可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，公開了一種可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路。本發(fā)明中，通過采用數(shù)據(jù)壓縮裝置將模數(shù)轉(zhuǎn)換器在不同采樣頻率下采集得到的數(shù)據(jù)壓縮成一致的數(shù)據(jù)位寬，供后續(xù)電路處理。由于數(shù)據(jù)采集之后將數(shù)據(jù)壓縮成一致的數(shù)據(jù)位寬，后續(xù)電路只需要處理一種位寬的數(shù)據(jù)即可，無需針對不同的采樣率設(shè)計不同的后續(xù)處理電路；另一方面，開發(fā)設(shè)計人員可以只設(shè)計一套后續(xù)處理電路，從而可以提高電路開發(fā)的一致性，節(jié)省開發(fā)成本。
【專利說明】可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，特別涉及一種可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，世界上可以提供精確衛(wèi)星定位及導(dǎo)航的通信系統(tǒng)主要有四種，分別為美國 的全球定位系統(tǒng)（GPS, Global Positioning System)、俄羅斯的格洛納斯（GLONASS)定位 系統(tǒng)、歐洲的伽利略（GALILEO)定位系統(tǒng)和中國的北斗定位系統(tǒng)（BDS，BeiDou Navigation Satellite System)〇
[0003] GPS的原理是GPS無線終端中的接收機(jī)對所收到的衛(wèi)星信號進(jìn)行解碼，獲取載波 信號所攜帶的包含有衛(wèi)星的星圖軌道信息和高精度的時間信息，通過公式：距離=時間X 速度，再輔以四點定位的原理即可確定用戶的位置。在GPS中，每個衛(wèi)星發(fā)送兩個擴(kuò)頻的L 頻帶載波信號，稱為L1和L2信號，該L1和L2信號均采用直接序列擴(kuò)頻以及二相相移鍵控 (BPSK，Binary Phase Shift Keying)調(diào)制方式。GPS信號中一個完整的導(dǎo)航電文比特為20 毫秒長度，其中包含20個NH碼，每個NH碼長度為1毫秒，每個NH碼包含2046個擴(kuò)頻碼， 擴(kuò)頻碼的碼率為2. 046MHz ;每毫秒發(fā)送的NH碼是一樣的。
[0004] 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成。空間端包括5顆靜止 軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星。地面端包括主控站、注入站和監(jiān)測站等若干個地面站。 用戶端由北斗用戶終端以及其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端組成。北斗信號采用正交相移鍵 控（QPSK，Quadrature Phase Shift Keying)調(diào)制，根據(jù)速率和結(jié)構(gòu)不同，北斗導(dǎo)航電文分 為D1導(dǎo)航電文和D2導(dǎo)航電文，D1導(dǎo)航電文調(diào)制有速率為1 kbps的二次編碼，內(nèi)容包含基 本導(dǎo)航信息，其中D1導(dǎo)航電文上調(diào)制的二次編碼是Neumann-H〇ffman(NH)碼。北斗信號中 一個完整的導(dǎo)航電文比特為20毫秒長度，其中包含20個NH碼，每個NH碼長度為1毫秒， 但每毫秒發(fā)的NH碼是不一樣。
[0005] GPS接收機(jī)在對接收到的射頻前端信號進(jìn)行處理時，首先要進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，而 模數(shù)轉(zhuǎn)換根據(jù)不同需要會設(shè)置不同的采樣率，比如說，假設(shè)GPS信號的數(shù)據(jù)傳輸速率為 2Mbps (即每秒2兆比特），而采樣率為8MHz，那么，在1個比特位寬，會采樣4次（如圖1所 示）；又假設(shè)采樣率為16MHz，那么在1個比特位寬，會采樣8次，這樣就導(dǎo)致：在不同采樣 頻率下，采樣得到的數(shù)據(jù)位寬不一樣，從而導(dǎo)致后續(xù)處理電路處理的位寬也不一致，針對不 同的采樣率和采集得到的數(shù)據(jù)位寬，需要設(shè)計不同的后續(xù)處理電路。這樣既不利于用戶的 使用，也會給產(chǎn)品的開發(fā)帶來困難，使產(chǎn)品開發(fā)效率降低，開發(fā)成本增加。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路，使得數(shù)據(jù)采集電路在不 同的采樣率下輸出的數(shù)據(jù)一致，從而可以提高電路開發(fā)的一致性，節(jié)省開發(fā)成本。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施方式提供了一種可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電 路，包含：模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)壓縮裝置、采樣時鐘；
[0008] 所述采樣時鐘與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)壓縮裝置和控制器分別相連；采樣時鐘根 據(jù)需要調(diào)整輸出至少兩種采樣頻率；
