JPH0832408A - Delay line filter - Google Patents

Delay line filter

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JPH0832408A
JPH0832408A JP18675294A JP18675294A JPH0832408A JP H0832408 A JPH0832408 A JP H0832408A JP 18675294 A JP18675294 A JP 18675294A JP 18675294 A JP18675294 A JP 18675294A JP H0832408 A JPH0832408 A JP H0832408A
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JP
Japan
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analog signal
analog
filters
output
filter
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JP18675294A
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Yoshiaki Tanaka
義明 田中
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アナログフィルタでありながらディジタルフ
ィルタと同様のZ変換技法に基づき係数値を求めること
により、通常のアナログフィルタと同等以上の特性を持
った様々なフィルタを実現し、ディジタルフィルタにみ
られるたたみ込み演算のための加算の繰り返しによる動
作速度の低下を起こさず、低周波から高周波に至る広い
周波数範囲で使えるフィルタを提供する。 【構成】 アナログ信号を段階的に遅延して出力する装
置と、遅延した各出力に出力振幅を任意に決定する手段
を接続し、該手段により出力振幅が決定した各出力をア
ナログ信号のまま合成する装置とからなることを第一の
特徴とし、アナログ信号を段階的に遅延して出力する装
置を二組設け、一方の遅延装置をアナログ信号の正相
で、もう一方の遅延装置はアナログ信号の逆相で駆動す
るようにしてなることを第二の特徴とする。
(57) [Abstract] [Purpose] A variety of filters with characteristics equal to or higher than ordinary analog filters are realized by obtaining coefficient values based on the same Z conversion technique as digital filters, even though they are analog filters. (EN) A filter that can be used in a wide frequency range from a low frequency to a high frequency without causing a decrease in operating speed due to repeated addition for convolutional operations found in digital filters. [Structure] A device for delaying and outputting an analog signal stepwise, and a means for arbitrarily determining the output amplitude is connected to each delayed output, and each output whose output amplitude is determined by the means is synthesized as an analog signal. The first feature is that the delay device outputs two analog signals in a stepwise manner, one delay device being a positive phase of the analog signal, and the other delay device being an analog signal. The second feature is that the driving is performed in the opposite phase of.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、通信や計測の用に供せ
られる電子装置において、入力信号から不必要な信号を
取り除いたり、位相特性を調整するフィルタ装置に関
し、特にZ変換と呼称される設計技法によって特性が決
定されるフィルタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filter device for removing an unnecessary signal from an input signal or adjusting a phase characteristic in an electronic device used for communication or measurement, which is particularly called Z conversion. The present invention relates to a filter whose characteristics are determined by a design technique.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、アナログ信号を処理するフィルタ
として、インダクタやコンデンサによって構成される伝
統的なアナログフィルタのほかに、AD変換器によって
ディジタル信号に変換した後、Z変換技法によって設計
されるディジタルフィルタで処理した後、DA変換器で
アナログ信号に戻す方法が用いられていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a filter for processing an analog signal, in addition to a traditional analog filter composed of an inductor and a capacitor, a digital signal converted by an AD converter and then designed by a Z conversion technique is used. A method of returning to an analog signal with a DA converter after processing with a filter has been used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、アナログフィ
ルタでは高周波でも使えるフィルタが実現できるもの
の、高度な設計仕様を満たすフィルタの設計が難しく、
一方、ディジタルフィルタではアナログフィルタでは実
現できない特性が得られるものの、高周波で使うために
は乗算とたたみ込み演算とをより高速に実行する演算装
置を用いねばならず、しばしば実現不可能であった。本
発明の目的は、従来のこのような欠点のないフィルタを
提供することにある。
However, although an analog filter can realize a filter that can be used even at high frequencies, it is difficult to design a filter that meets high design specifications.
On the other hand, although a digital filter can obtain characteristics that cannot be realized by an analog filter, in order to use it at a high frequency, it is necessary to use an arithmetic unit for executing multiplication and convolution operation at higher speed, which is often impossible. It is an object of the invention to provide a filter which does not have such drawbacks of the prior art.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、アナログ信号
を段階的に遅延して出力する装置と、遅延した各出力に
出力振幅を任意に決定する手段を接続し、該手段により
出力振幅が決定した各出力をアナログ信号のまま合成す
る装置とからなることを第一の特徴とする。
According to the present invention, an apparatus for delaying and outputting an analog signal in a stepwise manner is connected to a means for arbitrarily determining the output amplitude for each delayed output. The first feature is that the device comprises a device for synthesizing the determined outputs as analog signals.

