TWI558100B - 同步電荷分享濾波器 - Google Patents

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TWI558100B
TWI558100B TW103140026A TW103140026A TWI558100B TW I558100 B TWI558100 B TW I558100B TW 103140026 A TW103140026 A TW 103140026A TW 103140026 A TW103140026 A TW 103140026A TW I558100 B TWI558100 B TW I558100B
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艾瑞克G 內斯特勒
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美國亞德諾半導體公司
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Description

同步電荷分享濾波器
本發明係與利用電荷共享結構的同步濾波技術有關。
類比訊號的濾波作業通常包含調變與解調變,以將目標訊號自一頻率轉為另一頻率,於此具有一範例,係關於處理一連續時間訊號x(t)以重新獲得鄰近f c (赫茲)中具有能量之一訊號,首先對鄰近鄰近f c 中留有訊號分量之輸入訊號x(t)進行帶通濾波,再利用具有一周期1/f c 之週期訊號m(t)進行調變。如圖1所示,一濾波系統10包含一類比連續時間帶通濾波器14,其係例如利用離散電路組件來實施。帶通濾波器的輸出訊號傳至一多工器16,其可於傳遞(例如追蹤)帶通濾波器之輸出訊號與輸出一零值之間進行週期性轉換。就功能上而言,此時脈多工器係等同於藉由一方波訊號來放大,該方波係於0.0至1.0之間變動,其具有一頻率f c 以及50%之工作周期。該方波訊號具有訊號分量於零頻率(「直流」)、頻率f c 以及f c 之奇數諧波,故,於該頻域中,多工器16之頻譜係為該帶通訊號輸出與奇數諧波f c 之旋積。因此,於x(t)中與f c 鄰近之目標訊號經調變為零頻率,該帶通濾波器於奇數諧波f c 之輸出訊號分量亦同。至該帶通濾波器將鄰近該 等諧波之訊號充分減弱之情況下,該等諧波對於多工器106輸出訊號之影響並不顯著。於此範例中,調變器16之輸出訊號(例如該濾波器系統10之輸出訊號)係通過一低通濾波器以及一類比數位轉換器18以進一步處理(須於某些實施情況下,其係與該帶通濾波器輸出訊號以及該濾波器輸出訊號之反轉訊號(負值)中交替變化)。該類比低通濾波器可濾出多工器未以理想正弦曲線放大訊號時所造成之奇數諧波f c 。於某些範例中,該多工器係利用平衡調變器/解調變器(Balanced Modulator/Demodulator,AD630型號,由Analog Devices,Inc.製造)來施行。
帶通濾波器14以類比元件實施時,所欲取得中心頻率之相位與強度可能會難以控制。舉例而言,該濾波器實際中心頻率之中的細小變化,可能會對所欲取得(相對於實際濾波器)中心頻率之相位產生巨大影響。故,即使多工器之調變頻率確實為f c ,該濾波器所無法預期之相位響應仍可能使其難以達成一致的處理效果。
調變元件常利用於多種其他應用設備之類比濾波器組件輸入及/或輸出端,例如,可作為類比電路或利用離散時間數位化抽樣訊號處理器等方式來實施。
於一方面,一般而言,調變或解調變函數係整合於一被動電荷分享濾波器,如美國專利US 8,188,752,公告日為2012年5月29日之「類比運算」所揭露,或如美國專利公開案US 2012/0306569,公開日為2012年12月6日之「電荷分享時域濾波器」所揭露,藉以避免需要將一獨立調 變器部件與濾波器連接之需求。於某些範例中,一可配置之濾波器,其利用被動電荷分享技術,係於該濾波器輸入或輸出時與調變函數結合,或是結合於一整合裝置(例如整合於一單一部件中)內之內部濾波器模組之間。
