JPH04270510A - ディジタルフィルタ及び送信機 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はディジタルフィルタ及
びこのディジタルフィルタを用いた送信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】音声信号或いは画像信号をディジタル信
号に変換し、ディジタル信号の形態で伝送し、復号して
音声或いは画像を再現する方法を採ることにより音質の
よい音声信号、また画質がよい画像信号を再現すること
ができる。従って、例えば無線式の電話機或いは可搬形
テレビジョンカメラ等の分野ではディジタル化が試みら
れている。

【０００３】ディジタル化の一つの方法として、信号源
から出力されたアナログ信号をＡＤ変換器でＡＤ変換し
、そのＡＤ変換出力をパラシリ変換器で直列のパルス列
信号に変換し、このパルス列信号を変調器に与え、変調
器で搬送信号を振幅変調或いは周波数変調、位相変調等
の方法で変調し、変調された被変調信号を発信し、受信
側では復調によりパルス列信号を得て、このパルス列信
号をシリパラ変換し、パラレルディジタルデータを得る
と共に、このパラレルディジタルデータをＤＡ変換する
ことにより、アナログの音声信号或いは画像信号を再現
することができる。送信側において、パルス列信号のま
ゝ直接、搬送波を変調したとすると、パルス信号は高調
波を多く含むため、搬送周波数を中心とする側波帯が広
帯域に発声し、従って広い帯域を占有してしまう欠点が
ある。

【０００４】このため通常のアナログ式フィルタによっ
て変調信号の周波数帯域を制限することが考えられる。 しかしながら、アナログ式フィルタによって減衰特性が
急峻なフィルタを得ることはむずかしい。また減衰特性
が急峻なフィルタを例えば水晶振動子等を使って得たと
しても、減衰特性が急峻になればなる程位相回転が著し
く現れる。

【０００５】位相回転のはげしい回路にパルス列信号を
通過させた場合、位相回転によりジッタが著しく発生し
、伝送品質が劣化する欠点がある。このため、従来より
ディジタル信号の帯域を制限する手段としてはディジタ
ルフィルタが用いられている。ディジタルフィルタによ
ればフィルタの減衰特性を急峻に採れることと、減衰特
性を急峻に採っても位相回転しない点でディジタル信号
の伝送路に適している。

【０００６】このため、従来から送信側において、変調
器に変調信号として入力するパルス列信号をディジタル
フィルタに通し、パルスに含まれる不要な高調波を除去
して変調器に与える構成を採っている。図５にディジタ
ルフィルタの機能構成図を示す。図中１はＮビットシフ
トレジスタを示す。Ｎビットシフトレジスタ１の各段の
Ａ，Ｂ，Ｃ……Ｎに入力端子２から入力されるパルス列
の各ビットのデータをストアし、クロックの供給により
１クロックごとに１ビットずつパルス列データシフトす
る。

【０００７】入力端子２に入力されるパルス列データは
例えばマイクロホンのような信号源３から出力されたア
ナログ信号がＡＤ変換器４でＡＤ変換され、このＡＤ変
換器４でＡＤ変換されたディジタル信号をパラシリ変換
器５でシリアル信号に変換して入力端子２に与えられる
。シフトレジスタ１の各段間のビットデータを取り出し
て乗算器６Ａ，６Ｂ，６Ｃ……６Ｎに与える。乗算器６
Ａ〜６Ｎにはそれぞれの他方の入力端子に図６に示すイ
ンパルス応答特性を規定する係数ｈ（ｎ）を与える。

【０００８】係数ｈ（ｎ）を与えることにより、例えば
ディジタルフィルタの低域通過帯域の上限周波数及びそ
の遮断特性が規定される。各乗算器６Ａ〜６Ｎの乗算結
果はアナログ加算器７Ａ〜７Ｍで総和が求められ、その
総和の値の振幅を持つアナログ信号が出力端子８に出力
される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図５に示した機能構成
図において、シフトレジスタ１は音声信号を取り扱うも
のとした場合１００ステップ程度必要とされる。このた
め、この回路をハードとして組立てた場合に、その規模
は大きい。特に携帯型の通信機器に応用するには無理が
ある。

【００１０】このため従来はシフトレジスタ１及び乗算
器６Ａ〜６Ｎ，アナログ加算器７Ａ〜７Ｍをそれぞれマ
イクロコンピュータで構成することで実用化している。 マイクロコンピュータによってディジタルフィルタを構
成した場合、マイクロコンピュータはシフトレジスタ１
のデータが１ビットシフトされるごとに１００ステップ
に及ぶ乗算とアナログ加算を繰り返し実行しなくてはな
らないから高速化がむずかしい。

【００１１】この結果、低域通過フィルタを構成した場
合、高域遮断周波数を高く採ることができない欠点があ
る。つまり、比較的広帯域の信号を伝送することができ
ない欠点がある。またマイクロコンピュータの処理量が
ディジタルフィルタに関する部分だけで費やされるため
、他の制御プログラムを実行する時間が短くなり制御機
能の向上が達せられない欠点もある。

