專利名稱：多信道音頻的降頻取樣器與降頻取樣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于數(shù)字信號處理(digital signal processing; DSP)的降頻取樣器 (decimator)及降頻取樣方法，尤其涉及一種應(yīng)用于多信道(multi-channel)音頻處理的降頻 取樣器及降頻取樣方法。 背景技水圖l(a)所示為美國廣播電視系統(tǒng)委員會(broadcast television systems committee; BTSC)所制定的電視多聲道立體聲(multi track stereo; MTS)音頻的頻譜分布圖。電視多 聲道立體聲(MTS)音頻10為一復(fù)合(composite)信號，其包含 一單聲道(L+R)信號101 、 一指符(pilot)信號102、 一立體聲差異(L-R)信號103、 一第二音頻節(jié)目(second audio program; SAP)信號104、及一專業(yè)頻道(professional channel)信號105。所述單聲道(L+R)信號101為一基帶(baseband)信號，帶寬約15KHz:所述指符(p!lot) 信兮102的頻率Fh為15.734 KHz，相當(dāng)于BTSC視頻的水平掃描頻率；所述立體聲差異 (L-R)信號103為一載波抑制的雙旁波帶(double sideband suppressed carrier; DSB—SC)振幅 調(diào)制信號，其中心頻率為2+Fh;所述第二音頻節(jié)目(SAP)信號104的中心頻率為5*Fh，其 頻譜范圍約為+/-10 KHz;所述專業(yè)頻道(professional channel)信號105的中心頻率.為 6.5*Fh,其頻譜范圍約為+/-3 KHz。圖l(b)所示為BTSC電視多聲道立體聲音頻10作降頻處理的電路方框示意圖。.立體 聲差異信號103a是所述電視多聲道立體聲(MTS)音頻10經(jīng)由 一 頻率混波器(mixer) 120混 波降頻2Fh而得到。由于所述第二音頻節(jié)目(SAP)信號104采用頻率調(diào)制(frequency modulation; FM)，且傳送端發(fā)送所述第二音頻節(jié)目(SAP)信號104時(shí)，并不一定會同時(shí)發(fā) 送所述指符(pilot)信號102，使得接收端無法作同步解調(diào)(coherent demodulation),所以所 述電視多聲道立體聲(MTS)音頻10在經(jīng)由所述頻率混波器120作混波降頻5Fh后，會分離 得到一第二音頻節(jié)目同相(SAPj)信號104a及一第二音頻節(jié)目正交(SAP—Q)信號104b，以 供一頻率鑒別器(frequency discriminator) 140作調(diào)頻解調(diào)處理(FM demodulation)。經(jīng)由混波降頻后的所述立體聲差異信號103a、所述第二音頻節(jié)目同相(SAPJ)信號 104a、及所述第二音頻節(jié)目正交(SAP一Q)信號104b主要是基帶信號，但仍附帶部分因混 波降頻處理中衍生的高頻信號。
所述單聲道信號IOI、所述立體聲差異信號103a、所述第二音頻節(jié)目同相(SAP一I)信 號104a、及所述第二音頻節(jié)目正交(SAP一Q)信號104b在作數(shù)字信號處理時(shí)可利用如圖l(b) 所示的四個(gè)降頻取樣器135、 132、 133及134將取樣頻率降低，分別得到經(jīng)降頻取樣的單 聲道信號101b、立體聲差異信號103ab、第二音頻節(jié)目同相(SAP一I)信號104c、及第二音 頻節(jié)目正交(SAP—Q)信號104d。在降頻取樣器131、 132、 133及134的數(shù)字信號處理中，如果想要降低取樣頻率，為 避免頻譜發(fā)生混疊(aliasing),需要先以一有限脈沖響應(yīng)(finite impulse response; FIR)濾 波器(filter)在頻域(frequency domain)作低通濾波后，再在時(shí)域(time domain)降低取樣頻率 。同時(shí)通過所述有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器的低通濾波處理，可一并濾除因所述混波降頻 處理中衍生的高頻信號。