專利名稱：內(nèi)插處理電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從離散數(shù)據(jù)生成內(nèi)插數(shù)據(jù)的內(nèi)插處理電路。
背景技術(shù)：
原來，CD型(光盤)再現(xiàn)裝置等中使用過采樣方式的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。該數(shù)模轉(zhuǎn)換器在離散輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)之間使用sinc函數(shù)進行內(nèi)插處理。但是，由于該sinc函數(shù)在±∞處收斂到0，有一個缺點是以有限值作舍位運算和產(chǎn)生該運算帶來的舍位誤差。雖然一般地把通過內(nèi)插處理得到的階梯波形通過低通濾波器，但通過低通濾波器帶來產(chǎn)生相位失真和輸出波形失真的缺點。
尤其，使用上述的sinc函數(shù)的內(nèi)插處理中，使用把該sinc函數(shù)值存儲在表中、必要時讀出或保持為數(shù)字濾波器的抽頭系數(shù)的方法，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。因此，希望有一種可通過簡單結(jié)構(gòu)進行內(nèi)插處理的內(nèi)插處理電路。
發(fā)明概述本發(fā)明針對這一點而作出，其目的在于提供一種可通過簡單結(jié)構(gòu)進行內(nèi)插處理的內(nèi)插處理電路。
本發(fā)明的內(nèi)插處理電路的特征在于配備對0次保持的輸入數(shù)據(jù)執(zhí)行過采樣處理的過采樣處理裝置、使用由上述過采樣處理裝置得到的多個數(shù)據(jù)反復(fù)進行2次以上的卷積運算的第一卷積運算裝置，并生成沿著達到所述輸入數(shù)據(jù)的值的整數(shù)倍的二次曲線的內(nèi)插數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的內(nèi)插處理電路的特征在于配備對0次保持的輸入數(shù)據(jù)執(zhí)行過采樣處理的過采樣處理裝置、使用由上述過采樣處理裝置得到的多個第一數(shù)據(jù)進行卷積運算來求出包絡(luò)線的形狀形成為上邊為原來輸入數(shù)據(jù)的寬度的大概0.5倍且下邊為大概1.5倍的對稱梯形的多個第二數(shù)據(jù)的第二卷積裝置、通過使用由上述第二卷積裝置得到的多個所述第二數(shù)據(jù)進行卷積運算，求出包絡(luò)線的形狀形成為底部寬度為原來輸入數(shù)據(jù)的大概2倍的平滑二次曲線的多個第三數(shù)據(jù)的第三卷積運算裝置。
本發(fā)明的一種內(nèi)插處理電路的特征在于配備對0次保持的輸入數(shù)據(jù)執(zhí)行過采樣處理的過采樣處理裝置、使用由上述過采樣處理裝置得到的多個數(shù)據(jù)進行卷積運算來求出包絡(luò)線的形狀形成為底邊為所述輸入數(shù)據(jù)的寬度的大概2倍的等腰三角形的多個數(shù)據(jù)的第四卷積裝置。
本發(fā)明的內(nèi)插處理電路的特征在于配備對于采樣周期為2n·T1的0次保持的輸入數(shù)據(jù)以時間間隔T1進行過采樣處理的過采樣處理裝置、通過對由上述過采樣處理裝置得到的多個數(shù)據(jù)以每次錯開時間間隔T1進行n次加法運算處理來進行n相的卷積運算的第五卷積運算裝置、通過對于由所述第五卷積運算裝置得到的多個數(shù)據(jù)以每次錯開時間間隔T1進行n次加法運算處理來進行n相的卷積運算的第六卷積運算裝置。
特別是希望構(gòu)成為所述第五和第六卷積運算裝置的至少之一包括邊移位所述過采樣處理裝置輸出的n個數(shù)據(jù)邊保持它們的數(shù)據(jù)保持裝置和相加所述數(shù)據(jù)保持裝置中保持的n個數(shù)據(jù)的加法裝置。
希望在所述過采樣處理裝置的前面配備向所述輸入數(shù)據(jù)前后附加具有對稱且與該輸入數(shù)據(jù)成比例的值的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)附加裝置。
附圖的簡單說明

