KR100554488B1 - 빗살형 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 낮은 주사 속도의 디지털 데이터 스트림을 제공하기 위해, 높은 주사 속도의 디지털 데이터 스트림이 제공되고 직렬로 접속된 적어도 3개의 적분기(I1, I2, I3)로 이루어진 빗살형 필터에 관한 것이다. 디지털 데이터 스트림의 최상위 비트는 제 1 및 제 2 적분기(I1, I2)에서 리셋팅되고, 제 1 적분기(I1)에서의 비트의 리셋팅이 카운터(Z)에 저장된다. 카운터(Z)의 계수 상태는 리셋팅 시간에 최종 적분기(I3)의 최상위 비트로 저장된다.

Description

빗살형 필터{COMB FILTER}
본 발명은 직렬로 접속된 적분기(integrator)에 관한 것이며, 낮은 주사 속도(scan rate)의 디지털 데이터 스트림을 제공하기 위해, 상기 적분기에 높은 주사 속도의 디지털 데이터 스트림이 제공된다.
높은 주사 속도를 갖는 디지털 데이터 스트림을 낮은 주사 속도를 갖는 데이터 스트림으로 전환하기 위해 소위 데시메이션 필터(decimation filter)가 사용된다. 이러한 데시메이션 필터는 통상적으로 저역통과 특성을 가지며 데시메이션 필터에 의해 데시메이션된 데이터의 워드폭을 넓힌다. 따라서, 높은 주사 속도의 1-비트 흐름이 예를 들어 음성 밴드(speech band)에서는 16-비트 워드로 데시메이션될 수 있다.
사용 영역은 디지털 통화 기술이다. 이 경우, 적어도 하나의 이러한 데시메이션 필터는 시그마-델타-아날로그/디지털 변환기의 다운스트림에 연결된다.
통상적으로 데시메이션 필터의 데시메이션 인자는 2의 거듭제곱, 즉 2, 4, 16, 64 등에 의해 결정된다. 이러한 데시메이션 필터에 대한 통상적인 구조는 빗살형 필터(comb filter)에 의해 제공된다. 왜냐 하면 상기 빗살형 필터가 비교적 저렴하게 실현되기 때문이다.
도 2는, 3개의 소위 덤프(dump)-적분기(I)(I1, I2, I3)가 각각 백 커플링 분기(back-coupling branch)에 있는 합산기(S) 및 지연기(V)와 연속으로 연결되고 각각 N개의 클록 후에 해당 지연기(V)를 통해 리셋팅되며, 이것이 "reset N"으로 표시되는, 공지된 빗살형 필터 또는 데시메이션 필터의 예를 도시한다. 합산기(S)의 출력-데이터 스트림의 워드폭(m1 또는 m2 또는 m3)이 덤프-적분기(I)에 매칭될 수 있다.
적분기(I)로 이루어진 순환 회로 뒤에는, 추가 합산기, N-배 지연시키는 지연기(V) 및 곱셈기들(M)로 이루어진 횡단 중첩단(TS)이 연결되며, 이 경우, N은 합산 인자를 나타낸다. 도 2에 도시된 종래기술의 빗살형 필터 회로는 최종 적분기(I3)의 비트 리셋팅이 항상 0의 값으로 사전설정(preset)되기 때문에, 에러 보정을 위해 매우 복잡한 회로 설계가 요구되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 간단한 구조를 특징으로 하는, 데시메이션 필터로 적합한 빗살형 필터를 제공하는 것이다.
상기 목적은 전술한 방식의 빗살형 필터에서 본 발명에 따라, 디지털 데이터 스트림의 최상위 비트(most significant bit)가 적분기에서 리셋팅되고, 제 1 적분기에서 비트들의 리셋팅이 카운터(counter)에 저장될 수 있으며, 리셋팅 시간에 상기 카운터의 계수 상태가 적어도 하나의 비트, 바람직하게 최종 적분기의 최상위 비트로 저장됨으로써 달성된다.
