TW391110B - Methods and apparatus for variable-rate down-sampling filters for discrete-time sampled systems using a fixed sampling rate - Google Patents

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A7 ______B7 五、發明説明（1 ) ~ ~ --- 發明背景 1.發明領域 本發明與數位通訊領域有關。 2 .先前技藝 在數位通訊系統中，解調器的功能在於從調變的類比波 型中取出數位資訊。在過去，解調功能—直是利用類比處 理技術（混合器、遽波器、鎖相回路等等）來完成。隨著高 速數位技術的提出，利用不連續時間或數位信號處理（Dsp) 技術來執行大部分的解調咏能已變得可能。相對必須針對 欲解調的特丨信號的特性來訂製類比解調$時，數位解調 器在重設定上具有極大彈性以符合具有不同調變種類、通 路特性、資料率等等的各種系統要求。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在數位解調系統中，其過程一般都由在—Fs樣本/秒速 率下對類比波型取樣並利用一 A/I3(類比到數位彳棘拖器對 其振幅進行數位化處理開始。接著數位化樣本被經由各種 數學運算處理以取得所需的資訊位元。處理運算通常包括 某一濾波種類以校正通路狀況或調變技術的效應以及校正 因取樣過程本身引起的人爲疏失。從接收的信號還原資訊 位元的定時（符元率）通常是必需的，因爲在接收器上準確 的定時是未知的。此代表符元率不一定與取樣率有關。而 且符元率在過程上並不一定是不變的：它可以因發送器的 時間庫不完美或發送器和接收器間的相對動作不完美而改 變〇 根據倪奎士準則（Nyquist criterion)，取樣率至少必須是 ______________- 4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規輅（210X297公筇） 五、發明説明（ 2 A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印¾ 所想要的信號的最高含頻量兩倍才可。在一數位系統中， 取樣率必須最少等於符元率，或大 '' 又又於付疋率，如此才可得 ，較好功效。-般在現行實務上，所選的取樣率會是符元 率的整數倍數N，如此則可容易地藉著只保留每㈣個樣本 並捨棄其Έ樣本來降低或大減取樣率。假如所要的是一段 符=率範圍，則必須有產生—對應取樣時鐘範圍的設計。 因爲接收的符元準雄定時:—45--5-4-J： 唯疋旰奴疋未知的，所以取樣時鐘設 計必須能夠轉動時間以便將取樣瞬時調成最適的時點。 降低（取樣率）過程也必爆有一選取所要信號元件的遽波 器。滤波永遠可以在降低過程之前執行，但此須要在較高 取樣率下執行-極龐大的運算。在濾波器(預減)之前有數 種熟知的減掉N運算（decimati0n_by_N )的方法可完成以便 在較低的減少率上只執行較少的第N個樣本運算。爲了達 到最大運算效率，必須遵守_些限制，最主要的是遽波器 必須被設計成只纟一特定的減低比率了 ϋ作並且在調整取 樣瞬時時停止運作。 佛洛依德· Μ ·葛德諾在"數位數據機的内插法__第一 部分：基礎論"（見1993年3月美國電機簪雷子工 迅會報第3號41册，作者佛洛依德· Μ ·葛德諾）中提出預 減法的施例，施例中使用—數値控制器振盪器（numeiiea丨丨Υ -controller osci丨w〇r NCO)來選擇哪些檨本應用认歲理# 且產生或#住合適的係數。此對基本方法的修正可允許非 整數的減少比率並用於明顯的取楛_時的時間調替，同時 可保铉預降的運算效率。但因樣本有經過預算，濾波器必