圖1是用于說明第一實施例的數(shù)模轉(zhuǎn)換器進行的內(nèi)插處理的原理的圖；圖2是用于說明第一實施例的數(shù)模轉(zhuǎn)換器進行的內(nèi)插處理的原理的圖；圖3是用于說明第一實施例的數(shù)模轉(zhuǎn)換器進行的內(nèi)插處理的原理的圖；圖4是表示內(nèi)插處理的具體例子的圖；圖5是表示內(nèi)插處理的具體例子的圖；圖6是表示由圖4和5所示的運算最終得到的波形的圖；圖7是表示與圖4所示的部分?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的波形的圖；圖8是表示進行第一次卷積運算的過程的圖；圖9是表示進行第二次卷積運算的過程的圖；圖10是表示進行第三次卷積運算的過程的圖；圖11是表示作為離散數(shù)據(jù)，輸入0，3，7，5，-4，0時的內(nèi)插處理的具體例子的圖；圖12是表示由圖11所示的運算得到的波形的圖；圖13是表示第一實施例的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的圖；圖14是表示第二實施例的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的圖；圖15是表示包含于圖14所示的數(shù)模轉(zhuǎn)換器中的第一、第二和第三卷積運算電路的運算的具體例子的圖；圖16是表示由圖15所示的運算最終得到的波形的圖；圖17是表示在輸入的單一脈沖的兩側(cè)附加對稱的其他脈沖的波形的圖；圖18是表示對于輸入數(shù)據(jù)附加圖17所示的其他脈沖后進行多次卷積運算的結(jié)果的圖；圖19是表示對0次保持的單一脈沖的兩側(cè)附加其他脈沖的電路的結(jié)構(gòu)的圖；圖20是用于說明進行直線內(nèi)插時的原理的圖；圖21是表示進行直線內(nèi)插的第五實施例的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的圖；圖22是作為離散數(shù)據(jù)，輸入0，3，7，5，-4，0時的內(nèi)插處理的具體例子的圖；圖23表示由圖22所示的運算得到的波形的圖。
發(fā)明的最佳實施例下面參考附圖就適用本發(fā)明的數(shù)據(jù)內(nèi)插方式的一個實施例的數(shù)模轉(zhuǎn)換器進行說明。
第一實施例在輸入離散的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)時，第一實施例的數(shù)模轉(zhuǎn)換器以二次曲線平滑地連接這些輸入數(shù)據(jù)來進行內(nèi)插處理。
圖1～圖3是用于說明第一實施例的數(shù)模轉(zhuǎn)換器進行的內(nèi)插處理的原理的圖，表示出把單個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成沿著二次曲線的內(nèi)插數(shù)據(jù)的過程。如圖1所示，考慮0次保持輸入的單個數(shù)據(jù)的振幅為1、長度為2n·T1的情況。輸入離散數(shù)據(jù)時，單個數(shù)據(jù)的長度2n·T1成為輸入數(shù)據(jù)的反復(fù)周期(采樣頻率)。對于圖1所示的數(shù)據(jù)，通過進行每次錯開T1的過采樣處理后進行n次相加的第一次卷積運算，得到圖2所示的下邊為(3n-1)·T1、上邊為(n+1)·T1、高度為n的對稱梯形波。另外，對于該對稱梯形波，通過進行每次錯開T1的n次相加的第二次卷積運算，得到圖3所示的寬度為(4n-1)·T1、振幅為2n2的連續(xù)的二次曲線。
這樣，通過對于輸入的0次保持?jǐn)?shù)據(jù)進行過采樣處理、進行n相的卷積運算，可得到以連續(xù)二次曲線為包絡(luò)線的輸出數(shù)據(jù)。因此，如果考慮到不斷地0次保持離散輸入數(shù)據(jù)時，則可把對應(yīng)于各輸入數(shù)據(jù)的二次曲線以每段錯開2n·T1來加以合成，作為輸出，得到達到各輸入數(shù)據(jù)的2n2倍的沿著二次曲線平滑地連接其間的2n個內(nèi)插數(shù)據(jù)。
圖4和圖5是表示上述內(nèi)插處理的具體例子的圖。表示出n＝8時的計算例子。圖4中表示第一次卷積運算的詳細(xì)內(nèi)容，圖5中表示第二次卷積運算的詳細(xì)內(nèi)容。
