專利名稱：采樣速率變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采樣速率變換器。
現(xiàn)有技術(shù)的采樣速率變換器是已知的，并且用于將一個(gè)具有一個(gè)第一(輸入)采樣速率(采樣頻率)的數(shù)字信號(hào)變換為一個(gè)具有一個(gè)第二(輸出)采樣速率(采樣頻率)的數(shù)字信號(hào)。采樣速率可以增加(上變換器)也可以減小(下變換器)。
當(dāng)在一個(gè)系統(tǒng)中采用一個(gè)第一采樣速率來處理一個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)時(shí)，需要這樣的采樣速率變換器，所用的是一個(gè)第二采樣速率。例如，小型光盤采用44.1kHz，數(shù)字音頻帶采用48kHz，衛(wèi)星廣播采用32kHz。
如果原頻率和目標(biāo)頻率之間的比值并非一個(gè)整數(shù)，已知的采樣速率變換器就需要一個(gè)很高的中間變換頻率。而且，多重的電路和濾波器會(huì)采用多級(jí)，并且所需的系數(shù)組的數(shù)量與該中間頻率成比例地增加。而且，大多數(shù)的這些方法并不允許采用一個(gè)單一的電路來選擇不同的目標(biāo)頻率。
在US-A-5,349,548和US-A-5,625,581中描述了非集成的延遲電路，它可用于這樣的一種采樣速率變換器。
從US-A-4,748,578可知一種采樣速率變換器，它具有一個(gè)可選擇的輸出頻率，但帶有一個(gè)高的中間頻率。
從US-A-5,559,513可知一種采樣速率變換器，它試圖解決已知的采樣速率變換器的復(fù)雜性，所采用的方法是，首先一個(gè)帶有因子N(所需的輸出信號(hào)的分辨率)的上變換建立一個(gè)中間信號(hào)，然后基于輸入和輸出采樣速率之間的比值在中間信號(hào)的兩個(gè)相鄰的采樣之間進(jìn)行一次線性內(nèi)插。
這種已知的采樣速率變換器的一個(gè)缺點(diǎn)是其中所采用的線性內(nèi)插器必須計(jì)算高采樣速率下的全部采樣。而且要采用一個(gè)移動(dòng)時(shí)間平均器相該線性內(nèi)插器提供一個(gè)和信號(hào)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，并且得到一種采樣速率變換器，它采用同樣的電路既可以用作上變換器也可以用作下變換器。
為達(dá)到此目的，本發(fā)明的一個(gè)第一方面提供一種靈活的采樣速率變換器，包括多相位沉淀濾波器裝置和內(nèi)插裝置的一個(gè)串聯(lián)設(shè)置，其中所述串聯(lián)設(shè)置的一側(cè)連接至所述靈活的采樣速率變換器的一個(gè)輸入端，用于接收一個(gè)帶有一個(gè)第一采樣頻率的輸入信號(hào)，并且所述串聯(lián)設(shè)置的另一側(cè)連接至一個(gè)輸出端，用于提供一個(gè)帶有一個(gè)第一采樣頻率的輸出信號(hào)，并且所述靈活的采樣速率變換器包括控制裝置，用于控制所述多相位沉淀濾波器裝置和所述內(nèi)插裝置。
本發(fā)明的采樣速率變換器所具有的優(yōu)點(diǎn)是它僅需要計(jì)算那些需要計(jì)算的采樣，而不是像現(xiàn)有技術(shù)的采樣速率變換器所做的那樣去計(jì)算全部的采樣。而且不需要一個(gè)移動(dòng)時(shí)間平均器。
通過采用多相位沉淀濾波器裝置和內(nèi)插裝置的組合，可得到一種非常有效的靈活的采樣速率變換器，從而可實(shí)現(xiàn)上述目的。
每一秒鐘只需進(jìn)行相當(dāng)少量的計(jì)算，并且只需計(jì)算和存儲(chǔ)相當(dāng)少量的系數(shù)。
而且，此采樣速率變換器能夠處理任意的輸入和輸出采樣頻率。
事先所必須知道的唯一的事情是所謂鏡像頻譜的抑制和必需的相關(guān)的帶寬。根據(jù)此信息來選擇濾波器系數(shù)，并且這些系數(shù)既可用于上采樣器也可用于下采樣器。
根據(jù)本發(fā)明的一種采樣速率變換器的一個(gè)實(shí)施例的特征在于，所述靈活的采樣速率變換器包括一個(gè)帶有至少兩級(jí)的一個(gè)上變換的輔助上變換器，其中，在操作中，用于所述靈活的采樣速率變換器中的一個(gè)采樣頻率或多個(gè)采樣頻率低于或者等于輸入和輸出采樣頻率的最高頻率乘以輔助上變換因子。
通過在串聯(lián)設(shè)置的前面增加一個(gè)輔助上變換器，接進(jìn)一步改進(jìn)了該靈活的采樣速率變換器的操作。通過采用輔助上變換器，上變換可以被分成多級(jí)，由此改善了性能。