Tli衣-- « I (請先閱讀背而•之注意事項再填苟本頁) 訂 ----線--·！ • -- -I - I -I- · 五、發明説明（3 Α7 Β7 輕满部中央榡準局員工消費合作枉印製 項被針對—特定的減少比率設計。假如所要的是不同的比 率组合’則須對每一比率提供一不同的係數組來。遽波器 的接頭、長度可能亦須改變以便在減少比率的範園内保 效率要求。 、 發明簡述 本發明說明了在數位解調器中的過濾和定時還原的混人 操作。更特別地，本發明敘述了以下的操作： 1 ‘均衡或塑波的匹配過滤； 2 .内插/減少時的（sine幻办過遽； 3·再取樣以便能將輸入取樣率Fs變換成較低的、必一定 的輸出率F 〇 : 4 .付元時間同步化。 —=發明的可變速率降低（減少）取樣濾波器可允許在一固 毛率下撂自輪入楛太的—連續取樣率範圍下操作。輸出率 2不—定須與固定的輸入率有整數或有理式關係，而且事 貫上輸出率可在時間上變化，例如追踪收自使用不同時基 的基地台的信號時所會產生上述變化。在a/d轉換器上的 ，疋取樣率可大爲_化類比前端的設計。—個去階梯:慮波 :可被設計成精確地與固定的取樣率匹配。降低取樣遽波 器可與調頻數値控制振盪器(NCO卜起使用以保持在數位 範圍中的頻率合成和時間追踪㈣。在A/D轉換器調整取 樣辦時所用的類比時間追踪回路可因此不再需要。用以產 生可變的取樣率的類比頻率合成器也可不需要。藉著減去 口成類比-數位控制回路的複雜度可以簡&系統設計和功效 -本纸π度祕關家標準 (請先閱讀背面之注意事項再填本頁} 裝 丁 -:° 線--·I · A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -7- 五、發明説明（4 分析 關於降低過程，有數種在過遽之前用以預降樣本的爲人 熟知方法，這些方法具有降低產生—特定品質的預降樣本 所須的運算量的效果。但這些方法限制了降低比率 定値上，㈣毅n的特性必須㈣此比率來設計。本發 明並不作預降，所以不會被限制在_固定比率上，炉也因 爲這樣’比較預降法起來，本發明在計算能力上較益效 率。可是，在本發明的較適施例中，將此額外之計算負， 分配給適合在體積小又有免率的v L s t中的平行處理加構仃 如此則電路的實際複雜性則不會較利用預 ：得 多很多。 电峪木仔 圖形簡述 圖ia、lb、1(：和1(1乃是本發明的可變速率降低取樣滅波 器的方塊圖。圖U適用於單—通路系統，圖ib適用於像是 正交調變的兩通路系統，系統.中兩種路具相同特性，圖lc 適用於兩通路系統’系統中兩通路“σΒ具有不同特性，以 及圖id適用於系統中多個係數發生器_乘法 元可被層級化的系統。 ‘、，、益早 圖2乃用於圖1的可變途症咏g甘，β .士丄 邊器（NCQ)。 低取樣錢器的數値控制振 圖3乃用於圖1的可變速率降低取樣遽波器的係數發生器 的方塊圖。 圖4乃用於圖1的可變速率降低取㈣波器的乘法器-累積 器元件的方塊圖。 ' 本纸乐尺度ϋ财關家辟（cns ---------t------π------级 (請先k讀背面•之注意事項再填寫本頁) 五 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 B7 發明説明（ 圖5乃用於一定時還原回路的可變速率降低取樣遽波器的 方塊圖。 圖6乃典型的濾波器脈衝回應的圖形表示法。 圖7乃-在多相架構中的可變速率降低取樣爐波器的方塊 圖。 圖8乃一表示的較圖7更詳細的多相架構中的本發明可變 速率降低取樣濾波器的方塊圖。 圖9乃在一具有垂直加總的多相架構中的本發明可變速率 降低取樣濾波器的方塊圖。_ 圖1 0乃以-崩陷式多相架構形式呈現的可變速率降低取 樣濾波器的方塊圖。 本發明詳述 首先#昭国1a，本發明的可變速率降低取樣濾波器包含 了四個屯要元侔：一佃數値控制裉盪

Controlled Oscillator，NCO)，一 個係數發生器，一個乘 法器-累積器（Multiplier-Accumulator，MAC)元件層級， 和一個輸出計數器。4 一具有兩樣本通路（丨和Q )的正交調 k系統中’每一通路須要有·一不同的M A C陣列。但假若兩 通路上的符元率和過滤要求是相同的，則它們可以像圖i b 所示的共.用相同的係數發生器。甚至多通路的特性不同， 也可以用相同的N C 0來驅動如圖1 c所示的多個係數發生器 和乘法器-累積器鏈。當圖示的兩通路使用相同的Μ値·《〇相 同的位址Ρ寬度於係數發生器上時，Ρ和Μ的任一個或兩者 在兩通路上可以不同，即使具有相同的取樣率，相同的考 8- 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公犮） (請先閱讀背面之注意事項再填荈本頁) .裝· '-0 五、發明説明（6 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 量一般可在兩通路上產生相同的M和p値。