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Die
Erfindung betrifft ein Kaskaden-Integrator-Kamm(CIC)-Filter, das
aus einer Kombination aus einem Integrator und einem Kamm-Filter
aufgebaut ist, ein Filtersystem, das aus dem CIC-Filter und einem
Analog/Digital(A/D)-Wandler aufgebaut ist, und eine Satellitensignalempfangsschaltung,
die aus dem CIC-Filter und dem Filtersystem aufgebaut ist.
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Das
beispielhafte erfindungsgemäße CIC-Filter kann
mit einer Synchronisationsfunktionsfrequenzcharakteristik, die der
Verbindung aus einem Integrator und eines Kamm-Filters zugeordnet ist,
versehen sein. Das erfindungsgemäße CIC-Filter kann
aus einem Addierer und einer kleinen Anzahl von Verzögerungselementen
aufgebaut sein, ohne eine komplizierte Verarbeitung mittels eines
Multiplizierers zu benötigen. Wenn eine Grenzfrequenz des CIC-Filters
derart eingestellt wird, dass sie innerhalb der Nachbarschaft von
Nullpunkten des Kamm-Filter-Frequenzantwortspektrums liegt, ist
es möglich, eine ausgezeichnete Durchlasscharakteristik
im niedrigen Bereich zu realisieren, die eine große Signalleistung
in dem Durchlassbandbereich gewährleistet, und außerdem
einen großen Dämpfungsbetrag des Durchlassbandbereichs
einzustellen, wie es beispielsweise in der
JP-11-88452 A gezeigt und
beschrieben ist.
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Wenn
in einem allgemeinen CIC-Filter jedoch die Notwendigkeit zum Einstellen
einer Grenzfrequenz des Filters auf eine sehr niedrige Frequenz in
Bezug auf eine Systemtaktfrequenz besteht, ist es notwendig, die
Anzahl von Verzögerungsblöcken beispielsweise
durch Erhöhen der Anzahl von Abgriffen in dem Filter in
großem Ausmaß zu erhöhen. In Abhängigkeit
von dem Wert der Grenzfrequenz kann ein Sollwert nicht genau erzielt
werden, was zu einem geringen Freiheitsgrad für den Entwurf
führt. Außerdem kann ein allgemeines Filter aufgrund
der Notwendigkeit einer festen Anzahl von Abgriffen in Abhängigkeit
von der empfangenen Signalbandbreite und eines festen Systemtaktes
nicht leicht adaptiert werden, um unterschiedliche Bandbreiten,
die unterschiedlichen Satelliten zugeordnet sind, zu empfangen.
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Die
Erfindung entstand im Hinblick auf die oben beschriebenen und weitere
Nachteile, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein CIC-Filter
zu schaffen, das in der Lage ist, eine Grenzfrequenz des Filters
ohne unnötige Abhängigkeit von einer Systemtaktfrequenz
flexibel und genau einzustellen. Es ist eine weitere Aufgabe der
Erfindung, ein Filtersystem zu schaffen, das aus dem CIC-Filter
und einem A/D-Wandler aufgebaut ist. Es ist eine weitere Aufgabe
der Erfindung, eine Satellitensignalempfangsschaltung zu schaffen,
die aus dem CIC-Filter und dem Filtersystem aufgebaut ist. Zusätzliche
Aufgaben können wie im Folgenden noch genauer beschrieben
denkbar sein.
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Die
Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche
gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind
auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
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Gemäß einem
ersten Aspekt enthält ein CIC-Filter einen Verzögerungsblock,
der aus mindestens einem Flip-Flop-Element je Kaskade und entsprechend
der CIC-Prinzipien zwei oder eine gerade Anzahl von Kaskaden aufgebaut
ist, und eine Takterzeugungsschaltung zum Einstellen und Erzeugen
einer Frequenz eines Taktsignals durch numerische Daten auf der
Grundlage eines Systemtaktsignals. Das CIC-Filter ist derart aufgebaut,
dass eine Grenzfrequenz durch Senden des Taktsignals, das von der Takterzeugungsschaltung
ausgegeben wird, an das Flip-Flop-Element geändert werden
kann. Ein „Systemtaktsignal” bezieht sich auf
ein Bezugstaktsignal für das gesamte System einschließlich
Abschnitten des CIC-Filters.