【００１２】この発明の目的はマイクロコンピュータを
使うことなくディジタルフィルタを構成し、高速動作が
可能なディジタルフィルタを提供し、更に広帯域信号を
送信することができる送信機を提供しようとするもので
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この出願の第１発明では
パルス列信号のＮビットデータを取り出すＮビットシフ
トレジスタと、このＮビットシフトレジスタから出力さ
れるＮビットデータがアドレス入力端子に与えられ、各
アドレスにインパルス応答特性を規定する係数ｈ（ｎ）
とＮビットデータの各ビットデータとを乗算した乗算デ
ータの総和の値を記憶したメモリと、このメモリから読
み出される乗算データをＤＡ変換してアナログ電圧を取
り出すＤＡ変換器とによってディジタルフィルタを構成
したものである。

【００１４】この出願の第１発明の構成によればメモリ
に予めパルス列信号のＮビットデータで規定されるアド
レスに、このアドレスに与える各ビットデータとインパ
ルス応答特性を規定する係数ｈ（ｎ）を乗算した乗算値
の総和の値を記憶しておき、各アドレスに記憶した乗算
値の総和の値を読み出し、この読み出した総和の値のデ
ータをＤＡ変換するだけでディジタルフィルタの出力を
得ることができる。

【００１５】従ってメモリのアクセスに要する時間と、
ＤＡ変換する時間だけで１ステップのディジタルフィル
タの出力を得ることができ高速化が達せられる。よって
フィルタの高域遮断周波数を高く採ることができる。ま
た、この出願の第２発明では第１発明で提案したディジ
タルフィルタを用いて送信機を構成するものである。

【００１６】従って、この第２発明で提案する送信機は
ディジタルフィルタの高域遮断周波数を高く採ることが
できるため高い周波数の信号を送り出すことができる。

【００１７】

【実施例】図１にこの出願の第１発明で提案するディジ
タルフィルタの構成を示す。図中１はＮビットシフトレ
ジスタ、１０はメモリ、２０はＤＡ変換器、３０は平滑
化回路を示す。Ｎビットシフトレジスタ１の入力端子２
には図５で説明したのと同様に信号源３から出力された
アナログ信号をＡＤ変換器４でＡＤ変換し、パラシリ変
換器５でシリアル信号に変換した信号が供給される。入
力端子２に入力されたシリアル信号はクロックに周期し
て１ビットずつシフトレジスタ１に取り込まれる。

【００１８】シフトレジスタ１は各段間から導出された
例えば１００程度の出力端子Ｑ１　〜ＱＮ−１　を有し
、この出力端子Ｑ１　〜ＱＮ−１　にシリアル信号のＮ
ビット分、この例では１００ビット分を出力する。Ｎビ
ットのデータはメモリ１０のアドレス入力端子Ａ０　〜
ＡＮ−１　に入力される。メモリ１０の各アドレスには
、その各アドレスをアクセスするＮビットデータの各ビ
ットデータ（１か０）に、図６に示したインパルス応答
特性を規定する係数ｈ（ｎ）を乗算し、その乗算値の総
和を求めた値を予め記憶しておく。

【００１９】従ってアドレス入力端子Ａ０　〜ＡＮ−１
　にアドレス信号としてＮビットデータを与えることに
より、このＮビットデータの各ビットデータに係数ｈ（
ｎ）を乗じた値の総和を出力端子Ｄ０　〜Ｄ９　に出力
することができる。メモリ１０の出力端子Ｄ０　〜Ｄ９
　に出力された総和値はＤＡ変換器２０でＤＡ変換し、
アナログ電圧に変換し、そのアナログ出力電圧を平滑化
回路３０で階段状に変化するアナログ電圧を平滑化して
出力端子８に出力する。

【００２０】従って、この発明によるディジタルフィル
タによればメモリ１０をアクセスする時間とＤＡ変換器
２０でＤＡ変換する時間でディジタルフィルタの出力電
圧を得ることができる。つまりＮビットデータの入力か
ら結果が出力されるまでの時間を短くすることができる
から、ディジタルフィルタの高域遮断周波数を高い周波
数に設定し、広帯域の低域通過フィルタを構成すること
ができる。

【００２１】図２はこの発明のディジタルフィルタの具
体的な実施例を示す。この実施例ではメモリ１０を複数
のメモリブロック１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ……１０Ｎに
分割して構成した場合を示す。このように複数のメモリ
ブロック１０Ａ〜１０Ｎに分割することにより全体で必
要とするメモリ容量を小さくすることができる。つまり
１つのメモリによってメモリ１０を構成した場合、２１
０１≒２５３５×１０３　ワードの容量が必要となる。 これに対し、メモリ１０を１０ブロックに分割し、１ブ
ロックを１メモリに対応させた場合には、総メモリ容量
は１０×２１０＝１０，２４０ワードで済む。

