JPS637006A

JPS637006A - デイジタル周波数変換回路

Info

Publication number: JPS637006A
Application number: JP61149781A
Authority: JP
Inventors: Yasuichirou Kurita; 泰市郎栗田; Daiji Nishizawa; 台次西澤; Toshiro Omura; 大村　俊郎; Ichiro Yuyama; 湯山　一郎; Sumio Yano; 澄男矢野; Yasushi Nakamura; 中村　寧志
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1988-01-12
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPH0740646B2

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）本発明はディジタル周波数変換回路に係り、特にサンプ
リング周波数ｆ３のディジタル信号処理系では従来困難
であったディジタル周波数変換を容易に行なう回路に関
するものである。

（従来の技術）例えば、サンプリング周波数が４ｆ　５ｃ＝９１０ｆ　
ｈ　（＃１４．３ＭＩＩｚ、ｆｓｃ　：　ＮＴＳＣ方式
の色副搬送波周波数、ｆｈ：同水平同期周波数）の信号
処理系を考える。４．２ＭＨｚ〜６．０ＭＦＩｚの信号
を２．２ＭＨｚ〜４．０ＭＩ（ｚの信号に変換する場合
、５２０ｔｈ　（＃８．２ＭＨｚ）の周波数を有する搬
送波ｆｓをもとの信号（４，２Ｍ）ｌｚ　〜６．０Ｍ）
ｌｚ）に乗算する必要があるが、これは４ｆ　５ｃ＝９
１０ｆ　ｈの系では実現できない。そこで従来は信号を
７＝８にＤＤ変換しサンプリング周波数を１０４Ｏｒ、
　（＝１６．４ＭＨｚ）とした上で周波数変換を行なっ
ていた（特願昭６１−９３２３１号テレビジョン信号多
重方式参照）。

（発明が解決しようとする問題点）前述の７二８のＤＤ変換の必要な理由は、５２０ｆｈ（
ζ８．２ＭＨｚ）の搬送波ｆｃが４ｆｓｃ・９１０ｆｈ
　（＃１４．３ＭＨｚ）の系のナイキスト周波数２ｆｓ
ｃ（’−７．２ＭＨｚ）を越えているため、この搬送波
ｆｃを４ｆｓｃの系で表現できないことによる。しかし
ながら−般に７：８など１：２でないＤＤ変換は回路規
模が大きくなり実現が困難であった。

そこで本発明の目的は、サンプリング周波数ｆｓの系に
おいて、乗算する周波数の１般送波ｆｃが周波数ｒ、以
下でかつ周波数ｆ３と整数比関係にある場合、実際にま
たは等価的に信号を１：２のＤＤ変換を行なってから周
波数変換し、その上で再び２：１のＤＤ変換を実行し、
系全体を周波数ｆｓと周波数２ｆｓまたは周波数ｆｓの
みのサンプリング周波数によって実現し、従来困難であ
った周波数変換を容易に行ない得るディジタル周波数変
換回路を提供せんとするものである。

（問題点を解決するための手段）この目的を達成するため、本発明ディジタル周波数変換
回路は、サンプリング周波数ｆＳのディジタル信号処理
系において、周波数ｆｓでサンプリングされた信号をサ
ンプリング周波数２ｆｓに変換する手段と、前記変換さ
れた信号にその周波数が周波数ｆｓ以下でかつ周波数ｆ
ｓと整数比関係にある搬送波を乗算する手段と、乗算し
た結果の信号を少なくとも周波数ｆｓ７２以下に帯域制
限する手段と、帯域制限された信号をサンプリング周波
数ｆｓに逆変換する手段とを具えたことを特徴とする。