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Unter
Verwendung der erfindungsgemäßen Ausführungsformen
ist es möglich, die Grenzfrequenz des CIC-Filters auf der
Grundlage der Frequenz des Taktsignals einzustellen, das die Takterzeugungsschaltung
durch eine numerische Steuerung erzeugt und an das Flip-Flop-Element
sendet. Daher kann sogar dann, wenn die Systemtaktfrequenz hoch
ist, die Anzahl der Flip-Flop-Elemente, die benötigt wird,
um eine niedrigere abgeleitete Frequenz zur Verwendung in dem CIC-Filter
zu verwirklichen, minimiert werden, und die Grenzfrequenz kann in
einer Schaltung geringer Größe flexibel eingestellt
werden, was den Freiheitsgrad für den Entwurf verbessert.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt verwendet das CIC-Filter für die Flip-Flop-Elemente
ein Flip-Flop-Element, das mit einer Funktion zum Freigeben und
Steuern eines Anstoßens (Triggern) von Eingangsdaten versehen
ist. Das Systemtaktsignal wird in einen Taktanschluss des Flip-Flop-Elements eingegeben,
und ein Taktsignal, das von der Takterzeugungsschaltung erzeugt
wird, wird in einen Freigabeanschluss des Flip-Flop-Elements eingegeben.
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Das
Flip-Flop-Element kann dadurch synchron zu dem Systemtaktsignal
betrieben werden. Die Freigabesteuerung des Flip-Flop-Elements wird jedoch
durch das Taktsignal, das von der Takterzeugungsschaltung erzeugt
wird, durchgeführt. Daher kann eine Betriebsfrequenz des
Flip-Flop-Elements auf der Grundlage der erzeugten Taktfrequenz
eingerichtet werden. Dementsprechend kann beispielsweise das Flip-Flop-Element
sogar in einem Fall, in dem das Flip-Flop-Element synchron zu dem
Systemtakt als Systemspezifikation betrieben werden muss, auf dieselbe
Weise wie gemäß dem ersten Aspekt betrieben werden.
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Gemäß einem
dritten Aspekt enthält ein Filtersystem einen A/D-Wandler,
der an einer Eingangsseite des CIC-Filters angeordnet ist. Ein Taktsignal zum
Abtasten wird durch die Takterzeugungsschaltung in den A/D-Wandler
eingegeben. Es wird beispielsweise ein Signal, das in den A/D-Wandler
eingegeben wird, als in einem vorbestimmten Frequenzbandbereich
moduliert angenommen. Es gibt einen entsprechenden Bedarf, Daten
entsprechend einem Signal eines Basisbandbereiches in das CIC-Filter zum
Filtern einzugeben.
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Wenn
eine Frequenz des Taktsignals zum Abtasten, das in den A/D-Wandler
eingegeben wird, gleich einer Mittenfrequenz in dem Frequenzbandbereich
des Eingangssignals ist, können die Ausgangsdaten des A/D-Wandlers
direkt in die Daten, die dem Signal in dem Basisbandbereich entsprechen,
umgewandelt werden. Daher ist ein getrennter Mischer zum Erhalten
des Signals in dem Basisbandbereich nicht notwendig, und es kann
die Größe der Schaltung verringert werden.
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Gemäß einem
vierten Aspekt ist eine Satellitensignalempfangsschaltung unter
Verwendung des oben beschriebenen CIC-Filters aufgebaut. In einer Empfangsschaltung
für ein Signal in einem globalen Positionierungssystem
(GPS), das breite Verwendung in einem Fahrzeugnavigationssystem
findet, ist beispielsweise ein Filter, das mit einem Durchlassbandbereich
entsprechend dem GPS-Signal ausgerüstet ist, in einem Hochfrequenzband
angeordnet, das das GPS-Signal direkt empfängt.
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Unter
der Annahme, dass eine allgemeine Satellitensignalempfangsschaltung
derart aufgebaut ist, dass sie in verschiedenen Positionierungssystemen,
die beispielsweise einen Glonass-Satelliten, der von Russland bereitgestellt
wird, einen Galileo-Satelliten, der von Europa bereitgestellt wird,
einen Quasi-Zenit-Satelliten, der von Japan bereitgestellt, oder Ähnliches
verwenden, muss ein Durchlassbandbereich in einem hohen Frequenzbereich
einer Empfangsseite noch breiter oder schmaler eingestellt werden.