[0009] 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述數(shù)據(jù)壓縮裝置連接，所述數(shù)據(jù)壓縮裝置從所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器 獲取在不同采樣頻率下采集得到的數(shù)據(jù)；
[0010] 所述數(shù)據(jù)壓縮裝置將從所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器獲取的數(shù)據(jù)壓縮成一致的數(shù)據(jù)位寬，輸出 給后續(xù)電路。
[0011] 本發(fā)明實施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，采用數(shù)據(jù)壓縮裝置將模數(shù)轉(zhuǎn)換器在不同采 樣頻率下采集得到的數(shù)據(jù)壓縮成一致的數(shù)據(jù)位寬，供后續(xù)電路處理。由于數(shù)據(jù)采集之后將 數(shù)據(jù)壓縮成一致的數(shù)據(jù)位寬，后續(xù)電路只需要處理一種位寬的數(shù)據(jù)即可，無需針對不同的 采樣率設(shè)計不同的后續(xù)處理電路；另一方面，開發(fā)設(shè)計人員可以只設(shè)計一套后續(xù)處理電路， 從而可以提高電路開發(fā)的一致性，節(jié)省開發(fā)成本。
[0012] 另外，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行一路數(shù)據(jù)采集；
[0013] 所述數(shù)據(jù)壓縮裝置包含：加法器、緩沖器、輸出寄存器、數(shù)控振蕩器NC0以及NC0頻 率置數(shù)寄存器；
[0014] 所述加法器用于對所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行累加；
[0015] 所述緩沖器用于存儲所述加法器進(jìn)行累加的中間結(jié)果；并且，當(dāng)所述NC0輸出清 零脈沖信號時，所述緩沖器將其存儲的值送入所述輸出寄存器，同時將所述緩沖器自身的 值清零；
[0016] 根據(jù)所述采樣頻率與數(shù)據(jù)傳輸速率的關(guān)系，設(shè)置所述NC0頻率置數(shù)寄存器的值， 控制所述NC0輸出清零脈沖信號；
[0017] 所述輸出寄存器的輸出作為所述數(shù)據(jù)壓縮裝置輸出的壓縮數(shù)據(jù)。
[0018] 另外，所述后續(xù)電路包含：相關(guān)運(yùn)算器、擴(kuò)頻碼存儲器和控制器；
[0019] 所述擴(kuò)頻碼存儲器用于存儲衛(wèi)星的擴(kuò)頻碼；
[0020] 所述控制器根據(jù)所述采樣時鐘產(chǎn)生控制信號；
[0021] 所述相關(guān)運(yùn)算器根據(jù)所述控制器輸出的控制信號，對所述數(shù)據(jù)壓縮裝置輸出的數(shù) 據(jù)與從所述擴(kuò)頻碼存儲器讀取的衛(wèi)星擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
[0022] 另外，所述后續(xù)電路包含：數(shù)據(jù)存儲器、相關(guān)運(yùn)算器、擴(kuò)頻碼存儲器和控制器；
[0023] 所述擴(kuò)頻碼存儲器用于存儲衛(wèi)星的擴(kuò)頻碼；
[0024] 所述控制器根據(jù)所述采樣時鐘產(chǎn)生控制信號；
[0025] 所述數(shù)據(jù)存儲器存儲所述數(shù)據(jù)壓縮裝置輸出的數(shù)據(jù)；
[0026] 所述相關(guān)運(yùn)算器根據(jù)所述控制器輸出的控制信號，對所述數(shù)據(jù)存儲器存儲的數(shù)據(jù) 與從所述擴(kuò)頻碼存儲器讀取的衛(wèi)星擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
[0027] 采用數(shù)據(jù)存儲器暫存壓縮數(shù)據(jù)，可以簡化控制器的控制邏輯，從而減少邏輯規(guī)模 和芯片面積，降低功耗。
[0028] 另外，所述后續(xù)電路包含：第一數(shù)據(jù)存儲器、第二數(shù)據(jù)存儲器、選擇器、相關(guān)運(yùn)算 器、擴(kuò)頻碼存儲器和控制器；
[0029] 所述擴(kuò)頻碼存儲器用于存儲衛(wèi)星的擴(kuò)頻碼；
[0030] 所述控制器根據(jù)所述采樣時鐘產(chǎn)生存儲控制信號，所述第一數(shù)據(jù)存儲器和第二數(shù) 據(jù)存儲器乒乓交替存儲所述數(shù)據(jù)壓縮裝置在不同時刻輸出的壓縮數(shù)據(jù)；
[0031] 所述控制器還根據(jù)所述時鐘產(chǎn)選擇控制信號，控制選擇器乒乓交替接通第一數(shù)據(jù) 存儲器和第二數(shù)據(jù)存儲器與相關(guān)運(yùn)算器；同一時刻，只有第一數(shù)據(jù)存儲器和第二數(shù)據(jù)存儲 器兩者之一接通相關(guān)運(yùn)算器；
[0032] 所述相關(guān)運(yùn)算器用于對當(dāng)前接通的第一數(shù)據(jù)存儲器或第二數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù) 與從所述擴(kuò)頻碼存儲器讀取的衛(wèi)星擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
