JPH0770949B2 - デシメーション用ディジタルフィルタ - Google Patents

デシメーション用ディジタルフィルタ

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JPH0770949B2
JPH0770949B2 JP63203541A JP20354188A JPH0770949B2 JP H0770949 B2 JPH0770949 B2 JP H0770949B2 JP 63203541 A JP63203541 A JP 63203541A JP 20354188 A JP20354188 A JP 20354188A JP H0770949 B2 JPH0770949 B2 JP H0770949B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はデシメーション用ディジタルフィルタに係り、
特に第1種ナイキスト基準を満足するフィルタ係数を用
いたものに関する。
従来の技術 近年のデシメーション用ディジタルフィルタは、A/D変
換器をオーバーサンプリングで用いることと合わせて広
く利用されている。従来のデシメーション用ディジタル
フィルタは、例えばラジオ技術1988年5月号pp134〜139
に示されている。
以下に、従来のデシメーション用ディジタルフィルタを
第8図に示し、この図について説明する。
101、102はシフトレジスタであり、シフトレジスタ100
は127段、シフトレジスタ101は128段である。102は1ビ
ットの遅延回路である。103、104はセレクタである。10
5は加算器である。106は乗算器である。107は係数ROMで
あり、タップ係数Kn(n=0〜127)を記憶している。1
08は累算器であり、乗算器106出力の乗算を行なう。
次に第8図の動作について説明する。シフトレジスタ10
0、101には、過去の入力データが格納されており、入力
データをAnとして、シフトレジスタ100には古い順でデ
ータが格納されており、A128、A129、…、A254というデ
ータが格納されている。また、シフトレジスタ101に
は、セレクタ103、遅延回路102により、新しい順でデー
タが格納されており、A127、A126、…、A0というデータ
が格納されている。シフトレジスタ100、101が順次シフ
ト動作を行なうにつれて、シフトレジスタ100、101の出
力には、A128とA127、A129とA126、…、A254とA1、次い
で入力A255とA0が現われる。これらの値が加算器105に
て加算され、乗算器106にてタップ係数Knとの乗算が行
なわれる。累算器108にて乗算結果が累算され出力され
る。故に累算器出力は、 (A128+A127)・K127+(A129+A126)・K126 +…+(A255+A0)・K0 となる。フィルタ係数Knを適切に定めることにより、低
域通過フィルタを構成することが出来、これによりデシ
メーションを行なうことが出来る。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、シフトレジスタと
してタップ係数分のレジスタを持つ必要があり、装置が
大規模になり、また演算回路も多いという問題点があっ
た。
本発明は上記の問題点に鑑み、小規模の記憶装置で、し
かも演算回路の少なくて済むデシメーション用ディジタ
ルフィルタを提供するものである。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するため本発明によるデシメーション用
ディジタルフィルタは、連続して与えられるディジタル
データを交互に格納する第1、第2の記憶装置と、第1
種ナイキスト基準を満足する係数データを格納した係数
メモリと、上記第1の記憶装置と上記係数メモリのデー
タに格納されたデータの乗算を行なう乗算器と、上記乗
算器出力の累算を行なう累算器とを備え、上記乗算器
が、上記ディジタルデータを上記第1の記憶装置に格納
する周期内に、上記第1の記憶装置と上記係数メモリの
データに格納されたデータを順次読み出し、各々のデー
タの乗算を行なう乗算器であり、上記累算器が、上記第
2の記憶装置より読みだしたデータを初期値として上記
周期内に上記乗算器が出力したデータの累算を開始する
累算器であり、上記第2の記憶装置が、格納されたデー
タを所定の周期分遅延させて上記累算器へ出力する記憶
装置であり、上記累算器の累算終了時のデータをデシメ
ーション出力として取り出すように構成したものであ
る。また、連続して与えられるディジタルデータを交互
に格納する第1、第2の記憶装置と、係数データを格納
した係数メモリと、上記第1の記憶装置と上記係数メモ
リのデータに格納されたデータの乗算を行なう乗算器
と、上記乗算器出力の累算を行なう累算器と、上記乗算
器出力と上記第2の記憶装置の出力との加算を行なう加
算器とを備え、上記乗算器が、上記ディジタルデータを
上記第1の記憶装置に格納する周期内に、上記第1の記
憶装置と上記係数メモリのデータに格納されたデータを
