JPH033413A - 信号処理装置 - Google Patents

信号処理装置

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JPH033413A
JPH033413A JP13880589A JP13880589A JPH033413A JP H033413 A JPH033413 A JP H033413A JP 13880589 A JP13880589 A JP 13880589A JP 13880589 A JP13880589 A JP 13880589A JP H033413 A JPH033413 A JP H033413A
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JP
Japan
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digital
signal
analog
filter
processing
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JP13880589A
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Inventor
Masatsugu Kamimura
正継 上村
Kazuya Sako
和也 佐古
Shoji Fujimoto
藤本 昇治
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Denso Ten Ltd
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Denso Ten Ltd
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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】 概  要 デジタルフィルタを内蔵する、たとえばオーバサンプリ
ング形のアナログ/デジタル変換装置などの信号処理装
置において、前記デジタルフィルタから出力されるデジ
タル信号のレベルの出力特性を制御信号に基づいて可変
して設定できるように構成する。したがって簡易な処理
を前記デジタルフィルタ内で行うことができ、前記簡易
の9!j!Flのために必要であったデジタルシグナル
プロセッサを必要とせず、信号処理経路において必要で
ある構成を°格段に簡略化することができる。
産業上の利用分野 本発明は、たとえばアナログ信号とデジタル信号との相
互間において信号変換処理を行い、さらに変換された信
号に処理を施す信号処理装置に関する。
従来の技術 第7因は従来の音響信号の信号処理経路を示すブロック
図である。音源1からアナログ信号で導出された音響信
号は、−旦デジタル信号に変換された後、各々のデジタ
ル処理が施され、再度アナログ信号へ変換されて、増幅
処理などが施されてスピーカから再生される。前記音響
信号の信号処理経路は、たとえばデジタル系のカーステ
レオやラジオ受信機における電子チューナなどにおいて
実施される。
以下、第7図を9照して個別に説明する。音源1から出
力されたアナログ信号は、アナログ/デジタル変換器(
以下、rA/D変換器」という、)2において、デジタ
ルの音響信号(変換され、縦続されるデジタルシグナル
プロセッサ(以下、「DSPJという、)3へ与えられ
、順次的にデジタル信号処理が施される。
第7図においては、前記DSP3はri個設けられてお
り、それぞれ各インタフェースを介して、個別にもしく
は共用されて処理回路4へ接続され、前記処理回路4か
らの制御信号に基づいて、各DSPI〜DSPnの出力
特性が設定される。たとえばDSPIでは、フィルタ処
理が施され、イコライザとして機能し、D S P n
では係数が乗算されるボリウム処理が施される。この他
にはバス/トレブル処理などがある。前述のように各D
SP1〜DSPnを経て各処理が順次的に施されたデジ
タルの音響信号は、デジタル/アナログ変換器(以下、
rD/A変換器」という、)5を介して再度アナログ信
号に変換され、その後スピーカへ送出される。
発明が解決しようとする課題 前述のように従来では、A/D変換器およびD/A変換
