專利名稱：用于便攜式設(shè)備的位移檢測(cè)設(shè)備的數(shù)字高通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字高通濾波器，特別是用在用于檢測(cè)便攜式設(shè) 備位移的位移檢測(cè)設(shè)備中，將顯式地參考以下描述，而這不意P未著 失去通用性。
背景技術(shù)：
如所知道的那樣，近幾年，隨著便攜式設(shè)備(諸如膝上型、PDA-個(gè)人數(shù)據(jù)助手，數(shù)字音頻播放器、移動(dòng)電話、數(shù)字照相機(jī)等)的增 加使用，簡(jiǎn)化所述設(shè)備的使用以及特別是它們用戶接口的使用的需 要增加了。在這方面，特別感興趣的是已經(jīng)證明利用由用戶所進(jìn)行 的簡(jiǎn)單移動(dòng)來(lái)激活便攜式設(shè)備中給定功能或程序的可能性。例如考 慮通過(guò)簡(jiǎn)單地使移動(dòng)電話傾斜或在將要滾動(dòng)列表或電話簿的方向上 使之移動(dòng)來(lái)在移動(dòng)電話的選項(xiàng)列表或電話簿內(nèi)導(dǎo)航，或者考慮通過(guò) 簡(jiǎn)單地修改PDA的傾斜角來(lái)使圖4象在PDA上的顯示相適應(yīng)的可能 性。
從而在一些便攜式設(shè)備中，已經(jīng)建議引入位移檢測(cè)設(shè)備，其能夠 在檢測(cè)到由用戶所給予的移動(dòng)之后激活功能或程序。
已知類型的位移檢測(cè)設(shè)備通常包括加速度傳感器，用于檢測(cè)沿著 一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)方向作用于相應(yīng)便攜式設(shè)備的加速度，并且產(chǎn)生相 應(yīng)的電信號(hào)。被連接到加速度傳感器的適當(dāng)處理電路處理這樣產(chǎn)生 的加速度信號(hào)，并且特別把它們與預(yù)置的加速度閾值相比較。特別 地是，超過(guò)某一加速度閾值表明便攜式設(shè)備已經(jīng)在相應(yīng)方向上產(chǎn)生 位移。
然而由于重力加速度的原因，在不存在由用戶對(duì)便攜式設(shè)備施加 加速度的情況下，加速度傳感器也有非零輸出。此外，因?yàn)檠刂鴻z 測(cè)方向的重力加速度的分量每次是不同的，所以依照便攜式設(shè)備的 靜止位置由唯一重力加速度所產(chǎn)生的加速度信號(hào)具有不同的值。從 而，在存在對(duì)便攜式設(shè)備施加加速度的情況下，加速度信號(hào)超過(guò)加 速度閾值取決于所述便攜式設(shè)備的初始位置(并且特別是取決于其
方向)。這導(dǎo)致依照由用戶所選便攜式設(shè)備的初始靜止位置、例如 在用右手用戶和用左手用戶之間改變的位置以及在依照各個(gè)用戶偏 好的任何情況下操作的不一致。
為了解決以上問(wèn)題，在于2004年12月1日以本申請(qǐng)人名義提交 的意大利專利申請(qǐng)?zhí)朤O2004A000847中，提出了使用高通濾波器， 所述高通濾波器布置在加速度傳感器和相應(yīng)的處理電路之間。高通 濾波器消除了與重力加速度的有關(guān)的加速度信號(hào)的連續(xù)分量，以便 獨(dú)立于便攜式設(shè)備的初始位置來(lái)進(jìn)行位移檢測(cè)。
如所知道的那樣，數(shù)字高通濾波器通常用FIR (Finite Impulse Response有限脈沖響應(yīng))或IIR ( Infinite Impulse Response無(wú)限 脈沖響應(yīng))結(jié)構(gòu)構(gòu)成。然而為了在不改變用于表示所要檢測(cè)位移的 頻率分量的情況下(頻率分量在緩慢移動(dòng)的情況下可能是低頻分量 或者在快速移動(dòng)的情況下是高頻分量)有效地減少加速度信號(hào)的連 續(xù)分量，高通濾波器必須具有例如長(zhǎng)于100 ms的長(zhǎng)時(shí)間常數(shù)和高 階。