專利名稱：對(duì)模擬信號(hào)取樣的方法和電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號(hào)處理、特別是對(duì)模擬信號(hào)取樣的的方法和裝置。
當(dāng)對(duì)一個(gè)模擬信號(hào)取樣時(shí)，例如當(dāng)將一個(gè)模擬語音信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)數(shù)字信號(hào)時(shí)，能夠選擇一個(gè)用于控制所述取樣器并且是所述數(shù)字信號(hào)取樣頻率整數(shù)倍的主時(shí)鐘頻率將是很方便的。但是，在例如能夠?qū)δM信號(hào)取樣以實(shí)現(xiàn)在所述兩種模式中使用的兩種不同符號(hào)速率的雙模式蜂窩電話的情況下，如果能夠僅僅提供一個(gè)主時(shí)鐘頻率發(fā)生器將是非常有利的。如果是這樣的話，通常的情況是，如果所述取樣頻率中的一個(gè)是主時(shí)鐘頻率的整數(shù)分之一，則另一個(gè)就不是所述主時(shí)鐘頻率的整數(shù)分之一。
WO96/16482描述了一種模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，在該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器中，利用非整數(shù)分之一的主時(shí)鐘頻率對(duì)模擬信號(hào)取樣。具體地說，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)sigma-delta調(diào)制器，用于改變兩次數(shù)字取樣之間的時(shí)間間隔。特別是，所述sigma-delta調(diào)制器被用于產(chǎn)生一個(gè)抖動(dòng)序列，根據(jù)這個(gè)抖動(dòng)序列，相鄰數(shù)字取樣之間的間隙被控制在兩個(gè)所選擇的值之間。兩個(gè)相鄰取樣之間的平均間隙與所實(shí)現(xiàn)的取樣頻率相反，sigma-delta調(diào)制器被用于產(chǎn)生一個(gè)抖動(dòng)序列，在該序列中，取樣噪聲、即以希望取樣速率進(jìn)行的這個(gè)輸出取樣和真取樣之間的差有希望成為最小。
但是，在將由所述所述sigma-delta調(diào)制器產(chǎn)生的抖動(dòng)序列固定到所述裝置中的同時(shí)，在所述裝置中插入所述sigma-delta調(diào)制器增加了它的復(fù)雜程度，并增加了它的功耗。
根據(jù)本發(fā)明，被作為對(duì)模擬信號(hào)取樣的依據(jù)的所述抖動(dòng)序列被進(jìn)行脫機(jī)計(jì)算和存儲(chǔ)在所述裝置中的一個(gè)存儲(chǔ)器內(nèi)。
這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于所述裝置本身比較簡(jiǎn)單并具有較低的功耗。
最好所述存儲(chǔ)器是可以再編程的。這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于如果一個(gè)改進(jìn)的序列被設(shè)計(jì)出來，它可以在任意時(shí)刻替換所述抖動(dòng)序列。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，提供了一個(gè)取樣電路，所述取樣電路包括一個(gè)用于存儲(chǔ)序列值的存儲(chǔ)器，相鄰取樣之間的間隔由序列控制。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種對(duì)信號(hào)取樣的方法，該方法包括在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)處對(duì)所述信號(hào)取樣，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)和下一個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間彼此相隔整數(shù)個(gè)所述時(shí)鐘頻率周期，分開連續(xù)取樣的一定數(shù)量周期形成一個(gè)序列，該序列被預(yù)先計(jì)算和存儲(chǔ)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種雙模式電話，其中，在一個(gè)模式中，以一個(gè)時(shí)鐘頻率的非整數(shù)分之一對(duì)輸入信號(hào)取樣，從而使用一個(gè)抖動(dòng)序列控制所述取樣。