[0033] 通過兩個存儲器乒乓交替存儲模數(shù)轉(zhuǎn)換器在不同時刻采集的數(shù)據(jù)；并且，乒乓交 替接通兩個存儲器與相關(guān)運(yùn)算器，同一時刻，只有一個存儲器接通相關(guān)運(yùn)算器，使得在對一 段接收信號進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算處理的時間，可以擴(kuò)展到對下一段接收信號的接收時間，從而降 低了相關(guān)運(yùn)算器和控制器的硬件實現(xiàn)難度，并且因為可以簡化邏輯復(fù)用中的控制調(diào)度流 程，從而進(jìn)一步減少邏輯規(guī)模和芯片面積，降低功耗。
[0034] 另外，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行I路和Q路的兩路數(shù)據(jù)采集；
[0035] 所述數(shù)據(jù)壓縮裝置包含：第一加法器、第一緩沖器、第一輸出寄存器、第二加法器、 第二緩沖器、第二輸出寄存器、數(shù)控振蕩器NC0以及NC0頻率置數(shù)寄存器；
[0036] 所述第一加法器和第二加法器用于分別對所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集得到的I路和Q路 數(shù)據(jù)進(jìn)行累加；
[0037] 所述第一緩沖器和第二緩沖器用于分別存儲所述第一加法器和第二加法器進(jìn)行 累加的中間結(jié)果；并且，當(dāng)所述NC0輸出清零脈沖信號時，所述第一緩沖器將其存儲的值送 入所述第一輸出寄存器，所述第二緩沖器將其存儲的值送入所述第二輸出寄存器，同時將 所述第一緩沖器和第二緩沖器自身的值清零；
[0038] 根據(jù)所述采樣頻率與數(shù)據(jù)傳輸速率的關(guān)系，設(shè)置所述NC0頻率置數(shù)寄存器的值， 控制所述NC0輸出清零脈沖信號；
[0039] 所述第一輸出寄存器和第二輸出寄存器的輸出分別作為所述數(shù)據(jù)壓縮裝置輸出 的I路壓縮數(shù)據(jù)和Q路壓縮數(shù)據(jù)。
[0040] 另外，所述后續(xù)電路包含：相關(guān)運(yùn)算器、擴(kuò)頻碼存儲器和控制器；
[0041] 所述擴(kuò)頻碼存儲器用于存儲衛(wèi)星的擴(kuò)頻碼；
[0042] 所述控制器根據(jù)所述采樣時鐘產(chǎn)生控制信號；
[0043] 所述相關(guān)運(yùn)算器根據(jù)所述控制器輸出的控制信號，對所述數(shù)據(jù)壓縮裝置輸出的I 路壓縮數(shù)據(jù)、Q路壓縮數(shù)據(jù)與從所述擴(kuò)頻碼存儲器讀取的衛(wèi)星擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
[0044] 另外，所述后續(xù)電路包含：1路數(shù)據(jù)存儲器、Q路數(shù)據(jù)存儲器、相關(guān)運(yùn)算器、擴(kuò)頻碼 存儲器和控制器；
[0045] 所述擴(kuò)頻碼存儲器用于存儲衛(wèi)星的擴(kuò)頻碼；
[0046] 所述控制器根據(jù)所述采樣時鐘產(chǎn)生控制信號；
[0047] 所述I路數(shù)據(jù)存儲器和Q路數(shù)據(jù)存儲器用于分別存儲所述I路壓縮數(shù)據(jù)和Q路壓 縮數(shù)據(jù)；
[0048] 所述相關(guān)運(yùn)算器根據(jù)所述控制器輸出的控制信號，對所述I路壓縮數(shù)據(jù)、Q路壓縮 數(shù)據(jù)與從所述擴(kuò)頻碼存儲器讀取的衛(wèi)星擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
[0049] 另外，所述后續(xù)電路包含：第三數(shù)據(jù)存儲器、第四數(shù)據(jù)存儲器、第五數(shù)據(jù)存儲器、第 六數(shù)據(jù)存儲器、選擇器、相關(guān)運(yùn)算器、擴(kuò)頻碼存儲器和控制器；
[0050] 第三數(shù)據(jù)存儲器和第四數(shù)據(jù)存儲器存儲不同時刻的I路壓縮數(shù)據(jù)，第五數(shù)據(jù)存儲 器和第六數(shù)據(jù)存儲器存儲不同時刻的Q路壓縮數(shù)據(jù)；并且，第三數(shù)據(jù)存儲器和第五數(shù)據(jù)存 儲器存儲同一時刻的兩路壓縮數(shù)據(jù)；第四數(shù)據(jù)存儲器和第六數(shù)據(jù)存儲器存儲同一時刻的兩 路壓縮數(shù)據(jù)；
[0051] 所述控制器根據(jù)所述時鐘產(chǎn)生選擇控制信號，控制選擇器接通第三數(shù)據(jù)存儲器和 第五數(shù)據(jù)存儲器與相關(guān)運(yùn)算器，或者接通第四數(shù)據(jù)存儲器和第六數(shù)據(jù)存儲器與相關(guān)運(yùn)算 器；同一時刻，只有第三數(shù)據(jù)存儲器和第五數(shù)據(jù)存儲器，或者第四數(shù)據(jù)存儲器和第六數(shù)據(jù)存 儲器兩組之一接通相關(guān)運(yùn)算器；