圖l(c)所示為一二階(order)的有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器160的電路方框示意圖，其可 以實(shí)施于降頻取樣器131、 132、 133及134的前級。輸入信號161經(jīng)過'時(shí)間延遲(tmie delay)器165延遲后，成為一第一延遲輸入信號162;所述第一延遲輸入信號162經(jīng)過一時(shí) 問延遲器166延遲后，成為一第二延遲輸入信號163。信號161、 162及163分別與相對應(yīng) 的脈沖響應(yīng)系數(shù)161h、 162h及163h經(jīng)由乘法器161m、 162m及163m作相乘，再經(jīng)由加法 器167作相加，相加結(jié)果即為輸出信號168。實(shí)際的有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器通常需要極大的階數(shù)，如果采用傳統(tǒng)的寄存器 (register)來實(shí)現(xiàn)其中的時(shí)間延遲器，其應(yīng)用于如圖l(b)所示的四個(gè)降頻取樣器相加起來 的硬件電路成本高昂，同時(shí)因所述寄存器彼此串聯(lián)，當(dāng)所述有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器運(yùn) 作時(shí)，隨著電路時(shí)脈(clock)的產(chǎn)生，將造成寄存器邏輯準(zhǔn)位的轉(zhuǎn)態(tài)(transition)十分頻繁， 造成大量電源的消耗。圖l(d)所示為一日本電子工業(yè)協(xié)會(Electronic Industries Association of Japan; EIA-J)所制定的電視多聲道立體聲音頻ll的頻譜分布圖，所述音頻ll包含 一單聲道(L+R)信兮lll、 一立體聲差異(L-R)信號113或一第二音頻節(jié)目(second audio program; SAP)信S 114、及--指符辨識(pilot idemification)信號115。 EIA-J的電視立體聲音頻系統(tǒng)的傳送端 并不會同時(shí)傳送所述立體聲差異(L-R)信號113及第二音頻節(jié)目(SAP)信號114，而是根據(jù) 所述指符辨識信號115的振幅調(diào)制(amplitude modulation)程度來通知接收端，此時(shí)傳送的 信號是所述立體聲差異(L-R)信號113或是所述第二音頻節(jié)目(SAP)信號114。圖l(e)所示為所述音頻ll作降頻處理的電路方框示意圖。接收端接收的所述音頻ll 在經(jīng)由一頻率混波器121作混波降頻2Fh后，可得到所述單聲道(L+R)信號及所述立體聲 差異(L-R)信號H3,或，所述單聲道(L+R)信號及所述第二音頻節(jié)目正交(SAP)信號114
所述單聲道(L+R)信號111經(jīng)由一降頻取樣器151降頻取樣后，得出一單聲道(L+R)信 號1Ub。所述立體聲差異(L-R)信號113包含一立體聲差異同相(L-R—I)信號113a及一立體 聲差異正交(L-R一Q)信號113b，所述信號113a及113b分別經(jīng)由降頻取樣器153及154降頻取 樣后，分別得出一立體聲差異同相(L-R一I)信號113c及一立體聲差異正交(L-R一Q)信號 113d。或者，所述第二音頻節(jié)目(SAP)信號114包含一第二音頻節(jié)目同相(SAP一I)信號114a 及一第二音頻節(jié)目正交(SAP—Q)信號114b,所述信號114a及114b分別經(jīng)由所述降頻取樣 器153及154降頻取樣后，分別得出一第:::音頻節(jié)目同相(SAP—1)信號114c及一第二音頻節(jié) 目正交(SAP—Q)信號114d。所述立體聲差異同相(L-R—1)信號113c及所述第二音頻節(jié)目同 相(SAP—I)信號114c的FM解調(diào)制共用同 一 路徑，所述立體聲差異正交(L-R一Q)信號113d及 所述第二音頻節(jié)口正交(SAP一Q)信號114d的FM解調(diào)制也共用同-路徑。與所述單聲道(L+R)信號lllb相比較，所述立體聲差異同相(L-R—1)信號113c及立體 聲差異正交(L-R—Q)信號113d需經(jīng)由一頻率鑒別器141做解調(diào)制，因此會多一段延遲 (latency)時(shí)間，因此在EIA-J的規(guī)格中規(guī)定傳送端的所述單聲道(L+R)信號11 l應(yīng)比所述立 體聲差異(L-R)信號U3晚，舉例來說，20微秒傳送，以利于分離出一左單聲道信號及--右單聲道信號。