器における信号変換処理と、各DSPにおいて行・われ
るデジタル信号処理とは、それぞれ個別の回路構成を有
しており、独立に処理される。
一般に、前記フィルタ処理やポリウム処理は、簡易な構
成で実現することができ、これらの処理のために個別の
DSPを対応しているのでは、製造費がかさみ、さらに
1成が繁雑化する傾向がある。
前記A/D変換器2は、一般には、積分形、全並列形、
または逐次比較形と称される構成が用いられているけれ
ども、前記各構成は最近それぞれ固有の問題点が生じて
いる。
積分形は、主に、デジタル・マルチメータに用いられて
きた方式である。低速高精度を特徴とする方式で、高速
化するためにはクロック周波数を飛躍的に速くする必要
がある。
また全並列形は、分解能をnビットとすると、2″個の
比較器を使い、入力電圧に最も近いデジタル・コードヘ
ー気に変換する方式である。高速ではあるが、10ビッ
ト以上の分解能を実現するためには、ハードウェアの規
模が大きくなりすぎて現実的ではない。
さらに逐次比較形は、基準となるD/A変換器の出力電
圧に最も近くなるように、デジタル・コードを2分探索
法によって求める方式である。比較的遅いクロックで高
精度のA/D変換器を実現することができるけれども、
高集積化の要求に応じて、MO8!積回路で実現する場
合、多くのキャパシタを必要とする。前記キャパシタの
精度寸法には、高精度な加工技術を必要とし、分解能の
向上とともに加工精度が困難となる。
近年前記各構成のA/D変換器の問題点を解消するため
に、オーバサンプリング形のA/D変換器が普及されて
いる。前記オーバサンプリング形によって高速サンプリ
ングができるとともに、高精度なり/A変換器を必要と
せず、さらに分解能の高い変換を実現することができる
。前記オーバサンプリング形のA/D変換器には、予め
デジタルフィルタが内蔵されているけれども、前記デジ
タルフィルタは、予め入力されるデジタル信号に対する
処理が既に定められており、さらに、平坦な特性で出力
される。したがって前記デジタルフィルタに・おいて、
簡易な信号処理が行えるように構成することによって、
信号処理経路の繁雑化などの問題点を解消できるものと
考えられる。
なお、前記問題点はD/A変換器においても同様である
したがって本発明の目的は、構成を簡略化することがで
きる信号処理装置を提供することにある。
課題を解決するための手段 本発明は、入力されたアナログ信号を予め定められた周
波数でサンプリングしてデジタル信号へ変換するアナロ
グ/デジタル変換手段と、前記デジタル信号を折返しが
起こらないように問引くデシメーション機能を有するデ
ジタルデシメーションフィルタとを1つの半導体集積回
路内に構成する信号処理装置において、 前記デジタルデシメーションフィルタは、外部から制御
信号が与えられ、前記デシメーション機能以外に、該制
御信号に基づいて出力特性を可変設定する機能を備えて
いることを特徴とする信号処理装置である。
また本発明は、予め定められた周波数でサンプリングさ
れて入力されたデジタル信号をアナログ信号へ変換する
デジタル/アナログ変換手段と、前記デジタル信号を折
返しが起こらないように補間するインターポーレーショ
ン機能を有するデジタルインターボーレーションフィル
タとを1つの半導体集積回路内に構成する信号処理装置
において、 前記デジタルインターポーレーションフィルタは、外部
から制御信号が与えられ、前記インターポーレーション
機能以外に、該@御信号に基づいて入力特性を可変設定
する機能を備えていることを特徴とする信号処理装置で
ある。
作  用 請求項第1項の発明の信号処理装置に従えば、アナログ
/デジタル変換手段とデジタルデシメーションフィルタ
とは1つの半導体集積回路内に構成されている。前記ア
ナログ/デジタル変換手段は、入力されるアナログ信号
を予め定められた周波数でサンプリングして、デジタル
信号へ変換する。また・デジタルデシメーションフィル
タでは、前記アナログ/デジタル変換手段から出力され
るデジタル信号を折返しが起こらないように閏引く処理
を行うとともに、前記デジタル信号の出力特性を、外部
から与えられる制御信号に基づいて可変設定して出力す
る。
したがって、信号処理装置内において前記デシメーショ
