Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP5035254B2 - Sample rate converter - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP5035254B2 - Sample rate converter - Google Patents

Sample rate converter Download PDF

Info

Publication number
JP5035254B2
JP5035254B2 JP2009004212A JP2009004212A JP5035254B2 JP 5035254 B2 JP5035254 B2 JP 5035254B2 JP 2009004212 A JP2009004212 A JP 2009004212A JP 2009004212 A JP2009004212 A JP 2009004212A JP 5035254 B2 JP5035254 B2 JP 5035254B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
sample rate
output
fifo
interpolation filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009004212A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010166106A (en
Inventor
伸悦 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2009004212A priority Critical patent/JP5035254B2/en
Publication of JP2010166106A publication Critical patent/JP2010166106A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5035254B2 publication Critical patent/JP5035254B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)

Description

本発明は、デジタルオーディオ機器で使用されるサンプルレート変換器に関する。   The present invention relates to a sample rate converter used in digital audio equipment.

近年、CD/DVDをはじめとしたデジタルのオーディオを記録再生する機器が増加しており、複数の機器からの出力をミキシングしたり、CDの音をDVDに入れたいといった要望がある。例えばCDのサンプリング周波数は44.1kHzで、DVDのサンプリング周波数は48kHzなので、これらを相互変換したい場合には、一旦D/A変換してアナログ状態で処理を行い、それを新しいサンプリング周波数でA/D変換して記録するということも可能であるが、アナログを経由するとノイズや歪が加わってしまうので、これらのサンプリング周波数をデジタル領域で変換するためにサンプルレート変換器が用いられる。   In recent years, devices for recording / reproducing digital audio such as CD / DVD are increasing, and there is a demand for mixing outputs from a plurality of devices and for putting CD sound into a DVD. For example, the sampling frequency of CD is 44.1 kHz, and the sampling frequency of DVD is 48 kHz. Therefore, when these are to be converted mutually, D / A conversion is performed once and processed in an analog state. Although it is possible to record after D conversion, noise and distortion are added via analog, so a sample rate converter is used to convert these sampling frequencies in the digital domain.

従来のサンプルレート変換器の一例のブロック図を図4に示す。図4において、サンプルレート変換器405は、周波数検出回路401、補間フィルタ402、FIFO(先入れ先出し)メモリ回路403、補正回路404で構成される。デジタルオーディオインターフェース受信回路(以降、DAI受信回路と呼ぶ)400は、外部機器からの入力信号から転送クロックやデータを生成してそれをサンプルレート変換器405へ出力する。周波数検出回路401はDAI受信回路400で生成されたクロック信号の周波数を検出する。補間フィルタ402は周波数検出回路401で検出された周波数情報を元にして出力クロック周波数での出力信号を推定する。FIFOメモリ回路403は補間フィルタ402で生成された出力信号を一時的に保持して、正確な出力クロック周波数で順に出力する。補正回路404はFIFOを制御する。   A block diagram of an example of a conventional sample rate converter is shown in FIG. In FIG. 4, the sample rate converter 405 includes a frequency detection circuit 401, an interpolation filter 402, a FIFO (first-in first-out) memory circuit 403, and a correction circuit 404. A digital audio interface reception circuit (hereinafter referred to as a DAI reception circuit) 400 generates a transfer clock and data from an input signal from an external device and outputs it to the sample rate converter 405. The frequency detection circuit 401 detects the frequency of the clock signal generated by the DAI reception circuit 400. The interpolation filter 402 estimates the output signal at the output clock frequency based on the frequency information detected by the frequency detection circuit 401. The FIFO memory circuit 403 temporarily holds the output signal generated by the interpolation filter 402 and sequentially outputs it at an accurate output clock frequency. The correction circuit 404 controls the FIFO.

次に、サンプルレート変換器405の動作を説明する。   Next, the operation of the sample rate converter 405 will be described.

DAI受信回路400では、同軸や光ケーブルなどによる標準的なAES/EBUインターフェース等のシリアル信号を受けとり、その信号からビットクロック、ワードクロック、データの3本の信号を出力する。一般的にはビットクロックはサンプリング周波数fsの64倍の周波数、ワードクロックはfsそのものの周波数で、データはL/R各32個のサンプルの中に16ビットから24ビットのオーディオデータとその他の付加情報などが含まれた信号となっている。   The DAI receiving circuit 400 receives a serial signal such as a standard AES / EBU interface such as a coaxial cable or an optical cable, and outputs three signals, that is, a bit clock, a word clock, and data. In general, the bit clock is 64 times the sampling frequency fs, the word clock is the frequency of fs itself, and the data is 16 to 24 bits of audio data and other additions in 32 samples of each L / R. It is a signal that contains information.

