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JPH0648439B2 - Sampling frequency converter - Google Patents

Sampling frequency converter

Info

Publication number
JPH0648439B2
JPH0648439B2 JP60045198A JP4519885A JPH0648439B2 JP H0648439 B2 JPH0648439 B2 JP H0648439B2 JP 60045198 A JP60045198 A JP 60045198A JP 4519885 A JP4519885 A JP 4519885A JP H0648439 B2 JPH0648439 B2 JP H0648439B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sampling frequency
signal
output
register
input
Prior art date
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Application number
JP60045198A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61204700A (en
Inventor
修 浜田
泰 勝又
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP60045198A priority Critical patent/JPH0648439B2/en
Publication of JPS61204700A publication Critical patent/JPS61204700A/en
Publication of JPH0648439B2 publication Critical patent/JPH0648439B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in the following order.

A 産業上の利用分野 B 発明の概要 C 従来の技術(第3図) D 発明が解決しようとする問題点 E 問題点を解決するための手段(第1図) F 作用 G 実施例(第1図,第2図) H 発明の効果 A 産業上の利用分野 本発明は標本化され、量子化されたサンプル列をこれと
異なるサンプリング周期をもつサンプル列に変換するサ
ンプリング周波数変換装置に関する。
A Industrial field B Outline of the invention C Conventional technology (Fig. 3) D Problems to be solved by the invention E Means for solving problems (Fig. 1) F Action G Example (1st embodiment) H of the present invention A Industrial field of application The present invention relates to a sampling frequency conversion device for converting a sampled and quantized sample sequence into a sample sequence having a sampling period different from this.

B 発明の概要 本発明は標本化され、量子化されたサンプル列をこれと
異なるサンプリング周期をもつサンプル列に変換するサ
ンプリング周波数変換装置において、入力サンプリング
周波数fsiを倍周したタイミングパルスをクロック入
力信号とし、出力サンプリング周波数fsoを分周した
タイミングパルスをリセット入力信号とするカウンタ
と、このカウンタの出力信号が供給されると共にこの出
力サンプリング周波数fsoを分周したタイミングパル
スをラッチ入力信号とする第1のレジスタと、この第1
のレジスタのホールドデータを一方の入力信号とするア
ダーとこのアダーの出力信号をデータ入力信号とし、こ
の出力サンプリング周波数fsoであるタイミングパル
スをラッチ入力信号とする第2のレジスタとを有し、こ
の第2のレジスタのホールドデータをこのアダーの他方
の入力信号とすると共にこの第2のレジスタのホールド
データを出力サンプル値算出用のパラメータあるいはサ
ンプリング周波数変換用の制御量として用いる様にして
入力サンプル列のサンプリング周波数fsiを所望のサ
ンプリング周波数fsoの出力サンプル列にデジタル信
号のままで変換できると共に分解精度を上げることがで
きる様にしたものである。
B SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a sampling frequency conversion device for converting a sampled and quantized sample sequence into a sample sequence having a sampling period different from this, and a timing pulse obtained by multiplying an input sampling frequency fsi by a clock input signal. And a counter that uses a timing pulse obtained by dividing the output sampling frequency fso as a reset input signal, and a first pulse that is supplied with the output signal of the counter and that uses a timing pulse obtained by dividing the output sampling frequency fso as a latch input signal. Register and this first
The hold data of the register is used as one input signal, and the output signal of the adder is used as a data input signal, and the second register is used as a latch input signal for the timing pulse having the output sampling frequency fso. The hold data of the second register is used as the other input signal of the adder, and the hold data of the second register is used as a parameter for calculating the output sample value or a control amount for converting the sampling frequency. The sampling frequency fsi of the above can be converted into an output sample sequence of a desired sampling frequency fso as a digital signal as it is, and the decomposition accuracy can be improved.

C 従来の技術 一般にPCM信号伝送方式が実用化されているが、この
実用化されているPCM信号のサンプリング周波数は例
えばコンパクトディスク(CD)では、44.1kHz、
衛星放送では32kHzと48kHz、PCMプロセッサー
では44.056kHzの如く種々異っており、この異な
るサンプリング周波数を有するPCM信号に互換性を持
たせることが要請されている。
C Conventional Technology Generally, a PCM signal transmission system has been put to practical use, but the sampling frequency of the put to practical use is, for example, 44.1 kHz for a compact disc (CD),
There are various differences such as 32 kHz and 48 kHz in satellite broadcasting and 44.056 kHz in PCM processor, and it is required to make PCM signals having different sampling frequencies compatible with each other.