Als Ergebnis einer breiteren Einstellung kann ein nicht benötigtes
Signal noch leichter in den Durchlassbandbereich über ein
Zwischenfrequenz(IF)-Band gemischt werden. Gemäß den
erfindungsgemäßen Ausführungsformen muss
daher eine Grenzfrequenz des Filters flexibel eingestellt werden
können, um die nicht benötigten Signalkomponenten
zu entfernen. Daher kann die allgemeine Satellitensignalempfangsschaltung
durch Verwendung des CIC-Filters der obigen Aspekte oder in einem
System, das das CIC-Filter verwendet, realisiert werden.
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Die
Erfindung ist durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche
definiert. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte
Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile werden anhand der folgenden detaillierten
Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform mit Bezug
auf die zugehörigen Zeichnungen deutlich. Es zeigen:
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1 ein
Diagramm, das ein CIC-Filter gemäß einer erfindungsgemäßen
Ausführungsform darstellt;
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2 ein
Diagramm, das einen inneren Aufbau eines numerisch gesteuerten Oszillators
darstellt;
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3 ein
Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Satellitensignalempfangsschaltung
darstellt;
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4A ein
Diagramm, das eine Frequenzcharakteristik des CIC-Filters gemäß einer
Ausführungsform darstellt;
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4B ein
Diagramm, das eine Frequenzcharakteristik eines herkömmlichen
CIC-Filters darstellt;
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5A ein
Diagramm, das eine herkömmliche Bandbereichsumwandlungsverarbeitung
mit einem lokalen Oszillator (LO) und einem Mischer darstellt;
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5B ein
Diagramm, das eine Bandbereichsumwandlungsverarbeitung unter Verwendung eines
beispielhaften A/D-Wandlers gemäß verschiedenen
erfindungsgemäßen Ausführungsformen darstellt;
und
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6 ein
Diagramm, das einen Aufbau eines herkömmlichen digitalen
CIC-Filters darstellt.
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(Erste Ausführungsform)
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Im
Folgenden wird eine beispielhafte Satellitensignalempfangsschaltung
gemäß einer Ausführungsform mit Bezug
auf die Zeichnungen beschrieben. 3 zeigt
einen schematischen Aufbau der beispielhaften Satellitensignalempfangsschaltung. Wenn
ein Signal, das von einem Satelliten in einem GHz-Band gesendet
wird, von einer Empfangsantenne 1 empfangen wird, wird
das Signal von einem Hochfrequenzverstärker 2 verstärkt,
der ein Verstärker mit geringem Rauschen (LNA) sein kann,
und in ein Zwischenfrequenz(IF)-Bandsignal durch einen Frequenzumwandlungsabschnitt 3 umgewandelt. Das
IF-Bandsignal wird dann von einem Empfangsverstärker 4 verstärkt
und von einem A/D-Wandler 5 A/D-gewandelt, wobei, wie es
später genauer beschrieben wird, das IF-Signal in ein Basisband(BB)-Signal
gewandelt wird.
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Die
Satellitensignalempfangsschaltung gemäß den beispielhaften
Ausführungsformen ist als eine allgemeine Empfangsschaltung
aufgebaut, die in Verbindung mit beispielsweise einem Glonass-Satelliten
von Russland, einem Galileo-Satelliten von Europa, einem Quasi-Zenit-Satelliten
von Japan und ähnlichem einschließlich neuer Varianten
zusätzlich zu einem GPS-Satelliten verwendet werden kann. Wenn
die A/D-gewandelten Daten, die das Basisbandsignal bilden, von einem
CIC-Filter 6 tiefpassgefiltert werden, wird eine Demodulationsverarbeitung der
Basisbandsignaldaten in einem Basisbandverarbeitungsabschnitt 7 ausgeführt,
der mit mehreren Verarbeitungssystemen versehen sein kann, die entsprechend
der Auswahl des Satelliten als Empfangsobjekt auswählbar
sind.
