[發明專利]一種采樣率轉換方法與裝置

有效

• 申請號: 201710113085.8
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106972840B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 王永添;宋民;趙亞峰
• 申請（專利權）人: 深圳市鼎陽科技股份有限公司
• 主分類號: H03H17/06
• 分類號: H03H17/06
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 郭燕;彭家恩

本申請公開了一種采樣率轉換裝置，包括信號重構控制器、濾波系數產生器和低通濾波器，其中，信號重構控制器根據原始采樣頻率和目標采樣頻率，在原始序列的時間維度上計算目標序列中各目標樣點相對于離其最近的原始樣點的相對位置信息，再采用相位累加器以頻率控制字為步進值進行累加，并統計每一次累加過程中相位累加器的溢出次數，根據溢出次數確定選擇所需要的參與原始樣點；濾波系數產生器根據各目標樣點的相對位置信息，實時計算每個目標樣點的濾波系數；最后利用低通濾波器根據濾波系數對所選擇的參與原始樣點進行低通濾波，獲取各個目標樣點，得到目標序列，實現采樣率轉換。相應地，本申請還公開了一種采樣率轉換方法。

技術領域

本申請涉及電子儀器領域，尤其涉及一種采樣率轉換方法與裝置。

背景技術

對于軟件無線電、無線通信、測試測量和雷達探測，通常需要對模數轉換之后或者數模轉換之前的數字信號進行一定比例的采樣率轉換，即將數字信號對應的采樣率由某個采樣率轉換到另外一個采樣率。傳統的小比例采樣率轉換通常采用如圖1(a)所示的轉換方法，圖1(a)中通過對采樣率為f_s1的原始序列x(n)先進行L倍的插值處理，然后再經過一個截止頻率為min(π/L,π/M)的低通濾波，接著再對低通濾波后的數據進行M倍的抽取處理，得到最終采樣率為f_s2的目標序列y(n)。對于大比例采樣率轉換，傳統的方法采用小比例采樣率轉換的基礎上進行插值濾波或抽取濾波，如圖1(b)所示，在升采樣率轉換時，在圖1(a)的基礎上，對于M倍抽取處理后的數據，還進行CIC插值濾波處理，再得到最終的目標序列y(n)；降采樣率根據如圖1(c)所示的原理，即在圖1(a)的基礎上，對原始序列x(n)在進行L倍的插值處理之前，還進行CIC抽取濾波處理。

現有技術在進行采樣率轉換時需要經過先插值、后濾波、再抽取的復雜處理過程，其中，小比例采樣率轉換的范圍很有限，僅能支持0～2之間的小數，且小數位數只能支持有限的幾位，精度也有限，無法做到支持任意倍數的有理數采樣率轉換。對于大比例的采樣率轉換，現有技術需要結合使用CIC插值濾波器或者CIC抽取濾波器來實現，結構相對固定，不能夠同時支持任意倍數升采樣和任意倍數降采樣，不能應用于采樣率需要實時變化的場合，另外，當插值倍數或者抽取倍數比較大時，CIC濾波器硬件實現時會耗費較多的硬件資源。

發明內容

本申請提供一種采樣率轉換方法與裝置，實現支持任意倍數的有理數采樣率轉換，大比例轉換時可同時支持任意倍數升采樣和任意倍數降采樣，轉換的范圍和精度更高。

根據本申請的第一方面，本申請提供一種采樣率轉換方法，包括：

獲取原始采樣頻率和目標采樣頻率；

獲取原始序列，所述原始序列是采用原始采樣頻率得到的原始樣點組成的數據序列；

相對位置信息計算步驟，根據原始采樣頻率和目標采樣頻率，在原始序列的時間維度上計算目標序列中各目標樣點相對于離其最近的原始樣點的相對位置信息，每個目標樣點對應一個相對位置信息；

原始樣點選擇步驟，在原始序列中選擇用于計算每個目標樣點所需要的參與原始樣點；

濾波系數生成步驟，根據各目標樣點的相對位置信息，實時計算每個目標樣點的濾波系數；

濾波步驟，根據所述濾波系數，對所選擇的參與原始樣點進行濾波后輸出目標樣點，得到目標序列。

在一些實施例中，每個目標樣點所需要的參與原始樣點的個數與濾波系數的個數相同，每個目標樣點所對應的濾波系數的個數與濾波器的長度相等。

在一些實施例中，相對位置信息計算步驟包括：

每計算一次相對位置信息，則相位累加器的相位以頻率控制字為步進值進行一次累加，得到相位累加器的相位值，所述頻率控制字與原始采樣頻率和目標采樣頻率的比值成正比；