まず、周波数検出回路401では、DAI受信回路400の出力のうちのビットクロックを入力として、出力する側のビットクロックの整数倍の信号で一定期間カウントすることにより、入力ビットクロックと出力ビットクロックの比率を求める。例えば入力fsが44.1kHzの場合のビットクロックは2.8224MHzで、出力fsが48kHzの場合のカウントするクロックをfs*64*8=512倍の24.576MHzとすると、このカウントは入力1周期に対して出力クロックが8.70748個入ることとなり、この比率を基にしてfsの変換が行われる。   First, the frequency detection circuit 401 receives the bit clock of the output of the DAI receiving circuit 400 as an input, and counts for a certain period with a signal that is an integer multiple of the bit clock on the output side. Find the ratio. For example, when the input clock fs is 44.1 kHz, the bit clock is 2.8224 MHz, and when the output fs is 48 kHz, the counting clock is fs * 64 * 8 = 512 times 24.576 MHz. Therefore, 8.70748 output clocks are input, and fs conversion is performed based on this ratio.

補間フィルタ402では、まず入力データをオーバーサンプリングして、不要な帯域の信号を除去するローパスフィルタを通し、その後に上記の比信号に基づいてサンプル間の値を、例えば直線補間して8/8.70748=0.91875毎の値を計算する。この時のオーバーサンプルの比率と直線補間のポイント数により、変換の精度が決まり、512fsと2048ポイントであれば振幅誤差は20ビット精度以下となることが知られている。   In the interpolation filter 402, the input data is first oversampled and passed through a low-pass filter that removes unnecessary band signals, and then the values between samples are linearly interpolated based on the ratio signal, for example, 8/8. Calculate the value every 70748 = 0.91875. It is known that the conversion accuracy is determined by the oversample ratio and the number of points of linear interpolation at this time, and the amplitude error is 20 bits or less if 512 fs and 2048 points.

このようにして求められた変換後の出力データはFIFOメモリ回路403に一旦保持され、一定の出力ワードクロックのタイミングにあわせて読み出されて、出力ビットクロックと共に出力されて、外部での処理に使用される。   The converted output data obtained in this way is temporarily held in the FIFO memory circuit 403, read out in accordance with the timing of a fixed output word clock, and output together with the output bit clock for external processing. used.

一般にFIFOの処理は、入力データの数と出力データの数が釣り合うように常時メモリ残量をチェックしながら制御が行われる。サンプルレート変換器のFIFOの場合には出力データのタイミングは変換後の周波数により決められているので、入力側を変化させて制御を行う。つまり、周波数検出時定数で常に中央方向になるように周波数検出結果を補正しながら動作する。
そして、非特許文献1には、再標本化時刻の補正という処理で周波数比の値を補正することでこのFIFOの制御を行う方法が提案されている。
In general, the FIFO processing is controlled while constantly checking the remaining memory so that the number of input data and the number of output data are balanced. In the case of the FIFO of the sample rate converter, since the timing of the output data is determined by the converted frequency, the control is performed by changing the input side. That is, the operation is performed while correcting the frequency detection result so that the frequency detection time constant is always in the center direction.
Non-Patent Document 1 proposes a method for controlling the FIFO by correcting the value of the frequency ratio by a process of correcting the re-sampling time.

補正回路404では上記のFIFOの制御を行うためにFIFOメモリ回路403の残量が多くなった時に、周波数検出回路401の出力を補正して、FIFOメモリ回路403へ送るデータの数を変化させることでFIFOメモリ回路403の残量が少なくなるように、例えばFIFOにデータが貯まり過ぎてきたような場合には、周波数比を上げるほうに補正することで入力データの数が減り、結果としてFIFOの残量が減るように動作する。
ラジオ技術1994年5月号p133−144
The correction circuit 404 corrects the output of the frequency detection circuit 401 and changes the number of data to be sent to the FIFO memory circuit 403 when the remaining amount of the FIFO memory circuit 403 increases in order to perform the above-described FIFO control. In order to reduce the remaining amount of the FIFO memory circuit 403, for example, when data is accumulated in the FIFO excessively, the number of input data is reduced by correcting the frequency ratio to be increased. It works to reduce the remaining amount.
Radio Technology May 1994 Issue p133-144

しかしながら、こうしたFIFOの制御を行うことは、サンプリング周波数の変換の比率を変えるということになるので、出力データに歪が生じるという課題がある。   However, performing such FIFO control changes the sampling frequency conversion ratio, which causes a problem that distortion occurs in output data.

