KR20000069029A - 코움 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 낮은 주사 속도의 디지털 데이터 흐름을 제공하기 위해, 높은 주사 속도의 디지털 데이터 흐름이 제공되고 직렬로 접속된 적어도 3개의 적분기(I1, I2, I3)로 이루어진 코움 필터에 관한 것이다. 디지털 데이터 흐름의 가장 높은 값의 비트는 제 1 및 제 2 적분기(I1, I2)에서 리세팅되고, 제 1 적분기(I1)에서의 비트의 리세팅이 계수기(Z)에 저장된다. 계수기(Z)의 계수 상태는 리세팅 시간에 최종 적분기(I3)의 가장 높은 값의 비트로 저장된다.

Description

코움 필터 {COMB FILTER}

높은 주사 속도를 갖는 디지털 데이터 흐름을 낮은 주사 속도를 갖는 데이터 흐름으로 전환하기 위해 소위 추출 필터(decimation filter)가 사용된다. 이러한 추출 필터는 통상적으로 저주파 통과 특성을 가지며 추출 필터에 의해 추출된 데이터의 워드폭을 넓힌다. 따라서, 높은 주사 속도의 1-비트 흐름이 예를 들어 음성 테이프(speech tape)에서는 16-비트 워드로 추출될 수 있다.

사용 영역은 디지털 통화 기술이다. 이 경우, 시그마-델타-아날로그/디지털 -변환기 뒤에는 적어도 하나의 이러한 추출 필터가 연결된다.

통상적으로 추출 필터의 추출 펙터는 2의 제곱, 즉 2, 4, 16, 64 등에 의해 결정된다. 이러한 추출 필터에 대한 통상적인 구조는 코움 필터에 의해 제공된다. 왜냐 하면 상기 코움 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(summing element)(S) 및 지연기(V)와 연속으로 연결되고 각각 N개의 클록 후에 해당 지연기(V)를 통해 리세팅되며, 이것이 "reset N"으로 표시되는, 공지된 코움 필터 또는 추출 필터의 예를 도시한다. 합산기(S)의 출력-데이터 흐름의 워드폭(m₁또는 m₂또는 m₃)이 덤프-적분기(I)에 매칭될 수 있다.

적분기(I)로 이루어진 순환 회로 뒤에는, 추가 합산기, N-배 지연시키는 지연기(V) 및 배율기(M)로 이루어진 횡단 중첩단(TS)이 연결되며, 이 경우, N은 합산 펙터를 나타낸다.

본 발명은 직렬로 접속된 적분기(integrator)에 관한 것이며, 낮은 주사 속도(scan rate)의 디지털 데이터 흐름을 제공하기 위해, 상기 적분기에 높은 주사 속도의 디지털 데이터 흐름이 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 코움 필터의 블록 회로도이고,

도 2는 종래의 코움 필터의 블록 회로도이다.

본 발명의 목적은, 간단한 구조를 특징으로 하는, 추출 필터로 적합한 코울 필터를 제공하는 것이다.

상기 목적은 전술한 방식의 코움 필터에서 본 발명에 따라, 디지털 데이터 흐름의 가장 높은 값의 비트가 적분기에서 리세팅되고, 제 1 적분기내의 비트의 리세팅이 계수기(counter)에 저장될 수 있으며, 리세팅 시간에 계수기의 계수(count) 상태가 적어도 하나의 비트, 바람직하게 최종 적분기의 가장 높은 값의 비트로 저장이 가능함으로써, 달성된다.

본 발명은, 후속 단계에서 리세팅 에러가 2의 제곱의 배수로 나타나서, 상기 리세팅 에러가 후속 단계에서 매우 간단하게 보정되는 장점이 있다.

이 경우, 다수의 사용예에서 3개의 적분기가 충분하지만, 적분기의 수는 기본적으로 제한이 없다. 이에 상응하게 하기에서는 3개의 적분기, 즉 3 등급의 필터를 갖는 실시예가 제시된다.