圖4中，(1)表示的各個數(shù)據(jù)表示圖1所示的0次保持的數(shù)據(jù)(過采樣處理后的數(shù)據(jù))。另外，橫方向上的排列對應(yīng)于時間的經(jīng)過，把1個列的單位時間作為T1。即，作為與圖1對應(yīng)的輸入數(shù)據(jù)，這里假設(shè)在持續(xù)時間16T1中的16個振幅為1的0次保持?jǐn)?shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)如圖4的(1)～(8)所示，每組錯開時間T1，生成8組數(shù)據(jù)，通過進行把這些數(shù)據(jù)相加的8相卷積運算，得到圖4的(T1)所示的計算結(jié)果。根據(jù)該計算結(jié)果，得到圖2所示的對稱梯形波。
在圖5中，(1)表示的各個數(shù)據(jù)是由第一次卷積運算得到的數(shù)據(jù)，與圖4的(T1)表示的相同。如圖5的(1)～(8)所示，每組錯開時間T1生成8組數(shù)據(jù)，通過進行把其相加的8相卷積運算，得到圖5的(T2)表示的計算結(jié)果。圖5的(A1)是通過第二次卷積運算得到的數(shù)據(jù)，與(T2)表示的相同。通過把(A1)所示的數(shù)據(jù)僅進一步錯開T1(圖5的(A2))進行2相的卷積運算((A1)的數(shù)據(jù)與(A2)的數(shù)據(jù)的相加)，得到圖5的(A3)表示的計算結(jié)果。
圖6是表示通過圖4和圖5所示的運算最終得到的波形的圖?？v軸表示振幅、橫軸表示時間。如圖6所示，可知原來的0次保持的矩形波變?yōu)橐詫挾葹?倍的光滑二次函數(shù)曲線為包絡(luò)線的過采樣的數(shù)據(jù)，最大振幅變?yōu)?28倍(＝2n2)。
上述的例子以單一的輸入數(shù)據(jù)來說明的，但連續(xù)輸入多個數(shù)據(jù)時，由于對應(yīng)于各輸入數(shù)據(jù)而過采樣的數(shù)據(jù)彼此不重疊地排列，在以2n·T1的周期連續(xù)輸入數(shù)據(jù)時，已知內(nèi)插曲線總是達到各數(shù)據(jù)的整數(shù)倍(128倍)。
圖7是表示與圖4所示的(1)的數(shù)據(jù)對應(yīng)的波形的圖。該波形對應(yīng)于振幅為1、寬度為2n·T1的0次保持單元脈沖。圖8是表示進行第一次卷積運算的過程的圖，簡略表示出振幅和寬度是如何變化的。圖9是表示進行第二次卷積運算的過程的圖，簡略表示出振幅和寬度是如何變化的。圖10是表示進行第三次卷積運算的過程的圖，簡略表示出振幅和寬度是如何變化的。如圖10所示，通過第三次卷積運算，內(nèi)插后的多個數(shù)據(jù)的整體寬度(數(shù)據(jù)長)變?yōu)?4n-1)·T1。
接著，就通過第二次卷積運算得到的波形進行連續(xù)性檢驗。在圖5中，把橫向排列對應(yīng)于x、求出(A3)的各個數(shù)據(jù)值y時，有對于0≤x≤n，(該區(qū)間的y為y1)，
y1＝(1+2+....+x)+(1+2+....+(x-1))＝x(x+1)/2+(x-1)x/2＝x2................(1)對于n≤x≤3n，(該區(qū)間的y為y2)，y2＝2(1+2+....+n)-(1+2+....+(x-n))+n(2x-2n-1)＝n(n+1)-(x-n)2+n(2x-2n-1)＝-x2+4nx-2n2................(2)對于3n≤x≤4n，(該區(qū)間的y為y3)，y3＝(-x+4n)2＝x2-8nx+16n ................(3)這樣，y成為x的二次式。
研究x＝n時的傾斜度時，有Dy1/Dx＝2x＝2nDy2/Dx＝2x+4n＝2n由于都為2n，所以x＝n時傾斜度相同，可知已平滑地連接起來。
研究x＝3n時的傾斜度時，有Dy2/Dx＝2x+4n＝2nDy3/Dx＝2x-8n＝-2n由于都為-2n，所以x＝3n時傾斜度相同，可知已平滑地連接起來。
圖11是表示輸入作為離散數(shù)據(jù)的0，3，7，5，-4，0時的內(nèi)插處理的具體例子的圖。例如表示出n＝4時的具體例子。
如圖11所示，首先，對于輸入的數(shù)據(jù)，生成8個0次保持的過采樣數(shù)據(jù)。如圖11的(1)～(4)所示，把該8個輸入數(shù)據(jù)按每組錯開時間T1生成4組數(shù)據(jù)，通過進行把其相加的4相卷積運算，得到圖11的(5)所示的計算結(jié)果。
