自适应滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电子信号处理技术领域，特别设及的是根据输入信号而自适应滤除杂 波、噪声的自适应数字滤波器。
【背景技术】
[0002] 在电子技术领域，包括很多具有输入端和输出端的器件，通过对输入信号的处理 输出所需的输出信号。例如比较器，比较器是常用的硬件单元之一，工作原理是对输入的时 变模拟信号与参考信号进行比较，得到仅包含高低电平的数字输出信号W表征比较结果。 由于输入信号存在噪声、谐波等现象，如果不对信号做任何处理，则比较器的输出结果在比 较基准值（比较阔值)附近时常存在"抖动"现象，输出的数字信号将出现"伪边沿"（即模拟 信号实际整体趋势并未越过基准值而数字输出却发生了一次或多次冗余翻转的现象，通常 发生在理论上升或下降沿附近），如果将此类信号用于脉冲计数、频率测量甚至输出控制等 场景，将有极大可能导致后级单元无法正常工作。
[0003] 为了解决抖动引发的伪边沿问题，一般比较器均引入了 "滞回"化ysteresis)特 性，通过滞回比较器的滞回窗口来减弱噪声、谐波等问题带来的抖动现象。但是，滞回特性 的弊端也是很明显的：第一，滞回将导致比较阔值与理论基准值产生明显的偏差，影响比较 精度，无法满足示波器的触发功能等要求精确的场景的要求;第二，滞回将导致比较结果的 输出产生一定时延，运对于运动控制系统等要求实时响应的系统是致命的缺陷。
[0004] 实际上，如果能够对抖动引发的伪边沿直接进行过滤并剔除伪边沿，则无需再引 入大幅度的滞回特性，从而避免影响精度和实时性。但伪边沿的周期、位置与脉宽等参数与 输入的模拟信号有很大关系，而输入信号的频率、幅度和噪声强度等也不是恒定的，运是常 规的模拟滤波器或数字滤波器无法做到的。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种自适应滤波器，能够自适应地对输入信号 进行滤波，剔除数字信号边沿附近的抖动脉冲，滤波不会产生额外的相移或时延。
[0006] 为解决上述问题，本发明提出一种自适应滤波器，包括：
[0007] 脉冲检测单元，用W接收输入信号，并检测所述输入信号的脉冲，输出各脉冲检测 信号；
[000引脉冲宽度计时单元，用W接收所述脉冲检测单元输出的各脉冲检测信号，并对所 述各脉冲的宽度进行计时，输出脉冲宽度计时信号；
[0009] 脉冲宽度典型值统计单元，接收所述脉冲宽度计时单元输出的脉冲宽度计时信 号，并根据各脉冲宽度计时信号确定一典型值，并输出所述典型值，所述典型值能够反映所 述输入信号的脉冲宽度的稳态参数；
[0010] 死区定时单元，接收所述脉冲宽度典型值统计单元的典型值，根据典型值确定一 激活时间，在所述激活时间内，所述死区定时单元输出用W保持所述输入信号的保持信号， 否则，所述死区定时单元输出用W跟随所述输入信号的跟随信号。
[0011] 根据本发明的一个实施例，所述脉冲检测单元为边沿检测单元，用W接收输入信 号，并检测所述输入信号各脉冲的边沿，输出各脉冲边沿检测信号。
[0012] 根据本发明的一个实施例，所述边沿检测单元包括一个移位寄存器，移位寄存器 响应于时钟信号而移位，所述移位寄存器存储在相应时钟边沿时刻的瞬时信号电平，根据 移位寄存器存储内容确定各脉冲的上升沿和下降沿。
[0013] 根据本发明的一个实施例，所述脉冲宽度计时单元响应于其输入端接收的下一脉 冲而复位。
[0014] 根据本发明的一个实施例，所述脉冲宽度计时单元配置为饱和截断，W在脉冲宽 度计时信号达到设定最大值后保持不变。
[0015] 根据本发明的一个实施例，所述脉冲宽度典型值统计单元在每一段设定时间或工 作过程的全部时间内，根据该段时间内的各脉冲宽度计时信号确定一典型值。
[0016] 根据本发明的一个实施例，所述典型值为每段设定时间内的最大脉冲宽度对应的 脉冲宽度计时信号。
[0017] 根据本发明的一个实施例，所述脉冲宽度典型值统计单元包括：
[0018] 第一比较模块，其第一输入端接收所述脉冲宽度计时单元输出的脉冲宽度计时信 号，其输出端输出比较结果；
[0019] 第一锁存模块，其输入端接收所述比较结果，其使能端连接所述脉冲检测单元的 输出端，其输出端输出所述典型值，同时其输出端还连接到所述第一比较模块的第二输入 端；
[0020] 其中，所述第一比较模块的第一输入端接收的信号大于第二端接收的信号时，将 所述第一输入端接收的信号作为比较结果输出，否则将所述第二输入端接收的信号作为比 较结果输出。
[0021] 根据本发明的一个实施例，所述典型值为工作过程的全部时间内，新脉冲的脉冲 宽度计时信号与历史脉冲的脉冲宽度计时信号的平均加权值，并W此迭代获得的脉冲宽度 计时信号，公式如(a):
