专利名称：信号处理装置及信号处理方法
技术领域：
本发明关于噪声滤波处理，尤其关于具有三角积分调变模块结合带阻滤波模块的信号处理装置以及其相关信号处理方法。
背景技术：
任何的干扰信号成分(unwanted signal component)往往被视为噪声(noise)， 其可能限制了系统处理微弱的有用信号成分(weak wanted signal component)的能力。 一般来说，噪声源可包含随机噪声(random noise)(例如，闪烁噪声(flicker noise)与热噪声(thermal noise)等)、混波器噪声(mixer noise)、不希望出现的交叉耦合噪声 (cross-coupling noise)以及电源供应噪声(power supply noise)等。为了避免有用信号成分的劣化(degradation)，因此，噪声抑制(noise suppression)的技术便会被采用。 然而，用以得到良好噪声抑制而附加的电路组件(例如模拟域(analog domain)中实作的有源滤波器(active filter))通常会耗费大量的芯片面积与大量的电流。因此，需要一种具有可降低芯片面积与电流消耗的创新设计。
发明内容
有鉴于此，有必要提出一种具有三角积分调变模块结合带阻滤波模块的信号处理装置以及其相关信号处理方法，以解决上述问题。依据本发明的第一层面，其揭示一种信号处理装置。该信号处理装置包含一三角积分调变模块以及一带阻滤波模块。该三角积分调变模块用以对一输入信号进行三角积分调变操作，并据以产生一输出信号。该带阻滤波模块用以对该输出信号进行带阻滤波操作， 并据以产生一滤波输出信号。依据本发明的第二层面，其揭示一种信号处理方法。该信号处理方法包含对一输入信号进行三角积分调变操作，并据以产生一输出信号；以及对该输出信号进行一带阻滤波操作，并据以产生一滤波输出信号。依据本发明的第三层面，其揭示一种信号处理装置。该信号处理装置包含一三角积分调变模块以及一带阻滤波模决。该三角积分调变模块用以对一输入信号进行三角积分调变操作，并据以产生一输出信号。当该信号处理装置操作于一第一操作模式时，启用该带阻滤波模块以对该输出信号进行带阻滤波操作并据以产生一滤波输出信号，以及当该信号处理装置操作于一第二操作模式时，停用该带阻滤波模块。依据本发明的第四层面，其揭示一种信号处理方法。该信号处理方法包含对一输入信号进行三角积分调变操作，并据以产生一输出信号；当一第一操作模式启动时，启用一带阻滤波操作以处理该输出信号并据以产生一滤波输出信号；以及当一第二操作模式启动时，停用该带阻滤波操作以中止处理该输出信号。上述的信号处理装置及信号处理方法，能够利用三角积分调变与带阻滤波操作的组合，得以对一个频率接近一有用信号成份的频率的干扰信号成分进行衰减，从而降低芯片面积与电流消耗。
图1为本发明信号处理装置的第一实施例的示意图；图2为信号处理装置在Z转换定义域中的模型示意图；图3为本发明信号处理装置的第二实施例的示意图；图4为本发明信号处理装置的第三实施例的示意图；图5为具有带阻滤波的三角积分调变的噪声转移函数的滤波抑制特性的示意图；图6为未具有带阻滤波的三角积分调变的噪声转移函数的滤波抑制特性的示意图。
具体实施例方式在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及后续的权利要求当中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成 「包含但不限定于」。此外，「耦接/电性连接」一词在此为包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置电性连接于一第二装置，则代表该第一装置可直接连接于该第二装置，或透过其他装置或连接手段间接地连接至该第二装置。请参阅图1，图1为本发明信号处理装置的第一实施例的示意图。信号处理装置 100包含(但不局限于)三角积分调变模块(sigma-delta modulating block) 102以及带阻滤波模块(notch filtering block) 104。三角积分调变模块102用以对一输入信号S_ IN进行三角积分调变(sigma-delta modulation)，并据以产生一输出信号S_0UT。带阻滤波模块104耦接至三角积分调变模块102，用以对输出信号S_0UT进行带阻滤波操作(notch filtering operation)，并据以产生一滤波输出信号(filtered signal output)FS_0UT。 