[發明專利]異步采樣率轉換器

在審

• 申請號: 201280052835.0
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN103907287A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 埃里克·林達爾;帕埃爾·貢納斯·里斯貝里
• 申請（專利權）人: ACTIWAVE公司
• 主分類號: H03H17/06
• 分類號: H03H17/06
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;董領遜

技術領域

本公開致力于一種用于將數字輸入信號轉換為數字輸出信號的信號處理器，并且更特別地，致力于一種具有異步采樣率轉換器的信號處理器。

背景技術

在全世界，移動技術和消費者電子設備(CED)在用途和范圍上持續發展，并且隨著持續激增，在設備硬件和組件方案引起了快速的技術進步，導致計算能力增加，新的板載外圍設備的結合，以及設備尺寸和功耗等的減少。

這樣的設備必須常規地處理一定范圍類型的來自各種源的信號(例如，音頻信號、視頻信號、感測數據等)。為了管理任意信號，對于這樣的系統，通常使用采樣率轉換器以從具有任意采樣率的第一信號轉換為可選的采樣率。可以將這樣的采樣率轉換用于降低計算上的信號處理需求、使得信號采樣與系統時鐘同步、以最小的采樣率操作、轉換到已知的采樣率等。

進一步，輸入信號典型地從具有其自有參考時鐘的不同的源提供，所述參考時鐘在頻率上不同，或根據可用的系統時鐘異步地操作。即使頻率中的變化可能較小，但出于眾多應用中的穩定性需求和性能要求，數據流仍然必須經過采樣率轉換，從而在長樣本流上維持同步和信號完整性。中間采樣率的使用還可以除去信號源的切換同步性的問題。例如，當將信號處理系統同步到輸入樣本流(而非獨立的或穩定的時鐘)并且樣本流時鐘改變、波動、或被移除時，所生成的輸出信號中會發生“小毛病”。

如上所述的這樣的問題與音頻處理、視頻處理和遙測應用領域特別相關。

發明內容

本公開的一個目的是提供一種有效的且節省成本的采樣率轉換器，用于將任意采樣率的輸入信號轉換為第二采樣率的重采樣的輸出信號。另一目的是提供一種采樣率轉換器，用于從具有任意采樣率的輸入信號中生成具有穩定的采樣率的重采樣的輸出信號。本公開的又一目的是提供一種節省硬件的采樣率轉換器，用于將具有任意采樣率的音頻輸入信號重采樣為用于在音頻處理器中使用的具有已知的采樣率的輸出音頻信號。本公開的另一目的是提供一種采樣率轉換器，用于將一個或多個輸入信號轉換至以可選的不相關的輸出采樣率輸出的多個重采樣的輸出信號，而基本上沒有額外的硬件。本公開的又一目的是提供一種異步采樣率轉換器，用于提供具有可變(非周期的)采樣率的一個或多個輸出。

根據本公開，以上目的全部或部分地通過根據所附權利要求書的設備、系統、以及方法來滿足。根據本公開，在所附權利要求書中、在以下描述中、以及在所附附圖中提出多個特征和多個方案。

根據第一方案，提供了一種采樣率轉換器，用于將具有第一采樣率的輸入信號轉換為具有輸出采樣率的重采樣的輸出信號，該采樣率轉換器包括交叉使能單元、以及線性內插單元。交叉使能單元配置成接受輸入信號和產生一個或多個重采樣時鐘信號和去抖動的信號。線性內插單元配置成接受一個或多個重采樣時鐘信號和去抖動的信號，并且配置成產生按輸出采樣率的重采樣的輸出信號。

交叉使能單元可以配置成從信號源(例如，模數轉換器、信號處理器、SPDIF轉換器、I2S轉換器等的輸出)接受一個或多個輸入信號(例如，數字信號、數字音頻流、遙測信號等)，并且產生一個或多個重采樣時鐘以及去抖動的信號。輸入信號可以具有一個或多個相關聯的第一采樣率。交叉使能單元可以配置成接受和/或生成時鐘信號(例如，系統時鐘)。交叉使能單元可以配置成產生一個或多個重采樣時鐘信號，結合時鐘信號來從一個或多個輸入信號中生成所述重采樣時鐘信號。

采樣率轉換器可以包括有限沖擊響應(FIR)濾波器模塊。FIR濾波器模塊可以放置在交叉使能單元和線性內插單元之間。FIR濾波器模塊可以配置成從一個或多個重采樣時鐘信號和去抖動的信號中產生經濾波的中間信號。線性內插單元可以接受經濾波的中間信號而非去抖動的信號。

在多個方案中，重采樣時鐘信號的采樣率可以是平均的輸入采樣率的倍數(例如，整數倍、非整數倍、有理的非周期的可變倍數等)。

重采樣時鐘信號可以由采樣率轉換器內的單元中的一個或多個(例如，FIR濾波器模塊、線性內插單元等)來使用，以執行采樣率轉換的多個方案。還可以提供重采樣時鐘信號，作為到其他系統的輸出(例如，用于進一步的信號處理、定時操作、參數計算、輸入信號質量評價等)。

交叉使能單元可以配置成產生大致根據第一采樣率的平均來采樣的去抖動的信號和相關聯的去抖動的時鐘信號。去抖動的信號在以下應用中會是有利的：其中輸入信號具有抖動、異步、不可靠、或者其他情形下為可變采樣率，以及在以下應用中會是有利的：其中對于系統的多個信號處理方案具有高性能要求。