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Es
sollte beachtet werden, dass ein Umwandlungsabtasten des A/D-Wandlers 5 durch
ein Abtasttaktsignal gesteuert werden kann, das extern bereitgestellt
oder das von einem Takterzeugungsabschnitt des CIC-Filters 6 eingegeben
werden kann, wie es im Folgenden genauer beschrieben wird. Der A/D-Wandler 5 und
das CIC-Filter 6 bilden ein Filtersystem 8. Die
oben erläuterten Elemente, die in 3 gezeigt
sind, bilden eine Satellitensignalempfangsschaltung 9.
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1 zeigt
den primären Aufbau des CIC-Filters 6, das einen
Integrationsschaltungsabschnitt 11, einen Neuabtastabschnitt 12,
einen Kamm-Filterabschnitt 13 und einen numerisch gesteuerten
Oszillator (NCO) 14, der als eine Takterzeugungsschaltung
dienen kann, aufweist, die in Abhängigkeit von einem numerischen
Wert, der beispielsweise in einen Steuerport eingegeben wird, wie beispielsweise
Steuerdaten von einem 8-Bit-, 16-Bit-, 32-Bit-, 64-Bit- oder anderen
Steuerregister miteinander verbunden sind. Der Integrationssteuerabschnitt 11,
der als ein Verzögerungsblock dienen kann, ist mit einer
Kombination aus zwei seriell verbundenen Flip-Flop-Elementen 15,
die Eingänge, die mit D1 und D2 bezeichnet sind, aufweisen,
und einem Addierer 16, der auf der Dateneingangsseite jedes
der Flip-Flop-Elemente 15 angeordnet ist, aufgebaut. Der
Neuabtaster 12 ist aus einem Flip-Flop-Element 15,
das einen Eingang, der mit D3 bezeichnet ist, aufweist, aufgebaut.
Der Kamm-Filterabschnitt 13 kann aus n Kaskadenstufen,
wobei in diesem Beispiel n = 2 gilt, die jeweils m Flip-Flop-Elemente 15 aufweisen,
wobei in diesem Beispiel m = 2 gilt, aufgebaut sein, wobei eine
erste Kaskadenstufe Eingänge aufweist, die mit D4 und D5
bezeichnet sind, und eine zweite Kaskadenstufe Eingänge
aufweist, die mit D6 und D7 bezeichnet sind. Es werden in dem vorliegenden
Beispiel zwei Flip-Flops 15 aufgrund der besonderen Konfiguration
und den Anforderungen des CIC-Filters ausgewählt. Es sollte
beachtet werden, dass, während in der vorliegenden Ausführungsform zwei
Flip-Flop-Elemente für jede Kaskade des Kamm-Filterabschnittes 13 gezeigt
sind, zusätzliche Flip-Flop-Elemente einschließlich
bis 40 oder sogar mehr Flip-Flop-Elemente in Abhängigkeit
von dem Grad der Genauigkeit und der Abstimmbarkeit oder Abstimmauflösung,
die benötigt wird, verwendet werden können. Außerdem
kann durch das Einrichten von zwei oder irgendeiner geraden Anzahl
von Kaskadenstufen eine Gruppenverzögerung von 100% garantiert
werden. Die Kaskadenstufen des Kamm-Filterabschnitts 13 sind
durch einen Addierer 17 miteinan der verbunden, der verwendet
werden kann, um eine Vorwärtskopplungsversion des Signals,
das in die Kaskadenstufe eingegeben wird, zu dem Ausgang der Stufe
zu addieren. Ein anderer Addierer 17 kann an der Ausgangsseite
der letzten Kaskadenstufe angeordnet sein, um eine Vorwärtskopplungsversion
des Signals, das in die zweite Kaskadenstufe eingegeben wird, zu
dem Ausgang des Kamm-Filterabschnitts 13 hinzuzufügen,
um das endgültige Ausgangssignal Dout auszubilden.
