取樣率轉(zhuǎn)換器與用于其中的比率估測器及其比率估測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種取樣率轉(zhuǎn)換器與用于其中的比率估測器及其比率估測方法；特別 是指一種不需要緩存器儲存轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的取樣率轉(zhuǎn)換器與用于其中的比率估測器及其比率 估測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] -般而言，取樣率轉(zhuǎn)換器用以轉(zhuǎn)換具有不同取樣頻率的數(shù)字訊號。舉例而言，聲音 光盤（compactdisc,CD)的數(shù)據(jù)格式，具有取樣頻率44. 1kHz;而數(shù)字音頻磁帶（digital audiotape，DAT)的數(shù)據(jù)格式，則具有48kHz的取樣頻率。若要將具有⑶數(shù)據(jù)格式的音頻 數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為具有DAT數(shù)據(jù)格式的音頻數(shù)據(jù)，則其取樣頻率需要被轉(zhuǎn)換以得到正常的音頻 數(shù)據(jù)。避免在音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，聽到"加速"或"減速"的聲音。
[0003] 一種典型的取樣率轉(zhuǎn)換器，為異步取樣率轉(zhuǎn)換器（asynchronoussamplerate convertor,ASRC)。ASRC將輸入的訊號，通過插值計算，還原為取樣頻率高的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，并將 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)儲存于緩存器中。再以輸出的數(shù)字訊號所需要的取樣頻率，讀取緩存器中的轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)，即可順利轉(zhuǎn)換具有不同取樣頻率的數(shù)字訊號。
[0004] 圖1示意取樣率轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換方法。如圖1所示，實線箭號示意具有輸入取樣頻 率的輸入訊號，虛線箭號示意具有輸出取樣頻率的輸出訊號。通過多項式插值計算電路對 輸入訊號的插值運算，可以得到取樣點較多的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)訊號，并將轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)訊號輸入緩存 器中，成為轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。再根據(jù)比率訊號與轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，產(chǎn)生具有輸出取樣頻率的輸出訊號，如 圖中虛線箭號所示意。若頻寬有限，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)是可以還原原來的訊號的，利用插值運算與輸 入取樣頻率及輸出取樣頻率的比率，可以將轉(zhuǎn)換資料轉(zhuǎn)換為不同取樣頻率，以應(yīng)用于不同 的數(shù)據(jù)格式。
[0005] 美國專利案第7, 948, 405號所揭示的取樣率轉(zhuǎn)換器包含緩存器。如圖2所示意， 將轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)儲存于暫存記中，也就是利用輸入取樣頻率產(chǎn)生輸入訊號指標(biāo)，以將輸入數(shù)據(jù) 寫入緩存器中，并以插值運算將轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)儲存至此緩存器。再利用輸出取樣頻率產(chǎn)生輸出 訊號指標(biāo)，以將輸出數(shù)據(jù)讀出。
[0006] 然而，為避免發(fā)生讀取數(shù)據(jù)的輸出訊號指標(biāo)超越寫入數(shù)據(jù)的輸入訊號指標(biāo)，造成 讀取已經(jīng)讀過的數(shù)據(jù)；或是寫入數(shù)據(jù)的輸入訊號指標(biāo)超越讀取數(shù)據(jù)的輸出訊號指標(biāo)，造成 未讀取的數(shù)據(jù)被覆寫。所以，前述ASRC需要儲存容量很大的緩存器，以儲存轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，并不 符合經(jīng)濟效益。因此，本發(fā)明就現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種取樣率轉(zhuǎn)換器與用于其中的比率 估測器及其比率估測方法。不需要利用緩存器，而可以降低制造成本，并提高取樣率轉(zhuǎn)換的 效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種取樣率轉(zhuǎn)換器與用于其 中的比率估測器及其比率估測方法。不需要利用緩存器，而可以降低制造成本，并提高取樣 率轉(zhuǎn)換的效率。
