多相滤波器和利用它补偿定时误差的装置及方法制造方法及图纸

一种多相滤波器、用它来补偿定时误差的装置及其方法。通过获得通带为（Ｆｓ／２ｎ）的母滤波器的冲击响应，其中Ｆｓ为采样频率，ｎ为正数，使用许多相位差为（２↑［＊］π／ｎｓ）的时钟信号重新采样获得的冲击响应，在具有对应于所检测相位的群延迟的滤波器中选择一个滤波器，并使用由一系列采用重新采样的各冲击响应作为各单元滤波器的传输特性的滤波器组组成的多相滤波器对输入信号进行滤波，该多相滤波器能够补偿频率低于采样频率的输入信号的定时误差和相位误差。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种多相滤波器、使用它来补偿定时误差的装置及其方法，尤其涉及这样一种多相滤波器，它用于补偿相位误差、定时误差，以及比采样数据的一个采样周期还短的周期内的群延迟特性，一种使用该多相滤波器来补偿定时误差的装置和方法。存贮介质增加的记录密度要求一种相对快的处理速度，于是数字信号处理方法被用来替代现有的模拟信号处理方法。在录像机或发射机中，图像和伴音信号被采样并被转换成数字信号，同时数字信号被编码后传输或者存贮在记录介质上。在放像机或接收机中，被传输的信号经过数字信号处理并被再现为原始的信号。这时，在对传输信号进行数字信号处理时用于补偿采样相位误差和定时误差的各种方法相关的问题就产生了。假如使用一个数字PLL(锁相环)电路，因为它具有高工作频率和反馈回路，所以要实现高精度的数字PLL电路是很困难的。同时，在数字信号处理过程中，具有采样周期的群延迟电路可以用如D触发器的延迟器件组成。但是，群延迟比采样周期短的电路可以仅用一个滤波器就能够组成。在群延迟比采样周期短的电路中，大家知道的最多的是具有90°相移的希尔伯特滤波器。当采样周期归一化后，希尔伯特滤波器所具有群延迟等于1/2的采样周期。滤波器的群延迟特性是指通过滤波器的信号经过一段延迟后输出，延迟等于滤波器相位特性的微分值。这里，相位误差与群延迟误差的概念是相同的，唯一的区别是作为中间变量的值(相位或时间)，因为当一个现有的输入信号产生相位差时，信号本身则落后或超前于标准的时间。一般来说，在数字滤波器中，相位误差的补偿是通过设计一个补偿滤波器来实现的，它根据小于一个采样周期的群延迟的频率和相位特性进行逆富氏变换。但是在群延迟特性随时间变化的系统中，这种方法是不适用的。本专利技术的一个目的是提供一种补偿时变特性的多相滤波器，即随小于在数字信号处理过程中产生的采样周期的时间变化的特性。本专利技术的另一个目的是提供一种由许多具有不同群延迟特性的低通FIR(有限冲击响应)滤波器组成的多相滤波器，。本专利技术的再一个目的是提供一种由许多使用凯塞窗方法和具有不同群延迟特性的低通FIR(有限冲击响应)滤波器组成的多相滤波器。本专利技术还有一个目的是提供一种装置，它用于使用具有简单组成的多相滤波器补偿小于在数字信号处理过程中产生的采样周期的定时误差和相位误差。本专利技术还有另一个目的是提供一种补偿小于在数字信号处理过程中产生的采样周期的定时误差和相位误差的方法。为了达到这些目的，这里提供了一种由一系列具有不同群延迟特性的滤波器组构成的多相滤波器，从具有通常为(Fs/2n)的母滤波器得到冲击响应，这里Fs为采样频率，n为一个正数，根据许多具有(2*π/ns)相位差的时钟信号重新采样得到冲击响应，使用重新采样的各个冲击响应作为各个单元滤波器的传输特性。用于补偿输入信号的定时误差的装置，包括一个检测输入信号的定时误差的相位检测装置；一个具有一定增量和不同群延迟特性的滤波器组；以及一个在滤波器组中用一个单元滤波器来对输入信号滤波的多相滤波器，它被选择来补偿相应于所检测相位和定时误差的群延迟。用于补偿输入信号的定时误差的方法，包括下列步骤(a)用具有相反极性的两个相邻采样数据的绝对值来检测输入信号的相位和定时误差，(b)获得一个具有通常为(Fs/2n)的母滤波器的冲击响应特性，这里Fs为采样频率，n为一个正数，(c)根据许多具有相位差为(2*π/ns)的时钟信号重新采样获得的冲击响应特性，(d)产生一系列具有不同群延迟特性的滤波器组，采用由重新采样得到的各个冲击响应作为各个单元滤波器的传输特性，(e)在步骤(d)中产生的滤波器组中选择一个滤波器来补偿相应于在步骤(a)中检测到的相位和定时误差的群延迟，(f)用在步骤(e)中选择的滤波器对输入信号进行滤波。