元々が20ビット精度であったものが、再標本化時刻の補正を1LSB行った場合には直線補間の値が変わることにより1ビット分少ない精度しか得られなくなってしまう。また、周波数検出回路の出力は電源ノイズ等の影響で微小に変動している場合が多いので、この場合にも同様の精度劣化が発生してしまい、さらにこの変動が常時発生しているために結果として入力オーディオ信号とこの変動分が混変調歪を発生させるということになり、このためサンプルレート変換による音質の劣化が発生していた。   Although the original 20-bit precision is used, when the resampling time is corrected by 1 LSB, the linear interpolation value changes, so that only 1-bit less precision can be obtained. Also, since the output of the frequency detection circuit often fluctuates slightly due to the influence of power supply noise, etc., the same accuracy degradation occurs in this case as well, and this fluctuation occurs constantly. As a result, the input audio signal and the fluctuation amount cause cross modulation distortion, which causes deterioration in sound quality due to sample rate conversion.

本発明は、かかる課題を解決し、高精度の変換を簡単な回路で実現できるサンプルレート変換器を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a sample rate converter capable of solving such problems and realizing high-accuracy conversion with a simple circuit.

本発明は、入力信号のサンプルレートを変換して出力するサンプルレート変換器であって、入力信号からクロック信号を生成する受信手段と、前記受信回路で生成されたクロック信号の周波数を検出する周波数検出手段と、前記周波数検出器で検出された周波数情報に基づき出力信号を推定する補間フィルタと、前記補間フィルタで生成された出力信号を一時的に保持するとともに、所定の周波数で出力信号を出力するFIFOと、前記周波数検出器で検出された周波数情報を量子化して保持するとともに、当該周波数情報を前記補間フィルタに出力する保持手段とを備え、前記保持手段は、前記FIFOの残量情報に基づき前記補間フィルタへの出力頻度を決定する。 The present invention is a sample rate converter for converting a sample rate of an input signal and outputting the sample signal, receiving means for generating a clock signal from the input signal, and a frequency for detecting the frequency of the clock signal generated by the receiving circuit. A detection means, an interpolation filter for estimating an output signal based on frequency information detected by the frequency detector, and temporarily holding the output signal generated by the interpolation filter and outputting an output signal at a predetermined frequency And a holding means for quantizing and holding the frequency information detected by the frequency detector and outputting the frequency information to the interpolation filter. The holding means includes the FIFO remaining amount information. Based on this, the output frequency to the interpolation filter is determined.

このようにすれば、本発明のサンプルレート変換器は、従来のように周波数検出器の出力を常時そのまま用いるのではなく、一旦量子化した値を保持し、その保持した値で周波数変換を行い、FIFOの残量が少なくなった時にだけ新しい周波数情報を与えるように変更頻度を変えているので、通常は全く変化しない周波数検出出力を使用することが出来る。この固定した周波数情報でほとんどの時間にわたって理論どおりの高性能のサンプルレート変換処理が行われて、結果として従来に無い高音質でのサンプルレート変換が可能になるという効果がある。   In this way, the sample rate converter of the present invention does not always use the output of the frequency detector as it is as in the prior art, but retains the quantized value and performs frequency conversion with the retained value. Since the frequency of change is changed so as to give new frequency information only when the remaining amount of FIFO decreases, it is possible to use a frequency detection output that does not normally change at all. With this fixed frequency information, a theoretically high-performance sample rate conversion process is performed over most of the time, and as a result, there is an effect that sample rate conversion with high sound quality that has not been possible in the past becomes possible.

また好ましくは、前記前記FIFOの残量情報が予め設定した上限閾値あるいは下限閾値から外れたときに、前記周波数検出器で検出された周波数を前記補間フィルタに出力する。   Preferably, the frequency detected by the frequency detector is output to the interpolation filter when the FIFO remaining amount information deviates from a preset upper threshold or lower threshold.

このようにすれば、FIFOの容量の範囲内で一定の周波数検出結果を補間フィルタへ出力するようにして、補間フィルタの動作を極力を変化させないようにすることで、等価的に時定数の非常に長い周波数検出を行うことが出来、また入力信号に不要に重畳された変動成分に対してもその変動成分を無視することが出来るため、その結果、混変調ノイズの少ない高品質なサンプルレート変換を行うことが可能となる。   In this way, a constant frequency detection result is output to the interpolation filter within the FIFO capacity range, so that the operation of the interpolation filter is not changed as much as possible. Long frequency detection can be performed, and fluctuation components that are unnecessarily superimposed on the input signal can be ignored. As a result, high-quality sample rate conversion with little cross-modulation noise is possible. Can be performed.

また好ましくは、前記周波数検出手段で検出した周波数が所定の範囲にあるか否かを検出するロック検出手段をさらに備え、所定の範囲を外れたときには前記補間フィルタへの周波数検出出力を高速検出値に切換える。   Preferably, it further comprises lock detecting means for detecting whether or not the frequency detected by the frequency detecting means is within a predetermined range, and when the frequency is out of the predetermined range, the frequency detection output to the interpolation filter is a high-speed detection value. Switch to.

