語長を短くすること、および
並列接続された各デイジタルフイルタの巡回項を
共通化することによりハードウエアを減らすこと
ができるサンプル系ナイキストフイルタを提供す
ることにある。
The purpose of this invention is to shorten the coefficient word length because the zero crossing point is not affected by coefficient quantization, and to reduce the amount of sample hardware by sharing the cyclic term of each digital filter connected in parallel. The purpose of the present invention is to provide a Nyquist filter based on the Nyquist filter.

フイルタの動作サンプリング間隔をT(秒)と
するとナイキスト間隔は通常TN=KT(K>1な
る整数)となる。この関係を第1図に示す。第1
図はフイルタのインパルス応答の例である。サン
プリング間隔Tのフイルタの伝達関数をH(Z)
とする。こゝでZ=eJT この伝達関数H(Z)は次のように展開するこ
とができる。
When the operational sampling interval of the filter is T (seconds), the Nyquist interval is usually T N =KT (an integer where K>1). This relationship is shown in FIG. 1st
The figure is an example of a filter's impulse response. The transfer function of the filter with sampling interval T is H(Z)
shall be. Here, Z=e JTThis transfer function H(Z) can be expanded as follows.

H(Z)=k-1i=0 Z-iHi(ZK) (1) (1)式は伝達関数H(Z)のフイルタは動作サン
プリング間隔がKT、伝達関数がZ-iHi(ZK)(i
=0,1……K−1)のK個のフイルタの並列接
続で構成できることを示している。伝達関数H
(Z)のフイルタのインパルス応答がナイキスト
間隔TN=KTで完全に零交差する場合には、前記
動作サンプリング間隔がKT、伝達関数がZ-iHi
(ZK)のK個のフイルタのうちの何れか1つはTN
=KTの間隔でインパルス応答が正確に零交差す
るものになる。
H(Z)= k-1i=0 Z -i Hi(Z K ) (1) Equation (1) shows that the filter with transfer function H(Z) has an operation sampling interval of KT and a transfer function of Z -i Hi. (Z K )(i
This shows that it can be constructed by connecting K filters in parallel (=0, 1...K-1). Transfer function H
If the impulse response of the filter (Z) completely crosses zero at the Nyquist interval T N =KT, then the operation sampling interval is KT and the transfer function is Z -i Hi
Any one of the K filters of (Z K ) is T N
= The impulse response crosses zero exactly at intervals of KT.

これを、 Z-MHM(ZK)とし、 Z-MHM(ZK)=h0Z-N 0 (2) とおくと、この伝達関数はN0T=(M+nK)T
(nは正整数)でのみh0の非零応答をもつもので
ある。
Letting this be Z -M H M (Z K ) and Z -M H M (Z K )=h 0 Z -N 0 (2), this transfer function is N 0 T=(M+nK)T
(n is a positive integer) has a non-zero response of h 0 only.

例えばTN=3Tの場合、伝達関数H(Z)は次
のようにサンプリングレイト3Tの3個のフイル
タの和として表わされる。
For example, when T N =3T, the transfer function H(Z) is expressed as the sum of three filters with a sampling rate of 3T as follows.