【0005】この構成において、アナログ信号を段階的
に遅延して出力する装置を二組設け、一方の遅延装置を
アナログ信号の正相で、もう一方の遅延装置はアナログ
信号の逆相で駆動することを第二の特徴とする。
In this structure, two sets of devices for delaying and outputting an analog signal in stages are provided, one delay device is driven in a positive phase of the analog signal, and the other delay device is driven in a reverse phase of the analog signal. This is the second feature.

【0006】[0006]

【作用】次に、本発明の作用を図面を参照して説明す
る。図1は本発明の構成図である。図において、1はア
ナログ信号源、2および3は分布インダクタンスを発生
する巻線4と分布容量を発生する極板5とからなるディ
レイラインの特性インピーダンスに適合する終端抵抗
器、6〜9はディレイラインの負荷駆動能力を向上する
とともに出力極性を決定するバッファアンプ、10〜1
3は各バッファアンプから流れ出る電流の大きさを決定
する装置、14は抵抗器15とともに加算器を構成する
演算増幅器である。
Next, the operation of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of the present invention. In the figure, 1 is an analog signal source, 2 and 3 are terminating resistors adapted to the characteristic impedance of a delay line consisting of a winding 4 for generating a distributed inductance and a polar plate 5 for generating a distributed capacitance, and 6 to 9 are delays. A buffer amplifier that improves the load drive capability of the line and determines the output polarity, 10 to 1
3 is a device that determines the magnitude of the current flowing out from each buffer amplifier, and 14 is an operational amplifier that constitutes an adder together with the resistor 15.

【0007】図1を用いてもう少し詳しく説明すると、
巻線4と極板5とからなるディレイラインは特性インピ
ーダンスと等しい抵抗値の抵抗器2と3とで終端されて
いるので、巻線4の各タップには信号源1と同じ波形で
振幅が半分の信号が出力され、かつ、各信号はそれぞれ
時間軸上で段階的にずれている。さらに、各信号はバッ
ファアンプで極性が付与された後、電流の大きさを決定
する装置で重みづけ操作がなされた後、加算器で合成さ
れる。電流の大きさを決定する装置として、最も簡単な
例では抵抗器を用いることができ、抵抗値によって重み
付けの係数を決めることができるほか、抵抗値を一定に
したままバッファアンプの利得によって係数を決めるこ
ともできる。かかる構成においてはアナログ回路である
にも関わらず、段階的な遅延時間をディジタルフィルタ
におけるサンプリング時間に置き変えることにより、デ
ィジタルフィルタと同様にZ変換技法によるフィルタの
設計が可能になり、重み付けの係数を変更するだけで様
々な特性のフィルタを得ることができる。なお、図1は
Z変換技法において、FIRシステムと呼称される形式
であるが、IIRシステムの形式のフィルタの構成も可
能である。
Explaining in a little more detail with reference to FIG. 1,
Since the delay line consisting of the winding wire 4 and the pole plate 5 is terminated by the resistors 2 and 3 having a resistance value equal to the characteristic impedance, each tap of the winding wire 4 has the same waveform as that of the signal source 1 and an amplitude of Half of the signals are output, and each signal is shifted stepwise on the time axis. Further, each signal is added with a polarity by a buffer amplifier, weighted by a device that determines the magnitude of current, and then combined by an adder. In the simplest example, a resistor can be used as a device for determining the magnitude of the current, and the weighting coefficient can be determined by the resistance value, and the coefficient can be determined by the gain of the buffer amplifier while keeping the resistance value constant. You can also decide. In such a configuration, even though the circuit is an analog circuit, by replacing the gradual delay time with the sampling time in the digital filter, it becomes possible to design the filter by the Z-transform technique like the digital filter, and the weighting coefficient is used. It is possible to obtain filters with various characteristics simply by changing. Note that although FIG. 1 shows a format called an FIR system in the Z-transform technique, it is also possible to construct a filter in the IIR system format.