三角积分调变模块102与带阻滤波模块104的组合得以对一个频率接近一有用信号成份的所需频率的干扰信号成分进行衰减。关于具有带阻滤波的三角积分调变操作可由以下方式简单地实现。请参阅图2， 图2为信号处理装置100在Z转换定义域(Z-transform domain)中的模型示意图。输入信号S_IN以X(Z)来表示，以及滤波输出信号FS_0UT以Y(Z)来表示。具体来说，量化器 (quantizer) Q的输出会经由带阻滤波处理，接着会作为滤波输出信号Y (Z)。三角积分调变与带阻滤波操作的组合会具有下列所示的一信号转移函数(signal transfer function, STF)与一噪声转移函数(noise transferfunction, NTF)STF=I(I)NTF = 1+H(Z) = (l_Z-1)k(l+Z，m (2)于上述的方程式(1)与方程式O)中，k代表三角积分调变的阶数，η为控制多个陷波频率(notch frequency)之间的间距(spacing)的数值，以及m代表带阻滤波操作所提供的截止频带(stopband)的个数。举例来说，在三角积分调变模块102应用一个三阶 (third-order)三角积分调变的情形下，参数k等于3。而关于带阻滤波操作，其是一种允许除了那些具有中央位于一中心频率(center frequency)的至少一截止频带的频率之外的其他所有频率通过的滤波操作，此外，在带阻滤波模块104应用两个陷波(notch)至其输入的情形下，参数m会等于2。如方程式(2)所示，(I-Zlk是由三角积分调变所主导，而 (1+Z_n)m则是由带阻滤波操作所主导。关于所需的陷波频率(notch frequency) f(亦即带阻滤波操作中一特定截止频带的中心频率)，则可依据下列方程式来计算。1+Z_n = 0 (3)Z^n = -1 (4)
权利要求
1.一种信号处理装置，包含有一三角积分调变模块，用以对一输入信号进行三角积分调变操作，并据以产生一输出信号；以及一带阻滤波模块，用以对该输出信号进行带阻滤波操作，并据以产生一滤波输出信号。
2.如权利要求1所述的信号处理装置，其中该三角积分调变模块与该带阻滤波模块均为数字电路。
3.如权利要求1所述的信号处理装置，另包含一数模转换器，用以将该滤波输出信号转换至一模拟输出信号；以及一模拟滤波器，用以对该模拟输出信号进行模拟滤波操作，并据以产生一滤波模拟输出信号。
4.如权利要求3所述的信号处理装置，另包含一数字基频模块，用以产生一数字基频输出信号以作为该三角积分调变模块的该输入信号。
5.如权利要求1所述的信号处理装置，其中该带阻滤波模块具有中央位于一可编程的中心频率的至少一截止频带，该可编程的中心频率为因响应一目标信号频带的选取而设定。
6.如权利要求1所述的信号处理装置，其中该带阻滤波模块的截止频带数目是可编程的。
7.如权利要求1所述的信号处理装置，其中该三角积分调变模块的三角积分调变阶数是可编程的。
8.如权利要求1所述的信号处理装置，其中该三角积分调变模块与该带阻滤波模块的组合具有下列所示的信号转移函数STF与噪声转移函数NTF STF = 1 ；以及NTF = 1+H(Z) = (1-Z_1)k(l+Z_n)m ；其中k代表三角积分调变的阶数，m代表该带阻滤波模块所提供的截止频带数目，η为用来控制多个陷波频率之间的间距的数值，以及第i阶的截止频带的一中心频率f与一取样时钟频率Fs满足下列方程式,2/ + 1 ^/ =-FsInO
9.如权利要求1所述的信号处理装置，其操作于支持第三代无线通讯模式与第二代无线通讯模式的应用中，其中当该应用操作在该第三代无线通讯模式时，该带阻滤波模块被启用，以及当该应用操作在该第二代无线通讯模式时，该带阻滤波模块被停用。
10.一种信号处理方法，包含有对一输入信号进行三角积分调变操作，并据以产生一输出信号；以及对该信号输出进行带阻滤波操作，并据以产生一滤波输出信号。
11.如权利要求10所述的信号处理方法，其中该三角积分调变操作与该带阻滤波操作均执行于一数字域中。
12.如权利要求10所述的信号处理方法，另包含对该滤波信号输出进行数模转换，并据以产生一模拟输出信号；以及对该模拟输出信号进行模拟滤波操作，并据以产生一滤波模拟输出信号。
13.如权利要求10所述的信号处理方法，另包含产生一数字基频输出信号以作为该输入信号。