圖1的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)取樣電路；圖2的時(shí)序圖示出了根據(jù)本發(fā)明所產(chǎn)生的信號(hào)；圖3的流程圖示出了根據(jù)本發(fā)明所執(zhí)行的方法；圖4的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面的雙模式移動(dòng)電話。
最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述圖1所示的裝置包括取樣器2，該取樣器2在其信號(hào)輸入端4接收輸入的模擬信號(hào)，并在其控制輸入端6接收一個(gè)控制信號(hào)。所述輸入模擬信號(hào)的取樣值在取樣器2的輸出端8上被提供。
由所述取樣器2接收的控制信號(hào)是由分頻器10在從存儲(chǔ)器12提供的一個(gè)信號(hào)的控制下所提供，并從來自時(shí)鐘發(fā)生器14的主時(shí)鐘信號(hào)獲得。時(shí)鐘發(fā)生器14以例如可以被用在所述裝置別處的一個(gè)預(yù)定頻率提供主時(shí)鐘信號(hào)。分頻器10能夠?qū)⑺鲋鲿r(shí)鐘信號(hào)的頻率除以從多個(gè)整數(shù)中選擇的一個(gè)整數(shù)。例如，在所述最佳實(shí)施例中，它們可以是兩個(gè)相連的整數(shù)a和a+1，這些數(shù)將被選擇得小于或大于所希望的平均分頻比，在任一時(shí)間從所述存儲(chǔ)器中接收12的輸入將確定在一個(gè)主時(shí)鐘信號(hào)脈沖之后或在a+1個(gè)這樣的脈沖之后所述分頻器接下來是否提供一個(gè)輸出脈沖。
存儲(chǔ)器12包含一個(gè)將被提供給分頻器10的預(yù)先計(jì)算的多個(gè)0和1以控制它的分頻比的序列。
圖2的時(shí)序圖示出了在圖1所示電路中不同點(diǎn)處的信號(hào)。在圖2中，線(a)表示由時(shí)鐘發(fā)生器14提供給分頻器10的主時(shí)鐘信號(hào)。線(b)表示由存儲(chǔ)器12提供給分頻器10的由多個(gè)0和1組成的一個(gè)序列。線(c)表示由分頻器10作為控制信號(hào)提供給取樣器6的一個(gè)輔助時(shí)鐘信號(hào)。這是為了解釋的目的而提出的一個(gè)特別簡(jiǎn)單的例子，在這個(gè)例子中，希望以低于主時(shí)鐘信號(hào)頻率1/5 2/3的速率產(chǎn)生數(shù)字取樣。例如，如果所述主時(shí)鐘頻率是17MHz，那么所述取樣頻率將是3Mhz。
由此，時(shí)鐘發(fā)生器14以本專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的方式產(chǎn)生線(a)所示的輸出脈沖串。
由于所需的取樣頻率是所述主時(shí)鐘頻率的1/5 2/3，所以，分頻器10被選擇得能夠?qū)⑺鲋鲿r(shí)鐘頻率除以5或6，即相鄰的整數(shù)分別小于和大于所需的分頻因數(shù)。
由此，如能夠從線(c)看出的，所述分頻器能夠在接收5或6個(gè)輸入時(shí)鐘脈沖之后產(chǎn)生一個(gè)輸出脈沖。由此，在時(shí)間t1，分頻器10產(chǎn)生一個(gè)輸出脈沖，如線(c)所示。這個(gè)脈沖波提供給產(chǎn)生所述模擬信號(hào)一個(gè)取樣的取樣器2。此外，來自分頻器10的脈沖還被提供給存儲(chǔ)器12。存儲(chǔ)器12存儲(chǔ)用于控制所述分頻器10的由多個(gè)0和1組成的一個(gè)預(yù)先編程的序列。在這種情況下，當(dāng)存儲(chǔ)器12向分頻器10提供一個(gè)“1”時(shí)，所述分頻器在接收5個(gè)輸入脈沖之后產(chǎn)生一個(gè)輸出時(shí)鐘信號(hào)。當(dāng)存儲(chǔ)器12向分頻器10提供一個(gè)“0”時(shí)，所述分頻器在接收6個(gè)輸入時(shí)鐘脈沖之后提供一個(gè)輸出脈沖信號(hào)。在這個(gè)例子中，所存儲(chǔ)的序列是10010010。但是，很明顯，包含兩倍于所述“0”和“1”的任意再發(fā)生序列將產(chǎn)生一個(gè)產(chǎn)生分頻系數(shù)為5 2/3的輸出脈沖序列。不同的序列將產(chǎn)生不同的噪聲分量，在存儲(chǔ)容易執(zhí)行的最短序列的同時(shí)，本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)男蛄幸允顾鲈肼曌钚?，或至少使所述噪聲分量處于感興趣的頻率內(nèi)。