従来このPCM信号のサンプリング周波数を変換する場
合、先ずこのPCM信号をデジタル−アナログ変換し、
この変換されたアナログ信号を再び所望のサンプリング
周波数でサンプリングし、その後量子化して所望のサン
プリング周波数のPCM信号としていた。この場合デジ
タル−アナログ変換器及びアナログ−デジタル変換器の
使用を必要とし構成が複雑となると共に高価になり、更
にデジタル−アナログ変換器、アナログ−デジタル変換
器と信号が通過するので、この信号の質が劣化する不都
合があった。
Conventionally, when converting the sampling frequency of this PCM signal, first, the PCM signal is digital-analog converted,
The converted analog signal is sampled again at a desired sampling frequency and then quantized to form a PCM signal having a desired sampling frequency. In this case, it is necessary to use a digital-analog converter and an analog-digital converter, the configuration is complicated and the cost is high, and the signal passes through the digital-analog converter and the analog-digital converter. There was an inconvenience that the quality deteriorated.

そこで先にPCM信号をデジタル信号のままでサンプリ
ング周波数を変換するサンプリング周波数変換装置とし
て第3図に示す如きものが提案さている(特開昭57−
115015号公報)。
Therefore, as a sampling frequency conversion device for converting the sampling frequency of the PCM signal as a digital signal, there has been proposed a device shown in FIG. 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 57-57).
No. 115150).

即ちこの第3図に於いて、(1)はサンプリング周波数を
変換しようとするサンプル列のサンプリング周波数fs
i信号が供給される入力サンプリング周波数信号入力端
子を示し、この入力サンプリング周波数信号入力端子
(1)に供給されるサンプリング周波数fsi信号を周波
数を2倍例えば2倍に倍周するPLL回路(2)に供
給し、このPLL回路(2)の出力側に得られる2・f
siの周波数の信号をカウンタ(3)のクロック信号入力
端子cに供給し、また(4)は得ようとするサンプリング
周波数fso信号が供給される出力サンプリング周波数
信号入力端子を示し、この出力サンプリング周波数信号
入力端子(4)に供給されるサンプリング周波数fso信
号をカウンタ(3)のリセット端子rにリセット信号とし
て供給すると共にこのカウンタ(3)のカウントデータを
ラッチするレジスタ(5)のラッチ端子lにラッチタイミ
ング信号としてこの出力サンプリング周波数fso信号
を供給する。この場合、カウンタ(3)は1/fsiをカ
ウント周期としているので、Nビット長を必要とする。
このカウンタ(3)のカウントデータは出力サンプリング
周波数fsoでレジスタ(5)にラッチされ、その直後
に、カウンタ(3)はリセットされて、続けて0からのカ
ウントをスタートする。従ってこのレジスタ(5)に保存
されたデータは、結果的に出力サンプルポイントの直前
の入力サンプルポイントに対する位相を意味している
(ただし、この位相とは瞬時の値であり、2を1とし
て規格化したものと考える。)。このレジスタ(5)のホ
ールドデータを演算回路(6)に供給する。また(7)はサン
プリング周波数を変換しようとするサンプル列が供給さ
れる入力サンプル列入力端子を示し、この入力サンプル
列入力端子(7)に供給される入力サンプル列を演算回路
(6)に供給し、この演算回路(6)より所望のサンプリング
周波数のサンプル列を得る為の出力サンプル列出力端子
(8)を導出する。
That is, in FIG. 3, (1) is the sampling frequency fs of the sample string for which the sampling frequency is to be converted.
The input sampling frequency signal input terminal to which the i signal is supplied is shown.
The sampling frequency fsi signal supplied to (1) is supplied to the PLL circuit (2) that doubles the frequency by 2 N times, for example, 2 7 times, and 2 N · f obtained at the output side of this PLL circuit (2) is supplied.
The signal of frequency si is supplied to the clock signal input terminal c of the counter (3), and (4) shows the output sampling frequency signal input terminal to which the sampling frequency fso signal to be obtained is supplied. The sampling frequency fso signal supplied to the signal input terminal (4) is supplied to the reset terminal r of the counter (3) as a reset signal and to the latch terminal l of the register (5) that latches the count data of the counter (3). This output sampling frequency fso signal is supplied as the latch timing signal. In this case, since the counter (3) uses 1 / fsi as the count cycle, it requires an N-bit length.
The count data of the counter (3) is latched in the register (5) at the output sampling frequency fso, and immediately after that, the counter (3) is reset and continuously starts counting from 0. Therefore, the data stored in this register (5) consequently means the phase of the input sample point immediately before the output sample point (however, this phase is an instantaneous value, and 2 N is 1). I think it is standardized.) The hold data of this register (5) is supplied to the arithmetic circuit (6). Further, (7) shows an input sample string input terminal to which a sample string whose sampling frequency is to be converted is supplied, and the input sample string supplied to this input sample string input terminal (7) is an arithmetic circuit.
An output sample string output terminal for supplying to (6) and obtaining a sample string of a desired sampling frequency from this arithmetic circuit (6)
Derive (8).