同樣的兩係數發 社哭，因爲被付與相同的位址，如圖1 r例子所示的可以县 一2*M*2P寬的單一RAM或R〇M，用以同時輸出兩組係 數。 假如係數發生器-乘法器/累積器單元被表示成像vlsi 電路的-個單it，貝,]多個此類單元可以序列分屬排序來増 加如圖Id所示的濾波器整體長度。在此例中，每一單元的 輸出端銀給下-個¥元初純，而且所有單元共同來自數 値控制振i器的相同輸人I本和相同相位以及翻㈣號^ 此施例一般會與RAM式的係數發生器—起使用，如同合適 的係數端視特定的MAC陳列和係數發生器乃被單獨使用气 分層分佈於另-MAC陣列和係、數發生器_般。須注意的是 此-分層可以被一處理器式的系統中的程式控制，如此可 使系統在程式控制下重新構形。 數値控制振盪器（圖2、 數値控制振盪器（N C 0 ) J 4 了 ..奮、士。…匕m 、l…座生了濾波益所用的定時和相位 資訊。如…壬的，NC〇是一個含有一位在暫存器之後 的加法备的大累積器。暫存器的内容經送回至加法器的_輸入端。加法器的另_端乃县 《 而乃疋必項被累加的數値（頻率字） 暫存器乃由取樣時鐘來宕眭。六，# , ; …里來疋時。在每-個瞬時内，累積器中 的i存器的數値乃由輸入端上所表 叮衣不的數値予以漸增。當 累積器增加到超過其範圍的最上阳换、. 不上限時，它會"翻轉”並返回 到取底邵。接著累積器暫存器怒枯找山 ,,i仔备數値找出。周期斜坡或"鋸齒 函數。在任一預定時間上血並Λ銘 ^ 範圍相關的此暫存器値表 --------------- 9 - 匕紙張尺度^中國國家標準（CNS ) — (請先閱讀背面之注意事項4^朽本頁j •袈- -s° 線 B7 五、發明説明（7 ) 示了周期函數的"相位"，而且介於翻轉之間的時段乃是函 數的一個周期或時段。.在斜坡增加的速率，以及在速率翻 轉的頻率乃是藉由增加至累積器上於輸入端表示的增加値 來表示。稱爲頻率語的增加値可以是常數，或是随著外部 控制而改變。若是前者則N C 0會產生一固定頻率。若是後 者，則N C 0則變成調頻並且變得很像在類比頻率合成電路 中常見的電壓控制振盪器（Voltage_c〇ntr〇Ued Oscillator) 〇 ΝΓ〇在#的翻轉頻率乃由以下關係式所表示* F〇 = ( Frequency Word/2w) * Fs 其中F〇=產生的（翻崦）頻率

Frequency_W〇rd=增加輸入端的二進位値 W = NCO累積器（暫存器和加法器）的位元表示的寬 度 F s =取樣時鐘頻率 NCO的精確性’亦即其能多精準地表示出一想要的頻 率’乃是取決於累積器的大小。％果一累積器是w個位元 I，則NCO可以代表任何具有參考頻率的广—部分準 確性的頻率。介於翻轉之間的時段不—定是常數，但長期 Ά/%75是想要的頻率F。的纟理準確表 示法。 當-定期波型的頻率和時段（1/頻率）被普遍視爲連 ❹量時，NCO所產生的時段經過不連續化處理。在 t間的時段自然地是Fs取樣時鐘周期的整數。然而， 五 '發明説明（8 Α7 137 F〇不是Fs精確的除數則時段不會是常數：它將會在卜的丁 和T+i周期之間變動，其中丁是1^/1：〇的整數値。但是長期 來看，長度T時段和T+1時段的分區會使得平均時段接近 $Fs/F0的眞正値，因此NC〇所產生的頻率會接近眞頻率 F〇 0 ' 垡數發生器（ 如圖3折壬，濾波器的係數乃藏方本夷中。查表可以是固 定的（ROM式）或是可程式化的（RAM式）（如圖所示）。表μ 的寬度乃由遽波器中的Μ Α ς元件的數量和係數所需的準確 性t以位元所表示的寬度）；深度乃由所必需的及時解析來 決定。在取樣時鐘的每一瞬時’ NC〇會產生—新的相位 値。在每一瞬時，所有元件的係數經利用Nc〇相位作爲查 表的索引被同時間查閲。在像是圖以的兩通路系統中，通 路的特性一樣，只有資料(樣本)不同，兩通路所用係數相 同（如圖1 b所示）。 經濟部中央標孪局員工消费合作社印¾ NCO相位累積器（圖2的暫存器）通常是很大的（一般是W 位元）以便能對合理準確地呈現出任何頻率來，但可變速率 降低取樣濾波器並不須要這麼高的精確性作爲其功能上被 =與否的-部分。所須㈣間料乃由本發明I系統來 決疋的，但一般而言較NC〇的宗令接進疮I钵多。因此， NCO,如a宝（圖2的相位輸出結果）可以诂检试歧且只須 :些最有效位S(P位it ’其中p<<w)作對係數查表的索 Η1 〇

