JPH0728216B2 - 信号処理回路 - Google Patents

信号処理回路

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JPH0728216B2
JPH0728216B2 JP60082183A JP8218385A JPH0728216B2 JP H0728216 B2 JPH0728216 B2 JP H0728216B2 JP 60082183 A JP60082183 A JP 60082183A JP 8218385 A JP8218385 A JP 8218385A JP H0728216 B2 JPH0728216 B2 JP H0728216B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、デジタル信号を信号処理する信号処理回路に
関するものである。
〔発明の技術的背景及び問題点〕
デジタル信号処理の分野では、アナログ信号をA/D変換
してデジタル信号を得、これを信号処理したり、信号処
理した結果のデジタル信号をD/A変換してアナログ信号
を出力したりすることが必要になることがある。
上述の両方を行うこの種の回路として第6図に示すもの
があった。図において、1は入力端INに入力されるアナ
ログ信号中のサンプリング周波数fsの2分の1の周波数
以上の高域成分をカットするアナログローパスフィルタ
(LPF)、2はLPF1を通過したアナログ信号をデジタル
信号に変換するアナログ/デジタル(A/D)変換器、3
はA/D変換器2からのデジタル信号を信号処理するデジ
タル信号処理回路(DSP)、4はDSP3で処理された後の
デジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換器、5
はD/A変換器4からのアナログ信号中の基本周波数成分
のみを取り出すアナログローパスフィルタ(LPF)であ
り、LPF5の出力に得られる信号処理後の信号が出力端OU
Tから出力される。
以上の構成において、入力端INに入力されるアナログ信
号は折り返し歪を除くためLPF1によって高域成分がカッ
トされた後、A/D変換器2によってデジタル信号に変換
される。デジタル信号処理回路3はA/D変換器2からの
デジタル信号を入力し、各種のデジタル処理を行う。デ
ジタル信号処理後のデジタル信号はD/A変換器4により
アナログ信号に戻される。そして、LPF5がD/A変換器4
の出力信号中から基本周波数成分のみを取り出し、出力
端OUTからアナログ信号として出力する。
ところで、上記LPF1及び5の遮断周波数をナイキスト周
波数すなわちサンプリング周波数fsの2分の1の周波数
に近づけた場合、LPFの高域減衰特性は急峻なものが必
要となり、遮断周波数付近で位相が回転し、群遅延特性
が平坦でなくなる。群遅延特性が平坦でないと、LPFを
通過する信号中の或る周波数成分のみが他の成分より遅
延して入力信号波形と異なる波形の信号が出力されるよ
うになる。
このようにLPFが原入力信号と異なる波形の信号を出力
すると、これをA/D変換するA/D変換器2の出力には原入
力信号を忠実にA/D変換したデジタル信号が得られなく
なり、結局デジタル信号処理回路3によるデジタル信号
処理の結果得られるデジタル信号は原入力信号を忠実に
信号処理したものとならなくなる。以上のようにデジタ
ル信号処理する前段で原入力信号が変質されることによ
り、このデジタル信号処理の結果得られるデジタル信号
をそのまま利用する場合は勿論のこと、このデジタル信
号を更にD/A変換して得たアナログ信号を利用する場合
にも、原入力信号に忠実なデジタル信号処理された信号
が得られないという問題がある。
また、デジタル信号処理の後D/A変換してアナログ信号
を得る場合にD/A変換後に通すLPFも群遅延特性が平坦で
ないことにより波形変形がもたらされるが、これも原入
力信号に忠実なデジタル信号処理されたアナログ信号を
得られなくする。
〔発明の目的〕
本発明は、上述した従来の回路の欠点を除去するために
なされたもので、アナログ信号をA/D変換してデジタル
信号を得る前にこのアナログ信号が通されるアナログロ
ーパスフィルタの群遅延特性が平坦でないことにより、
デジタル信号処理される信号がA/D変換前の入力アナロ
グ信号と異なったものとなるという不具合を解消した信
号処理回路を提供することを主たる目的としている。
本発明はまた、アナログ信号をA/D変換してデジタル信
号処理回路に供給されるデジタル信号を得る前にこのア
