本发明专利技术涉及一种方法，用于在数字域处理数字输入信号（ｘ（ｉ）），包括：使用采样频率（ｆｓ）对所述数字输入信号（ｘ（ｉ））的宽带输入频率进行采样，其中使用抽取因子（Ｄ）进行抽取，利用可配置延迟，对采样得到的输入频率执行线性成形，生成包含线性成形的输入频率的输出信号（ｙ（ｉ）），其中输出信号（ｙ（ｉ））具有与所述输入信号（ｘ（ｉ））相同的采样频率。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于处理数字输入信号的方法，例如用于在数字扬声 器系统中的应用。进一步地，本专利技术涉及数字滤波器电路，特别是用 在数字扬声器系统中的数字滤波器电路。
技术介绍
在很多应用中，数字滤波器已代替传统的模拟滤波器。特别地， 高频数字滤波器在无线网络设备和其他射频应用(如有源扬声器系统) 中的使用日益广泛。有源扬声器系统的数字声音质量由交叉网络(crossover network) 和功率放大器提供，并由于受到高级的MOSFET工艺和集成电路设计 技术的驱使，在近些年得到充分提高。有源扬声器(如多路扬声器系 统)，包括从特定生产商可知的交叉网络(如T+A)。有源交叉网络 需要大容量的电感和电容。在通常的交叉网络中，不论是有源的还是 无源的，对应每一个交叉中的一个通带，总会在整体响应中引入群时 延失真。特别地，数字交叉网络使用大量的处理时间用于数字滤波。 进一步地，已知的支持直接使用有限脉冲响应(finite-impulse response, FIR)的数字滤波器(用于低频的高Q成形滤波)呈现出非常长的脉冲 响应，并因此通常呈现出非常高的实现复杂度。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种改进的方法，用于处理数字输 入信号，该方法具有改进的抑制特性而没有很大地增加滤波器特性的 复杂度。进一步地，本专利技术的目的在于提供具有低复杂度解决方案的 数字滤波器电路。通过在数字域用于处理数字输入信号X (i)的方法，可以实现以上提到的目的，该方法包括使用采样频率fs采样所述数字输入信号x (i)的宽带输入频率，使用抽取因子D进行抽取。通过可配置的延迟，线性成形采样得到的输入频率， 产生输出信号y (i)，其包含线性成形的输入频率，其中输出信号y (i)具有与所述输入信号X (i)相同的采样频率。本专利技术的关键在于数字输入信号X(i)的线性成形。本专利技术提供用 于数字滤波器结构的新颖技术，其使得可以实现根据所需幅度和相位响应的成形滤波器。在这种方法中，与采样频率fs相比，甚至对于非 常低频率的高Q成形滤波函数，也能获得较低的实现复杂度。在本专利技术的优选实施例中，在每一级N，釆样频率fs被预先设定 的抽取因子D抽取成抽取器输出信号，抽取输出信号具有频率fs/Dn， 其中n等于0到N。较佳地，抽取因子D是2。当预先设定的抽取因 子D是2时，输入频率的一半带宽被用于线性成形。换句话说所提 议的结构包括连续线性相位半频带抽取滤波器(特别是FIR滤波器) 链，以将输入信号x (i)分割成倍频间隔的频带(简称为"分析链")， 其中从一级N到下一级N+1，采样频率fs被除以2。在本专利技术进一步的实施例中，所述抽取器输出信号通过数字成形 滤波器组(digital shaping filter bank)(具有不同的通带以及可配置的 延迟)线性成形为成形滤波器输出信号。针对抽取器输出信号的线性 成形滤波，多个单个FIR滤波器被通过这样一种方式进行特别设计， 即整体结构接近所需的整体目标响应。然后，所述成形滤波器输出信号被同一个预先设定的抽取因子D(如D=2)上采样和插值成所述输出信号y (i)。换句话说使用连 续的半频带插值器(如FIR插值器)链，成形滤波器组的成形滤波器 输出信号被2上采样(upsample)。在这种方式中，相同釆样频率fs 的信号在下一次上采样之前被相加(简称为"合成链")。 较佳的数字滤波器电路包括至少一个分析链，用于使用采样频率fs采样数字输入信号x (i)的宽带输入频率，使用抽取因子D进行抽取，至少一个数字成形滤波器组，连接到所述分析链的输出，用于利 用可配置延迟对采样得到的输入频率进行线性成形，至少一个合成链，连接到所述数字成形滤波器组的输出，用于产生包含所述线性成形输入频率的输出信号y (i)，其中输出信号y (i) 具有与输入信号x (i)相同的采样频率。