返回到圖2，在時(shí)間t2，在接收了5個(gè)主時(shí)鐘脈沖之后，所述分頻器產(chǎn)生一個(gè)將使存儲(chǔ)器12輸出一個(gè)“0”的輔助時(shí)鐘脈沖。另外，在時(shí)間t3，在接收了6個(gè)主時(shí)鐘脈沖之后，產(chǎn)生下一個(gè)輔助時(shí)鐘脈沖，該輔助脈沖使存儲(chǔ)器12輸出下一個(gè)值。/在這種情況下，下一個(gè)這種值再次為“0”。在時(shí)間t4接收了6個(gè)主時(shí)鐘脈沖之后，所述分頻器輸出另一個(gè)輔助時(shí)鐘脈沖，該輔助脈沖再次使存儲(chǔ)器12輸出下一個(gè)值。在這個(gè)時(shí)候，那個(gè)下一個(gè)值是1，這樣，在時(shí)間t5，在進(jìn)一步接收5個(gè)主時(shí)鐘脈沖之后，所述分頻器輸出下一個(gè)輔助時(shí)鐘脈沖。
因此，如圖2(c)所示，所述取樣點(diǎn)不是等距離的，連續(xù)兩個(gè)點(diǎn)之間的距離形成一個(gè)抖動(dòng)序列，該抖動(dòng)序列已經(jīng)被預(yù)先計(jì)算以給出所希望的特性。
這個(gè)循環(huán)處理還被以時(shí)序圖的形式表示在圖3中，該時(shí)序圖示出了所述裝置的操作。在步驟S1中，分頻器10從存儲(chǔ)器12中提取一個(gè)用于確定它目前分頻比的比特。在步驟S2，分頻器10監(jiān)視所述輸入脈沖，在步驟S3，在接收了由所述分頻比指出的一定數(shù)量的脈沖之后，它輸出一個(gè)輔助脈沖。這個(gè)輔助脈沖被用在步驟S4去觸發(fā)取樣器2以對(duì)所述模擬信號(hào)進(jìn)行一次取樣，當(dāng)所述輔助脈沖還被用于產(chǎn)生將被從存儲(chǔ)器12中提取的存儲(chǔ)序列中的下一個(gè)比特時(shí)，所述處理返回到開始。
圖4的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的雙模式蜂窩電話。除了圖4所示以外，該電話具有傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的屬性，下面將詳細(xì)加以描述。
電話40是一個(gè)工作于具有不同符號(hào)速率的兩種模式的雙模式電話，所述不同速率是指在這種速率下必須對(duì)所接收的信號(hào)取樣。作為一個(gè)例子，所述電話可以運(yùn)行于AMPS(先進(jìn)的移動(dòng)電話系統(tǒng))和PCS(電話蜂窩系統(tǒng))模式。
電話40包括天線42、RF處理電路44、取樣器46、基帶處理電路48和一個(gè)接口(揚(yáng)聲器等)50。取樣器46在由主時(shí)鐘電路52產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)和控制電路54的基礎(chǔ)上工作，在這個(gè)實(shí)施例中，主時(shí)鐘52以13MHz工作。在所述PCS模式下，所需的取樣頻率是270.833kHz，它是這個(gè)主時(shí)鐘頻率的1/48?？刂齐娐?4以完全公知的方式工作以便使取樣器46以所希望的速率對(duì)所接收的輸入信號(hào)進(jìn)行取樣。
但是，在所述AMPS模式下，所希望的取樣頻率不是所述主時(shí)鐘頻率的簡(jiǎn)單倍數(shù)，因此，控制電路54包括一個(gè)如圖1所示的分頻器10和存儲(chǔ)器12，它們?cè)试S它使取樣器46以所希望的速率對(duì)所接收的信號(hào)取樣。
因此，在所希望的工作模式的基礎(chǔ)上，控制電路54在具有不同取樣速率的兩種取樣模式之間轉(zhuǎn)換。
以在兩種其中的每一種都是主時(shí)鐘頻率的整數(shù)分之一的不同取樣頻率之間抖動(dòng)的速率產(chǎn)生所述輔助時(shí)鐘產(chǎn)生了一個(gè)正確的平均取樣速率。但是，所述抖動(dòng)也引入了噪聲。在確定這個(gè)噪聲分量特生方面存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中的精確序列是非常關(guān)鍵的。存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的序列是預(yù)先脫機(jī)計(jì)算的。例如，可以使用delta-sigma調(diào)制，但是，所有可以產(chǎn)生具有所希望頻譜內(nèi)容的序列的其它方法都可以使用。例如，存儲(chǔ)序列的長(zhǎng)度可以和給出希望抖動(dòng)頻譜特性所需的長(zhǎng)度相同，并和所述存儲(chǔ)器可接受的請(qǐng)求一致。