【００２２】メモリブロック１０Ａ〜１０Ｎの各出力は
ディジタル加算器１７Ａ，１７Ｂ……１７Ｎでそれぞれ
加算し、その加算結果をＤＡ変換器２０でＤＡ変換し、
平滑化回路３０で平滑して出力端子８に出力するように
構成される。なお、図示した実施例では各メモリブロッ
ク１０Ａ〜１０Ｎとして２５６ＫのＲＯＭを用いた場合
を示すが、このメモリブロック１０Ａ〜１０ＮをＲＡＭ
またはＳＲＡＭによって構成し、係数ｈ（ｎ）を書替え
可能とすることによりフィルタの特性を適宜切替えるこ
とができるディジタルフィルタを構成することができる
。

【００２３】図３にこの出願の第２発明で提案する送信
機の実施例を示す。図３に示す実施例では振幅変調によ
り搬送波を変調して伝送する場合の構成を示す。つまり
、変調器４２の搬送波入力端子４２Ａには、発振器４１
から搬送波が与えられ、変調信号入力端子４２Ｂには、
変調信号源４３から変調信号が与えられる。

【００２４】変調信号源４３はアナログ信号源３と、こ
のアナログ信号源３から出力されるアナログ信号をＤＡ
変換するＤＡ変換器４と、ＤＡ変換器４から出力される
ディジタル信号をシリアル信号に変換すると共に、必要
に応じてシリアル信号にパケット情報等を付加する符号
化を施し、この符号化されたシリアル信号を第１発明で
提案したディジタルフィルタ１１に与える。

【００２５】ディジタルフィルタ１１は所要の高域遮断
周波数を持った低域通過特性に設定し、変調器４２の変
調信号入力端子４２Ｂに与える変調信号の周波数成分を
帯域制限する。このように帯域制限された変調信号を変
調器４２に与えることにより、高周波増幅器４４からア
ンテナ４５を通じて発射される電波は図４に示すように
搬送波ｆ０　を中心にその両側に発生する側波帯の帯域
幅Δｆはディジタルフィルタ１１の帯域幅で規制される
。 よって他の通信に妨害を与えることを回避することがで
きる。

【００２６】なお、受信側では受信信号を波形整形器で
パルス化し、このパルス化されたパルス信号をシリアル
パラレルに変換し、このシリアルパラレル変換したディ
ジタル信号をＡＤ変換すれば元のアナログ信号を再現す
ることができる。また変調方式は振幅変調方式に限らず
、２台の直交変調器用いた位相変調方式或いは周波数変
調方式の送信機にもこの出願の第１発明で提案したディ
ジタルフィルタを適用することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、この出願の第１発
明によれば広帯域のディジタルフィルタを構成すること
ができる。よって比較的高い周波数を含む信号の帯域制
限を行うことができる。しかも、高域遮断特性は係数ｈ
（ｎ）の設定によって任意の特性に設定することができ
る。よって遮断特性を急峻な特性に設定することができ
るから不要帯域の信号の除去率を高く採ることができる
。またディジタルフィルタであるがために位相回転が少
ない。よってジッタの少ない信号を伝送することができ
る利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願の第１発明で提案したディジタルフィ
ルタの構成を説明するためのブロック図。

【図２】この出願の第１発明で提案したディジタルフィ
ルタの具体的実施例を示すブロック図。

【図３】この出願の第２発明で提案した送信機の一例を
示すブロック図。

【図４】この出願の第２発明で提案した送信機が発信す
る電波の帯域特性を説明するためのグラフ。

【図５】従来の技術を説明するためのブロック図。

【図６】従来の技術に使われているインパルス応答特性
の一例を示すグラフ。

【符号の説明】

１　　　　Ｎビットシフトレジスタ ２　　　　入力端子 ３　　　　信号源 ４　　　　ＡＤ変換器 ５　　　　パラシリ変換器 ８　　　　出力端子 １０　　　　メモリ ２０　　　　ＤＡ変換器 ３０　　　　平滑化回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　パルス列信号のＮビットデータを取り
   出すＮビットシフトレジスタと、このＮビットシフトレ
   ジスタから出力されるＮビットデータがアドレス入力端
   子に与えられ、各アドレスにインパルス応答を規定する
   係数と上記Ｎビットデータの各ビットデータとを乗算し
   た乗算データの総和の値を記憶したメモリと、このメモ
   リから読み出される乗算データをＤＡ変換してアナログ
   電圧を取り出すＤＡ変換器と、によって構成したディジ
   タルフィルタ。
2. 【請求項２】　　変調信号をＡＤ変換するＡＤ変換器と
   、このＡＤ変換器のＡＤ変換出力をパラシリ変換するパ
   ラシリ変換器と、このパラシリ変換器から出力されるパ
   ルス列化された変調信号の不要な高調波成分を除去すに
   ために設けられる上記請求項１記載のディジタルフィル
   タと、このディジタルフィルタで不要な高調波成分を除
   去した変調信号が与えられ、搬送波信号を変調する変調
   器と、によって構成した送信機。