於另一方面,一般而言,一訊號處理裝置,其具有一第一離散時間類比訊號處理部件,該部件具有一輸入端、一輸出端、複數電荷儲存元件,以及與該等電荷儲存元件相接之複數開關元件。該裝置一具有一控制器,其接合於該第一訊號處理部件,該部件係於後續操作階段中用以連接該第一訊號處理部件中該等電荷元件之不同子集,以於該第一訊號處理部件輸出時,將一訊號處理函數施於一類比訊號,並將結果以類比訊號的方式傳輸至第一訊號處理部件之輸出端。第一訊號處理部件之訊號處理函數,包含於一第一取樣率時操作之一濾波函數,以及於對應調變率較該第一取樣率低時所操作之至少一調變函數。
上述內容可包含至少一種下列特徵。
該訊號處理函數具有施於濾波函數結果之至少一調變函數中之一第二調變函數以及/或施於該至少一調變函數中一第一調變函數之濾波函數。
該控制器係用以藉由於調變周期之一半週期傳遞訊號值比例至濾波函數之計算結果,以施以具有一調變周期之該第二調變函數,而於該調變周期另一半週期之輸出值為零、由濾波函數所計算之結果所決定之一固定值,或與該濾波函數計算結果之負值成正比之值。
該控制器係用以施以該第二調變函數,以提供與該濾波部件計算結果成比例之輸出值,以及一周期性調變訊號之數值。
該控制器係用以施以該第一調變函數,其係藉由儲存數值於一之方式,該第一組電荷儲存元件係用以根據該調變函數以進行該第一離散時間類比訊號處理作業。
該控制器係用以施以該第一調變函數,其係藉由儲存數值於一之方式,該第一組電荷儲存元件係用以根據輸入該第一部件之訊號進行該第一離散時間類比訊號處理作業;並根據施以該濾波函數時之調變函數來標出該數值標度。
該濾波函數包含一線性非時變(LTI)濾波函數。例如,該非時變濾波函數包含一無線脈衝響應濾波函數。
該控制器係用以使濾波函數之離散時間運用與該至少一調變函數同步。
該訊號處理裝置進一步包含一取樣器部件,其具有一輸入端與輸出端,與該第一離散時間類比訊號處理部件之輸入端相接。
該取樣器部件包含複數電荷儲存元件,以及與該等電荷儲存元件相接之複數開關元件,且該控制器進一步用以於後續操作階段接合電荷元件之不同子集,以將一輸入取樣率中的離散時間低通濾波函數施於取樣器輸入端所呈現之一類比訊號,並以低於該輸入取樣率之第一取樣率於該輸出端提供一類比訊號表現。
該訊號處理裝置進一步包含一同步處理部件,連接至該第一離散時間類比訊號處理部件;其中該控制器係用以使該同步處理部件與該第一訊號處理部件之調變函數兩者能同步運作。
該同步處理部件包含一類比數位轉換器(ADC),其可將來 自該第一離散時間類比訊號處理部件之一類比輸出訊患轉換為數位格式。於某些範例中,該同步處理部件包含一數位合算部件,其係用以將類比數位轉換器於調變函數之不同周期中所輸出之數值計算總合。
該同步處理部件包含一類比合算部件,係用以將該第一離散時間類比訊號處理部件於該調變函數之不同周期所輸出之數值計算總合。
該訊號處理裝置進一步包含一時脈輸入端,以接受根據該控制器操作該第一離散時間類比訊號處理作業所決定之一時脈訊號。於某些範例中,該訊號處理裝置進一步含有一輸出端,以提供與該調變函數同步之一訊號(例如一時脈訊號或一周期訊號)。
於另一方面,本發明提供一非暫態電腦可讀媒體,用以儲存一資料結構,其係由可於電腦系統上執行之程式所操作,該程式於該資料架構上操作,以呈現一部份處理作業,以建構一積體電路,該積體電路包含該資料架構中所描述之電路,而該資料架構中所描述之電路包含該訊號處理裝置。
上述至少一方面所具有之優點,包括利用同步離散時間類比處理作業來使濾波作業與調變函數同步,藉以減緩於調變函數之調變頻率中的相位以及/或所得值之錯誤所造成之影響。
濾波作業與利用電荷分享技術所進行離散時間類比處理作業的調變函數之結合,可於一單一積體電路內提供進行處理作業之充足電力。
說明書與申請專利範圍可清楚說明本發明其他技術特徵及優點。
10‧‧‧濾波系統
14‧‧‧帶通濾波器
16‧‧‧多工器
100‧‧‧濾波系統
106‧‧‧控制電路
106‧‧‧時脈產生電路
107‧‧‧控制器
110‧‧‧取樣保持電路
112‧‧‧取樣器
114‧‧‧帶通濾波器
115‧‧‧調變器
116‧‧‧調變元件
18‧‧‧類比數位轉換器
230‧‧‧類比記憶體
231-233‧‧‧定標電路
240‧‧‧類筆記憶體
241‧‧‧定標電路
242‧‧‧定標電路
322‧‧‧電容
320‧‧‧緩衝部件
420a-b‧‧‧電容