H(Z)=H0(Z3)+Z-1H1(Z3) +Z-2H2(Z3) (3) H0(Z3),Z-1H1(Z3),Z-2H2(Z3)のインパル
ス応答を第2図のA,B,Cに、H(Z)のイン
パルス応答を同図Dにそれぞれ示す。つまりH0
(Z3)のフイルタでは第2図Aに示すようにT(=
N0T)でh0のスペクトルとなり、3T=TNごとに
正確に零となつており、Z-1H1(Z3)のフイルタ
は第2図Bに示すようにZ-1と対応してTだけず
らされた点から3Tごとに時間応答が発生する。
Z-2H2(Z3)のフイルタでは第2図Cに示すよう
にZ-2と対応して2Tだけずらされた点から3Tご
とに時間応答が発生する。これら第2図A,B,
Cの時間応答の和が第2図Dに示すH(Z)のフ
イルタになり、このH(Z)のフイルタのインパ
ルス応答はTNで正確に零交差したものになる。
H (Z) = H 0 (Z 3 ) + Z -1 H 1 (Z 3 ) +Z -2 H 2 (Z 3 ) (3) H 0 (Z 3 ), Z -1 H 1 (Z 3 ), Z The impulse response of -2 H 2 (Z 3 ) is shown in A, B, and C of FIG. 2, and the impulse response of H (Z) is shown in D of the same figure, respectively. That is H 0
(Z 3 ) filter T(=
The spectrum becomes h 0 at N 0 T), and it becomes exactly zero every 3T=T N , and the filter of Z -1 H 1 (Z 3 ) corresponds to Z -1 as shown in Figure 2B. A time response occurs every 3T from a point shifted by T.
In the filter Z -2 H 2 (Z 3 ), as shown in FIG. 2C, a time response occurs every 3T from a point shifted by 2T corresponding to Z -2 . These Figure 2 A, B,
The sum of the time responses of C becomes the filter of H(Z) shown in FIG. 2D, and the impulse response of this filter of H(Z) crosses zero exactly at T N.

従つて一般的にインパルス応答がTNで零交差
する伝達関数H(Z)のフイルタを実現するには
第3図に示すように動作サンプリング間隔TN
KTで伝達関数がH0(ZK)〜HM(ZK)〜HK-1(ZK
のフイルタ11〜1M〜1K-1が設けられ、これら
フイルタ10〜1M〜1K-1に遅延量が0〜MT〜
(K−1)Tの遅延回路20〜2M〜2K-1が直列に
それぞれ接続される。これら直列接続の一端は入
力端子11に、他端は加算回路12にそれぞれ接
続され、その加算回路12の出力はフイルタ出力
として出力端子13に供給される。なお遅延回路
0は遅延量がゼロであるから、実際にはフイル
タ10が加算回路12に直接接続される。またフ
イルタ1Mは(2)式のZ-MHM(ZK)=h0Z-N 0を実現す
る回路である。
Therefore, in general, to realize a filter with a transfer function H(Z) whose impulse response crosses zero at T N , the operation sampling interval T N =
At KT, the transfer function is H 0 (Z K ) ~ H M (Z K ) ~ H K-1 (Z K )
Filters 1 1 to 1 M to 1 K-1 are provided, and these filters 1 0 to 1 M to 1 K-1 have delay amounts of 0 to MT to
(K-1)T delay circuits 20 to 2M to 2K-1 are connected in series, respectively. One end of these series connections is connected to an input terminal 11, and the other end is connected to an adder circuit 12, and the output of the adder circuit 12 is supplied to an output terminal 13 as a filter output. Note that since the delay circuit 2 0 has a delay amount of zero, the filter 1 0 is actually connected directly to the adder circuit 12 . Further, the filter 1 M is a circuit that realizes Z - M H M (Z K ) = h 0 Z - N 0 in equation (2).

フイルタ10〜1K-1を巡回型フイルタとする場
合にはその伝達関数の巡回項を共通にすることに
より構成を簡単化することができる。即ち前記伝
達関数Hi(ZK)は一般に次式で表わされる。
When the filters 1 0 to 1 K-1 are cyclic filters, the configuration can be simplified by making the cyclic terms of their transfer functions common. That is, the transfer function Hi(Z K ) is generally expressed by the following equation.

