JPH0311566B2 - - Google Patents
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- JPH0311566B2 JPH0311566B2 JP57222241A JP22224182A JPH0311566B2 JP H0311566 B2 JPH0311566 B2 JP H0311566B2 JP 57222241 A JP57222241 A JP 57222241A JP 22224182 A JP22224182 A JP 22224182A JP H0311566 B2 JPH0311566 B2 JP H0311566B2
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- circuit
- digital filter
- adder
- auxiliary
- input terminal
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Links
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 26
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 18
- 230000006870 function Effects 0.000 description 14
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 11
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
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
- H03H17/04—Recursive filters
- H03H17/0461—Quantisation; Rounding; Truncation; Overflow oscillations or limit cycles eliminating measures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Filters And Equalizers (AREA)
- Liquid Crystal Substances (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の分野〕
本発明は、巡回型デジタルフイルタであつて、
その巡回部分が フイルタ入力端子と; 大きさ打切り回路の形態の量子化装置および加
算装置の縦続接続回路を有する第1回路であつ
て、該第1回路が、前記の加算装置に接続された
第1,第2および第3入力端子と、前記の加算装
置の1つに結合された出力端子とを有し、前記の
第1入力端子を前記のフイルタ入力端子に接続し
て成る第1回路と; 前記の第1回路の出力端子をこの第1回路の第
2および第3入力端子にそれぞれ接続する第2お
よび第3回路であつて、これら第2および第3回
路の各々が補助回路と乗算回路との縦続接続回路
より成るようにした第2および第3回路と を具える巡回型デジタルフイルタに関するもので
ある。
その巡回部分が フイルタ入力端子と; 大きさ打切り回路の形態の量子化装置および加
算装置の縦続接続回路を有する第1回路であつ
て、該第1回路が、前記の加算装置に接続された
第1,第2および第3入力端子と、前記の加算装
置の1つに結合された出力端子とを有し、前記の
第1入力端子を前記のフイルタ入力端子に接続し
て成る第1回路と; 前記の第1回路の出力端子をこの第1回路の第
2および第3入力端子にそれぞれ接続する第2お
よび第3回路であつて、これら第2および第3回
路の各々が補助回路と乗算回路との縦続接続回路
より成るようにした第2および第3回路と を具える巡回型デジタルフイルタに関するもので
ある。
このようなフイルタの出力信号はこの巡回部分
に存在する信号、例えば入力信号と、補助回路に
よつて生ぜしめられた2つの信号とを、或いは入
力信号と乗算回路によつて生ぜしめられた2つの
信号とを線形的に組合せることにより得られる。
に存在する信号、例えば入力信号と、補助回路に
よつて生ぜしめられた2つの信号とを、或いは入
力信号と乗算回路によつて生ぜしめられた2つの
信号とを線形的に組合せることにより得られる。
既知のように、デジタルフイルタは、デジタル
入力信号を濾波し、デジタル出力信号を生ぜしめ
る装置である。
入力信号を濾波し、デジタル出力信号を生ぜしめ
る装置である。
デジタル信号は数の列である。これらの数は固
定の等間隔瞬時に生じる。これらの数はデジタル
回路、すなわち例えばアナログ信号をサンプリン
グするアナログ−デジタル変換器によつて生ぜし
められる。数が生じる2つの順次の瞬時間の期間
はしばしばサンプリング周期と称されており、こ
の周期がTで表わされる。数の各々は複数個のビ
ツトを有する。通常1つのビツトが数の正負符号
を表わし、他のビツトがこの数の大きさを表わ
す。従つて上記の他のビツトはしばしば大きさビ
ツト(マグニチユードビツト)と称されている。
各大きさビツトには所定の値すなわち所定のの重
みが割当てられている。通常最上位の大きさビツ
トは値(1/2)1を有し、最下位の大きさビツトは
値(1/2)Nを有している。ここにNは数の大きさ
ビツトの総個数を示す。以後、通常のように大き
さビツトのこの個数をワード長(語長)と称す
る。
定の等間隔瞬時に生じる。これらの数はデジタル
回路、すなわち例えばアナログ信号をサンプリン
グするアナログ−デジタル変換器によつて生ぜし
められる。数が生じる2つの順次の瞬時間の期間
はしばしばサンプリング周期と称されており、こ
の周期がTで表わされる。数の各々は複数個のビ
ツトを有する。通常1つのビツトが数の正負符号
を表わし、他のビツトがこの数の大きさを表わ
す。従つて上記の他のビツトはしばしば大きさビ
ツト(マグニチユードビツト)と称されている。
各大きさビツトには所定の値すなわち所定のの重
みが割当てられている。通常最上位の大きさビツ
