專利名稱：一種多通道梳狀濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及數(shù)字信號處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及多通道梳狀濾波器。
背景技術(shù)：
科技日新月異，由于數(shù)字系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，如今大部分的現(xiàn)代化設(shè)備都是使用數(shù)字系統(tǒng)進行信號處理。模擬信號需要經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADCs)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號才能在數(shù)字系統(tǒng)進行處理和存儲。隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，通信用戶急劇增加，現(xiàn)代通訊協(xié)議中都采用了高速多載波處理技術(shù)，這就要求相應(yīng)的通信產(chǎn)品也具有高速多載波處理能力。數(shù)字濾波器廣泛用于各種通訊系統(tǒng)，如高清電視，智能手機，電纜調(diào)制等。在采用高動態(tài)范圍和高信噪比的過采樣Σ AADC應(yīng)用中，濾波器扮演了重要角色，如高端音視頻傳輸、WiMAX (全球微波互聯(lián)接入)接收等?？焖僭鲩L的高速率和高帶寬需求，使傳統(tǒng)的濾波器無法工作在高速的時鐘頻率系統(tǒng)中。例如2G系統(tǒng)中的Σ AADC采樣頻率需要達到200KHz，3G系統(tǒng)中的Σ Λ ADC采樣頻率需要達到4MHz，而LTE (Long Term Evolution)系統(tǒng)中的Σ Λ ADC采樣頻率需要達到40MHz以上，下一代的移動通信技術(shù)將對數(shù)字信號處理的性能提出更高的要求。梳狀濾波器是數(shù)字信號處理中經(jīng)常使用的一種濾波器，不需要乘法單元，存儲空間也低于其他FIR (Finite Impulse Response)濾波器,并且容易擴展,這些優(yōu)點都提高梳狀濾波器的實用性和研究價值。通帶衰減是梳狀濾波器的主要問題之一，通過增加梳狀濾波器的階數(shù)，可以銳化梳狀濾波器的通帶特性。對于傳統(tǒng)梳狀濾波器，每增加I階，將增加2個加法器，并且為了保持精度，相應(yīng)數(shù)據(jù)位寬也會增加，加法器的速度將下降，面積也將增大。梳狀濾波器在窄頻帶的低頻濾波器實現(xiàn)上有著較高的效率，其主要功能是消除頻譜上信號頻段以外的噪聲，以防止采樣后噪聲被混入信號頻段，常在降頻采樣(抽取)和升頻采樣(內(nèi)插)時通常用做首級濾波器。如圖1所示，在降頻采樣(抽取)中應(yīng)用，梳狀濾波器102緊跟在Σ AADCIOI后，作為第一級濾波器，后級使用的半帶濾波器103、104用于平滑梳狀濾波器通帶特性。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種多通道梳狀濾波器，能夠工作在數(shù)百兆赫茲(MHz)到吉赫茲(GHz)的Σ AADC過采樣系統(tǒng)中，可以在進行加減運算前降低工作頻率，同時可以支持多個通道的數(shù)據(jù)進行梳狀濾波。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是:一種多通道梳狀濾波器，包括依次連接的第二多路選擇器(511)、第六抽取器
(506)、第三分量梳狀濾波器(510)、第三延時寄存器(512)、第六加法器(508)和第四延時寄存器(513)，其中:所述第六抽取器(506 )的抽取率為Ml ；[0010]所述第四延時寄存器(513)的輸出端連接所述第六加法器(508)；所述第三分量梳狀濾波器(510)包括依次連接的N級級聯(lián)的第四積分器、第七抽取器(505)和N級級聯(lián)的第四梳狀器，其中:所述第七抽取器(505)的抽取率為M2 ；所述第四積分器的輸入端連接所述第六抽取器(506)的輸出端；所述第四梳狀器的輸出端連接所述第三延時寄存器(512)的輸入端；所述第四積分器包括依次相接的N個第四單級積分器，每個第四單級積分器包括第七加法器(502)和第七D觸發(fā)器(504)，以及第七D觸發(fā)器(504)到第七加法器(502)路徑上的第三移位寄存器或者第三RAM存儲器(509)；所述第四梳狀器包括依次相接的N個第四單級梳狀器，每個第四單級梳狀器包括第四減法器(503)和第八D觸發(fā)器(504’)，以及第八D觸發(fā)器(504’)到第四減法器(503)路徑上的第四移位寄存器或者第四RAM存儲器(509’)；N、Ml和M2均為正整數(shù)。上述的多通道梳狀濾波器，其中，每個第四單級積分器中:第七加法器(502)的輸入端作為第四單級積分器的輸入端；第七加法器(502)的輸出端連接第七D觸發(fā)器(504);第七D觸發(fā)器(504)的輸出端作為第四單級積分器的輸出端，并通過第三移位寄存器或者第三RAM存儲器(509)連接第七加法器(502)；每個第四單級梳狀器中:第八D觸發(fā)器(504’)和第四減法器(503)各自的輸入端相連作為第四單級梳狀器的輸入端；第八D觸發(fā)器(504’)的輸出端通過第四移位寄存器或者第四RAM存儲器(509’)連接第四減法器(503)，第四減法器(503)的輸出端作為第四單級梳狀器的輸出端。