この場合この演算回路(6)に於いてはレジスタ(5)に得ら
れる位相データをパラメータあるいは制御量として入力
サンプル値から希望する出力サンプルポイントのサンプ
ル値を算出することができる。この位相データ{φJ}
と入力サンプル列{x}と出力サンプル列{yJ)と
の関係を時間軸上で示すと第4図に示す如くである。こ
こで本例の理解を容易にする為この演算回路(6)の従来
構成の代表的な手法について説明する。
In this case, the arithmetic circuit (6) can calculate the sample value of the desired output sample point from the input sample value using the phase data obtained in the register (5) as a parameter or control amount. This phase data {φJ}
The relationship between the input sample sequence {x i } and the output sample sequence {yJ) on the time axis is as shown in FIG. Here, in order to facilitate understanding of this example, a typical method of the conventional configuration of the arithmetic circuit (6) will be described.

その手法の1つは多項式補間による出力サンプル値算出
である。第5図は多項式補間の1例として、直線補間
(1次補間)によって出力サンプル値の近似値を算出す
る手順を説明するための図である。x,xi-1は入力
サンプル列の各振幅値、yjは出力サンプル値の振幅
値、φjは出力サンプルポイントの直前の入力サンプル
ポイントに対する位相(0φj<1)である。yjは
,xj−1,φjから次の関係式で求められる。
One of the methods is output sample value calculation by polynomial interpolation. FIG. 5 is a diagram for explaining a procedure of calculating an approximate value of an output sample value by linear interpolation (primary interpolation) as an example of polynomial interpolation. x i and x i−1 are amplitude values of the input sample sequence, yj is an amplitude value of the output sample value, and φj is a phase (0φj <1) with respect to the input sample point immediately before the output sample point. yj is calculated from x i , x j−1 , φj by the following relational expression.

yj=xi-1+(x−xi-1)φj ……(1) この関係式はまた出力サンプルポイントの位相データが
求まれば入力サンプル列から出力サンプル列の値を導き
出せることを意味する。
yj = x i-1 + (x i −x i-1 ) φ j (1) This relational expression also shows that if the phase data of the output sample point is obtained, the value of the output sample sequence can be derived from the input sample sequence. means.

さらに近似値の誤差を小さくするためより高い次数の多
項式を用いたとしても、位相データをパラメータとして
入力サンプル列から出力サンプル値を算出できることに
は変わりない。
Even if a higher-order polynomial is used to further reduce the error in the approximate value, the output sample value can still be calculated from the input sample sequence using the phase data as a parameter.

この多項式補間演算を第3図の中の演算回路(6)で行う
場合、レジスタ(5)に保持されたデータはここに示した
位相データ{φj}そのものを示している。
When the arithmetic circuit (6) in FIG. 3 performs this polynomial interpolation operation, the data held in the register (5) indicates the phase data {φj} itself shown here.

また他の手法はデジタル・フィルタリングを応用した手
法である。
Another method is a method that applies digital filtering.

いま変換比がL/M(L,M:整数)であるようなサン
プリング周波数の変換は第6図に示す如く次のような手
順で行うことができる。
The conversion of the sampling frequency such that the conversion ratio is L / M (L, M: integer) can be performed by the following procedure as shown in FIG.

まず、入力サンプル列{x}の各サンプル間にL−1
個の0値をもつサンプルを充填する。この結果見かけ上
サンプリング周波数はL倍に増加するが、サンプル列の
もつ周波数スペクトルは変化しない。次にこのサンプル
列を、“L/2倍のサンプリング周波数までの範囲で、
入,出力サンプリング周波数のうち低い方のもつ信号帯
域だけを通過域とするようなローパスフィルタの特性を
有するインパルス・レスポンスからなる計数列”とたた
み込みを行うことによってL倍に補間されたサンプル列
が得られる。ただし、このたたみ込み演算は0づめされ
た全サンプルポイントにわたって行う必要はない。なぜ
なら、今得ようとしているのは出力サンプルポイント上
のサンプル値であり、この出力ポイントの算出だけを行
うことにより、演算回数は1/Mに削減される。
First, L-1 between each sample of the input sample sequence {x i }
Fill a sample with 0 values. As a result, the sampling frequency apparently increases L times, but the frequency spectrum of the sample sequence does not change. Next, change this sample string to "L / 2 times the sampling frequency range,
Sample sequence interpolated L times by performing convolution with "count sequence consisting of impulse response" having the characteristics of a low-pass filter in which only the signal band having the lower one of the input and output sampling frequencies is the pass band However, it is not necessary to perform this convolution operation over all the sampled points zeroed, because we are now trying to obtain the sampled value on the output sample point, and only calculate this output point. By doing so, the number of calculations is reduced to 1 / M.

