JPH04332214A - high speed interpolator - Google Patents
high speed interpolatorInfo
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- JPH04332214A JPH04332214A JP3102474A JP10247491A JPH04332214A JP H04332214 A JPH04332214 A JP H04332214A JP 3102474 A JP3102474 A JP 3102474A JP 10247491 A JP10247491 A JP 10247491A JP H04332214 A JPH04332214 A JP H04332214A
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- latch
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は補間装置に係わり、特に
画像信号のように高速な標本化周波数を必要とする信号
処理に最適な補間装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an interpolation device, and more particularly to an interpolation device most suitable for processing signals such as image signals that require a high sampling frequency.
【0002】0002
【従来の技術】TV画像信号処理において標本化周波数
の変換を必要とする場合がしばしば生ずる。画像信号処
理では標本化周波数が10数MHzにもなるため、標本
化周波数の変換は高速回路が必要となり、さらに標本化
周波数の変換比が2のべき乗でない場合には構成ハード
ウェアが複雑となるので、最も補間次数の低い線形補間
がよく用いられる。この一例として、坂本他「適応形サ
ンプル周波数変換器」、TV学会技術報告pp.1−6
,vol.11,no.15,昭62.9に述べられた
標本化周波数変換器がある。また、標本化周波数の変換
比を自由に選ぶことが出来る標本化周波数変換器として
、特願昭61−15633号に述べられた補間方式があ
る。2. Description of the Related Art In TV image signal processing, conversion of sampling frequency is often required. In image signal processing, the sampling frequency can be as high as 10-odd MHz, so a high-speed circuit is required to convert the sampling frequency, and if the conversion ratio of the sampling frequency is not a power of 2, the configuration hardware becomes complex. Therefore, linear interpolation with the lowest interpolation order is often used. An example of this is Sakamoto et al., "Adaptive Sample Frequency Converter," TV Society Technical Report pp. 1-6
, vol. 11, no. There is a sampling frequency converter described in No. 15, 1986. Furthermore, as a sampling frequency converter that can freely select the conversion ratio of the sampling frequency, there is an interpolation method described in Japanese Patent Application No. 15633/1983.
【0003】0003
【発明が解決しようとする課題】補間装置では、入力デ
ータ系列の標本時点に対して、出力データ時点を決める
ための計時回路が必要である。画像信号処理で用いる信
号の標本化周波数は、数十MHzにもなるから、異なる
標本化周波数の系の間で標本化周波数を変換するには、
GHzオーダーの高速クロック信号で動作する計時装置
が必要となる。そこでクロックパルスの時間分解能を大
きくするため、上記従来技術の第一の例では、図3に示
すような計時装置を用いている。SUMMARY OF THE INVENTION The interpolation device requires a timekeeping circuit for determining the output data point in time with respect to the sample point in the input data series. The sampling frequency of signals used in image signal processing is several tens of MHz, so to convert the sampling frequency between systems with different sampling frequencies,
A timekeeping device that operates with a high-speed clock signal on the order of GHz is required. Therefore, in order to increase the time resolution of the clock pulse, the first example of the prior art uses a timing device as shown in FIG. 3.
【0004】図3において、311,312,313,
〜,31Nは遅延素子、32はNビットのラッチ回路、
33はROMである。入力標本化信号f1を遅延素子列
311,〜,31Nに入力して、遅延素子の遅延時間τ
d ずつずれた標本化信号が得られる。これらの信号を
出力標本化信号f2でラッチすると、f1とf2の時間
差がτd の時間精度で読み取ることが出来る。遅延素
子として、論理ゲート回路のゲート遅延時間を用い、数
nSの時間分解能が実現出来る。しかしながら、用いる
素子の数が非常に多くなり、素子間偏差、温度変動など
によるクロック時間精度が悪くなり、ジッタが増え、正
確な標本化周波数変換が出来ない等の問題がある。また
、回路が複雑になるため、低次の補間しか実現できず、
補間精度が悪くなる欠点もある。In FIG. 3, 311, 312, 313,
~, 31N is a delay element, 32 is an N-bit latch circuit,
33 is a ROM. Input the input sampling signal f1 to the delay element arrays 311, 31N, and calculate the delay time τ of the delay elements.
