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JP3204880B2 - デジタルフィルタ - Google Patents

デジタルフィルタ

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JP3204880B2
JP3204880B2 JP20850095A JP20850095A JP3204880B2 JP 3204880 B2 JP3204880 B2 JP 3204880B2 JP 20850095 A JP20850095 A JP 20850095A JP 20850095 A JP20850095 A JP 20850095A JP 3204880 B2 JP3204880 B2 JP 3204880B2
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JP
Japan
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analog
low
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和司 越地
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株式会社バーテックススタンダード
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】 本発明は、無線通信装置等に搭
載される混信除去用デジタルフィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】 例えば、無線通信機等の受信機におい
て、AM信号、SSB信号及びCW信号を受信する際、
その受信帯域内に妨害波が混入する場合があり、この混
入した妨害波を除去して受信感度を上げるために図4で
示す、混信除去用デジタルフィルタを挿入していた。
【0003】図4に示す混信除去用デジタルフィルタの
場合、入力信号39の高域不要成分を第1のアナログロ
ーパスフィルタ31で濾波し、次にアナログ/デジタル
変換(以下、A/D変換という。)器32でデジタル信
号に変換し、デジタルローパスフィルタ33とデジタル
ハイパスフィルタ34で、妨害波等を濾波し所望のデジ
タル信号のみを通過させ、デジタル/アナログ変換(以
下、D/A変換という。)器35でアナログ信号に戻
し、D/A変換の際に発生した高域の不要成分を第2の
アナログローパスフィルタ36で濾波し、混信除去され
た復調信号40を得ることが出来る。
【0004】上述したデジタルローパスフィルタ33及
びデジタルハイパスフィルタ34において、幾つかの遮
断周波数の異なるフィルタ係数を予め、係数バンクメモ
リ37及び38に蓄積して、運用者が図4で示す混信除
去用デジタルフィルタからの復調信号40を聞きなが
ら、混信が除去されるようなフィルタ特性を得るため
に、選択信号42及び43で係数バンクメモリ37及び
38から所定のフィルタ係数を取り出し、デジタルロー
パスフィルタ33及びデジタルハイパスフィルタ34の
遮断周波数を変化させて混信の除去を行った。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】 上述した第4図に示
す従来例において、デジタルローパスフィルタ33及び
デジタルハイパスフィルタ34を円滑に可変させるため
には、デジタルローパスフィルタ33及びデジタルハイ
パスフィルタ34のフィルタの動作可能帯域を増し遮断
周波数の変化幅を小さくする。しかし、係数バンクメモ
リの容量が膨大となり、また、入力信号39をデジタル
化するためのサンプリング時間41より短い時間で、デ
ジタルローパスフィルタ33及びデジタルハイパスフィ
ルタ34の遮断周波数を可変することは困難であった。
【0006】また、デジタルローパスフィルタ33及び
デジタルハイパスフィルタ34において、各々のフィル
タ係数を可変する場合、不要なノイズが発生し、デジタ
ルローパスフィルタ33とデジタルハイパスフィルタ3
4とで同じ特性を得ようとすると、それらのフィルタ係
数長に差が生じ、仮にこれらをコンピュータで制御する
場合、プログラム上でのフィルタ係数を可変する処理が
複雑となった。
【0007】上述した従来例の問題点に鑑みて、本発明
では、予め設定してあるデジタルフィルタで不要信号を
濾波できるようにデジタル乗算器でデジタル化した入力
信号の周波数帯域をシフトし不要信号部分のみを濾波す
ることで、デジタルフィルタの特性を可変せず、円滑に
混信の除去ができるデジタルフィルタを得ることを目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】 このような目的を達成
するために、入力アナログ信号をデジタル化するアナロ
グ/デジタル変換器と、該アナログ/デジタル変換器か
らの出力を入力信号とし該入力信号と第1の離散化正弦
波信号とを乗算する第1のデジタル乗算器と、該第1の