トは値(1/2)1を有し、最下位の大きさビツトは
値(1/2)Nを有している。ここにNは数の大きさ
ビツトの総個数を示す。以後、通常のように大き
さビツトのこの個数をワード長(語長)と称す
る。
大きさの打切りとは、m+rのワード長を有す
る数の大きさビツトに関して行なう演算であつ
て、この数の上位からm個の大きさビツトのうち
の最下位の大きさビツトよりも重みの小さなr個
の大きさビツトを捨て、ワード長がmの量子化数
をうる演算を意味するものとする。
る数の大きさビツトに関して行なう演算であつ
て、この数の上位からm個の大きさビツトのうち
の最下位の大きさビツトよりも重みの小さなr個
の大きさビツトを捨て、ワード長がmの量子化数
をうる演算を意味するものとする。
巡回部分に1個のみの量子化回路を用いた前述
した種類の巡回型デジタルフイルタは後述の参考
文献1〜5に記載されている。特に参考文献1お
よび2の各々には、量子化回路を大きさ打切り回
路の形態にした巡回型デジタルフイルタが記載さ
れている。
した種類の巡回型デジタルフイルタは後述の参考
文献1〜5に記載されている。特に参考文献1お
よび2の各々には、量子化回路を大きさ打切り回
路の形態にした巡回型デジタルフイルタが記載さ
れている。
これらの参考文献から明らかなように、これら
の従来の巡回型デジタルフイルタにおいては、第
1回路が縦続接続された第1および第2の加算器
を以つて構成されており、第1加算器がフイルタ
入力端子に接続された入力端子と第1回路の出力
端子に接続された出力端子とを有している。大き
さ打切り回路は2つの加算器間に、或いは第1加
算器の出力端子と第1回路の出力端子との間に配
置されている。
の従来の巡回型デジタルフイルタにおいては、第
1回路が縦続接続された第1および第2の加算器
を以つて構成されており、第1加算器がフイルタ
入力端子に接続された入力端子と第1回路の出力
端子に接続された出力端子とを有している。大き
さ打切り回路は2つの加算器間に、或いは第1加
算器の出力端子と第1回路の出力端子との間に配
置されている。
第2回路はメモリ素子の形態の補助回路を以つ
て構成され、この補助回路の出力端子は一定乗数
の第1乗算器の入力端子に接続されている。この
メモリ素子の記憶時間は固定であり、その入力端
子は第1回路の出力端子に接続されている。一定
乗数の第1乗算器はこれに供給される信号に一定
の乗数a1を乗じ、その出力端子は第2加算器の一
方の入力端子に接続されている。
て構成され、この補助回路の出力端子は一定乗数
の第1乗算器の入力端子に接続されている。この
メモリ素子の記憶時間は固定であり、その入力端
子は第1回路の出力端子に接続されている。一定
乗数の第1乗算器はこれに供給される信号に一定
の乗数a1を乗じ、その出力端子は第2加算器の一
方の入力端子に接続されている。
第3回路もまたメモリ素子の形態の補助回路を
以つて構成され、この補助回路の出力端子は一定
乗数の第2乗算器の入力端子に接続されている。
このメモリ素子の記憶時間は第2回路におけるメ
モリ素子の記憶時間の2倍であり、その入力端子
も第1回路の出力端子に接続されている。一定乗
数のこの第2乗算器はこれに供給される信号に一
定乗数a2を乗じ、その出力端子は第2加算器の他
方の入力端子に接続されている。
以つて構成され、この補助回路の出力端子は一定
乗数の第2乗算器の入力端子に接続されている。
このメモリ素子の記憶時間は第2回路におけるメ
モリ素子の記憶時間の2倍であり、その入力端子
も第1回路の出力端子に接続されている。一定乗
数のこの第2乗算器はこれに供給される信号に一
定乗数a2を乗じ、その出力端子は第2加算器の他
方の入力端子に接続されている。
第2および第3回路においては、これらの関連
するメモリ素子に記憶された数にそれぞれ一定乗
数a1およびa2が乗じられる。従つて、積の数が生
じ、これらの数の各々は、互いに乗じられている
数のワード長の和に等しいワード長を有してい
る。これらの積の数の2つは第2加算器で互いに
加算され、和の数が形成される。この和の数が2
つのメモリ素子に供給され、これらメモリ素子に
記憶される。これらのメモリ素子の記憶容量はこ
れらの和の数のワード長に合つたものとする必要
がある。量子化回路は、メモリ素子の記憶容量を
所定のビツト数に制限しうるようにする。この目
的の為に、前述したように、この量子化回路を、
和の数のワード長を大きさ打切り処理により制限
する大きさ打切り回路の形態にすることができ
る。或いはまた、この量子化回路を、和が丸めら
れるような構成とすることができる。
するメモリ素子に記憶された数にそれぞれ一定乗
数a1およびa2が乗じられる。従つて、積の数が生
じ、これらの数の各々は、互いに乗じられている
数のワード長の和に等しいワード長を有してい
る。これらの積の数の2つは第2加算器で互いに
加算され、和の数が形成される。この和の数が2
つのメモリ素子に供給され、これらメモリ素子に
記憶される。これらのメモリ素子の記憶容量はこ
れらの和の数のワード長に合つたものとする必要
がある。量子化回路は、メモリ素子の記憶容量を
所定のビツト数に制限しうるようにする。この目
的の為に、前述したように、この量子化回路を、
和の数のワード長を大きさ打切り処理により制限
する大きさ打切り回路の形態にすることができ
る。或いはまた、この量子化回路を、和が丸めら
れるような構成とすることができる。
量子化回路はいかなる場合でも和の数に対して
非線形の演算を行なう。従つて、デジタルフイル
タの巡回部分においてあらゆる種類の不所望な発
振現象が生じるおそれがあり、この現象によりフ
イルタの出力信号に悪影響を及ぼす。その理由
は、この出力信号はこの巡回部分に存在する信号
を線形的に合成することにより形成される為であ
る。
非線形の演算を行なう。従つて、デジタルフイル
タの巡回部分においてあらゆる種類の不所望な発
振現象が生じるおそれがあり、この現象によりフ
イルタの出力信号に悪影響を及ぼす。その理由
は、この出力信号はこの巡回部分に存在する信号
を線形的に合成することにより形成される為であ
る。
この種類の不所望な発振現象がリミツトサイク
