一种可编程数字抽取滤波器及模数转换器的制作方法

本发明涉及通信，具体涉及一种可编程数字抽取滤波器及模数转换器。

背景技术：

1、数字抽取滤波器在模拟数字转换器(sigma-delta adc)中占据着十分重要的地位。在数模转化过程中，模拟信号在经过sigma-delta调制器的调制后，会产生“0”和“1”组成的数字码流。由于过采样的影响，这些sigma-delta调制器产生的数字码流的频率非常高，与此同时，信号的高频处有着巨大的量化噪声。因此数字抽取滤波器在sigma-deltaadc中发挥的主要作用就是恢复数据速率至奈奎斯特频率，并且滤除掉高频处的量化噪声。

2、通常在下变频电路中所使用的数字抽取滤波器为固定阶数且固定抽取倍数，而数字抽取滤波器的阶数决定了其滤波器的频率响应，阶数越高，其频率响应越陡峭，对应的滚降系数越小，对应的过渡带宽越窄，滤波器会对截止频率内的有效信号幅值特征保留得更完整，对截止频率外的噪声衰减更加迅速，与此同时，阶数越高会使得滤波器的卷积计算更加复杂，耗费的时间更长；因此在使用时，对于不同信号无法采用不同的阶数的滤波器进行滤波，这种滤波器具有一定的局限性，无法满足多样性的滤波需求。

3、因此，如何提供一种可配置滤波信息的数字抽取滤波器，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种可编程数字抽取滤波器及模数转换器，以解决上述技术问题中的至少之一。

2、为达到上述目的及其他相关目的，本申请提供的技术方案如下。

3、根据本申请实施例的一个方面，提供了一种可编程数字抽取滤波器，包括：

4、控制模块，用于获取抽取倍数、滤波阶数、滤波计算关系，根据所述抽取倍数和所述滤波阶数产生对应波形的时钟信号，并根据所述滤波计算关系和所述滤波阶数产生控制信号，其中所述滤波计算关系包括线性和非线性；

5、系数产生模块，用于基于所述控制信号产生与所述滤波阶数对应的滤波系数；

6、数据计算模块，用于基于所述时钟信号和所述控制信号将输入数据与所述滤波系数进行卷积及抽取处理，得到输出数据。

7、于本发明的一实施例中，所述控制模块包括：所述时钟信号产生单元，用于根据所述抽取倍数产生对应倍数的第一时钟信号，以及根据所述抽取倍数和所述滤波阶数产生对应阶数的第二时钟信号；所述控制信号产生单元，用于根据所述滤波计算关系产生第一控制信号，以及根据所述滤波阶数产生第二控制信号；其中，所述时钟信号包括所述第一时钟信号和所述第二时钟信号，所述控制信号包括所述第一控制信号和所述第二控制信号。

8、于本发明的一实施例中，所述系数产生模块包括：地址译码单元，用于获取多个地址参数，对多个所述地址参数进行译码，得到多个存储地址，并产生与多个所述存储地址对应的写入使能信号；系数存储单元，用于获取多个待拼接数据，并根据所述写入使能信号将所述待拼接数据存储至对应的存储地址；系数输出单元，用于将多个所述待拼接数据进行两两拼接，得到多个所述滤波系数，并根据所述控制信号控制多个所述滤波系数的输出，其中，所述系数信息包括所述地址参数和所述待拼接数据。

9、于本发明的一实施例中，所述系数输出单元包括：拼接子单元，用于将第2n-1个待拼接数据作为第n个滤波系数的低八位，将第2n个待拼接数据作为第n个滤波系数的高八位；得到第n个滤波系数；其中，n为正整数，n≥1。

10、于本发明的一实施例中，所述系数输出单元还包括：系数确定子单元，用于基于所述第一控制信号确定多个所述滤波系数的对称情况，并根据所述对称情况及所述第二控制信号确定计算时滤波系数的个数；输出控制子单元，用于根据计算时滤波系数的个数与所述系数输出单元的预设输出个数确定输出情况。

11、于本发明的一实施例中，所述输出控制子单元包括：第一输出组件，用于当计算时滤波系数小于或等于所述预设输出个数时，将多个计算时滤波系数一次输出；依次进行延时输出；第二输出组件，用于当计算时滤波系数大于所述预设输出个数时，将多个计算时滤波系数进行延时分次输出。