このようにすれば、入力信号周波数がDVDからCDに切換わった場合など、急激な周波数変動が発生した場合に、ロック検出が外れることで、その変動に急速に追従することが可能となり、変動が収束して所定の範囲内に入り、ロックが検出された場合に通常動作に復帰することで、高精度のサンプルレート変換が可能なる。   In this way, when a sudden frequency fluctuation occurs, such as when the input signal frequency is switched from DVD to CD, the lock detection is removed, so that the fluctuation can be followed quickly. Converges into a predetermined range and returns to normal operation when a lock is detected, thereby enabling highly accurate sample rate conversion.

すなわち、本発明によれば、混変調ノイズの少ない高品質なサンプルレート変換を行うことできる。   That is, according to the present invention, high-quality sample rate conversion with less cross modulation noise can be performed.

(実施の形態1)
<1.サンプルレート変換器の構成>
図1は、本発明の実施の形態1に係るサンプルレート変換器105のブロック図を示す。図1において、デジタルオーディオインターフェース受信回路(以降、DAI受信回路と呼ぶ)400、サンプルレート変換器105は、周波数検出回路101、補間フィルタ102、FIFO(先入れ先出し)メモリ回路103、保持回路104で構成される。
(Embodiment 1)
<1. Configuration of sample rate converter>
FIG. 1 shows a block diagram of a sample rate converter 105 according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a digital audio interface receiving circuit (hereinafter referred to as a DAI receiving circuit) 400 and a sample rate converter 105 are composed of a frequency detection circuit 101, an interpolation filter 102, a FIFO (first-in first-out) memory circuit 103, and a holding circuit 104. The

周波数検出回路101はDAI受信回路400で生成されたクロック信号の周波数を検出する。補間フィルタ102は保持回路104から出力された周波数情報を基にして出力クロック周波数での出力信号を推定する。FIFO(先入れ先出し)メモリ回路103は補間フィルタ102で生成された出力信号を一時的に保持して、正確な出力クロック周波数で順に出力する。保持回路104は、FIFOメモリ回路103の残量情報を基にして周波数検出回路101の出力を量子化して保持し、その出力を補間フィルタ102へ出力する。以下、各構成を具体的に説明する。   The frequency detection circuit 101 detects the frequency of the clock signal generated by the DAI reception circuit 400. The interpolation filter 102 estimates an output signal at the output clock frequency based on the frequency information output from the holding circuit 104. A FIFO (first-in first-out) memory circuit 103 temporarily holds the output signal generated by the interpolation filter 102 and sequentially outputs it at an accurate output clock frequency. The holding circuit 104 quantizes and holds the output of the frequency detection circuit 101 based on the remaining amount information of the FIFO memory circuit 103, and outputs the output to the interpolation filter 102. Each configuration will be specifically described below.

周波数検出回路101は、一定時間例えば0.1秒間に入力クロック信号の変化回数をカウントするカウンタで構成でき、2.8224MHzを数えると28224個(16進数で6E40h)となるので15ビットのカウンタがあればよいが、32kHz〜192kHzへと対応範囲を広げるために17ビットのカウンタを準備しておく。さらに精度を高めるためにこの計測結果を8回平均化した信号を生成しても20ビットのカウンタがあればよい。これを出力周波数例えば48kHzでのカウント数30720(16進数で7800h)と比較して周波数比を求める。   The frequency detection circuit 101 can be composed of a counter that counts the number of changes in the input clock signal for a fixed time, for example, 0.1 second. When counting 2.8224 MHz, it becomes 28224 (6E40h in hexadecimal), so the 15-bit counter A 17-bit counter is prepared in order to widen the corresponding range from 32 kHz to 192 kHz. In order to further improve the accuracy, a 20-bit counter is sufficient even if a signal obtained by averaging the measurement results eight times is generated. This is compared with an output frequency, for example, a count number 30720 at 48 kHz (hexadecimal number 7800h) to obtain a frequency ratio.

補間フィルタ102では、通常の帯域制限フィルタ処理およびオーバーサンプリング処理を行うとともに、上記周波数検出回路101で求めた周波数情報を基にして、出力サンプルレートとの比を計算して、出力サンプルのタイミングを計算する。このタイミング情報に基づいて、例えばその値が現在のタイミングから153/2048だけ後ということであれば、現在のサンプル値と次のサンプル値との直線補間値を計算して出力信号とする。   The interpolation filter 102 performs normal band limiting filter processing and oversampling processing, calculates the ratio with the output sample rate based on the frequency information obtained by the frequency detection circuit 101, and determines the timing of the output samples. calculate. Based on this timing information, for example, if the value is 153/2048 after the current timing, a linear interpolation value between the current sample value and the next sample value is calculated and used as an output signal.