본 발명은, 후속 단계에서 리셋팅 에러가 2의 거듭제곱의 배수 형태로 표현되고, 상기 리셋팅 에러가 후속 단계에서 매우 간단하게 보정되는 장점이 있다.
이 경우, 많은 애플리케이션들에서 3개의 적분기들로 충분하지만, 적분기들의 수는 기본적으로 제한이 없다. 이에 상응하게 하기에서는 3개의 적분기들, 즉 3차(three order) 필터들을 갖는 실시예가 제시된다.
본 발명에 따른 빗살형 필터에서는 도 2의 공지된 빗살형 필터와는 달리, 리셋팅 신호가 적분기들 전체로 유도되지 않고, 최상위 비트들에만 적용된다. 그 결과, 리셋팅 에러의 보정을 위한 계산 유닛으로서 간단한 카운터만이 필요하다. 특히, 최종 적분기, 즉 3단계 회로에서 제 3 적분기가 0이 아니라, 카운터에 의해 결정되는 값으로 사전설정된다.
이에 대한 이유가 하기에 자세히 설명된다:
256(28)의 데시메이션 인자를 갖는 3차 빗살형 필터는 0 내지 2563의 숫자 범위를 갖는다. 2563의 표시 대신에 0의 값이 수용되면, 표시를 위해 24 비트가 필요하다. 2563을 표시할 때 25 비트가 필요하게 된다면, 이것은 다음 단계에서 1 비트만큼 지연되는 것을 의미한다.
이에 따라 계산 에러 모듈로(modulo) 2563은 발견되지 않으며 무시될 수 있다. 정확한 결과를 얻기 위해, 24 비트의 계산 정확성이 충분하다.
예를 들어, 리셋팅에 의해 발생할 수 있는 에러 f1이 특정 시간에 제 1 적분기에 나타나면, 상기 에러는 256 클록 사이클 후 제 3 적분기의 출력에서 평가된다. 그러면 에러는 그곳에서 f3=f1*256*257/2=f1*128*(256+1)이다. 에러 f1이 예를 들어 a*512이면, f3=a*512*128*256+a*512*128이 산출된다. 모듈로 2563은 a*2562로서 간주된다.
이것은 하기와 같은 것을 의미한다:
제 3 적분기가 0의 값이 아니라 -a*256*256의 값으로 설정되면, 에러 f1은 보상된다. 이것은 256 클록 사이클 뿐만 아니라 이들의 임의의 배수에도 적용된다. 그 이유는, 제 3 적분기가 미분기로도 동시에 동작되고, 합산된 값들을 미분할 때 항상 -a*256* 256의 값이 그 결과로서 산출되기 때문이다.
이 경우, a 값은 하기와 같이 산출된다: 제 1 적분기에서 리셋팅 시간에 512의 유효 비트들이 리셋팅된다. 상기 비트가 이전에 1의 값을 가지면, 정확히 전술한 에러 f1이 발생한다. 상기 에러는 상응하게 발생한 이전의 에러에 가산된다. 따라서, 이 때 제 1 적분기의 에러 카운터가 증가한다. 상기 에러 카운터는 교번으로 최종 또는 제 3 적분기를 로딩한다. 음의 사인(sign)은 사라진다. 왜냐 하면, 비트의 리셋팅시 에러가 발생하기 때문에, a가 통상적으로 음이기 때문이다.
또한 추가 에러가 발생되는 것을 방지하기 위해, 제 1 적분기의 폭은 항상 10 비트이어야 한다. 제 1 적분기의 다운스트림에 연결된 에러 카운터는 2562의 배수를 포함하며 이에 따라 폭이 8 비트가 되어야 한다. 왜냐 하면, 총 24 비트의 계산 정확성이 전제되어 있기 때문이다. 이것은 "소형" 카운터로서 충분하다는 것을 의미한다.