ここではローパスフィルタのインパルス・レスポンスか
らなる計数列を1例としてK,K,K,……
,……K2r-1,K2rの2r+1個の計数列としている。
Here, K 0 , K 1 , K 2 , ... Is taken as an example of a counting sequence composed of impulse responses of a low-pass filter.
2 r + 1 counting sequences of K r , ... K 2r-1 , K 2r .

入力サンプル列{x}とこの計数列をたたみ込んで、
出力サンプル列{yj}を得るという操作は次の関係式
によって示される。
Convolve the input sample sequence {x i } and this counting sequence,
The operation of obtaining the output sample sequence {yj} is represented by the following relational expression.

yj=……+xi-z・Kr+L-φjL+xi-1・Kr-φjL+x・Kr-L-φjL+xi+1
・Kr-2L-φjL+……(2) (φj=φ/L,1/L,2/L,……,(L-1)/L) この式から明らかなように、1つの出力サンプルを算出
するためには、係数はL個おきに等間隔で抽出されて積
和演算されることになる。そのため第7図に示すテーブ
ルに示すように、あらかじめL個おきに係数を抽出して
並べかえることによってL個の係数セットからなる係数
テーブルを形づくっておき、φjの値から、適合する係
数セットを選択するようなシーケンスを組むと便利であ
る。
yj = ... + x iz・ K r + L-φjL + x i-1・ K r-φjL + x i・ K rL-φjL + x i + 1
・ K r-2L-φjL + …… (2) (φj = φ / L, 1 / L, 2 / L,…, (L-1) / L) As is clear from this equation, one output In order to calculate a sample, every L coefficients are extracted at equal intervals and a product-sum operation is performed. Therefore, as shown in the table of FIG. 7, a coefficient table composed of L coefficient sets is formed in advance by extracting and rearranging coefficients for every L coefficients, and a suitable coefficient set is calculated from the value of φj. It is convenient to set up a sequence to be selected.

具体的には係数セットを別個にROM等のメモリー素子
に記憶してアドレスを割振っておき、位相データφjが
各々のアドレスに対応するようにして、係数セットをセ
レクトする方法等が考えられる。
Specifically, a method of selecting a coefficient set by separately storing the coefficient set in a memory element such as a ROM and allocating the addresses so that the phase data φj corresponds to each address can be considered.

以上、デジタル・フィルタリングを応用した出力サンプ
ル値算出の手法について述べたが、ここでも位相φjを
知ることによって、これを制御量として入力サンプル列
から出力サンプル値を求められる。
Although the method of calculating the output sample value applying the digital filtering has been described above, the output sample value can be obtained from the input sample sequence by using this as a control amount by knowing the phase φj.

以上演算回路の代表的構成の動作について述べたが、こ
れらによって得られた出力サンプル値は、いずれにして
も入力サンプル列から求めた近似値である。そして、演
算回路に供給される位相データの分解精度を高めること
が、出力サンプル値の近似誤差を減らすための必要条件
である。
Although the operation of the typical configuration of the arithmetic circuit has been described above, the output sample value obtained by them is an approximate value obtained from the input sample sequence in any case. Then, increasing the resolution accuracy of the phase data supplied to the arithmetic circuit is a necessary condition for reducing the approximation error of the output sample value.

D 発明が解決しようとする問題点 斯る第3図の従来構成に於いてはカウンタ(3)のもつ分
解精度は2を越えることはできない。この第3図の構
成で分解精度を更に高めるためにはPLL回路(2)の倍
周比を高めなければならないが、ある範囲例えばPLL
回路(2)の出力周波数が10MHz(この場合入力サンプ
リング周波数fsiが44.1kHzのときN=7)を越
えた倍周比拡大は技術的に困難が多く、簡単な構成では
分解精度を上げられない不都合があった。
D Problems to be Solved by the Invention In the conventional configuration of FIG. 3, the resolution accuracy of the counter (3) cannot exceed 2 N. In order to further improve the disassembly accuracy with the configuration of FIG. 3, the frequency multiplication ratio of the PLL circuit (2) must be increased, but a certain range such as PLL
It is technically difficult to increase the frequency multiplication ratio when the output frequency of the circuit (2) exceeds 10 MHz (N = 7 when the input sampling frequency fsi is 44.1 kHz in this case), and the disassembly accuracy can be increased with a simple configuration. There was no inconvenience.

本発明は、斯る点に鑑み簡単な構成で分解精度を向上す
ることができるようにしたものである。
The present invention has been made in view of the above points and is configured to improve the disassembly accuracy with a simple configuration.