FIFOメモリ回路103では、上記の計算結果が出たタイミングで補間フィルタ102の出力信号を一旦記憶して、その信号をある程度保持した後、変換後の一定の出力タイミングに合わせて出力する。   The FIFO memory circuit 103 temporarily stores the output signal of the interpolation filter 102 at the timing when the above calculation result is output, holds the signal to some extent, and then outputs it in accordance with the constant output timing after conversion.

保持回路104は、FIFOメモリ回路103の残量情報を監視して、所定の状態になったときに周波数検出回路101の出力の周波数情報を保持する。基本的には上記の残量情報が正側または負側に大きく振れて、残量を減らしたい場合に新しい周波数情報を保持して、これを望む方向に合わせて量子化して補間フィルタ102へ出力するので、その新しい周波数情報を基にして計算された補間フィルタ102出力信号のサンプル数が変化して、これによりFIFOメモリ回路103の残量情報が変化する形になる。
<2.実施の形態1と本発明の対応関係>
サンプルレート変換器105は、サンプルレート変換器の一例である。DAI受信回路400は、受信手段の一例である。周波数検出回路101は、周波数検出手段の一例である。補間フィルタ102は、補間フィルタの一例である。FIFOメモリ回路103は、FIFOの一例である。保持回路104は、保持手段の一例である。
<3.サンプルレート変換器の動作>
サンプルレート変換器105の動作には、通常時の動作と入力周波数が変化した時の動作があり、このそれぞれの動作を説明する。
<3.1 通常時の動作>
通常の動作状態では、周波数検出回路101の出力を保持回路104で量子化して、さらに切り捨て処理して保持した値でサンプルレート変換処理が行われている。実際の入力クロック周波数と保持した値との誤差分でFIFO103の残量が減っていく状態になっているものとすると、ある程度時間が経過するとFIFO103がアンダーフローを起こしそうになる。そうなる前のところにしきい値を設けておき、このしきい値に達したら保持回路104へ信号を出力する。保持回路14ではFIFO103からの信号を受けて周波数検出回路101の出力を再取り込みして、今度は量子化の方法を切捨てから切り上げに変えた状態で保持値を決めて、補間フィルタ102へ出力する。これにより実際の入力クロック周波数と保持した値の誤差分はそれまでとは逆側に設定され、それによりFIFO103の残量は増える方向に変化していくように設定される。
The holding circuit 104 monitors the remaining amount information of the FIFO memory circuit 103, and holds the frequency information of the output of the frequency detection circuit 101 when a predetermined state is reached. Basically, when the remaining amount information is greatly swung to the positive side or the negative side, and it is desired to reduce the remaining amount, new frequency information is held, and this is quantized according to the desired direction and output to the interpolation filter 102 Therefore, the number of samples of the output signal of the interpolation filter 102 calculated based on the new frequency information changes, and the remaining amount information of the FIFO memory circuit 103 changes accordingly.
<2. Correspondence between Embodiment 1 and the Present Invention>
The sample rate converter 105 is an example of a sample rate converter. The DAI receiving circuit 400 is an example of a receiving unit. The frequency detection circuit 101 is an example of a frequency detection unit. The interpolation filter 102 is an example of an interpolation filter. The FIFO memory circuit 103 is an example of a FIFO. The holding circuit 104 is an example of a holding unit.
<3. Operation of sample rate converter>
The operation of the sample rate converter 105 includes a normal operation and an operation when the input frequency changes. Each operation will be described.
<3.1 Normal operation>
In a normal operation state, the output of the frequency detection circuit 101 is quantized by the holding circuit 104, and further, the sample rate conversion process is performed with a value that is held after being rounded down. Assuming that the remaining amount of the FIFO 103 is reduced by the error between the actual input clock frequency and the held value, the FIFO 103 is likely to underflow after a certain period of time. A threshold value is provided before that occurs, and a signal is output to the holding circuit 104 when this threshold value is reached. The holding circuit 14 receives the signal from the FIFO 103 and re-fetches the output of the frequency detection circuit 101. This time, the holding value is determined in a state where the quantization method is changed from rounding down to rounding up and output to the interpolation filter 102. . As a result, the error between the actual input clock frequency and the held value is set on the opposite side, and the remaining amount of the FIFO 103 is set to increase.

このように周波数検出結果を量子化することは、微細な変動の影響を除去するためにも有効で、周波数検出精度が下がる代わりに安定度が高くなり、本発明のFIFO部と組み合わせることにより、安定性がより高いサンプルレート変換を実現することが出来る。   Quantizing the frequency detection result in this way is also effective for removing the influence of minute fluctuations, and the stability of the frequency detection becomes high instead of lowering the frequency detection accuracy, and by combining with the FIFO unit of the present invention, Sample rate conversion with higher stability can be realized.