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Jedes
Flip-Flop-Element 15, das Eingänge aufweist, die
beispielsweise mit D1 bis D7 bezeichnet sind, kann außerdem
mit einem Datenfreigabeanschluss DEN, der eine Datenfreigabefunktion
zum Freigeben oder anderweitigen Steuern des Anstoßens
von Eingangsdaten, die an den Eingangsanschlüssen D1 bis
D7 anliegen, unterstützt, und einem Taktanschluss C, der
ein Taktsignal empfangen kann, aufgebaut sein. Ein Systemtaktsignal
clk der Frequenz 66 MHz kann beispielsweise in den Taktanschluss
C jedes Flip-Flop-Elements 15 eingegeben werden. Es sollte
beachtet werden, dass das Systemtaktsignal clk einen Betriebsbezug
für jede Schaltung in einem System, das das CIC-Filter
enthält, und in einer gesamten Satellitensignalempfangsschaltung 9 bereitstellt.
Ein Taktsignal high_en, das von dem NCO 14 mit einer relativ
hohen Frequenz erzeugt und ausgegeben wird, kann in die DEN-Anschlüsse
jedes der Flip-Flop-Elemente 15, die den Integrationsschaltungsabschnitt 11 bilden,
der Eingänge aufweist, die mit D1 und D2 bezeichnet sind,
eingegeben werden, und ein Taktsignal low_en, das von dem NCO 14 erzeugt
und ausgegeben wird, wird in einen Datenfreigabeanschluss DEN jedes
der Flip-Flop-Elemente 15, die Eingänge aufweisen,
die mit D3 und D7 bezeichnet sind, und die den Neuabtaster 12 und
den Kamm-Filterabschnitt 13 bilden, eingegeben.
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Ein
Basisband(BB)-Datensignal Din, das aus einem IF-Signal besteht,
das von dem A/D-Wandler 5 A/D-gewandelt ist, wird in den
Integrationsschaltungsabschnitt 11 eingegeben, aber ein
Taktsignal clk_smp, das von dem NCO 14 erzeugt und ausgegeben
wird, wird als das Taktsignal zum Abtasten in den A/D-Wandler 5 eingegeben.
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2 zeigt
einen beispielhaften inneren Aufbau des NCO 14. Der NCO 14 kann
einen bekannten Aufbau aufweisen, der einen Addierer 18,
einen Phasenakkumulator 19, und Nachschlagtabellen (LUT) 20S und 20C zum
Erzeugen von Sinuswellen- und Kosinus wellenausgängen enthält.
Die LUT 20 kann nur in Abhängigkeit von ihrer
Anwendung für eine Sinuswelle aufgebaut sein. Der NCO 14 empfängt
ein Systemtaktsignal clk und ändert ein Intervall zum Auslesen
von Wellendaten von der LUT 20 entsprechend von Phasedaten
PHASE[m..0], die in den Addierer 18 eingegeben werden,
um eine numerische Steuerung auf eine Frequenz des auszugebenden Taktsignals
durchzuführen. In einem Fall, in dem mehrere Taktsignale,
die jeweils eine andere Frequenz aufweisen, von dem NCO 14 ausgegeben werden,
kann derselbe Aufbau parallel vorgesehen werden, und die LUT 20 kann
von den parallelen Elemente gemeinsam verwendet werden.
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Ein
Satz aus zwei Integrationsschaltungsabschnitten 11 und
ein Satz aus zwei Kamm-Filterabschnitten 13 sind in dem
CIC-Filter 6 in 1 vorgesehen, um eine Gruppenverzögerungscharakteristik und
eine Linearität des digitalen Filters zu verbessern. Dementsprechend
ist das CIC-Filter 6 aus sieben Flip-Flop-Elementen 15 aufgebaut,
was zu einem Filter mit sieben Abgriffen führt.
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Im
Folgenden wird die Ausführungsform mit Bezug auf die 4 bis 6 erläutert.
Das in 1 gezeigte CIC-Filter 6 wird als ein
Tiefpassfilter mit einer Grenzfrequenz angenommen, die auf der Grundlage
einer Systemtaktfrequenz von 66 MHz entsprechend einer Periode von
beispielsweise 15 ns auf 800 kHz eingestellt ist. Der Kamm-Filterabschnitt 13, der
aus den Flip-Flop-Elementen 15 aufgebaut ist und der Eingänge
aufweist, die mit D3 bis D7 bezeichnet sind, wird im Wesentlichen
mit einer Betriebsfrequenz von 800 kHz durch Bereitstellen der Phasendaten
PHASE[m..0] für den NCO 14 derart betrieben, dass
eine Frequenz des ausgegebenen Taktsignals low_en 800 kHz beträgt.