ン機能以外に簡易な信号処理を行う事ができるので信号
処理装置から続く信号処理のための回路構成を節約する
ことができ、信号処理経路をPJ易な構成にすることが
できる。
請求項第2項の発明の信号処理装置に従えば、デジタル
/アナログ変換手段とデジタルインターボーレーション
フィルタとは1つの半導体a積回路内に構成されている
。前記デジタル/アナログ変換手段では、予め定められ
た周波数でサンプリングされて入力されたデジタル信号
をアナログ信号へ変換する。またデジタルインターボー
レーションフィルタでは、前記デジタル信号を折返しが
起こらないように補間する処理とともに、デジタル信号
の入力特性を外部から与えられる制御信号に基づいて可
変設定して前記デジタル/アナログ変換手段へ与える。
したがって、請求項第1項と同様に信号処理経路の構成
を簡略化することができる。
実施例 第1図は本発明の第1実施例であるアナログ/デジタル
変換手段6の簡略化した構成を示すブロック図である。
アナログ/デジタル*填装置6は、たとえばMOS集積
回路などからなる1つの半導体集積回路内に構成されて
おり、入力されたアナログ信号をデジタル信号へ変換す
るA/D′R換部7、変換されたデジタル信号の出力特
性を設定するデジタルフィルタ8、さらに前記デジタル
フィルタ8へ制御信号Sを与える制御回路9とを含んで
いる。
前記A/D変換部7は、たとえばΔΣ変調回路によって
構成されており、変換すべきアナログ信号は前記A/D
変填部7においてΔΣ変調処理が施され、シリアルのデ
ジタル信号へ変換される。
前記デジタル信号はデジタルフィルタ8へ与えられる、
デジタルフィルタ8には、制御回路9からの制御信号S
が与えられ、前記制御信号Sに基づいて、デジタルフィ
ルタ8の出力特性が!lInされる。前記制御回路9は
インタフェースを介してマイクロコンピュータなどから
構成される処理回路10に接続されており、前記処理回
路からの処理信号Yに基づいて前記デジタルフィルタ8
への制御信号Sを出力する。こうしてデジタルフィルタ
8において設定される前記特性としては、たとえばボリ
ウム処理やフィルタ処理などの簡易的処理が行われる特
性が選ばれ、サラウンド処理などの高度な処理はアナロ
グ/デジタル変換装置6の構成が大形化してしまうため
に、あまり望まれない。
上述のように処理されたデジタル信号は、アナログ/デ
ジタル変換装置6から出力され、以後縦続されるDSP
へ与えられ、高度な処理が行われる。したがって、上述
の構成によれば、簡易な処理はアナログ/デジタル変換
装置6に内蔵されているデジタルフィルタ8において行
うことができるので、前記簡易処理に必要であったDS
Pを前記アナログ/デジタル変換装置6の後に必要とし
ない、すなわち、アナログ/デジタル変換装置6から出
力されるデジタル信号には高度な処理のみを行えばよい
、したがって、信号処理経路のために必要な構成を格段
に簡略化することができる。
前記デジタルフィルタとしては、A/D変換部7からの
デジタル信号を、前記デジタル信号の折返しによる雑音
が発生しないように閏引く、1/2デシメーシヨンフイ
ルタが選ばれる。第2図は1/2デシメーシヨンフイル
タ8aの簡略化した構成を示すブロック図である。前記
A/D変換部7においてサンプリング周波数fsの2倍
の周波数2Isによって変換されたシリアルのデジタル
信号は、切換スイッチ15へ与えられる。前記切換スイ
ッチ15は前記周波数27sの周期(=1/(2Is)
)毎に、共通接点15a−Illll点接点15b通接
点15a−fil別接点接点15c間で交互に切換えら
れる。
一方の個別接点15bへ与えられたデジタル信号は、う
・ツチ回路aOを介して遅延回路a1〜anへ与えられ
る。前記遅延回路al〜anは、たとえばシフトレジス
タやフリップフロップなどによって構成されており、ラ
インsl 1を介して各遅延回路へ与えられるクロック
信号に基づいて、遅延時間z −1毎に縦続する遅延回
路へパラレルのデジタル信号を出力する。前記クロック
信号は、たとえばサンプリング周波数isに選ばれる。
また各遅延回路a1〜anからの出力は、それぞれ乗算
lbl〜bnを介して係数値が乗算され、加′1L81
6へ与えられる。加算器16では、前記クロック信号毎
に導出されるデジタル信号を加算し、パラレルで加算器
17へ出力する。