根據(jù)本發(fā)明的一種采樣速率變換器的一個(gè)實(shí)施例的特征在于，所述靈活的采樣速率變換器是一個(gè)上變換器，其中所述輸入端連接至所述多相位沉淀濾波器裝置，并且所述輸出端連接至所述內(nèi)插裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一種采樣速率變換器的一個(gè)實(shí)施例特征在于，所述靈活的采樣速率變換器是一個(gè)下變換器，其中所述輸入端連接至所述內(nèi)插裝置，并且所述輸出端連接至所述多相位沉淀濾波器裝置。
通過采用本發(fā)明的手段，可將靈活的采樣速率變換器既用于上變換也用于下變換。
而且，根據(jù)所需的圖象抑制(鏡像頻譜)和必需的相關(guān)的帶寬，可事先確定濾波器。
在其它的從屬權(quán)利要求中描述了其它的實(shí)施例。
通過參照以下所描述和在附圖中所示的例子，可以清楚地明白本發(fā)明和可理想地用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)的附加特征。附圖中

圖1是作為上變換器的一個(gè)采樣速率變換器的例子的方框圖；圖2是作為上變換器的一個(gè)靈活的采樣速率變換器的功能例子；圖3是作為下變換器的一個(gè)采樣速率變換器的例子的方框圖；和圖4是作為下變換器的一個(gè)靈活的采樣速率變換器的功能例子。
圖1示出一個(gè)根據(jù)本發(fā)明而實(shí)施的一個(gè)靈活的采樣速率變換器FSRC1的第一例子，它具有一個(gè)輸入端I1和一個(gè)輸出端O1。此靈活的采樣速率變換器包括一個(gè)多相位沉淀濾波器裝置PDFM1和內(nèi)插裝置IM1的串聯(lián)設(shè)置。
而且，此靈活的采樣速率變換器包括控制裝置CM1，它控制多相位沉淀濾波器裝置PDFM1和內(nèi)插裝置IM1的操作。
在本文中，“靈活的”意即無需事先知道輸入和輸出采樣頻率之間的實(shí)際比值。而必須知道所需的在變換過程中建立的圖象抑制的量。這些圖象會(huì)導(dǎo)致不希望的混疊失真。對(duì)于設(shè)計(jì)內(nèi)插濾波器來說，此信息和相關(guān)的帶寬是需要的。
在本例中，多相位沉淀濾波器裝置PDFM1包括128個(gè)多相位分支(G128，0(z)-G128，127(z))。在本例中，多相位分支的輸出連接至內(nèi)插裝置IM1的開關(guān)SW11和SW12。內(nèi)插裝置還包括一個(gè)第一和一個(gè)第二放大器AMP11和AMP12，其中放大器AMP11以一個(gè)因子δ放大所接收的信號(hào)，并且放大器AMP12以一個(gè)因子(1-δ)放大所接收的信號(hào)。
各放大器的輸出端連接至一個(gè)加法器AD1，該加法器將和信號(hào)提供給靈活的采樣速率變換器FSRC1的輸出端O1。
控制裝置CM1確定δ的值。而且，在線性內(nèi)插的情況下，控制裝置確定必須計(jì)算哪一對(duì)采樣。
圖2示出作為上變換器的一個(gè)靈活的采樣速率變換器FSRC2的一個(gè)功能例子。在本例中，靈活的采樣速率變換器包括第一上變換裝置UCM21、第一濾波裝置FM21、第二上變換裝置UCM22、第二濾波裝置FM22和下變換裝置DC2的一個(gè)串聯(lián)設(shè)置。將濾波器裝置設(shè)置其間而將上變換分成兩級(jí)，采樣速率變換器的效率得到改善。第一濾波器裝置的轉(zhuǎn)換帶寬可以選擇得很窄，第二濾波器裝置的轉(zhuǎn)換帶寬可以選擇得很寬。
圖3示出作為下變換器FSRC3的一個(gè)靈活的采樣速率變換器的一個(gè)實(shí)際例子，它具有一個(gè)輸入端I3和一個(gè)輸出端O3。靈活的采樣速率變換器包括內(nèi)插裝置IM3和具有Ko個(gè)分支(GKo，0(z)-GKo，Ko-1(z))的多相位沉淀濾波器裝置PDFM3的一個(gè)串聯(lián)設(shè)置。而且，靈活的采樣速率變換器包括控制裝置CM3，用于控制內(nèi)插裝置和多相位沉淀濾波器裝置的操作。
根據(jù)此例(作為下變換器)的靈活的采樣速率變換器是靈活的采樣速率變換器(作為上變換器，見圖1)的調(diào)轉(zhuǎn)的版本，以此方式，通過互換輸入端I3和輸出端O3，可將同一個(gè)靈活的采樣速率變換器既用于上變換也用于下變換。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會(huì)明白要進(jìn)行的改變以得到調(diào)轉(zhuǎn)的電路。