累積器（MAC)鏈（圖W ____ -11 - 本紙張尺度刺 ( CNS ) Mim ( 210χΐ97^ΓΤ A7 B7 經濟部中央標準局負工消f合作社印製 五、發明説明（9 濾波器的核心乃圖4所示的M乘法器累積器（MAC)元 件。鏈中的元件Μ數量是由滤波器功能特性所須的系統要 求來決定。每個元件具有一乘法器、—累積器、以及一輸 入選擇器或乘法器SEL。在取樣時鐘的每_瞬時上，會有 新樣本（η )到達濾波器輸入端。此新樣本同時被分配到所 有的MAC 7L件並被送到每元件的乘法器的一輸入端。每一 乘法器的另—輸入端乃是來自係數發生器（圖3)的係數表的 孩瞬時的該元件係H乘法器㈣積接著被加到該元 件的累積器上。在每一元件、的輸入選擇器SEL會選出哪一 累積器加總乘法器乘積該被加上：可能是元件本身的累積 ，或上一元件的累積器。多數情況乃在NCO翻轉之間暫^ 器FF的内容會被送經選擇器SEL以便能被加到該元 件的下一乘積，如此則乘積可被加到局部累積器上。因此 在元件本身暫存器FF中的總和變大。但當]^(：〇翻轉時，選 擇器S EL會利用源自鏈中最後元件的最後總和來選擇其替 代輸入値使每一元件的總和被移到鏈下到直線上的下—元 件、對鍵上的第一個mac元件而言，翻轉會使選擇器 S E L將一固定値（一般是零）耦合到個別的加法器上，儘管 可能會輸入某一抵銷値以便能克服取樣中的某一均等和相 反抵銷問題或是爲了其它理由）。 如此則最後總和成爲N C 0的最後Μ個時段的全部元件的 加總。假如Τ是每個NCO時段的樣本數，則加總中的樣本 總數會是ΜΤ(假設Τ是常數）。最後總和會在每一個翻轉出 現並且這些總和表示在新的降低取樣率上的速率變換的樣 12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規輅（210X297公及） --------抑衣—— - (請先閱讀背面之注意事項再填将本頁) 、11 级 A7 A7 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 五、發明説明（扣） 本〇 累積器必須被考慮能包含缝的局部累積以及沿著_送 引起的累積加總的增長。沿著鏈傳送導致的増長受到鍵長 度的影響不大’而是受m的脈衝響應的性質（亦即係數 大小）影響較大。因局部累積的增長會受所欲 率 低最大量的影響3 疋手降 輸出調整（圖la和lb) 每-速率降低輸出取樣乃是一些可變項數的如總，端賴 輸入輸出取樣率比値，亦即，介於NC◦翻轉之間的平均時段 τ。因項數是—常數’因此遽波器的増益亦不固定。因二 爲了能將此滤波器用於不同輸出速率上，可能必須加入具 有可調式調整因子的調整乘法器來將輸出取樣大小= 速率的預期範圍内予以常態化。 81 皇時還原迴路例示（圖$、 圖5説明了在-定時還原迴路中本發明的可變速率降低取 樣滤波器使用情形。-固定頻率主時鐘CLK時可變速率降 低取樣濾波器和A/D轉換器定時。可變速率降低取樣濾波 益在取樣頻率F s上接收來自A/D轉換器的數位化取樣。濾 波器的NCO乃針對接近想要的輸出取樣率％的標稱中心= 率作設定。滤波器執行其速率變換和過遽功能並輸出取 樣。它也輸出頻率爲F(^qNC〇翻轉信號用於經由下游處理 力此作爲重覆脈波以指示速率變換取樣何時可用。 口變換取樣經送至-可產生差錯信號的定時差錯偵測器（像 是爲人熟知的零交越偵測器），差錯信號乃是用以估算變換 私衣 訂 絲 - (諳先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) -13- A7 ------------Ϊ37 五、發明説明（11 ) ' —'〜一 -一 =樣f(早或晚）想要的取樣瞬時有多遠。差錯信號會前進 以二累積差錯並從標稱頻率產生頻率抵銷估算値的迴 〜波备（通iji疋一階低通濾波器）。此抵銷會被加到標稱 心並运到N C 0作爲其頻率字以便能關上迴路。 導出 在解調過程的濾波器達到三種目的·· 1 _在取樣頻帶寬内選出想要的信號成份並消除不想要的