また、前記ラッチ回路aO5遅延回路a1〜a口、乗算
器b1〜bn、さらに加算器16と同様の構成が、前記
切換スイッチ15の他方の個別接点15cからラッチ回
路CO1遅延回路01〜cm、乗算器d1〜dm、さら
に加算器18として設けられている。すなわち、ライン
s12を介して各遅延回ne1〜Cmへ与えられるクロ
ック信号に基づいてラッチ回路COからパラレルのデジ
タル信号が順次的に遷延回路C1〜Cmにおいてシフト
され、各シフト悔に乗算器d1〜dmを介して加算器1
8へ出力され、前記加算結果が加算器17へ与えられる
前記加算器17では加算器16および加算器18からの
出力が時系列で順次的に加算され、切換えスイッチ19
を介してサンプリング周波数isの周期(=1/Ig)
毎に、パラレルのデジタル信号として1/2デシメーシ
ヨンフイルタ8aから出力される。したがって、A/D
変換部7からのデジタル信号は、デシメーションフィル
タ8aによって1/2に間引かれる。なお、切換えスイ
ッチ19は、前記切換えスイッチ15と同期して前記周
波数2Isの周期(=1/ <2fs> )毎に、共通
接点19a−個別接点19bと共通接点19a−個別接
点19cとの間で交互に繰返される。上述の構成によっ
て、サンプリング周波数ISの2倍の周波数218によ
ってオーバーサンプリングされてデジタル化された信号
が、前記1/2デシメ゛−ジョンフィルタ8aにおいて
サンプリング周期(=1/fs)毎に前記得られた信号
に重みを加え、すなわち乗算器によって係数値を乗算し
、パラレルのデジタル信号として出力する。
前記乗算器b1〜bri、dl〜・d mの係数値は、
制御回路9からの制御信号Sに基づいて切損えちれる。
制御回路9には、処理回路10が接続される。処理回路
lOは、たとえばキーマトリックスなどの入力手段20
からの入力信号を判断し、前記入力信号に基づいて制御
回路9から出力する制御信号を設定する。こうして、1
/2デシメーシヨンフイルタ8aにおける乗算器の係数
値を変更して、デジタル信号に対して簡易な処理を施す
ことが可能となる。たとえば、バスアップ処理と称され
る低音増強のフィルタ処理をデジタル信号に施す場合に
は、前記処理に応じた制御信号Sが制御回路9から各乗
算器へ出力され、係数値が設定される。また20dB減
衰処理などのボリウム処理の渇きには、前記処理に応じ
た制御信号Sが制御回路9から出力される。
上述のように簡易な信号処理はアナログ/デジタルX−
換装置に内蔵されるデジタルフィルタによって行われる
ので、デジタルフィルタから出力されるデジタル信号に
は、サラウンドなどの高度な処理を行うのみでよく、前
記変換装置から続く構成を格段に簡略化することができ
る。なお、各遅延回路a l〜an、c 1〜cmにお
いて、n=mであることは本実施例では制限されず、ま
た乗算器を前記遅延回路に個別に対応させることも制限
されない。
第3図は本発明の第2実施例であるデジタル、・′アナ
ログ変換装置25の簡略化した構成を示すブロック図で
ある。デジタル/アナログ変換装置25は前記アナログ
/デジタル変換装置6と同様に、たとえばMO3集積回
路などの1つの半導体a積回路内に構成され、入力され
るデジタル信号の入力特性を設定するデジタルフィルタ
26と、前記デジタル信号の入力特性を設定する制御信
号Sを出力する制御回路27、さらにデジタル信号をア
ナログ信号へ変換するD/A変換部28を含んでいる。
前・記デジタルフィルタ26としては、D/A変換部2
8へのデジタル信号を、前記デジタル信号の折返しによ
る雑音が発生しないように補間する2倍インターポーレ
ーションフィルタが選ばれる。
第4図は2倍インターボーレーションフィルタ26aの
簡略化した構成を示すブロック図である。
前記フィルタ26aには、サンプリング周期(=1/f
s)毎にデジタル信号が入力され、乗算器10〜1にの
系で演算処理されて加算器50で加算されたデジタル出
力、および乗算器jO〜Jkの系で演算処理されて加算
器51で加算されたデジタル出力が、それぞれサンプリ
ング周期毎に切換えスイッチ52を介して出力される。
なお、第4図において参照符hO〜hkは遅延回路であ
り、また切換えスイツ4−52はサンプリング周波数I
Sの2倍の周波数の周期(=1/ (2%s))毎に共
通接点52c−個別接点52aと共通接点52c−個別