A sampled signal shifted by d is obtained. By latching these signals with the output sampling signal f2, the time difference between f1 and f2 can be read with a time accuracy of τd. By using the gate delay time of a logic gate circuit as a delay element, a time resolution of several nS can be achieved. However, there are problems such as an extremely large number of elements used, poor clock time accuracy due to inter-element deviations, temperature fluctuations, etc., increased jitter, and inability to perform accurate sampling frequency conversion. Also, because the circuit becomes complicated, only low-order interpolation can be achieved.
There is also the drawback that interpolation accuracy deteriorates.
【0005】一方、特願昭61−15633 号に述べ
られた方式では、高次の補間が可能であるが、計時装置
のクロックは、やはり高速なものが必要であり、十分実
用的とは言えない。On the other hand, the method described in Japanese Patent Application No. 15633/1983 allows high-order interpolation, but the clock of the timekeeping device still needs to be high-speed, so it cannot be said to be fully practical. do not have.
【0006】本発明の目的は、画像信号のような高速な
信号に対して、直線補間より精度の良い高次の補間が可
能で、しかもクロック時間精度が高く、なおかつ比較的
、低速な回路素子で実現できる補間装置を提供すること
にある。An object of the present invention is to provide a circuit element that is capable of performing high-order interpolation with higher precision than linear interpolation for high-speed signals such as image signals, has high clock time precision, and is relatively slow. The object of the present invention is to provide an interpolation device that can be realized using the following methods.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、時変係数フィルタを用いた補間装置で、高速クロッ
クを用いる代わりに、固定発振器と可変遅延素子を用い
て等価的に時間分解能を上げる方法を用いる。時変係数
フィルタを用いる補間装置に付いては、上述の特願昭6
1−15633 号に詳述されているが、若干説明する
。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, an interpolation device using a time-varying coefficient filter uses a fixed oscillator and a variable delay element instead of using a high-speed clock to achieve equivalent time resolution. Use the method of increasing Regarding the interpolation device using a time-varying coefficient filter, the above-mentioned patent application No. 6
Although it is detailed in No. 1-15633, I will explain it briefly.
【0008】標本化定理によれば、図4に示したように
、周期T1 で標本化されたデータ列f(nT1)から
、元の時間関数f(t)は、Sinc(t)=sint
/tを用いて f(t)=Σf(nT)
Sinc{π(t−nT1)/T1}=Σf(nT1)
Sc(n,τ) (数1)と表すことができる。ここ
でτ=t/T1は出力時刻tをT1周期で計るときの端
数である。数1は離散デ−タf(nT1)の一次結合で
時刻tのデ−タ値を予測するとき、結合係数Sc(n,
τ)はtの関数となることを示している。時変係数Sc
(n,τ)はt=nT1で1、t=mT1(m≠n,m
,nは整数)で0となる性質を持つ関数であり、数1の
Sinc(t)や、数値解析で用いられるLagr
angeの補間多項式など、いろいろな関数が知られて
いる。According to the sampling theorem, as shown in FIG. 4, from the data sequence f(nT1) sampled at period T1, the original time function f(t) is calculated as Sinc(t)=sint
/t using f(t)=Σf(nT)
Sinc{π(t-nT1)/T1}=Σf(nT1)
It can be expressed as Sc(n, τ) (Equation 1). Here, τ=t/T1 is a fraction when measuring the output time t in T1 period. Equation 1 shows the coupling coefficient Sc(n,
τ) is a function of t. Time-varying coefficient Sc
(n, τ) is 1 at t=nT1, t=mT1 (m≠n, m
, n is an integer) and has the property of being 0, such as Sinc(t) in Equation 1 and Lagr used in numerical analysis.
Various functions are known, such as ange's interpolation polynomial.