信號（去階梯） U 2 ·均衡或杈正通路狀況和/或匹配傳送波型成型； 3 ·將取樣値内插在實際取樣之間。 最後一項乃本發明可變速率降低取樣濾波器的主要功 能，但碰巧地其它兩項功能也可同時被包括進來。可藉由 設計一合適的濾波器特性（係數的選擇）達成上述三項目 的。此減波器乃根據可計算出迴旋總和的有限脈衝響腐 (FIR)濾波器架構而來： ~ DM-1 y(n)= Σ c(i)x(n-i) i == Ο 經濟部中央標準局員工消费合作社印繁 其中：η =取樣時鐘索引 y (n )=輸出序列 x (η)輸入序列 c (i)濾波器脈衝響應係數 D Μ乃是濾波器中係數或”接頭"的總數 _______ -14-__ 本紙悵尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规枱（2~Κ)Χ297公犮) — ~~~ A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 五、發明説明（12 係數的總數以D和Μ兩參數來表示，用以希望將上；i；R —錐 迴旋總和五成理成爲一二維的總和。 圖6所示乃一個典型的降d濾波器的F〗r脈衝響應。當想 要的輸出率等於符元率時將嘗用到像此一波型的波型。 零被間隔成大約D個取樣寬而且中央的葉狀約包含了 2個〇 數量的取樣。脈衝響應結構的内容有時會隨著濾波器被期 望冗成的功能作改蠻。舉例來說，對速率是符儿率兩倍的 輸出率（每符元2輸出取樣）而言，此葉狀寬度會是兩倍。另 外，在由相同的N C 0驅動的降低取樣濾波器的兩通路系統 中’此二通路可具有不同的濾波器響應，舉例而言，相位 移轉以利抵銷一QPSK (正交相位鍵移）解調。儘管理想的脈 衝響應理論上會延伸到無限長，但實際上，它會被減成可 適度表現功’能的合適長度。 在取樣時鐘的每一瞬時上，含有一新値χ(η)被送到濾波 器上，然後算出D Μ係數乘以最後的D Μ取樣的全部迴旋總 和，然後產生一輸出値y(n)。但假如濾波器是被用在降 D，則D輸出結果中只有一個是需要的，〇輸出的其它D _ j 輸出則被捨棄。所以無須計算其它的D- 1輸出結果。取而 代之的是每次會有D個取樣被送到濾波器然後算出總和， 此一減化使其本身變成圖7所示的稱爲多相結構的結構。 如圖7所示，係數在矩陣中的分配乃先行後列的方式進 行。總共有D列或相位：每一相位乃是—個本身具有M個 係數的FIR濾波器。此對易算法離開列時，每—時鐘瞬時 將一取樣送給每一列。在D個瞬時内其掃遍整個陣列，接 -15 μ氏铁尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規枱（210X297公犮） t------、玎------M- (請先閱讀、背面之注意事項再填ftf本頁：> A7 137 五 經濟部中央標莩局員工消f合作社印裝 、發明説明（13 ) 2重新循環：在那時，最後總和會被算出而且在輸出端 a有一可用的新取樣。 •假若想要降得比D還少，例如降_，則對易算法會跳 過N個列ϋ只送取樣給每第則固相位以及送零給其它。;對 易算法重新循環時會有—新的取樣可用。假如D/N是I固 足整數則對易算法在每個周期會找上相同的相位，至於其 =相位則予以去掉。將原有濾波器脈衝響應作調整處理相 寺於對其作降低處理（亦即除了每第㈣取樣外將其它全部 刪掉）。假如D/N並非整數則對易算法每次經過時會找上不 同的相位組，而且型態可能永遠都會—模一樣地重複。但 在=有情況，當對易算法重新循環時被降低的輸出結果變 成是可用的。這就是隱藏在可變速率降低取樣濾波器之後 的原則。對易算法乃是N C 0的相位索引，N C 〇則會針對每 一輸入取樣產生一個不同的係數组。對易算法的重新循環 乃是在輸出取樣率時的NC0翻轉。多相位區段如下述的併 入係數發生器和M A C陣列中。 首先多相位架構圖形經如圖8的擴充以便將每一相位細節 表現出。因爲相位本身便是FIR滤波器，它們可以如圖8的 以轉置型態來執行。多相位表示法將—維加總改造成二維 加總： D-l M-1 y(n)= Σ Σ c (j, k) x (η - (j D + k)) k=0 j=0 -16- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規栝（2丨0'/ 297公犮） ---------¾------1T------.¾. • . (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁j 五 發明説明（14 Λ7 B7 '、中原索？