Hi(ZK)=Pi(ZK)/Qi(ZK) (4) (4)式において一般にQi(ZK)=Q(ZK)i=0,
1……,K−1(≠M)となる。この場合、(4)式
の分母の巡回項を共通の巡回路とする。即ち第4
図に示すようにサンプリングレイトTNで動作す
る伝達関数1/Q(ZK)を実現する巡回路14が
入力端子11に接続され、その出力側に伝達関数
P0(ZK)〜PK-1(ZK)の非巡回型のフイルタ30
K-1と遅延回路20〜2K-1との各直列接続が接
続され、その直列接続の出力側は加算回路12に
接続される。入力端子11はフイルタ1M及び遅
延回路2Mの直列回路を通じて加算回路12に接
続される。
Hi (Z K )=Pi (Z K )/Qi (Z K ) (4) In equation (4), generally Qi (Z K )=Q (Z K )i=0,
1..., K-1 (≠M). In this case, let the cyclic term in the denominator of equation (4) be a common cyclic circuit. That is, the fourth
As shown in the figure, a circuit 14 that realizes a transfer function 1/Q (Z K ) operating at a sampling rate T N is connected to the input terminal 11, and the output side thereof has a transfer function
P 0 (Z K ) ~ P K-1 (Z K ) acyclic filter 3 0 ~
3 K-1 and delay circuits 2 0 to 2 K-1 are connected in series, and the output side of the series connection is connected to the adder circuit 12 . The input terminal 11 is connected to the adder circuit 12 through a series circuit of a filter 1M and a delay circuit 2M .

以上述べたようにナイキストフイルタに対する
入力信号のサンプリングレイトはナイキストレイ
トTNであり、また伝達関数H(Z)を分解した後
の各伝達関数Hi(ZK)に対するフイルタのサンプ
リングレイトもナイキストレイトTNとなるため、
Hi(ZK)のフイルタはH(Z)のフイルタに比べ
て1/Kにサンプリングレイトを低減でき、分解
することによるハードウエアの増加はない。更に
第4図のように巡回項1/Q(ZK)を前に出して
全てのHi(ZK)に対して共通に使用することによ
りハードウエアを低減することができる。例え
ば、Hi(ZK)の次数が2次である場合を考える。
Hi(ZK)をデイジタルフイルタで実現するのに必
要とされる乗算器は分子Pi(ZK)が3個、分母
1/Qi(ZK)が2個となる。従つて、図3の構成
に於いて10〜1K-1のブロツクをHi(ZK)で構成
すると全体で5K個の乗算器が必要である。これ
に対して、図4のように分母1/Q(ZK)を共通
化して全体の前に出すことにより、乗算器の数は
3K+2に低減できる。更にこの発明によるナイ
キストフイルタはナイキスト間隔で正確に零交差
するためフイルタの係数丸めによる時間域の劣化
はなく、従来の回路構成に比べて係数語長を短く
できる利点がある。
As mentioned above, the sampling rate of the input signal to the Nyquist filter is Nyquist T N , and the sampling rate of the filter for each transfer function Hi (Z K ) after decomposing the transfer function H (Z) is also Nyquist T Since N ,
The Hi (Z K ) filter can reduce the sampling rate to 1/K compared to the H (Z) filter, and there is no increase in hardware due to decomposition. Further, as shown in FIG. 4, the hardware can be reduced by bringing the cyclic term 1/Q (Z K ) to the front and using it in common for all Hi (Z K ). For example, consider a case where the order of Hi(Z K ) is second order.
The multipliers required to realize Hi(Z K ) with a digital filter are three for the numerator Pi(Z K ) and two for the denominator 1/Qi(Z K ). Therefore, in the configuration of FIG. 3, if blocks of 1 0 to 1 K-1 are configured as Hi(Z K ), a total of 5K multipliers are required. On the other hand, by making the denominator 1/Q (Z K ) common and placing it in front of the whole as shown in Figure 4, the number of multipliers can be reduced.
It can be reduced to 3K+2. Furthermore, since the Nyquist filter according to the present invention crosses zero exactly at the Nyquist interval, there is no deterioration in the time domain due to coefficient rounding of the filter, and there is an advantage that the coefficient word length can be shortened compared to conventional circuit configurations.