ナログ信号が通されるアナログローパスフィルタの群遅
延特性と、デジタル信号処理回路による信号処理後のデ
ジタル信号をD/A変換して得たアナログ信号が通される
アナログローパスフィルタの群遅延特性とが平坦でない
ことにより、デジタル信号処理された出力アナログ信号
の波形が変形されるという不具合を解消した信号処理回
路を提供することを他の目的としている。
〔発明の概要〕
本発明による信号処理回路においては、デジタル信号処
理の前後でそれぞれA/D変換及びD/A変換するものにおい
て、A/D変換前にアナログ信号が通される第1のアナロ
グローパスフィルタの群遅延特性が平坦でないことによ
る信号波形の乱れが、第1のアナログローパスフィルタ
の群遅延特性をこれと逆の群遅延特性を有するデジタル
フィルタによってデジタル信号の状態で処理して補正す
ることにより解消される。
また、デジタル信号処理の前後でそれぞれA/D変換及びD
/A変換するものにおいて、A/D変換前及びD/A変換後にア
ナログ信号がそれぞれ通される第1及び第2のアナログ
ローパスフィルタの群遅延特性が平坦でないことにより
出力アナログ信号の波形が乱れることが、両アナログロ
ーパスフィルタの群遅延特性をこれと逆の群遅延特性を
有する第1及び第2のデジタルフィルタによってデジタ
ル信号の状態で処理して補正することにより解消され
る。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
第1図は本発明による信号処理回路の一実施例を示すブ
ロック図であり、図において、第6図について上述した
ものと同等のものには同一符号を付してある。
10及び11は、A/D変換器2の前に設けられているLPF1及
びD/A変換器4の後に設けられているLPF5の群遅延特性
をそれぞれ補正するために、A/D変換器2の後及びD/A変
換器4の前にそれぞれ設けられたデジタルオールパスフ
ィルタ(DAPF)で、該フィルタの群遅延は任意に設定す
ることができる。
今、LPF1,5の各々が第2図に示すような周波数特性及び
群遅延特性を有し、群遅延特性が遮断周波数fc(=fs/
2)付近で平坦でないとすると、DAPF10,11としては、第
3図に示すようにレベルが周波数に対して一定で、群遅
延時間がLPF1,5とは逆に周波数fc付近で小さくなるよう
になしたものを使用すればよく、DAPF10はLPF1を通った
後の信号の群遅延を補正し、DAPF11はこれからLPF5を通
る信号の群遅延を前もって補正する。なお、LPF1,5が同
一特性のものであれば、DAPF10,11は同一のものでよ
い。
デジタルフィルタを11R(巡回)型のものについて示す
と、一般に第4図に示すような構成となっている。図に
おいて、A,Bは乗算器、Z-1は1サンプル遅延回路、+は
加算器である。
図示構成のフィルタの伝達関数H(Z)は、 で表わされ、式中の係数A0,A1,A2,B1,B2を変えることに
より、ローパス、バンドパス等の種々のフィルタ特性を
得ることができる。
このようなフィルタを全域通過フィルタ(APF)にする
ためには、例えば下式の伝達関数の様に係数を定めれば
よい。
式中、γ,θはフィルタのZ平面(第5図)上の極の位
置で示される実数値、Cは定数である。
上式のフィルタの振幅特性は、 となり、周波数−振幅特性は平坦になる。また、 位相特性は、 で表わされ、群遅延特性は、 となる。
以上のような理論のもとで、アナログLPFの群遅延特性
を補正するDAPFを設計するには、計算機を用いた反復的
な計算等を行う。
〔発明の効果〕
以上説明したように1番目の発明によれば、デジタル信
号処理の前にA/D変換し、かつデジタル信号処理の後にD
/A変換するものにおいて、A/D変換前にアナログ信号が
通される第1のアナログローパスフィルタの群遅延特性
が平坦でないことによる信号の乱れが、第1のアナログ
ローパスフィルタの群遅延特性をこれと逆の群遅延特性
を有するデジタルフィルタによってデジタル信号の状態
で処理して補正することにより解消されるので、デジタ
ル信号処理回路の入力側の群遅延特性が平坦となり、デ
ジタル信号処理される信号がA/D変換前の入力アナログ
信号と異なったものとなることがなく、入力アナログ信
号に忠実なデジタル信号がデジタル信号処理回路に入力
されるようになる。
また、2番目の発明によれば、デジタル信号処理の前に
A/D変換し、かつデジタル信号処理の後にD/A変換するも
のにおいて、D/A変換後にアナログ信号が通される第2
のアナログローパスフィルタの群遅延特性が平坦でない