422‧‧‧電容
圖1係為一濾波系統之方塊圖,表示其係利用一連續時間類比濾波器;圖2係為另一濾波系統之方塊圖,表示其係利用一離散時間類比濾波器以及一整合調變器;圖3係為一帶通濾波部件搭配一調變器之方塊圖;圖4係為一緩衝器與調變器之方塊圖。
美國專利申請案US2012/0306569,「電荷分享時域濾波器」,公開日為2012年12月6日,其揭露實施離散時間與連續震幅濾波器之方法,其中係利用被動式電荷分享技術;本案參考文獻亦包括US8,547,272,「電荷分享類比計算電路與其應用」,其公開日為2013年10月1日。下述各種於輸入端、輸出端以及/或濾波元件之間實施調變以及/或解調變(混合)函數之方法,將運用前案所揭露之技術。
如圖2所示,一濾波系統100提供由圖1所示之濾波系統10所實施之功能,其係利用先前技術所描述之電荷分享技術。一控制器107(例如邏輯電路或一指令基礎處理器)控制於時脈相位中與濾波系統連接之開關作業,以藉由使電荷得以傳送之方式(例如藉由被動式電荷分享或重新分配),來施以濾波及其他函數。該等開關可藉由儲存於系統中或由系統外部提供之係數來配置。於操作中,輸入訊號x(t)被傳遞至一取樣保持電路 110,其可取樣頻率為f s 之輸入訊號,該頻率可為目標訊號之中心頻率f c 的倍數。當倍數K=DM時,取樣頻率大於目標中心頻率,DM將於後續探討。類比濾波器(例如一第一階濾波器)並未於圖中標出,舉例而言,高於f c 之一角頻率可先於取樣保持電路提供經充分減弱並高於f s /2之頻率,以避免失真。例如K=128時,若目標頻率為f c =10kHz,則取樣率為f s =1.28MHz,故,目標訊號之離散時間頻率為ω c =2π/K
一取樣器112藉由一因數D取樣訊號,並利用一高於ω c =2π/K之角頻率施以一離散時間低通濾波器,並減低頻率高於2π/D之訊號,其中D係為一取樣因數(例如D=8)。於某些範例中,取樣器係利用一具有40dB/decade滾降頻率之濾波器。於某些範例中,D係選為2的次方,其可簡化特定控制電路。低通濾波器之輸出訊號藉由一因數D來取樣(例如,以各因數D th 取樣之樣本皆保留)以產生取樣器112之輸出資料x[n],該輸出資料再經傳送至一離散時間帶通濾波器114。故,離散時間帶通濾波器之取樣率係為(K/D)f c =M f c ,當f c =10kHzK=128、D=8以及M=16時,取樣率為160kHz。取樣器可利用有限脈衝響應或無限脈衝響應濾波器來實施。於某些實施例中,可利用複數串連之取樣器,舉例而言,於藉由因數4取樣之後續兩階段中分別藉由因數16進行取樣。一般而言,取樣器係可受編輯程式控制或可受配置的,例如可設定濾波器之性質、取樣因數與串連結構等,其用以設定之參數與係數可由裝置外部提供以及/或儲存於裝置之記憶體中。於某些實施例中,帶通濾波器114可由其他形態之濾波器(非必須為帶通濾波器)所取代,其可以一設定資料為基礎(例如濾波係數)來編碼程式,該設定資料係可為儲存於系統內,或是自系統之輸入端提供。
目標訊號起初頻率為f c (赫茲),呈現於傳達至帶通濾波器之離散時間訊號x[n]中,其離散時間頻率為(弧度/秒)。舉例而言,若K=128、D=8,則M=16,目標訊號頻率為ω d =π/8(於耐奎斯特取樣率除以8)。帶通濾波器之輸出訊號(於解調變之前)係以y[n]表示,帶通濾波器包含一調變元件18,其具有將以一周期調變訊號m[n]將周期取樣率為M=K/D之訊號y[n]放大之效果,於範例中之週期取樣率為16。調變器之輸出訊號係為z[n]=y[nm[n]。於某些範例中,此周期訊號等同於1.0取樣率8與0.0取樣率8交互替換;於其他範例中,周期訊號係為1.0取樣率8與-1.0取樣率8交互替換;於其他範例中,調變器之輸出等同於取樣率8之輸出,且第八樣本可留存為八份樣本。亦可輸入其他週期函數。帶通濾波器114可作為一無限脈衝響應或有限脈衝響應濾波器來實施,也可由一單一或多個串連階段所組成。下述所論及,於某些實施例中,具有額外增設或用以替代調變器116之另一調變器115,此調變器係設至於帶通濾波器之前。