由于FIR或IIR過(guò)濾器設(shè)想重復(fù)同一個(gè)電路結(jié)構(gòu)多次，所述次 數(shù)等于過(guò)濾器的階數(shù)，并且存儲(chǔ)再次等于所述過(guò)濾器階數(shù)的常數(shù)數(shù) 目，所以這些特性導(dǎo)致電路相當(dāng)復(fù)雜從而嚴(yán)重地使用資源。特別地 是在經(jīng)由ASIC (專用集成電路)的硬件實(shí)現(xiàn)情況下，硅面積占用和 存儲(chǔ)器占用可能過(guò)多地超出了確定的過(guò)濾器階數(shù)(主要是在便攜式 應(yīng)用的情況下)。作為替代在經(jīng)由例如存儲(chǔ)于微控制器或DSP (數(shù)字 信號(hào)處理器)中固件的軟件實(shí)現(xiàn)情況下，只是為了過(guò)濾器能夠執(zhí)行 就必須選擇非常昂貴的組件并且使用所有或大部分系統(tǒng)資源。
另外在常規(guī)類型的數(shù)字過(guò)濾器中，不易改變截止頻率，可能作為 替代在所描述的用于檢測(cè)便攜式設(shè)備位移的申請(qǐng)中是極其有用的。 實(shí)際上，為了檢測(cè)用戶的緩慢移動(dòng)，優(yōu)選選擇足夠低的截止頻率， 使得相應(yīng)加速度信號(hào)的低頻分量具有足以被檢測(cè)的幅度。作為替 代，優(yōu)選如果用戶移動(dòng)較快那么選擇較高的截止頻率，以便截止低
從而本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)字高通濾波器，其能夠克服上面

發(fā)明內(nèi)容
所提及的問(wèn)題和缺點(diǎn)并且特別是具有長(zhǎng)時(shí)間常數(shù)，易于被配置，并 且同時(shí)使得減少了資源的使用。
依照本發(fā)明，提供了一種如權(quán)利要求1所限定的數(shù)字高通濾波器。
依照本發(fā)明，此外提供了一種如權(quán)利要求10所限定的位移檢測(cè)
設(shè)備。


為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在純粹地通過(guò)非限制性例子并且參考
附圖來(lái)描述其優(yōu)選實(shí)施例，其中
圖l依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例示出了用于并入位移檢測(cè)設(shè)備的便攜
式設(shè)備的框圖2示出了圖1的位移檢測(cè)設(shè)備的處理電路的電路框圖3示出了在圖2的處理電路中數(shù)字高通濾波器的可能的電路實(shí)
施例；
圖4示出了在存在方形波輸入信號(hào)的情況下數(shù)字高通濾波器的時(shí) 間響應(yīng)；
圖5示出了圖3的數(shù)字高通濾波器的積分器塊的可能的電路實(shí)施
例；
圖6示出了圖3的數(shù)字高通濾波器的積分器塊的候選電路實(shí)施
例；
圖7a - 7b和8a - 8b示出了對(duì)于可變除法因子的兩個(gè)不同值來(lái) 說(shuō)數(shù)字高通濾波器的幅度和相位響應(yīng)的圖；和
圖9依照本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施例示出了用于并入位移檢測(cè)設(shè)備的便 攜式設(shè)備的框具體實(shí)施例方式
圖1是裝備有位移檢測(cè)設(shè)備2和微處理器3的便攜式設(shè)備1的示 意圖，所述微處理器3被連接到所述位移檢測(cè)設(shè)備2并且被配置為 控制所述便攜式設(shè)備1的一般操作。位移檢測(cè)設(shè)備2包括線型的加 速計(jì)4和被連接到所述加速計(jì)4的處理電路5。特別地是，處理電路 5用ASIC來(lái)制造并且在優(yōu)選為硅的半導(dǎo)體材料的單芯片6內(nèi)與加速
計(jì)4一起集成。