E 問題点を解決するための手段 本発明サンプリング周波数変換装置は入力サンプリング
周波数fsiを倍周したタイミングパルスをクロック入
力信号とし、出力サンプリング周波数fsoを分周した
タイミングパルスをリセット入力信号とするカウンタ
(9)と、このカウンタ(9)の出力信号が供給されると共に
この出力サンプリング周波数fsoを分周したタイミン
グパルスをラッチ入力信号とする第1のレジスタ(10)
と、この第1のレジスタ(10)のホールドデータを一方の
入力信号とするアダー(11)と、このアダー(11)の出力信
号をデータ入力とし、この出力サンプリング周波数fs
oであるタイミングパルスをラッチ入力信号とする第2
のレジスタ(12)とを有し、この第2のレジスタ(12)のホ
ールドデータをこのアダー(11)の他方の入力信号とする
と共にこの第2のレジスタ(12)のホールドデータを出力
サンプル値算出用のパラメータあるいはサンプリング周
波数変換用の制御量として用いる様にしたものである。
E Means for Solving the Problems The sampling frequency conversion device of the present invention is a counter having a timing pulse obtained by multiplying the input sampling frequency fsi as a clock input signal and a timing pulse obtained by dividing the output sampling frequency fso as a reset input signal.
(9) and the first register (10) which receives the output signal of the counter (9) and uses the timing pulse obtained by dividing the output sampling frequency fso as a latch input signal.
And an adder (11) which uses the hold data of the first register (10) as one input signal and an output signal of the adder (11) as a data input, and the output sampling frequency fs
Second with a timing pulse of o as a latch input signal
Register (12) of the second register (12), and the hold data of the second register (12) is used as the other input signal of the adder (11) and the hold data of the second register (12) is output as a sample value. It is used as a parameter for calculation or a control amount for sampling frequency conversion.

F 作用 斯る本発明に於いて、従来同様に入力サンプル列のサン
プリング周波数fsiを所望のサンプリング周波数fs
oの出力サンプル列にデジタル信号のままで変換でき、
更に本発明に於いては第1のレジスタ(10)の内容はfso/
2M毎に書き換えられるが、その間は同一のデータを保存
しており、この保存データを出力サンプリング周波数f
so信号毎にアダー(11)を介して累積加算し、加算結果
を第2のレジスタ(12)に保存することになり、この第2
のレジスタ(12)のホールドデータは最終的に下位ビット
が切捨てられて等価的にMビットのシフトライト(1/2M
の平均化)が行なわれ、これにより演算回路(6)で演算
しているので入力サンプリング周波数fsiを2倍に
倍周すると共に出力サンプリング周波数fsoを1/2M
分周したときは分解精度は2N+Mとなり、例えばN=7
でM=9のときはその分解精度は216=65536と
なり、第3図構成の従来の分解精度例えば2=128
に比較し、512倍となる。
In the present invention, the sampling frequency fsi of the input sample sequence is changed to the desired sampling frequency fs in the present invention.
can be converted to the output sample sequence of o as a digital signal,
Further, in the present invention, the content of the first register (10) is fso /
It is rewritten every 2 M , but the same data is saved during that time, and this saved data is output sampling frequency f
Each so signal is cumulatively added through the adder (11), and the addition result is stored in the second register (12).
The lower bit of the hold data of the register (12) of is finally cut off and equivalently an M-bit shift write (1/2 M
Of the input sampling frequency fsi is divided into 2 N times and the output sampling frequency fso is divided into 1/2 M. The accuracy is 2 N + M , for example N = 7
When M = 9, the resolution precision is 2 16 = 65536, and the conventional resolution precision of the configuration in FIG. 3 is, for example, 2 7 = 128.
It is 512 times as compared with.

G 実施例 以下第1図及び第2図を参照しながら本発明サンプリン
グ周波数変換装置の一実施例につき説明しよう。この第
1図に於いて第3図に対応する部分には同一符号を付
し、その詳細説明は省略する。
G Embodiment An embodiment of the sampling frequency conversion device of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. In FIG. 1, parts corresponding to those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

