一种多通道梳状滤波器的制作方法

文档序号:7530187阅读:435来源:国知局
专利名称:一种多通道梳状滤波器的制作方法
技术领域
本实用新型涉及数字信号处理技术领域,尤其涉及多通道梳状滤波器。
背景技术
科技日新月异,由于数字系统的迅猛发展,如今大部分的现代化设备都是使用数字系统进行信号处理。模拟信号需要经过模数转换器(ADCs)转换成数字信号才能在数字系统进行处理和存储。随着移动通信技术的发展,通信用户急剧增加,现代通讯协议中都采用了高速多载波处理技术,这就要求相应的通信产品也具有高速多载波处理能力。数字滤波器广泛用于各种通讯系统,如高清电视,智能手机,电缆调制等。在采用高动态范围和高信噪比的过采样Σ AADC应用中,滤波器扮演了重要角色,如高端音视频传输、WiMAX (全球微波互联接入)接收等。快速增长的高速率和高带宽需求,使传统的滤波器无法工作在高速的时钟频率系统中。例如2G系统中的Σ AADC采样频率需要达到200KHz,3G系统中的Σ Λ ADC采样频率需要达到4MHz,而LTE (Long Term Evolution)系统中的Σ Λ ADC采样频率需要达到40MHz以上,下一代的移动通信技术将对数字信号处理的性能提出更高的要求。梳状滤波器是数字信号处理中经常使用的一种滤波器,不需要乘法单元,存储空间也低于其他FIR (Finite Impulse Response)滤波器,并且容易扩展,这些优点都提高梳状滤波器的实用性和研究价值。通带衰减是梳状滤波器的主要问题之一,通过增加梳状滤波器的阶数,可以锐化梳状滤波器的通带特性。对于传统梳状滤波器,每增加I阶,将增加2个加法器,并且为了保持精度,相应数据位宽也会增加,加法器的速度将下降,面积也将增大。梳状滤波器在窄频带的低频滤波器实现上有着较高的效率,其主要功能是消除频谱上信号频段以外的噪声,以防止采样后噪声被混入信号频段,常在降频采样(抽取)和升频采样(内插)时通常用做首级滤波器。如图1所示,在降频采样(抽取)中应用,梳状滤波器102紧跟在Σ AADCIOI后,作为第一级滤波器,后级使用的半带滤波器103、104用于平滑梳状滤波器通带特性。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种多通道梳状滤波器,能够工作在数百兆赫兹(MHz)到吉赫兹(GHz)的Σ AADC过采样系统中,可以在进行加减运算前降低工作频率,同时可以支持多个通道的数据进行梳状滤波。实现上述目的的技术方案是:一种多通道梳状滤波器,包括依次连接的第二多路选择器(511)、第六抽取器
(506)、第三分量梳状滤波器(510)、第三延时寄存器(512)、第六加法器(508)和第四延时寄存器(513),其中:所述第六抽取器(506 )的抽取率为Ml ;[0010]所述第四延时寄存器(513)的输出端连接所述第六加法器(508);所述第三分量梳状滤波器(510)包括依次连接的N级级联的第四积分器、第七抽取器(505)和N级级联的第四梳状器,其中:所述第七抽取器(505)的抽取率为M2 ;所述第四积分器的输入端连接所述第六抽取器(506)的输出端;所述第四梳状器的输出端连接所述第三延时寄存器(512)的输入端;所述第四积分器包括依次相接的N个第四单级积分器,每个第四单级积分器包括第七加法器(502)和第七D触发器(504),以及第七D触发器(504)到第七加法器(502)路径上的第三移位寄存器或者第三RAM存储器(509);所述第四梳状器包括依次相接的N个第四单级梳状器,每个第四单级梳状器包括第四减法器(503)和第八D触发器(504’),以及第八D触发器(504’)到第四减法器(503)路径上的第四移位寄存器或者第四RAM存储器(509’);N、Ml和M2均为正整数。上述的多通道梳状滤波器,其中,每个第四单级积分器中:第七加法器(502)的输入端作为第四单级积分器的输入端;第七加法器(502)的输出端连接第七D触发器(504);第七D触发器(504)的输出端作为第四单级积分器的输出端,并通过第三移位寄存器或者第三RAM存储器(509)连接第七加法器(502);每个第四单级梳状器中:第八D触发器(504’)和第四减法器(503)各自的输入端相连作为第四单级梳状器的输入端;第八D触发器(504’)的输出端通过第四移位寄存器或者第四RAM存储器(509’)连接第四减法器(503),第四减法器(503)的输出端作为第四单级梳状器的输出端。