加速計(jì)4具有已知的類型，特別是由使用半導(dǎo)體技術(shù)制作的MEMS (Micro - Electro - Mechanical System微電機(jī)系統(tǒng))器件構(gòu)成， 具有三個(gè)檢測(cè)軸x、 y和z，并且產(chǎn)生三個(gè)加速度信號(hào)A" Ay、 Az(也 參見圖2)，每個(gè)加速度信號(hào)與沿著各自的檢測(cè)軸所檢測(cè)的加速度相 關(guān)。例如，可以如B. Vigna等人的"3 - axis Digital Output Accelerometer for Future Automotive Applications" 中所述來(lái) 制作加速計(jì)4， AMAA 2004。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，處理電路5在輸入端接收加速度信號(hào)A" Ay、 Az，執(zhí) 行適當(dāng)?shù)奶幚聿僮?，并且在輸出端提供?duì)應(yīng)于便攜式設(shè)備與參考位 置的位移的邏輯信號(hào)。微處理器3接收所述邏輯信號(hào)并且據(jù)此重構(gòu) 便攜式設(shè)備1的位移方向，以便激活所述便攜式設(shè)備1中的相應(yīng)功 能或程序。
在詳細(xì)的圖2中，處理電路5對(duì)于每個(gè)加速度信號(hào)A" Ay、 Az來(lái) 說(shuō)包括閾值比較器IO、數(shù)字高通濾波器12 (以下將詳細(xì)描述)、啟 用級(jí)13和調(diào)整級(jí)14,所述數(shù)字高通濾波器12在輸入端從加速計(jì)4 接收各自的加速度信號(hào)A" Ay、 Az。處理電路5進(jìn)一步包括用于存儲(chǔ) 加速度閾值A(chǔ)u的第一寄存器15，所述加速度閾值A(chǔ)"可以由用戶在 外面設(shè)置。
閾值比較器IO具有被連接到第一寄存器15的第一輸入端、被連 接到數(shù)字高通濾波器12的輸出端的第二輸入端以及被連接到啟用級(jí) 13的輸出端。優(yōu)選用邏輯門制成的啟用級(jí)13具有被連接到閾值比較 器10的輸出端的第一輸入端，用于接收邏輯型的使能信號(hào)EN" ENy、 ENz的第二輸入端以及被連接到便攜式設(shè)備1的微處理器3的輸出端 (參見圖l)。另外，調(diào)整級(jí)14被連接到數(shù)字高通濾波器12，用于 根據(jù)用戶的選擇來(lái)改變其截止頻率f t。 位移檢測(cè)設(shè)備2的操作如下。
由加速計(jì)4所產(chǎn)生的加速度信號(hào)A" Ay、 Az在各自的數(shù)字高通濾 波器12中過(guò)濾并且被提供給各自的閾值比較器10，所述閾值比較器 10用于首先計(jì)算它們的幅度，繼而把它們與加速度閾值A(chǔ)th相比較， 在輸出端產(chǎn)生邏輯信號(hào)(由X'、 Y'、 Z'指定)。如果各自的加速度 信號(hào)A" Ay、 Az的幅度大于加速度閾值A(chǔ)th (該情況對(duì)應(yīng)于加速度的
檢測(cè)大于沿著各自檢測(cè)軸X、 Y、 Z所設(shè)置的閾值)，那么邏輯信號(hào) X'、 Y'、 Z'例如具有高值。當(dāng)使能信號(hào)EN" ENy、 ENz假定預(yù)置的邏 輯值時(shí)，例如高，啟用級(jí)13對(duì)應(yīng)于從各自的閾值比較器10所接收 的邏輯信號(hào)X'、 Y'、 Z'在輸出端提供各自的位移檢測(cè)信號(hào)X、 Y、 Z。 否則，啟用級(jí)13在輸出端提供預(yù)置的邏輯信號(hào)，例如低，因此禁止 沿著各自的軸X、 Y、 Z的位移檢測(cè)。當(dāng)知道哪個(gè)方向是便攜式設(shè)備1 的位移方向時(shí)，所述功能對(duì)禁止一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)軸從而簡(jiǎn)化孩i:處理 器3的處理是有用的。在任何情況下，位移檢測(cè)信號(hào)X、 Y、 Z被發(fā) 送到微處理器3，所述微處理器3處理它們(依照這里并未描述的原 本已知的方式)來(lái)確定便攜式設(shè)備1的位移方向。