【0009】また数1は、有限個のデータNで近似する
と、補間値f(t)は、時変係数Sc(n,τ)をもつ
非巡回型(FIR)フィルタの出力として得られること
を示している。このことから補間(あるいは標本化周波
数変換)は、時変係数フィルタによりハードウェアとし
て実現できることが分かる。時変係数Sc(n,τ)を
定めるパラメータn,τは、第二の標本化周期T2によ
って与えられるデータ出力時刻tにより、
t=nT1+τ=mT2
(数2)と表される。In addition, Equation 1 shows that when approximated by a finite number of data N, the interpolated value f(t) can be obtained as the output of an acyclic (FIR) filter with time-varying coefficients Sc(n, τ). It shows. This shows that interpolation (or sampling frequency conversion) can be implemented in hardware using a time-varying coefficient filter. The parameters n, τ that determine the time-varying coefficient Sc(n, τ) are determined by the data output time t given by the second sampling period T2, and are determined by the following formula: t=nT1+τ=mT2
(Math. 2)
【0010】補間装置全体のハードウェア構成を図5に
示す。図において、510,〜,51N−1,51Nは
係数掛算器、521,〜,52Nは遅延素子、531,
〜,53Nは加減算器、54はROM、55は計時装置
、56はカウンタ、57はラッチである。数2における
補間時刻tを決めるτを求める計時装置55は、T1
よりも充分高速なクロックパルスをカウンタ56に入力
し、T1 周期でリセットし、計数値をT2 周期でラ
ッチ57に読み出すことで実現できる。時変係数Sc(
n,τ)を前もってROM54に書き込んでおき、求め
たτによりこれを読み出し、FIRフィルタの係数とし
て与えれば、時変係数フィルタによる補間装置が実現さ
れる。FIG. 5 shows the hardware configuration of the entire interpolation device. In the figure, 510, ~, 51N-1, 51N are coefficient multipliers, 521, ~, 52N are delay elements, 531,
. . . , 53N are adders/subtractors, 54 is a ROM, 55 is a clock device, 56 is a counter, and 57 is a latch. The timekeeping device 55 that calculates τ that determines the interpolation time t in Equation 2 is T1
This can be achieved by inputting a sufficiently faster clock pulse to the counter 56, resetting it at the T1 period, and reading the counted value to the latch 57 at the T2 period. Time-varying coefficient Sc(
n, τ) is written in advance in the ROM 54, read out using the determined τ, and given as a coefficient of the FIR filter, an interpolation device using a time-varying coefficient filter can be realized.
【0011】上記の計時装置を用いる方法の欠点は、入
出力標本化周波数fs1とfs2の比が簡単な整数でな
い場合には、クロック周波数fCLK が非常に高くな
り、実現が困難となることである。そこで、クロック発
振器として、固定発振器と、可変分周器と、可変遅延素
子を組み合わせ、等価的に時間分解能を高くする方法を
用いる。The disadvantage of the method using the above-mentioned timing device is that if the ratio of the input/output sampling frequencies fs1 and fs2 is not a simple integer, the clock frequency fCLK becomes very high, making it difficult to implement. . Therefore, a method is used in which a fixed oscillator, a variable frequency divider, and a variable delay element are combined as a clock oscillator to equivalently increase the time resolution.
【0012】原理構成を図6に示す。図において、61
は固定周波数発振器、62は分周器、63は遅延器、6
4,65はラッチである。固定発振器61からのクロッ
ク周期をTCLK=1/fCLK、分周器62の分周段
数をM、遅延器63の一遅延素子当りの遅延時間をdと
すると、遅延器63の遅延段数はL=M・TCLK/d
以上用意して置けば十分である。分周器62のカウン
ト数mと、遅延器の遅延段数lを入出力標本時点で計測
し、t1=(m1,l1)とt2=(m2,l2)の差
を求めれば、補間時刻τ=t2−t1={(m2−m1
)・L+l2−l1}・dが得られる。The basic configuration is shown in FIG. In the figure, 61
is a fixed frequency oscillator, 62 is a frequency divider, 63 is a delay device, 6
4 and 65 are latches. If the clock period from the fixed oscillator 61 is TCLK=1/fCLK, the number of division stages of the frequency divider 62 is M, and the delay time per delay element of the delay device 63 is d, then the number of delay stages of the delay device 63 is L= M・TCLK/d
It is sufficient to have the above prepared. If the count number m of the frequency divider 62 and the number l of delay stages of the delay device are measured at the input/output sample time, and the difference between t1 = (m1, l1) and t2 = (m2, l2) is calculated, the interpolation time τ = t2-t1={(m2-m1
)・L+l2−l1}・d is obtained.