第1図に於いては、入力サンプリング周波数信号入力端
子(1)に供給されるサンプリング周波数を変換しようと
するサンプル列のサンプリング周波数fsi信号を周波
数を2倍例えば2倍に倍周するPLL回路(2)に供
給し、このPLL回路(2)の出力側に得られる2・f
siの周波数の信号をカウンタ(9)のクロック信号入力
端子cに供給する。また、出力サンプリング制御信号入
力端子(4)に供給される得ようとするサンプリング周波
数fso信号を周波数を1/2M例えば1/29に分周する1/2M
分周器(13)に供給し、この1/2M分周器(13)の出力側に得
られる周波数fso/2Mの信号をカウンタ(9)のリセット端
子rにリセット信号として供給する。この場合カウンタ
(9)はN+M以上のビット長とする。このカウンタ(9)の
カウントデータを第1のレジスタ(10)のデータ入力端子
に供給すると共に1/2M分周器(13)の出力側に得られる周
波数fso/2Mの信号をこの第1のレジスタ(10)のラッチ端
子lにラッチタイミング信号として供給する。この場合
この第1のレジスタ(10)はN+M以上のビット長とす
る。この第1のレジスタ(10)のホールドデータをアダー
(11)の一方の入力端子に供給し、このアダー(11)の加算
結果を第2のレジスタ(12)のデータ入力端子に供給する
と共に出力サンプリング周波数信号入力端子(4)に供給
される出力サンプリング周波数fso信号をこの第2の
レジスタ(12)のラッチ端子lにラッチタイミング信号と
して供給する。この場合アダー(11)及び第2のレジスタ
(12)は夫々N+2M以上のビット長を有するものとす
る。この第2のレジスタ(12)のホールドデータのうち下
位Mビットを除いた上位N+Mビットを演算回路(6)に
供給すると共にこの第2のレジスタ(12)のホールドデー
タの全てをこのアダー(11)の他方の入力端子に供給す
る。その他は第3図と同様に構成する。
Is In Figure 1, PLL for Baishu frequency sampling frequency fsi signal sample sequence to be converted sampling frequency supplied to the input sampling frequency signal input terminal (1) to 2 N times for example 2 7-fold 2 N · f supplied to the circuit (2) and obtained at the output side of this PLL circuit (2)
A signal of frequency si is supplied to the clock signal input terminal c of the counter (9). The sampling frequency fso signal to be supplied to the output sampling control signal input terminal (4) is divided into 1/2 M, for example, 1/2 9, and 1/2 M.
Divider fed to (13), supplies a signal of a frequency fso / 2 M obtained at the output side of the 1/2 M frequency divider (13) as a reset signal to the reset terminal r of the counter (9). In this case the counter
(9) has a bit length of N + M or more. A signal of a frequency fso / 2 M obtained at the output side of the 1/2 M divider (13) is supplied to the data input terminal of the count data first register (10) of the counter (9) The first It is supplied as a latch timing signal to the latch terminal 1 of the No. 1 register (10). In this case, the first register 10 has a bit length of N + M or more. Add hold data for this first register (10)
The output supplied to one input terminal of (11), the addition result of this adder (11) to the data input terminal of the second register (12) and the output sampling frequency signal input terminal (4) The sampling frequency fso signal is supplied to the latch terminal 1 of the second register (12) as a latch timing signal. In this case the adder (11) and the second register
(12) has a bit length of N + 2M or more. Out of the hold data of the second register (12), the upper N + M bits excluding the lower M bits are supplied to the arithmetic circuit (6), and all the hold data of the second register (12) are transferred to the adder (11). ) To the other input terminal. Others are the same as those in FIG.

本例は上述の如く構成されているのでカウンタ(9)のカ
ウント結果は1/2M分周器(13)の出力側に得られる周波数
fso/2Mの信号のタイミングで第1のレジスタ(10)にラッ
チされ、この直後にカウンタ(9)の内容はリセットさ
れ、再びカウンタ(9)は0からカウントを開始する。こ
の第1のレジスタ(10)にホールドされたデータは第2の
レジスタ(12)のホールドデータと加算され、この加算結
果は出力サンプリング周波数fso信号ごとに改めて第
2のレジスタ(12)にラッチされる。即ち第1のレジスタ
(10)の内容は周波数fso/2M毎に書き換えられるがその間
は同一のデータを保存しており、この保存データを出力
サンプリング周波数fso信号毎にアダー(11)を介して
累積加算し、この加算結果を毎回この第2のレジスタ(1
2)に保存することになる。更にこのデータの下位ビット
が除かれるという意味はMビット下位方向へのシフト操
作することで、この操作によって演算回路(6)に送られ
る位相データは2回の加算平均が行われたことにな
る。
Since this example is configured as described above, the count result of the counter (9) is the frequency obtained at the output side of the 1/2 M frequency divider (13).
It is latched in the first register (10) at the timing of the fso / 2 M signal, and immediately after this, the content of the counter (9) is reset, and the counter (9) starts counting from 0 again. The data held in the first register (10) is added to the hold data in the second register (12), and the addition result is latched in the second register (12) again for each output sampling frequency fso signal. It That is, the first register
The content of (10) is rewritten for each frequency fso / 2 M , but during that time the same data is saved. This saved data is cumulatively added via the adder (11) for each output sampling frequency fso signal, and this The result of addition is returned to this second register (1
It will be saved in 2). Furthermore, the meaning that the lower bits of this data are removed means that a shift operation is performed in the lower direction of M bits, and the phase data sent to the arithmetic circuit (6) by this operation has been added and averaged 2 M times. Become.