제 1 적분기로부터 최대 767 까지의 값이 산출된다. 상기 값은 256 클록 사이클 후에는 767*256=196352 보다 더 작은/동일한 최대값으로 가산된다. 제 2 적분기의 출발값은 216보다 작아서, 제어되지 않은 오버플로우(overflow)를 방지하기 위해, 18 비트의 워드 폭으로 충분하다. 리셋팅 시간에는, 216 및 이것의 배수를 표시하는 모든 비트가 소거될 수 있다. 왜냐 하면, 합산 에러가 256 클록 사이클 후 제 3 적분기에서 224의 값 또는 이것의 배수를 가지므로 고려될 필요가 없기 때문이다. 이것은, 리셋팅 후 개시값이 제 2 적분기에서, 이미 앞에서 가정되었던 것처럼 216보다 작은 값이라는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 빗살형 필터는 전체적으로 하기와 같이 작동한다:
최상위 비트의 동시 리셋팅은 제 1 적분기에서는 1 비트만큼 그리고 제 2 적분기에서는 2 비트만큼 실행된다. 이 경우, 제 1 적분기에서의 비트 리셋팅은 제 1 적분기의 다운스트림에 연결된, 8 비트의 워드 폭을 갖는 에러 카운터에 저장된다. 이렇게 검출된 계수 상태는 리셋팅 시간에 최종 또는 제 3 적분기의 최상위 비트로 저장되며, 상기 적분기는 동시에 미분기로도 작용한다. 최종 또는 제 3 적분기의 최하위 비트는 통상적으로 리셋팅되며, 이 경우 추가 계산 단계를 필요로 하지 않는다.
본 발명은 적은 비용으로 실현되고 높은 주사 속도를 갖는 디지털 데이터 스트림을 낮은 주사 속도를 갖는 디지털 데이터 스트림으로 전환시킬 수 있는, 간단하게 구성되는 빗살형 필터를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 빗살형 필터의 블록 회로도이고,
도 2는 종래의 빗살형 필터의 블록 회로도이다.
첨부한 도면을 참고로 본 발명의 실시예를 자세히 살펴보면 하기와 같다.
도 2는 이미 앞에서 설명되었다. 도 1에서 도 2와 동일한 부분은 동일한 도면 부호로 표시된다.
도 1에서는 도 2에서와 같이 가산기(S)를 갖는 3개의 적분기(I1, I2, I3)가 연속적으로 배치되고, 워드 폭(m1, m2 또는 m3)이 상기 적분기(I1, I2, I3)에 적용될 수 있다. 도 2에 따른 기존의 빗살형 필터와 상이하게, 본 발명에 따른 빗살형 필터에서는 적분기(I1)의 다운스트림에 8 비트의 워드 폭을 갖는 카운터(Z)가 연결되며, 상기 카운터(Z)는 적분기(I1)에서 비트의 리셋팅을 카운트한다. 카운터(Z)에서 검출된 계수 상태는 리셋팅 시간에, 동시에 미분기로 작용하는 제 3 적분기(I3)의 최상위 비트로 저장되는 한편, 제 3 적분기(I3)의 최하위 비트는 통상적인 방식으로 리셋팅된다. 전체 지연기는 리셋팅되고, 선택적 리셋팅은 제공되지 않는다.
적분기들(I1, I2 및 I3)로 이루어진 캐스케이드 회로의 다운스트림에는 재차, 감산기(Su) 및 적분기(I)로 이루어진 횡단 중첩단(PS)이 연결된다.
임의로 선택할 수 있는, 레지스터(register)(K)에 저장된 보정값이 레지스터(K)를 통해 선택적으로 제 3 적분기(I3)에 입력될 수 있다.
이를 위해 상기 적분기들(I)의 가장 간단한 실시예로서 카운터가 사용될 수 있다. 이것은 예를 들어, 제 1 적분기에서 각각의 시간대에 최대 1 비트가 부가될 수 있기 때문이며, 이는 1의 카운터 스텝에 상응한다. 이것은 다운스트림 적분기들에서 보다 많은 유효 비트들에도 적용된다. 왜냐 하면, 다운스트림 적분기들에는 최하위 비트의 오버플로우만이 제공되기 때문이다.
본 발명에 의해 간단한 구조를 갖는, 데시메이션 필터로 적합한 빗살형 필터가 제공될 수 있다.