【0013】[0013]
【作用】上述した分周器と、遅延器を用いる計時装置の
効果を具体的数値例で説明する。100nS周期の信号
(周波数10MHz)を時間分解能1nSの精度で制御
する場合、単独の発振器で実現しようとすると、1GH
zの可変発振器と、100分周の高速分周器が必要とな
る。これを実現するにはECLのような高速の回路素子
が必要となる。また、同じ事を遅延素子だけで実現しよ
うとすると、10MHzの発振器と1nSの遅延素子が
100段連なった遅延素子と、その選択制御回路が必要
となり、やはり、回路は高速かつ複雑となってしまう。
そこで、[課題を解決するための手段]の項で述べたよ
うな方法を用いると、100MHzの固定発振器と2分
周の分周器と、1nSの遅延素子を20段組み合わせた
遅延器があれば、同等の機能が実現できる。これらはす
べて中程度の値であり、通常よく用いられるIC技術で
容易に実現することが出来る。[Operation] The effects of the timekeeping device using the frequency divider and delay device described above will be explained using a specific numerical example. When controlling a signal with a period of 100 nS (frequency 10 MHz) with a time resolution of 1 nS, if you try to realize it with a single oscillator, it will require 1 GHz.
A variable oscillator of z and a high speed divider of 100 are required. To achieve this, high-speed circuit elements such as ECL are required. Furthermore, if we tried to achieve the same thing using only delay elements, we would need a delay element consisting of 100 stages of a 10MHz oscillator and a 1nS delay element, and a selection control circuit for the delay element, which would result in a high-speed and complicated circuit. . Therefore, if we use the method described in the [Means for solving the problem] section, we can create a delay device that combines a 100MHz fixed oscillator, a 2-frequency divider, and 20 stages of 1nS delay elements. If so, equivalent functionality can be achieved. These are all moderate values and can be easily realized using commonly used IC technology.
【0014】時間計測を、長さを計る物差しに例えて説
明すると、上記計時装置は主尺と副尺を持つノギスに例
えられる。分周器は目盛りの粗い主尺に、遅延器は細か
い目盛りを持つ副尺に相当する。主尺だけでは、精度を
上げるのが困難であり、副尺だけでは、精度は高いが、
短い距離しか計れない。両者を組み合わせることによっ
て、大きい長さを高い精度で、計ることが出来る。[0014] To explain time measurement using a ruler for measuring length, the above-mentioned timekeeping device can be compared to a caliper having a main scale and a vernier scale. The frequency divider corresponds to a main scale with coarse graduations, and the delay device corresponds to a vernier scale with fine graduations. It is difficult to increase accuracy with only the main scale, and with only a vernier scale, accuracy is high, but
Can only measure short distances. By combining the two, large lengths can be measured with high accuracy.
【0015】[0015]
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明の一実施例の構成を示す図であり、図
において、1はカウンタ、2は遅延器、21,22,〜
,2Nは遅延素子、3,4,5,9はラッチ、6,7は
デコーダ、8は加減算器である。クロック信号fCLK
は、カウンタ1に入力すると共に、遅延器2にも入力
される。遅延器2は遅延時間dの遅延素子21,22,
〜,2N を縦続接続して構成されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. In the diagram, 1 is a counter, 2 is a delay device, 21, 22, . . .
, 2N are delay elements, 3, 4, 5, and 9 are latches, 6 and 7 are decoders, and 8 is an adder/subtractor. Clock signal fCLK
is input to the counter 1 and also to the delay device 2. The delay device 2 includes delay elements 21, 22, with a delay time d.
. . , 2N are connected in cascade.
【0016】カウンタ1は、入力標本化信号fs1で、
周期T1=1/fs1 ごとにリセットされる。と同時
に、遅延器2のクロック位置をラッチ5に保存し、さら
にデコーダ7でクロック時刻l1に変換する。カウンタ
1のカウント値m1=0(fs1ごとにリセットされる
から)であるから、手段の項で述べた入力標本値の入力
時刻t1はt1=(m1,l1)=(0,l1)となる
。次に、カウンタ1のカウント値、及び遅延器2のクロ
ック位置を、出力標本化信号fs2で周期T2=1/f
s2 ごとに、ラッチ3,4にそれぞれ保存する。ラッ
チ4の値をデコーダ6でクロック時刻l2 に変換する
と共に、ラッチ3の値をデコーダ6に入力し、出力標本
時刻t2=(m2,l2)=m2・L+l2 を求める
。ここでLは遅延器2の遅延段数で、クロック周期TC
LK=1/fCLK、遅延器2の一遅延素子当りの遅延
時間dから、L=TCLK /dと成るように決める。
加減算器8により、デコーダ6の値t2 からデコーダ
7の値t1 を減算し、結果をラッチ9に保存する。こ
うして、補間時刻τ=t2 −t1 を、遅延時間dの
精度で求めることが出来る。具体的にTTL等を用いて
、ゲート遅延時間を上記のdに用いると、5nS程度の
値は容易に得られる。これにより時間精度は200MH
zの高速クロックを用いたのと同等な効果が得られる。Counter 1 receives input sampled signal fs1,
It is reset every cycle T1=1/fs1. At the same time, the clock position of the delay device 2 is stored in the latch 5, and further converted into a clock time l1 by the decoder 7. Since the count value m1 of counter 1 is 0 (because it is reset every fs1), the input time t1 of the input sample value mentioned in the section of means becomes t1 = (m1, l1) = (0, l1). . Next, the count value of counter 1 and the clock position of delay device 2 are set at period T2 = 1/f using output sampling signal fs2.