[0052] 所述相關(guān)運(yùn)算器用于對當(dāng)前接通的第三數(shù)據(jù)存儲器和第五數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)， 或第四數(shù)據(jù)存儲器和第六數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)與從所述擴(kuò)頻碼存儲器讀取的衛(wèi)星擴(kuò)頻碼 進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0053] 圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的采樣頻率與數(shù)據(jù)傳輸速率的關(guān)系示意圖；
[0054] 圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0055] 圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式中的可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路中后續(xù)電路的 結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056] 圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式中的可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路中另一種后續(xù) 電路的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0057] 圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式中的可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路中又一種后續(xù) 電路的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0058] 圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059] 圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路中后續(xù)電路的結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0060] 圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式中的可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路中另一種后續(xù) 電路的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0061] 圖9是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式中的可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路中又一種后續(xù) 電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0062] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實 施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明各實施方式中， 為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基 于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方 案。
[0063] 本發(fā)明的第一實施方式涉及一種可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路，該電路包含：模數(shù) 轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)壓縮裝置、采樣時鐘；其中，采樣時鐘與模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)壓縮裝置分別相連； 采樣時鐘根據(jù)需要調(diào)整輸出至少兩種采樣頻率。模數(shù)轉(zhuǎn)換器與數(shù)據(jù)壓縮裝置連接，數(shù)據(jù)壓 縮裝置從模數(shù)轉(zhuǎn)換器獲取在不同采樣頻率下采集得到的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)壓縮裝置將從模數(shù)轉(zhuǎn)換 器獲取的數(shù)據(jù)壓縮成一致的數(shù)據(jù)位寬，輸出給后續(xù)電路。
[0064] 本實施方式通過采用數(shù)據(jù)壓縮裝置將模數(shù)轉(zhuǎn)換器在不同采樣頻率下采集得到的 數(shù)據(jù)壓縮成一致的數(shù)據(jù)位寬，供后續(xù)電路處理。由于數(shù)據(jù)采集之后將數(shù)據(jù)壓縮成一致的數(shù) 據(jù)位寬，后續(xù)電路只需要處理一種位寬的數(shù)據(jù)即可，無需針對不同的采樣率設(shè)計不同的后 續(xù)處理電路；另一方面，開發(fā)設(shè)計人員可以只設(shè)計一套后續(xù)處理電路，從而可以提高電路開 發(fā)的一致性，節(jié)省開發(fā)成本。
