專利名稱：自適應(yīng)上采樣濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及上采樣技術(shù)，尤其涉及自適應(yīng)上采樣濾波器。
背景技術(shù)：
上采樣是指將原信號的采樣頻率提高到指定頻率上。上采樣濾波器是 指將濾波器輸出信號采樣頻率提高到指定頻率上的濾波器。
傳統(tǒng)的上采樣濾波器通常工作在指定的時鐘頻率下，對指定輸入的信 號上采樣指定的倍數(shù)。如果工作時鐘頻率改變或者輸入信號的采樣頻率改 變，都不能正常工作。而音頻或者其他信號在進行采樣頻率變換時，通常 需要輸入多種頻率的采樣信號。如果利用傳統(tǒng)的上采樣濾波器，需要多個 濾波器同時使用，因此導(dǎo)致資源嚴重浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種能夠解決以上問題的自適應(yīng)上采樣濾波器。
在第一方面，本發(fā)明提供了一種自適應(yīng)上采樣濾波器，包括采樣周期 計數(shù)器和相位計數(shù)器。采樣周期計數(shù)器用于計數(shù)一個采樣周期內(nèi)高頻時鐘 脈沖數(shù)量。相位計數(shù)器接收來自采樣周期計數(shù)器的所述脈沖數(shù)量，并對該 數(shù)量與上采樣倍數(shù)相除取整進而得到一個數(shù)值；相位計數(shù)器在每計數(shù)到所 述數(shù)值個高頻時鐘脈沖時，提供脈沖信號和相位信息以便該自適應(yīng)濾波器 基于該脈沖信號選擇輸入信號，并基于該相位信息選擇濾波系數(shù)。
在本發(fā)明的一個實施例中，自適應(yīng)上采樣濾波器包括狀態(tài)控制器，該 狀態(tài)控制器用于接收來自相位計數(shù)器的脈沖信號，并在接收到該脈沖信號 情況下發(fā)送選擇輸入信號的控制命令，以便該自適應(yīng)濾波器選擇輸入信號。
在本發(fā)明的另 一個實施例中，自適應(yīng)上采樣濾波器包括多路選擇器和 若干寄存器。若干寄存器相互串聯(lián)，用于暫存輸入信號。多路選擇器用于 接收來自狀態(tài)控制器的控制命令，并根據(jù)該控制命令選擇所述若干寄存器 中的一個寄存器，進而選擇該寄存器中的輸入信號。
在本發(fā)明的又一個實施例中，自適應(yīng)上采樣濾波器包括相位控制器和
3濾波系數(shù)選擇控制器。相位控制器用于接收來自相位計數(shù)器的相位信息， 并根據(jù)該相位信息發(fā)送濾波系數(shù)選擇控制命令。濾波系數(shù)選擇控制器根據(jù) 該濾波系數(shù)選擇控制命令，選擇相應(yīng)濾波系數(shù)。
在本發(fā)明的還一個實施例中，自適應(yīng)上采樣濾波器包括乘加復(fù)用運算 控制器，用于對所述輸入信號與所述濾波系數(shù)相乘并做累加。
本發(fā)明的上采樣濾波器能夠自適應(yīng)地將輸入信號上采樣到預(yù)定倍數(shù)， 在工作時鐘頻率改變或輸入信號采樣率改變情況下仍舊能夠正常工作，因
此具有重要應(yīng)用價#_。


下面將參照附圖對本發(fā)明的具體實施方案進行更詳細的說明，在附圖
中
圖1是本發(fā)明的自適應(yīng)上采樣濾波器的系統(tǒng)框圖2是4M采樣信號與60M高頻時鐘信號關(guān)系示意圖3是一個采樣周期內(nèi)15個高頻時鐘脈沖的3倍上采樣示意圖4是本發(fā)明的上采樣方法流程圖。
具體實施例方式
圖1是本發(fā)明的自適應(yīng)上采樣濾波器的系統(tǒng)框圖。該系統(tǒng)包括采樣周 期計數(shù)器110、相位計數(shù)器120、狀態(tài)控制器130、若干寄存器、MUX (多路 選擇器)140、相位控制器150、濾波系數(shù)選擇控制器160、乘加復(fù)用運算 控制器170。
