CN1039370C - 离散时间信号处理*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种离散时间信号处理***，该***中的时钟信号获自频率更高的振荡信号。然后采用一个由一个∑-Δ调制器驱动的可切换分频器。通过交替将分频数从n切换到n+1或从n+1切换到n来求出有交效分频数m，其中n≤m≤1，从而可以极其细致地调谐频率。
采用∑-Δ调制器有这样的好处，即所取样信号的频谱不因通过切换分频器产生的取样信号(时钟信号)的频谱而变坏。

Description

离散时间信号处理***
本发明涉及一种离散时间信号处理***，该***包括一个信号取样电路和一个取样频率可调的取样信号发生器，该发生器则包括一个用以产生固定频率信号的振荡器和一个分频器。
在离散时间信号处理电路中，对待处理的模拟或数字输入信号进行取样所使用的取样频率往往是借助于分频器将振荡器的较高频率的输出信号转换成较低频率的取样信号(时钟信号)产生的。勿庸违言，振荡器的振荡频率应该准确、稳定，这多半是采用晶体振荡器实现的。这就是说，要将取样频率限定到fosc/n，其中fosc是振荡频率，n是分频器的分频数。若振荡频率fosc比时钟频率低，这表明时钟频率只能按阶梯式粗调。相反，若要求特定的时钟频率，则选择哪一种分频器也就确定了振荡频率，而在许多情况下，振荡频率是不与市售的(因而价廉的)振荡器晶体的频率相一致的。此外，有时侯可能需用的取样频率不只一个，例如，举例说，对分频器进行取样时就是如此。这可能就需要两个(精密的)振荡器，因而比起单个振荡器组成的电路更贵，更笨重。
本发明的目的是提供这样的一种离散时间信号处理***，在该***中，可由单稳态振荡器的频率获取频率合乎要求的时钟信号，振荡器频率与时钟频率之间的比值不局限于正整数。
本发明的另一个目的是提供一种使所取样的信号的频谱不会被取样信号(时钟信号)的频谱混淆的离散时间信号处理***。
本发明的另一个目的是提供这样一种离散时间信号处理***，在该***中，可以从一个固定振荡频率获取一个以上的时钟频率，其中振荡器频率与时钟频率之间的比值则不限于正整数。
本发明的离散时间信号处理***的特征在于，分频器可以任起码两个状态之间切换，在第一种状态中，分频器的分频数为n(n＝整数)，在第二种状态中，分频数为K，其中K≥n+x，而X是个整数且≥1；此外用以使分频器从一种状态转换成另一种状态的分频器的控制输入端与∑-Δ调制器的输出端相连接该调制器加有控制信号，以获得有效的分频数m，其中n≤m≤K。
本发明的离散时间信号***可以高度自由地选取自较高时钟频率得来的取样频率，从而使取样频率不局限于整数分频数值。
在某给定振荡器频率的情况下，若适当选取分频数n和k(通常为n和n+1)取样信号可以具有所要求的频率，从而使其频谱不会与取样信号的频谱相混淆。可以限制分频数n的范围，例如使其在3至129之间，最好在31至65之间。
本发明的离散时间信号***的∑-Δ调制器的时钟输入端与分频器的输出端或与模拟滤波器的输出端相连接。
现在参看附图中所示的一些实施例进一步说明本发明的内容。附图中：
图1示出了本发明离散时间信号处理***的方框图；
图2示出了本发明离散时间信号处理***最佳实施例的方框图；
图3示出了本发明离散时间信号处理***另一个实施例的方框图；
图4示出了适宜对变频器进行取样的离散时间信号***的一部分方框图。
图1示出了本发明的离散时间信号处理***10，该***包括取样保持电路1，与该电路连接的十取一滤波器3、振荡器5、可调分频器7和∑-Δ调制器9。取样保持电路1在其输入端11接收待取样的信号，并在控制输入端13接收取样信号，即借助于振荡器5、分频器7和∑-Δ调制器9产生的时钟信号。为取样保持电路1所取样的信号由十取一滤波器3进一步处理。
待加到取样保持电路1的取样信号，其频率是通过交替用第一分频数n或第二分频数K＝n+x去除分频器中振荡器5的振荡信号获得的。这一下使振荡频率与取样频率之间的比值m可在n与n+x之间(或不切换分频器时等于n或n+x)。切换是在∑-Δ调制器9输出端15上的输出信号的控制下进行的，该调制器的输入端17接收控制信号φ在∑-Δ调制器9为半模拟和半数字式时可以是直流信号，或者是一比特或几个比特宽的数字信号。
图2示出了本发明离散时间信号处理***20的一个最佳实施例。***20的一个最佳实施例。***20除参看图1所述的在图2中起同样作用的元件1、3、5、7和9外，还包括输入信号处理器21和相位比较器23。输入信号处理器21从在输入端27接收的无线电立体声信号中提取声频分量和19千赫的导频信号，声频信号加到取样保持电路1上，导频信号加到相位比较器23的输入端29上。此外，相位比较器23还通过除数2除法器25接收分频器7的输出信号，并从这两个信号形成∑-Δ调制器9的控制信号φ。
图3中示出了本发明离散时间信号处理***30的另一个实施例，其中与图2中的那些元件相当的所有元件编以同样编号且具有相同的功能。但在分频器7与取样保持电路1的输入端13之间连接有带通滤波器31，该滤波器能让所要求取样频率附近的频带通过。这样就进一步减少了取样保持电路1控制输入端13上的被取样信号中的高频相位噪声。带通滤波器31可以采用模拟带通滤波器，例如陶瓷滤波器，或采用模拟锁相环，用锁相环可以较简单而低廉的方式实现较大覆盖的控制范围。带通滤波器让通过的输入信号加到相位比较器35上。此外还配备有输入信号处理器33，该处理器从所收到的立体声信号提取声频分量，将其加到取样保持电路1上，并从19千赫导频信号获取双频信号(38千赫)，加到相位比较器35上。相位比较器35将控制信号φ加到∑-Δ调制器9上。
图4示出了本发明特别适用于取样变频器的另一个实施例。在取样变频器中，输入信号的取样频率fi与输出信号的取样频率fo不同。视乎所采用的取样变频器而定，可能需要输入时钟频率fi，其倍数频率，即时钟频率N.fi，以及输出时钟频率fo，也可能需要输入时钟频率fi，输出时钟频率fo及欺倍数频率，即时钟频率M.fo。图4中所示的实施例40包括单(晶体)振荡器41，该振荡器的输出信号连同频率fosc加到两个分频器43和45上。两个分频器43和45的被除数i和ii可分别加以调节，其中n≤i≤n+x，且m≤ii≤m+y，其中n、m、x和y都是正整数。调节过程，在此情况下即由分频器43和45分别用n或n+x或用m或m+y进行的除法，分别由∑-Δ变换器47和51的输出信号确定。分频器43和45的输出信号的频率分别为N.fi和M.，因而下列等式成立：fosc＝i.N.fi＝ii.M.fo。输出信号N.fi和M.fo分别由另两个分频器49和53分别用分频数N和M除，从而使得出的输出信号各自的频率fi和fo合乎要求。应该指出的是，虽然分频除数N和M在本实例中也是正整数，但考虑到以上所述，也不一定非要整数不可。应该指出的是，在预先公布的欧洲专利申请EP-A-0512619中也曾介绍过一种取样变频器。