第2図にこの第1図の各部のタイミング波形図を示す。
第2図Aは出力サンプリング周波数fso信号、第2図
Bは1/2M分周器(13)の出力信号、第2図CはPLL回路
(2)の出力信号、第2図Dはカウンタ(9)の出力信号、第
2図Eは第1のレジスタ(10)の出力信号、第2図Fはア
ダー(11)の出力信号、第2図Gは第2のレジスタ(12)の
出力信号である。
FIG. 2 shows a timing waveform chart of each part of FIG.
2A is the output sampling frequency fso signal, FIG. 2B is the output signal of the 1/2 M frequency divider (13), and FIG. 2C is the PLL circuit.
The output signal of (2), the output signal of the counter (9) in FIG. 2D, the output signal of the first register (10) in FIG. 2E, the output signal of the adder (11) in FIG. FIG. 2G shows the output signal of the second register (12).

この第1図の構成によって得られた位相データが実際に
N+Mビットの分解精度を有していることにつき以下に
考察する。
It will be considered below that the phase data obtained by the configuration of FIG. 1 actually has a resolution accuracy of N + M bits.

以下の考察は1/(fso/2)の1周期間に着目し
たもので、カウント結果は2M+Nを1として規格化して
扱う。第1のレジスタ(10)にホールドされたデータはこ
れをQとおけば、 でQは表わされる。ここでτ=1/(fso/
)、すなわち分周器(13)の出力パルスの周期、ε
はカウント結果の有する誤差である。
The following consideration focuses on one cycle of 1 / (fso / 2 M ), and the count result is standardized and treated with 2 M + N as 1. If the data held in the first register (10) is Q A , Is represented by Q A. Where τ = 1 / (fso /
2 M ), that is, the period of the output pulse of the frequency divider (13), ε i
Is the error of the counting result.

つづいてアダー(11)を通じて累積されてゆく過程にある
第2のレジスタ(12)のホールドデータをQBn(n=
0,1,2,……,2−1)とすると、 となる。ここでTは第2のレジスタ(12)における2
N+2Mカウント値、P=0又は1すなわちPTは第2のレ
ジスタ(12)のオーバーフローである。QBnの初期値QB0
を真値;τ′,誤差:ε′に分解し QB0=τ′+ε′ ……(5) とすると、(4)式は(6)式で示される。ただしτ′はQ
Bnの真値ε′は誤差を表わす。
Next, hold data of the second register (12) in the process of being accumulated through the adder (11) is Q Bn (n =
0, 1, 2, ..., 2 M -1) Becomes Where T is 2 in the second register (12)
The N + 2M count value, P = 0 or 1, ie PT, is an overflow of the second register (12). Initial value of Q Bn Q B0
Is a true value; τ ′ 0 , error: ε ′ 0 , and Q B0 = τ ′ 0 + ε ′ 0 (5), then equation (4) is expressed by equation (6). However τ 'n is Q
True value epsilon 'n of Bn represents errors.

これを真値と誤差分に分けると、 この(8)式の誤差分に注目するとε′はこのカウント
周期における初期値のエラーである。これが に設定されていたとすれば、 の範囲にε′があることがわかる。(ここでεma
xはεの最大値である。) 第2のレジスタ(12)のホールドデータは最終的に下位M
ビットが切捨てられて等価的にMビットのシフトライト
(1/2の平均化)が行なわれる。この操作により最
終的に得られる位相データの誤差は となり、N+Mビット長の1LSB以下となることがわ
かる。よって第1図の構成によって得られた位相データ
がN+Mビットの分解精度を実現したことが確認でき
た。
If you divide this into a true value and an error component, The (8) ε '0 Focusing on error of expression is an error of the initial value in the count cycle. This is If set to It can be seen that there is a range in ε 'n of. (Where ε i ma
x is the maximum value of ε i . ) The hold data of the second register (12) is finally the lower M
Bits are truncated and equivalently, M bits of shift write (1/2 M averaging) are equivalently performed. The error of the phase data finally obtained by this operation is Therefore, it can be seen that it becomes 1 LSB or less of N + M bit length. Therefore, it was confirmed that the phase data obtained by the configuration of FIG. 1 realized the resolution accuracy of N + M bits.

この場合例えばN=7でM=9のときはその分解精度は
7+9=216=65536となり、第3図構成の従来の
分解精度例えば2=128に比較し、512倍とな
る。
In this case, for example, when N = 7 and M = 9, the resolution accuracy is 2 7 + 9 = 2 16 = 65536, which is 512 times that of the conventional resolution accuracy of FIG. 3, for example, 2 7 = 128. .

