专利名称：自适应上采样滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及上采样技术，尤其涉及自适应上采样滤波器。
背景技术：
上采样是指将原信号的采样频率提高到指定频率上。上采样滤波器是 指将滤波器输出信号采样频率提高到指定频率上的滤波器。
传统的上采样滤波器通常工作在指定的时钟频率下，对指定输入的信 号上采样指定的倍数。如果工作时钟频率改变或者输入信号的采样频率改 变，都不能正常工作。而音频或者其他信号在进行采样频率变换时，通常 需要输入多种频率的采样信号。如果利用传统的上采样滤波器，需要多个 滤波器同时使用，因此导致资源严重浪费。
发明内容
本发明提供了一种能够解决以上问题的自适应上采样滤波器。
在第一方面，本发明提供了一种自适应上采样滤波器，包括采样周期 计数器和相位计数器。采样周期计数器用于计数一个采样周期内高频时钟 脉冲数量。相位计数器接收来自采样周期计数器的所述脉冲数量，并对该 数量与上采样倍数相除取整进而得到一个数值；相位计数器在每计数到所 述数值个高频时钟脉冲时，提供脉冲信号和相位信息以便该自适应滤波器 基于该脉冲信号选择输入信号，并基于该相位信息选择滤波系数。
在本发明的一个实施例中，自适应上采样滤波器包括状态控制器，该 状态控制器用于接收来自相位计数器的脉沖信号，并在接收到该脉冲信号 情况下发送选择输入信号的控制命令，以便该自适应滤波器选择输入信号。
在本发明的另 一个实施例中，自适应上采样滤波器包括多路选择器和 若干寄存器。若干寄存器相互串联，用于暂存输入信号。多路选择器用于 接收来自状态控制器的控制命令，并根据该控制命令选择所述若干寄存器 中的一个寄存器，进而选择该寄存器中的输入信号。
在本发明的又一个实施例中，自适应上采样滤波器包括相位控制器和
3滤波系数选择控制器。相位控制器用于接收来自相位计数器的相位信息， 并根据该相位信息发送滤波系数选择控制命令。滤波系数选择控制器根据 该滤波系数选择控制命令，选择相应滤波系数。
在本发明的还一个实施例中，自适应上采样滤波器包括乘加复用运算 控制器，用于对所述输入信号与所述滤波系数相乘并做累加。
本发明的上采样滤波器能够自适应地将输入信号上采样到预定倍数， 在工作时钟频率改变或输入信号采样率改变情况下仍旧能够正常工作，因
此具有重要应用价#_。
下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，在附图
中
图1是本发明的自适应上采样滤波器的系统框图2是4M采样信号与60M高频时钟信号关系示意图3是一个采样周期内15个高频时钟脉冲的3倍上采样示意图4是本发明的上采样方法流程图。
具体实施例方式
图1是本发明的自适应上采样滤波器的系统框图。该系统包括采样周 期计数器110、相位计数器120、状态控制器130、若干寄存器、MUX (多路 选择器)140、相位控制器150、滤波系数选择控制器160、乘加复用运算 控制器170。
采样周期计数器110用于计数一个采样周期内的高频时钟脉沖数量。 具体地，采样信号频率例如为4MHz，高频时钟信号频率例如为60MHz。 图2是4M采样信号与60M高频时钟信号关系示意图。如图2所示，采样周 期计数器110从采样信号的一个采样脉冲到下一个采样脉沖共计数15个高 频时钟脉冲，原因是高频时钟信号频率60图z除以采样信号频率4MHz等于 15。则采样周期计数器计数到 一个采样周期内有15个高频时钟脉冲。
相位计数器120接收来自采样周期计数器110的所述数量，根据用户 设定的上采样倍数进而得出新增上采样点所处相位，同时通知状态控制器130新进相位并将该相位信息发送到相位控制器150。