ルとして知られている。振幅および周期に関する
このようなリミツトサイクルの特定の形態は量子
化回路において行なわれる演算や、入力信号の性
質に依存する。リミツトサイクルに対して必要な
条件は、入力信号が一定であるか或いは周期的で
あるということである。
ルとして知られている。振幅および周期に関する
このようなリミツトサイクルの特定の形態は量子
化回路において行なわれる演算や、入力信号の性
質に依存する。リミツトサイクルに対して必要な
条件は、入力信号が一定であるか或いは周期的で
あるということである。
量子化回路において、大きさ打切りが後述の参
考文献1に記載されているようにして行なわれる
場合には、以下のa)〜c)に記載したような状
態となる。
考文献1に記載されているようにして行なわれる
場合には、以下のa)〜c)に記載したような状
態となる。
a) 入力信号が一定でしかも零に等しい場合に
は、サンプリング周期Tの1倍或いは2倍或い
は4倍に等しい周期を有するリミツトサイクル
が確実に生ぜず、他の周期を有するリミツトサ
イクルが生じる可能性も極めて少ない。
は、サンプリング周期Tの1倍或いは2倍或い
は4倍に等しい周期を有するリミツトサイクル
が確実に生ぜず、他の周期を有するリミツトサ
イクルが生じる可能性も極めて少ない。
b) 入力信号が一定でしかも零に等しくない場
合には、多くのリミツトサイクルが生じるおそ
れがある。
合には、多くのリミツトサイクルが生じるおそ
れがある。
c) 入力信号が周期的である場合にも多くのリ
ミツトサイクルが生じるおそれがある。
ミツトサイクルが生じるおそれがある。
量子化回路において、制御丸めを後述の参考文
献3に記載された方法で行なう場合には、以下の
a)〜c)に記載した状態となる。
献3に記載された方法で行なう場合には、以下の
a)〜c)に記載した状態となる。
a) 入力信号が一定でしかも零に等しい場合に
は、リミツトサイクルが生じるおそれがない。
は、リミツトサイクルが生じるおそれがない。
b) 入力信号が一定でしかも零に等しくない場
合には、サンプリング周期Tの1倍或いは2倍
のいずれかに等しい周期を有するリミツトサイ
クルまたはこれら双方のリミツトサイクルのみ
をが生じるおそれがある。
合には、サンプリング周期Tの1倍或いは2倍
のいずれかに等しい周期を有するリミツトサイ
クルまたはこれら双方のリミツトサイクルのみ
をが生じるおそれがある。
c) 入力信号が周期的でありサンプリング周期
Tの2倍に等しい周期を有する場合にも、サン
プリング周期Tの1倍或いは2倍のいずれかに
等しい周期を有するリミツトサイクルまたはこ
れら双方のリミツトサイクルのみが生じるおそ
れがある。
Tの2倍に等しい周期を有する場合にも、サン
プリング周期Tの1倍或いは2倍のいずれかに
等しい周期を有するリミツトサイクルまたはこ
れら双方のリミツトサイクルのみが生じるおそ
れがある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、入力信号が一定であるか、零
に等しいか否か、周期的で入力信号のサンプリン
グ周期Tの1倍或いは2倍に等しい周期を有する
かにかかわらず、リミツトサイクルが完全に生じ
ない前述した種類の巡回型デジタルフイルタを提
供せんとするにある。
に等しいか否か、周期的で入力信号のサンプリン
グ周期Tの1倍或いは2倍に等しい周期を有する
かにかかわらず、リミツトサイクルが完全に生じ
ない前述した種類の巡回型デジタルフイルタを提
供せんとするにある。
本発明は、巡回型デジタルフイルタであつて、
その巡回部分が フイルタ入力端子と; 大きさ打切り量子化装置および加算装置の縦続
接続回路を有する第1回路であつて、該第1回路
が、前記の加算装置に接続された第1,第2およ
び第3入力端子と、前記の加算装置に結合された
出力端子とを有し、前記の第1入力端子を前記の
フイルタ入力端子に接続して成る第1回路と; 前記の第1回路の出力端子をこの第1回路の第
2および第3入力端子にそれぞれ接続する第2お
よび第3回路であつて、これら第2および第3回
路の各々が補助回路と乗算回路との縦続接続回路
を有するようにした第2および第3回路と を具える巡回型デジタルフイルタにおいて、Pが
定数を表わすものとして前記の第2回路における
補助回路が式 H1(Z)=p/(Z−1) によつて表わされる伝達関数H1(Z)を有し、q
が定数を表わすものとして前記の第3回路におけ
る補助回路が式 H2(Z)=q/(Z+1) によつて表わされる伝達関数を有するようにした
ことを特徴とする。
その巡回部分が フイルタ入力端子と; 大きさ打切り量子化装置および加算装置の縦続
接続回路を有する第1回路であつて、該第1回路
が、前記の加算装置に接続された第1,第2およ
び第3入力端子と、前記の加算装置に結合された
出力端子とを有し、前記の第1入力端子を前記の
フイルタ入力端子に接続して成る第1回路と; 前記の第1回路の出力端子をこの第1回路の第
2および第3入力端子にそれぞれ接続する第2お
よび第3回路であつて、これら第2および第3回
路の各々が補助回路と乗算回路との縦続接続回路
を有するようにした第2および第3回路と を具える巡回型デジタルフイルタにおいて、Pが
定数を表わすものとして前記の第2回路における
補助回路が式 H1(Z)=p/(Z−1) によつて表わされる伝達関数H1(Z)を有し、q
が定数を表わすものとして前記の第3回路におけ
る補助回路が式 H2(Z)=q/(Z+1) によつて表わされる伝達関数を有するようにした
ことを特徴とする。
以下に図面につき説明する。
第1図は最も一般的に用いられている構造の二
次の巡回型デジタルフイルタを示す。この既知の
フイルタの巡回部分は、第1入力端子2、第2入
力端子3、第3入力端子4および出力端子5を有
する第1回路1を具えている。より詳細に言えば
この第1回路1は加算器6を以つて構成され、こ
の加算器の入力端子は第2入力端子3および第3
入力端子4にそれぞれ接続されている。この加算
器の出力端子には信号V(n)が生ぜしめられ、
この信号が加算器8の入力端子に供給される。こ
の加算器8の他の入力端子は第1回路の入力端子
2に接続されており、この加算器8の出力端子は