【0008】[0008]

【実施例】図2は本発明の実施例で、16はディレイラ
イン、17〜21は係数設定用抵抗器、22は出力用の
バッファアンプである。この実施例は、各タップの係数
がすべて正の値で、かつ、抵抗器17〜21の抵抗値が
ディレイラインの特性インピーダンスよりもずっと大き
く選べるときに適用可能である。このとき、あるタップ
に注目すると他のタップの係数設定用抵抗器が負荷抵抗
として働くために、演算増幅器による完全な加算器を用
いなくても加算合成され、単純なバッファアンプによっ
て出力を取り出すことができる。
FIG. 2 shows an embodiment of the present invention in which 16 is a delay line, 17 to 21 are coefficient setting resistors, and 22 is an output buffer amplifier. This embodiment is applicable when the coefficients of the taps are all positive and the resistance values of the resistors 17 to 21 can be selected to be much larger than the characteristic impedance of the delay line. At this time, if one tap is focused, the coefficient setting resistors of the other taps work as load resistances, so addition and synthesis are performed without using a complete adder by an operational amplifier, and the output can be taken out by a simple buffer amplifier. You can

【0009】図3は本発明の第2の実施例で、23は正
相出力と逆相出力とを供給する入力バッファアンプ、2
4は正相出力で駆動されるディレイライン、25は逆相
出力で駆動されるディレイライン、26、27はその終
端抵抗器、28は出力用のバッファアンプ、抵抗器29
〜33及び34、35は各タップの係数を設定する抵抗
器である。ディレイライン24のタップT1〜T5とデ
ィレイライン25のタップT1〜T5には段階的に同じ
遅れを持ち、かつ、逆位相の信号が出力される。その結
果、この実施例では、抵抗器29〜33で設定される係
数は正の値、34、35で設定される係数は負の値とし
て作用する。このようにして、Z変換によって係数の極
性と大きさが与えられれば、本発明によってアナログフ
ィルタとして実現する事ができる。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention, in which 23 is an input buffer amplifier for supplying a positive phase output and a negative phase output, and 2.
4 is a delay line driven by a positive phase output, 25 is a delay line driven by a negative phase output, 26 and 27 are termination resistors thereof, 28 is a buffer amplifier for output, and a resistor 29.
˜33 and 34, 35 are resistors that set the coefficient of each tap. The taps T1 to T5 of the delay line 24 and the taps T1 to T5 of the delay line 25 have the same delay in stages and output signals of opposite phases. As a result, in this embodiment, the coefficients set by the resistors 29 to 33 act as positive values, and the coefficients set by 34 and 35 act as negative values. Thus, if the polarities and magnitudes of the coefficients are given by the Z conversion, the present invention can be realized as an analog filter.

【0010】図4は本発明の第3の実施例で、36はA
Dコンバータ、40〜43はDAコンバータ、37〜3
9はシフトレジスタ、44〜47は各タップの係数を設
定する抵抗器である。この実施例は、アナログディレイ
ラインの部分にディジタル回路を導入することによって
実現したもので、ディジタル回路部分のクロック周波数
によってフィルタの帯域が決められる特徴を持つほか、
ディジタル処理ではもっとも時間のかかるたたみ込み演
算が瞬時に実行される本発明の特徴をも持ち合わせてお
り、映像信号のような高速信号の処理にも適用可能であ
る。各係数の極性はDAコンバータによって決めること
ができ、乗算型DAコンバータを使用すれば係数値その
ものもDAコンバータによって決めることができる。
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention, in which 36 is A.
D converter, 40 to 43 are DA converters, 37 to 3
Reference numeral 9 is a shift register, and 44 to 47 are resistors for setting the coefficient of each tap. This embodiment is realized by introducing a digital circuit into the analog delay line portion, and has the characteristic that the filter band is determined by the clock frequency of the digital circuit portion.
The digital processing also has the feature of the present invention that the convolution operation that takes the longest time is executed instantaneously, and can be applied to the processing of high-speed signals such as video signals. The polarity of each coefficient can be determined by the DA converter, and the coefficient value itself can also be determined by the DA converter if a multiplying DA converter is used.