具体地，用户通过设定相位计数器120的参数调整上采样倍数。相位计 数器120在接收到来自采样周期计数器110的脉冲数量后，将该数量与上 采样倍数相除取整后得到一个数值。相位计数器110在每计数到该数值个 高频时钟脉冲时，向状态控制器130发送一个脉冲同时向相位控制器150 发送相^(立信息。
下面以3倍上采样， 一个采样周期内15个高频时钟脉冲为例，阐述相 位计数器120的工作原理。首先用户通过调整相位计数器120的参数将自 适应上采样滤波器配置成3倍上采样。当相位计数器120接收到采样周期 计数器110发送的数量15后(该数量15是由采样周期计数器120计数的一 个采样周期内存在15个高频时钟脉沖)，相位计数器120用该数量15除以 上采样倍数3，进而得出每5个高频时钟脉冲需要上采样一次。因此相位计 数器120在每计数到5个高频时钟脉冲后，向状态控制器130发送一个脉冲 以便状态控制器130控制选择输入信号，同时向相位控制器150发送相位 信息以便相位控制器150控制选择滤波系数。图3是一个采样周期内15个 高频时钟脉沖的3倍上采样示意图，其中圆形框表示原采样点，菱形框表 示新增上采样点。该图表示原采样信号一个周期内存在15个高频时钟脉冲， 每5个高频时钟脉冲新进一个上采样点，因此原采样信号一个周期新增两 个上采样点后采样频率提高3倍。
状态控制器130根据相位计算器120的触发，发送控制命令到MUX140， 以便图X140选择串联寄存器組中的输入信号，并且状态控制器130也具有 控制乘加复用运算控制器170运算的功能。
MUX140用于选择串联寄存器組中某个寄存器进而得到该寄存器中的输 入信号。串联寄存器組由若干寄存器串联組成，具有延时寄存功能。
相位控制器150根据相位计数器120发送的具体相位信息，控制滤波 系数选择控制器160选择滤波系数。滤波系数选择控制器160根据来自相 位控制器150的控制命令，选择存储在该滤波系数选择控制器160中滤波 系数。
乘加复用运算控制器170是对来自MUX140的输入信号与来自滤波系数 选择控制器160的滤波系数做乘积然后再做累加。数字滤波器实际就是对输入信号与滤波系数进行乘加复用运算的装 置。数字滤波器中寄存器数量等于该滤波器的阶数。本发明的自适应上采
样滤波器中，乘加复用运算控制器170、滤波系数选择控制器160、图X140 与串联寄存器组用于完成对输入信号与滤波系数的乘加复用运算功能。本 发明通过滤波系数选择控制器160选择滤波系数，通过MUX140和串联寄存 器组选择输入信号，通过乘加复用运算控制器170对该输入信号与相应滤 波系数做乘加复用运算，进而完成了滤波功能。
下面以三阶滤波器为例详细阐述本发明的上采样方法。由于是三阶滤 波器，因此串联寄存器组中寄存器数量为三。图4是本发明的上采样方法 流程图。
在步骤410中，采样信号经过采样周期计数器110后，经过采样周期 计数器110的计数得出一个采样周期内高频时钟脉沖数量。
在步骤420中，相位计数器120接收来自采样周期计数器110的所述 高频时钟脉冲数量，根据用户设定的上采样倍数进而得出新增上采样点所 处相位；并且相位计数器120每计数到一个新增上采样相位就向状态控制 器130发送一个脉沖用以表示新进一个相位，同时向相位控制器150发送 该新进上采样相位的相位信息。
在步骤430中，状态控制器130接收来自相位计数器120的用以表示 新增相位的脉冲后，向MUX140发送选择输入信号的控制命令。
在步骤431中，MUX140根据状态控制器130的控制命令，选择串联寄 存器组中的相应寄存器，并将该寄存器中的输入信号发送到乘加复用运算 控制器170。
如何选择串联寄存器组中某个寄存器的输入信号的方法有多种，举例 如最先进入最先被选择，也就是最先进入串联寄存器组的输入信号最先被 图X140选中并发送到乘加复用运算控制器170。
在步骤440中，相位控制器150接收来自相位计数器120的具体相位 信息后，根据该相位信息发送滤波系数选择控制命令。