有效調變訊號m[n]通常具有頻率為ω d =2π/M之光譜分量,以及奇數諧波ω= d ,若周期訊號具有一非為零之平均值,k為單數時,ω=0。帶通濾波器於諧波頻率為ω=2πk/(K/D),k=0,3,5,...時可提供一衰減率,藉以緩和於調變器輸出端的聲音於該等頻率時造成之影響。舉例而言,當K=128且D=8時(例如M=16時),帶通濾波器可提供一與目標頻率差約為40dB per decade之滾降頻率。
於某些實施情況中,帶通濾波器114係預先配置以被設定(例如,在根據外部針腳訊號而裝置通電時)來實施一中心頻率為ω d =π/2,π/4,π/8,π/16,π/32,...之帶通濾波器,對應於M為4、8、16、32、64...的 選擇。須留意,可使用M 2的值,而不需要一定是2的次方。再者,可配合適用之調變函數m[n]而使用M的有理數。
濾波系統100之輸出係為一類比訊號,可於帶通濾波器之取樣率為f c K/D時(例如160kHz時)有效改變處理步驟,例如所示般利用一類比低通濾波器與類比數位轉換器18。當然,亦可使用其他處理類比訊號之方式,舉例而言,藉由對帶通濾波器之取樣率使用類比數位訊號轉換,再於一數位處理器中實施低通濾波作業(例如平均濾波)。
濾波系統100接收一頻率為DM f c 之濾波訊號,一時脈與控制電路106包含一主時脈分波器,藉由因數D,以於帶通濾波器114於取樣頻率形成一時脈,以及藉由因數M於調變函數m[n]周期形成一時脈。受分波之時脈可自濾波系統100提供,舉例而言,可用以使類比數位轉換器18之作業以及/或濾波系統輸出訊號之類比或數位平均濾波作業同步。於某些實施情況中,控制器107根據所儲存或提供之參數,控制時脈產生電路106之作業。濾波系統100可具有電路板上之參數DM(或函數上相同數量)數位儲存槽,以及/或可具有控制埠,以自外部接收該等參數值。再者,帶通濾波器114可具有儲存於帶通系統上之係數或其他濾波設定資料,例如,藉以提供如上述般不同M數值之適用率波器性質。
如圖3所示,於一實施例中,帶通濾波器利用美國專利公開案US2012/0306569,「電荷分享時域濾波器」所述之一無限脈衝響應結構。一般而言,二類比記憶體230,240分別儲存過去的輸入樣本(x[n])與輸出樣本(y[n])數值。於每次取樣時,一受控制且與下次輸出數值呈比例之電荷數量,自該等記憶體傳輸至緩衝部件320之電容322。緩衝部件320之輸出數 值(y[n])傳遞至調變器116,並用以儲存輸出數值於類比記憶體240中。
更詳而言之,帶通濾波部件施以一離散時間濾波器,其形態為 ,如圖3所示,r=2。於此範例中,「分子」之類比記憶體230具有r 2電容,其中r每次係受電荷充電,該電荷係與輸入樣本x[n]成正比。「分母」之類比記憶體240具有(r-1)2電容,其中r-1每次係受電荷充電,該電荷係與輸出樣本y[n]成正比。
n th 時間步驟,電荷定標電路231-233各將電荷傳輸至電荷定標電路中之一電容(或一組電容),於電荷定標電路中受傳輸之電荷係與b k x[n-k]成比例,於此範例中,定標電路231-233之k分別為0,1,2。相似地,電荷定標電路241-242各傳輸電荷至電荷定標電路中之一電容(或一組電容),於電荷定標電路中受傳輸之電荷係與a k y[n-k-1]成比例,於此範例中,定標電路241-242之k=0,1。
於電荷傳輸至電荷定標電路後,該等電荷係傳輸至緩衝部件320之電容322,總電荷呈現之比例為 ,須留意於所示實施例中,訊號係以差異形態呈現,故各訊號係以一對訊號路徑來表現,電荷則保持於各對電容中。
於實際實施時須留意,帶通濾波器之指令係大於或等於2,r 2。舉例而言,當r=4,則濾波器具有一40dB per decade之滾降頻率。
再者,如美國專利公開案US2012/0306569所揭露,帶通濾波器可配置為利用可控制旅波器內之選擇與時點之數位控制訊號,取得目標所需之濾波係數。於某些實施例中,帶通濾波器係透過一控制埠設置於裝置中,而該裝置起初即已通電。於某些實施例中,帶通濾波器係預先配置有一特定帶通通濾波響應。於某些實施例中,一組預先選擇之配置設定係儲存於裝置中,並由一外部提供之控制訊號進行選擇。舉例而言,預先選擇之配置設定可自ω d =π/4,π/8,π/16,π/32,...中以及/或者一帶寬ω b 中選擇一中心頻率,如上所定義。