Claims (6)

  1. 낮은 주사 속도(scan rate)의 디지털 데이터 스트림을 제공하기 위해, 높은 주사 속도의 디지털 데이터 스트림이 제공되고, 직렬 접속된 적어도 3개의 적분기들(I1, I2, I3)로 이루어진 빗살형(comb) 필터로서,
    상기 디지털 데이터 스트림의 최상위 비트는 상기 적분기들(I1, I2)에서 리셋팅될 수 있으며, 제 1 적분기(I1)에서 비트들의 리셋팅은 카운터(Z)에 저장될 수 있고, 상기 카운터(Z)의 계수 상태는 리셋팅 시간에 최종 적분기(I3)의 적어도 하나의 비트로 선택적으로 저장될 수 있는, 빗살형 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 카운터(Z)의 계수 상태는 리셋팅 시간에 상기 최종 적분기(I3)의 최상위 비트로 저장될 수 있는 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 최종 적분기(I3)는 동시에 미분기로서 사용되는 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최종 적분기(I3)의 최상위 비트로 보정값이 저장될 수 있는 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 카운터(Z)에 의해 상기 보정값이 저장될 수 있는 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 직렬 접속된 적어도 3개의 적분기들은 각각 카운터로서 형성되는 것을 특징으로 하는 빗살형 필터.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112422105A (zh) * 2020-10-27 2021-02-26 中国人民解放军海军工程大学 一种仿生梳状滤波器

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19919575C1 (de) 1999-04-29 2001-01-11 Siemens Ag Kammfilteranordnung zur Dezimation einer Folge von digitalen Eingangswerten in eine Folge von digitalen Ausgangswerten um einen nicht ganzzahligen Faktor
DE102005018858B4 (de) 2005-04-22 2009-09-10 Infineon Technologies Ag Digitales Filter und Verfahren zur Bestimmung seiner Koeffizienten
EP1775833A1 (de) * 2005-10-12 2007-04-18 Infineon Technologies AG Digitales Filter und Verfahren zum Entwurf digitaler Filter mittels Integrations- und Löschfilter
US9608598B1 (en) * 2015-11-19 2017-03-28 Cirrus Logic, Inc. Cascaded integrator-comb filter as a non-integer sample rate converter
US10498312B2 (en) * 2017-11-17 2019-12-03 Stmicroelectronics International N.V. Glitch immune cascaded integrator comb architecture for higher order signal interpolation

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3781159D1 (de) * 1987-12-12 1992-09-17 Itt Ind Gmbh Deutsche Digitales dezimationsfilter.
US5227991A (en) * 1991-11-20 1993-07-13 Motorola, Inc. Comb filter including a data overflow monitor, and a radio including the same
JPH05259813A (ja) * 1992-03-03 1993-10-08 Nec Corp ディジタルフィルタ
US5455782A (en) * 1992-08-14 1995-10-03 Harris Corporation Decimation filter and method
JP3210219B2 (ja) * 1995-09-08 2001-09-17 松下電器産業株式会社 櫛形フィルタとそれを用いた送受信装置
US5880973A (en) * 1996-11-20 1999-03-09 Graychip Inc. Signal processing system and method for enhanced cascaded integrator-comb interpolation filter stabilization

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112422105A (zh) * 2020-10-27 2021-02-26 中国人民解放军海军工程大学 一种仿生梳状滤波器

Also Published As

Publication number Publication date
CN1239604A (zh) 1999-12-22
EP0940009B1 (de) 2004-02-18
US6034628A (en) 2000-03-07
DE59810793D1 (de) 2004-03-25
USRE38144E1 (en) 2003-06-17
EP0940009A1 (de) 1999-09-08
JP2001506107A (ja) 2001-05-08
CN1126251C (zh) 2003-10-29
KR20000069029A (ko) 2000-11-25
JP4240547B2 (ja) 2009-03-18
DE19741922A1 (de) 1999-03-25
TW439356B (en) 2001-06-07
CA2272656A1 (en) 1999-04-01
WO1999016169A1 (de) 1999-04-01

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