一种三级SINC滤波器减少阈值检测时间的结构和实现方法与流程

本发明涉及滤波器阈值检测相关，更具体地说，它涉及一种三级sinc滤波器减少阈值检测时间的结构和实现方法。

背景技术：

1、sinc(sine cardinal，正弦基函数)滤波器经常用于σδadc(analog-to-digitalconverter，模/数转换器)电路的数字解调量化部分，其解调量化后的数据通常用于某个部件(如电机系统)过/欠压、过/欠流检测及保护。

2、实际情况当中，如果对芯片面积利用率要求较高，实现这种检测电路，在设计时sinc滤波器一般定义为三阶，传统结构和实现方式，只在三级滤波解码后只有一对比较器，检测精度虽然能提升。在这种情况下，如实际输入电压/电流过大或过小依然采用三级sinc处理，必然造成一定的延时后才能得到数据。如果电压或电流过大，较大的延时会对待响应的部件造成系统响应滞后，进而可能会影响其使用寿命。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种三级sinc滤波器减少阈值检测时间的结构和实现方法，旨在解决上述技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种三级sinc滤波器减少阈值检测时间的实现方法，所述三级sinc滤波器减少阈值检测时间的实现方法包括以下步骤：

3、在sinc滤波器本体的滤波模块中，在每一级的滤波模块中均插入阈值比较器和或逻辑模块；

4、对级数i的阈值比较器设置检测阈值ti，i＝1,2,3；

5、级数i的sinc电路对接收到的输入数据xi-1进行量化，得到量化数据xi；其中i为滤波模块的级数；

6、级数i的阈值比较器将量化数据xi与级数i的阈值ti进行比较；并输出比较结果；比较结果包括下级阈值检测信息或阈值检测结束信息；

7、当输出的比较结果包括下级阈值检测信息时，将量化数据xi发送至级数i+1的滤波模块；

8、当输出的比较结果包括阈值检测结束信息时，级数i的或逻辑模块触发后续的系统进行响应；

9、当级数i+1接收到级数i的量化数据xi时，以量化数据xi作为输入数据xi进行再次量化；

10、当或逻辑模块触发后续的系统进行响应，或者触发最后一个级数的阈值比较器输出比较结果后，sinc滤波器本体的阈值检测结束。

11、作为本发明进一步的方案：所述阈值比较器包括过阈值比较器和欠阈值比较器；过阈值比较器预设的检测阈值和欠阈值比较器预设的检测阈值不同；

12、比较结果包括过阈值比较器输出的过阈值比较结果和欠阈值比较器输出的欠阈值比较结果；

13、所述或逻辑模块包括过阈值或逻辑模块和欠阈值或逻辑模块；

14、所述过阈值或逻辑模块用于对过阈值比较结果进行分析，并输出过阈值分析结果；

15、所述欠阈值或逻辑模块用于对欠阈值比较结果进行分析，并输出欠阈值分析结果；

16、过阈值分析结果和欠阈值分析结果均包括发送下级阈值检测信息或阈值检测结束信息；

17、当过阈值分析结果和欠阈值分析结果中存在阈值检测结束信息时，将阈值检测结束信息发送至后续的系统进行响应；

18、否则将量化数据xi发送至级数i+1的滤波模块。

19、作为本发明进一步的方案：当量化数据大于过阈值比较器预设的检测阈值，或当量化数据小于欠阈值比较器预设的检测阈值时；过阈值分析结果或欠阈值分析结果包括阈值检测结束信息；当量化数据小于过阈值比较器预设的检测阈值且大于欠阈值比较器预设的检测阈值时，过阈值分析结果或欠阈值分析结果包括发送下级阈值检测信息。