デジタル乗算器からの出力を入力信号とし該入力信号の
高域成分を濾波するデジタルローパスフィルタと、該デ
ジタルローパスフィルタからの出力と第2の離散化正弦
波信号とを乗算する第2のデジタル乗算器と、該第2の
デジタル乗算器からの出力を入力信号とし該入力信号の
低域成分を濾波するデジタルハイパスフィルタと、該デ
ジタルハイパスフィルタからの出力と第3の離散化正弦
波信号とを乗算する第3のデジタル乗算器と、該第3の
デジタル乗算器からの出力信号をアナログ化するデジタ
ル/アナログ変換器とから成り、所望する不要信号を濾
波した出力アナログ信号を得ることを特徴とするデジタ
ルフィルタを提供する。
【0009】
【作用】 本発明のデジタルフィルタにおいて、入力信
号の高域不要信号を第1のアナログローパスフィルタで
高域濾波し、その信号をアナログ/デジタル変換器でデ
ジタル信号にし、第1のデジタルローパスフィルタで高
域濾波する。
【0010】予め設定してある第2のデジタルローパス
フィルタの通過帯域内にある、デジタル化された復調信
号を第1のデジタル乗算器で第1の離散化正弦波信号と
乗算し、デジタル化された復調信号の高域にある不要信
号成分を第2のデジタルローパスフィルタの通過帯域外
へシフトするように第1の離散化正弦波信号を可変し
て、デジタル化された復調信号の高域にある不要信号成
分を濾波する。
【0011】デジタル化された復調信号の低域にある不
要信号成分を濾波するために、予め設定してあるデジタ
ルハイパスフィルタの通過帯域内にある、デジタル化さ
れた復調信号を第2のデジタル乗算器で第2の離散化正
弦波信号と乗算し、デジタル化された復調信号の低域に
ある不要信号成分をデジタルハイパスフィルタの通過帯
域外へシフトするように第2の離散化正弦波信号を可変
して、デジタル化された復調信号の低域にある不要信号
成分を濾波する。
【0012】デジタル化された復調信号の高域及び低域
にあった不要信号が濾波され後、元の周波数帯域に戻す
ために、第3のデジタル乗算器で第3の離散化正弦波信
号を用いて乗算する。
【0013】第3の離散化正弦波信号で乗算した結果、
高域に不要な信号が発生するため第3のデジタルローパ
スフィルタで高域濾波する。
【0014】再び、アナログ信号に戻すためにデジタル
/アナログ変換器でアナログ信号に変換する。この時に
高域に発生した不要信号を第2のアナログローパスフィ
ルタで濾波する。よって、入力アナログ信号の所望する
不要信号を除去した出力アナログ信号を得られる。
【0015】
【実施例】 本発明の一実施例を図1、図2及び図3を
用いて説明する。図1は、本発明に係わるデジタルフィ
ルタの一実施例を示す回路図であり、1は第1のアナロ
グローパスフィルタ、2はアナログ/デジタル変換器
(以下、A/D変換器という。)、3は第1のデジタル
ローパスフィルタ、4は第1のデジタル乗算器、5は第
2のデジタルローパスフィルタ、6は第2のデジタル乗
算器、7はデジタルハイパスフィルタ、8は第3のデジ
タル乗算器、9は第3のデジタルローパスフィルタ、1
0はデジタル/アナログ変換器(以下、D/A変換器と
いう。)、11は第2のアナログローパスフィルタ、1
2は第1の離散化正弦波発振器、13は第2の離散化正
弦波発振器、14は第3の離散化正弦波発振器である。
15は入力信号(以下、finという。)、16は出力信
号(以下、fout という。)、17はサンプリング周波
数(以下、fsという。)、18は第1の離散化正弦波
周波数(以下、fosc1という。)、19は第2の離散化
正弦波周波数(以下、fosc2という。)、20は第3の
離散化正弦波周波数(以下、fosc3という。)、S1 は
第1の不要信号、S2 は第2の不要信号、S3 は第1の
不要信号、S4 は第2の不要信号、S5 は第1の不要信
号、S6 は第3の不要信号である。
【0016】図1に示す本願発明のデジタルフィルタが
搭載された無線通信機の復調信号を運用者が聞きなが
ら、以下に述べる操作等を行い、その帯域内に混入して
いる不要信号を除去し受信感度等を改善する。
【0017】図1において、fin15は、第1のアナロ
グローパスフィルタ1により、fin15の高域不要成分
を濾波し、A/D変換器2においてサンプリング周波数
fsによりデジタル化し出力する。
【0018】図2の(a)に、fin15をA/D変換し
てデジタル信号としたときのスペクトル図を示す。本実
施例では、デジタル化した入力信号に第1の不要信号S
1 及び第2の不要信号S2 があるものとし、これらを除
去することを目的とする。
【0019】デジタル化したfin15は、第1のデジタ
ルローパスフィルタ3で、本実施例の処理に不要な高域
成分を図2(b)で示すよう濾波し、第1のデジタル乗
算器に入力する。
【0020】図2(c)、(d)及び(e)で示すよう
に、fin15の高域側に位置する第2の不要信号S2 を
除去するために、第1のデジタル乗算器においてfin1
5内の第2の不要信号S2 の部分が、図1の第2のデジ
タルローパスフィルタの阻止域に位置するように第1の