同樣，如圖11的(5)～(8)所示，把這樣得到的第一次卷積運算結(jié)果按每組錯開時間T1生成4組數(shù)據(jù)，通過進行把其相加的4相卷積運算，得到圖11的(A1)所示的計算結(jié)果。通過把該(A1)所示的數(shù)據(jù)僅進一步錯開T1(圖11的(A2))、進行2相卷積運算((A1)的數(shù)據(jù)和(A2)的數(shù)據(jù)的相加)，得到圖11的(A3)所示的計算結(jié)果。
圖12表示由圖11所示的運算得到的波形的圖。縱軸表示振幅、橫軸表示時間。如圖12所示，可知由連接二次函數(shù)曲線的數(shù)據(jù)內(nèi)插在這些離散輸入的數(shù)據(jù)之間。對應(yīng)于各輸入數(shù)據(jù)的輸出值的振幅變?yōu)檩斎霐?shù)據(jù)值的32倍(＝2n2)。
圖13表示第一實施例的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的圖。例如，表示出對應(yīng)于n＝8時的具體結(jié)構(gòu)。
如圖13所示，本實施例的數(shù)模轉(zhuǎn)換器包括由構(gòu)成第一卷積運算電路的8個D型觸發(fā)器4～11和加法器(AD型D型)12、構(gòu)成第二卷積運算電路的8個D型觸發(fā)器13～20和加法器(AD型D型)21、構(gòu)成第三卷積運算電路的D型觸發(fā)器22和加法器23、除法器24、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D型/A)25、濾波器26。
基本時鐘信號CLK1具有與離散的輸入數(shù)據(jù)的采樣頻率相同的頻率，輸入到第一級的D型觸發(fā)器4。離散的輸入數(shù)據(jù)與該基本時鐘信號CLK1同步讀入并保持在D型觸發(fā)器4中。時鐘信號CLK2具有16倍于基本時鐘信號CLK1的頻率，第二級以后的全部D型觸發(fā)器進行與該時鐘信號CLK2同步的數(shù)據(jù)讀入動作。由輸入頻率不同的時鐘信號CLK1、CLK2的2個D型觸發(fā)器4、5構(gòu)成過采樣處理裝置。
第一卷積運算電路中包含的第一級D型觸發(fā)器4上輸入16位的數(shù)據(jù)時，第二級以后的7個D型觸發(fā)器5～11把保持在該第一級D型觸發(fā)器4中的數(shù)據(jù)通過與時鐘信號CLK2同步地順序讀入而移位。加法器12相加在8個D型觸發(fā)器4～11的各個中保存的數(shù)據(jù)。這樣，在第一卷積運算電路內(nèi)的加法器12中，得到圖4的(T1)所示的運算結(jié)果。
第二卷積運算電路中包含的8個D型觸發(fā)器13～20把第一卷積運算電路內(nèi)的加法器12輸出的19位的數(shù)據(jù)通過與時鐘信號CLK2同步地順序讀入而移位。加法器21相加在8個D型觸發(fā)器13～20的各個中保存的數(shù)據(jù)。這樣，在第二卷積運算電路內(nèi)的加法器21中，得到圖5的(T2)所示的運算結(jié)果。
第三卷積運算電路中包含的D型觸發(fā)器22把第二卷積運算電路內(nèi)的加法器21輸出的22位的數(shù)據(jù)與時鐘信號CLK2同步地順序讀入。加法器23相加加法器21輸出的數(shù)據(jù)和在D型觸發(fā)器22中保存的數(shù)據(jù)。這樣，在第三卷積運算電路內(nèi)的加法器23中，得到圖5的(A3)所示的運算結(jié)果。
從加法器23輸出的23位的數(shù)據(jù)在除法器24中除以8變換為20位的數(shù)據(jù)后，由數(shù)模轉(zhuǎn)換器25變換為階梯狀的模擬信號，并且，在除去基本時鐘信號CLK1的16倍的頻率成分后通過抑制不需要的輻射的濾波器26而輸出。
(第二實施例)上述的第一實施例中，進行的是把基于輸入數(shù)據(jù)由過采樣處理生成的2n個0次保持?jǐn)?shù)據(jù)錯開各個數(shù)據(jù)間隔T1，并相加n組錯開的數(shù)據(jù)，但是，通過研究相加的順序等，可簡化電路。