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Dementsprechend
kann die Grenzfrequenz des Filters, die nahezu gleich einer Frequenz
eines Nullpunktes des Kamm-Filterabschnittes 13 ist, auf 800
kHz eingestellt werden.
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Ein
Dämpfungsbetrag der Grenzfrequenz ist gleich einem Betrag,
der sich aus einer Kombination der Integrationsschaltung 11 und
des Kamm-Filterabschnitts 13 ergibt. Daher muss die Betriebsfrequenz der
Integrationsschaltung 11 erhöht werden, um einen
größeren Dämpfungsbetrag zu erhalten.
Unter der Annahme einer Systemtaktfre quenz von 66 MHz kann der größte
Dämpfungsbetrag durch Einstellen der Betriebsfrequenz der
Integrationsschaltung 11 auf 66 MHz erhalten werden. Es
ist außerdem möglich, die Betriebsfrequenz der
Integrationsschaltung 11 entsprechend einer besonderen
Spezifikation oder Systemanforderung zu verringern, was zu einer Verringerung
des Energieverbrauchs der Integrationsschaltung 11 führt.
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Der
Neuabtaster 12 ist zwischen dem Integrationsschaltungsabschnitt 11 und
dem Kamm-Filterabschnitt 13 angeordnet und kann durch ein
Taktsignal low_en freigegeben oder ansonsten gesteuert werden und
eine Abwärtswandlerfunktion durchführen.
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Es
sollte beachtet werden, dass eine Mittenfrequenz in dem IF-Band,
das in den A/D-Wandler 5 eingegeben wird, beispielsweise
4 MHz betragen kann, und dass eine Frequenz des Taktsignals clk_smp
zum Abtasten, die in den A/D-Wandler 5 eingegeben wird,
entsprechend auf 4 MHz eingestellt werden kann. Dementsprechend
wird das Signal in dem IF-Band von dem A/D-Wandler A/D-gewandelt und
kann gleichzeitig in das Basisband umgewandelt werden.
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Wie
es in 5A gezeigt ist, entspricht das Betriebsprinzip
einer synchronen Erfassung und Umwandlung des I/F-Signals in ein
BB-Signal durch Multiplizieren des IF-Signals mit einem Oszillationssignals
der Mittenfrequenz LO durch einen Mischer (MIX) 21. Wie
es in 5B gezeigt ist, kann das Prinzip
einem Abtasten eines Signals des Bandbereichs Fs/2 mit einer Abtastfrequenz
von Fs, um ein Frequenzspektrum zu erhalten, entsprechen.
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Im
Vergleich zu beispielsweise 1 zeigt 6 einen
Aufbau des herkömmlichen CIC-Filters, das einen Nullpunkt
von 800 kHz aufweist, wenn die Systemtaktfrequenz 66 MHz
beträgt. Eine vereinfachte Darstellung des Frequenzspektrums
eines derartigen herkömmlichen Filters ist beispielsweise in 4B gezeigt.
Der Integrationsschaltungsabschnitt I benötigt zwei Flip-Flop-Elemente,
der Neuabtaster R benötigt ein Flip-Flop-Element, und der Kamm-Filterabschnitt
C benötigt 166 Flip-Flop-Elemente, wie es später
erläutert wird. Um die gewünschte Grenzfrequenz
zu erzielen, muss der Originaltakt durch einen Faktor 83 geteilt
werden. Da zwei Filterkaskaden von 83 Flip-Flop-Elementen benötigt werden,
um die Gruppenverzögerung zu verringern, beträgt
die Ge samtanzahl der Flip-Flop-Elemente in der Kaskadenstufe 83 × 2
oder 163 Elementen. Insgesamt werden 169 Elemente für das
herkömmliche Filter benötigt, die Eingänge
aufweisen, die mit D1 bis D169 bezeichnet sind. Die zu erhaltende
Grenzfrequenz wird gleich 66 MHz/83 = 803 kHz. Da jedoch die tatsächlich
benötigte Grenzfrequenz 800 kHz beträgt, weist
die Grenzfrequenz einen Fehler auf, und somit wird das Filtervermögen
zum Ausschließen nicht benötigter Signalkomponenten
verschlechtert.