[0065] 請參閱圖2所示，本實施方式模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行一路數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)壓縮裝置進(jìn)一 步包含：加法器、緩沖器、輸出寄存器、數(shù)控振蕩器NC0以及NC0頻率置數(shù)寄存器。其中，力口 法器用于對模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行累加；緩沖器用于存儲加法器進(jìn)行累加的中間 結(jié)果；并且，當(dāng)NC0輸出清零脈沖信號時，緩沖器將其存儲的值送入輸出寄存器，同時將緩 沖器自身的值清零；輸出寄存器的輸出作為數(shù)據(jù)壓縮裝置輸出的壓縮數(shù)據(jù)。
[0066] 值得說明的是，根據(jù)采樣頻率與數(shù)據(jù)傳輸速率的關(guān)系，設(shè)置NC0頻率置數(shù)寄存器 的值，控制NC0輸出清零脈沖信號；也就是說，通過設(shè)置NC0頻率置數(shù)值，即可達(dá)到不同n:m 的壓縮比例；比如，輸入采樣率為8MHz，輸出采樣率為2MHz，只需設(shè)置一個數(shù)值給NC0,即可 達(dá)到4 :1的壓縮率。
[0067] 在實際應(yīng)用中，后續(xù)電路可以是相關(guān)運(yùn)算器，也就是說，數(shù)據(jù)壓縮裝置輸出的壓縮 數(shù)據(jù)直接送入相關(guān)運(yùn)算器進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。請參閱圖3所示，這里后續(xù)電路包含：相關(guān)運(yùn)算 器、擴(kuò)頻碼存儲器和控制器；其中，擴(kuò)頻碼存儲器用于存儲衛(wèi)星的擴(kuò)頻碼；控制器根據(jù)采樣 時鐘產(chǎn)生控制信號；相關(guān)運(yùn)算器根據(jù)控制器輸出的控制信號，對數(shù)據(jù)壓縮裝置輸出的數(shù)據(jù) 與從擴(kuò)頻碼存儲器讀取的衛(wèi)星擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
[0068] 此外，還可以在數(shù)據(jù)壓縮裝置之后設(shè)置用于存儲壓縮數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲器，然后將 數(shù)據(jù)存儲器里的壓縮數(shù)據(jù)輸入相關(guān)運(yùn)算器。請參閱圖4所示，后續(xù)電路具體包含：數(shù)據(jù)存儲 器、相關(guān)運(yùn)算器、擴(kuò)頻碼存儲器和控制器；擴(kuò)頻碼存儲器用于存儲衛(wèi)星的擴(kuò)頻碼；控制器根 據(jù)采樣時鐘產(chǎn)生控制信號；數(shù)據(jù)存儲器存儲數(shù)據(jù)壓縮裝置輸出的數(shù)據(jù)；相關(guān)運(yùn)算器根據(jù)控 制器輸出的控制信號，對數(shù)據(jù)存儲器存儲的數(shù)據(jù)與從擴(kuò)頻碼存儲器讀取的衛(wèi)星擴(kuò)頻碼進(jìn)行 相關(guān)運(yùn)算。采用數(shù)據(jù)存儲器暫存壓縮數(shù)據(jù)，可以簡化控制器的控制邏輯，從而減少邏輯規(guī)模 和芯片面積，降低功耗。
[0069] 進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)存儲器可以為一乒乓數(shù)據(jù)存儲器，也就是設(shè)有兩個數(shù)據(jù)存儲器交 替存儲不同時刻的壓縮數(shù)據(jù)。具體如圖5所示，后續(xù)電路包含：第一數(shù)據(jù)存儲器、第二數(shù)據(jù) 存儲器、選擇器、相關(guān)運(yùn)算器、擴(kuò)頻碼存儲器和控制器。擴(kuò)頻碼存儲器用于存儲衛(wèi)星的擴(kuò)頻 碼；控制器根據(jù)采樣時鐘產(chǎn)生存儲控制信號，第一數(shù)據(jù)存儲器和第二數(shù)據(jù)存儲器乒乓交替 存儲數(shù)據(jù)壓縮裝置在不同時刻輸出的壓縮數(shù)據(jù)。控制器還根據(jù)時鐘產(chǎn)選擇控制信號，控制 選擇器乒乓交替接通第一數(shù)據(jù)存儲器和第二數(shù)據(jù)存儲器與相關(guān)運(yùn)算器；同一時刻，只有第 一數(shù)據(jù)存儲器和第二數(shù)據(jù)存儲器兩者之一接通相關(guān)運(yùn)算器。而相關(guān)運(yùn)算器對當(dāng)前接通的第 一數(shù)據(jù)存儲器或第二數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)與從擴(kuò)頻碼存儲器讀取的衛(wèi)星擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān) 運(yùn)算。通過兩個存儲器乒乓交替存儲模數(shù)轉(zhuǎn)換器在不同時刻采集的數(shù)據(jù)；并且，乒乓交替接 通兩個存儲器與相關(guān)運(yùn)算器，同一時刻，只有一個存儲器接通相關(guān)運(yùn)算器，使得在對一段接 收信號進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算處理的時間，可以擴(kuò)展到對下一段接收信號的接收時間，從而降低了 相關(guān)運(yùn)算器和控制器的硬件實現(xiàn)難度，并且因為可以簡化邏輯復(fù)用中的控制調(diào)度流程，從 而進(jìn)一步減少邏輯規(guī)模和芯片面積，降低功耗。