圖14表示第二實施例的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的圖。例如，表示出對應(yīng)于n＝8時的具體結(jié)構(gòu)。
如圖14所示，本實施例的數(shù)模轉(zhuǎn)換器包括構(gòu)成第一卷積運算電路的9個D型觸發(fā)器31～36，38，39，41和3個加法器(AD型D型)37，40，42、構(gòu)成第二卷積運算電路的7個D型觸發(fā)器43～46，48，49，51和3個加法器(AD型D型)47，50，52、構(gòu)成第三卷積運算電路的D型觸發(fā)器53和加法器(AD型D型)54、除法器55、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D型/A)56、濾波器57。
替代用第一卷積運算電路中對8個0次保持?jǐn)?shù)據(jù)的每一個用它們的數(shù)據(jù)間隔T1錯開的8組數(shù)據(jù)同時執(zhí)行加法處理，可分為下面的處理對一次錯開間隔4T1的2組數(shù)據(jù)進行的第一加法處理、對一次錯開間隔2T1的2組數(shù)據(jù)進行的第二加法處理、對錯開間隔T1的2組數(shù)據(jù)進行的第三加法處理。
具體講，使用第一卷積運算電路中包含的4個D型觸發(fā)器33～36對順序輸入的8個0次保持?jǐn)?shù)據(jù)，生成錯開4T1(時鐘信號CLK2的4個周期)的數(shù)據(jù)，由加法器37對D型觸發(fā)器32輸出的數(shù)據(jù)和D型觸發(fā)器36輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行第一次加法處理。使用2個D型觸發(fā)器38，39對加法器37輸出的數(shù)據(jù)生成錯開2T1的數(shù)據(jù)，由加法器40對加法器37輸出的數(shù)據(jù)和D型觸發(fā)器39輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行第二次加法處理。另外，使用D型觸發(fā)器41對加法器40輸出的數(shù)據(jù)生成錯開T1的數(shù)據(jù)，由加法器42對加法器40輸出的數(shù)據(jù)和D型觸發(fā)器41輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行第三次加法處理。這樣，實施與由圖13所示的8個D型觸發(fā)器4～11和加法器12構(gòu)成的第一卷積運算電路相同內(nèi)容的卷積運算。
同樣，使用第二卷積運算電路中包含的4個D型觸發(fā)器43～46對第一卷積運算電路內(nèi)的加法器42輸出的數(shù)據(jù)生成錯開4T1的數(shù)據(jù)，由加法器47對加法器42輸出的數(shù)據(jù)和D型觸發(fā)器46輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行第一次加法處理。使用2個D型觸發(fā)器48，49對加法器47輸出的數(shù)據(jù)生成錯開2T1的數(shù)據(jù)，由加法器50對加法器47輸出的數(shù)據(jù)和D型觸發(fā)器49輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行第二次加法處理。另外，使用D型觸發(fā)器51對加法器50輸出的數(shù)據(jù)生成錯開T1的數(shù)據(jù)，由加法器52對加法器50輸出的數(shù)據(jù)和D型觸發(fā)器51輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行第三次加法處理。這樣，實施與由圖13所示的8個D型觸發(fā)器13～20和加法器21構(gòu)成的第二卷積運算電路相同內(nèi)容的卷積運算。
第三卷積運算電路中包含的D型觸發(fā)器53與時鐘信號CLK2同步，讀入第二卷積運算電路內(nèi)的加法器52輸出的數(shù)據(jù)。由加法器54相加加法器52輸出的數(shù)據(jù)和D型觸發(fā)器53輸出的數(shù)據(jù)。這樣，實施第三卷積運算電路的卷積運算。
從加法器54輸出的23位的數(shù)據(jù)在除法器55中除以8變換為20位的數(shù)據(jù)后，由數(shù)模轉(zhuǎn)換器56變換為階梯狀的模擬信號，并且，通過除去基本時鐘信號CLK1的16倍的頻率成分而通過抑制不需要的輻射的濾波器57輸出。