본 발명에 따른 코움 필터에서는 도 2의 공지된 코움 필터와 다르게 리세팅 신호가 적분기 전체로 유도되지 않고, 가장 높은 값의 비트에만 사용된다. 그 결과, 리세팅 에러의 보정을 위한 계산 유닛으로서 간단한 계수기만이 필요하다. 특히, 최종 적분기 - 3단계 회로에서는 3번째 적분기 -가 0이 아니라, 계수기에 의해 결정된 값으로 프리 세팅(preset)된다.

이에 대한 원인은 하기에 자세히 설명된다:

256(2∧8)의 추출 요소를 갖는 제 3 등급의 코움 필터는 0 내지 256∧3의 숫자폭을 갖는다. 256∧3의 표시가 포기되고 그 대신 0의 값이 수용되면, 표시를 위해 24 비트가 필요하다. 256∧3를 표시할 때 25 비트가 필요하게 된다면, 이것은 다음 단계에서 1 비트 만큼 지연되는 것을 의미한다.

이에 따라 모듈로(modulo) 256∧3의 계산 에러는 발견되지 않으며 무시될 수 있다. 정확한 결과를 얻기 위해, 24 비트의 계산 정확성이 충분하다.

예를 들어, 리세팅에 의해 발생할 수 있는 에러 f1이 특정 시간에 제 1 적분기에 나타나면, 상기 에러는 256 클록 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 256∧3은 a*256∧2를 체크한다.

이것은 하기와 같은 것을 의미한다:

제 3 적분기가 0의 값이 아니라 -a*256*256의 값으로 세팅되면, 에러 f1은 보상된다. 이것은 256 클록 뿐만 아니라 임의의 배수에도 적용된다. 그 이유는, 제 3 적분기가 동시에 미분기로도 작동하고 합산된 값을 미분할 때 항상 -a*256* 256의 값이 산출되기 때문이다.

이 경우, a 값은 하기와 같이 산출된다: 제 1 적분기에서 리세팅 시간에 512의 값을 갖는 비트가 리세팅된다. 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 계수기가 증가한다. 상기 에러 계수기는 계수기측에 최종 또는 제 3 적분기를 연결한다. 음의 사인(sign)은 사라진다. 왜냐 하면, 비트의 리세팅시 에러가 발생하기 때문에, a가 통상적으로 음이기 때문이다.

또한 추가 에러가 생기기 않게 하기 위해, 제 1 적분기의 폭은 항상 10 비트 이어야 한다. 제 1 적분기 뒤에 연결된 에러 계수기는 256∧2의 배수를 포함하며 이에 따라 폭이 8 비트가 되어야 한다. 왜냐 하면, 총 24 비트의 계산 정확성이 미리 세팅되어 있기 때문이다. 이것은, "작은" 계수기로 충분하다는 것을 의미한다.

제 1 적분기로부터 최대 767 까지의 값이 산출된다. 상기 값은 256 클록 후에는 767*256=196352보다 더 작은/동일한 최대값에 가산된다. 제 2 적분기의 출발값은 2∧16보다 작아서, 제어되지 않은 오버플로우(overflow)를 방지하기 위해, 18 비트의 워드폭으로 충분하다. 리세팅 시간에는, 2∧16 및 이것의 배수를 표시하는 모든 비트가 소거될 수 있다. 왜냐 하면, 합산 에러가 256 클록 후 제 3 적분기에서 2∧24의 값 또는 이것의 배수를 가지므로 고려될 필요가 없기 때문이다. 이것은, 리세팅 후 출발값이 제 2 적분기에서, 이미 앞에서 가졌던 것과 같이, 2∧16보다 작은 값이라는 것을 의미한다.

본 발명에 따른 코움 필터는 전체적으로 하기와 같이 작동한다:

최대값 비트의 동시 리세팅은 제 1 적분기에서는 1 비트 만큼 그리고 제 2 적분기에서는 2 비트 만큼 실행된다. 이 경우, 제 1 적분기에서의 비트 리세팅은 제 1 적분기 뒤에 연결된, 8 비트의 워드폭을 갖는 에러 계수기에 저장된다. 이렇게 측정된 계수 상태는 리세팅 시간에 최종 또는 제 3 적분기의 최대값 비트로 저장되며, 상기 적분기는 동시에 미분기로도 작용한다. 최종 또는 제 3 적분기의 낮은 값의 비트는 통상적으로 리세팅되며, 이 경우 추가 계산 단계는 필요치 않다.