Each time s2 is stored in latches 3 and 4, respectively. The value of latch 4 is converted to clock time l2 by decoder 6, and the value of latch 3 is input to decoder 6 to obtain output sample time t2=(m2,l2)=m2·L+l2. Here, L is the number of delay stages of delay device 2, and the clock period TC
From LK=1/fCLK and delay time d per delay element of delay device 2, it is determined that L=TCLK/d. The adder/subtractor 8 subtracts the value t1 of the decoder 7 from the value t2 of the decoder 6, and stores the result in the latch 9. In this way, the interpolated time τ=t2 −t1 can be determined with the accuracy of the delay time d. Specifically, if TTL or the like is used and the gate delay time is used as the above d, a value of about 5 nS can be easily obtained. As a result, the time accuracy is 200MH
The same effect as using a high speed clock of z can be obtained.
【0017】一方、実際に200MHzの高速クロック
を用いると、10数MHzの標本化周波数に対して、遅
延段数は20程度となり、高速動作する必要のある回路
規模が大きくなる。ところが、上記実施例ではクロック
周波数を20〜50MHz程度の値にすることが出来、
高速動作をさせる必要が無くなり、遅延段数も数段で済
むので、回路規模も小さくなる効果がある。On the other hand, if a high-speed clock of 200 MHz is actually used, the number of delay stages will be about 20 for a sampling frequency of 10-odd MHz, and the scale of the circuit required to operate at high speed will become large. However, in the above embodiment, the clock frequency can be set to a value of about 20 to 50 MHz,
Since there is no need for high-speed operation and only a few delay stages are required, the circuit size can be reduced.
【0018】本発明による他の実施例を図2に示す。図
2において、20は第1の実施例と同じ構成の計時装置
、21,22,23はラッチ、24は加減算器、25は
デコーダである。この実施例では、入力標本化周波数が
未知の場合や、一定でない場合に適用する。このような
場合には、入力標本化周期T1 を測定する必要がある
。そこで、カウンタ1のカウント値(fs1でリセット
する直前の値)と、デコーダ7の値を入力標本周期T1
でラッチ21,23に保持する。ラッチ23に保持し
たt1n−1と、デコーダ7の値t1nを加減算器24
に入力し、差δ=t1n−1−t1nを求める。これに
カウンタ1のカウント値m1 にLを掛けて、加算する
と入力標本化周期T1=m1L+δが得られる。この演
算はデコーダ25で実行される。得られた結果はラッチ
22に保持され、ディジタル補間器の係数ROM54に
入力する。係数ROMで、τ/T1 を計算することに
より、T1 が未知の場合や、変動する場合にも、本発
明を実施することが出来る。Another embodiment according to the invention is shown in FIG. In FIG. 2, 20 is a clock device having the same configuration as the first embodiment, 21, 22, 23 are latches, 24 is an adder/subtractor, and 25 is a decoder. This embodiment is applied when the input sampling frequency is unknown or not constant. In such a case, it is necessary to measure the input sampling period T1. Therefore, the count value of counter 1 (the value immediately before being reset with fs1) and the value of decoder 7 are input at sampling period T1.
It is held in the latches 21 and 23. The adder/subtracter 24 adds and subtracts t1n-1 held in the latch 23 and the value t1n of the decoder 7.
and calculate the difference δ=t1n-1-t1n. The count value m1 of counter 1 is multiplied by L and added to obtain the input sampling period T1=m1L+δ. This calculation is executed by the decoder 25. The obtained result is held in the latch 22 and input to the coefficient ROM 54 of the digital interpolator. By calculating τ/T1 using the coefficient ROM, the present invention can be implemented even when T1 is unknown or varies.