如圖4所示,調變器116之一實施例利用電容420a-f,係用以於m[n]=1.0時取樣樣本條件y[n]時之輸出電流。各電容,舉例而言,電容420a於一實施例中係接設於y[n]與常見電流V COM 之間,並於下個循環時接設於調變器中可操作之差異放大器之輸入與輸出端之間。於m[n]=0.0之取樣中,可操作放大器之輸出端係保持於y[n]之最後數值,其中m[n]=1.0。留意於圖4中,僅顯示差異訊號路徑一半之訊號線,另一半係具有如所示般相同之圖形。於某些實施情況中,電容422係相對較小,係設置以穩定該可操作放大器。於其他實施情況中,電容422較大,足以對輸出訊號提供一第一指令時域濾波作業。
於操作中,調變器可藉由連續使用電容420a-b以略過所有取樣數值之方式來關閉。於某些實施情況中,若輸出端不需要緩衝以及/或調變,可進一步具有可切換之一分流,以將緩衝器320的輸出端接設於該部件之輸出端。
須留意可使用調變器之不同配置方式,舉例而言,使用 m[n]=±1.0之調變器,可藉由增設開關以於循環中m=-1.0之部件反轉電容420a-b之充電極性之方式來實施。且,於某些不同實施例中,可將調變器之可操作放大器省去。舉例而言,藉由略過接設於裝置輸出針腳之電容420a-b上的電流,而未經緩衝或放大作業。更於其他不同實施例中,整體電容係設有開關,可變地將裝置之輸出端接設於緩衝器320之輸出端或一零輸出端,或亦可將裝置之輸出端接設於緩衝器之輸出端或緩衝器之一反轉電路。
如上所述,欲額外增設或替代調變器116,另一調變器115亦可設於「分子」之類比記憶體230之前之帶通濾波器之輸入端之前。至少於概念上,非與接收所取樣之訊號x[n],此訊號係受一周期訊號p[n]所放大,例如具有p[n]=±1.0之數值。此放大作業實施方式之一,係控制將輸入訊號x[n]接設置記憶體230之切換時點,以改變電荷路徑之極性,或於略過輸入訊號與提供一零輸入至類比記憶體230之間交替切換。
實施預先調變作業之令一種方法,係透過控制電荷定標電路231-233之方式,例如於增設一定標+b k 與-b k 之作業以造成p[n]調變。舉例而言,可配置定標電路以提供一時變定標作業b k p[n-k],用以例如實施一正弦曲線調變作業。
類似地,輸出調變作業並非必要使用一方形波。舉例而言,可利用不同方式自緩衝器320傳送電荷至電容420a-b,藉以有效於不同時間樣本藉由不同強度以將帶通濾波器之輸出訊號定標。於另一近似方法中,可將類比記憶體240提升以提供一近一步儲存之輸出訊號值,且可利用以定標電路241-242之形態呈現之一進一步定標電路,以藉由增設週期性時變定標作業以對輸出訊號進行調變作業。
濾波系統100可選擇性與一類比數位轉換器18整合為一單一套組,於某些實施例中,類比數位轉換器18係於調變期間(或複數期間)進行平均濾波(例如針對M樣本或是整數之多個M樣本),期係與調變作業同步,例如藉由總合計算轉換器之數位輸出訊號,其亦可整合入該套組中。濾波系統100亦可實施一低通濾波作業,並加總計算入該套組中之類比域,例如累積M樣本之電荷或是整數之多個M樣本之電荷,並自裝置提供經加總後之輸出數值。
於不同設計版本中,因數KM以及/或D係為固定值,而帶通濾波器之性質亦可固定。於其他設計版本中,該裝置至少具有幾種配置設定,例如,裝置通電後可由外部提供訊號,或是裝置中可使用非揮發性儲存設備(例如ROM)。
於某些實施情況中,一電腦可讀儲存媒體包含濾波系統100之代表資料庫。一般而言,一電腦可讀儲存媒體可包含任何電腦可讀非暫態儲存媒體,於使用中可提供指令以及/或資料予電腦。舉例而言,一電腦可讀儲存媒體可包含磁碟或光碟等儲存媒體,以及半導體記憶體。通常,系統之態表資料庫係可為一資料庫或其他資料結構,可藉由程式讀取直接或間接利用,以組成包括系統在內之硬體。舉例而言,該資料庫可為一行為層級之描述,或以高級設計語言如Verilog或VHDL之暫存器傳輸層級(RTL)硬體功能描述。該描述可藉由一合成工具讀取,該工具可合成該描述內容並形成一網表,其中包含取自合成資料庫之一閘道清單。該網表包含一組閘道,其同時代表包含濾波系統100在內之硬體功能,該網表可設置並安排以產生一資料組描述之幾何圖形,以利用於遮罩。該等遮罩於後可 利用於不同半導體製造流程中,以生產一半導體電路或與濾波系統100對應之電路。於其他範例中,該資料庫本身即可為上述網表(具備或未具備合程資料庫)或可為上述資料組。