본 발명은, 적은 비용으로 실현되고 높은 주사 속도를 갖는 디지털 데이터 흐름을 낮은 주사 속도를 갖는 디지털 데이터 흐름으로 전환시킬 수 있는, 간단하게 구성되는 코움 필터를 제공한다.

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, 워드폭(m₁, m₂또는 m₃)은 상기 적분기(I1, I2, I3)에 매칭될 수 있다. 도 2에 따른 기존의 코움 필터와 상이하게, 본 발명에 따른 코움 필터에서는 적분기(I1)에 8 비트의 워드폭을 갖는 계수기(Z)가 뒤에 연결되며, 상기 계수기(Z)는 적분기(I1)에서 비트의 리세팅을 카운트한다. 계수기(Z)에서 검출된 계수 상태는 리세팅 시간에, 동시에 미분기로 작용하는 제 3 적분기(I3)의 가장 높은 값의 비트로 저장되는 한편, 제 3 적분기(I3)의 낮은 값의 비트는 통상적인 방식으로 리세팅된다. 전체 지연기는 리세팅되고, 선택적 리세팅은 제공되지 않는다.

적분기(I1, I2 및 I3)로 이루어진 순환 회로 뒤에는 재차, 감산기(Su) 및 적분기(I)로 이루어진 횡단 중첩단(PS)이 연결된다.

임의로 선택할 수 있는, 레지스터(K)에 저장된 보정값이 레지스터(K)를 통해 선택적으로 제 3 적분기(I3)에 입력될 수 있다.

이를 위해 적분기(I3)의 가장 간단한 실시예로 계수기가 사용될 수 있다. 그 결과, 예를 들어 제 1 적분기에서 각각의 시간대에 최대 1 비트가 추가될 수 있으며, 이것은 1의 계수 단계에 상응한다. 이것은 후속 적분기의 높은 값의 비트에도 적용된다. 왜냐 하면, 후속 적분기에는 낮은 값의 비트의 오버플로우만이 제공되기 때문이다.

본 발명에 의해 간단한 구조를 특징으로 하는, 추출 필터로 적합한 코울 필터가 제공된다.

Claims (6)

1. 낮은 주사 속도의 디지털 데이터 흐름을 제공하기 위해, 높은 주사 속도의 디지털 데이터 흐름이 제공되고 직렬로 접속된 적어도 3개의 적분기(I1, I2, I3)로 이루어진 코움 필터에 있어서,

   디지털 데이터 흐름의 높은 값의 비트는 적분기(I1, I2)에서 리세팅될 수 있으며, 제 1 적분기(I1)에서의 비트의 리세팅은 계수기(Z)에 저장될 수 있고, 계수기(Z)의 계수 상태가 리세팅 시간에 선택적으로 최종 적분기(I3)의 적어도 1 비트로 저장될 수 있는 것을 특징으로 하는 코움 필터.
2. 제 1항에 있어서,

   계수기(Z)의 계수 상태가 리세팅 시간에 최종 적분기(I3)의 높은 값의 비트로 저장될 수 있는 것을 특징으로 하는 코움 필터.
3. 제 1항에 있어서,

   최종 적분기(I3)가 동시에 미분기로 사용되는 것을 특징으로 하는 코움 필터.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   보정값이 최종 적분기(I3)의 가장 높은 값의 비트로 저장될 수 있는 것을 특징으로 하는 코움 필터.
5. 제 4항에 있어서,

   보정값이 계수기(7)에 의해 저장될 수 있는 것을 특징으로 하는 코움 필터.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   적분기(I1, I2, I3)가 계수기로 형성되는 것을 특징으로 하는 코움 필터.