[0022] PWtyp, n = PWtyp, n-l* 入+PWn* (1-入) (日)
[0023] 其中，A为滑动平均因子，该因子的取值范围为[0, ILPWtyp,n-l为历史脉冲的脉冲 宽度计时信号，PWn为新脉冲的脉冲宽度计时信号。
[0024] 根据本发明的一个实施例，所述滑动平均因子取值为1/2^或（1-1/2W)，N为正整数。
[0025] 根据本发明的一个实施例，所述死区定时单元的激活时间为所述典型值取一定比 例后的值，公式如(b):
[0026] Tdeadzone =巧PWtyp ((Kr < 1) 化）
[0027] 其中，r为典型值的取值比例，PWtyp为所述典型值，TdeadZDne为所述激活时间。
[002引根据本发明的一个实施例，所述典型值的取值比例r为1/2M，M为非负整数。
[0029] 根据本发明的一个实施例，所述死区定时单元还接收所述脉冲检测单元的各脉 冲，并在每个脉冲出现时重新确定所述激活时间。
[0030] 根据本发明的一个实施例，所述死区定时单元包括：
[0031] 减法计数模块，其输入端接收脉冲宽度典型值统计单元输出的所述典型值，其根 据所述时钟信号对典型值取一定比例后的值作减法计数，同时接收所述脉冲检测单元的各 脉冲检测信号，在每个脉冲出现时载入最新的所述典型值，并对所述典型值取一定比例后 的值重新开始作减法计数；
[0032] 第二比较模块，其第一输入端接收所述减法计数模块的输出信号，其第二端输入 零，其输出端输出所述保持信号或跟随信号。
[0033] 根据本发明的一个实施例，所述减法计数模块为无符号减法时钟计数器，所述脉 冲宽度典型值统计单元输出无符号的典型值。
[0034] 根据本发明的一个实施例，所述减法计数模块的输入端的位数比所述脉冲宽度典 型值统计单元的输出端的位数小M位，W使典型值在接收时被取值为1/2M，M为非负整数。
[0035] 根据本发明的一个实施例，还包括：
[0036] 输出锁存单元，其使能端连接所述死区定时单元的输出端，其输入端输入所述输 入信号，其根据所述保持信号或跟随信号使其输出端输出的信号相应保持或跟随所述输入 信号。
[0037] 本发明还提供一种自适应滤波器，包括：
[0038] 第一脉冲单边沿检测单元，用W接收输入信号，并检测所述输入信号的脉冲上升 沿，输出脉冲上升沿检测信号；
[0039] 第一脉冲宽度计时单元，用W接收所述第一脉冲单边沿检测单元输出的上升沿检 测信号，并结合时钟信号对所述各脉冲的宽度进行计时，输出第一脉冲宽度计时信号；
[0040] 第一脉冲宽度典型值统计单元，接收所述第一脉冲宽度计时单元输出的第一脉冲 宽度计时信号，并根据各第一脉冲宽度计时信号确定一典型值，并输出所述典型值，所述典 型值能够反映所述输入信号的脉冲宽度的稳态参数；
[0041] 第二脉冲单边沿检测单元，用W接收输入信号，并检测所述输入信号的脉冲下降 沿，输出脉冲下降沿检测信号；
[0042] 第二脉冲宽度计时单元，用W接收所述第二脉冲单边沿检测单元输出的下降沿检 测信号，并结合时钟信号对所述各脉冲的宽度进行计时，输出第二脉冲宽度计时信号；
[0043] 第二脉冲宽度典型值统计单元，接收所述第二脉冲宽度计时单元输出的第二脉冲 宽度计时信号，并根据各第二脉冲宽度计时信号确定一典型值，并输出所述典型值，所述典 型值能够反映所述输入信号的脉冲宽度的稳态参数；
[0044] 数据选择器，选择所述第一脉冲宽度典型值统计单元输出的典型值或第二脉冲宽 度典型值统计单元输出的典型值输出，当上升沿检测信号有效时，选择所述第一脉冲宽度 典型值统计单元输出的典型值，否则当下降沿检测信号有效时，选择所述第二脉冲宽度典 型值统计单元输出的典型值；
[0045] 死区定时单元，接收所述数据选择器输出的典型值，将所述典型值取一定比例W 获得一激活时间，在所述激活时间内，所述死区定时单元输出用W保持所述输入信号的保 持信号，否则，所述死区定时单元输出用W跟随所述输入信号的跟随信号。
[0046] 根据本发明的一个实施例，输出锁存单元，其使能端连接所述死区定时单元的输 出端，其输入端输入所述输入信号，其根据所述保持信号或跟随信号使其输出端输出的信 号相应保持或跟随所述输入信号。
[0047] 采用上述技术方案后，本发明相比现有技术具有W下有益效果:通过检测输入信 号的脉冲，对各脉冲进行计时，根据各脉冲宽度计时信号获得一能够表征输入信号典型有 效脉冲宽度的典型值，该典型值取一定比例（该取值比例可W为1)后的值的时间宽度范围 内为死区激活状态，该激活状态对输入信号电平保持，而在非激活状态下