上述內容僅係用以說明本發明內容,而非用以限制本發明標的範圍,而本發明適用範圍係如申請專利範圍所界定,其他不違背本發明精神之實施方式俱屬本發明所欲保護之標的。
10‧‧‧濾波系統
14‧‧‧帶通濾波器
16‧‧‧多工器
18‧‧‧類比數位轉換器

Claims (19)

  1. 一種訊號處理裝置,其包含:一第一離散類比訊號處理部件,其包括一輸入端,一輸出端,複數電荷儲存元件,以及連接於該等電荷儲存元件之複數開關元件;以及一控制器,連接於該第一離散類比訊號處理部件,用以於後續操作階段連接該第一離散類比訊號處理部件之電荷儲存元件之不同子集,以對位於該第一離散類比訊號處理部件的輸入端之一類比訊號施以一訊號處理函數,並將施以訊號處理函數之結果以一類比訊號型態提供至該第一離散類比訊號處理部件之輸出端;其中該第一離散類比訊號處理部件之該訊號處理函數包含一濾波函數以及一或多個調變函數之結合,該濾波函數係以一第一取樣率操作,該一或多個調變函數係以低於該第一取樣率之對應調變率所操作。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之訊號處理裝置,其中該訊號處理函數包含施以導出該濾波函數之一或多個調變函數中之一第二調變函數。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之訊號處理裝置,其中該控制器係用以施以具有一調變週期之該第二調變函數,其方法係藉由略過於該調變週期之一半週期中與該濾波函數計算結果成正比之訊號數值,其中於該調變週期之另一半週期中之輸出數值為零、或由濾波函數所計算之結果所決定之一固定值,或與該濾波函數計算結果之負值成正比之值。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之訊號處理裝置,其中該控制器係用以施以該第二調變函數,以提供與該濾波部件計算結果以及與一週期調變 函數訊號之數值之乘積成正比之輸出值。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之訊號處理裝置,其中該訊號處理函數包含該濾波函數,該濾波函數係施於該一或多個調變函數之一第一調變函數上。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之訊號處理裝置,其中該控制器係用以藉由根據該調變函數進行該第一離散時間類比訊號處理作業時,於該電荷儲存元件的第一組中儲存數值的方式,施以該第一調變函數。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之訊號處理裝置,其中該控制器係用以藉由根據該第一散類比訊號處理部件進行該第一離散時間類比訊號處理作業時,於該電荷儲存元件的第一組中儲存數值的方式,施以該第一調變函數,並於施以該濾波函數時,根據該調變函數將該等數值定標。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之訊號處理裝置,其中該濾波函數包含一線性非時變(LTI)濾波函數。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之訊號處理裝置,其中該濾波函數包含一帶通濾波函數。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之訊號處理裝置,其中該線性非時變濾波函數包含一無限脈衝響應濾波函數。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之訊號處理裝置,其中該控制器係用以使該濾波函數之離散時間應用與該一或多個調變函數相互同步。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之訊號處理裝置,進一步包含:一取樣部件,具有一輸入端以及一輸出端,該輸出端連接於該第一離散時間類比訊號處理部件之輸入端,其中該取樣部件包含複數電 荷儲存元件,以及連接於該等電荷儲存元件之複數開關元件;其中該控制器進一步用以於後續操作階段連接該等電荷儲存元件之不同子集,可以以一輸入取樣率對該取樣器之輸入端所呈現之一類比訊號施以一離散時間低通濾波函數,並以低於該輸入取樣率之該第一取樣率對於該輸入端提供一類比訊號之表示。