大きさ打切り回路7の形態の量子化回路を経て第
1回路の出力端子5に接続されている。この出力
端子5にはy(n)で示す信号が生じる。この第
1回路1の入力端子2はフイルタの入力端子9に
接続されており、従つて濾波すべきデジタル情報
信号x(n)を受ける。
次の巡回型デジタルフイルタを示す。この既知の
フイルタの巡回部分は、第1入力端子2、第2入
力端子3、第3入力端子4および出力端子5を有
する第1回路1を具えている。より詳細に言えば
この第1回路1は加算器6を以つて構成され、こ
の加算器の入力端子は第2入力端子3および第3
入力端子4にそれぞれ接続されている。この加算
器の出力端子には信号V(n)が生ぜしめられ、
この信号が加算器8の入力端子に供給される。こ
の加算器8の他の入力端子は第1回路の入力端子
2に接続されており、この加算器8の出力端子は
大きさ打切り回路7の形態の量子化回路を経て第
1回路の出力端子5に接続されている。この出力
端子5にはy(n)で示す信号が生じる。この第
1回路1の入力端子2はフイルタの入力端子9に
接続されており、従つて濾波すべきデジタル情報
信号x(n)を受ける。
この第1回路の出力端子5は第2回路10を経
て入力端子3に接続されているとともに第3回路
11を経て入力端子4に接続されている。この第
1図の例では、この第2回路10は第1補助回路
12およびこれに続く一定乗数の乗算器13を以
つて構成されている。この第1補助回路12は伝
達関数H1(Z)を有し、信号y1(n)を生じ、乗
算器13は一定の乗数a1を有しているものとす
る。第3回路11は第2補助回路14およびこれ
に続く一定乗数の乗算器15を以つて構成されて
いる。この第2補助回路14は伝達関数H2(Z)
を有し、信号y2(n)を生じ、乗算器15の乗数
はa2に等しいものとする。
て入力端子3に接続されているとともに第3回路
11を経て入力端子4に接続されている。この第
1図の例では、この第2回路10は第1補助回路
12およびこれに続く一定乗数の乗算器13を以
つて構成されている。この第1補助回路12は伝
達関数H1(Z)を有し、信号y1(n)を生じ、乗
算器13は一定の乗数a1を有しているものとす
る。第3回路11は第2補助回路14およびこれ
に続く一定乗数の乗算器15を以つて構成されて
いる。この第2補助回路14は伝達関数H2(Z)
を有し、信号y2(n)を生じ、乗算器15の乗数
はa2に等しいものとする。
前述したように、巡回型デジタルフイルタの出
力信号は巡回部分に存在する信号を線形的に合成
することにより得ることができる。この目的の為
に第1図の例では、第1回路1の出力端子5が一
定乗数の乗算器16を経て加算器19の入力端子
に接続され、この加算器19の出力端子20がフ
イルタの出力端子を構成し、この出力端子にフイ
ルタ出力信号u(n)が生じるようにしている。
この加算器19の他の入力端子には一定乗数の乗
算器13および15の出力端子が特に量子化回路
21および22と一定乗数の乗算器17および1
8とをそれぞれ経て接続されている。一定乗数の
乗算器16,17および18は一定乗数b1,b2お
よびb3をそれぞれ有する。量子化回路21および
22は乗算器13および15によつて生ぜしめら
れた積の形態のワード(語)のワード長(語長)
を制限する為のものである。
力信号は巡回部分に存在する信号を線形的に合成
することにより得ることができる。この目的の為
に第1図の例では、第1回路1の出力端子5が一
定乗数の乗算器16を経て加算器19の入力端子
に接続され、この加算器19の出力端子20がフ
イルタの出力端子を構成し、この出力端子にフイ
ルタ出力信号u(n)が生じるようにしている。
この加算器19の他の入力端子には一定乗数の乗
算器13および15の出力端子が特に量子化回路
21および22と一定乗数の乗算器17および1
8とをそれぞれ経て接続されている。一定乗数の
乗算器16,17および18は一定乗数b1,b2お
よびb3をそれぞれ有する。量子化回路21および
22は乗算器13および15によつて生ぜしめら
れた積の形態のワード(語)のワード長(語長)
を制限する為のものである。
後述の参考文献に記載されているように、この
既知の二次の巡回型デジタルフイルタにおける補
助回路12は1サンプリング周期の遅延時間Tを
有する遅延素子の形態となつており、従つてH1
(Z)=Z-1となる。また補助回路14は遅延時間
2Tを有する遅延素子より成つており、従つてH2
(Z)=Z-2となる。nN1であるあらゆるnの値
に対しx(n)=0であれば、この既知の回路はリ
ミツトサイクルを殆んど生じないということを以
下のようにして証明することができる。大きさ打
切り回路7は和x(n)+v(n)の絶対値よりも
小さな絶対値を有する数y(n)を生じる。換言
すれば、この大きさ打切り回路7は信号y(n)
を零にしようとする傾向にあり、このことは、n
N1に対しx(n)=0であれば多くの場合いく
つかのサンプリング期間が経過した後に達成され
る。nの所定の値、例えばn=N2/N1からy
(N2)=0が満足される場合には、2つの回路1
0および11にはもはや入力信号が供給されず、
従つて2サンプリング期間後には回路10および
11の双方はもはや零以外の信号を生じない。n
の所定値からフイルタの入力信号x(n)が零に
等しくならない場合には、y(n)は零に等しく
ならず、リミツトサイクルの発生に関してはもは
や何も決定することができない。この場合には、
y(n)はx(n)の振幅に依存する。
既知の二次の巡回型デジタルフイルタにおける補
助回路12は1サンプリング周期の遅延時間Tを
有する遅延素子の形態となつており、従つてH1
(Z)=Z-1となる。また補助回路14は遅延時間
2Tを有する遅延素子より成つており、従つてH2
(Z)=Z-2となる。nN1であるあらゆるnの値
に対しx(n)=0であれば、この既知の回路はリ
ミツトサイクルを殆んど生じないということを以
下のようにして証明することができる。大きさ打
切り回路7は和x(n)+v(n)の絶対値よりも
小さな絶対値を有する数y(n)を生じる。換言
すれば、この大きさ打切り回路7は信号y(n)