但實(shí)際上所述立體聲差異同相(L-R—1)信號113c及立體聲差異正交 (L-R—Q)信號113d經(jīng)由所述頻率鑒別器141解調(diào)制所需的時(shí)間并不會剛好等于20微秒，因 而造成在分離出所述左單聲道信號及右單聲道信號時(shí)的延遲時(shí)間不一致。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的是提供一種可降低硬件電路的實(shí)現(xiàn)成本及電源消耗的多信道音 頻的降頻取樣器與降頻取樣方法，來進(jìn)行多信道音頻的數(shù)字信號處理，并且，本發(fā)明也 可以應(yīng)用于其它多信道數(shù)字信號，并不局限為音頻信號。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種多信道音頻的降頻取樣器，其可利用隨機(jī)存取存 儲器(random access memory; RAM)為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。所述多信道音頻的降頻取樣器包含一 存儲器、 一控制器、及一處理運(yùn)算單元。所述運(yùn)算處理單元耦接于所述存儲器，用來對 輸入的多信道數(shù)字信號作降頻取樣的數(shù)字信號處理。所述存儲器用來存儲兩類輸入路徑 的數(shù)據(jù)，其一為所述降頻取樣器的輸入多信道數(shù)字信號。另一類輸入路徑的數(shù)據(jù)則來自 于所述處理運(yùn)算單元的多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)，即降頻取樣完成后的多信道音頻。所述控制器 耦接于所述存儲器，用來控制所述存儲器的數(shù)據(jù)寫入及讀取，使得所述存儲器配合所述 處理運(yùn)算單元完成降頻取樣的數(shù)字信號處理。所述控制器依下列步驟規(guī)劃控制時(shí)序(timing):首先將所述輸入的多信道音頻數(shù)據(jù)寫入所述存儲器；接著將存入所述存儲器的多信道音頻讀取出來給所述處理運(yùn)算單元作降 頻取樣的數(shù)字信號處理運(yùn)算，并將降頻取樣完成后的多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)再寫入所述存儲器 存儲；最后將存入所述存儲器的降頻取樣完成后的多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)讀取出來，輸出給下 一級電路。本發(fā)明以一存儲器為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的單一降頻取樣器取代傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的四個(gè)降頻取樣器， 在實(shí)際工藝的驗(yàn)證下，本發(fā)明的降頻取樣器電路與采用傳統(tǒng)的降頻取樣器電路作比較， 本發(fā)明的降頻取樣器電路約可減少35%的面積。另外，本發(fā)明的降頻取樣器因其中的時(shí)間延遲器可利用存儲器的存儲單元(memory cdl)來實(shí)現(xiàn)，沒有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的寄存器邏輯準(zhǔn)位轉(zhuǎn)態(tài)頻繁的問題，而得以大幅節(jié)省電源的 消耗。本發(fā)明的所述降頻取樣器輸出至少--調(diào)頻調(diào)制的音頻成分至一頻率鑒別器作調(diào)頻 解調(diào)處理，所述頻率鑒別器包含一有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器與-調(diào)頻解調(diào)器，所述調(diào)頻 調(diào)制的音頻成分先經(jīng)由所述有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器作低通濾波后，再由所述調(diào)頻解調(diào) 器作調(diào)頻解調(diào)處理。所述有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器的時(shí)間延遲器也可以所述存儲器的存 儲單元來實(shí)現(xiàn)。如果電視多聲道立體聲音頻系統(tǒng)的單聲道信號及立體聲差異信號在接收時(shí)即存在 一預(yù)定值的時(shí)間差，且所述立體聲差異信號需另作調(diào)頻解調(diào)處理。本發(fā)明的降頻取樣方 法另外可包含對所述單聲道信號做至少一個(gè)取樣單位的時(shí)間延遲，所述時(shí)間延遲等于所 述立體聲差異信號作調(diào)頻解調(diào)處理所需的時(shí)間加上所述預(yù)定值的時(shí)間差。