ことによりデジタル信号処理後のデジタル信号に対する
出力アナログ信号の波形が乱れることも、第2のアナロ
グローパスフィルタの群遅延特性をこれと逆の群遅延特
性を有する第2のデジタルフィルタによってデジタル信
号の状態で処理して予め補正することにより解消される
ので、デジタル信号処理回路の出力側の群遅延特性も平
坦となり、D/A変換されアナログ信号として出力される
信号がデジタル信号処理回路におけるデジタル信号処理
により得られるデジタル信号と異なったものとなること
がなく、デジタル信号処理により得られるデジタル信号
に忠実なアナログ信号が出力されるようになる。
しかも、アナログローパスフィルタの群遅延特性を補正
するために群遅延特性を精度良く設定することができる
デジタルフィルタを使用しているため、特性補正がより
完全な形で行われるようになるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による信号処理回路の一実施例を示すブ
ロック図、 第2図は第1図中のLPFの周波数特性及び群遅延特性を
示す特性グラフ、 第3図は第1図中のDAPFの周波数特性及び群遅延特性を
示す特性グラフ、 第4図はデジタルフィルタの一般的な構成を示すブロッ
ク図、 第5図は全域通過フィルタの伝達関数を説明するための
説明図、 第6図は従来の信号処理回路の一例を示すブロック図で
ある。 1,5……LPF、2……A/D変換器、3……DSP、4……D/A
変換器、10,11……DAPF。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−140822(JP,A) 特開 昭52−4895(JP,A) 特開 昭60−72417(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アナログ信号中の高域部分をカットする第
    1のアナログローパスフィルタと、該第1のアナログロ
    ーパスフィルタの出力をA/D変換するA/D変換器と、該A/
    D変換器の出力に得られるデジタル信号をデジタル信号
    処理するデジタル信号処理回路と、該デジタル信号処理
    回路により処理した後のデジタル信号をD/A変換するD/A
    変換器と、該D/A変換器の出力に得られるアナログ信号
    の基本周波数成分のみを通す第2のアナログローパスフ
    ィルタとを備える信号処理回路であって、 前記A/D変換器と前記デジタル信号処理回路との間に前
    記第1のアナログローパスフィルタの群遅延特性を補正
    する前記第1のアナログローパスフィルタにより生じる
    群遅延特性と逆の群遅延特性を有するデジタルフィルタ
    を備える ことを特徴とする信号処理回路。
  2. 【請求項2】アナログ信号中の高域部分をカットする第
    1のアナログローパスフィルタと、該第1のアナログロ
    ーパスフィルタの出力をA/D変換するA/D変換器と、該A/
    D変換器の出力に得られるデジタル信号をデジタル信号
    処理するデジタル信号処理回路と該デジタル信号処理回
    路により処理した後のデジタル信号をD/A変換するD/A変
    換器と、該D/A変換器の出力に得られるアナログ信号の
    基本周波数成分のみを通す第2のアナログローパスフィ
    ルタとを備える信号処理回路であって、 前記A/D変換器と前記デジタル信号処理回路との間に前
    記第1のアナログローパスフィルタの群遅延特性を補正
    する前記第1のアナログローパスフィルタにより生じる
    群遅延特性と逆の群遅延特性を有する第1のデジタルフ
    ィルタを備えるとともに、前記デジタル信号処理回路と
    前記D/A変換器との間に前記第2のアナログローパスフ
    ィルタの群遅延特性を補正する前記第2のローパスフィ
    ルタにより生じる群遅延特性と逆の群遅延特性を有する
    第2のデジタルフィルタを備え、該第2のデジタルフィ
    ルタにより前記第2のアナログローパスフィルタの群遅
    延特性を前もって補正するようにした ことを特徴とする信号処理回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012519985A (ja) * 2009-02-27 2012-08-30 アストリウム・リミテッド 補償装置

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