JPS6160005A - デジタルフイルタ - Google Patents

デジタルフイルタ

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JPS6160005A
JPS6160005A JP59181715A JP18171584A JPS6160005A JP S6160005 A JPS6160005 A JP S6160005A JP 59181715 A JP59181715 A JP 59181715A JP 18171584 A JP18171584 A JP 18171584A JP S6160005 A JPS6160005 A JP S6160005A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ram
address
counter
output
digital filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP59181715A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Osada
淳 長田
Junichi Kubo
順一 久保
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP59181715A priority Critical patent/JPS6160005A/ja
Publication of JPS6160005A publication Critical patent/JPS6160005A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H17/00—Networks using digital techniques
    • H03H17/02—Frequency selective networks
    • H03H17/06—Non-recursive filters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)

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】 産業上の利用分野 本発明はデータ遅延にRAMを用いたデジタルフィルタ
に関するものである。
従来例の構成とその問題点 近年、情報の伝送及び記録がデジタル信号化され、この
信号をデジタルフィルタによりデジタル信号処理を行な
うことが多くなっている。
以下図面を参照しながら従来のデジタルフィルタについ
て説明する。第1図は従来のデジタルフィルタのブロッ
ク図であり、1は入力信号でRAMのデータ入力に加え
られる。2はアドレス発生回路でRAMとROMのアド
レスを発生する。3はデータの遅延を行なうRAM、4
は係数用のROMである。61−i乗算器でRAMのデ
ータとROMの係数の乗算を行なう。6は累積加算器で
ある。
以上のように構成された従来のデジタルフィルタについ
てその動作を以下に説明する。FIR形のデジタルフィ
ルタの構成は、データの遅延にシフトレジスタを用い第
2図のように表わせる。7〜9は1サンプル時間の遅延
を行なうシフトレジスタ、10〜13は遅延したデータ
に係数をかける乗算器、14は加算器である。また、サ
ンプル時刻tにおけるサンプルデータ1jc(tlとし
、z(n−1)〜J:(n−4) は1サンプル時間づ
つ離れたデータを示す。データ遅延に一つのRAM’i
用いて第2図と同等のデジタルフィルタを実現した場合
、次のような手順で処理を行なう。
RAMからデータJC(n−+)  を読み出し、この
とき同時にROMから係数a、を読み出し、乗算器によ
り”+×x(n−+)  の計算を行ない、この値を累
積加算器に記憶する。次にRAMからデータ!(n−2
)  k読み出し、このとき同時にROMから係数a2
に読み出し、乗算器によりa2X工(n−2)の計算を
行ない、この値を累積加算器により前サンプル1での累
積加算値a、X工(n−+Jに加える。
この操作を4回行なうことにより、累積加算器の値は kA、 &k x”(n k ) となり一つの出力サンプルの計算を終了する。
第2図はタップ数が4の例だが、一般にタッグ数がNで
あれば1つの出力サンプルを計算するのにN回のRA 
1i[の読み出しが必要である。
しかしながら、上記の構成においてはサンプリング周波
数f、としたとき、一つのタップの計算に要する時間T
cは Tc≦1/(Nxf、) とする必要があり、タップ数が多くなるとTcはタップ
数に反比例して小さくなる。一般にタップ数をふやす場
合、その限界はメモリのアクセス時間や乗算器の演算時
間で決まり、それ以上のタップ数を持つデジタルフィル
タを構成することが困難という問題を有していた。
発明の目的 本発明の目的はタップ数の2分の1のRAMアクセス回