を零にしようとする傾向にあり、このことは、n
N1に対しx(n)=0であれば多くの場合いく
つかのサンプリング期間が経過した後に達成され
る。nの所定の値、例えばn=N2/N1からy
(N2)=0が満足される場合には、2つの回路1
0および11にはもはや入力信号が供給されず、
従つて2サンプリング期間後には回路10および
11の双方はもはや零以外の信号を生じない。n
の所定値からフイルタの入力信号x(n)が零に
等しくならない場合には、y(n)は零に等しく
ならず、リミツトサイクルの発生に関してはもは
や何も決定することができない。この場合には、
y(n)はx(n)の振幅に依存する。
巡回型デジタルフイルタに関する他の実験か
ら、x(n)が一定であり零に等しくなく或いは
周期2Tで周期的である場合には、伝達関数F
(z)=Y(z)/X(z)がz=−1に対する零点
とz=+1に対する零点とを有するものとする
と、信号y(n)、従つてフイルタ出力信号u(n)
におけるリミツトサイクルの発生を防止しうると
いうことを確かめた。ここにY(z)はy(n)の
z変換を示し、X(z)はx(n)のz変換を示
す。x(n)が一定(零に等しいかまたは零に等
しくない)であるか或いは周期2Tで周期的であ
り、F(z)がこの条件を満足する場合には、い
くつかのサンプリング期間後信号y(n)が値零
となり、補助回路12および14にはもはや零以
外の信号が供給されず、従つてこれら補助回路は
零以外の信号を生じない。他の値にすると、y
(n)には制限サイクルが生じない。
ら、x(n)が一定であり零に等しくなく或いは
周期2Tで周期的である場合には、伝達関数F
(z)=Y(z)/X(z)がz=−1に対する零点
とz=+1に対する零点とを有するものとする
と、信号y(n)、従つてフイルタ出力信号u(n)
におけるリミツトサイクルの発生を防止しうると
いうことを確かめた。ここにY(z)はy(n)の
z変換を示し、X(z)はx(n)のz変換を示
す。x(n)が一定(零に等しいかまたは零に等
しくない)であるか或いは周期2Tで周期的であ
り、F(z)がこの条件を満足する場合には、い
くつかのサンプリング期間後信号y(n)が値零
となり、補助回路12および14にはもはや零以
外の信号が供給されず、従つてこれら補助回路は
零以外の信号を生じない。他の値にすると、y
(n)には制限サイクルが生じない。
上述した伝達関数F(z)は特に簡単に、すな
わち補助回路の伝達関数を H1(z)=p/z−1 H2(z)=q/z+1 に選択することにより得ることができるというこ
とを確かめた。ここにpおよびqは定数を示す。
特にp=+1およびq=−1とするのが好まし
い。伝達関数F(z)に対して以下の式が満足さ
れる。
わち補助回路の伝達関数を H1(z)=p/z−1 H2(z)=q/z+1 に選択することにより得ることができるというこ
とを確かめた。ここにpおよびqは定数を示す。
特にp=+1およびq=−1とするのが好まし
い。伝達関数F(z)に対して以下の式が満足さ
れる。
F(z)=Y(z)/X(z)
=(z−1)(z+1)/z2+(−a1p−a2q)z−
a1p+a2q−1 第2図は、p=+1とした場合の第1補助回路
12の一例を示す。この補助回路12は加算器1
201とこれに続く遅延素子1202とを有する
アキユムレータを構成する。加算器1201に
は、信号y(n)と、遅延素子1202によつて
生ぜしめられこの第1補助回路12の出力信号を
表わす信号y(n)とが供給される。従つてこの
加算器は信号y1(n+1)=y(n)+y1(n)を生
じる。遅延素子1202の遅延時間Tは1サンプ
リング期間(周期)に等しく、従つてこの補助回
路の伝達関数は Y1(z)/Y(z)=1/(z−1) となる。
a1p+a2q−1 第2図は、p=+1とした場合の第1補助回路
12の一例を示す。この補助回路12は加算器1
201とこれに続く遅延素子1202とを有する
アキユムレータを構成する。加算器1201に
は、信号y(n)と、遅延素子1202によつて
生ぜしめられこの第1補助回路12の出力信号を
表わす信号y(n)とが供給される。従つてこの
加算器は信号y1(n+1)=y(n)+y1(n)を生
じる。遅延素子1202の遅延時間Tは1サンプ
リング期間(周期)に等しく、従つてこの補助回
路の伝達関数は Y1(z)/Y(z)=1/(z−1) となる。
第3図はq=−1とした場合の第2補助回路1
4の一例を示す。この第2補助回路14は、加算
器1401とこれに続く遅延素子1402(信号
y2′(n)を生じる)とより成るオルタネータ14
1を有する。加算器1401には信号y(n)と、
一定乗数の乗算器1403において信号y2′(n)
に乗数−1を乗じたものとが供給され、従つてこ
の加算器1401は信号y2′(n+1)を生じる。
この場合も遅延素子1402の遅延時間はTに等
しくする為、このオルタネータ141の伝達関数
は1/(z+1)になる。所望の伝達関数−1/
(z+1)を得る為には一定乗数の乗算器140
4において信号y2′(n)に乗数−1を乗じ、信号
y2(n)を得る。
4の一例を示す。この第2補助回路14は、加算
器1401とこれに続く遅延素子1402(信号
y2′(n)を生じる)とより成るオルタネータ14
1を有する。加算器1401には信号y(n)と、
一定乗数の乗算器1403において信号y2′(n)
に乗数−1を乗じたものとが供給され、従つてこ
の加算器1401は信号y2′(n+1)を生じる。
この場合も遅延素子1402の遅延時間はTに等
しくする為、このオルタネータ141の伝達関数
は1/(z+1)になる。所望の伝達関数−1/
(z+1)を得る為には一定乗数の乗算器140
4において信号y2′(n)に乗数−1を乗じ、信号
y2(n)を得る。
第4図は第2補助回路14の他の例を示す。第
2および3図と第4図とを比較することから明ら
かなように、第1図に示すこの第2補助回路はア
キユムレータ121とオルタネータ141との縦
続接続回路を有し、アキユムレータ121はあら
ゆる点で第2図のアキユムレータ12と同じであ
り、オルタネータ141はあらゆる点で第3図の
オルタネータ141と同じである。しかし本例で