π已被二維索？IUD+k)取代而C⑴已被改A c=:二索引。索引w。速率上計算對易算法的周期而 索引k則在母一周期内計算相位。圖形的每一列乃是—個 相亿而且Έ：會在每個D的間隔時對M個取樣加總。這裡F 時段時的D個取樣叫乃由輸人對易算法作散佈，每個個 別FIR濾波器的乘法器送上一個，並在個別乘法器的輸出 端上由存在個別暫存器FF中的可用係數予以相乘。當輸入 對易算法重新循環回到每—FIRm時，下— 母個新取樣由㈣的F丨RI波器的乘法器利用㈣係數加 以相乘，並加到上個暫存器内容上，最後的結 在下-暫存器FF上。同樣在對易算法（於速率Fs/DBf)的每 -重新循環上’代表對易算法最後M個周期的加總的新輸 出値y (η)是可用的。本質上圖8代表圖7的詳細情形。 因爲加法是進位的，所以加總無須先水平式進行：它們 可在每一取樣到達時先垂直進行（如圖9所示）。在二維的加 總中就只有掉換加總的順序而已： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本I) -裝---- 丁 _ -° 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 M-1 D-1 y(n)= Σ 2 c(j,k)x(n-(jD + k)) j =0 k =0 但因爲對易算法每次只碰到一個相位，每次只有一列的 數’乘法器和加法器是可用的，其它則變零。所以每行 乘法器和加法器可以被單一乘法器和累積器垂直併入和 代。只有係數隨時間改變，所以它們來自由對易算法_N< -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） Λ7 B7 五、發明説明（15 指引的查表。最底列的水平加總在每一MAC加總被下移到 其鄰居對於翻轉上產生。可變速率降低取樣濾波器的mac 陣列的最後型態則如圖丨〇所示。 在此已敘述利用了可提供可變、非整數、重新取樣比率 (f〇/fs)的固定取樣速率的用於不連續時間取樣系統的可 變速率降低取樣驗n的方料U，其巾輸出取樣率的 連續性範圍可自-固定輸人取樣率得來，m皮器特性 可自動地凋整到輸出取樣率使只須設定—遽波器組的特性 即可，其中此设計可以以紙數、係數表深度，和計算的準 確性來作調整，以便能符合本應”要求，其中被作爲係 數存於表中㈣波器特性可被設計成符合本應料要求， 舉例來説’去階悌和預失眞，均衡功能的，全部設計成— 適合VLSI應用執行的模组式架構。 因此在本發明的較適施例已於此文詳細地揭示和描述情 ’很明顯地對那些熟悉本發明技藝人士而言在不陣離 本I明精神及範疇下應能在型態上作出各種 。 ^1τ------^' (請先閲讀背面之注意事項再填舄本頁j 準 標 家 國 國 中 用 適 度 尺 張 紙 ___本 經濟.部中央標準局員工消費合作杜印製

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Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 2取樣時鐘速率上接㈣號取樣，與上 =結果累積於累積器中，乘法W被序3 t並可回應第—加法器輸出値以便將乘法器-累積琴電 =序列中的每一累積器内容轉移到下—個乘法器_ 二 =積器，最後的乘法器-累積器電路的累積器内容 成乘法器-累積器電路的輸出値。 ，·：申請專利範圍第5項的濾波器，其中每 積器電路包含了： 友咨-累 -個具有第—和第二輸γ端和—輸出端的乘法器，— 個具有第—和第二輸人端和_輸出端的第二加法考，— ^有-輸人端，-輸出端和—暫存器時鐘輸人 的選擇器： ' 和弟-輸入私和-選擇器控制端 乘法器將其第一輸入端鶴合到查 :::其第二輸入_合以便能接收信號二:； 出场耦合到第二加法器的第一輸入端： 、則 ::加法器使其第二輸入端搞合到選擇器的 及使其輸出端耦合到暫存器的輸入端： :存器使其輸出端耦合到選擇器的第一輸入端 i的下冑乘法态累積器電路的選擇器的第二榦 端’以及使纟時鐘輸入端核合到取樣時鐘i: ^ 選擇器使其控制端轉合到第—加法器的輸出端： 序列中的第-個乘法器_累積器電路使其選擇器的第二 輸入端親合到-初始値上，以及序列中的最後乘法 ___ -20- 本紙張速用中國固家梯準（。