12、于本发明的一实施例中，所述数据计算模块包括：数据处理单元，用于获取所述输入数据，并根据所述时钟信号及所述控制信号对所述输入数据进行抽取、延时及选择输出处理，得到多个过渡数据；数据计算单元，用于将多个所述过渡数据与多个所述滤波系数进行卷积计算，得到所述输出数据。

13、于本发明的一实施例中，所述数据处理单元包括：抽取子单元，用于根据所述第一时钟信号对所述输入数据进行采样，得到多个分相数据；第一延时子单元，用于基于所述第二时钟信号对多个所述分相数据进行延时处理，得到多个待滤波数据；选择子单元，用于根据所述第一控制信号将多个所述待滤波数据进行分相输出，得到第一相数据和第二相数据，并根据所述第二控制信号控制所述第一相数据和所述第二相数据的输出。

14、于本发明的一实施例中，所述数据计算单元包括：第二延时子单元，用于对多个所述滤波系数进行延时；计算子单元，用于将所述第一相数据和所述第二相数据相加后与多个所述滤波数据进行乘积计算，得到多个中间求和数据；累加子单元，用于对多个所述中间求和数据进行累加，得到所述输出数据。

15、根据本申请实施例的另一个方面，本申请还提供一种模数转换器，该模数转换器包括如前所描述的可编程数字抽取滤波器，当模数转换器工作时，通过所述可编程数字抽取滤波器调节数据频率。

16、本申请提供一种可编程数字抽取滤波器及模数转换器，该数字抽取滤波器包括控制模块、系数产生模块及数据计算模块，通过控制模块获取数字抽取滤波器的配置信息，并根据配置信息产生对应的时钟信号和控制信号，配置信息包括抽取倍数、滤波计算关系(线性和非线性)及滤波阶数；系数产生模块根据控制信号产生与滤波阶数对应的滤波系数；通过控制模块和系数产生模块实现数据抽取滤波器的滤波计算关系、抽取倍数、滤波阶数和滤波系数的可编程设计，数字滤波器处理更多种类的信号，应用于更广泛的场所，数据计算模块根据时钟信号和控制信号将输入数据与滤波系数进行卷积计算和抽取处理，以得到输出数据；根据数据滤波计算关系和抽取倍数简化卷积计算，提高滤波效率。

技术特征：

1.一种可编程数字抽取滤波器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的可编程数字抽取滤波器，其特征在于，所述控制模块包括：

3.如权利要求2所述的可编程数字抽取滤波器，其特征在于，所述系数产生模块包括：

4.如权利要求3所述的可编程数字抽取滤波器，其特征在于，所述系数输出单元包括：

5.如权利要求3所述的可编程数字抽取滤波器，其特征在于，所述系数输出单元还包括：

6.如权利要求5所述的可编程数字抽取滤波器，其特征在于，所述输出控制子单元包括：

7.如权利要求3所述的可编程数字抽取滤波器，其特征在于，所述数据计算模块包括：

8.如权利要求7所述的可编程数字抽取滤波器，其特征在于，所述数据处理单元包括：

9.如权利要求8所述的可编程数字抽取滤波器，其特征在于，所述数据计算单元包括：

10.一种模数转换器，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的可编程数字抽取滤波器，

技术总结本申请提供一种可编程数字抽取滤波器及模数转换器，该数字抽取滤波器包括控制模块、系数产生模块及数据计算模块，通过控制模块获取数字抽取滤波器的配置信息，并根据配置信息产生对应的时钟信号和控制信号，配置信息包括抽取倍数、滤波计算关系及滤波阶数；系数产生模块根据控制信号产生与滤波阶数对应的滤波系数；通过控制模块和系数产生模块实现数据抽取滤波器的滤波计算关系、抽取倍数、滤波阶数和滤波系数的可编程设计，数字滤波器处理更多种类的信号，应用于更广泛的场所，数据计算模块根据时钟信号和控制信号将输入数据与滤波系数进行卷积计算和抽取处理，以得到输出数据；根据数据滤波计算关系和抽取倍数简化卷积计算，提高滤波效率。技术研发人员：杨洲,付东兵,朱璨,张凌睿,徐洋洋,宛强受保护的技术使用者：重庆吉芯科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18