この量子化方法の切換の代わりに通常の検出結果に1LSBを加算・減算する処理でも同様の機能を持たせることが出来るが、この変化量が大きいほどFIFO103の残量の変化率が大きくなるので、同じ時間だけ固定状態で動かしたい場合にはFIFO103の容量にもう少し大きいものが必要になる。   A process of adding / subtracting 1LSB to the normal detection result instead of switching the quantization method can provide the same function. However, the larger the change amount, the larger the change rate of the remaining amount of the FIFO 103. When it is desired to move in the fixed state for the same time, the capacity of the FIFO 103 needs to be a little larger.

図2は、FIFO103の残量の時間変化グラフを示す。図2において、16は従来の補正回路を用いた場合の残量変化、17は本発明の保持回路104を用いた場合の残量変化、18は残量検出の上側のしきい値、19は残量検出の下側のしきい値である。   FIG. 2 shows a time change graph of the remaining amount of the FIFO 103. In FIG. 2, 16 is a remaining amount change when the conventional correction circuit is used, 17 is a remaining amount change when the holding circuit 104 of the present invention is used, 18 is an upper threshold for remaining amount detection, and 19 is a threshold value. This is the lower threshold of the remaining amount detection.

従来の補正回路を用いた場合には、周波数検出回路101の出力を直接使用するので、検出出力の量子化誤差などにより16のように残量が比較的頻繁に変化しているのに対して、保持回路104を用いた場合には、固定した周波数情報を用いているので固定した誤差に基づいて17のように残量が一定の比率で変化していく。残量が上側のしきい値18に到達した所で、保持回路104で新しい周波数情報が設定されて、それにより今度は残量が減少するように変化するようになる。その後残量が下側のしきい値に達すると、また保持回路104で新しい周波数情報が設定されて、今度は残量が増える方向に変化していく。このような周波数誤差は通常非常に小さい値なのでFIFO103のしきい値に到達するまでにの時間が秒ではなく分オーダーとなる場合が多く、そうした場合には聴感上は固定の周波数で動作している場合と同等となり高音質の変換結果が得られる。このようにFIFO103の容量を有効に使うことにより周波数情報を変化させる間隔を非常に長くすることが出来、それにより上記したような高精度のサンプルレート変換が可能になる。
<3.2 入力周波数変更時の動作>
入力周波数が微小に変化するような時には、補間フィルタ102での変換比率が固定されているので、入力変化による周波数検出誤差が大きくなっていく分だけFIFOの残量の変化率が大きくなる。従ってFIFO103のしきい値に達する時間が短くなるだけで基本的な動作は通常時と変わらない。ただし変動が一定方向に長時間継続するような場合には、常にしきい値の近傍で周波数検出情報の更新が繰り返し行われることになり、本発明の目的とする固定の値で周波数変換するという状態とは異なった動作になるが、この時にも従来のサンプルレート変換器と同等の性能となってしまうだけで動作自体に問題はない。
When the conventional correction circuit is used, since the output of the frequency detection circuit 101 is directly used, the remaining amount changes relatively frequently as 16 due to the quantization error of the detection output, etc. When the holding circuit 104 is used, since the fixed frequency information is used, the remaining amount changes at a constant ratio as indicated by 17 based on the fixed error. When the remaining amount reaches the upper threshold value 18, new frequency information is set in the holding circuit 104, so that the remaining amount is changed so as to decrease this time. Thereafter, when the remaining amount reaches the lower threshold value, new frequency information is set in the holding circuit 104, and this time, the remaining amount changes in the direction of increasing. Since such a frequency error is usually a very small value, the time to reach the FIFO 103 threshold is often in the order of minutes instead of seconds. In such a case, it operates at a fixed frequency for hearing. Conversion results with high sound quality. Thus, by effectively using the capacity of the FIFO 103, the interval for changing the frequency information can be made very long, thereby enabling high-accuracy sample rate conversion as described above.
<3.2 Operation when changing input frequency>
When the input frequency changes slightly, since the conversion ratio in the interpolation filter 102 is fixed, the rate of change in the remaining amount of FIFO increases as the frequency detection error due to the input change increases. Accordingly, the basic operation is the same as in the normal operation, only the time for reaching the threshold value of the FIFO 103 is shortened. However, when the fluctuation continues for a long time in a certain direction, the frequency detection information is constantly updated in the vicinity of the threshold value, and the frequency conversion is performed with the fixed value that is the object of the present invention. Although the operation is different from the state, there is no problem in the operation itself even at this time, the performance is equivalent to that of the conventional sample rate converter.

(実施の形態2)
<1.サンプルレート変換器の構成>
ロック検出回路106は、周波数検出回路101の検出回路の一部を用いて、入力信号周波数が所定の範囲に入っているかどうかを検出する。
(Embodiment 2)
<1. Configuration of sample rate converter>
The lock detection circuit 106 uses a part of the detection circuit of the frequency detection circuit 101 to detect whether the input signal frequency is within a predetermined range.