圖l(a)為BTSC電視多聲道立體聲音頻的頻譜分布圖； 圖l(b)為BTSC電視多聲道立體聲音頻作降頻處理的方框示意圖；圖l(c)為---二階有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器的電路示意圖；圖l(d)為EIA-J電視多聲道立體聲音頻的頻譜分布圖； 圖l(e)為EIA-J電視多聲道立體聲音頻作降頻處理的方框示意圖；圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的降頻取樣器的電路示意圖； 圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的降頻取樣系統(tǒng)的方框示意圖；以及圖4為本發(fā)明第三實(shí)施例的降頻取樣系統(tǒng)的方框示意圖。
具體實(shí)施方式
圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的以存儲器為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的降頻取樣器20的方框示意圖。降 頻取樣器20的輸入信號除了單聲道信號201原本即為基帶信號外，立體聲差異信號203、 第二音頻節(jié)目同相(S AP—I)信號204a、及第二音頻節(jié)目正交(S AP—Q)信號204b均為已經(jīng)由一頻率混波器混波降頻處理為以基帶信號為主的信號，但仍附帶部分因混波降頻處理中 衍生的高頻信號。與常規(guī)不同的是所述四個(gè)輸入信號是經(jīng)由單一降頻取樣器20進(jìn)行降頻取樣的數(shù)字 信號處理，而非如圖1 (b)所示的四個(gè)降頻取樣器分別處理四個(gè)輸入信號。所述降頻取樣器20包含一隨機(jī)存取存儲器(RAM)210、一隨機(jī)存取存儲器(RAM)控制 器220、 一處理運(yùn)算單元230、 一多路復(fù)用器(multiplex)240 、及一解多路復(fù)用器 (demultiplex)250。所述隨機(jī)存取存儲器(RAM)210是具一輸入端口210D及一輸出端口210Q的單端口 (single port)存儲器。所述隨機(jī)存取存儲器(RAM)210用來存儲兩類輸入路徑的數(shù)據(jù)，其 - 為降頻取樣器20的輸入信號，即單聲道信號201、立體聲差異信號203、第二音頻節(jié)Q 正交(SAP—1)信號204a、及第二音頻節(jié)目同交(SAP—Q)信號204b。另一類輸入路徑的數(shù)據(jù) 則來自于所述處理運(yùn)算單元230的運(yùn)算數(shù)據(jù)。所述隨機(jī)存取存儲器(RAM)控制器220用來控制隨機(jī)存取存儲器(RAM)210的數(shù)據(jù)寫 入及讀取，使得所述隨機(jī)存取存儲器(RAM)210配合所述處理運(yùn)算單元230完成降頻取樣 的數(shù)字信號處理。所述隨機(jī)存取存儲器(RAM)控制器220利用一讀寫控制信號221及地址 總線(address bus)信號223決定進(jìn)入所述輸入端口210D的數(shù)據(jù)將寫入所述隨機(jī)存取存儲 器(RAM)210的某一地址；或從所述隨機(jī)存取存儲器(RAM)210的某一地址讀取數(shù)據(jù)并經(jīng) 由所述輸出端口210Q輸出。在本實(shí)施例中，所述隨機(jī)存取存儲器(RAM)控制器220規(guī)劃控制時(shí)序是按下列步驟 (a) (c)重復(fù)分時(shí)(time division)處理由前一級電路輸入的四個(gè)路徑的音頻，即所述單聲道 信號201、所述立體聲差異信號203、所述第二音頻節(jié)目同相(SAP—1)信號204a、及所述第 二音頻節(jié)目正交(SAP—Q)信號204b，并將降頻處理完成后的音頻分時(shí)輸出給下一級電路 直到輸入的音頻處理完畢為止。