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之訊號處理裝置,進一步包含:一同步處理部件,連接於該第一離散時間類比訊號處理部件之輸出端;其中該控制器係用以使該同步處理部件之操作與該第一離散類比訊號處理部件之調變函數相互同步。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之訊號處理裝置,其中該同步處理部件包含一類比數位轉換器(ADC),用以將該第一離散時間類比訊號處理部件輸出之一類比訊號轉換為數位格式。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之訊號處理裝置,其中該同步處理部件包含一數位合算部件,用以於調變函數計算其間,將類比數位轉換器所輸出之數值合算為一整數。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之訊號處理裝置,其中該同步處理部件包含一類比合算部件,用以合算該第一離散時間類比訊號處理部件於一整數調變函數其間所輸出之數值。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之訊號處理裝置,進一步包含一時脈輸入端,以根據該控制器所操作該第一離散時間類比訊號處理作業接收一時脈訊號。
  18. 如申請專利範圍第18項所述之訊號處理裝置,進一步包含一輸入端,與該調變函數同步。
  19. 一種非暫態電腦可讀媒體,儲存一可由一程式於電腦系統上執行之資料結構,該程式操作該資料結構以表現一部分流程,以建構一積體電路,其包括該資料結構所描述之電路,該資料結構所描述之電路包含:一第一離散時間類比訊號處理部件,其包括一輸入端,一輸出端,複數電荷儲存元件,以及連接於該等電荷儲存元件之複數開關元件;以及一控制器,連接於該第一離散類比訊號處理部件,用以於後續操作階段連接該第一離散類比訊號處理部件之電荷儲存元件之不同子集,以對位於該第一離散類比訊號處理部件的輸入端之一類比訊號施以一訊號處理函數,並將施以訊號處理函數之結果以一類比訊號型態提供至該第一離散類比訊號處理部件之輸出端;其中該第一離散類比訊號處理部件之該訊號處理函數包含一濾波函數以及一或多個調變函數之結合,該濾波函數係以一第一取樣率操作,該一或多個調變函數係以低於該第一取樣率之對應調變率所操作。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9160308B2 (en) 2013-12-06 2015-10-13 Analog Devices, Inc. Synchronous charge sharing filter
TWI800071B (zh) * 2021-11-02 2023-04-21 財團法人資訊工業策進會 基站及訊號處理方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001010034A1 (en) * 1999-07-28 2001-02-08 Analog Devices, Inc. Bandpass modulator
US6614374B1 (en) * 1999-06-15 2003-09-02 Globespanvirata, Inc. High performance switched-capacitor filter for oversampling Sigma-Delta digital to analog converters
US8188752B2 (en) * 2009-07-14 2012-05-29 International Business Machines Corporation Yield improvement for Josephson junction test device formation