図3は、本発明の実施の形態2に係るサンプルレート変換器305のブロック図を示す。図3において、本発明の実施の形態2に係るサンプルレート変換器305は、実施の形態1の構成に加え、ロック検出回路106で構成される。   FIG. 3 shows a block diagram of the sample rate converter 305 according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 3, the sample rate converter 305 according to the second embodiment of the present invention includes a lock detection circuit 106 in addition to the configuration of the first embodiment.

ロック検出回路106は、入力周波数が所定の範囲にあるかどうかを検出する。
<2.実施の形態2と本発明の対応関係>
ロック検出回路106は、ロック検出手段の一例である。
<3.サンプルレート変換器の動作>
入力のサンプリング周波数が切り換わった場合のように、さらに大きく入力信号周波数が変化するような場合でもサンプルレート変換器単独の動作は変わらないので、FIFO103の残量がしきい値に到達するまでは応答できない。従って入力が変化した途中から間違ったサンプリング周波数にあわせた変換出力になってしまうので、ピッチが変わったり異音が出たりする。この場合でも切り換え時間を待てば正常な出力に切り換わるが、効率が良くないので、応答を高速化する為に、ロック検出回路106が動作する。周波数検出回路101内部のカウンタの値を低い精度で確認していくことで、高速で概略の周波数情報を得ることが出来る。例えば高精度の20ビットのカウントに必要な時間が1秒だとすると、精度を1/64に落とせば時間も1/64で14ビットのカウントができるので、この途中のカウントデータを用いれば入力周波数が44.1kHzから48kHzに変化したようだという大まかな情報を得ることが可能で、この検出信号を保持回路104とFIFO103へ出力して、高速に検出した保持データの再取り込みとFIFOのクリアを実行させることで、高速での新しいサンプリング周波数への変換を開始させることが可能となる。
The lock detection circuit 106 detects whether or not the input frequency is within a predetermined range.
<2. Correspondence between Embodiment 2 and the Present Invention>
The lock detection circuit 106 is an example of lock detection means.
<3. Operation of sample rate converter>
Even when the input signal frequency changes more greatly, such as when the input sampling frequency is switched, the operation of the sample rate converter alone does not change, so until the remaining amount of the FIFO 103 reaches the threshold value. I cannot respond. Therefore, since the conversion output is adjusted to the wrong sampling frequency in the middle of the change of the input, the pitch is changed or abnormal noise is generated. Even in this case, if the switching time is waited, the output is switched to a normal output. However, since the efficiency is not good, the lock detection circuit 106 operates in order to speed up the response. By checking the value of the counter in the frequency detection circuit 101 with low accuracy, approximate frequency information can be obtained at high speed. For example, if the time required for high-precision 20-bit counting is 1 second, if the accuracy is reduced to 1/64, the time can also be 1/64 and 14-bit counting can be performed. It is possible to obtain rough information that it seems that the frequency has changed from 44.1 kHz to 48 kHz, and this detection signal is output to the holding circuit 104 and the FIFO 103 to re-fetch the detected data detected at high speed and clear the FIFO. By doing so, conversion to a new sampling frequency at high speed can be started.

この例では高速ロック検出を周波数検出回路の内部カウンタの値を流用しているが、これは何らかの外部からの切換信号があればそれを用いてもよい   In this example, the value of the internal counter of the frequency detection circuit is used for high-speed lock detection, but this may be used if there is any external switching signal.

本発明は、高品質のオーディオ出力が必要となるディジタルオーディオの記録再生システムに適用可能である。   The present invention is applicable to a digital audio recording / reproducing system that requires high-quality audio output.

本発明の実施の形態1に係るサンプルレート変換器のブロック図Block diagram of sample rate converter according to Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1に係るサンプルレート変換器におけるFIFO残量図FIFO remaining amount diagram in the sample rate converter according to the first embodiment of the present invention 本発明の実施の形態2に係るサンプルレート変換器のブロック図Block diagram of sample rate converter according to Embodiment 2 of the present invention 従来のサンプルレート変換器のブロック図Block diagram of a conventional sample rate converter

100 DAI受信回路
101 周波数検出回路
102 補間フィルタ
103 FIFO
104 保持回路
105 サンプルレート変換器
106 ロック検出回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 DAI receiving circuit 101 Frequency detection circuit 102 Interpolation filter 103 FIFO
104 holding circuit 105 sample rate converter 106 lock detection circuit

Claims (3)