通过以下参考附图详细地描述优选的实施例，可以使本专利技术上述的目的和优点更加明显。附图说明图1示出了一个具有1/n截止频率的低通滤波器的频率特性；图2示出了许多单元滤波器特性，它由图1中的低通滤波器的分样冲击特性形成；图3示出了各个单元滤波器的频率特性，它的特性在图2中已描述；图4的方框图描述了根据本专利技术的一个多相滤波器的实施例；图5示出了图4中描述的滤波器组的母滤波器的冲击响应特性；图6示出了具有图5所示的冲击响应特性的母滤波器的频率特性；图7示出了图4中所示滤波器组的冲击响应特性；图8示出了图4中所示的滤波器组的频率特性；图9示出了图4中所示的滤波器组的群延迟特性；图10和图11示出了随着一个使用凯塞窗方法的低通FIR滤波器组成的母滤波器的β值变化的振幅和相位特性；图12示出了使用凯塞窗方法的低通FIR滤波器组成的母滤波器的群延迟特性的波动和β值之间的关系；图13和图14描述了使用凯塞窗方法的低通FIR滤波器组成的滤波器组的振幅和群延迟特性；图15描述了产生10％的群延迟误差的带宽与滤波器分支数之间的关系；图16是根据本专利技术的一个实施例的定时误差补偿装置的方框图；图17是图16中描述的鉴相器的详细方框图；图18是图16中描述的多相滤波器的详细电路图；图19和图20分别是定时误差补偿前、后的信号的眼图。下文描述的是根据本专利技术的一个多相滤波器的实施例。本专利技术的多相滤波器是独立于母滤波器的传输函数的一组滤波器。每个独立的滤波器称为单元滤波器，它们具有不同的群延迟特性，该群延迟具有相同的增量。即，组成多相滤波器的多个相应的单元滤波器是根据插值法来配置的，它们具有相同的振幅特性以及预定低通带的不同数值的群延迟，并在给定范围内保持线性特性。也就是说，多相滤波器是一组具有相同的振幅特性而具有不同的群延迟特性的线性滤波器。这里，母滤波器定义为截止频率为1/n并有L*n个抽头(tap)的低通FIR滤波器，母滤波器的传输函数的频率特性如图1所示。具有如图1所示频率特性的母滤波器的冲击响应特性如图2所示。当图2中描述的母滤波器的冲击响应特性被具有(2π/n)相位的时钟信号分样到1/n时，可形成n个单元滤波器，其中第一个滤波器的采样数据为-2n，-n，0(中心抽头)，n，2n，第二个滤波器的采样数据为-2n＋1，-n＋1，1，n＋1，2n＋1，第n个滤波器的采样数据为-2n-1，-n-1，-1，n-1，2n-1。所以，当具有截止频率为(1/n)的低通滤波器的冲击响应被n次分样为(1/n)时，分样时钟信号的相位增加(2π/ns)，各个单元滤波器的频率特性为一个如图3描述的全通滤波器特性。此时，分样后的n个单元滤波器各自的冲击响应可认为是单元滤波器的系数。这里，分样时钟信号的相位正比于群延迟特性。图4的方框图描述了根据本专利技术的多相滤波器的一个实施例。根据图4，一个多相滤波器1由具有不同延迟特性的n个滤波器(1.1～1.n)组成。鉴相器2检测输入信号的相位并对应检测的相位在n个滤波器(1.1～1.n)中选择出一个滤波器。当输入信号被选择的滤波器滤波后，就可输出经相位补偿的信号。此时，当多相滤波器1的群延迟称为Gn时，Gn可由下面公式(1)计算Gn=L-12+nTsm......(1)]]>这里，m、L和Ts分别表示一个正数，一个滤波器组的抽头数，以及一个采样周期。表示滤波器组本身的延迟。为了用上面的公式(1)设计多相滤波器1，我们作如下的假设。本文档来自技高网...

【技术保护点】
多相滤波器由一系列具有不同群延迟特性的滤波器组组成，群延迟特性从具有（Ｆｓ／２ｎ）通带的母滤波器中获取冲击响应，其中Ｆｓ是采样频率，ｎ是一个正数，根据具有（２↑［＊］π／ｎｓ）相位差的许多时钟信号重新采样所述获取的冲击响应，使用所述重新采样的各冲击响应作为各单元滤波器的传输特性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高祯完，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]