[0070] 本發(fā)明的第二實施方式涉及一種可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路。第二實施方式與第 一實施方式大致相同，主要不同之處在于：在本發(fā)明第一實施方式中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器對一路信 號進(jìn)行采樣和壓縮；在本發(fā)明第二實施方式中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器對兩路信號進(jìn)行采樣和壓縮。t匕 如，在GPS信號的采集中，涉及I路和Q路兩路信號的采集。
[0071] 請參閱圖5所示，模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別對I路和Q路進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對應(yīng)有兩路數(shù)據(jù)壓 縮。具體地說，數(shù)據(jù)壓縮裝置包含：第一加法器、第一緩沖器、第一輸出寄存器、第二加法器、 第二緩沖器、第二輸出寄存器、數(shù)控振蕩器NC0以及NC0頻率置數(shù)寄存器；
[0072] 第一加法器和第二加法器用于分別對模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集得到的I路和Q路數(shù)據(jù)進(jìn)行 累加；第一緩沖器和第二緩沖器用于分別存儲第一加法器和第二加法器進(jìn)行累加的中間結(jié) 果；并且，當(dāng)NC0輸出清零脈沖信號時，第一緩沖器將其存儲的值送入第一輸出寄存器，第 二緩沖器將其存儲的值送入第二輸出寄存器，同時將第一緩沖器和第二緩沖器自身的值清 零；第一輸出寄存器和第二輸出寄存器的輸出分別作為數(shù)據(jù)壓縮裝置輸出的I路壓縮數(shù)據(jù) 和Q路壓縮數(shù)據(jù)。
[0073] 與第一實施方式類似，根據(jù)采樣頻率與數(shù)據(jù)傳輸速率的關(guān)系，設(shè)置NC0頻率置數(shù) 寄存器的值，控制NC0輸出清零脈沖信號。此外，值得說明的是，由于I路數(shù)據(jù)壓縮和Q路 數(shù)據(jù)壓縮采用同一 NC0控制，因此I路數(shù)據(jù)域Q路數(shù)據(jù)是同步的。
[0074] 在實際應(yīng)用中，后續(xù)電路也可有與第一實施方式類似的三種形式，分別為：
[0075] 1、數(shù)據(jù)壓縮裝置直接連接相關(guān)運(yùn)算器，如圖7所示，與第一實施方式類似，擴(kuò)頻碼 存儲器用于存儲衛(wèi)星的擴(kuò)頻碼；控制器根據(jù)采樣時鐘產(chǎn)生控制信號；而相關(guān)運(yùn)算器根據(jù)控 制器輸出的控制信號，對數(shù)據(jù)壓縮裝置輸出的I路壓縮數(shù)據(jù)、Q路壓縮數(shù)據(jù)與從擴(kuò)頻碼存儲 器讀取的衛(wèi)星擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
[0076] 2、數(shù)據(jù)壓縮裝置經(jīng)數(shù)據(jù)存儲器連接至相關(guān)運(yùn)算器，如圖8所示，擴(kuò)頻碼存儲器用 于存儲衛(wèi)星的擴(kuò)頻碼，控制器根據(jù)采樣時鐘產(chǎn)生控制信號；而數(shù)據(jù)存儲器分為I路數(shù)據(jù)存 儲器和Q路數(shù)據(jù)存儲器，分別存儲I路壓縮數(shù)據(jù)和Q路壓縮數(shù)據(jù)；相關(guān)運(yùn)算器則根據(jù)控制器 輸出的控制信號，對I路壓縮數(shù)據(jù)、Q路壓縮數(shù)據(jù)與從擴(kuò)頻碼存儲器讀取的衛(wèi)星擴(kuò)頻碼進(jìn)行 相關(guān)運(yùn)算。
[0077] 3、數(shù)據(jù)壓縮裝置經(jīng)乒乓數(shù)據(jù)存儲器連接至相關(guān)運(yùn)算器，如圖9所示，擴(kuò)頻碼存儲 器用于存儲衛(wèi)星的擴(kuò)頻碼，控制器根據(jù)采樣時鐘產(chǎn)生控制信號。第三數(shù)據(jù)存儲器和第四數(shù) 據(jù)存儲器存儲不同時刻的I路壓縮數(shù)據(jù)，第五數(shù)據(jù)存儲器和第六數(shù)據(jù)存儲器存儲不同時刻 的Q路壓縮數(shù)據(jù)；并且，第三數(shù)據(jù)存儲器和第五數(shù)據(jù)存儲器存儲同一時刻的兩路壓縮數(shù)據(jù)； 第四數(shù)據(jù)存儲器和第六數(shù)據(jù)存儲器存儲同一時刻的兩路壓縮數(shù)據(jù)。
[0078] 控制器根據(jù)時鐘產(chǎn)生選擇控制信號，控制選擇器接通第三數(shù)據(jù)存儲器和第五數(shù)據(jù) 存儲器與相關(guān)運(yùn)算器，或者接通第四數(shù)據(jù)存儲器和第六數(shù)據(jù)存儲器與相關(guān)運(yùn)算器；同一時 亥IJ，只有第三數(shù)據(jù)存儲器和第五數(shù)據(jù)存儲器，或者第四數(shù)據(jù)存儲器和第六數(shù)據(jù)存儲器兩組 之一接通相關(guān)運(yùn)算器。