所述分析链包括至少一个抽取器，使用低通滤波和遵从采样定理的后续下采样对所述数字输入信号x (i)进行抽取，产生抽取器输出信号。此外，所述分析链包括至少两个抽取器，其中所述抽取器中至 少一个的抽取器输出信号是所述抽取器中另一个的抽取器输入信号。例如，使用例如FIR半频带抽取器链，数字输入信号x (i)被抽取因 子D (其值为2)连续下采样。分析链的抽取器输出信号被馈送到成形滤波器组(包括单独FIR 成形滤波器)。所述成形滤波器组特别包括至少两个线性相位有限脉冲 响应成形滤波器(随后简称为FIR成形滤波器)，每一个FIR成形滤 波器具有可配置的一定长度的非零脉冲响应，并依次具有可配置的延 迟，且所述抽取器输出信号或抽取器输入信号之一输入哪一个FIR成 形滤波器，哪一个FIR成形滤波器便因此产生成形滤波器输出信号。 这样设计的单个FIR成形滤波器使得以最小的复杂度(即最少数目的 乘法)实现灵活的滤波器。进一步地，为了设计成形滤波器组，首先 通过使用高斯脉冲(其宽度与频率成比例或其宽度根据所谓的MEL 比例随频率的不同而变化)对传递函数进行滤波来清理整体目标频率 响应。也可使用其他脉冲替代高斯脉冲。清理后，整体目标频率响应 被一组交叠的、频率相关的加权函数加权，以获取针对成形滤波组中 单个FIR成形滤波器的目标响应。这些单个FIR成形滤波器被设计以 在频域使用最小二乘法。进一步地，合成链包括被馈送以成形滤波器输出信号的至少一个 加法器和一个插值器，由此成形滤波输出信号被上釆样并插值以产生 插值器输出信号，并由此所述加法器对一个所述成形滤波输出信号和 一个所述插值器输出信号(两者都有相同的采样频率fs)求和，因此产生加法输出信号y (0。特别地，合成链包括至少两个所述插值器和至少两个所述加法器，其中至少一个所述插值器的所述成形滤波器 输出信号是加法器的加法器输出信号。在进一步的实施例中，所有的插值器通过所有抽取器的相同的抽取因子D插值，其中抽取因子是二。换句话说成形滤波器输出信号被馈送到连续半频带插值器链，连续半频带插值器链通过值为2的因子以这样的方式执行上采样，在下一 次插值/上采样之前将具有相同釆样频率fs的信号相加。所描述的数字滤波器电路可用于设计有源扬声器系统(具有数字 交叉网络和用于每一个扬声器的单个数字功率放大器)中的联合交叉 和成形网络。进一步地，本专利技术可用于一种使用针对所有滤波器的目 标响应(可源自测量数据)设计宽带成形滤波器的方法。在构造用于扬声器系统中的数字交叉网络的成形滤波器组的应 用中，其中全部的输入频带可在多个扬声器中被分割，每一个扬声器具有其相应的频带，可以使用单个合成链，因此减少计算的复杂度。 进一步地，既然每一个扬声器只覆盖输入频带的一部分，可节省用于每个扬声器的成形滤波器组中的FIR成形滤波器数目，因此更减少了复杂度。以这种方式，用于扬声器系统的数字交叉网络的复杂度主要由用于最高频率的组件(可只用于高频扬声器)的FIR成形滤波器决 定，亦即复杂度并不随扬声器系统中的扬声器的数目显著增长。附图说明前述的或其他本专利技术的目的、特性和优点将从以下，特别是对本专利技术的实施例的描述并结合附图变得明显。附图中图1示出了具有分析链、成形滤波器组和合成链的数字滤波器电 路的示意图，图2示出了用于处理交叉网络(用于数字有源扬声器系统)中数本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种方法，用于在数字域处理数字输入信号（ｘ（ｉ）），包括： 使用采样频率（ｆｓ）对所述数字输入信号（ｘ（ｉ））的宽带输入频率进行采样，其中使用抽取因子（Ｄ）进行抽取， 利用可配置延迟，对采样得到的输入频率执行线性成形， 生 成包含线性成形的输入频率的输出信号（ｙ（ｉ）），其中输出信号（ｙ（ｉ））具有与所述输入信号（ｘ（ｉ））相同的采样频率。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯白瑞，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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