在上述的例子中，所述除法器也可以在兩種分頻速率之間選擇。但是，應(yīng)當(dāng)理解，這兩種分頻速率不許是相鄰的。此外，如果需要，所述分頻器可以在兩種以上的分頻速率之間選擇。在后一種情況下，所述存儲(chǔ)器必須存儲(chǔ)的不僅僅是二進(jìn)制值的序列，而且，還必須存儲(chǔ)兩個(gè)或多個(gè)值的序列。為了在輸出信號(hào)中實(shí)現(xiàn)所希望的結(jié)果，任何這種變化或改進(jìn)都是可行的。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于所述計(jì)算僅僅執(zhí)行一次，并且是脫機(jī)和不需要實(shí)時(shí)執(zhí)行，所以，任何一種可以得到的方法都可以被用于計(jì)算所存儲(chǔ)的序列。此外，存儲(chǔ)器12是一種可再編程的存儲(chǔ)器，它允許所存儲(chǔ)的序列在日后被經(jīng)過改進(jìn)的序列所替換。
已經(jīng)描述了一種取樣電路，這種取樣電路那個(gè)容易地執(zhí)行并具有較低功耗，同時(shí)那個(gè)提供所希望的取樣特性。
權(quán)利要求
1．一種在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)處對(duì)模擬信號(hào)取樣的取樣電路，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)與下一個(gè)時(shí)間點(diǎn)彼此相隔整數(shù)個(gè)時(shí)鐘周期，分開連續(xù)取樣點(diǎn)對(duì)的數(shù)個(gè)時(shí)鐘周期形成了一個(gè)序列，其中，所述電路還包括一個(gè)用于存儲(chǔ)已經(jīng)被預(yù)先計(jì)算的所述序列的裝置。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的取樣電路，其特征是用于存儲(chǔ)所述序列的裝置是一個(gè)可再編程的存儲(chǔ)器。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的取樣電路，其特征是用于存儲(chǔ)所述序列的裝置存儲(chǔ)一個(gè)數(shù)字值的序列，其中，在模擬信號(hào)的兩個(gè)連續(xù)取樣點(diǎn)之間的時(shí)鐘周期數(shù)是由來自所存儲(chǔ)的序列的當(dāng)前值確定的，和其中，來自所存儲(chǔ)的序列的下一個(gè)值在每個(gè)取樣點(diǎn)之后被輸出。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的取樣電路，其特征是所述數(shù)字值是單一的比特。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所述的取樣電路，其特征是根據(jù)來自所存儲(chǔ)序列的當(dāng)前值，在所述模擬信號(hào)兩個(gè)連續(xù)取樣點(diǎn)之間的時(shí)鐘周期的數(shù)量可以是第一整數(shù)或第二整數(shù)。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的取樣電路，其特征是所述第一整數(shù)和第二整數(shù)是依次相連的。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的取樣電路，其特征是還包括一個(gè)用于以所述時(shí)鐘頻率產(chǎn)生信號(hào)的時(shí)鐘發(fā)生器。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的取樣電路，其特征是所存儲(chǔ)的序列已經(jīng)被使用delta-sigma調(diào)制進(jìn)行了預(yù)先計(jì)算。
9．一種取樣電路，包括模擬信號(hào)輸入端；裝置，用于接收主時(shí)鐘信號(hào)；分頻器，用于將所述時(shí)鐘信號(hào)頻率除以一個(gè)整數(shù)，以產(chǎn)生一個(gè)輸出的輔助時(shí)鐘脈沖，所述整數(shù)是響應(yīng)分頻器輸入信號(hào)從多個(gè)可以得到的整數(shù)中選擇的；裝置，用于響應(yīng)所述輔助時(shí)鐘信號(hào)對(duì)輸入的模擬信號(hào)取樣；和裝置，用于存儲(chǔ)一個(gè)信號(hào)的預(yù)定序列，作為分頻器輸入信號(hào)提供給所述分頻器。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的取樣電路，其特征是響應(yīng)每個(gè)輔助時(shí)鐘脈沖，來自被存儲(chǔ)的所述信號(hào)預(yù)定序列的下一個(gè)信號(hào)被提供給所述分頻器。