上述的多通道梳状滤波器,其中,所述第三、第四移位寄存器或者第三、第四RAM存储器(509、509’ )的总长度为M1*K,K表示通道数。本实用新型的有益效果是:本实用新型通过分解梳状滤波器传递函数,优化梳状滤波器架构,在不增加面积和复杂度的基础上实现高速梳状滤波器,能够工作在数百兆赫兹(MHz)到吉赫兹(GHz)的Σ AADC过采样系统中,可以在进行加减运算前降低工作频率,从而提高梳状滤波器的整体工作频率,适用于下一代移动通信系统。同时,本实用新型可以支持多个通道的数据进行梳状滤波,多个分量都为相同的梳状滤波器,结构规则,利于硬件实现时的资源共享,降低硬件资源消耗,节约成本。

图1是梳状滤波器在一种典型应用中的位置框图;图2是传统梳状滤波器,即第一梳状滤波器的结构框图;图3是本实用新型分解后的梳状滤波器,即第二梳状滤波器的结构框图;图4是本实用新型优化后的一多通道梳状滤波器,即第三梳状滤波器的结构框图;图5是本实用新型优化后的另一多通道梳状滤波器,即第四梳状滤波器的结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。梳状滤波器的优点有:无需乘法器;滤波系数无需存储器;结构规则无需外部时序控制等。缺点是通带性能衰减,需要后级增加滤波器补偿。梳状滤波器的传递函数为:
权利要求1.一种多通道梳状滤波器,其特征在于,包括依次连接的第二多路选择器(511)、第六抽取器(506)、第三分量梳状滤波器(510)、第三延时寄存器(512)、第六加法器(508)和第四延时寄存器(513),其中: 所述第六抽取器(506)的抽取率为Ml ; 所述第四延时寄存器(513)的输出端连接所述第六加法器(508); 所述第三分量梳状滤波器(510)包括依次连接的N级级联的第四积分器、第七抽取器(505)和N级级联的第四梳状器,其中: 所述第七抽取器(505)的抽取率为M2 ; 所述第四积分器的输入端连接所述第六抽取器(506)的输出端;所述第四梳状器的输出端连接所述第三延时寄存器(512)的输入端; 所述第四积分器包括依次相接的N个第四单级积分器,每个第四单级积分器包括第七加法器(502)和第七D触发器(504),以及第七D触发器(504)到第七加法器(502)路径上的第三移位寄存器或者第三RAM存储器(509); 所述第四梳状器包括依次相接的N个第四单级梳状器,每个第四单级梳状器包括第四减法器(503)和第八D触发器(504’),以及第八D触发器(504’)到第四减法器(503)路径上的第四移位寄存器或者第四RAM存储器(509’);N、Ml和M2均为正整数。
2.根据权利要求1所述的多通道梳状滤波器,其特征在于, 每个第四单级积分器中:第七加法器(502)的输入端作为第四单级积分器的输入端;第七加法器(502)的输出端连接第七D触发器(504);第七D触发器(504)的输出端作为第四单级积分器的输出端,并通过第三移位寄存器或者第三RAM存储器(509)连接第七加法器(502); 每个第四单级梳状器中:第八D触发器(504’)和第四减法器(503)各自的输入端相连作为第四单级梳状器的输入端;第八D触发器(504’)的输出端通过第四移位寄存器或者第四RAM存储器(509’)连接第四减法器(503),第四减法器(503)的输出端作为第四单级梳状器的输出端。
3.根据权利要求1或2所述的多通道梳状滤波器,其特征在于,所述第三、第四移位寄存器或者第三、第四狀1存储器(509、509’)的总长度为祖*1(,1(表示通道数。
专利摘要本实用新型公开了一种多通道高速梳状滤波器,通过分解梳状滤波器传递函数,优化梳状滤波器架构,将梳状滤波器分解为呈多相并列结构的梳状滤波器,并利用移位寄存器和RAM存储器,复用梳状滤波器共用一套积分器、梳状器和加减法器。从而在不增加面积和复杂度的基础上实现高速多通道梳状滤波,降低硬件资源消耗,节约成本,可以在进行加减运算前降低工作频率,从而提高梳状滤波器的整体工作频率,适用于下一代移动通信系统。
文档编号H03H17/02GK202998021SQ201220740779
公开日2013年6月12日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者潘科, 韩明 申请人:上海贝岭股份有限公司
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