[0079] 相關(guān)運(yùn)算器用于對當(dāng)前接通的第三數(shù)據(jù)存儲器和第五數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)，或第 四數(shù)據(jù)存儲器和第六數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)與從擴(kuò)頻碼存儲器讀取的衛(wèi)星擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān) 運(yùn)算。
[0080] 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實施方式是實現(xiàn)本發(fā)明的具體實施例， 而在實際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于，包含：模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)壓縮裝置、 采樣時鐘； 所述采樣時鐘與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)壓縮裝置分別相連；采樣時鐘根據(jù)需要調(diào)整輸 出至少兩種采樣頻率； 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述數(shù)據(jù)壓縮裝置連接，所述數(shù)據(jù)壓縮裝置從所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器獲取 在不同采樣頻率下采集得到的數(shù)據(jù)； 所述數(shù)據(jù)壓縮裝置將從所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器獲取的數(shù)據(jù)壓縮成一致的數(shù)據(jù)位寬，輸出給后 續(xù)電路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器 進(jìn)行一路數(shù)據(jù)采集； 所述數(shù)據(jù)壓縮裝置包含：加法器、緩沖器、輸出寄存器、數(shù)控振蕩器NCO以及NCO頻率置 數(shù)寄存器； 所述加法器用于對所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行累加； 所述緩沖器用于存儲所述加法器進(jìn)行累加的中間結(jié)果；并且，當(dāng)所述NCO輸出清零脈 沖信號時，所述緩沖器將其存儲的值送入所述輸出寄存器，同時將所述緩沖器自身的值清 零； 根據(jù)所述采樣頻率與數(shù)據(jù)傳輸速率的關(guān)系，設(shè)置所述NCO頻率置數(shù)寄存器的值，控制 所述NCO輸出清零脈沖信號； 所述輸出寄存器的輸出作為所述數(shù)據(jù)壓縮裝置輸出的壓縮數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于，所述后續(xù)電路包 含：相關(guān)運(yùn)算器、擴(kuò)頻碼存儲器和控制器； 所述擴(kuò)頻碼存儲器用于存儲衛(wèi)星的擴(kuò)頻碼； 所述控制器根據(jù)所述采樣時鐘產(chǎn)生控制信號； 所述相關(guān)運(yùn)算器根據(jù)所述控制器輸出的控制信號，對所述數(shù)據(jù)壓縮裝置輸出的數(shù)據(jù)與 從所述擴(kuò)頻碼存儲器讀取的衛(wèi)星擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于，所述后續(xù)電路包 含：數(shù)據(jù)存儲器、相關(guān)運(yùn)算器、擴(kuò)頻碼存儲器和控制器； 所述擴(kuò)頻碼存儲器用于存儲衛(wèi)星的擴(kuò)頻碼； 所述控制器根據(jù)所述采樣時鐘產(chǎn)生控制信號； 所述數(shù)據(jù)存儲器存儲所述數(shù)據(jù)壓縮裝置輸出的數(shù)據(jù)； 所述相關(guān)運(yùn)算器根據(jù)所述控制器輸出的控制信號，對所述數(shù)據(jù)存儲器存儲的數(shù)據(jù)與從 所述擴(kuò)頻碼存儲器讀取的衛(wèi)星擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于，所述后續(xù)電路包 含：第一數(shù)據(jù)存儲器、第二數(shù)據(jù)存儲器、選擇器、相關(guān)運(yùn)算器、擴(kuò)頻碼存儲器和控制器； 所述擴(kuò)頻碼存儲器用于存儲衛(wèi)星的擴(kuò)頻碼； 所述控制器根據(jù)所述采樣時鐘產(chǎn)生存儲控制信號，所述第一數(shù)據(jù)存儲器和第二數(shù)據(jù)存 儲器乒乓交替存儲所述數(shù)據(jù)壓縮裝置在不同時刻輸出的壓縮數(shù)據(jù)； 所述控制器還根據(jù)所述時鐘產(chǎn)選擇控制信號，控制選擇器乒乓交替接通第一數(shù)據(jù)存儲 器和第二數(shù)據(jù)存儲器與相關(guān)運(yùn)算器；同一時刻，只有第一數(shù)據(jù)存儲器和第二數(shù)據(jù)存儲器兩 者之一接通相關(guān)運(yùn)算器； 所述相關(guān)運(yùn)算器用于對當(dāng)前接通的第一數(shù)據(jù)存儲器或第二數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)與從 