[发明专利]一种改进型级联积分梳妆插值滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及音频采样数据处理技术领域，具体涉及一种能同时改善通带滚降和增大阻带衰减的级联积分梳妆插值滤波器。

背景技术

插值滤波器是∑-Δ数模转换器中的重要组成部分，用来提高数字信号的采样率，从而保证后一级∑-Δ调制器的正常工作。积分梳妆滤波器经常被用作多级插值滤波器的最后一级，用以实现较高倍数的插值和低通滤波。积分梳妆滤波器其优点是实现时不需要乘法器，且系数为整数，不需要电路来存储系数，同时可以通过置换原则，使得插值部分工作在较低频率，在相同的滤波特性下与其他FIR滤波器相比，其更能节约硬件开销。经过仿真，插值率为32的一阶积分梳妆滤波器的第一旁瓣相对于主瓣的衰减最大约为15dB，这样的阻带衰减根本达不到整体插值滤波器的设计要求。

为了改善积分梳妆滤波器的性能，一般采用级联积分梳妆滤波器(CIC滤波器)。但是CIC滤波器仍然存在较高的通带滚降(passband droop)和阻带衰减的不足。

递归CIC插值滤波器的系统函数如下所示：

Hcic(z)=[1M1-z-M1-z-1]N]]>

其中，M为插值率，决定了通带的大小；N为级联滤波器的个数，也就是滤波器的阶数，从而加深阻带衰减，Z^-1为延迟单元；

CIC滤波器的频率响应为：

H(ejω)=[1Me-jω(M-1)/2sin(ωM/2)sin(ω/2)]N]]>

其中，j为表示虚数，ω为角频率。

CIC插值滤波器包括两部分：积分器和梳状滤波器，每一部分级联了N个相同的滤波器。根据置换原则将插值因子放到梳妆滤波器之后，就可使其工作在较低频率，并节省了M-1个存储单元，CIC插值滤波器框图如图1所示。

由于CIC插值滤波器可以实现较高倍数的插值，通常作为多级插值滤波器的后一级。

这种递归算法的CIC滤波器之所以被经常用作插值滤波器主要是因为其有以下几点优点：(1)没有乘法器；(2)不需要存储滤波器系数的存储器；(3)规则的对称的结构；(4)可以实现相当大的范围的采样频率转化；(5)不需要复杂时钟和外部控制。