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Während
die Gesamtanzahl von Schaltungsabschnitten, die zwei Abschnitte,
die 83 Elemente aufweisen, einen Neuabtasterabschnitt und einen
Integrationsabschnitt enthalten, ähnlich wie in 1 weiterhin
relativ klein ist, führt eine Abweichung der Grenzfrequenz
weiterhin zu Schwierigkeiten, und es können Änderungen
der Grenzfrequenz nicht einfach durchgeführt werden. Im
Gegensatz dazu wird in dem CIC-Filter 6 der oben beschriebenen
Ausführungsform die Anzahl der notwendigen Flip-Flop-Elemente 15 minimiert,
und außerdem ist es durch Bereitstellen der oben beschriebenen
Datenfreigabeanschlüsse in den Flip-Flop-Elementen und
durch Steuern der DEN-Eingänge unterschiedlicher Abschnitte mit
verschiedenen Frequenzen, wie es oben beschrieben ist, möglich,
die Grenzfrequenz auf verschiedene Grenzfrequenzen genau einzustellen,
was es möglich macht, die Betriebsfrequenz des Integrationsschaltungsabschnitts 11 auf
eine Grenze zu verringern.
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Gemäß der
Ausführungsform, wie sie oben beschrieben ist, ist der
Verzögerungsblock, beispielsweise der Integrator 11 des
CIC-Filters 6, aus einer Folge von zwei Flip-Flop-Elementen 15 aufgebaut. Das
Systemtaktsignal clk wird in den Taktanschluss jedes der Flip-Flop-Elemente 15 eingegeben.
Das Taktsignal high_en, das von dem NCO 14 auf der Grundlage
des Systemtakts clk ausgegeben wird, wird in den DEN-Anschluss der
Flip-Flop-Elemente 15 eingegeben, wodurch eine Änderung
der Grenzfrequenz, die mit einer Änderung der Frequenz
des high_en-Taktsignals zu erzielen ist, möglich wird.
Somit kann sogar in einem Fall, in dem die Systemtaktfrequenz hoch
ist, die Anzahl der benötigten Flip-Flop-Elemente 15 minimiert
werden, und die Grenzfrequenz kann in einer Schaltung geringer Größe-flexibel
eingestellt werden, was den Freiheitsgrad des Entwurfes verbessert.
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Außerdem
werden gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform
Flip-Flop-Elemente 15 mit einer Datenfreigabefunktion verwendet.
Das Systemtaktsignal clk wird in den Taktanschluss jedes der Flip-Flop-Elemente 15 eingegeben.
Das Taktsignal low_en, das von dem NCO 14 erzeugt wird,
wird in den Datenfreigabeanschluss DEN des Neuabtaster-Flip-Flops 15 und
der Kaskaden-Flip-Flops 15 eingegeben. Die Betriebsfrequenz
des Flip-Flop-Elements 15 ist effektiv gleich der Frequenz
des Taktsignals low_en. Als Ergebnis kann eine Einstellung sogar
in einem Fall, in dem das Flip-Flop-Element 15 beispielsweise
eine Art von synchronem Takt als eine Systemspezifikation entsprechend
einer Großintegrationsentwurfsregel (LSI) benötigt,
entsprechend den hier beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen
realisiert werden.
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Es
sollte beachtet werden, dass das Taktsignal clk_smp zum Abtasten,
das in den A/D-Wandler 5 eingegeben wird, ebenfalls von
dem NCO 14 eingegeben wird. Die Taktfrequenz clk_smp wird
gleich der Mittenfrequenz in dem Zwischenfrequenzbandbereich gemacht.
Die Ausgangsdaten des A/D-Wandlers 5 werden dadurch direkt
in Daten, die dem Signal in dem Basisbandbereich entsprechen, umgewandelt.
Daher ist es nicht notwendig, separat einen Mischer zum Erhalten
des Signals in dem Basisbandbereich vorzusehen, was es möglich
macht, die Größe der Schaltung weiter zu verringern.