順次読み出し、各々のデータの乗算を行なう乗算器であ
り、上記累算器が、上記周期内に上記乗算器が出力した
データの累算を行なう累算器であり、上記第2の記憶装
置が、格納されたデータを所定の周期分遅延させて上記
加算器へ出力する記憶装置であり、上記加算器が上記累
算器の累算終了時のデータと上記第2の記憶装置の出力
との加算を行い、該加算結果をデシメーション出力とし
て取り出すように構成したものである。
作用 上記のように構成することにより係数データとして第1
種ナイキスト基準を満足するものを用い、第2の記憶装
置のデータを累算器にセットして累算を行なう、また或
は、累算後に加算するようにしたため、乗算器を無駄な
く使用することが出来、また、演算回数を大幅に削減す
ることが出来る。しかも、記憶装置の規模を小さくする
ことが出来るものである。
実施例 以下図面に基づき本発明の説明を行う。
第1図は本発明によるデシメーション用ディジタルフィ
ルタの実施例である。同図において、1,2はランダムア
クセスメモリ(以下RAMと称す)であり、入力されるデ
ータを記憶する。3は乗算器である。4は係数ROMであ
り、タップ係数を記憶している。ここでは第2図に示す
ような第1種ナイキスト基準を満たす127タップの規格
化されたタップ係数を記憶しており、交互に現われる0
及び最大値(K63=1)を除いたデータを記憶してい
る。また、その周波数特性は、周波数0.25Fs以上を急峻
に減衰させるようなものとなっている。5は累算器であ
り、端子Bに与えられたデータの累算を行なう。また、
端子Lに与えられるロード信号LOADが“1"になると端子
Aより与えられたデータを初期値として取り込む。6、
7はアドレス発生器であり、RAM1、2に対するアドレス
信号を発生する。8はラッチであり、端子CKに与えられ
るクロック信号の立ち上がりに同期してデータを取り込
む。
次に第1図の動作について第3図に示すタイミングチャ
ートとともに説明する。アドレス発生器7はRAM2に対し
て、周期T(T=1/Fs)毎に変化する0〜30の値を繰り
返し発生する。1周期Tには0〜63のタイムスロットが
あり、アドレス発生器6は各タイムスロットに対して0
〜63の値をサイクリックに発生する。ここで、アドレス
発生器6は、図示されるように、タイムスロット63で発
生した値(ここでは63)を次の周期の初期値としてスタ
ートするようになっている。
タイムスロット0において、アドレス発生器6がアドレ
ス0を発生すると共にロード信号LOADが“1"になる。こ
れにより、累算器5にRAM2におけるアドレス0の値X0
セットされる。同時に、書き込み信号WEによってRAM1に
入力データA0が書き込まれると共にアドレス0のRAM1デ
ータD0(=A0)として乗算器3へ与えられる。次いで乗
算器3出力と係数ROM4より読みだされたタップ係数K0
の積がとられ、累算器5にて累算される。この時の累算
器5の値S0は、 S0=D0・K0+X0 (1) となる。タイムスロット1ではロード信号LOADは“0"、
アドレス発生器6の出力は1、係数ROM4出力はK1である
ので、乗算器3出力はD1・K1となり、累算器5の値S
1は、 S1=D1・K1+D0・K0+X0 (2) となる。同様にして となり、この値がクロック信号CKによってラッチ8に格
納される。
ここで、タイムスロット62でRAM2に入力データA1が書き
込まれる。このデータがRAM2より読み出されるのは31T
後である。逆に現在読み出されているデータは31T前にR
AM2に書き込まれたデータである。入力データが交互にR
AM1とRAM2に書き込まれている為、X0の値はD31とD32
間に位置するデータとなる。故に、ラッチ8に格納され
る値は、入力データ列と第2図に示すところの係数Knと
のたたみ込みを行なったものとなる。タップ係数Knの周
波数特性を0.25Fs以上を急峻に減衰させるように設計し
てあるので、入力データ列を1/2にデシメーションした
値がラッチ8出力より得られる。
このように構成することにより、タイムスロットが実際
のタップ係数の半分で済み、また、メモリもRAM1が64ワ
ード、RAM2が31ワードとなり、従来例で示した場合の約
3/4で済む。
第4図は、第1図における累算器5の具体例を示すブロ
ック図である。この図を説明すると、21はセレクタであ
り、端子Sに与えられている信号が“1"の時は端子B、
“0"の時は端子Aに与えられている信号を出力する。22
は加算器である。23はラッチであり、各タイムスロット
毎に入力データをラッチする。このように構成すること
により、累算器5の端子Lが“1"の時はセレクタ21が端
子Aのデータを加算器22に与えるため、ラッチ23の初期
値とすることが出来る。
第5図は本発明によるデシメーション用ディジタルフィ
ルタの他の実施例である。この図において第1図と同一
機能を有するものについては同一の記号を付し詳細な説
明は省略する。第5図を説明すると、12〜15はラッチで
ある。11は加算器である。16はアドレス発生器である。