采樣周期計數(shù)器110用于計數(shù)一個采樣周期內(nèi)的高頻時鐘脈沖數(shù)量。 具體地，采樣信號頻率例如為4MHz，高頻時鐘信號頻率例如為60MHz。 圖2是4M采樣信號與60M高頻時鐘信號關(guān)系示意圖。如圖2所示，采樣周 期計數(shù)器110從采樣信號的一個采樣脈沖到下一個采樣脈沖共計數(shù)15個高 頻時鐘脈沖，原因是高頻時鐘信號頻率60圖z除以采樣信號頻率4MHz等于 15。則采樣周期計數(shù)器計數(shù)到 一個采樣周期內(nèi)有15個高頻時鐘脈沖。
相位計數(shù)器120接收來自采樣周期計數(shù)器110的所述數(shù)量，根據(jù)用戶 設(shè)定的上采樣倍數(shù)進而得出新增上采樣點所處相位，同時通知狀態(tài)控制器130新進相位并將該相位信息發(fā)送到相位控制器150。
具體地，用戶通過設(shè)定相位計數(shù)器120的參數(shù)調(diào)整上采樣倍數(shù)。相位計 數(shù)器120在接收到來自采樣周期計數(shù)器110的脈沖數(shù)量后，將該數(shù)量與上 采樣倍數(shù)相除取整后得到一個數(shù)值。相位計數(shù)器110在每計數(shù)到該數(shù)值個 高頻時鐘脈沖時，向狀態(tài)控制器130發(fā)送一個脈沖同時向相位控制器150 發(fā)送相^(立信息。
下面以3倍上采樣， 一個采樣周期內(nèi)15個高頻時鐘脈沖為例，闡述相 位計數(shù)器120的工作原理。首先用戶通過調(diào)整相位計數(shù)器120的參數(shù)將自 適應(yīng)上采樣濾波器配置成3倍上采樣。當(dāng)相位計數(shù)器120接收到采樣周期 計數(shù)器110發(fā)送的數(shù)量15后(該數(shù)量15是由采樣周期計數(shù)器120計數(shù)的一 個采樣周期內(nèi)存在15個高頻時鐘脈沖)，相位計數(shù)器120用該數(shù)量15除以 上采樣倍數(shù)3，進而得出每5個高頻時鐘脈沖需要上采樣一次。因此相位計 數(shù)器120在每計數(shù)到5個高頻時鐘脈沖后，向狀態(tài)控制器130發(fā)送一個脈沖 以便狀態(tài)控制器130控制選擇輸入信號，同時向相位控制器150發(fā)送相位 信息以便相位控制器150控制選擇濾波系數(shù)。圖3是一個采樣周期內(nèi)15個 高頻時鐘脈沖的3倍上采樣示意圖，其中圓形框表示原采樣點，菱形框表 示新增上采樣點。該圖表示原采樣信號一個周期內(nèi)存在15個高頻時鐘脈沖， 每5個高頻時鐘脈沖新進一個上采樣點，因此原采樣信號一個周期新增兩 個上采樣點后采樣頻率提高3倍。
狀態(tài)控制器130根據(jù)相位計算器120的觸發(fā)，發(fā)送控制命令到MUX140， 以便圖X140選擇串聯(lián)寄存器組中的輸入信號，并且狀態(tài)控制器130也具有 控制乘加復(fù)用運算控制器170運算的功能。
MUX140用于選擇串聯(lián)寄存器組中某個寄存器進而得到該寄存器中的輸 入信號。串聯(lián)寄存器組由若干寄存器串聯(lián)組成，具有延時寄存功能。
相位控制器150根據(jù)相位計數(shù)器120發(fā)送的具體相位信息，控制濾波 系數(shù)選擇控制器160選擇濾波系數(shù)。濾波系數(shù)選擇控制器160根據(jù)來自相 位控制器150的控制命令，選擇存儲在該濾波系數(shù)選擇控制器160中濾波 系數(shù)。
乘加復(fù)用運算控制器170是對來自MUX140的輸入信號與來自濾波系數(shù) 選擇控制器160的濾波系數(shù)做乘積然后再做累加。數(shù)字濾波器實際就是對輸入信號與濾波系數(shù)進行乘加復(fù)用運算的裝 置。數(shù)字濾波器中寄存器數(shù)量等于該濾波器的階數(shù)。本發(fā)明的自適應(yīng)上采