【0011】[0011]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればア
ナログフィルタでありながらディジタルフィルタと同様
のZ変換技法に基づき、係数値を求めるだけで通常のア
ナログフィルタと同等以上の特性を持った様々なフィル
タを実現することができ、ディジタルフィルタにみられ
るたたみ込み演算のための加算の繰り返しによる動作速
度の低下が起こらず、低周波から高周波に至る広い周波
数範囲で使えるフィルタを提供する事ができる。
As described above, according to the present invention, although it is an analog filter, it has characteristics equal to or higher than those of a normal analog filter only by obtaining coefficient values based on the Z conversion technique similar to a digital filter. It is possible to realize various filters, and it is possible to provide a filter that can be used in a wide frequency range from low frequency to high frequency without causing a decrease in operating speed due to repeated addition for convolutional operation found in digital filters. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of the present invention.

【図2】本発明の第一の実施例。FIG. 2 is a first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第二の実施例。FIG. 3 is a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第三の実施例。FIG. 4 is a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アナログ信号源。 2、3、26、27 終端抵抗器。 4 ディレイラインを構成する巻線。 5 ディレイラインを構成するコンデンサ。 6、7、8、9 バッファアンプ。 10、11、12、13 電流の大きさを決定する装
置。 14 演算増幅器。 15 帰還抵抗器。 16、24、25 ディレイライン。 17、18、19、20、21 係数値を設定する抵
抗器。 22 出力バッファアンプ。 23 入力バッファアンプ。 29、30、31、32、33、34、35 係数値
を設定する抵抗器。 36 ADコンバータ。 37、38、39 シフトレジスタ。 40、41、42、43 DAコンバータ。 44、45、46、47 係数値を設定する抵抗器。
1 Analog signal source. 2,3,26,27 Termination resistors. 4 Windings that make up the delay line. 5 A capacitor that forms a delay line. 6, 7, 8, 9 Buffer amplifier. 10, 11, 12, 13 A device for determining the magnitude of electric current. 14 Operational amplifier. 15 Feedback resistor. 16, 24, 25 delay lines. 17, 18, 19, 20, 21 Resistors that set coefficient values. 22 Output buffer amplifier. 23 Input buffer amplifier. 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35 Resistors for setting coefficient values. 36 AD converter. 37, 38, 39 shift registers. 40, 41, 42, 43 DA converter. 44, 45, 46, 47 Resistors that set coefficient values.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アナログ信号を段階的に遅延して出力す
る装置と、遅延した各出力に出力振幅を任意に決定する
手段を接続し、該手段により出力振幅が決定した各出力
をアナログ信号のまま合成する装置とからなるディレイ
ラインフィルタ。
1. A device for delaying and outputting an analog signal stepwise, and a means for arbitrarily determining an output amplitude is connected to each delayed output, and each output whose output amplitude is determined by the means is connected to an analog signal. A delay line filter consisting of a device that synthesizes as it is.
【請求項2】 請求項1に於ける、アナログ信号を段階
的に遅延して出力する装置を二組設け、一方の遅延装置
をアナログ信号の正相で、もう一方の遅延装置はアナロ
グ信号の逆相で駆動するようにしてなるディレイライン
フィルタ。
2. The apparatus according to claim 1, wherein two sets of devices for delaying and outputting the analog signal in stages are provided, one delay device being in a positive phase of the analog signal, and the other delay device being an analog signal. A delay line filter that is driven in reverse phase.
JP18675294A 1994-07-14 1994-07-14 Delay line filter Pending JPH0832408A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003046390A (en) * 2001-07-31 2003-02-14 Denso Corp Filtering method and A / D converter having filter function
US7068744B2 (en) 2001-08-27 2006-06-27 Denso Corporation Synchronous detection method and device, and sensor signal detector

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