[0008] 為達上述目的，就其中一觀點言，本發(fā)明提供了一種取樣率轉(zhuǎn)換器，用以接收具有 一輸入取樣頻率的一輸入訊號，并產(chǎn)生具有一輸出取樣頻率的一輸出訊號，該取樣率轉(zhuǎn)換 器包含：一比率估測器，用以接收一輸入頻率訊號與一輸出頻率訊號，并產(chǎn)生一比率訊號， 其中，該輸入頻率訊號對應(yīng)該輸入取樣頻率，該輸出頻率訊號對應(yīng)該輸出取樣頻率，且該比 率訊號相關(guān)于該輸入取樣頻率與該輸出取樣頻率；一多項式插值計算電路，與該比率估測 器耦接，用以根據(jù)一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)訊號與該比率訊號，產(chǎn)生一多項式插值訊號；一上取樣濾波 器，與該多項式插值計算電路耦接，并根據(jù)該輸入訊號，以產(chǎn)生該轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)訊號；以及一下 取樣濾波器，與該多項式插值計算電路耦接，并根據(jù)該多項式插值訊號，以產(chǎn)生該輸出訊 號；其中，該比率估測器包括：一減法器，用以根據(jù)該輸入頻率訊號與一第二階比率訊號， 產(chǎn)生一誤差訊號；一第一階積分器，與該減法器耦接，并根據(jù)該誤差訊號，產(chǎn)生一第一階比 率訊號；以及一第二階積分器，與該第一階積分器耦接，并根據(jù)該第一階比率訊號，產(chǎn)生該 第二階比率訊號。
[0009] 為達上述目的，就另一觀點言，本發(fā)明也提供一種用于取樣率轉(zhuǎn)換器的一比率估 測器，該取樣率轉(zhuǎn)換器用以接收具有一輸入取樣頻率的一輸入訊號，并產(chǎn)生具有一輸出取 樣頻率的一輸出訊號，該比率估測器用以接收一輸入頻率訊號與一輸出頻率訊號，并產(chǎn)生 一比率訊號，其中，該輸入頻率訊號對應(yīng)該輸入取樣頻率，該輸出頻率訊號對應(yīng)該輸出取樣 頻率，且該比率訊號相關(guān)于該輸入取樣頻率與該輸出取樣頻率，該比率估測器包含：一減法 器，用以根據(jù)該輸入頻率訊號與一第二階比率訊號，產(chǎn)生一誤差訊號；一第一階積分器，與 該減法器耦接，并根據(jù)該誤差訊號，產(chǎn)生一第一階比率訊號；以及一第二階積分器，與該第 一階積分器耦接，并根據(jù)該第一階比率訊號，產(chǎn)生該第二階比率訊號。
[0010] 在其中一種較佳的實施型態(tài)中，該比率估測器還包含一輸入積分器，與該減法器 耦接，用以接收該輸入頻率訊號，以產(chǎn)生一歸一化訊號，輸入該減法器。
[0011] 在其中一種較佳的實施型態(tài)中，該比率估測器還包含一截取電路，與該減法器耦 接，用以接收該第二階比率訊號，以產(chǎn)生該比率訊號。
[0012] 在前述的實施型態(tài)中，該第一階積分器較佳地根據(jù)以下運算，將該誤差訊號轉(zhuǎn)換 為該第一階比率訊號：
【主權(quán)項】
1. 一種取樣率轉(zhuǎn)換器，用以接收具有一輸入取樣頻率的一輸入訊號，并產(chǎn)生具有一輸 出取樣頻率的一輸出訊號，其特征在于，該取樣率轉(zhuǎn)換器包含： 一比率估測器，用以接收一輸入頻率訊號與一輸出頻率訊號，并產(chǎn)生一比率訊號，其 中，該輸入頻率訊號對應(yīng)該輸入取樣頻率，該輸出頻率訊號對應(yīng)該輸出取樣頻率，且該比率 訊號相關(guān)于該輸入取樣頻率與該輸出取樣頻率； 一多項式插值計算電路，與該比率估測器耦接，用以根據(jù)一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)訊號與該比率訊 號，產(chǎn)生一多項式插值訊號； 一上取樣濾波器，與該多項式插值計算電路耦接，并根據(jù)該輸入訊號，以產(chǎn)生該轉(zhuǎn)換數(shù) 據(jù)訊號；以及 一下取樣濾波器，與該多項式插值計算電路耦接，并根據(jù)該多項式插值訊號，以產(chǎn)生該 輸出訊號； 其中，該比率估測器包括： 一減法器，用以根據(jù)該輸入頻率訊號與一第二階比率訊號，產(chǎn)生一誤差訊號； 一第一階積分器，與該減法器耦接，并根據(jù)該誤差訊號，產(chǎn)生一第一階比率訊號；以及 一第二階積分器，與該第一階積分器耦接，并根據(jù)該第一階比率訊號，產(chǎn)生該第二階比 率訊號。
2. 如權(quán)利要求1所述的取樣率轉(zhuǎn)換器，其中，該比率估測器還包含一輸入積分器，與該 減法器耦接，用以接收該輸入頻率訊號，以產(chǎn)生一歸一化訊號，輸入該減法器。
3. 如權(quán)利要求1所述的取樣率轉(zhuǎn)換器，其中，該比率估測器還包含一截取電路，與該減