11．根據(jù)權(quán)利要求9所述的取樣電路，其特征是所述可以得到的整數(shù)是兩個(gè)依次相連的整數(shù)，所述預(yù)先確定的信號(hào)序列包括單個(gè)比特的數(shù)字值。
12．根據(jù)權(quán)利要求9所述的取樣電路，其特征是所述可得到的整數(shù)包括兩個(gè)以上的整數(shù)，所述信號(hào)的預(yù)定序列包括多個(gè)比特的數(shù)字值。
13．根據(jù)權(quán)利要求9所述的取樣電路，其特征是所述分頻器在接收了所選擇的整數(shù)個(gè)主時(shí)鐘信號(hào)脈沖之后輸出一個(gè)輔助時(shí)鐘信號(hào)脈沖，用于對(duì)輸入模擬信號(hào)取樣的裝置在接收所述輔助時(shí)鐘信號(hào)脈沖的基礎(chǔ)上進(jìn)行一次取樣。
14．一種以一個(gè)時(shí)鐘頻率的有理的、非整數(shù)分之一的速率對(duì)模擬信號(hào)取樣的方法，所述方法包括在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)處對(duì)所述模擬信號(hào)取樣的取樣步驟，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)與下一個(gè)時(shí)間點(diǎn)相隔所述時(shí)鐘頻率的整數(shù)個(gè)周期，分開連續(xù)取樣點(diǎn)對(duì)的數(shù)個(gè)時(shí)鐘周期形成一個(gè)序列，所述方法還包括一個(gè)用于預(yù)先計(jì)算、存儲(chǔ)所述序列的步驟。
15．根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征是包括使用delta-sigma調(diào)制計(jì)算所存儲(chǔ)的序列的步驟。
16．一種雙模式電話，包括接收電路，用于輸入模擬信號(hào)；取樣器，用于輸入模擬信號(hào)；時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生一個(gè)具有一個(gè)時(shí)鐘頻率的時(shí)鐘信號(hào)；和控制裝置，所述控制裝置工作以控制所述取樣器以一第一和第二模式進(jìn)行取樣，其中，在第一模式下，所述取樣器以所述時(shí)鐘頻率的有理的、非整數(shù)分之一的速率對(duì)模擬信號(hào)取樣，所述控制裝置工作以使取樣器在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)處對(duì)所述模擬信號(hào)取樣，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)與下一個(gè)時(shí)間點(diǎn)相隔所述時(shí)鐘頻率的整數(shù)個(gè)周期，彼此分開的連續(xù)取樣點(diǎn)對(duì)的數(shù)個(gè)周期形成一個(gè)序列，所述控制裝置還包括一個(gè)用于存儲(chǔ)所述序列的存儲(chǔ)器。
17．根據(jù)權(quán)利要求16所述的雙模式電話，其特征是在第二種模式下，所述取樣器以所述時(shí)鐘頻率的整數(shù)分之一的速率對(duì)模擬信號(hào)取樣。
全文摘要
披露了一種用于以是一個(gè)時(shí)鐘頻率的有理的、非整數(shù)分之一的速率對(duì)模擬信號(hào)取樣的電路。所述模擬信號(hào)在形成一個(gè)抖動(dòng)序列的相連兩點(diǎn)之間具有一定距離的不等取樣點(diǎn)處對(duì)所述模擬信號(hào)取樣。所述抖動(dòng)序列被預(yù)先計(jì)算和存儲(chǔ)在所述電路內(nèi)的一個(gè)存儲(chǔ)器中,從而在使用中減少了處理要求。
文檔編號(hào)H04B1/40GK1278968SQ98811000
公開日2001年1月3日 申請(qǐng)日期1998年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月21日
發(fā)明者K·古斯塔夫松, R·阿塔里烏斯 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司