[发明专利]一种数字方法实现的预加重滤波器

权利要求书

1、一种数字方法实现的预加重滤波器，其特征在于包括时分复用模块、控 制模块、采样数据存储模块、系数存储模块、运算模块和解时分复用模块，其 中：

时分复用模块将左右两路音频采样信号进行时分复用合成为一路信号，输 入到采样数据存储模块进行后续滤波运算；

解时分复用模块将运算模块输出的滤波后信号进行解时分复用，得到左右 两路滤波后信号；

采样数据存储模块将时分复用模块输出的数据存储起来，以便进行相应的 运算；采样数据存储模块所存数据个数等于滤波器的系数个数加一；时分复用 模块每输出一个新数据，将其顺序存储到采样数据存储模块中，若采样数据存 储模块已满，则删除第一个数据，将后面数据依次前移，将新数据存储至最后 一个位置；

在每个采样数据到来时，控制模块按照一定的时序控制采样数据存储模块 和系数存储模块依次输出所存数据，具体操作为：控制模块从采样数据存储模 块首地址开始取出两个数据，从系数存储模块首地址开始取出一个系数，输入 到运算模块进行相应的运算，然后依次增加采样数据存储模块和系数存储模块 的地址值，每次都取出两个采样数据和一个系数并输出，当采样数据存储模块 和系数存储模块所存数据都输出之后，本轮操作结束；当下一个采样数据输入 时，控制模块按同样的方式进行下一轮操作；

运算模块将采样数据存储模块输出的两个采样数据取出相加，并同系数存 储模块中取出的系数进行相乘，所得的数再送入累加器进行累加，从而完成对 数据的滤波；运算模块只使用单个乘法累加器(MAC)单元，采用时分复用的工 作方式，在一个数据采样周期内完成滤波所需的所有乘加运算；

系数存储模块存储量化后的FIR滤波器系数h_q(n)，系数存储模块所存数据 个数等于滤波器系数个数加一的一半；其中获得h_q(n)的方法为：

步骤一设定预加重滤波器参数指标：

音频采样频率f_s从前一个模块(音频延时模块)输入，滤波器长度N定义 为任意奇数，预加重时间常数τ根据国家标准定义；

步骤二建立预加重FIR滤波器设计模型，即列出求解脉冲响应h(n)的方程 式：

E(ω)=Hd(ω)-H(ω)]]>

=[1+τ2(ωfs)2]-[Σn=0(N-1)/2a(n)cos(ωn)],(0≤ω≤π)]]>

则求解脉冲响应h(n)的方程式，可描述为求一组系数a(n)，使其在实现逼近 的整个频带上，E(ω)的最大绝对值达到极小，且不超过设定值δ；

步骤三求出所需预加重滤波器的系数h(n)：通过使用瑞梅兹交换算法，求 出步骤二中所述逼近问题的解a(n)，然后根据下面公式

a(n)=h(N-12),n=02h(N-12-n),n=1,2,...,(N-1)/2]]>

进一步可得到h(n)的值以及实际频率响应函数H(e^jω)；

步骤四步骤三所求的预加重滤波器的系数h(n)，其取值范围为(-1，1)，故 对其进行Q位量化且小数部分取Q-1位，得到h_q(n)，h_q(n)相对于h(n)精度损失很 小；在利用存储器存储滤波器系数时，每个系数需要Q位宽度。

2、根据权利要求1所述的预加重滤波器，其特征在于使用FPGA实现。