入力信号のサンプルレートを変換して出力するサンプルレート変換器であって、
入力信号からクロック信号を生成する受信手段と、
前記受信回路で生成されたクロック信号の周波数を検出する周波数検出手段と、
前記周波数検出器で検出された周波数情報を量子化したものに基づき出力信号を推定する補間フィルタと、
前記補間フィルタで生成された出力信号を一時的に保持するとともに、所定の周波数で出力信号を出力するFIFOと、
前記周波数検出器で検出された周波数情報を量子化して保持するとともに、当該周波数情報を量子化したものを前記補間フィルタに出力する保持手段とを備え、
前記保持手段は、前記FIFOの残量情報に基づき前記補間フィルタへの出力頻度を決定することを特徴とするサンプルレート変換器。
A sample rate converter that converts a sample rate of an input signal and outputs the sample rate.
Receiving means for generating a clock signal from the input signal;
Frequency detecting means for detecting the frequency of the clock signal generated by the receiving circuit;
An interpolation filter that estimates an output signal based on the quantized frequency information detected by the frequency detector;
A FIFO that temporarily holds the output signal generated by the interpolation filter and outputs the output signal at a predetermined frequency;
The frequency information detected by the frequency detector is quantized and held, and holding means for outputting the quantized frequency information to the interpolation filter,
The sample rate converter characterized in that the holding means determines an output frequency to the interpolation filter based on the remaining amount information of the FIFO.
前記保持手段は、前記FIFOの残量情報が予め設定した上限閾値あるいは下限閾値から外れたときに、前記周波数検出器で検出された周波数情報を量子化したものを前記補間フィルタに出力することを特徴とする請求項1に記載のサンプルレート変換器。 The holding means outputs the quantized frequency information detected by the frequency detector to the interpolation filter when the FIFO remaining amount information deviates from a preset upper threshold or lower threshold. The sample rate converter according to claim 1, wherein: 前記周波数検出手段で検出した周波数が所定の範囲にあるか否かを検出するロック検出手段をさらに備え、
所定の範囲を外れたときには前記補間フィルタへの周波数検出出力を高速検出値に切換える請求項1または2に記載のサンプルレート変換器。
Lock detection means for detecting whether or not the frequency detected by the frequency detection means is within a predetermined range;
The sample rate converter according to claim 1 or 2, wherein when the frequency is out of a predetermined range, the frequency detection output to the interpolation filter is switched to a high-speed detection value.
JP2009004212A 2009-01-13 2009-01-13 Sample rate converter Active JP5035254B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009004212A JP5035254B2 (en) 2009-01-13 2009-01-13 Sample rate converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009004212A JP5035254B2 (en) 2009-01-13 2009-01-13 Sample rate converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010166106A JP2010166106A (en) 2010-07-29
JP5035254B2 true JP5035254B2 (en) 2012-09-26

Family

ID=42581966

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009004212A Active JP5035254B2 (en) 2009-01-13 2009-01-13 Sample rate converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5035254B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118555519B (en) * 2024-07-30 2024-10-01 爱科微半导体(上海)有限公司 Self-synchronizing calibration Bluetooth headset and self-synchronizing calibration method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010166106A (en) 2010-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9936304B2 (en) Digital silicon microphone with configurable sensitivity, frequency response and noise transfer function
CN107005247B (en) Improved analog-to-digital converter
KR100708070B1 (en) Data reproducing apparatus and method for improving detection performance by adjusting crystal level used in data detector
CN102007741B (en) Synchronizing timing mismatch by data insertion
KR20060125678A (en) Buffer management systems, digital audio receivers, headphones, loudspeakers, buffer management methods
EP0596662A2 (en) Noise shaping circuit and noise shaping method
JP5354293B2 (en) Phase synchronization apparatus and phase synchronization method
JP5035254B2 (en) Sample rate converter
CN101395669A (en) Maximum likelihood decoding device and information reproducing device
US7178093B2 (en) PRML system with a branch estimator
US8127170B2 (en) Method and apparatus for audio receiver clock synchronization
JPWO2008129708A1 (en) Reproduction signal processing device and video display device
US20070008198A1 (en) Method and system for adjustable sample rate conversion
MX2013006724A (en) Encoder and method for predictively encoding, decoder and method for decoding, system and method for predictively encoding and decoding and predictively encoded information signal.
JPWO2008146421A1 (en) Information reproducing apparatus and video display apparatus
US9473292B2 (en) Device and method for NRZ CDR calibration
JP5515718B2 (en) Wireless communication apparatus and wireless communication method
JP2009162918A (en) Decoding / reproducing apparatus and method, and receiving apparatus
JP5370125B2 (en) Audio signal processing apparatus and audio reproduction apparatus
JP5023434B2 (en) Sampling frequency converter
US8462026B2 (en) Pulse code modulation conversion circuit and method
JP2008022334A (en) Sampling frequency ratio calculation circuit
JP2000174627A (en) Sigma delta type A / D converter
JP5017514B2 (en) Normalize device
JP5540953B2 (en) Clock regeneration circuit and digital audio playback apparatus using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110706

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20110811

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120321

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120410

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120515

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120605

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120618

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150713

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5035254

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150713

Year of fee payment: 3