【0019】実際の論理ゲートの遅延時間は、電源電圧
や周囲温度,素子の製造偏差等によって、ばらつきを生
ずる。従って、IC等で上記遅延器を構成する場合には
、この点に対する考慮が必要となる。具体的には、クロ
ック周期TCLK と、遅延素子の遅延時間dとの比で
決まる、遅延段数L=TCLK/d の値が変動するこ
とになる。Lの値は、実施例(図1)のカウンタ1のカ
ウント値を、補間時刻τあるいは入力標本化周期T1
に換算する、デコーダ6あるいは25に入力するので、
この値が正確でないとτ,T1 の値が誤ってしまう。
そこで、Lを測定する回路が必要となる。The actual delay time of a logic gate varies depending on the power supply voltage, ambient temperature, manufacturing deviation of the device, and the like. Therefore, when configuring the delay device using an IC or the like, consideration must be given to this point. Specifically, the value of the number of delay stages L=TCLK/d, which is determined by the ratio between the clock period TCLK and the delay time d of the delay element, changes. The value of L is the count value of counter 1 in the embodiment (FIG. 1) at interpolation time τ or input sampling period T1.
Since it is input to decoder 6 or 25,
If this value is not accurate, the values of τ and T1 will be incorrect. Therefore, a circuit for measuring L is required.
【0020】図7に、この点を考慮した本発明の別の実
施例を示す。図において、2は図1の実施例と同じ構成
の遅延器、21,〜,2L−1,2L,2L+1,〜,
2Nは遅延素子、71はラッチ、72はデコーダである
。遅延段数LおよびNは、遅延素子の遅延時間の平均値
をd0、変動範囲の最小値をdmとするとき、L=TC
LK/d0、N=TCLK/dmと成るように定める。
遅延時間の変動によるクロック出力をすべて含むように
、ラッチ71に入力し、クロック信号で保持する。ラッ
チ71はクロック時間位置の前後で、論理レベルが変わ
る出力となるので、これをデコーダ72で、クロック位
置に相当する遅延段数Lに変換する。得られたLを、補
間時刻τあるいは入力標本化周期T1 に換算する、デ
コーダ6あるいは23(実施例図2)に入力することで
、τ,T1 の正確な値が求められる。以上述べた実施
例により、遅延素子の遅延時間が変動する場合にも正確
に動作する、補間装置が得られる。FIG. 7 shows another embodiment of the present invention that takes this point into account. In the figure, 2 is a delay device having the same configuration as the embodiment in FIG.
2N is a delay element, 71 is a latch, and 72 is a decoder. The number of delay stages L and N is L=TC, where the average value of the delay time of the delay element is d0, and the minimum value of the variation range is dm.
LK/d0, N=TCLK/dm. It is input to the latch 71 and held by a clock signal so as to include all clock outputs due to variations in delay time. Since the latch 71 outputs an output whose logic level changes before and after the clock time position, the decoder 72 converts this into the number of delay stages L corresponding to the clock position. Accurate values of τ and T1 can be obtained by inputting the obtained L to the decoder 6 or 23 (embodiment shown in FIG. 2), which converts it into an interpolation time τ or an input sampling period T1. The embodiments described above provide an interpolation device that operates accurately even when the delay time of the delay element varies.
【0021】[0021]
【発明の効果】本発明によれば、標本化周波数の変換比
が2のべき乗でない場合や、画像信号処理の様な高速信
号を扱う場合のように、標本化周波数が高くなる場合の
標本化周波数変換を容易に行うことが出来る。従来の回
路のように、高速動作する回路素子を用いる事なく、比
較的低速な通常用いられる回路技術で行う事ができ、回
路の簡略化,設計の容易化が図れる。Effects of the Invention According to the present invention, sampling is performed when the sampling frequency becomes high, such as when the conversion ratio of the sampling frequency is not a power of 2 or when handling high-speed signals such as image signal processing. Frequency conversion can be easily performed. Unlike conventional circuits, this can be done using relatively low-speed commonly used circuit technology without using high-speed operating circuit elements, making it possible to simplify the circuit and facilitate its design.
【0022】逆に、回路規模はさほど複雑にせず、変換
精度の高い高次の補間を用いる事が出来るので、標本化
周波数変換の精度が良くなる利点もある。On the other hand, since high-order interpolation with high conversion accuracy can be used without making the circuit scale very complicated, there is an advantage that the accuracy of sampling frequency conversion is improved.