(a) 首先所述隨機(jī)存取存儲器(RAM)控制器220輸出 一 多路復(fù)用器控制信號224控制 所述多路復(fù)用器240，并輸出所述讀寫控制信號221及地址總線信號223至所述隨機(jī)存取 存儲器(RAM)210，使得前一級電路輸入的音頻能被寫入所述隨機(jī)存取存儲器(RAM)210(b) 接著所述隨機(jī)存取存儲器(RAM)控制器220輸出所述讀寫控制信號221及地址總 線信號223至所述隨機(jī)存取存儲器(RAM)210，將存入所述隨機(jī)存取存儲器(RAM)210的個(gè) 別音頻讀取出來給所述處理運(yùn)算單元230,并進(jìn)行頻域低通濾波和時(shí)域降頻取樣的數(shù)字 信號處理運(yùn)算，如先前所述，以產(chǎn)生相應(yīng)的運(yùn)算數(shù)據(jù)(即降頻取樣完成后的音頻信號數(shù)據(jù) )，并將所述運(yùn)算數(shù)據(jù)再寫入所述隨機(jī)存取存儲器(RAM)210。(c)所述隨機(jī)存取存儲器(RAM)控制器220將存入所述隨機(jī)存取存儲器(RAM)210的 降頻取樣完成后的音頻讀取出來，并輸出一解多路復(fù)用器控制信號225控制所述解多路 復(fù)用器250，使得所述解多路復(fù)用器250分時(shí)將所述單聲道信號201b、立體聲差異信兮 203b、第二音頻節(jié)目同相(SAPJ)信號204c、及第二音頻節(jié)目正交(SAP—Q)信號204d等運(yùn) 算數(shù)據(jù)輸出給下一級電路。據(jù)此，假設(shè)所述四個(gè)音頻的取樣頻率原先為384 KHz，如果采用8倍的所述降頻取樣 器20將取樣頻率降低，則所述四個(gè)音頻的取樣頻率可降低為48 KHz。所述處理運(yùn)算單元230作所述低通濾波的數(shù)字信號處理可利用 -有限脈沖響應(yīng)(FIR) 濾波器來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)通過所述有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器的低通濾波處理，可一并濾除內(nèi) 所述混波降頻處理中衍生的高頻信號。所述有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器的時(shí)間延遲器可利 用所述隨機(jī)存取存儲器(RAM)210的存儲單元來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的以存儲器為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的降頻取樣器，可以單一個(gè)降頻取樣器取代傳統(tǒng)結(jié)構(gòu) 的四個(gè)降頻取樣器，在臺積電(TSMC)0.18微米的工藝驗(yàn)證下，本發(fā)明的降頻取樣器電路 與采用傳統(tǒng)的降頻取樣器電路作比較，本發(fā)明的降頻取樣器電路約可減少35%的面積。另外，本發(fā)明的降頻取樣器因其中的時(shí)間延遲器可以存儲器的存儲單元來實(shí)現(xiàn)，當(dāng) 所述有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器運(yùn)作時(shí)，沒有寄存器邏輯準(zhǔn)位轉(zhuǎn)態(tài)頻繁的問題，可有效節(jié) 省電源的消耗。圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的降頻取樣系統(tǒng)的方框示意圖。所述降頻取樣器20輸出所 述第二音頻節(jié)目同相(SAPJ)信號204c及第二音頻節(jié)目正交(S AP—Q)信號204d給 一 頻率 鑒別器350,所述頻率鑒別器350包含一有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器351及一調(diào)頻解調(diào)器352 ,所述第二音頻節(jié)目同相(SAPJ)信號204c及第二音頻節(jié)目正交(SAP—Q)信號204d先經(jīng)由 所述有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器351作低通濾波后，再由所述調(diào)頻解調(diào)器352作調(diào)頻解調(diào)處 理。