（実施例）以下添付図面を参照し実施例により本発明の詳細な説明
する。

第１図に本発明変換回路に関わる実施例の回路構成を示
す。

サンプリング周波数ｆｓのディジタル信号をサンプリン
グ周波数２１３のディジタル信号に変換する１　：　２
ＤＤ変換器１は、低域濾波器（以下ＬＰＦと称す）２と
信号を時間１／’２ｒｓだけ遅延させる遅延器３と時間
１／２ｆｓごとに上下２回路に交互に切り換わるスイッ
チ４から構成されている。この構成のＤＤ変換器１は公
知であるが、第２図（ａ）〜（ｃ）のＤＤ変換を説明す
るための図に従って簡単に説明する。

第１図の入力信号は前述のようにサンプリング周波数ｆ
ｓであるから、例えば第２図（ａ）に図示する黒丸の時
点にしか信号が存在しない。この信号をサンプリング周
波数２ｒｓの信号に変換するには同図（ａ）のＸ印で示
される時点の信号を補間して内挿する必要がある。第１
図示のＬＰＦ２は補間を行なうための低域濾波器でサン
プリング周波数ｆｓで動作する。遅延器３とスイッチ４
とはタイミング合わせと内挿を行なっている。これらの
処理を周波数スペクトルで説明すると、第２図（１１）
のように周波数ｆｓごとに折り返し成分を持っていた入
力信号から周波数ｆｓの奇数倍の折り返し成分を取り除
き、第２図（ｃ）のようにすることである。

次は第１図示のサンプリング周波数２ｆｓで動作する乗
算器５であり、周波数変換に必要な搬送波ｆｃをサンプ
リング周波数２ｆｓに変換された入力信号に乗算する。

乗算器５の出力はＬＰＦ６によって少なくとも周波数ｆ
ｓ／２以下に帯域制限され、２；ＩＤＤ変換器７により
サンプリング周波数ｆｓに逆変換されて出力信号となる
。ＬＰＦ６はＤＤ変換器７に先立つ前置フィルタであり
、サンプリング周波数２ｆｓで動作する。ＤＤ変換器７
は時間１７ｆｓごとに閉じるスイッチ８からなり、単に
サンプリング周波数２１．のディジタル信号を１７２に
間引くだけで良い。

第３図に本発明による周波数変換を説明するための周波
数スペクトル図を示す。この系のはじめのサンプリング
周波数ｆｓは４ｆｓｃ（ｆｓｃはＮＴＳＣ方式の色副搬
送波周波数）であり、入力信号は４．２間２〜６．０Ｍ
Ｈｚの成分を持つスペクトル１１であり、これを２．２
ＭＨｚ〜４，０Ｍ１ｌｚの成分を持つスペクトル１２に
変換する場合を考える。この場合変換に必要な搬送波ｆ
ｃは５２０ｆｈ（＃８．２ＭＨｚ、　ｆｈはＮＴＳＣ方
式の水平同期周波数）であり、サンプリング周波数４ｆ
ｓｃ（＃１４．３ＭＨｚ）の系ではナイキスト周波数２
ｆｓｃ（＃７．２　Ｍｎ２）を越えているので表現でき
ないが、２倍にＤＤ変換されたサンプリング周波数８ｆ
ｓｃ（＃２８．７ＭＩＩｚ）の系では表現できる。第３
図はサンプリング周波数８ｆｓｃの系での周波数スペク
トルを示しており、図のＯ〜４「、Ｃの帯域にはスペク
トル１１の周波数８ｆｓｃによる折り返し成分は生じて
いない。スペクトル１１と搬送波ｆＣを乗算すると和成
分としてスペクトル１３、差成分としてスペクトル１２
が生じ、原成分スペクトル１１は存在しなくなる。スペ
クトル１２゜１３のうちスペクトル１３は今不要成分で
あるから、第１図示の１、ＰＦ６によって減衰させる。

ＬＰＦ６は例えば第３図示破線１４のような周波数特性
、すなわちカットオフ周波数２ｆｓｃで一６ｄＢであり
、周波数２ｆｓｃに関して点対称な応答特性を有するＬ
ＰＦである。