【0023】また、電源電圧変動,周囲温度変動,製造
素子特性偏差等による、素子の遅延時間変動を補正する
手段を有しているので、IC化する事も容易であり、回
路の小型化、経済化を図ることが出来る。さらに、すべ
てディジタル回路で構成しているので、ディジタル処理
技術の浸透と共に、広い分野に応用することが可能であ
る。In addition, since it has means for correcting element delay time fluctuations due to power supply voltage fluctuations, ambient temperature fluctuations, manufactured element characteristic deviations, etc., it is easy to integrate it into an IC, resulting in miniaturization of the circuit and Economicalization can be achieved. Furthermore, since it is entirely composed of digital circuits, it can be applied to a wide range of fields as digital processing technology spreads.
【図1】本発明の1実施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of one embodiment of the present invention.
【図2】本発明の他の実施例の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of another embodiment of the present invention.
【図3】補間器の従来例の部分構成図である。FIG. 3 is a partial configuration diagram of a conventional example of an interpolator.
【図4】本発明で用いる補間の原理を説明する図である
。FIG. 4 is a diagram illustrating the principle of interpolation used in the present invention.
【図5】ディジタル補間器の他の従来例の構成図である
。FIG. 5 is a configuration diagram of another conventional example of a digital interpolator.
【図6】本発明による計時回路の原理図である。FIG. 6 is a principle diagram of a timekeeping circuit according to the invention.
【図7】本発明によるさらに別の実施例の部分構成図で
ある。FIG. 7 is a partial configuration diagram of yet another embodiment according to the present invention.
1,56…カウンタ、2…遅延器、21,22,〜,2
L−1,2L,2L+1,〜,2N、311,312,
313,〜,31N,521,〜,52N…遅延素子、
3,4,5,9,21,22,23,32,57,71
…ラッチ、6,7,25,72…デコーダ、8,24,
531,〜,53N…加算器、33,54…ROM、5
10,〜、51N−1,51N…係数掛算器、20,5
5…計時装置。1, 56... Counter, 2... Delay device, 21, 22, ~, 2
L-1, 2L, 2L+1, ~, 2N, 311, 312,
313, ~, 31N, 521, ~, 52N...delay element,
3, 4, 5, 9, 21, 22, 23, 32, 57, 71
...Latch, 6, 7, 25, 72...Decoder, 8, 24,
531, ~, 53N... Adder, 33, 54... ROM, 5
10, ~, 51N-1,51N...Coefficient multiplier, 20,5
5... Timing device.
Claims (4)
で、周期的に初期設定される計時装置によって、第二の
標本化パルス信号(周波数fs2)の標本化時刻を計測
し、該標本化時刻で決まる係数を持つ時変係数フィルタ
を用いて、前記第一の標本化周波数fs1 で標本化さ
れた入力信号系列を、第二の標本化周波数fs2で標本
化し直した出力信号系列に変換する補間装置において、
前記第一及び第二の標本化周波数の何れよりも高速なク
ロック信号を、カウンタを通して、前記クロック信号周
期よりも短い遅延時間を有する遅延素子列からなる多段
遅延回路に入力し、該多段遅延回路の各段からの出力を
、前記第一及び第二の標本化時刻で保持するラッチ回路
と、該ラッチ出力をデコードして、クロック位置情報に
変換するデコーダとを設け、該デコーダ出力値と、前記
カウンタ出力値とから、前記第一及び第二の標本化時刻
を求める計時装置を用いることを特徴とする高速補間装
置。Claim 1: First sampling pulse signal (frequency fs1)
Then, the sampling time of the second sampling pulse signal (frequency fs2) is measured by a clock device that is periodically initialized, and a time-varying coefficient filter having a coefficient determined by the sampling time is used to calculate the above-mentioned In an interpolation device that converts an input signal sequence sampled at a first sampling frequency fs1 to an output signal sequence resampled at a second sampling frequency fs2,
A clock signal faster than either of the first and second sampling frequencies is inputted through a counter to a multistage delay circuit including a delay element array having a delay time shorter than the clock signal cycle, the multistage delay circuit a latch circuit that holds the output from each stage at the first and second sampling times, and a decoder that decodes the latch output and converts it into clock position information, and the decoder output value and A high-speed interpolation device characterized by using a timekeeping device that calculates the first and second sampling times from the counter output value.