数及び乗算回数でデジタル信号処理を可能とするデジタ
ルフィルタを提供することにある。
発明の構成 本発明のデジタルフィルタは入力信号を記憶する第1及
び第2のRAM(読みだし書き込みメモリ)と、デジタ
ルフィルタの係数値を記憶しているROM(読みだし専
用メモリ)と、上記RAM及びROMのアドレスを発生
するアドレス発生回路と、上記第1のFtAMと第2の
RAMのデータを加算する加算器と、上記加算の出力と
上記ROMのデータケかける乗算器と、上記乗算器の乗
算結果全累積加算する累積加算器より構成され、2つの
RAMのデータを同時に読みだすようにしたことにより
、タップ数の2分の1のRAMアクセス回数及び乗算回
数でデジタルフィルタを構成スることが可能となるもの
である。
実施例の説明 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。
第3図は本発明の一実施例に係るデジタルフィルタのブ
ロック図を示すものである。第3図において、2はアド
レス発生回路でROli[及びRAMのアドレスを発生
する。4は係数用のROM、6は乗算器、6は累積加算
器である。15及び16はそれぞれデータ遅延用のRA
M、17は加算器である。
以上のように構成された本実施例のデジタルフィルタに
ついて以下にその動作を説明する。前述したようにFI
R形のデジタルフィルタの構成は、データの遅延仄シフ
トレジスタを用い第2図のように表わせる。ここで一般
にシフトレジスタの中心を対称とした2点の係数値は等
しい、つ1すa、とa4. a、、とa3はそれぞれ等
しい。第4図は本発明のデジタルフィルタを、データ遅
延にンアトレジスタを用いて構成したときのブロック図
である。7〜9は1サンプル時間の遅延を行なうシフト
レジスタ、19及び20は対称の位置のデータの加算を
行なう加算器、21及び22は係数をかける乗算器、1
4は加算器である。対称の位置の係数が等しいことより
、あらかじめ19.20の加算器により対称の位置のデ
ータを加算し、これに21.22の乗算器により、それ
ぞれ係数をかければ第2図のデジタルフィルタと同じ処
理ができる。ただしこのときの係数a’  =a  =
a  。
a2′=a2−a3である。これをRAMを用いて構成
したものが第3図であり、シフトレジスタを2つのRA
Mに分は左側をRAM1.右側をRAM2とし次の手順
で処理を行なう。RAM1からJC(n−+)f:読み
出し、このとき同時にRAM2からは工(n−4)を読
み出し、!(n−+)  と工(n−a )を加算した
後に係数a、′をかけ、この値を累積加算器により記憶
する。次にRAM1からr(n−2)を読み出し、この
とき同時にRAM2からはx(n−s)を読み出し・x
(n−2)とx(n−L3)  を加算した後に係数a
′をかけ、この値は累積加算器により前回までの累積加
算値に加えられ一つの出力サンプル値となる。この後R
AM1の一番古いデータは第3図18を通りRAM2に
書き込まれ、RAM1には第3図1より新しいデータが
書き込まれ、前回の出力サンプルを計算したときと同様
な操作を行ない、次の出力サンプルを求める。
以上のように本実施例によれは、RAM12つ用いてデ
ジタルフィルタを構成したことにより、RAMのアクセ
ス回数及び乗算回数を同じタップ数の従来のデジタルフ
ィルタに比べて2分の1にすることができる。なお、上
の実施例ではタップの数を4としたが、これに限定され
るものではない。
第5図は本発明の他の実施例に係るデジタルフィルタの
アトにス発生回路のブロック図を示すものである。第5
図において23はROMのアドレスを発生するカウンタ
ー、24及び25はROMのアドレスとRAMのアドレ
スの差を与えるカウンタ2及びカウンタ3.26及び2
7はカウンタ1とカウンタ2及びカウンタ3の出力を加
えRAM1及びRAM2のアドレスとする加算器、図の
点線内がアドレス発生回路である。
以上のように構成されたアドレス発生回路を持つ本実施
例のデジタルフィルタについて以下にその動作を説明す
る。このデジタルフィルタハ入力のサンプリング周波数
と出力のサンプリング周波数が1対2の関係にあり、タ
ップ数は15とする。
第6図はこのデジタルフィルタをシフトレジスタを用い
て表わしたもので、28〜31は出力のサンプリング周
波数一周期分の遅延を行なうシフトレジスタ、32〜3
6は各タップのデータに係数、をかける乗算器、14は
加算器である。また、各タップを入力に近い方からで、
〜T+sとする。このデジタルフィルタに第7図に示す
ような連続した波形を入力した場合について考える。時
刻tにおけるサンプル値k I (t)とし、出力信号
のサンプリング族i1hで入力1言号を考えると、サン
プル値に11つおきにしか存在しない。今、ある時刻に
り2・プTkに丸・けるデータがICrh−k)となっ
たとしよう。このときkが偶数のタップのデータは0な
ので、出力サンプルky(n−+)  とすればy(n