18は係数ROMであり、第1図に示すところの係数ROM4に
おけるタップ係数Knのうちn=0、2、…、62を格納し
ている。
本実施例は第2図に示されるようにタップ係数がK63
中心に左右対称であることを利用したものである。即
ち、アドレス発生器16が、0、6、3、1、62、2、6
1、…、31、32とアドレス信号を発生し、そのアドレス
信号に対応したRAMデータをD0、D63、D1、D62、D2
D61、…、D31、D32として、D0、D1、D2、…、D31をラッ
チ12に一旦ラッチし、D63、D62、D61、…、D32とタイミ
ングを揃えてラッチ13、14にラッチされる。故に加算器
11はD0+D63、D1+D62、D2+D61、…、D31+D32を出力
する。ラッチ15がこれら加算結果をラッチし、乗算器3
にてタップ係数が掛け合わされ、累算器5にて累算され
る。ここで、累算器5は第1図にて示した通り、累算開
始時にRAM2が出力する値X0を初期セットしてから累算動
作を開始する。故に累算結果Sは、 となり、この値がクロック信号CKによってラッチ8に格
納される。以下第1図と同様にしてデシメーションが行
なわれる。
第6図は本発明による他のデシメーション用ディジタル
フィルタの実施例である。この図において第1図、第5
図と同一機能を有するものについては同一の記号を付し
詳細な説明は省略する。9は累算器であり、端子CLに
“1"が与えられるとリセットされる。10は加算器であ
る。
次に第6図の動作について第7図に示すタイミングチャ
ートとともに説明する。アドレス発生器7はRAM2に対し
て、周期T(T=1/Fs)毎に変化する0〜31の値を繰り
返し発生する。周期Tには0〜63のタイムスロットがあ
り、アドレス発生器6は各タイムスロットに対して0〜
63の値をサイクリックに発生する。ここで、アドレス発
生器6は、図示されるように、タイムスロット63で発生
した値(ここでは63)を次の周期の初期値としてスター
トするようになっている。
タイムスロットが0の時、アドレス発生器6がアドレス
0を、アドレス発生器7がアドレス31を発生するととも
にクリア信号CLRが“1"になる。これにより、入力デー
タA0、A1が書き込み信号WEによりRAM1、RAM2に書き込ま
れる。入力信号A0は、RAM1のアドレス0のデータD0とし
て乗算器3へ与えられ、係数ROM4より読みだされたタッ
プ係数K0と掛け合わされ累算器9にて累算される。つま
り、この時の累算器5の値S0は、 S0=D0・K0 (5) となる。タイムスロット1ではクリア信号CLRは“0"、
アドレス発生器6の出力は1、係数ROM4出力はK1である
ので、乗算器3出力はD1・K1となり、累算器5の値S
1は、 S1=D1・K1+D0・K0 (6) となる。同様にしてタイムスロット63における累算器3
の出力は、 となる。タイムスロット63ではアドレス発生器7の出力
は0となっており、RAM2より読み出されたアドレス0の
値X0が加算器10で加算され、この値がクロック信号CKに
よってラッチ8に格納される。
ここで、タイムスロット0でRAM2に入力データA1が書き
込まれるが、このデータがRAM2より読み出されるのは31
T後である。逆に現在読み出されているデータは31T前に
RAM2に書き込まれたデータである。入力データが交互に
RAM1とRAM2に書き込まれている為、第1図の場合と同
様、ラッチ8に格納される値は、入力データ列と第2図
に示すところの係数Knとのたたみ込みを行なったものと
なる。
故にこのように構成することによっても、タイムスロッ
トが実際のタップ係数の半分で済み、また、メモリもRA
M1が64ワード、RAM2が31ワードとなり、従来例と比較し
て約3/4で済む。
なお、以上の実施例ではRAM1、RAM2と2個のメモリを用
いたが、1個のメモリを時分割で用いてもよく、また、
ディジタルフィルタのタップ数についても127段に限っ
たものではないことは言うまでもない。
発明の効果 以上のべたように本発明は、連続して与えられるディジ
タルデータを交互に格納する第1、第2の記憶装置と、
第1種ナイキスト基準を満足する係数データを格納した
係数メモリと、上記第1の記憶装置と上記係数メモリの
データに格納されたデータの乗算を行なう乗算器と、上
記乗算器出力の累算を行なう累算器とを備え、上記乗算
器が、上記ディジタルデータを上記第1の記憶装置に格
納する周期内に、上記第1の記憶装置と上記係数メモリ
のデータに格納されたデータを順次読み出し、各々のデ
ータの乗算を行なう乗算器であり、上記累算器が、上記
第2の記憶装置より読みだしたデータを初期値として上
記周期内に上記乗算器が出力したデータの累算を開始す
る累算器であり、上記第2の記憶装置が、格納されたデ
ータを所定の周期分遅延させて上記累算器へ出力する記
憶装置であり、上記累算器の累算終了時のデータをデシ
メーション出力として取り出すようにしたため、或は、
連続して与えられるディジタルデータを交互に格納する
第1、第2の記憶装置と、第1種ナイキスト基準を満足