本實(shí)施例的所述有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器351的時(shí)間延遲器也利用所述隨機(jī)存取存 儲器(RAM)210的存儲單元來實(shí)現(xiàn)，以節(jié)省硬件的面積。圖4為本發(fā)明第三實(shí)施例的降頻取樣系統(tǒng)的方框示意圖。與第二實(shí)施例不相同的是 本實(shí)施例的降頻取樣器20的輸入及輸出信道僅用到三個(gè)，本實(shí)施例的所述降頻取樣器20 的輸入信號除了 申.聲道信號401外， 一立體聲差異同相(L-R—1)信號403a及-第二音頻 節(jié)冃同相(SAP一I)信號404a共用同一輸入信道， 一立體聲差異正交(L-R—Q)信號403b及一
第二音頻節(jié)目正交(SAP一Q)信號404b共用同 一輸入信道，所述立體聲差異同相(L-R一I)信 號403a及所述立體聲差異正交(L-R—Q)信號403b是同屬 一 立體聲差異(L-R)信號經(jīng)由混波 降頻后分離出來。本實(shí)施例的所述降頻取樣器20的輸出信號除了一單聲道信號401b外， 一立體聲差異同相(L-R—1)信號403c及一第二音頻節(jié)目同相(SAP—1)信號404c共用同一輸 出信道， 一立體聲差異正交(L-R—Q)信號403d及一第二音頻節(jié)目正交(SAP一Q)信號404d 共用同一輸出信道。與所述單聲道(L+R)信號401b相比較，所述立體聲差異同相(L-R—I) 信號403c及立體聲差異正交(L-R—Q)信號403d需經(jīng)由所述頻率鑒別器350做解調(diào)制，因此 會多一段延遲時(shí)間。假設(shè)本實(shí)施例的所述立體聲差異同相(L-R一I)信號403c及立體聲差異正交(L-R—Q)信 號403d經(jīng)由所述頻率鑒別器350解調(diào)制所需的時(shí)間為為38.2微秒，但如前所述，在EIA-J 的規(guī)格中規(guī)定傳送端的單聲道(L+R)信號應(yīng)比其立體聲差異(L-R)信號晚20微秒傳送，所 述單聲道信號(L+R)及所述立體聲差異(L-R)信號在接收端接收時(shí)即存在此預(yù)定值的時(shí)間 差20微秒。因此所述降頻取樣器20輸入的單聲道信號401及輸出的單聲道信號401b的間 需額外加入18.2微秒的延遲時(shí)間，以利于分離出精確的一左單聲道信號及一右單聲道信號假設(shè)所述單聲道信號401的取樣頻率為384KHz，則可在降頻取樣處理過程中，對所 述單聲道信號401做7個(gè)取樣單位的延遲，則造成的延遲時(shí)間為(7/384000)秒，即18.2微秒本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)己揭示如上，然而所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可能基于本 發(fā)明的教示及揭示而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修改。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍 應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換及修改，并為所附的 權(quán)利要求書所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種多信道音頻的降頻取樣器，其特征在于包含一處理運(yùn)算單元，對輸入的一多信道音頻的各個(gè)音頻成分作降頻取樣而產(chǎn)生相應(yīng)的多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)；一存儲器，耦接于所述處理運(yùn)算單元，用以存儲所述多信道音頻的各個(gè)音頻成分及所述多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)；以及一控制器，耦接于所述存儲器，用以控制所述多信道音頻及所述多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)于所述存儲器的寫入和讀取，及分時(shí)處理所述多信道音頻的輸入及所述多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)的輸出。