US20120306569A1 (en) * 2011-06-06 2012-12-06 Analog Devices, Inc. Charge sharing time domain filter
US8547272B2 (en) * 2010-08-18 2013-10-01 Analog Devices, Inc. Charge sharing analog computation circuitry and applications

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3310339A1 (de) * 1983-03-22 1984-09-27 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Als schalter-kondensator-(sc)-filter ausgebildete modulatorschaltung
US5982229A (en) * 1997-11-17 1999-11-09 Lsi Logic Corporation Signal processing scheme utilizing oversampled switched capacitor filter
EP0933871A3 (en) * 1998-02-03 2002-09-04 Texas Instruments Incorporated Linearized charge sharing circuits with nonlinear capacitors
KR100942702B1 (ko) * 2007-08-30 2010-02-17 한국전자통신연구원 심볼 오류정정이 가능한 주파수 선택적 기저대역을사용하는 변복조 방법 및 그 장치
US8188753B2 (en) 2009-02-18 2012-05-29 Analog Devices, Inc. Analog computation
US20100225419A1 (en) * 2009-03-09 2010-09-09 Qualcomm Incorporated Passive switched-capacitor filters
US9160308B2 (en) 2013-12-06 2015-10-13 Analog Devices, Inc. Synchronous charge sharing filter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6614374B1 (en) * 1999-06-15 2003-09-02 Globespanvirata, Inc. High performance switched-capacitor filter for oversampling Sigma-Delta digital to analog converters
WO2001010034A1 (en) * 1999-07-28 2001-02-08 Analog Devices, Inc. Bandpass modulator
US8188752B2 (en) * 2009-07-14 2012-05-29 International Business Machines Corporation Yield improvement for Josephson junction test device formation
US8547272B2 (en) * 2010-08-18 2013-10-01 Analog Devices, Inc. Charge sharing analog computation circuitry and applications
US20120306569A1 (en) * 2011-06-06 2012-12-06 Analog Devices, Inc. Charge sharing time domain filter

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