特別地是，數(shù)字高通濾波器12消除了 (或在任何情況下降低了) 在輸入端所接收的各自加速度信號(hào)A" Ay、 Az的連續(xù)分量，其與重力 加速度相關(guān)，以便位移檢測(cè)與便攜式設(shè)備1的初始位置無(wú)關(guān)。此外， 調(diào)整級(jí)14能夠改變數(shù)字高通濾波器12的截止頻率ft，以便使處理 電路5的操作適應(yīng)于所想要獲得的應(yīng)用/功能類型。例如，如果希望 檢測(cè)到用戶的緩慢移動(dòng)，那么優(yōu)選選擇足夠低的截止頻率ft以便相 應(yīng)加速度信號(hào)的低頻分量具有足以被檢測(cè)的幅度。作為替代，如果 用戶的移動(dòng)更快，那么優(yōu)選選擇較高的截止頻率ft。
依照本發(fā)明一方面，圖3，數(shù)字高通濾波器12具有遞歸結(jié)構(gòu)并且 具有被連接到加速計(jì)4并且用于接收各自加速度信號(hào)Ax、 Ay、 Az的輸 入端IN和被連接到各自閾值比較器10的輸出端0UT。數(shù)字高通濾波 器12包括減法器級(jí)20和遞歸分支21。減法器級(jí)20具有被連接到輸 入端IN的正輸入端子、被連接到遞歸分支21的負(fù)輸入端子以及被 連接到數(shù)字高通濾波器12的輸出端OUT的輸出端子。遞歸分支21 把輸出端OUT連接到減法器級(jí)20的負(fù)輸入端子，并且包括彼此級(jí)聯(lián) 的積分器級(jí)23和除法器級(jí)24。特別地是，積分器級(jí)23在輸入端祐_ 連接到數(shù)字高通濾波器12的輸出端0UT，并且除法器級(jí)24具有被連 接到減法器級(jí)20的負(fù)輸入端子的輸出端。
積分器級(jí)23執(zhí)行累加功能，它對(duì)在輸入端所接收的采樣執(zhí)行求 和(依照具體的電路配置)可能是加權(quán)的。除法器級(jí)24按照具有大 于l值的除法因子den來(lái)執(zhí)行除法。
詳細(xì)地，當(dāng)數(shù)字高通濾波器12的輸入端IN在給定值oc是恒定的 時(shí)(例如，由于唯一重力加速度所導(dǎo)致的恒定加速度信號(hào)的緣故)，
遞歸分支21并且特別是積分器級(jí)23的累加功能導(dǎo)致積分器級(jí)23的 輸出改變，特別是增加，直到它假定oc值，den。當(dāng)出現(xiàn)此情況時(shí)， 減法器級(jí)20的負(fù)端子等于與輸入信號(hào)值匹配的ot ,并且數(shù)字高通濾 波器12的輸出0UT轉(zhuǎn)為零。
當(dāng)輸入端IN迅速改變(例如，由于便攜式設(shè)備1移動(dòng)所發(fā)起的 加速度信號(hào)的緣故)時(shí)，數(shù)字高通濾波器12的輸出端OUT大體上符 合輸入端IN以至于遞歸分支21不夠快以符合輸入端IN的變化。依 照這種方式，與由用戶向便攜式設(shè)備1所發(fā)布移動(dòng)相關(guān)的信息被大 體上不變地帶到數(shù)字高通濾波器12的輸出端0UT。接下來(lái)，當(dāng)輸入 端IN再次到達(dá)穩(wěn)定或緩慢的可變值時(shí)，遞歸分支21利用與其時(shí)間 常數(shù)相關(guān)的時(shí)間把數(shù)字高通濾波器12的輸出端OUT帶回到零。
作為替代具有低頻率的輸入信號(hào)(例如由于便攜式設(shè)備l的用戶 所進(jìn)行的緩慢移動(dòng))而或多或少地衰減，依照它們是更接近還是不 那么接近數(shù)字高通濾波器12的截止頻率ft。