接点52bとの間で交互に切換えられる。したがって、
D/A変換部28へのデジタル信号は、2倍インターポ
ーレーションフィルタ26aによって2倍に補間される
さらに、本実施例においては、制御回路27からの制御
信号Sに基づいて各乗算器10〜ik。
JO〜Jkの係数値を制御してD/A変換部28への入
力特性を可変設定する動作は、前記制御回路27へ接続
される処理回路19および入力手段29に基づいて行わ
れる。なお、前記動作は第2図に示される1/2デシメ
ーシヨンフイルタ8Etにおける動作と同様であり、こ
こでは省略する。
上述のように構成されるデジタル/アナログ変換装置に
おいてもまた、デジタルフィルタのデジタル信号に対す
る出力特性が制御回路27からの制御信号Sに基づいて
設定されるので、前記デジタルフィルタ26において簡
易な処理を行うことができる。したがって、信号処理経
路における構成を格段に簡略化することができる。
また、前述の実施例であるアナログ/デジタル変換装置
およびデジタル/アナログ変換装置においては、デジタ
ルフィルタへ与えられる制御信号Sを生成する制御回路
6.27が共にデジタルフイルタおよび信号変換部とと
もに半導体集積回路内に内蔵されている構成に関連して
説明しているけれども、デジタルフィルタ8.26へは
、前記変換装置6.25を構成する半導体集積回路の外
部から制御信号Sが与えられてもよい、すなわち、第1
図および第3図において処理回路10.19から直接デ
ジタルフィルタ8,26へ制御信号Sが与えられ、前記
制(綽信号Sに基づいて出力特性。
が設定されるような構成であってもよい。
第5図は本実施例の音響信号の信号処理経路を示すブロ
ック図である。前記音響信号の信号処理経路は、たとえ
ばデジタル系のカーステレオやラジオ受信機における電
子ナユーナなどにおいて実施される。音源31から出力
されるアナログの音響信号はアナログ/デジタル変換装
置6を介してデジタル信号へ変換され、縦続して構成さ
れる複数のDSP32へ与えられ、個別のデジタル信号
処理が施される。前記DSP32を経たデジタル信号は
デジタル/アナログ変1負装置25を経てアナログ信号
へ変換され、その後増幅処理などが施されスピーカから
再生される。前記DSP32は、個別にもしくは共用し
て処理回路40によって制御され、施される信号処理と
しては、たとえばサラウンド処理などの高度な処理が選
ばれる。
従来の信号処理経路の構成を示す第7図と対称して明ら
かなように、アナログ/デジタル変換装置6およびデジ
タル/アナログ変換装置25に内蔵されるデジタルフィ
ルタ8,26を用いて、ボリウム処理やフィルタ処理な
どの簡易な処理が行われるので、本実施例では前記簡易
処理のためのDSPを必要としない、すなわち図面を参
照すると、第7図において示されるDSPIおよびDS
Pnは第5図において各変換装置6.25に内蔵される
デジタルフィルタ8.26においてi!換されるので、
DSPの個数を節約することができる。
また言い変えれば、従来のDSPと同一のg数によって
、より高度なもしくはより多くの信号処理を行わせるこ
とができる。
第6図は本発明の第3実施例であるデジタル/アナログ
変換装置35の簡略化した構成を示すブロック図である
。第3図と同一もしくは対応する部分には同一の参照符
を付して示す、第6図には自動車の車室内での前後スピ
ーカから再生される音量の調整用、いわゆるフェーダ調
整用に設けられる1人力2出力用のデジタル/アナログ
変換装置が示されている。第6図に示される構成は第5
図に示される信号処理経路においてデジタル/アナログ
変換装置25と置換される。
縦続される各DSP32において信号処理が施されたデ
ジタル信号は、前述の構成を有するデジタルフィルタ2
6を経た後に、予め設けられる2つの乗算器34a、3
4bへ分配され、係数値が乗算され、それぞれマルチプ
レクサ35へ与えられる。一方の乗算器を経た信号がフ
ロント用であり、他方の乗算器を経た信号がリア用であ
り、制御回路27からの制御信号Sに基づいて乗算され
る係数値は設定される。前記マルチプレクサ35は、時
間単位で各乗算器34a、34bからのチャネルを選択
し、D/A2換部28へ与え、アナログ信号へ変換する
前記アナログ信号は、21′1!設けられるスイッチン