は、オルタネータ141は入力信号y1(n)に応
答して信号y3(n)を生じる。所望の出力信号y2
(n)を得る為には、信号y3(n)と信号y3(n+
1)とを減算回路1405において互いに減算
し、 y2(n)=y3(n)−y3(n+1) を得る。簡単に証明しうるように、第4図に示す
この第2補助回路14の伝達関数は Y2(z)/Y(z)=−1/(z+1) となる。
2および3図と第4図とを比較することから明ら
かなように、第1図に示すこの第2補助回路はア
キユムレータ121とオルタネータ141との縦
続接続回路を有し、アキユムレータ121はあら
ゆる点で第2図のアキユムレータ12と同じであ
り、オルタネータ141はあらゆる点で第3図の
オルタネータ141と同じである。しかし本例で
は、オルタネータ141は入力信号y1(n)に応
答して信号y3(n)を生じる。所望の出力信号y2
(n)を得る為には、信号y3(n)と信号y3(n+
1)とを減算回路1405において互いに減算
し、 y2(n)=y3(n)−y3(n+1) を得る。簡単に証明しうるように、第4図に示す
この第2補助回路14の伝達関数は Y2(z)/Y(z)=−1/(z+1) となる。
アキユムレータ121は伝達関数H1(z)=
1/(z−1)を有し、信号y1(n)を生じる為、
この信号y1(n)を乗算器13に供給するように
することもできる。このことから明らかなよう
に、補助回路12および14は必ずしも物理的に
独立のユニツトとして存在させる必要はない。例
えばこれらの補助回路はある共通の素子を有する
ように構成することができる。この考えに基づく
多機能補助回路を第5図に示す。この回路は信号
y1(n)および信号y2(n)を生じる。特にこの多
機能補助回路は加算器23とこれに続く2つの遅
延素子24および25の縦続接続回路とを以つて
構成し、各遅延素子の遅延時間をTとする。遅延
素子25は信号y4(n)を生じ、遅延素子24は
信号y4(n+1)を生ずる。信号y2(n)およびy
(n)は加算器23において互いに加算され、y
(n)+y4(n)に等しい信号y4(n+2)が得られ
る。信号y1(n)は減算回路26において信号y4
(n)およびy4(n+1)間の差をとることにより
得られ、y1(n)=y4(n)−y4(n+1)となる。
信号y2(n)は加算器27において信号y4(n)お
よびy4(n+1)を加算することにより得られ、
y2(n)=y4(n)+y4(n+1)となる。
1/(z−1)を有し、信号y1(n)を生じる為、
この信号y1(n)を乗算器13に供給するように
することもできる。このことから明らかなよう
に、補助回路12および14は必ずしも物理的に
独立のユニツトとして存在させる必要はない。例
えばこれらの補助回路はある共通の素子を有する
ように構成することができる。この考えに基づく
多機能補助回路を第5図に示す。この回路は信号
y1(n)および信号y2(n)を生じる。特にこの多
機能補助回路は加算器23とこれに続く2つの遅
延素子24および25の縦続接続回路とを以つて
構成し、各遅延素子の遅延時間をTとする。遅延
素子25は信号y4(n)を生じ、遅延素子24は
信号y4(n+1)を生ずる。信号y2(n)およびy
(n)は加算器23において互いに加算され、y
(n)+y4(n)に等しい信号y4(n+2)が得られ
る。信号y1(n)は減算回路26において信号y4
(n)およびy4(n+1)間の差をとることにより
得られ、y1(n)=y4(n)−y4(n+1)となる。
信号y2(n)は加算器27において信号y4(n)お
よびy4(n+1)を加算することにより得られ、
y2(n)=y4(n)+y4(n+1)となる。
本発明は上述した例のみに限定されず、幾多の
変更を加えうること勿論である。
変更を加えうること勿論である。
第1図の例では加算器8の出力端子と第1回路
1の出力端子5との間に配置した大きさ打切り回
路を2つの加算器6および8間に配置するように
することもできる。
1の出力端子5との間に配置した大きさ打切り回
路を2つの加算器6および8間に配置するように
することもできる。
また第1図に示す例では、回路10および11
における乗算器13および15をこれらに関連す
る補助回路12および14の出力端子にそれぞれ
接続したが、この順序を変えることもできる。
における乗算器13および15をこれらに関連す
る補助回路12および14の出力端子にそれぞれ
接続したが、この順序を変えることもできる。
第2,3,4および5図に示す補助回路12お
よび14の例の各々は、特にアキユムレータ或い
はオルタネータの形態にした巡回型デジタルフイ
ルタを各別に有している。しかしこれらの巡回型
デジタルフイルタの各々においては、y(n)=0
である場合にリミツトサイクルが生じうる。一般
に“インターナルリミツトサイクル”と称される
このサイクルにかかわらず、y(n)=0が維持さ
れている場合には、このことはその振幅が量子化
回路7を通過しえない程度に小さいということを
意味する。量子化回路21および22が量子化回
路7と同様に構成されている場合には、このよう
なインターナルリミツトサイクルは2つの量子化
回路21および22をも通過しえず、従つて出力
信号u(n)にはリミツトサイクルが生じないよ
うになる。
よび14の例の各々は、特にアキユムレータ或い
はオルタネータの形態にした巡回型デジタルフイ
ルタを各別に有している。しかしこれらの巡回型
デジタルフイルタの各々においては、y(n)=0
である場合にリミツトサイクルが生じうる。一般
に“インターナルリミツトサイクル”と称される
このサイクルにかかわらず、y(n)=0が維持さ
れている場合には、このことはその振幅が量子化
回路7を通過しえない程度に小さいということを
意味する。量子化回路21および22が量子化回
路7と同様に構成されている場合には、このよう
なインターナルリミツトサイクルは2つの量子化
回路21および22をも通過しえず、従つて出力
信号u(n)にはリミツトサイクルが生じないよ
うになる。
前記の“インターナルリミツトサイクル”を抑
圧したい場合には、このデジタルフイルタに、2
つの入力端子と1つの出力端子とを有するレベル