在步骤441中，滤波系数选择控制器160接收到来自相位控制器150 的滤波系数选择控制命令后，选择存储在该滤波系数选择控制器160中的 相应滤波系数。滤波器确定系数方法有多种，如申请号为200610060649.8，发明名称 为一种确定滤波器系数的方法，该方法包括以下步骤
(1) 根据发送芯片和接收芯片输出的波形数据计算通道特性；
(2) 模拟产生与发送芯片的驱动波形的边沿相同的发送脉冲信号；
(3) 遍历滤波器系数組合，基于每一个滤波器系数组合、结合所述通 道特性和所述发送脉沖信号获取与所述滤波器系数組合对应的脉冲响应或 者眼(4) 比较所述眼图的眼高幅度，确定滤波器系数；或，比较所述脉冲 相应的波形幅度和码间串扰指标，确定滤波器系数。
在步骤450中，乘加复用运算控制器170将来自MUX140的输入信号与 来自滤波系数选择控制器160的相应滤波系数相乘，并将该乘积做累加。
具体地，状态控制器130控制乘加复用运算控制器170存储乘加结果， 并在所有输入信号与相应滤波系数乘加完成后控制滤波输出。此时输出信 号采样频率已经提高到预定频率，完成了上采样功能。
显而易见，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下，在此描述的 本发明可以有许多变化。因此，所有对于本领域技术人员来说显而易见的 改变，都应包括在本权利要求书所涵盖的范围之内。本发明所要求保护的 范围仅由所述的权利要求书进行限定。
权利要求
1. 一种自适应上采样滤波器，包括采样周期计数器(110)、相位计数器(120)；采样周期计数器(110)用于计数一个采样周期内高频时钟脉冲数量；相位计数器(120)接收来自采样周期计数器(110)的所述脉冲数量，并对该数量与上采样倍数相除取整进而得到一个数值；相位计数器(110)在每计数到所述数值个高频时钟脉冲时，提供脉冲信号和相位信息以便该自适应滤波器基于该脉冲信号选择输入信号，并基于该相位信息选择滤波系数。
2. 如权利要求1所述的一种自适应上采样滤波器，包括状态控制器 (130)，所述状态控制器(130)用于接收来自相位计数器(120)的所述脉冲信号，并在接收到该脉冲信号情况下发送选择输入信号的控制命令， 以便该自适应滤波器选择输入信号。
3. 如权利要求2所述的一种自适应上采样滤波器，包括多路选择器 (140)和若干寄存器；所述若干寄存器相互串联，用于暂存输入信号；所述多路选择器(140)用于接收来自所述状态控制器(130)的控制 命令，并根据该控制命令选择所述若干寄存器中的一个寄存器，进而选择 该寄存器中的输入信号。
4. 如权利要求1所述的一种自适应上采样滤波器，包括相位控制器 (150)和滤波系数选择控制器(160)，所述相位控制器(150)用于接收来自相位计数器(120)的相位信息，并根据该相位信息发送滤波系数选择 控制命令；所述滤波系数选择控制器(160)根据该滤波系数选择控制命令， 选择相应滤波系数。
5. 如权利要求1所述的一种自适应上采样滤波器，包括乘加复用运算 控制器(170)，用于对所述输入信号与所述滤波系数相乘并做累加。
全文摘要
本发明涉及上采样技术，尤其涉及自适应上采样滤波器及上采样方法。本发明首先通过计数一个采样周期内高频时钟脉冲数量，并对该数量与上采样倍数相除取整后得到一个数值；然后在每计数到该数值个高频时钟脉冲后发送脉冲和相位信息，以便选择输入信号和滤波系数，进而实现对该输入信号与滤波系数的乘加复用。本发明的上采样滤波器及上采样方法能够自适应地将输入信号上采样到预定倍数，在工作时钟频率改变或输入信号采样率改变情况下仍旧能够正常工作，因此具有重要应用价值。
文档编号H03H21/00GK101521497SQ20091008186
公开日2009年9月2日 申请日期2009年4月14日 优先权日2009年4月14日
发明者尹宝林 申请人:北京中星微电子有限公司