20、作为本发明进一步的方案：所述三级sinc滤波器减少阈值检测时间的实现方法还包括以下步骤：

21、每一级阈值比较器预设的检测阈值精度与量化精度保持一致；

22、根据以下公式计算级数i的量化精度qi：

23、

24、其中di为级数i量化数据xi的量化数据位宽。

25、作为本发明进一步的方案：根据以下公式计算级数i量化数据xi的量化数据位宽di；

26、di＝d+i*log2m；

27、其中d为原始输入数据位宽；m为预设的降采样抽取因子。

28、作为本发明进一步的方案：多个阈值比较器的期望阈值随着级数的增加而增加。

29、本发明还提供了一种三级sinc滤波器减少阈值检测时间的结构，应用于所述的一种三级sinc滤波器减少阈值检测时间的实现方法，所述三级sinc滤波器减少阈值检测时间的结构包括sinc滤波器本体、阈值比较器和或逻辑模块；

30、所述sinc滤波器本体以调制器的输出作为输入信号；其中sinc滤波器本体每一级的滤波模块中插有阈值比较器和或逻辑模块；

31、第一级的滤波模块将调制器的输出数据进行量化，得到量化数据；

32、下一级的滤波模块将接收到上一级的量化数据进行再次量化；

33、所述阈值比较器用于将本级量化数据与本级预设的检测阈值进行比较并输出比较结果；

34、所述或逻辑模块用于根据本级的比较结果触发下一级的滤波模块；所述或逻辑模块还用于根据本级的比较结果触发后续的系统进行响应。

35、作为本发明进一步的方案：所述阈值比较器包括过阈值比较器和欠阈值比较器；所述或逻辑模块包括过阈值或逻辑模块和欠阈值或逻辑模块；比较结果包括过阈值比较器输出的过阈值比较结果和欠阈值比较器输出的欠阈值比较结果；

36、所述过阈值或逻辑模块用于对过阈值比较结果进行分析，并输出过阈值分析结果；

37、所述欠阈值或逻辑模块用于对欠阈值比较结果进行分析，并输出欠阈值分析结果；

38、过阈值分析结果和欠阈值分析结果均包括发送下级阈值检测信息或阈值检测结束信息。

39、作为本发明进一步的方案：所述过阈值比较结果和欠阈值比较结果均包括高电平或低电平；

40、当过阈值或逻辑模块分析过阈值比较结果为高电平时，输出阈值检测结束信息；当过阈值或逻辑模块分析过阈值比较结果为低电平时，输出发送下级阈值检测信息；

41、当欠阈值或逻辑模块分析欠阈值比较结果为高电平时，输出阈值检测结束信息；当欠阈值或逻辑模块分析欠阈值比较结果为低电平时，输出发送下级阈值检测信息。

42、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

43、1、本发明提供的一种三级sinc滤波器减少阈值检测时间的实现方法，在每一级的滤波模块中均插入阈值比较器和或逻辑模块；分别对每一级的阈值比较器设置检测阈值；对接收到的输入数据进行量化，得到量化数据xi；将量化数据xi与级数i的阈值ti进行比较；并输出比较结果；从而能够当输出的比较结果包括下级阈值检测信息时，将量化数据xi发送至级数i+1的滤波模块；当输出的比较结果包括阈值检测结束信息时，级数i的或逻辑模块触发后续的系统进行响应；从而能够在过阈值或欠阈值检测时，最好情况时只需要一阶的sinc滤波器的延时，最差情况延时是一阶sinc滤波器的三倍延时。相比于现有技术中只在第三级连接阈值比较器来说，本发明对于期望值偏大的输入信号能够快速检出并传递给后续系统进行响应。解决了现有技术中三级sinc滤波器的阈值检测过程中，如果电压或电流过大，存在较大的延时，从而对待响应的部件造成系统响应滞后的问题，进而影响响应系统部件使用寿命的问题。

44、2、本发明提供的一种三级sinc滤波器减少阈值检测时间的结构，通过在三级sinc滤波器每一级的滤波模块中，每一级插入阈值比较模块，实现了在输入量化数据偏大或偏小时，可以快速检测出超阈值或欠阈值的情况，从而节省了后续系统响应时间。从而最快可以在阈值检测量化值与期望目标值差异过大时，在第一级滤波器就可以得到阈值检测结果。相比传统只在三阶后得到结果，本发明的或逻辑模块能快速响应。