特別地是，數(shù)字高通濾波器12的截止頻率ft源于遞歸分支21取 消數(shù)字高通濾波器12的輸出端OUT的速度，即源于積分器級(jí)23追 隨輸入端IN變化的速度。所述速度是積分器級(jí)23的采樣周期和除 法因子den的函數(shù)。給定相同的采樣周期，除法因子den越高，數(shù) 字高通濾波器12到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)(輸出端0UT為零)越長(zhǎng)；即其時(shí)間 常數(shù)越大。從而可以由調(diào)整級(jí)14依照簡(jiǎn)單且快速的方式通過(guò)簡(jiǎn)單地 改變除法器級(jí)24的除法因子den來(lái)修改數(shù)字高通濾波器12的截止 頻率ft。
圖4圖示了在輸入端IN存在方形波信號(hào)(用虛線表示)的情況 下在數(shù)字高通濾波器12的輸出端OUT的信號(hào)波形(用實(shí)線表示)， 用于模擬由用戶對(duì)便攜式設(shè)備1所施加的正和負(fù)位移?？v坐標(biāo)給出 標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)值，同時(shí)橫坐標(biāo)給出了相對(duì)于采樣頻率所標(biāo)準(zhǔn)化的、產(chǎn) 生的采樣數(shù)。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)在輸入端IN的信號(hào)是穩(wěn)定的時(shí)，數(shù)字高 通濾波器12的輸出端OUT遵循輸入端IN的脈沖改變，并且在與其 時(shí)間常數(shù)相關(guān)的時(shí)間內(nèi)變?yōu)榱恪?br> 現(xiàn)在描述積分器級(jí)23的兩個(gè)可能的實(shí)施例。
詳細(xì)地說(shuō)，依照在圖5中所示出的第一實(shí)施例，積分器級(jí)23包
括加法器塊26和延遲塊28。加法器塊26具有被連接到數(shù)字高通濾 波器12的輸出端OUT的第一正輸入端子、被連接到延遲塊28的輸 出端的第二正輸入端子以及被連接到除法器級(jí)24的輸出端子。延遲 塊28具有被連接到加法器塊26的輸出端子的輸入端和被連接到所 述加法器塊26的第二正輸入端的輸出端。
利用筒單的數(shù)學(xué)步驟，發(fā)現(xiàn)由H(z)所指定的、數(shù)字高通濾波器12 傳遞函數(shù)的Z-變換如下
其對(duì)于z = 1來(lái)說(shuō)值為零并且對(duì)于z = 1/ ( 1 + 1/den)具有極值。 依照在圖6中所示出的本發(fā)明的第二實(shí)施例，積分器級(jí)23具有 不同的電路配置。特別地是，延遲塊28在輸入端被連接到加法器塊 26的輸出端子并且在輸出端被連接到除法器級(jí)24。作為替代，加法 器塊26具有被連接到數(shù)字高通濾波器12的輸出端OUT的第一正輸 入端子，被連接到除法器級(jí)24的第二正輸入端子以及被連接到延遲 塊28的輸入端的輸出端子。
同理，在這種情況下還可以利用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)步驟獲得數(shù)字高通濾 波器12傳遞函數(shù)的Z-變換
<formula>formula see original document page 11</formula>
其對(duì)于z = 1來(lái)說(shuō)值為零并且對(duì)于z = 1/ ( 1 - den )來(lái)說(shuō)具有極值。 特別地是，應(yīng)當(dāng)注意積分器級(jí)23的兩個(gè)實(shí)施例怎樣共享包括遞 歸的累加結(jié)構(gòu)的共同特征。
至于第二實(shí)施例，圖7a和7b分別示出了對(duì)于等于32的除法因 子den的第一值來(lái)說(shuō)相對(duì)于數(shù)字高通濾波器12的頻率的幅度和相位 響應(yīng)。同樣，圖8a和8b分別示出了對(duì)于等于256的除法因子den 的第二值來(lái)說(shuō)數(shù)字高通濾波器12的幅度和相位響應(yīng)。特別地是，隨 著除法因子den增加，數(shù)字高通濾波器12的截止頻率ft移向較低頻 率。