検出器である第1および第2のリミツトサイクル
検出器を設ける必要がある。第1リミツトサイク
ル検出器は量子化回路7の出力信号y(n)と量
子化回路21の出力信号との双方が零である場合
に出力信号を生じる。この第1リミツトサイクル
検出器の出力信号を用いて第1補助回路12に設
けられている遅延素子をリセツトする。第2リミ
ツトサイクル検出器は量子化回路7の出力信号と
量子化回路22の出力信号との双方が零である場
合に出力信号を生じる。この第2リミツトサイク
ル検出器の出力信号を用いて第2補助回路14に
設けられている遅延素子をリセツトする。
圧したい場合には、このデジタルフイルタに、2
つの入力端子と1つの出力端子とを有するレベル
検出器である第1および第2のリミツトサイクル
検出器を設ける必要がある。第1リミツトサイク
ル検出器は量子化回路7の出力信号y(n)と量
子化回路21の出力信号との双方が零である場合
に出力信号を生じる。この第1リミツトサイクル
検出器の出力信号を用いて第1補助回路12に設
けられている遅延素子をリセツトする。第2リミ
ツトサイクル検出器は量子化回路7の出力信号と
量子化回路22の出力信号との双方が零である場
合に出力信号を生じる。この第2リミツトサイク
ル検出器の出力信号を用いて第2補助回路14に
設けられている遅延素子をリセツトする。
1 1976年12月14日に発行された米国特許第
3997770号明細書(発明の名称:Recursive
digital filter;発明者:T.A.C.M.Claasen等)。
この特許明細書はオランダ国特許出願第
7309534号明細書に相当する。
3997770号明細書(発明の名称:Recursive
digital filter;発明者:T.A.C.M.Claasen等)。
この特許明細書はオランダ国特許出願第
7309534号明細書に相当する。
2 Electronics Letters,Vol.9,No.22(1973年11
月1日発行)の第531〜532頁“Second−Order
Digital Filter with only One Magnitude‐
Truncation Quantiser and Having
Practically No Limit Cycles”(T.A.C.M.
Claasen等著) 3 1977年7月5日に発行された米国特許第
4032196号明細書(発明の名称:Digital
Signal Processing Device;発明者;H.J.
Butterweck等)。
月1日発行)の第531〜532頁“Second−Order
Digital Filter with only One Magnitude‐
Truncation Quantiser and Having
Practically No Limit Cycles”(T.A.C.M.
Claasen等著) 3 1977年7月5日に発行された米国特許第
4032196号明細書(発明の名称:Digital
Signal Processing Device;発明者;H.J.
Butterweck等)。
この米国特許明細書はオランダ国特許出願第
7414848号明細書に相当する。
7414848号明細書に相当する。
4 I E E E Transactions on Circuits
and Systems,Vol.CAS−22,No.3(1975年3
月発行)の第232〜239頁 “Frequency Domain Criteria for the
Absence of Zero‐Input Limit Cycles in
Nonlinear Discrete Time Systems,with
Application to Digital Filters”(T.A.C.M.
Claasen等著)、特にそのFig.3 5 A.E.U¨.Archiv fu¨r Electronik und
Uebertragungstechnik,Vol.29(1975年)の第
371〜374頁“Suppression of parasicit
Oscillations in Second−Order Digital
Filters by Means of a Controlled−
Rounding Arithmetic”(H.J.Butterweck著) 6 I E E E Transactions on
Acoustics Speech,and Signal Processing,
Vol.ASSP24,No.6(1976年12月発行)の第517
〜529頁”Effects of Quantization and
Overflow in Recursive Digital Filters”(T.
A.C.M.Claasen等著)、特にそのFig.8
and Systems,Vol.CAS−22,No.3(1975年3
月発行)の第232〜239頁 “Frequency Domain Criteria for the
Absence of Zero‐Input Limit Cycles in
Nonlinear Discrete Time Systems,with
Application to Digital Filters”(T.A.C.M.
Claasen等著)、特にそのFig.3 5 A.E.U¨.Archiv fu¨r Electronik und
Uebertragungstechnik,Vol.29(1975年)の第
371〜374頁“Suppression of parasicit
Oscillations in Second−Order Digital
Filters by Means of a Controlled−
Rounding Arithmetic”(H.J.Butterweck著) 6 I E E E Transactions on
Acoustics Speech,and Signal Processing,
Vol.ASSP24,No.6(1976年12月発行)の第517
〜529頁”Effects of Quantization and
Overflow in Recursive Digital Filters”(T.