圖4示出作為下變換器的一個(gè)靈活的采樣速率變換器FSRC2的一個(gè)功能例子，其中在一個(gè)輸入端I4和一個(gè)輸出端O4之間設(shè)置了上變換裝置UCM4、第一濾波裝置FM41、第一下變換裝置DCM41、第二濾波裝置FM42和第二下變換裝置DCM42的一個(gè)串聯(lián)設(shè)置?？砂葱枰x擇各因子，其中Ko和K1是固定的整數(shù)，并且L＜＝Ko*K1。第一濾波器裝置FM41可實(shí)施為一個(gè)線性內(nèi)插器。
已根據(jù)一些例子對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會(huì)明白屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的許多變化。
除所述的線性內(nèi)插外，在需要的情況下還可采用較高階的內(nèi)插。例如，為了獲得被內(nèi)插的采樣的更精確的估計(jì)。
而且可增加一個(gè)或多個(gè)上變換級(jí)，例如為了降低其它級(jí)的上變換因子。
權(quán)利要求
1.一種靈活的采樣速率變換器，包括多相位沉淀濾波器裝置和內(nèi)插裝置的一個(gè)串聯(lián)設(shè)置，其中所述串聯(lián)設(shè)置的一側(cè)連接至所述靈活的采樣速率變換器的一個(gè)輸入端，用于接收一個(gè)帶有一個(gè)第一采樣頻率的輸入信號(hào)，并且所述串聯(lián)設(shè)置的另一側(cè)連接至一個(gè)輸出端，用于提供一個(gè)帶有一個(gè)第一采樣頻率的輸出信號(hào)，并且所述靈活的采樣速率變換器包括控制裝置，用于控制所述多相位沉淀濾波器裝置和所述內(nèi)插裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靈活的采樣速率變換器，其特征在于，所述靈活的采樣速率變換器包括一個(gè)帶有至少兩級(jí)的一個(gè)上變換的輔助上變換器，其中，在操作中，用于所述靈活的采樣速率變換器中的一個(gè)采樣頻率或多個(gè)采樣頻率低于或者等于輸入和輸出采樣頻率的最高頻率乘以輔助上變換因子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靈活的采樣速率變換器，其特征在于，所述靈活的采樣速率變換器是一個(gè)上變換器，其中所述輸入端連接至所述多相位沉淀濾波器裝置，并且所述輸出端連接至所述內(nèi)插裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靈活的采樣速率變換器，其特征在于，所述靈活的采樣速率變換器是一個(gè)下變換器，其中所述輸入端連接至所述內(nèi)插裝置，并且所述輸出端連接至所述多相位沉淀濾波器裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靈活的采樣速率變換器，其特征在于，所述內(nèi)插裝置是線性內(nèi)插裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靈活的采樣速率變換器，其特征在于，所述內(nèi)插裝置是較高階的內(nèi)插裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靈活的采樣速率變換器，其特征在于，所述多相位沉淀濾波器裝置包括128個(gè)多相位分支，其中在所述控制裝置的控制下確定只有那些必須被內(nèi)插的采樣。
全文摘要
采樣速率變換器是已知的,并且用于將一個(gè)帶有一個(gè)第一采樣速率(采樣頻率)的信號(hào)變換為一個(gè)帶有一個(gè)第二采樣速率(采樣頻率)信號(hào)。為了獲得帶有事先并不知道的采樣頻率的一種靈活的采樣速率變換器,至今僅知道帶有很高的中間采樣頻率的采樣速率變換器。本發(fā)明提供一種靈活的采樣速率變換器,它能夠處理未知的輸入和輸出采樣頻率。這是通過將多相位沉淀濾波器裝置與內(nèi)插裝置相結(jié)合而達(dá)到的。
文檔編號(hào)H04B14/04GK1371548SQ00800624
公開日2002年9月25日 申請(qǐng)日期2000年4月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月22日
發(fā)明者A·W·M·范登恩登, R·E·E·F·修爾蒙德特, M·V·阿倫茲 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司