圖15是表示包含于圖14所示的數(shù)模轉(zhuǎn)換器中的第一、第二和第三卷積運算電路的運算的具體例子的圖。
圖15中，(1)所示的各個數(shù)據(jù)表示從D型觸發(fā)器32輸入到加法器37的數(shù)據(jù)，(2)所示的各個數(shù)據(jù)表示從D型觸發(fā)器36輸入到加法器37的數(shù)據(jù)。(T1)和(3)所示的各個數(shù)據(jù)相同，表示從該加法器37輸出的數(shù)據(jù)。(4)所示的各個數(shù)據(jù)表示從D型觸發(fā)器39輸入到加法器40的數(shù)據(jù)。(T2)和(5)所示的各個數(shù)據(jù)相同，表示從該加法器40輸出的數(shù)據(jù)。(6)所示的各個數(shù)據(jù)表示從D型觸發(fā)器41輸入到加法器42的數(shù)據(jù)。(T3)和(7)所示的各個數(shù)據(jù)相同，表示從該加法器42輸出的數(shù)據(jù)。這樣，可知由第一卷積運算電路得到的數(shù)據(jù)(圖15的(T3))與圖4的(T1)所示的卷積運算結(jié)果完全相同。
同樣，圖15中，(7)所示的各個數(shù)據(jù)表示從加法器42輸入到加法器47的數(shù)據(jù)，(8)所示的各個數(shù)據(jù)表示從D型觸發(fā)器46輸入到加法器47的數(shù)據(jù)。(T4)和(9)所示的各個數(shù)據(jù)相同，表示從該加法器47輸出的數(shù)據(jù)。(10)所示的各個數(shù)據(jù)表示從D型觸發(fā)器49輸入到加法器50的數(shù)據(jù)。(T5)和(11)所示的各個數(shù)據(jù)相同，表示從該加法器50輸出的數(shù)據(jù)。(12)所示的各個數(shù)據(jù)表示從D型觸發(fā)器51輸入到加法器52的數(shù)據(jù)。(T6)和(A1)所示的各個數(shù)據(jù)相同，表示從該加法器52輸出的數(shù)據(jù)。之樣，可知由第二卷積運算電路得到的數(shù)據(jù)(圖15的(T6))與圖5的(T2)所示的卷積運算結(jié)果完全相同。
圖16表示由圖15所示的運算最終得到的波形的圖。縱軸表示振幅、橫軸表示時間。如圖16所示，可知原來的0次保持的矩形波變?yōu)橐詫挾葹?倍的光滑二次函數(shù)曲線為包絡(luò)線的過采樣的數(shù)據(jù)，最大振幅變?yōu)?28倍(＝2n2)。
這樣，通過改變相加處理的順序，可大大簡化結(jié)構(gòu)。例如，圖13所示的結(jié)構(gòu)中，使用8輸入的加法器12、21，而這些通過例如2輸入的7個加法器、總共14個來實現(xiàn)。對應(yīng)于比，替代圖13所示的結(jié)構(gòu)中的8輸入的2個加法器12、21而使用6個2輸入的加法器37，40，42，47，50，52，從而可削減2輸入的8個加法器。
(第四實施例)上述的各實施例中，作為離散輸入的數(shù)據(jù)，考慮了圖1所示的單一脈沖，但也可在該單一脈沖的兩側(cè)(前后)對稱地附加振幅、極性不同的脈沖。
圖17是表示在輸入的單一脈沖的兩側(cè)附加對稱的其他脈沖的波形的圖。
圖18是表示對于輸入數(shù)據(jù)附加圖17所示的其他脈沖后基于圖1～圖3所示的動作原理進行多次卷積運算的結(jié)果的圖。如圖18所示，通過在單一脈沖的兩側(cè)附加振幅、極生不同的脈沖后進行多次卷積運算，可得到具有正負(fù)值的一般內(nèi)插函數(shù)。
圖19是表示對0次保持的單一脈沖的兩側(cè)附加其他脈沖的電路的結(jié)構(gòu)的圖。圖19所示的脈沖附加電路(對應(yīng)于數(shù)據(jù)附加裝置)包括6個D型觸發(fā)器60～64，72、4個乘法器65～68、3個加法器69～71。第一級的D型觸發(fā)器60與基本時鐘信號CL1同步，讀入并保持?jǐn)?shù)據(jù)?？v向連續(xù)的4個D型觸發(fā)器60～64與具有基本時鐘CLK1的1/2頻率的時鐘信號CLK4同步地動作，順序讀入從第一級的D型觸發(fā)器60輸出的數(shù)據(jù)并保持。D型觸發(fā)器61，64的各個輸出數(shù)據(jù)分別被輸入到乘數(shù)為-5的乘法器65，66中。D型觸發(fā)器62，63的各個輸出數(shù)據(jù)被輸入到乘數(shù)為31的乘法器中。之后，這4個乘法器65～68的各個運算結(jié)果由3個加法器69～71相加。這樣，從最后一級的加法器71輸出圖17所示的脈沖。通過變更D型觸發(fā)器的級數(shù)、乘法器的乘數(shù)和極性等可生成各種內(nèi)插函數(shù)。