する係数データを格納した係数メモリと、上記第1の記
憶装置と上記係数メモリのデータに格納されたデータの
乗算を行なう乗算器と、上記乗算器出力の累算を行なう
累算器と、上記累算器出力と上記第2の記憶装置の出力
との加算を行なう加算器とを備え、上記乗算器が、上記
ディジタルデータを上記第1の記憶装置に格納する周期
内に、上記第1の記憶装置と上記係数メモリのデータに
格納されたデータを順次読み出し、各々のデータの乗算
を行なう乗算器であり、上記累算器が、上記周期内に上
記乗算器が出力したデータの累算を行なう累算器であ
り、上記第2の記憶装置が、格納されたデータを所定の
周期分遅延させて上記加算器へ出力する記憶装置であ
り、上記加算器が上記累算器の累算終了時のデータと上
記第2の記憶装置の出力との加算を行い、該加算結果を
デシメーション出力として取り出すようにしたため、タ
イムスロットが実際のタップ係数の半分で済む。このた
め、より多くのタップ数を有するフィルタを設計するこ
とが可能となり、また、メモリもRAM1が64ワード、RAM2
が31ワードとなって従来例で示したものの約3/4で済む
ため装置の小型化が可能となるという優れた効果を有す
るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるデシメーション用ディジタルフィ
ルタの実施例を示すブロック図、第2図はディジタルフ
ィルタのタップ係数をグラフ化した図、第3図は第1図
に示す実施例のタイミング図、第4図は第1図における
累算器5の具体例を示すブロック図、第5図は本発明に
よるデシメーション用ディジタルフィルタの他の実施例
を示すブロック図、第6図は本発明による他のデシメー
ション用ディジタルフィルタの実施例を示すブロック
図、第7図は第6図に示す実施例のタイミング図、第8
図はデシメーション用ディジタルフィルタの従来例を示
すブロック図である。 1,2……RAM、3……乗算器、4……係数ROM、5……累
算器、6,7……アドレス発生器、10……加算器、16……
アドレス発生器、18……係数ROM、21……セレクタ、22
……加算器
フロントページの続き (72)発明者 中村 哲哉 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松下 正寿 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−193115(JP,A) 特開 昭61−277216(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】連続して与えられるディジタルデータを交
    互に格納する第1、第2の記憶装置と、第1種ナイキス
    ト基準を満足する係数データを格納した係数メモリと、
    上記第1の記憶装置と上記係数メモリのデータに格納さ
    れたデータの乗算を行なう乗算器と、上記乗算器出力の
    累算を行なう累算器とを備え、上記乗算器が、上記ディ
    ジタルデータを上記第1の記憶装置に格納する周期内
    に、上記第1の記憶装置と上記係数メモリのデータに格
    納されたデータを順次読み出し、各々のデータの乗算を
    行なう乗算器であり、上記累算器が、上記第2の記憶装
    置より読みだしたデータを初期値として上記周期内に上
    記乗算器が出力したデータの累算を開始する累算器であ
    り、上記第2の記憶装置が、格納されたデータを所定の
    周期分遅延させて上記累算器へ出力する記憶装置であ
    り、上記累算器の累算終了時のデータをデシメーション
    出力として取り出すことを特徴とするデシメーション用
    ディジタルフィルタ。
  2. 【請求項2】連続して与えられるディジタルデータを交
    互に格納する第1、第2の記憶装置と、第1種ナイキス
    ト基準を満足する係数データを格納した係数メモリと、
    上記第1の記憶装置と上記係数メモリのデータに格納さ
    れたデータの乗算を行なう乗算器と、上記乗算器出力の
    累算を行なう累算器と、上記累算器出力と上記第2の記
    憶装置の出力との加算を行なう加算器とを備え、上記乗
    算器が、上記ディジタルデータを上記第1の記憶装置に
    格納する周期内に、上記第1の記憶装置と上記係数メモ
    リのデータに格納されたデータを順次読み出し、各々の
    データの乗算を行なう乗算器であり、上記累算器が、上
    記周期内に上記乗算器が出力したデータの累算を行なう
    累算器であり、上記第2の記憶装置が、格納されたデー
    タを所定の周期分遅延させて上記加算器へ出力すること
    記憶装置であり、上記加算器が上記累算器の累算終了時
    のデータをと上記第2の記憶装置の出力との加算を行
    い、該加算結果をデシメーション出力として取り出すこ
    とを特徴とするデシメーション用ディジタルフィルタ。
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