−+) =  Σ ak”(n−k)k=+ +  (n−+) +as工(n−5) +”’+a+
5 ”(n−13) +als Jc(n−15)とな
る。この時間から出力信号のサンプリング周波数一周期
分の時間がたつと、タップTkにおけるデータは”(n
−に−z)となり、kが奇数のタップのデータは0なの
で、出力サンプルy(n)は”(nl ”  Σ ak
 x(n−に++ )k=+ 2  (n−+) ” aax(n−s) +”’” 
a+2 x(n−++) +a+a x(n−15)と
なる。
以上のことより、データがφのタップについては係数が
何であろうと、データに係数をかけた値は0となるので
、一つの出力サンプルを計算するときには一つづつ離れ
たタップについてのみ、係数をかけてやればよいことが
わかる。この場合、タップ数は16であるが出力サンプ
ルを求めるときには、8タツプの係数から出力サンプル
を求めたものと、7タノプの係数から出力サンプルを求
めたものを交互に出してやけれよい。最大8つのタップ
について考えればよいので第6図は第8図のように置き
換えられる。第8図において、37〜40は出力信号の
サンプリング周波数2周期分の遅延を行なうシフトレジ
スタ、41〜44はり:Iプの係数金貸りかえるスイッ
チで41〜44は連動するものである。次にこの動作に
ついて説明する。41〜44のスイッチを左側にし一つ
の出力サンプルを求める。次に41〜44のスイッチを
右側にし一つの出力サンプルを求める。この後にシフト
レジスタのデータをシフトする。これらの動作を繰り返
し連続して行なう。つまり、シフトレジスタが1回シフ
トすると41〜44のスイッチを切り換えて2種類の出
力サンプルを得るのである。
本実施例は第8図のように入力信号のサンプリング周波
数と出力信号のサンプリング周波数が1対2の関係にな
り、偶数個のタップと奇数個のタップを交互に計算し出
力サンプルに・するデジタルフィルタを、シフトレジス
タの代りに2つのRAMを用いたものである。次にその
RAMと係数値を記憶したROMのアドレスの発生方法
について説明する。
第5図におけるアドレス発生回路のカウンタ1、カウン
タ2、カウンタ3の値とそのときのRAM1及びRAM
2の内容を表わしたのが第9図である。カウンタ2、カ
ウンタ3がともにφのときのRAMの内容は第8図で4
1〜44企左(rllJKたおし8タツプの計算をし出
力サンプルを求める場合に相当する。まず、カウンタ1
をφとしたときにRAM1は書き込み状態となりRAM
1のφ番地に”(n−+)が書き込憧れ、この値はRA
M1の出力にも出る。このときRA112のアドレスは
φであり、RAM2からは”(n−Is)が出力される
。
次にRAM1は読み出し状態となり、カウンタ1は1つ
カウントし2となりRAM1からは、、E(n−5>が
RAM2からはx(n−1s)が出力される。この後カ
ウンタ1は1つづつカウントしてゆき、カウンタ1の値
が3となったときに第8図における8タツプからの出力
サンプルを求めることができる。
次に、カウンタ1を再びφにし、このとき同時にカウン
タ3を1つカウントする。このときRAM1のアドレス
はφ、RAM2のアドレスは1となりRAM1からは”
(n−+)がRAM2からは、r (n−+ s )が
出力される。この後カウンタ1は1つづつカウントして
ゆきRAM1及びRAM2から各タップに相当するデー
タを順次出力してゆく。
カウンタ1の値が3となったときにはRAM2のみが書
き込み状態となり、RAM1から出力された”(n−7
)はRAM2の一番古いデータf、(n−Is)の書か
れていた番地に書き込まれる。
このときRAM1及びRAM2からは同1寺に1(n 
−7)が出力されるので、このときROMから出力され
る係数値は2分の1となるようにしなくてはならない。
このとき求められた出力サンプルは、第8図において4
1〜44を右側にした状態、つまりワタツブから出力サ
ンプルを求めたものと同じである。次にカウンタ1はφ
となり、このとき同時にカウンタ2は3となる。カウン
タ2は減算カウンタである。このときRAM1は書き込
み状態となり新しい入力データJ(n++)がRAM1
の3番地に書き込まれる。この後、以上の動作が繰り返
され8タツプからの出力サンプルとワタツブからの出力
サンプルが交互に求められる。
以上のように本実施例によれば、RAM12つ用いてデ
ジタルフィルタを構成したことにより、RAMのアクセ
ス回数及び乗算回数を同じタップ数の従来のデジタルフ
ィルタに比べて2分の1にすることができる。なお、上
の実施例ではタップの数を15としたが、これに限定さ
れるものではない。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は2つのRAM
1用い、対称の位置のタップのデータを同時に読みだす
ことにより、一つのサンプル出力あたりのRAMの読み
出し回数はタップ数の2分の1でよいという優れた効果