阽）八4胁（21〇\297公釐) 8 8 8 ABCD 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 、申請專利範圍 積器電路使其選擇器的第一輸入端耦合到—輸出端上。 7. 如申請專利範圍第2項的濾波器，其中的查表乃是一個 隨機存取記憶體（RAM)。 8. ·如申請專利範圍第2項的濾波器，其中的查表乃是一唯 讀記憶體（ROM)。 9. 如申請專利範圍第6項的遽波器，其中的初始値乃是 零。 10. —種改良式數位濾波器，包含有： -具有-位址輸入端和多個濾波器係數輸出端的查 表，查表的位址輸入端是P個位元寬，查表存有M乘以2P 個係數’在每一查表位址有Μ個係數： 多個數目爲Μ的乘法器-累積器，每—個乘法器_?積 态電路被耦合以便能接收查表的每— ’、 輸出値以及在取樣時鐘速率上接收信號 虫 上述的接收値相乘並將結果累積在累積器中’乘累 積备電路被序列式地耦合並能回應第—加、去器 。’、 :出値以便將乘法器·累積器電路'的每 内容轉移到下一個乘法器'累積器電路=累知'益 累積器電路的累積器内：後 電路的輸出値。 风孓法态-累積器 如申請專利範圍第丨0項的濾波器，並 積器電路包含有： 。/、中母個乘法器-累 —個具有第一和第二輸入端和— 個且有葚 .^ 輸出鲕的乘法器， 叫，'有弟一和弟二輸入端和— 命一 罕則出％的加法器，一個具 ⑽肅用 . ： I------ΐτ------^ (請先Μ讀背面之注意事項再4寫本瓦) 、申請專利範固 輪出端和—暫存 有一輪入端、 器，和一個具有第一If —皙存器時鐘輸入端的暫# 選擇器： 和第二翰入端和-選擇器控制端： 乘法器使其第— 出端’使其第二輪入:广耦σ到查表的-個別係數的輸 使其輸出端耦合到加,崎，13以便能接收信號取樣，以及 加法器使其第心法：的第-輸入端； 其輸出端耦合到暫二嘀耦合到選擇器的輸出端以及使 暫存器使其輸出入：； 合到序列中的下—個心器^的第-輸入端以及镇 輸入端，以及使其時# 積器電路的選擇器的第二 ::電广使其選擇器的第一輪入端輕合到—輸出端上。 •ρ申蜻專利範圍第】1項的濾波器，其中的查表乃是 RAM = ^ 13_如申請專利範圍第1 i項的濾波器，纟中的查表乃是 ROM。 經濟部中央橾準局員工消費合作社印策 14. 如申請專利範圍第13項的濾波器，其中的初始値爲零。 15. —種改良式數位濾波器，包含有： 一個可回應一頻率字和一取樣時鐘的數値控制振盪 7^ 器，以便能重複地計次到2W<，並可在每個2w的計次完 成時產生該計次的P位元和一進位信號·•以及 -22- 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） —Al

   、申請專利範圍 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印装 —個具有一位址輸入端和多個濾波器係數輸出端.的查 表，查表的位址輸入端乃P個位元寬並被耦合到數値& 制振盪器的P個輸出位元上，查表存有M乘以2P個係數^ 在每個查表位址上有Μ個係數。 16.如申凊專利範圍第丨5項的濾波器，其中ρ較w爲少。 17·如申請專利範圍第丨丨項的濾波器，其中的查表乃β ram。 疋 18. 如申請專利範圍第η項的濾波器，其中的查表乃β Rom。 ^ 19. 一種改良式數位濾波器，包含有·· 耦合到查表的相同係數輸出端和第一和第二乘法器_累 積器，每一個都具有以序列方式耦合的級，每一級具有 回應時鐘信號的乘法器用於將每個序列的信號輸入與送 至乘法器-累積器單元的係數相乘，以及一用於累積乘式 中的乘積的累積器，第一和第二乘法器_累積器可回應翻 轉信號以便能將每一級的累積器内容移轉至下一級的累 積器，每一乘法器-累積器單元的最後級被提供作爲輸出 値： 第一和第二乘法器-累積器單元可控制地可與第一乘法 器-累積器單兀之最後累積器輸出呈序列式耦合，該被提 供作爲累積器第一第二乘法器-累積器單元輸，的最後累 積器，如此則以序列方式耦合的級數可在控制下予以改 變。 