2. 如權(quán)利要求l所述的降頻取樣器，其特征在于所述存儲器為一隨機(jī)存取存儲器。
3. 如權(quán)利要求l所述的降頻取樣器，其特征在于所述控制器輸出一讀寫控制信號至所 述存儲器，以決定所述存儲器是執(zhí)行所述多信道音頻的寫入或所述多信道運(yùn)算數(shù)據(jù) 的讀取。
4. 如權(quán)利要求3所述的降頻取樣器，其特征在于所述控制器輸出一地址總線信號至所 述存儲器，以決定所述存儲器的寫入或讀取地址。
5. 如權(quán)利要求l所述的降頻取樣器，其特征在于另外包含一多路復(fù)用器，連接于所述 存儲器的一輸入端口，用以選擇寫入所述存儲器的所述多信道音頻的對應(yīng)輸入音頻 成分。
6. 如權(quán)利要求5所述的降頻取樣器，其特征在于所述控制器輸出一多路復(fù)用器控制信 號至所述多路復(fù)用器，控制所述多路復(fù)用器選擇所述多信道音頻的對應(yīng)輸入音頻成 分。
7. 如權(quán)利要求l所述的降頻取樣器，其特征在于另外包含一解多路復(fù)用器，連接于所 述存儲器的一輸出端口，用以選擇從所述存儲器讀取出來的對應(yīng)多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)。
8. 如權(quán)利要求7所述的降頻取樣器，其特征在于所述控制器輸出一解多路復(fù)用器控制 信號至所述解多路復(fù)用器，控制所述解多路復(fù)用器選擇對應(yīng)多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)。
9.. 如權(quán)利要求l所述的降頻取樣器，其特征在于所述控制器是控制執(zhí)行下列步驟 分時(shí)將所述輸入的多信道音頻的各個(gè)音頻成分寫入所述存儲器； 讀取所述多信道音頻的各個(gè)音頻成分給所述處理運(yùn)算單元作降頻取樣而產(chǎn)生所 述多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)；分別將所述多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)寫入所述存儲器；以及 分時(shí)讀取并輸出所述多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)。
10. 如權(quán)利要求l所述的降頻取樣器，其特征在于所述降頻取樣是先在頻域作低通濾波 后，再在時(shí)域降低取樣頻率。
11. 如權(quán)利要求10所述的降頻取樣器，其特征在于所述低通濾波是以一有限脈沖響應(yīng) (FIR)濾波器來實(shí)現(xiàn)。
12. 如權(quán)利要求ll所述的降頻取樣器，其特征在于所述有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器的時(shí) 間延遲器是以所述存儲器的存儲單元來實(shí)現(xiàn)。
13. 如權(quán)利要求l所述的降頻取樣器，其特征在于所述輸入的多信道音頻為一電視多聲 道立體聲音頻。
14. 如權(quán)利要求13所述的降頻取樣器，其特征在于所述電視多聲道立體聲(MTS)音頻包 含一單聲道信號、 一立體聲差異信號、 一第二音頻節(jié)目同相(SAP—I)信號、及-第 二音頻節(jié)目正交(SAP—Q)信號。
15. 如權(quán)利要求13所述的降頻取樣器，其特征在于所述電視多聲道立體聲音訊經(jīng)由混波 降頻后是以基帶信號為主的信號。
16. 如權(quán)利要求14所述的降頻取樣器，其特征在于輸出至少一所述多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)至一 頻率鑒別器作調(diào)頻解調(diào)處理。
17. 如權(quán)利要求16所述的降頻取樣器，其特征在于所述頻率鑒別器包含一有限脈沖響應(yīng) (FIR)濾波器與一調(diào)頻解調(diào)器，其中所述有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器的時(shí)間延遲器是以所述存儲器的存儲單元來實(shí)現(xiàn)。