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Die
Satellitensignalempfangsschaltung 9 ist aus dem CIC-Filter 6 und
dem Filtersystem 11 aufgebaut. Unter der Annahme, dass
eine allgemeine Satellitenempfangsschaltung zum Realisieren eines
Positionierungssystems zur Verwendung sogar in einem Glonass-Satelliten,
einem Galileo-Satelliten oder einem Quasi-Zenit-Satelliten zusätzlich
zu dem GPS-Satelliten aufgebaut ist, muss ein Durchlassbandbereich
in einem hohen Frequenzband noch breiter als eine Empfangsseite
eingestellt werden. Als Ergebnis ist es wahrscheinlicher, dass nicht
benötigte Signale in den Durchlassbandbereich gemischt
und in den Empfänger in das Zwischenfrequenzband in Abhängigkeit
von einem Satelliten, der als Empfangsobjekt ausgewählt
ist, eingegeben werden. Zum Entfernen der nicht benötigten
Signalkomponente ist es daher notwendig, die Grenzfrequenz des Filters
flexibel einzustellen.
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Dementsprechend
kann die allgemeine Satellitensignalempfangsschaltung 9 durch
Verwendung des CIC-Filters 6 oder des Systems 11,
das das CIC-Filter 6 gemäß der Ausführungsform
verwendet realisiert werden. In einem Fall des GPS-Satelliten (CA)
liegt die einzustellende Grenzfrequenz beispielsweise in der Größenordnung
von 1 MHz. In einem Fall des Galileo-Satelliten liegt die einzustellende
Grenzfrequenz beispielsweise in dem Bereich von 2 MHz bis 4 MHz
(E1) oder 10 MHz bis 15 MHz (E5). In dem Fall des Glonass-Satelliten
(L1) liegt die einzustellende Grenzfrequenz in dem Bereich von 8 MHz
bis 12 MHz. Die Grenzfrequenz kann nach Bedarf derart eingestellt
werden, dass sie dem jeweiligen Fall entspricht.
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Die
Erfindung ist nicht auf die oben in Verbindung mit den Zeichnungen
beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern
kann wie folgt modifiziert oder verbreitert werden. Die Systemtaktfrequenz
oder die Grenzfrequenz des CIC-Filters kann nach Bedarf entsprechend
einem individuellen Entwurf modifiziert werden. In einem Fall, in
dem es nicht notwendig ist, die Gruppenverzögerungscharakteristik
des Filters einzustellen, kann der Aufbau in 1 aus vier
Flip-Flop-Elementen 15 bestehen, die Eingänge
aufweisen, die in der obigen Ausführungsform beispielsweise
mit D1, D2, D3 und D6 bezeichnet sind. Außerdem kann anstelle
eines Flip-Flop-Elements, das eine Datenfreigabefunktion aufweist,
ein Flip-Flop-Element mit einer Taktfreigabefunktion verwendet werden.
Es kann daher eine ähnliche Funktion durch Senden des Taktsignals,
das von dem NCO 14 erzeugt und ausgegeben wird, an den
Taktanschluss des Flip-Flop-Elements ohne die Freigabefunktion realisiert
werden.
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Es
sollte beachtet werden, dass die Takterzeugungsschaltung nicht auf
den NCO 14 begrenzt ist und einen Frequenzgenerator verwenden
kann, der beispielsweise aus einer digitalen Phasenregelkreis(PLL)-Schaltung
aufgebaut ist. Die Umwandlungsverarbeitung in der A/D-Wandlerschaltung 5 von
dem Zwischenfrequenzband in das Basisband kann nach Bedarf durchgeführt
werden. Die oben beschriebene Ausführungsform ist nicht
auf eine Satellitenempfangsschaltung beschränkt, sondern
kann beispielsweise für eine Empfangsschaltung eines Mobiltelefons,
einen Echo-/Rausch-Kompensierer oder ein Eingangsfilter bei einer
Bildverarbeitung verwendet werden.
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Während
nur eine ausgewählte Ausführungsform zur Erläuterung
der Erfindung beschrieben wurde, weiß der Fachmann, dass
verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des
Bereiches der Erfindung, der durch die zugehörigen Ansprüche
defi niert ist, denkbar sind. Außerdem dient die obige Beschreibung
nur zur beispielhaften Erläuterung und beabsichtigt nicht,
den Bereich der Erfindung, der durch die zugehörigen Ansprüche
und deren Äquivalente abgedeckt ist, einzuschränken.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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