(第五實施例)上述的第一和第二實施例中，說明的是使用二次函數(shù)曲線內(nèi)插在離散輸入的數(shù)據(jù)之間的情況，根據(jù)用途，可用直線內(nèi)插在離散輸入的數(shù)據(jù)之間。
圖20是用于說明進行直線內(nèi)插時的原理的圖。通過對圖1所示的長度2n·T1、振幅1的0次保持?jǐn)?shù)據(jù)每次錯開T1并進行2n次相加的卷積運算，得到圖20所示的底邊為(4n-1)·T1、振幅為2n的等腰三角波。
這樣，通過對輸入的0次保持?jǐn)?shù)據(jù)進行2n次的過采樣處理、進行2n相的卷積運算，可得到以等腰三角波為包絡(luò)線的輸出數(shù)據(jù)。因此，接著考慮0次保持離散輸入數(shù)據(jù)時，把對應(yīng)于各輸入數(shù)據(jù)的等腰三角波以每次錯開2n·T1來合成，作為輸出，得到達到各輸入數(shù)據(jù)的2n倍的、沿著等腰三角波連接其間的2n個數(shù)據(jù)。
圖21是表示進行直線內(nèi)插的實施例的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的圖。例如，表示出對應(yīng)于n＝4時的具體結(jié)構(gòu)。
如圖21所示，本實施例的數(shù)模轉(zhuǎn)換器包括構(gòu)成卷積運算電路的8個D型觸發(fā)器81～88和加法器(AD型D型)89、除法器90、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D型/A)91、濾波器92。
該卷積運算電路中包含的第一級D型觸發(fā)器81中輸入數(shù)據(jù)時，第二級以后的7個D型觸發(fā)器82～88把在該第一級D型觸發(fā)器81中保持的數(shù)據(jù)與時鐘信號CLK5(具有基本時鐘信號CLK1的8倍的頻率)同步地順序讀入來移位。加法器88相加8個D型觸發(fā)器81～88的各個中保持的數(shù)據(jù)。這樣，實施卷積運算。
從加法器88輸出的數(shù)據(jù)在除法器89中除以8后，由數(shù)模轉(zhuǎn)換器91變換為階梯狀的模擬信號，并且，除去基本時鐘信號CLK1的8倍的頻率成分而通過抑制不需要的輻射的濾波器92輸出。
圖22是輸入作為離散數(shù)據(jù)的0，3，7，5，-4，0時的內(nèi)插處理的具體例子的圖。例如，表示出對應(yīng)于n＝4時的具體例子。
如圖22的(1)所示，首先，對于輸入的數(shù)據(jù)生成8個0次保持的數(shù)據(jù)。如圖22的(1)～(8)所示，通過把該8個輸入數(shù)據(jù)以每組錯開時間T1而生成8組數(shù)據(jù)、由加法器89對其相加來進行8相的卷積運算，得到圖22的(T)所示的計算結(jié)果。
圖23是表示由圖22所示的運算得到的波形的圖。其中，縱軸表示振幅、橫軸表示時間。如圖23所示，可知通過用直線連接其間的數(shù)據(jù)內(nèi)插離散輸入的數(shù)據(jù)。對應(yīng)于各輸入數(shù)據(jù)的輸出值的振幅為輸入數(shù)據(jù)的值的8倍(＝2n)，使用除法器90由圖22所示的數(shù)模轉(zhuǎn)換器來恢復(fù)為原來的振幅值。
上述的各個實施例中，說明的是把本發(fā)明適用于數(shù)模轉(zhuǎn)換器的情況，但也可去除這些數(shù)模轉(zhuǎn)換器中包含的除法器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、濾波器，而構(gòu)成為對輸入數(shù)據(jù)進行2n倍過采樣處理的過采樣處理電路。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過簡單結(jié)構(gòu)可得到經(jīng)內(nèi)插0同步的離散數(shù)據(jù)而平滑的波形或直線內(nèi)插的波形。例如，通過本發(fā)明的數(shù)模轉(zhuǎn)換器上附加配備PLL的振蕩電路，可置換用于原來的數(shù)字音響機的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，可實現(xiàn)音質(zhì)的提高。