が得られる。この効果により、同じアクセスタイムのR
AM及び乗算器を用いても従来の方法に比べ2倍のタッ
プ数のデジタルフィルタが実現できるという効果が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のデジタルフィルタのブロック図、第2図
は従来のデジタルフィルタをデータ遅延にシフトレジス
タを用いて表わした場合のブロック図−第3図は本発明
の一実施例に係るデジタルフィルタのブロック図、第4
図は第3図のデジタルフィルタのデータ遅延にシフトレ
ジスタを用いて表わした場合のブロック図、第5図は他
の実施例のアドレス発生回路のブロック図、第6図及び
第8図は第6図のメモリアドレス発生回路を持つデジタ
ルフィルタをデータ遅延にシフトレジスタを用いて表わ
した場合のブロック図、第7図はデジタルフィルタの出
力サンプリング周波数の2分の1でサンプリングされた
久方データ、第9図は第5図におけるカウンタ1、カウ
ンタ2、カウンタ3の値とRAM1、RAM2の出力の
関係を示した説明図である。 1・・・・・・デジタルフィルタの入力信号、2・・・
・・アドレス発生回路、15及び16・山・・RAM、
18・・・・・・RAM2の書き込み信号、4・川・・
ROM、17・・・・・・加算器、5・・・・・・乗算
器、6・山・・累積加算器、7,8.9・・・・・・1
サンプル時間の遅延を行なうシフトレジスタ、19.2
0・・・山加算器、21゜22・・・・・・係数の乗算
器、14・・・・・・加算器、23゜24.25・・・
・・・カウンタ、26.27・川・・加算器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが1名箔2
図 第 3 図 第 5 図 第6図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力信号を記憶する第1及び第2のRAMと、デ
    ジタルフィルタの係数値を記憶しているROMと、上記
    RAM及びROMのアドレスを発生するアドレス発生回
    路と、上記第1のRAMと第2のRAMのデータを加算
    する加算器と、上記加算器の出力と上記ROMのデータ
    をかける乗算器と、上記乗算器の乗算結果を累積加算す
    る累積加算器とを備え、2つのRAMのデータを同時に
    読みだすことを特徴とするデジタルフィルタ。
  2. (2)デジタルフィルタの係数値を記憶するROMのア
    ドレスを発生する第1のカウンタと、入力信号を記憶す
    る第1のRAMのアドレスと上記ROMのアドレスの差
    を与える第2のカウンタと、入力信号を記憶する第2の
    RAMのアドレスと上記ROMのアドレスの差を与える
    第3のカウンタによりアドレス発生回路が構成され、上
    記第1のカウンタの出力を上記ROMのアドレスとし、
    上記第1のカウンタの出力と上記第2のカウンタの出力
    を加算したものを上記第1のRAMのアドレスとし、上
    記第1のカウンタの出力と上記第3のカウンタの出力を
    加算したものを上記第2のRAMのアドレスとし、入力
    信号のサンプリング周波数と出力信号のサンプリング周
    波数の関係を1対2とした特許請求の範囲第1項記載の
    デジタルフィルタ。
JP59181715A 1984-08-31 1984-08-31 デジタルフイルタ Pending JPS6160005A (ja)

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JP59181715A JPS6160005A (ja) 1984-08-31 1984-08-31 デジタルフイルタ

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JP59181715A JPS6160005A (ja) 1984-08-31 1984-08-31 デジタルフイルタ

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JP59181715A Pending JPS6160005A (ja) 1984-08-31 1984-08-31 デジタルフイルタ

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5910024A (ja) * 1982-07-09 1984-01-19 Hitachi Ltd デジタル・フイルタ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5910024A (ja) * 1982-07-09 1984-01-19 Hitachi Ltd デジタル・フイルタ

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