この場合ＬＰＦ６はスペクトル１３の存在する１２ＭＨ
ｚ以上で十分な減衰特性を持てばよいのでフィルタの次
数はあまり高い必要はなく実現容易である。残ったスペ
クトル１２のみがサンプリング周波数４ｆｓｃにＤＤ変
換されて出力信号となる。

第４図は第１図における乗算回路５の構成例を示してい
る。前述の例におけるサンプリング周波数ｆｓ　＝４ｆ
ｓｃ＝９１０ｆｈ　、、Ｉｌｌ送波ｆｃ　＝５２０ｆｈ
の場合を考える。この時かつ９１０　　：５２０　＝　７　：　４であるからｆｓ　　　’　ｒｅとなり、周波数２ｆｓＯ系で周波数１゜を表現するには
、第４図（ａ）のように周波数ｆｃの２サイクルに対し
て７個のサンプリング点のみを持てばよいことがわかる
。従って乗算器は第４図（ｂ）のようにｎ＝７個の係数
器２１〜２７．α１〜α７を用意し、スイッチ２８でこ
れらの出力を時間１／２ｆＳごとに７を周期として切り
換えることにより実現できる。−般にｆｓ：ｆｃ・Ｍ：
２Ｎ（Ｍ、　Ｎは整数）である場合は周波数ｆｃのＮサ
イクルに対してＭ個のサンプリング点を持ち、Ｍ個の係
数器２１〜２７とＭ回路を切り換えるスイッチ２８によ
り乗算器が実現できる。

第５図に本発明の他の実施例を示す。この例は回路全体
をサンプリング周波数ｆｓの回路のみで構成している。

第５図においてＬＰＦ３１は第１図示のＬＰＦ２と同様
のフィルタでありサンプリング周波数ｆｓで動作する。

第１図示の１＝２ＤＤ変換器１は全体として第６図（ａ
）に示すようなインパルス応答を持つ。すなわち変換器
１の出力はサンプリング周波数２ｒｓのディジタル信号
であるから時間１／２ｆｓごとにインパルス応答を持ち
得るが、時間ｔ＝Ｑに対する応答り。以外は時間１／２
ｆＳの偶数倍の時点には応答を持たずしかもり。−１で
ある。

そこで第６図（ｂ）と第６図（ｃ）のように第６図（ａ
）をり。とそれ以外の応答とにわけると、第６図（ｂ）
は入力信号そのものであり、第６図（ｃ）は時間１／ｆ
３ごとにしか応答を持たないフィルタである。第１図示
の構成ではＬＰＦ２と遅延器３により第６図（ｃ）の特
性を実現している。

第５図示の構成では全回路がサンプリング周波数ｆｓで
動作させるため時間ｔが時間１／ｆｓの整数倍の時点に
しか信号が存在しないので、第６図（ｃ）を時間１／２
ｆＳたけずらした第６図（ｄ）をＬＰＦ３１の応答とす
る。乗算器３２は前記り。に対して周波数ｆｃを乗算し
、乗算器３３は前記第６図（ｄ）の応答に対して、タイ
ミング合わせのため遅延器３４により時間を時間１／２
ｆ　ｓだけ遅らせた周波数ｆｓを乗算する。乗算器３２
．３３はともに周波数ｆ３で動作させる。遅延器３４は
実際の回路では第４図（ｂ）図示のスイッチ２８の切り
換えタイミングを変えるだけであり、サンプリング周波
数ｆｓで動作する乗算器３２．３３の一部に組み込まれ
る。

第１図示のＬＰＦ６は第３図示の破線１４の特性を持　
１つ限り、ＤＤ変換回路と同様に第６図（ａ）図示のイ
ンパルス応答を持つ。そこで前述と同様にり。とそれ以
外にわけて考えれば、第５図示のＬＰＦ３６の応答を第
６図（ｅ）とすることにより、ＬＰＦ３６と加算器３７
と１７２係数器３８とにより第１図示のＬＰＦ６および
２：ＩＤＤ変換器７と等価な動作を実現することができ
る。明らかにＬＰＦ３６から１／２係数器３８は共にサ
ンプリング周波数「、で動作する。