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

第1図はナイキストフイルタのインパルス応答
の例を示す図、第2図はサンプリングレイトTN
のフイルタに分解後の各フイルタのインパルス応
答とその全体のフイルタのインパルス応答との例
を示す図、第3図はこの発明によるサンプル系ナ
イキストフイルタの構成例を示すブロツク図、第
4図はこの発明によるサンプル系ナイキストフイ
ルタの構成例を示すブロツク図である。 10〜1K-1,30〜3K-1:サンプリングレイト
TNのフイルタ、20〜2K-1:遅延回路、11:入
力端子、13:出力端子、41:巡回路。
Figure 1 shows an example of the impulse response of a Nyquist filter, and Figure 2 shows the sampling rate T N
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of a sample-based Nyquist filter according to the present invention, and FIG. FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a sample-based Nyquist filter according to the invention. 1 0 ~ 1 K-1 , 3 0 ~ 3 K-1 : Sampling rate
T N filter, 2 0 to 2 K-1 : delay circuit, 11: input terminal, 13: output terminal, 41: circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 インパルス応答がナイキスト間隔TNで零交
差し、サンプリングレイトT=TN/K(Kは正整
数)で動作するサンプル系ナイキストフイルタに
おいて、TNをサンプリングレイトとし、乗算器、
加算器および遅延器とから成る巡回型の第1フイ
ルタ手段と、上記Tをサンプリングレイトとする
遅延器を少なくとも1個含む第2遅延手段を有
し、上記第1フイルタ手段と上記第2遅延手段が
縦続接続された第3手段が少なくとも2個並列接
続され、各並列回路の出力信号が加算されて全体
の出力信号を得ることを特徴とするサンプル系ナ
イキストフイルタ。 2 インパルス応答がナイキスト間隔TNで零交
差し、サンプリングレイトT=TN/K(Kは正整
数)で動作するサンプル系ナイキストフイルタに
おいて、TNをサンプリングレイトとし、乗算器、
加算器および遅延器とから成る非巡回型の第1フ
イルタ手段と、上記Tをサンプリングレイトとす
る遅延器を少なくとも1個含む第2遅延手段を有
し、上記第1フイルタ手段と上記第2遅延手段が
縦続された第3手段と、上記TNをサンプリング
レイトとし、乗算器、加算器および遅延器とから
成る巡回型の第4フイルタ手段と、フイルタと上
記Tをサンプリングレイトとする遅延器が直列接
続された第5手段とから構成され、入力信号が上
記第4手段と上記第5手段に入力され、上記第4
手段の出力信号が上記第3手段が少なくとも2個
並列接続された回路に入力され、第3手段と上記
第5手段の出力信号が加算されて全体の出力信号
を得ることを特徴とするサンプル系ナイキストフ
イルタ。
[Claims] 1. In a sample-based Nyquist filter whose impulse response crosses zero at the Nyquist interval T N and operates at a sampling rate T = T N /K (K is a positive integer), with T N as the sampling rate, multiplication is performed. vessel,
a cyclic first filter means comprising an adder and a delay device; and a second delay means including at least one delay device having a sampling rate of T, the first filter means and the second delay means; A sample system Nyquist filter characterized in that at least two third means each having a cascade-connected circuit are connected in parallel, and the output signals of the respective parallel circuits are added to obtain an overall output signal. 2. In a sample-based Nyquist filter whose impulse response crosses zero at the Nyquist interval T N and operates at a sampling rate T = T N /K (K is a positive integer), where T N is the sampling rate, a multiplier,
a first filter means of an acyclic type comprising an adder and a delay device; and a second delay means including at least one delay device having a sampling rate of T, the first filter means and the second delay means having a sampling rate of T. a third means in which the means are connected in cascade; a fourth cyclic filter means having a sampling rate of T N and comprising a multiplier, an adder, and a delay device; and a delay device having a filter and a sampling rate of T. and a fifth means connected in series, an input signal is input to the fourth means and the fifth means, and the fourth means is connected in series.
A sample system characterized in that the output signal of the means is input to a circuit in which at least two of the third means are connected in parallel, and the output signals of the third means and the fifth means are added to obtain an overall output signal. Nyquist filter.
JP6250380A 1980-05-12 1980-05-12 Sample system nyquist filter Granted JPS56158524A (en)

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