通過(guò)以上描述，數(shù)字高通濾波器的優(yōu)點(diǎn)是清楚的。 然而應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)數(shù)字高通濾波器的結(jié)構(gòu)是極其簡(jiǎn)單的，可容易配置
的并且要求最小的資源使用。特別地是，改變除法器級(jí)24的除法因 子den以便改變截止頻率ft是足夠的。另外，如果除法因子den的 值被選為2的冪，那么除法器級(jí)24的操作減小為數(shù)碼字的簡(jiǎn)單移 位，從而進(jìn)一步簡(jiǎn)化了數(shù)字高通濾波器12的操作。
此外，整個(gè)位移檢測(cè)設(shè)備可以被集成到單芯片中，就區(qū)域占用而 言具有明顯優(yōu)點(diǎn)。
最后，顯然在不脫離如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍的情況下 可以對(duì)這里所描述和圖示的實(shí)施方式進(jìn)行修改和改變。
特別地是，在圖9的實(shí)施例中，完全經(jīng)由軟件來(lái)獲得處理電路5。 在這種情況下，位移檢測(cè)設(shè)備2包括微處理器電路30 (例如，微控 制器或DSP),其上存儲(chǔ)有用于提供處理電路5的固件。特別地是， 可以利用具有三個(gè)簡(jiǎn)單的塊的軟件來(lái)制作處理電路5的數(shù)字高通濾 波器12，即加法器塊、減法器塊和除法器塊。在這種情況下，位移 檢測(cè)設(shè)備2還可以被有益地集成在單芯片6內(nèi)。
微處理器電路30可以安裝有適當(dāng)?shù)倪壿嬰娐?，被設(shè)計(jì)成用于推 導(dǎo)出便攜式設(shè)備1的位移方向并且直接向所述便攜式設(shè)備1的主微 處理器3發(fā)送所述信息以便進(jìn)一步簡(jiǎn)化所述便攜式設(shè)備1的管理軟 件。
另外，可以翻轉(zhuǎn)在遞歸分支21內(nèi)積分器級(jí)23和除法器級(jí)24之 間級(jí)聯(lián)的階數(shù)。在這種情況下，除法器級(jí)24的輸入端被連接到數(shù)字 高通濾波器12的輸出端0UT，并且積分器塊23具有被連接到減法器 塊20的負(fù)輸入端子的輸出端。
另外，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，顯然可以用具有特有遞歸累加結(jié) 構(gòu)的其它電路配置來(lái)制作積分器級(jí)23。
此外，除用于簡(jiǎn)化人機(jī)接口之外，位移檢測(cè)設(shè)備可以用于從備用 狀態(tài)重新激活便攜式設(shè)備(所謂的喚醒功能)。在這種情況下，檢 測(cè)大于預(yù)置閾值的加速度造成重新激活便攜式設(shè)備的功能，所述功 能先前被去活以便節(jié)能。最后，還可以在用于控制并補(bǔ)償振動(dòng)的系 統(tǒng)中使用位移檢測(cè)設(shè)備，例如在家用電器內(nèi)。在這種情況下，實(shí)際 上不必知道設(shè)備所受到的連續(xù)加速度，而只需知道相對(duì)于靜止位置 的位移即可。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字高通濾波器(12)，包括輸入端(IN)；輸出端(OUT)；減法器級(jí)(20)，具有第一輸入端子和第二輸入端子和輸出端子，所述第一輸入端子被連接到所述數(shù)字高通濾波器(12)的所述輸入端(IN)并且所述輸出端子被連接到所述數(shù)字高通濾波器(12)的所述輸出端(OUT)；和連接在所述數(shù)字高通濾波器(12)的所述輸出端(OUT)和所述減法器級(jí)(20)的所述第二輸入端子之間的遞歸電路分支(21)，其特征在于所述遞歸電路分支(21)包括彼此級(jí)聯(lián)的累加級(jí)(23)和除法器級(jí)(24)。
2. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)字高通濾波器，其中所述除法器級(jí) (24)按照具有大于值1的可變除法因子(den)來(lái)執(zhí)行除法；所述數(shù)字高通濾波器(12)的截止頻率依照所述可變除法因子(den)是 可變的。