この第2のレジスタ(12)のホールドデータの上位N+M
ビットが演算回路(6)に供給されたときは、この演算回
路(6)に於いては従来と同様にして入力サンプル列入力
端子(7)より入力サンプル列のサンプリング周波数fs
iをデジタル信号のままで出力サンプリング周波数fs
oに変換された出力サンプル列を得ることができる。
Upper N + M of the hold data of the second register (12)
When the bits are supplied to the arithmetic circuit (6), the sampling frequency fs of the input sample sequence is input from the input sample sequence input terminal (7) in this arithmetic circuit (6) as in the conventional case.
i is a digital signal and is output as sampling frequency fs
The output sample sequence converted into o can be obtained.

また他の実施例として、第1図の構成のうち1部あるい
は全部をデジタルシグナルプロセッサに代表されるよう
なプログラマブル演算プロセッサを使って置き換える手
段がある。この場合、命令シーケンスを適当に設定する
ことにより、第1図の実施例と同様な機能及び効果を実
現できる。また本発明は上述実施例に限らず、本発明の
要旨を逸脱することなくその他種々の構成が取り得るこ
とは勿論である。
As another embodiment, there is a means for replacing part or all of the configuration shown in FIG. 1 with a programmable arithmetic processor represented by a digital signal processor. In this case, the function and effect similar to those of the embodiment of FIG. 1 can be realized by appropriately setting the instruction sequence. Further, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

H 発明の効果 本発明に依れば入力サンプル列のサンプリング周波数f
siを所望のサンプリング周波数fsoの出力サンプル
列にデジタル信号のままで変換でき、更に本発明に依れ
ばPLL回路(2)の倍周比を変えることなく分解精度を
上げることができる利益がある。
H Effect of the Invention According to the present invention, the sampling frequency f of the input sample sequence is
si can be converted into an output sample sequence of a desired sampling frequency fso as a digital signal as it is, and further, according to the present invention, there is an advantage that the resolution accuracy can be improved without changing the frequency multiplication ratio of the PLL circuit (2). .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明サンプリング周波数変換装置の一実施例
を示す構成図、第2図は第1図のタイミング波形図、第
3図は従来のサンプリング周波数変換装置の例を示す構
成図、第4図,第5図,第6図及び第7図は夫々サンプ
リング周波数変換装置の説明に供する線図である。 (1)は入力サンプリング周波数信号入力端子、(2)はPL
L回路、(4)は出力サンプリング周波数信号入力端子、
(6)は演算回路、(9)はカウンタ、(10)は第1のレジス
タ、(11)はアダー、(12)は第2のレジスタである。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a sampling frequency converter of the present invention, FIG. 2 is a timing waveform diagram of FIG. 1, and FIG. 3 is a block diagram showing an example of a conventional sampling frequency converter. FIG. 5, FIG. 6, FIG. 6 and FIG. 7 are diagrams for explaining the sampling frequency converter, respectively. (1) is input sampling frequency signal input terminal, (2) is PL
L circuit, (4) output sampling frequency signal input terminal,
(6) is an arithmetic circuit, (9) is a counter, (10) is a first register, (11) is an adder, and (12) is a second register.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力サンプリング周波数を倍周したタイミ
ングパルスをクロック入力信号とするカウンタと、 該カウンタの出力信号が供給されると共に上記出力サン
プリング周波数を分周したタイミングパルスをラッチ入
力信号とする第1のレジスタと、 該第1のレジスタのホールドデータを一方の入力信号と
するアダーと、 該アダーの出力信号をデータ入力信号とし、上記出力サ
ンプリング周波数であるタイミングパルスをラッチ入力
信号とする第2のレジスタとを有し、 該第2のレジスタのホールドデータを上記アダーの他方
の入力信号とすると共にこの第2のレジスタのホールド
データを出力サンプル値算出用のパラメータあるいはサ
ンプリング周波数変換用の制御量として用いることを特
徴とするサンプリング周波数変換装置。
1. A counter that uses a timing pulse whose frequency is an input sampling frequency as a clock input signal, and a timing pulse that is supplied with an output signal of the counter and that has a frequency obtained by dividing the output sampling frequency as a latch input signal. A first register; an adder that uses the hold data of the first register as one input signal; a second input that uses the output signal of the adder as a data input signal and the timing pulse that is the output sampling frequency as a latch input signal And the hold data of the second register is used as the other input signal of the adder, and the hold data of the second register is used as an output sample value calculation parameter or a control amount for sampling frequency conversion. A sampling frequency converter characterized by being used as.
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