14.如权利要求10所述的信号处理方法，其中该三角积分调变操作与该带阻滤波操作的组合具有下列所示的信号转移函数STF与噪声转移函数NTF STF = 1 ；以及NTF = 1+H(Z) = (1-Z_1)k(l+Z_n)m ；其中k代表三角积分调变的阶数，m代表该带阻滤波操作所提供的截止频带数目，η为用以控制多个陷波频率之间的间距的数值，以及第i阶的截止频带的一中心频率f与一取样时钟频率Fs满足下列方程式
15.如权利要求10所述的信号处理方法，其运用于支持第三代无线通讯模式与第二代无线通讯模式的应用中；其中该信号处理方法另包含当该应用操作在该第三代无线通讯模式时，启用该带阻滤波操作；以及当该应用操作在该第二代无线通讯模式时，停用该带阻滤波功能操作。
16.一种信号处理装置，包含有一三角积分调变模块，用以对一输入信号进行三角积分调变操作，并据以产生一输出信号；以及一带阻滤波模块，其中当该信号处理装置操作于一第一操作模式时，该带阻滤波模块被启用以对该输出信号进行带阻滤波操作并据以产生一滤波输出信号，以及当该信号处理装置操作于一第二操作模式时，该带阻滤波模块被停用。
17.如权利要求16所述的信号处理装置，其中该三角积分调变模块与该带阻滤波模块均为数字电路。
18.如权利要求16所述的信号处理装置，另包含一数模转换器，用以将该滤波输出信号转换至一模拟输出信号；一模拟滤波器，用以对该模拟输出信号进行模拟滤波操作，并据以产生一滤波模拟输出信号；以及一数字基频模块，用以产生一数字基频输出信号以作为该三角积分调变模块的该输入信号。
19.如权利要求16所述的信号处理装置，其中该带阻滤波模块具有中央位于一可编程中心频率的至少一截止频带，该可编程中心频率因响应一目标信号频带的选取而设定。
20.如权利要求16所述的信号处理装置，其中该带阻滤波模块的截止频带数目是可编程的。
21.如权利要求16所述的信号处理装置，其中该三角积分调变模块的三角积分调变阶数是可编程的。
22.如权利要求16所述的信号处理装置，其中该三角积分调变模块与该带阻滤波模块的组合具有下列所示的信号转移函数STF与噪声转移函数NTF STF = 1 ；以及NTF = 1+H(Z) = (1-Z_1)k(l+Z_n)m ；其中k代表三角积分调变的阶数，m代表该带阻滤波模块所提供的截止频带数目，η为用以控制多个陷波频率之间的间距的数值，以及第i阶的截止频带的一中心频率f与一取样时钟频率Fs满足下列方程式
23.一种信号处理方法，包含有对一输入信号进行三角积分调变操作，并据以产生一输出信号；当一第一操作模式启动时，启用带阻滤波操作以处理该输出信号并据以产生一滤波输出信号；以及当一第二操作模式启动时，停用该带阻滤波操作而不对该输出信号进行处理。
24.如权利要求23所述的信号处理方法，其中该三角积分调变与该带阻滤波操作均执行于一数字域中。
25.如权利要求23所述的信号处理方法，另包含对该滤波输出信号进行数模转换，并据以产生一模拟输出信号；对该模拟输出信号进行模拟滤波操作，并据以产生一滤波模拟输出信号；以及产生一数字基频输出信号以作为该输入信号。
26.如权利要求23所述的信号处理方法，其中该三角积分调变与该带阻滤波操作的组合具有下列所示的信号转移函数STF与噪声转移函数NTF STF = 1 ；以及NTF= 1+H(Z) = (l-Z-1)k(l+Z，m ；其中k代表三角积分调变的阶数，m代表该带阻滤波处理所提供的截止频带数目，η为用以控制多个陷波频率之间的间距的数值，以及第i阶的截止频带的一中心频率f与一取样时钟频率Fs满足下列方程式
全文摘要
本发明提供一种一信号处理装置及信号处理方法。信号处理装置包含三角积分调变模块及带阻滤波模块，该三角积分调变模块用以对信号输入进行三角积分调变，并据以产生信号输出，该带阻滤波模块系用以对该信号输出进行带阻滤波操作，并据以产生滤波信号输出。另一信号处理装置包含三角积分调变模块及带阻滤波模块，三角积分调变模块系用以对一信号输入进行三角积分调变，并据以产生信号输出，当该信号处理装置操作于第一操作模式时，启用该带阻滤波模块以进行带阻滤波操作，以及当该信号处理装置操作于第二操作模式时，停用该带阻滤波模块。本发明能够对一个频率接近一有用信号成份的频率的干扰信号成分进行衰减，从而降低芯片面积与电流消耗。
文档编号H03M3/02GK102404008SQ20111026346
公开日2012年4月4日 申请日期2011年9月7日 优先权日2010年9月8日
发明者张湘辉, 王才艺, 简敦正, 陈信宏, 陈志荣 申请人:联发科技股份有限公司