3. 如權(quán)利要求2所述的數(shù)字高通濾波器，其中所述除法因子 (den)是2的冪。
4. 如先前權(quán)利要求中任何一個(gè)所述的數(shù)字高通濾波器，其中所 述累加級(jí)包括積分電路(23)。
5. 如權(quán)利要求4所述的數(shù)字高通濾波器，其中所述積分電路 (23)具有遞歸的累加結(jié)構(gòu)，所述遞歸的累加結(jié)構(gòu)具有自己的輸入端子和自己的輸出端子，并且包括被連接到所述自己輸入端子的至 少一個(gè)加法器塊(26)和被連接到所述加法器塊(26)和所述自己 輸出端子的至少一個(gè)延遲塊(28)。
6. 如權(quán)利要求5所述的數(shù)字高通濾波器，其中所述加法器塊 (26)具有第一正輸入端和第二正輸入端以及輸出端，所述加法器塊(26)的所述第一正輸入端被連接到所述積分器級(jí)(23)的所述 輸入端子，并且所述加法器塊(26)的所述輸出端被連接到所述積 分器級(jí)(23)的所述輸出端子；所述延遲塊(28)具有被連接到所 述積分器級(jí)(23)的所述輸出端子的輸入端以及被連接到所述加法 器塊(26)的所述第二正輸入端的輸出端。
7. 如權(quán)利要求5所述的數(shù)字高通濾波器，其中所述加法器塊 (26)具有第一正輸入端和第二正輸入端以及輸出端，所述加法器塊(26)的所述第一正輸入端被連接到所述積分器級(jí)(23)的所述 輸入端子，所述加法器塊(26)的所述第二正輸入端被連接到所述 積分器級(jí)(23)的所述輸出端子；所述延遲塊(28)具有被連接到 所述加法器塊(26)的所述輸出端的輸入端以及被連接到所述積分 器級(jí)(23)的所述輸出端子的輸出端。
8. 如先前權(quán)利要求中任何一個(gè)所述的數(shù)字高通濾波器，經(jīng)由使 用專用集成電路ASIC的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
9. 如權(quán)利要求1 - 7中任何一個(gè)所述的數(shù)字高通濾波器，經(jīng)由 使用存儲(chǔ)于微處理器中固件的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
10. —種用于便攜式設(shè)備(1)的位移檢測(cè)設(shè)備(2)，包括 加速度傳感器(4),用于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于第一檢測(cè)軸(x)的第一加速度信號(hào)(AO ;和位移檢測(cè)電路(5)，被連接到所述加速度傳感器(4)并且產(chǎn)生 第一位移檢測(cè)信號(hào)(X),所述位移檢測(cè)電路(5)包括第一高通濾 波裝置(12)，被配置為減少所述第一加速度信號(hào)(AO的連續(xù)分量；其特征在于所述第一高通濾波裝置包括如先前權(quán)利要求中任何 一個(gè)所述的數(shù)字高通濾波器(12)。
11. 如權(quán)利要求10所述的位移檢測(cè)設(shè)備(2 )，其中所述位移檢 測(cè)電路(5)包括第一比較器級(jí)(IO)，用于接收所述第一加速度信 號(hào)(AO和第一加速度閾值(AtO并且產(chǎn)生所述第一位移檢測(cè)信號(hào)(X); 所述數(shù)字高通濾波器(12)布置在所述加速度傳感器(4)和所述第 一比較器級(jí)(10)之間。
12. 如權(quán)利要求10或11所述的設(shè)備，其中所述位移檢測(cè)電路 (5)進(jìn)一步包括被連接到所述數(shù)字高通濾波器(12)的截止頻率修改裝置(14),用于調(diào)節(jié)所述數(shù)字高通濾波器(12)的截止頻率； 所述截止頻率修改裝置(14)改變所述數(shù)字高通濾波器(12)的除 法器級(jí)(24)的除法因子(den)。