18. 如權(quán)利要求17所述的降頻取樣器，其特征在于所述至少一所述多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)先經(jīng) 由所述有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器作低通濾波后，再由所述調(diào)頻解調(diào)器作調(diào)頻解調(diào) 處理。
19. 如權(quán)利要求16所述的降頻取樣器，其特征在于所述至少一多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)包含所述 第二音頻節(jié)目同相(SAP—I)信號及所述第二音頻節(jié)目正交(SAP—Q)信號。
20. 如權(quán)利要求16所述的降頻取樣器，其特征在于所述至少一多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)包含一立 體聲差異同相(L-R—I)信號及一立體聲差異正交(L-R—Q)信號。
21. —種多信道音頻的降頻取樣方法，其特征在于包含下列步驟將多信道音頻的各個(gè)音頻成分寫入一存儲器；讀取所述多信道音頻的各個(gè)音頻成分并進(jìn)行降頻取樣而產(chǎn)生相應(yīng)的多信道運(yùn)算 數(shù)據(jù)；分別將所述多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)寫入所述存儲器；以及 分別讀取并輸出所述多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)。
22. 如權(quán)利要求21所述的降頻取樣方法，其特征在于所述多信道音頻為分時(shí)輸入所述存 儲器。
23. 如權(quán)利要求21所述的降頻取樣方法，其特征在于所述多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)為分時(shí)輸出。
24. 如權(quán)利要求21所述的降頻取樣方法，其特征在于所述降頻取樣是先在頻域作低通濾 波后，再在時(shí)域降低取樣頻率。
25. 如權(quán)利要求21所述的降頻取樣方法，其特征在于所述多信道音頻為一電視多聲道立 體聲(MTS)音頻，并且，所述電視多聲道立體聲(MTS)音頻包含一單聲道信號、一 立體聲差異信號、 一第二音頻節(jié)目同相(SAP—I)信號、及一第二音頻節(jié)目正交 (SAP—Q)信號。
26. 如權(quán)利要求21所述的降頻取樣方法，其特征在于外包含對所述單聲道信號做至少- -個(gè)取樣單位的時(shí)間延遲，所述時(shí)間延遲等于所述立體聲差異信號另作調(diào)頻解調(diào)處理 所需的時(shí)間。
27. 如權(quán)利要求26所述的降頻取樣方法，其特征在于所述單聲道信號及所述立體聲差異 信號在接收時(shí)即存在一預(yù)定值的時(shí)間差，所述時(shí)間延遲等于所述調(diào)頻解調(diào)處理所需 的時(shí)間加上所述預(yù)定值的時(shí)間差。
28. 如權(quán)利要求27所述的降頻取樣方法，其特征在于所述預(yù)定值的時(shí)間差為20微秒。
全文摘要
本發(fā)明是以存儲器為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的降頻取樣器，用來處理多信道音頻。降頻取樣器包含一存儲器、一控制器、及一處理運(yùn)算單元。處理運(yùn)算單元用來對多信道音頻的各個(gè)輸入音頻成分作降頻取樣而產(chǎn)生相應(yīng)的多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)?？刂破饔脕砜刂贫嘈诺酪纛l的各個(gè)音頻成分及多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)在所述存儲器的寫入及讀取，使得存儲器配合處理運(yùn)算單元完成降頻取樣的數(shù)字信號處理。多信道音頻的輸入及多信道運(yùn)算數(shù)據(jù)的輸出采用分時(shí)處理。與傳統(tǒng)的降頻取樣器電路作比較，本發(fā)明的降頻取樣器電路可降低硬件電路的實(shí)現(xiàn)成本及電源的消耗。
文檔編號H04N5/60GK101155282SQ20061015246
公開日2008年4月2日 申請日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者蔡典儒, 黃昭維 申請人:奇景光電股份有限公司