離散化正弦波発振器12からfosc118を発生させS2
がS4 となるようにfin15をシフトしする。これと同
時に、fin15の第1の不要信号S1 はS3 に変換され
る。
【0021】次に、fin15の低域側に位置していた第
1の不要信号S1 を除去するために、図2(f)、図3
の(g)及び(h)で示すように、第2のデジタル乗算
器において、第1のデジタル乗算器で周波数変換された
fin15内の第1の不要信号S3 の部分が、図1の第1
のデジタルハイパスフィルタの阻止域に位置するように
第2の離散化正弦波発振器13からfosc219を発生さ
せS3 がS5 となるようにfin15をシフトする。
【0022】2つの不要信号を除去したfin15は、第
3のデジタル乗算器において、元の周波数帯域へ戻すた
めに、第3の離散化正弦波発振器14からfosc320を
発生させる。この時、図3の(i)で示すように、fin
15を元の周波数帯域へ変換すると、変換したfin15
の高域部分に第3の不要信号S6 が発生するため、図3
の(j)及び(k)で示すように、図1の第3のデジタ
ルローパスフィルタで第3の不要信号S6 を濾波する。
【0023】すべての不要信号を除去したfin15は、
図1のD/A変換器10で、アナログ信号に変換する。
この時に発生した高域不要成分を第2のアナログローパ
スフィルタ11で濾波し、所望した不要信号を除去した
出力信号16が得られる。
【0024】
【発明の効果】 上述の如く、本発明のデジタルフィル
タは、遮断特性及び周波数特性が一定のデジタルフィル
タを使うことができ、従って、必要とされるメモリ容量
も極めて少なくすることができる。また、フィルタ特性
の切り替えをせず、離散化正弦波信号を可変することで
所望した不要信号を除去するので、円滑に混信の除去が
行うことができ、受信感度等も改善される。
【0025】また、近年のマイクロコンピュータ等の技
術の発達に鑑みると種々のデータ処理や信号処理も高速
に実行されるので、本発明の周波数変換やデジタルフィ
ルタによる濾波等の応答性も極めて速くなると考えら
れ、実用上、本発明のデジタルフィルタは、無線通信機
の混信除去において極めて優れた効果を奏するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】 本発明の一実施例における各信号の遷移図で
ある。
【図3】 本発明の一実施例における各信号の遷移図で
ある。
【図4】 従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 第1のアナログローパスフィルタ 2 アナログ/デジタル変換器 3 第1のデジタルローパスフィルタ 4 第1のデジタル乗算器 5 第2のデジタルローパスフィルタ 6 第2のデジタル乗算器 7 デジタルハイパスフィルタ 8 第3のデジタル乗算器 9 第3のデジタルローパスフィルタ 10 デジタル/アナログ変換器 11 第2のアナログローパスフィルタ 12 第1の離散化正弦波発振器 13 第2の離散化正弦波発振器 14 第3の離散化正弦波発振器 15 入力信号 16 出力信号 17 サンプリング周波数 18 第1の離散化正弦波信号 19 第2の離散化正弦波信号 20 第3の離散化正弦波信号 31 第1のアナログローパスフィルタ 32 アナログ/デジタル変換器 33 デジタルローパスフィルタ 34 デジタルハイパスフィルタ 35 デジタル/アナログ変換器 36 第2のアナログローパスフィルタ 37 係数バンクメモリ 38 係数バンクメモリ 39 入力信号 40 出力信号 41 サンプリング時間 42 選択信号 43 選択信号 S1 第1の不要信号 S2 第2の不要信号 S3 第1の不要信号 S4 第2の不要信号 S5 第1の不要信号 S6 第3の不要信号

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力アナログ信号をデジタル化するアナ
    ログ/デジタル変換器と、該アナログ/デジタル変換器
    からの出力を入力信号とし該入力信号と第1の離散化正
    弦波信号とを乗算する第1のデジタル乗算器と、該第1
    のデジタル乗算器からの出力を入力信号とし該入力信号
    の高域成分を濾波するデジタルローパスフィルタと、該
    デジタルローパスフィルタからの出力と第2の離散化正
    弦波信号とを乗算する第2のデジタル乗算器と、該第2
    のデジタル乗算器からの出力を入力信号とし該入力信号
    の低域成分を濾波するデジタルハイパスフィルタと、該
    デジタルハイパスフィルタからの出力と第3の離散化正
    弦波信号とを乗算する第3のデジタル乗算器と、該第3
    のデジタル乗算器からの出力信号をアナログ化するデジ
    タル/アナログ変換器とから成り、所望する不要信号を
    濾波した出力アナログ信号を得ることを特徴とするデジ
    タルフィルタ。
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