13. 如權(quán)利要求10 - 12中任何一個(gè)所述的設(shè)備，其中所述位移 檢測(cè)電路(5)被實(shí)現(xiàn)為ASIC并且在單芯片(6)內(nèi)與所述加速度傳 感器(4)集成；所述加速度傳感器(4)被實(shí)現(xiàn)為微機(jī)電系統(tǒng)MEMS。
14. 如權(quán)利要求10 - 12中任何一個(gè)所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括被 連接到所述加速度傳感器(4)的微處理器電路(30)并且其中所述 位移檢測(cè)電路(5)用存儲(chǔ)于所述微處理器(30)中的固件來(lái)實(shí)現(xiàn)， 并且所述微處理器(30)和所述加速度傳感器(4)被集成到單芯片(6)中；所述加速度傳感器(4)被實(shí)現(xiàn)為MEMS。
15. 如權(quán)利要求10 - 14中任何一個(gè)所述的設(shè)備，其中所述加速 度傳感器(4)是具有三個(gè)檢測(cè)軸(x， y， z)的線性加速計(jì)，用于 進(jìn)一步產(chǎn)生第二加速度信號(hào)(Ay)和第三加速度信號(hào)(AO ，所述第 一、第二和第三加速度信號(hào)(Ax， A" AO與沿著各自檢測(cè)軸(x， y， z)的加速度分量相關(guān)；并且其中所述位移檢測(cè)電路(5)進(jìn)一步包 括第二比較器級(jí)(10)和第三比較器級(jí)(10)，分別用于把所述 第二加速度信號(hào)(Ay)和所述第三加速度信號(hào)(AO與所述第一加速 度閾值(Ath)相比較并且用于產(chǎn)生第二位移檢測(cè)信號(hào)(Y')和第三 位移檢測(cè)信號(hào)(Z');以及第二和第三濾波裝置(12)，分別布置 在所述加速度傳感器(4)和所述第二比較器級(jí)(10)和第三比較器級(jí)(IO)之間并且分別被配置為減少所述第二和第三加速度信號(hào)(Ay，AO的連續(xù)分量；所述第二和第三濾波裝置(12)包括如權(quán)利要求1 -9中任何一個(gè)所述的數(shù)字高通濾波器。
16. —種便攜式設(shè)備(l)，其特征在于包括如權(quán)利要求10-15 中任何一個(gè)所述的位移檢測(cè)設(shè)備(2)，所述便攜式設(shè)備(1)在包 括膝上型、PDA、音頻播放器、移動(dòng)電話、照相機(jī)和攝像機(jī)的組中選 擇。
17. 如權(quán)利要求16所述的便攜式設(shè)備，進(jìn)一步包括微處理器 (3)，所述微處理器(3)被連接到所述位移檢測(cè)設(shè)備(2)的輸出端，用于確定所述便攜式設(shè)備(1)的位移方向。
全文摘要
一種數(shù)字高通濾波器(12)具有輸入端(IN)、輸出端(OUT)和減法器級(jí)(20)，其具有第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子。減法器級(jí)(20)的第一輸入端子被連接到數(shù)字高通濾波器(12)的輸入端(IN)并且輸出端子被連接到所述數(shù)字高通濾波器(12)的輸出端(OUT)。遞歸電路分支(21)被連接在所述數(shù)字高通濾波器(12)的輸出端(OUT)和所述減法器級(jí)(20)的第二輸入端子之間。在遞歸電路分支(21)內(nèi)級(jí)聯(lián)累加級(jí)(23)，其由積分電路和除法器級(jí)(24)構(gòu)成。數(shù)字高通濾波器(12)的截止頻率(ft)是依照除法器級(jí)(24)的除法因子(den)可變的。
文檔編號(hào)G01P15/18GK101189794SQ200680019290
公開日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2006年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者E·奇薩, F·帕索利尼, M·特朗科尼 申請(qǐng)人:意法半導(dǎo)體股份有限公司