グホールド回路36a、36bへそれぞれ与えられる。
前記マルチプレクサ35およびスイッチングホールド回
路36a、36bへは処理回路37から同期信号が入力
されており、前記同期信号に基づいて、一方の出力端子
38aがらはフロント用の信号が、また他方の出力端子
38bがらはリア用の信号が出力される。
すなわち、第3図で示されたデジタルフィルタ内蔵のデ
ジタル/アナログ変換装置において、さらにマルチプレ
クサ35およびスイッチングホールド36a、36bを
一体して半導体集積回路内に構成することによって、簡
易な構成で1人力2出力のデジタル/アナログ変換装置
を実現することができる。したがって、従来のように出
力チャネルの増加のために、デジタル/アナログ変換装
置の筏に、DSPを設け、チャネル分配処理を行う必要
がなく、構成が格段に簡略化される。
また、本実施例においては、1人力2出力の構成につい
て説明しているけれども、他の要望に備えて、スイッチ
ングホールド回路をさらに設け、1人力多出力の構成に
することもできる。また、デジタル/アナログ変換装置
に制限されるものではなく、たとえばアナログ/デジタ
ル変換装置においても同様に多大力1出力の構成を実現
することができる。
さらに本実施例においてはA/D変換部においてはΔΣ
変調が行われる構成に関連して説明しているけれども、
単にΔ変調であってもよく、他のオーバサンプリング形
の構成であってもよい。
したがって上述の実施例に従えば、アナログ/デジタル
変換装置およびデジタル/アナログ変換装置に内蔵され
るデジタルフィルタによって簡易な処理を行うことがで
きるので、DSPの数を節約することができ、信号処理
経路に必要な構成を簡略化することができる。
発明の効果 本発明によれば、信号処理装置を構成する半導体集積回
路内に設けられるデジタルフィルタを用いて簡易な処理
を行うことができるので、信号処理経路に必要な構成を
格段に簡略化することができる。または同一の構成でよ
り多くのもしくはより高度な処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例であるアナログ/デジタル
変換装置6の簡略化した構成を示すブロック図、第2図
は1/2デシメーシヨンフイルタ8aの簡略化した構成
を示すブロック図、第3図は本発明の第2実施例である
デジタル/アナログ変換装置25の簡略化した構成を示
すブロック図、第4図は2倍インターボーレーションフ
ィルタ26aの簡略化した構成を示すブロック図、第5
図は本発明における音響信号の信号処理経路を示すブロ
ック図、第6図は本発明の第3実施例であるデジタル/
アナログ変換装置33の簡略化した構成を示すブロック
図、第7I2Iは従来の音響信号の信号処理経路を示す
ブロック図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力されたアナログ信号を予め定められた周波数
    でサンプリングしてデジタル信号へ変換するアナログ/
    デジタル変換手段と、前記デジタル信号を折返しが起こ
    らないように間引くデシメーション機能を有するデジタ
    ルデシメーションフィルタとを1つの半導体集積回路内
    に構成する信号処理装置において、 前記デジタルデシメーションフィルタは、外部から制御
    信号が与えられ、前記デシメーション機能以外に、該制
    御信号に基づいて出力特性を可変設定する機能を備えて
    いることを特徴とする信号処理装置。
  2. (2)予め定められた周波数でサンプリングされて入力
    されたデジタル信号をアナログ信号へ変換するデジタル
    /アナログ変換手段と、前記デジタル信号を折返しが起
    こらないように補間するインターポーレーション機能を
    有するデジタルインターポーレーションフィルタとを1
    つの半導体集積回路内に構成する信号処理装置において
    、 前記デジタルインターポーレーションフィルタは、外部
    から制御信号が与えられ、前記インターポーレーション
    機能以外に、該制御信号に基づいて入力特性を可変設定
    する機能を備えていることを特徴とする信号処理装置。
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