て、前記クロック信号を、前記第一の標本化周波数fs
1 でリセットされるカウンタと、前記多段遅延回路に
入力し、該多段遅延回路の各段からのクロック出力を、
前記第一及び第二の標本化時刻で保持する第一及び第二
のラッチ回路と、該第一のラッチ出力をデコードして、
前記第一の標本化時刻に変換する第一のデコーダと、前
記カウンタの出力値を前記第二の標本化時刻で保持する
第三のラッチと、該第三及び前記第二のラッチ出力をデ
コードして、前記第二の標本化時刻に変換する第二のデ
コーダとを設け、該第二のデコーダ出力値から、前記第
一のデコーダ出力値を減算することにより、前記標本化
時刻を決定する計時装置を用いることを特徴とする高速
補間装置。2. The timing device of the interpolation device according to claim 1, wherein the clock signal is set at the first sampling frequency fs.
1, and a clock output from each stage of the multistage delay circuit.
first and second latch circuits that hold at the first and second sampling times, and decoding the first latch output;
a first decoder for converting to the first sampling time; a third latch for holding the output value of the counter at the second sampling time; and decoding the third and second latch outputs. and a second decoder that converts the sampling time to the second sampling time, and the sampling time is determined by subtracting the first decoder output value from the second decoder output value. A high-speed interpolation device characterized by using a timing device.
計時装置において、前記カウンタの出力値を前記第一の
標本化時刻で保持する第四のラッチと、前記第一のデコ
ーダ出力値を前記第一の標本化時刻で保持する第五のラ
ッチとを設け、該第五のラッチの保持値から、前記第一
のデコーダ出力値を減算し、その結果と前記第四のラッ
チを入力して、前記第一の標本化信号の周期(1/fs
1)を求める第三のデコーダを設け、該デコーダの出力
値を用いて、前記時変係数フィルタの係数を決定するこ
とを特徴とする高速補間装置。3. The timekeeping device of the interpolation device according to claim 1 and claim 2, further comprising: a fourth latch that holds the output value of the counter at the first sampling time; and the first decoder output value. a fifth latch that holds the value at the first sampling time, subtracts the first decoder output value from the value held in the fifth latch, and inputs the result and the fourth latch. and the period of the first sampling signal (1/fs
A high-speed interpolation device characterized in that a third decoder for determining 1) is provided, and a coefficient of the time-varying coefficient filter is determined using an output value of the decoder.
計時装置において、前記多段遅延回路の遅延素子列の段
数を、該遅延素子の最大遅延時間を前記クロック周期で
割り算した値よりも大きい値とし、該多段遅延回路の各
段からのクロック出力を、前記多段遅延回路の入力クロ
ックで保持する第六のラッチと、該ラッチ出力をデコー
ドして、前記クロック周期を遅延段数に換算する係数(
L)を求める第四のデコーダを設け、該換算係数を前記
第一,第二,及び第三のデコーダに入力することを特徴
とする高速補間装置。4. In the timing device of the interpolation device according to claims 1 and 2, the number of stages of the delay element array of the multistage delay circuit is greater than the value obtained by dividing the maximum delay time of the delay element by the clock period. a sixth latch that holds the clock output from each stage of the multi-stage delay circuit using the input clock of the multi-stage delay circuit; and the latch output is decoded to convert the clock period into the number of delay stages. coefficient(
A high-speed interpolation device, characterized in that a fourth decoder is provided for determining L), and the conversion coefficient is input to the first, second, and third decoders.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3102474A JPH04332214A (en) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | high speed interpolator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3102474A JPH04332214A (en) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | high speed interpolator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04332214A true JPH04332214A (en) | 1992-11-19 |
Family
ID=14328456
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3102474A Pending JPH04332214A (en) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | high speed interpolator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04332214A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5473280A (en) * | 1993-02-18 | 1995-12-05 | Hitachi, Ltd. | Modulation/demodulation method and system for realizing quadrature modulation/demodulation technique used in digital mobile radio system with complex signal processing |
-
1991
- 1991-05-08 JP JP3102474A patent/JPH04332214A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5473280A (en) * | 1993-02-18 | 1995-12-05 | Hitachi, Ltd. | Modulation/demodulation method and system for realizing quadrature modulation/demodulation technique used in digital mobile radio system with complex signal processing |
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