所述擴(kuò)頻碼存儲器讀取的衛(wèi)星擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器 進(jìn)行I路和Q路的兩路數(shù)據(jù)采集； 所述數(shù)據(jù)壓縮裝置包含：第一加法器、第一緩沖器、第一輸出寄存器、第二加法器、第二 緩沖器、第二輸出寄存器、數(shù)控振蕩器NCO以及NCO頻率置數(shù)寄存器； 所述第一加法器和第二加法器用于分別對所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集得到的I路和Q路數(shù)據(jù) 進(jìn)行累加； 所述第一緩沖器和第二緩沖器用于分別存儲所述第一加法器和第二加法器進(jìn)行累加 的中間結(jié)果；并且，當(dāng)所述NCO輸出清零脈沖信號時，所述第一緩沖器將其存儲的值送入所 述第一輸出寄存器，所述第二緩沖器將其存儲的值送入所述第二輸出寄存器，同時將所述 第一緩沖器和第二緩沖器自身的值清零； 根據(jù)所述采樣頻率與數(shù)據(jù)傳輸速率的關(guān)系，設(shè)置所述NCO頻率置數(shù)寄存器的值，控制 所述NCO輸出清零脈沖信號； 所述第一輸出寄存器和第二輸出寄存器的輸出分別作為所述數(shù)據(jù)壓縮裝置輸出的I 路壓縮數(shù)據(jù)和Q路壓縮數(shù)據(jù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于，所述后續(xù)電路包 含：相關(guān)運(yùn)算器、擴(kuò)頻碼存儲器和控制器； 所述擴(kuò)頻碼存儲器用于存儲衛(wèi)星的擴(kuò)頻碼； 所述控制器根據(jù)所述采樣時鐘產(chǎn)生控制信號； 所述相關(guān)運(yùn)算器根據(jù)所述控制器輸出的控制信號，對所述數(shù)據(jù)壓縮裝置輸出的I路壓 縮數(shù)據(jù)、Q路壓縮數(shù)據(jù)與從所述擴(kuò)頻碼存儲器讀取的衛(wèi)星擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于，所述后續(xù)電路包 含：1路數(shù)據(jù)存儲器、Q路數(shù)據(jù)存儲器、相關(guān)運(yùn)算器、擴(kuò)頻碼存儲器和控制器； 所述擴(kuò)頻碼存儲器用于存儲衛(wèi)星的擴(kuò)頻碼； 所述控制器根據(jù)所述采樣時鐘產(chǎn)生控制信號； 所述I路數(shù)據(jù)存儲器和Q路數(shù)據(jù)存儲器用于分別存儲所述I路壓縮數(shù)據(jù)和Q路壓縮數(shù) 據(jù)； 所述相關(guān)運(yùn)算器根據(jù)所述控制器輸出的控制信號，對所述I路壓縮數(shù)據(jù)、Q路壓縮數(shù)據(jù) 與從所述擴(kuò)頻碼存儲器讀取的衛(wèi)星擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可變采樣率的數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于，所述后續(xù)電路包 含：第三數(shù)據(jù)存儲器、第四數(shù)據(jù)存儲器、第五數(shù)據(jù)存儲器、第六數(shù)據(jù)存儲器、選擇器、相關(guān)運(yùn) 算器、擴(kuò)頻碼存儲器和控制器； 所述擴(kuò)頻碼存儲器用于存儲衛(wèi)星的擴(kuò)頻碼； 所述控制器根據(jù)所述采樣時鐘產(chǎn)生控制信號； 第三數(shù)據(jù)存儲器和第四數(shù)據(jù)存儲器存儲不同時刻的I路壓縮數(shù)據(jù)，第五數(shù)據(jù)存儲器和 第六數(shù)據(jù)存儲器存儲不同時刻的Q路壓縮數(shù)據(jù)；并且，第三數(shù)據(jù)存儲器和第五數(shù)據(jù)存儲器 存儲同一時刻的兩路壓縮數(shù)據(jù)；第四數(shù)據(jù)存儲器和第六數(shù)據(jù)存儲器存儲同一時刻的兩路壓 縮數(shù)據(jù)； 所述控制器根據(jù)所述時鐘產(chǎn)生選擇控制信號，控制選擇器接通第三數(shù)據(jù)存儲器和第五 數(shù)據(jù)存儲器與相關(guān)運(yùn)算器，或者接通第四數(shù)據(jù)存儲器和第六數(shù)據(jù)存儲器與相關(guān)運(yùn)算器；同 一時刻，只有第三數(shù)據(jù)存儲器和第五數(shù)據(jù)存儲器，或者第四數(shù)據(jù)存儲器和第六數(shù)據(jù)存儲器 兩組之一接通相關(guān)運(yùn)算器； 所述相關(guān)運(yùn)算器用于對當(dāng)前接通的第三數(shù)據(jù)存儲器和第五數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)，或第 四數(shù)據(jù)存儲器和第六數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)與從所述擴(kuò)頻碼存儲器讀取的衛(wèi)星擴(kuò)頻碼進(jìn)行 相關(guān)運(yùn)算。
【文檔編號】G01S19/37GK104142510SQ201410366688
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】吳駿, 李瑞寒, 文力, 王永平, 馮衛(wèi)鋒, 宋志豪, 遲朋, 段桂平, 劉精軼, 孫楓葉, 劉寶, 舒志萍, 李義梅, 蔡之君 申請人:豪芯微電子科技（上海）有限公司