20. —種數位濾波器，包含有： __ -23- 本紙張Λ度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公着） --. ·-----^------訂------it (請先聞t»背面之注$項再填寫本耳〕 «-0〇 8 < ABCD 經濟部中央梯準局員工消费合作社印製 六、申請專利範圍 一個數値控制振盪器，可廄 號以便在每—時产；；上：：：時鐘信號和數値控制信 所決定“計數W難控制信號 出的量，振盪器所提供的乃作爲目前振逢”數 和每次其計數到-預定數的翻轉信號的輸出2屋以數 個具有轉合到目前振盪器計數 軲 褕出和多個濾波器係 數輸出的位址輸入的查表； 耦合到查表相同的係數輸出端的第—和第二 積器單元，每一個具有多個序列方式耦合的級，每一級 具有一個可回應時鐘信號的乘法器，用於將每_序列f 唬輸入値與查表提供的係數相乘，以及具有—累積乘式 累積的累積器，第一和第二乘法器· : 貪益早兀可回應翻 4j唬用於將每一級的累積器的内容移轉到下_級的累 積器，乘法器'累積器單元的最後級被用作濾波器的輸出 値0 21. 如申請專利範圍第2 0項的濾波器，其中杏表乃β RAM。 且疋 22. 如申請專利範圍第2 〇項的濾波器，其中杏表乃/ ROM。 -疋 23. —種數位濾波器，包含有： 一個數値控制振盛器，可回應時鐘信號和數値控制化 號以便在每一時鐘信號將計數提前，提前的量則由數^ 控制信號來決定，振堡器所提供的乃作爲目前振盈器$ 數和每次其計數到一預定數的翻轉信號的輸出値· 第一和第二查表’每一查表具有耗合到目前振邊器計 -24- 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4坑格（210X297公釐） • · 裝 訂 線 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁)

   申請專利範圍 數輪出端和多個滹，古哭/ m " 應'皮洛係數輸出端的一位址輸入端· 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印裝 第卓：和弟二乘法器-累積器單元，分別被轉合到第一和 夕伽—表的係數輪出端，每個都具有多個序列式耦入的 :級，每一級都具有回應時鐘信號的乘法器用於：每 固序列信號輸入値與查表提供的係數相乘具有= ，器用於累積乘式的乘積，第一和第二乘法器 早π可回應翻轉信號用於將每—級的累積器内 級的累積器上，乘法器' 累積器單元的最後級被提俾 作爲濾波器的輸出。 、 24.如申請專利範圍第23項的濾波器，其中查表乃是 R A Μ 〇 A如申請專利範圍第23項的濾波器，其中查表乃是 ROM。 26. 種在數k遽波器中提供一相位値和一翻轉信號的方 法，包含： 提供一數値控制振盪器作一預定數的計數，並可回應 取樣時鐘信號以便能將頻率字加到計數上並在每次計數 超過預定數時提供進位信號： 將數値控制振盪器計數作爲相位値：以及 利用進位信號提供翻轉信號。 27. 如申請專利範圍第2 6項的方法，其中頻率字是可變動 6勺。 28. 如申請專利範圍第2 7項的方法，其中頻率字乃根據定時 還原迴路中的零交越偵測器而改變。 -25- 良紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210x297公董） ; «¾iT.iiIJ---^ (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁)

   中請專利範圍 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 .如申”青專利範圍第2 6項的方法，還包含了以下步驟： 提供一存有多個第一係數的查表；以及 將作爲位址的相位値用於查表以便能提供從回應相位 ，値的多個第一係'數中選出的多個$二係數。 〇·如申專利範圍第2 9項的方法，還包含了以下步騍： 提供序列式耦合的多個第二對易算法； 將多個第二係數的每個係數與輸入取樣値相乘並累積 在每一個別累積器中的每一乘式的加總； 將在每一累積器中的累積加總轉移至序列中可回應翻 轉仏號的下一累積器，並提供在多個第二累積器中的最 後一個的加總作爲輸出的取樣。 -26 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公着） ——丨-------^------1T------— 丨^-I -I (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)