Claims (9)

1.一种离散时间信号处理***，包括一个信号取样电路和一个取样频率可调节的取样信号发生器，该取样信号发生器包括一个用以产生频率固定的信号的振荡器和一个分频器，其特征在于，所述分频器可以在起码两种状态之间切换，在第一种状态中，分频器的分频数为n(n＝整数)，在第二状态中，分频数为K，其中K≥n+x，而X是个整数且≥1，此外用来将分频器从一种状态切换到另一种状态的变频器的控制输入端与一个∑-Δ调制器的输出端相连接，该调制器加有控制信号以实现一个有效的分频数m，其中n≤m≤k。
2.如权利要求1所述的离散时间信号处理***，其特征在于，上述***配备有一个鉴相器，该鉴相器产生控制信号且有两个输入端，即第一和第二输入端，分别接收分别与所述分频器所产生的信号和由取样电路待取样的信号有关的信号。
3.如权利要求1或2所述的离散时间信号处理***，其特征在于，在分频器的输出端与取样电路的控制输入端之间连接有一个模拟滤波器。
4.如权利要求1或2或3所述的离散时间信号处理***，其特征在于，取样电路的输出端连接有一个十取一滤波器。
5.如权利要求1或2或3或4所述的离散时间信号处理***，其特征在于，∑-Δ调制器的时钟输入端与分频器的输出端或与模拟滤波器的输出端相连接。
6.如权利要求1或2或3或4或5所述的离散时间信号处理***，其特征在于，分频数n大于3，小于129。
7.如权利要求6所述的离散时间信号处理***，其特征在于，所述分频数大于31，小于65。
8.如权利要求3所述的离散时间信号处理***，其特征在于，所述模拟滤波器是个带通滤波器。
9.如权利要求3所述的离散时间信号处理***，其特征在于，所述模拟滤波器包括一个锁相环。
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