ここで第６図（ｅ）は第６図（ｄ）のタイミングを補う
ため時間ｔの逆方向に応答をシフトしである。

また、第１図示ＬＰＦ６の特性として第３図示破線１４
の特性以外、すなわちり。〜１でｈ　２　、　ｈ　４−
−−−−などがＯでない特性を使用したい場合は、第５
図破線３５の位置にｈｏ、　ｈ　　　、　ｈ　　’　、
−−−−−−−の応答を持つフ±２　　　　±４イルタを挿入すればよい。以上により第１図示構成と全
く等価な動作をする回路がサンプリング周波数ｆｓで動
作する回路のみで構成できより実現が容易になる。

本発明変換回路は搬送波ｆｃの周波数が前述の値に限ら
ず、サンプリング周波数ｆｓと整数比関係にありかつｆ
ｓ以下であれば任意の周波数変換を実現できる。

（発明の効果）従来サンプリング周波数ｆｓの系で実現困難であったデ
ィジタル周波数の変換を、周波数ｆｓと２ｆｓまたは周
波数ｆｓのみのサンプリング周波数によって実現を容易
にした。これにより輝度信号の高域成分を低域成分に変
換して多重する高精細度テレビジョン電送の実現を容易
にした。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明変換回路に関わる実施例の回路構成のブ
ロック線図、第２図（ａ）〜（ｃ）は１：２ＤＤ変換を説明するため
の図、第３図は本発明による周波数変換を説明するための周波
数スペクトルを示す図、第４図（ａ）　、　（ｂ）は乗算器の構成を説明するた
めの図、第５図は本発明の他の実施例の回路構成のブロック線図
、第６図（ａ）　〜（ｅ）は第５図示ＬＰＦ３６のインパ
ルス応答を示す図である。１・・弓：２ＤＤ変換器２、６．３１．３５．３６・・・ＬＰＦ３．３４・・・
遅延器　　　　４．８．２８・・・スイッチ５、３２．
３３・・・乗算器　　７・・・２：ＩＤＤ変換器ＩＬ　
１２．１３・・・各スペクトル１４・・・破線の周波数特性２１、−−−−−−．２７・・・７個の係数器３７・・
・加算器　　　　　３８・・・１／２係数器特許出願人
　日　本　放　送　協　会代理人弁理士　杉　　村　　暁　　秀同弁理士杉　村　興　作第３図第４図（ａ）　　　　　（ｂ）２＃第５図ｃ第６図（ａ）　　　　　　（ｂ）　　　　　（ｃン（ｄ）　　
　　　（ｅ＞

Claims

【特許請求の範囲】１、サンプリング周波数ｆ＿ｓのディジタル信号処理系
において、周波数ｆ＿ｓでサンプリングされた信号をサ
ンプリング周波数２ｆ＿ｓに変換する手段と、前記変換
された信号にその周波数が周波数ｆ＿３以下でかつ周波
数ｆ＿ｓと整数比関係にある搬送波を乗算する手段と、
乗算した結果の信号を少なくとも周波数ｆ＿ｓ／２以下
に帯域制限する手段と、帯域制限された信号をサンプリ
ング周波数ｆ＿ｓに逆変換する手段とを具えたことを特
徴とするディジタル周波数変換回路。２、前記変換回路が前記乗算する手段を２系統、前記帯
域制限する手段を少なくとも１系統具え、それらをサン
プリング周波数ｆ＿ｓで動作させ、かつ、それらを合わ
せて等価的に前記サンプリング周波数２ｆ＿ｓの系と同
じ動作をするようにして系全体をサンプリング周波数ｆ
＿ｓで動作させることを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載のディジタル周波数変換回路。