另外，由于在圖像處理中不用參考表等就能容易地生成內(nèi)插數(shù)據(jù)，因而具有更寬的應(yīng)用范圍。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)插處理電路，其特征在于配備有對0次保持(holD型)的輸入數(shù)據(jù)執(zhí)行過采樣處理的過采樣處理裝置；使用由上述過采樣處理裝置得到的多個數(shù)據(jù)反復(fù)進行2次以上的卷積運算的第一卷積運算裝置，并生成沿著達到所述輸入數(shù)據(jù)的值的整數(shù)倍的二次曲線的內(nèi)插數(shù)據(jù)。
2.一種內(nèi)插處理電路，其特征在于配備對0次保持的輸入數(shù)據(jù)執(zhí)行過采樣處理的過采樣處理裝置；使用由上述過采樣處理裝置得到的多個第一數(shù)據(jù)進行卷積運算、求出包絡(luò)線的形狀形成為上邊為原來輸入數(shù)據(jù)的寬度的大概0.5倍且下邊為大概1.5倍的對稱梯形的多個第二數(shù)據(jù)的第二卷積裝置；通過使用由上述第二卷積裝置得到的多個所述第二數(shù)據(jù)進行卷積運算，求出包絡(luò)線的形狀形成為底部寬度為原來輸入數(shù)據(jù)的大概2倍的平滑二次曲線的多個第三數(shù)據(jù)的第三卷積運算裝置。
3.一種內(nèi)插處理電路，其特征在于配備對0次保持的輸入數(shù)據(jù)執(zhí)行過采樣處理的過采樣處理裝置；使用由上述過采樣處理裝置得到的多個數(shù)據(jù)進行卷積運算、求出包絡(luò)線的形狀形成為底邊為所述輸入數(shù)據(jù)的寬度的大概2倍的等腰三角形的多個數(shù)據(jù)的第四卷積裝置。
4.一種內(nèi)插處理電路，其特征在于配備對于采樣周期為2n·T1的0次保持的輸入數(shù)據(jù)以時間間隔T1進行過采樣處理的過采樣處理裝置；通過對由上述過采樣處理裝置得到的多個數(shù)據(jù)以每次錯開時間間隔T1后進行n次加法運算處理，進行n相的卷積運算的第五卷積運算裝置；通過對于由所述第五卷積運算裝置得到的多個數(shù)據(jù)以每次錯開時間間隔T1后進行n次加法運算處理，進行n相的卷積運算的第六卷積運算裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的內(nèi)插處理電路，其特征在于所述第五和第六卷積運算裝置的至少之一由包括邊移位所述過采樣處理裝置輸出的n個數(shù)據(jù)邊保持它們的數(shù)據(jù)保持裝置和相加所述數(shù)據(jù)保持裝置中保持的n個數(shù)據(jù)的加法裝置構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5的任何一項的內(nèi)插處理電路，其特征在于在所述過采樣處理裝置的前面，配備向所述輸入數(shù)據(jù)前后附加對稱且具有與該輸入數(shù)據(jù)成比例的值的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)附加裝置。
全文摘要
提供一種通過簡單結(jié)構(gòu)可進行內(nèi)插處理的內(nèi)插處理電路。通過D型觸發(fā)器(4,5)對離散數(shù)據(jù)進行16倍過采樣處理。另外,通過D型觸發(fā)器(4～11)和加法器(12)進行第一卷積運算,對該結(jié)果通過D型觸發(fā)器(13～20)和加法器(21)進行第二卷積運算。從加法器21得到沿著離散數(shù)據(jù)之間的二次函數(shù)曲線進行內(nèi)插的數(shù)據(jù)。
文檔編號G06F17/17GK1341243SQ00802400
公開日2002年3月20日 申請日期2000年5月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月11日
發(fā)明者小柳裕喜生 申請人:酒井康江