樣濾波器中，乘加復(fù)用運算控制器170、濾波系數(shù)選擇控制器160、圖X140 與串聯(lián)寄存器組用于完成對輸入信號與濾波系數(shù)的乘加復(fù)用運算功能。本 發(fā)明通過濾波系數(shù)選擇控制器160選擇濾波系數(shù)，通過MUX140和串聯(lián)寄存 器組選擇輸入信號，通過乘加復(fù)用運算控制器170對該輸入信號與相應(yīng)濾 波系數(shù)做乘加復(fù)用運算，進而完成了濾波功能。
下面以三階濾波器為例詳細闡述本發(fā)明的上采樣方法。由于是三階濾 波器，因此串聯(lián)寄存器組中寄存器數(shù)量為三。圖4是本發(fā)明的上采樣方法 流程圖。
在步驟410中，采樣信號經(jīng)過采樣周期計數(shù)器110后，經(jīng)過采樣周期 計數(shù)器110的計數(shù)得出一個采樣周期內(nèi)高頻時鐘脈沖數(shù)量。
在步驟420中，相位計數(shù)器120接收來自采樣周期計數(shù)器110的所述 高頻時鐘脈沖數(shù)量，根據(jù)用戶設(shè)定的上采樣倍數(shù)進而得出新增上采樣點所 處相位；并且相位計數(shù)器120每計數(shù)到一個新增上采樣相位就向狀態(tài)控制 器130發(fā)送一個脈沖用以表示新進一個相位，同時向相位控制器150發(fā)送 該新進上采樣相位的相位信息。
在步驟430中，狀態(tài)控制器130接收來自相位計數(shù)器120的用以表示 新增相位的脈沖后，向MUX140發(fā)送選擇輸入信號的控制命令。
在步驟431中，MUX140根據(jù)狀態(tài)控制器130的控制命令，選擇串聯(lián)寄 存器組中的相應(yīng)寄存器，并將該寄存器中的輸入信號發(fā)送到乘加復(fù)用運算 控制器170。
如何選擇串聯(lián)寄存器組中某個寄存器的輸入信號的方法有多種，舉例 如最先進入最先被選擇，也就是最先進入串聯(lián)寄存器組的輸入信號最先被 圖X140選中并發(fā)送到乘加復(fù)用運算控制器170。
在步驟440中，相位控制器150接收來自相位計數(shù)器120的具體相位 信息后，根據(jù)該相位信息發(fā)送濾波系數(shù)選擇控制命令。
在步驟441中，濾波系數(shù)選擇控制器160接收到來自相位控制器150 的濾波系數(shù)選擇控制命令后，選擇存儲在該濾波系數(shù)選擇控制器160中的 相應(yīng)濾波系數(shù)。濾波器確定系數(shù)方法有多種，如申請?zhí)枮?00610060649.8，發(fā)明名稱 為一種確定濾波器系數(shù)的方法，該方法包括以下步驟
(1) 根據(jù)發(fā)送芯片和接收芯片輸出的波形數(shù)據(jù)計算通道特性；
(2) 模擬產(chǎn)生與發(fā)送芯片的驅(qū)動波形的邊沿相同的發(fā)送脈沖信號；
(3) 遍歷濾波器系數(shù)組合，基于每一個濾波器系數(shù)組合、結(jié)合所述通 道特性和所述發(fā)送脈沖信號獲取與所述濾波器系數(shù)組合對應(yīng)的脈沖響應(yīng)或 者眼(4) 比較所述眼圖的眼高幅度，確定濾波器系數(shù)；或，比較所述脈沖 相應(yīng)的波形幅度和碼間串?dāng)_指標(biāo)，確定濾波器系數(shù)。
在步驟450中，乘加復(fù)用運算控制器170將來自MUX140的輸入信號與 來自濾波系數(shù)選擇控制器160的相應(yīng)濾波系數(shù)相乘，并將該乘積做累加。
具體地，狀態(tài)控制器130控制乘加復(fù)用運算控制器170存儲乘加結(jié)果， 并在所有輸入信號與相應(yīng)濾波系數(shù)乘加完成后控制濾波輸出。此時輸出信 號采樣頻率已經(jīng)提高到預(yù)定頻率，完成了上采樣功能。