A.C.M.Claasen等著)、特にそのFig.8
第1図は二次の巡回型デジタルフイルタの最も
一般的に用いられている構成を示すブロツク線
図、第2,3,4および5図の各々は第1図に示
すフイルタに用いるのに適した本発明による補助
回路の例を示すブロツク線図である。 1……第1回路、2,3,4……1の入力端
子、5……1の出力端子、6,8,19……加算
器、7……大きさ打切り回路(量子化回路)、9
……デジタルフイルタの入力端子、10……第2
回路、11……第3回路、12……第1補助回
路、13,15,16,17,18……乗算器、
14……第2補助回路、20……デジタルフイル
タの出力端子、21,22……量子化回路、23
……加算器、24,25……遅延素子、26……
減算回路、27……加算器、121……アキユム
レータ、141……オルタネータ、142……減
算回路、1201,1401……加算器、120
2,1402……遅延素子、1403,1404
……乗算器。
一般的に用いられている構成を示すブロツク線
図、第2,3,4および5図の各々は第1図に示
すフイルタに用いるのに適した本発明による補助
回路の例を示すブロツク線図である。 1……第1回路、2,3,4……1の入力端
子、5……1の出力端子、6,8,19……加算
器、7……大きさ打切り回路(量子化回路)、9
……デジタルフイルタの入力端子、10……第2
回路、11……第3回路、12……第1補助回
路、13,15,16,17,18……乗算器、
14……第2補助回路、20……デジタルフイル
タの出力端子、21,22……量子化回路、23
……加算器、24,25……遅延素子、26……
減算回路、27……加算器、121……アキユム
レータ、141……オルタネータ、142……減
算回路、1201,1401……加算器、120
2,1402……遅延素子、1403,1404
……乗算器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 巡回型デジタルフイルタであつて、その巡回
部分が フイルタ入力端子と; 大きさ打切り量子化装置および加算装置の縦続
接続回路を有する第1回路であつて、該第1回路
が、前記の加算装置に接続された第1,第2およ
び第3入力端子と、前記の加算装置に結合された
出力端子とを有し、前記の第1入力端子を前記の
フイルタ入力端子に接続して成る第1回路と; 前記の第1回路の出力端子をこの第1回路の第
2および第3入力端子にそれぞれ接続する第2お
よび第3回路であつて、これら第2および第3回
路の各々が補助回路と乗算回路との縦続接続回路
を有するようにした第2および第3回路と、 を具える巡回型デジタルフイルタにおいて、pが
定数を表わすものとして前記の第2回路における
補助回路が式 H1(Z)=p/(Z−1) によつて表わされる伝達関数H1(Z)を有し、q
が定数を表わすものとして前記の第3回路におけ
る補助回路が式 H2(Z)=q/(Z+1) によつて表わされる伝達関数を有するようにした
ことを特徴とする巡回型デジタルフイルタ。 2 特許請求の範囲1記載の巡回型デジタルフイ
ルタにおいて、定数pを+1とし、定数qを−1
としたことを特徴とする巡回型デジタルフイル
タ。 3 特許請求の範囲2記載の巡回型デジタルフイ
ルタにおいて、第2回路における補助回路をアキ
ユムレータを以つて構成したことを特徴とする巡
回型デジタルフイルタ。 4 特許請求の範囲2記載の巡回型デジタルフイ
ルタにおいて、前記の第3回路における補助回路
がオルタネータを有するようにしたことを特徴と
する巡回型デジタルフイルタ。 5 特許請求の範囲1記載の巡回型デジタルフイ
ルタにおいて、前記の2つの補助回路を合成して
多機能補助回路を形成したことを特徴とする巡回
型デジタルフイルタ。 6 2つの補助回路を合成して多機能補助回路を
形成した特許請求の範囲2記載の巡回型デジタル
フイルにおいて、前記の多機能補助回路がアキユ
ムレータとオルタネータとの縦続接続回路を有す
るようにしたことを特徴とする巡回型デジタルフ
イルタ。 7 2つの補助回路を合成して多機能補助回路を
形成した特許請求の範囲2記載の巡回型デジタル
フイルタにおいて、前記の多機能補助回路を第1
加算器を以つて構成し、この第1加算器が2つの
入力端子と、2つの遅延素子の縦続接続回路に接
続された出力端子とを有し、前記の2つの遅延素
子のうちの後続の遅延素子の出力端子を、前記の
第1加算器の2つの入力端子のうちの一方と、第
2加算器の第1入力端子と、減算回路の第1入力
端子とに接続し、この第2加算器および減算回路
の第2入力端子を前記の後続の遅延素子の入力端
子に接続し、前記の第2加算器の出力端子を前記
の第3回路における乗算回路に接続し、前記の減
算回路の出力端子を前記の第2回路における乗算
回路に接続したことを特徴とする巡回型デジタル
フイルタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8105801A NL8105801A (nl) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | Recursief digitaal filter. |
| NL8105801 | 1981-12-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58111520A JPS58111520A (ja) | 1983-07-02 |
| JPH0311566B2 true JPH0311566B2 (ja) | 1991-02-18 |
Family
ID=19838599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57222241A Granted JPS58111520A (ja) | 1981-12-23 | 1982-12-20 | 巡回型デジタルフイルタ |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4569030A (ja) |
| EP (1) | EP0082565B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58111520A (ja) |
| AU (1) | AU555059B2 (ja) |
| BR (1) | BR8207383A (ja) |
| CA (1) | CA1194141A (ja) |
| DE (1) | DE3278190D1 (ja) |
| NL (1) | NL8105801A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2182730A2 (en) | 2004-06-15 | 2010-05-05 | Panasonic Corporation | Monitor and vehicle peripheriy monitor |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3584864D1 (de) * | 1984-09-04 | 1992-01-23 | Nec Corp | Digitaler schwingkreis. |
| US4745567A (en) * | 1985-02-01 | 1988-05-17 | American Telephone And Telegraph Company At&T Bell Laboratories | Moment generator |
| US4868773A (en) * | 1985-03-15 | 1989-09-19 | Purdue Research Foundation | Digital filtering by threshold decomposition |
| US4727506A (en) * | 1985-03-25 | 1988-02-23 | Rca Corporation | Digital scaling circuitry with truncation offset compensation |
| JPS61242175A (ja) * | 1985-04-18 | 1986-10-28 | Mitsubishi Electric Corp | くし形フイルタ |
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