上述的多通道梳狀濾波器，其中，所述第三、第四移位寄存器或者第三、第四RAM存儲器(509、509’ )的總長度為M1*K，K表示通道數(shù)。本實用新型的有益效果是:本實用新型通過分解梳狀濾波器傳遞函數(shù)，優(yōu)化梳狀濾波器架構(gòu)，在不增加面積和復(fù)雜度的基礎(chǔ)上實現(xiàn)高速梳狀濾波器，能夠工作在數(shù)百兆赫茲(MHz)到吉赫茲(GHz)的Σ AADC過采樣系統(tǒng)中，可以在進行加減運算前降低工作頻率，從而提高梳狀濾波器的整體工作頻率，適用于下一代移動通信系統(tǒng)。同時，本實用新型可以支持多個通道的數(shù)據(jù)進行梳狀濾波，多個分量都為相同的梳狀濾波器，結(jié)構(gòu)規(guī)則，利于硬件實現(xiàn)時的資源共享，降低硬件資源消耗，節(jié)約成本。

圖1是梳狀濾波器在一種典型應(yīng)用中的位置框圖；圖2是傳統(tǒng)梳狀濾波器，即第一梳狀濾波器的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本實用新型分解后的梳狀濾波器，即第二梳狀濾波器的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是本實用新型優(yōu)化后的一多通道梳狀濾波器，即第三梳狀濾波器的結(jié)構(gòu)框圖；圖5是本實用新型優(yōu)化后的另一多通道梳狀濾波器，即第四梳狀濾波器的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。梳狀濾波器的優(yōu)點有:無需乘法器；濾波系數(shù)無需存儲器；結(jié)構(gòu)規(guī)則無需外部時序控制等。缺點是通帶性能衰減，需要后級增加濾波器補償。梳狀濾波器的傳遞函數(shù)為:
權(quán)利要求1.一種多通道梳狀濾波器，其特征在于，包括依次連接的第二多路選擇器(511)、第六抽取器(506)、第三分量梳狀濾波器(510)、第三延時寄存器(512)、第六加法器(508)和第四延時寄存器(513)，其中: 所述第六抽取器(506)的抽取率為Ml ； 所述第四延時寄存器(513)的輸出端連接所述第六加法器(508)； 所述第三分量梳狀濾波器(510)包括依次連接的N級級聯(lián)的第四積分器、第七抽取器(505)和N級級聯(lián)的第四梳狀器，其中: 所述第七抽取器(505)的抽取率為M2 ； 所述第四積分器的輸入端連接所述第六抽取器(506)的輸出端；所述第四梳狀器的輸出端連接所述第三延時寄存器(512)的輸入端； 所述第四積分器包括依次相接的N個第四單級積分器，每個第四單級積分器包括第七加法器(502)和第七D觸發(fā)器(504)，以及第七D觸發(fā)器(504)到第七加法器(502)路徑上的第三移位寄存器或者第三RAM存儲器(509)； 所述第四梳狀器包括依次相接的N個第四單級梳狀器，每個第四單級梳狀器包括第四減法器(503)和第八D觸發(fā)器(504’)，以及第八D觸發(fā)器(504’)到第四減法器(503)路徑上的第四移位寄存器或者第四RAM存儲器(509’)；N、Ml和M2均為正整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道梳狀濾波器，其特征在于， 每個第四單級積分器中:第七加法器(502)的輸入端作為第四單級積分器的輸入端；第七加法器(502)的輸出端連接第七D觸發(fā)器(504);第七D觸發(fā)器(504)的輸出端作為第四單級積分器的輸出端，并通過第三移位寄存器或者第三RAM存儲器(509)連接第七加法器(502)； 每個第四單級梳狀器中:第八D觸發(fā)器(504’)和第四減法器(503)各自的輸入端相連作為第四單級梳狀器的輸入端；第八D觸發(fā)器(504’)的輸出端通過第四移位寄存器或者第四RAM存儲器(509’)連接第四減法器(503)，第四減法器(503)的輸出端作為第四單級梳狀器的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多通道梳狀濾波器，其特征在于，所述第三、第四移位寄存器或者第三、第四狀1存儲器(509、509’)的總長度為祖*1(，1(表示通道數(shù)。
專利摘要本實用新型公開了一種多通道高速梳狀濾波器，通過分解梳狀濾波器傳遞函數(shù)，優(yōu)化梳狀濾波器架構(gòu)，將梳狀濾波器分解為呈多相并列結(jié)構(gòu)的梳狀濾波器，并利用移位寄存器和RAM存儲器，復(fù)用梳狀濾波器共用一套積分器、梳狀器和加減法器。從而在不增加面積和復(fù)雜度的基礎(chǔ)上實現(xiàn)高速多通道梳狀濾波，降低硬件資源消耗，節(jié)約成本，可以在進行加減運算前降低工作頻率，從而提高梳狀濾波器的整體工作頻率，適用于下一代移動通信系統(tǒng)。
文檔編號H03H17/02GK202998021SQ201220740779
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者潘科, 韓明 申請人:上海貝嶺股份有限公司