顯而易見，在不偏離本發(fā)明的真實精神和范圍的前提下，在此描述的 本發(fā)明可以有許多變化。因此，所有對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的 改變，都應(yīng)包括在本權(quán)利要求書所涵蓋的范圍之內(nèi)。本發(fā)明所要求保護的 范圍僅由所述的權(quán)利要求書進行限定。
權(quán)利要求
1. 一種自適應(yīng)上采樣濾波器，包括采樣周期計數(shù)器(110)、相位計數(shù)器(120)；采樣周期計數(shù)器(110)用于計數(shù)一個采樣周期內(nèi)高頻時鐘脈沖數(shù)量；相位計數(shù)器(120)接收來自采樣周期計數(shù)器(110)的所述脈沖數(shù)量，并對該數(shù)量與上采樣倍數(shù)相除取整進而得到一個數(shù)值；相位計數(shù)器(110)在每計數(shù)到所述數(shù)值個高頻時鐘脈沖時，提供脈沖信號和相位信息以便該自適應(yīng)濾波器基于該脈沖信號選擇輸入信號，并基于該相位信息選擇濾波系數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)上采樣濾波器，包括狀態(tài)控制器 (130)，所述狀態(tài)控制器(130)用于接收來自相位計數(shù)器(120)的所述脈沖信號，并在接收到該脈沖信號情況下發(fā)送選擇輸入信號的控制命令， 以便該自適應(yīng)濾波器選擇輸入信號。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種自適應(yīng)上采樣濾波器，包括多路選擇器 (140)和若干寄存器；所述若干寄存器相互串聯(lián)，用于暫存輸入信號；所述多路選擇器(140)用于接收來自所述狀態(tài)控制器(130)的控制 命令，并根據(jù)該控制命令選擇所述若干寄存器中的一個寄存器，進而選擇 該寄存器中的輸入信號。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)上采樣濾波器，包括相位控制器 (150)和濾波系數(shù)選擇控制器(160)，所述相位控制器(150)用于接收來自相位計數(shù)器(120)的相位信息，并根據(jù)該相位信息發(fā)送濾波系數(shù)選擇 控制命令；所述濾波系數(shù)選擇控制器(160)根據(jù)該濾波系數(shù)選擇控制命令， 選擇相應(yīng)濾波系數(shù)。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)上采樣濾波器，包括乘加復(fù)用運算 控制器(170)，用于對所述輸入信號與所述濾波系數(shù)相乘并做累加。
全文摘要
本發(fā)明涉及上采樣技術(shù)，尤其涉及自適應(yīng)上采樣濾波器及上采樣方法。本發(fā)明首先通過計數(shù)一個采樣周期內(nèi)高頻時鐘脈沖數(shù)量，并對該數(shù)量與上采樣倍數(shù)相除取整后得到一個數(shù)值；然后在每計數(shù)到該數(shù)值個高頻時鐘脈沖后發(fā)送脈沖和相位信息，以便選擇輸入信號和濾波系數(shù)，進而實現(xiàn)對該輸入信號與濾波系數(shù)的乘加復(fù)用。本發(fā)明的上采樣濾波器及上采樣方法能夠自適應(yīng)地將輸入信號上采樣到預(yù)定倍數(shù)，在工作時鐘頻率改變或輸入信號采樣率改變情況下仍舊能夠正常工作，因此具有重要應(yīng)用價值。
文檔編號H03H21/00GK101521497SQ20091008186
公開日2009年9月2日 申請日期2009年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日
發(fā)明者尹寶林 申請人:北京中星微電子有限公司