偽隨機(jī)二進(jìn)制序列的頻譜成形的制作方法
【專利摘要】本公開涉及偽隨機(jī)二進(jìn)制序列的頻譜成形。生成具有第一采樣率的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列?；趥坞S機(jī)二進(jìn)制序列，數(shù)字濾波器生成具有第二采樣率的在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列。第二采樣率等于第一采樣率乘以L>1的整數(shù)上采樣因子。數(shù)字濾波器包括L個(gè)濾波器支路，L個(gè)濾波器支路包括一個(gè)或多個(gè)濾波器支路的第一子集以及一個(gè)或多個(gè)濾波器支路的第二子集。第一子集中的每個(gè)濾波器支路生成等于濾波器支路的輸入的二進(jìn)制輸出。第二子集中的每個(gè)濾波器支路生成關(guān)于濾波器支路的輸入反相的二進(jìn)制輸出。
【專利說(shuō)明】
偽隨機(jī)二進(jìn)制序列的頻譜成形
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本申請(qǐng)涉及在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列的生成以及在其中生成在頻譜上 成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于各種類型的應(yīng)用，已知使用偽隨機(jī)二進(jìn)制序列。這樣的應(yīng)用的示例為抖動(dòng)、斬 波和擴(kuò)頻技術(shù)。
[0003] 通常，生成偽隨機(jī)二進(jìn)制序列以接近白噪聲特性。然而，在一些情況下，偽隨機(jī)二 進(jìn)制序列的頻譜成形可能是理想的。雖然這樣的頻譜成形可以通過(guò)對(duì)具有白噪聲特性的偽 隨機(jī)二進(jìn)制序列濾波來(lái)實(shí)現(xiàn)，然而這樣的數(shù)字濾波可能導(dǎo)致電路復(fù)雜性的明顯增加。例如， 濾波可能導(dǎo)致單比特偽隨機(jī)二進(jìn)制序列到多比特信號(hào)的變換，并且這樣的多比特信號(hào)可能 不能直接適用于意圖目的，例如通過(guò)控制開關(guān)來(lái)斬波。因此，可能需要多比特信號(hào)到單比特 信號(hào)的變換，這增加了復(fù)雜性。在其他情況下，可以這樣使用多比特信號(hào)，但是需要使用比 在單比特信號(hào)的情況下更復(fù)雜的部件。例如，如果將偽隨機(jī)二進(jìn)制序列應(yīng)用于抖動(dòng)，則可能 需要使用多比特?cái)?shù)模變換器(DAC)而非單比特DAC。
[0004] 因此，需要一種使得能夠高效地生成在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)實(shí)施例，生成具有第一采樣率的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列。基于偽隨機(jī)二進(jìn)制序列， 數(shù)字濾波器生成具有第二采樣率的在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列。第二采樣率等于第 一采樣率乘以L>1的整數(shù)的上采樣因子。數(shù)字濾波器包括L個(gè)濾波器支路，L個(gè)濾波器支路包 括一個(gè)或多個(gè)濾波器支路的第一子集以及一個(gè)或多個(gè)濾波器支路的第二子集。第一子集中 的每個(gè)濾波器支路生成等于濾波器支路的輸入的二進(jìn)制輸出。第二子集中的每個(gè)濾波器支 路生成關(guān)于濾波器支路的輸入反相的二進(jìn)制輸出。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例，可以提供其他設(shè)備或方法。這樣的實(shí)施例結(jié)合附圖 根據(jù)以下詳述的描述將會(huì)很清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0007] 圖1示意性地圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的設(shè)備；
[0008] 圖2示意性地圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的設(shè)備的實(shí)現(xiàn)，其基于多相數(shù)字濾波器； [0009]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的設(shè)備，其基于具有第一階高通濾波器特性的數(shù)字 濾波器；
[0010] 圖4示出沒(méi)有頻譜成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列的FFT(快速傅里葉變換)頻譜；
[0011] 圖5示出用于如圖3所示的數(shù)字濾波器配置的具有頻譜成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列 的FFT頻譜；
[0012] 圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的設(shè)備，其基于具有第二階高通濾波器特性的數(shù)字 濾波器；
[0013] 圖7示出用于如圖6所示的數(shù)字濾波器配置的具有頻譜成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列 的FFT頻譜；
[0014] 圖8示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的設(shè)備，其基于具有帶通濾波器特性的數(shù)字濾波器；
[0015] 圖9示出用于如圖8所示的數(shù)字濾波器配置的具有頻譜成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列 的FFT頻譜；以及
[0016] 圖10示出用于示意性地圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的生成在頻譜上成形的偽隨機(jī) 二進(jìn)制序列的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面，將參考附圖詳細(xì)描述各種實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意，這些實(shí)施例僅用作示例，而不 應(yīng)當(dāng)被理解為限制。例如，雖然實(shí)施例具有多個(gè)特征，然而其他實(shí)施例可以包括更少特征 和/或替選特征。另外，可以將來(lái)自不同實(shí)施例的特征組合，除非另外具體指出。
[0018] 下面說(shuō)明的實(shí)施例涉及在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列的生成以及對(duì)應(yīng)配置 的設(shè)備(例如偽隨機(jī)序列生成器或者配備有偽隨機(jī)序列生成器的設(shè)備）。在頻譜上成形的偽 隨機(jī)二進(jìn)制序列可以基于由線性反饋移位寄存器(LFSR)生成的原始偽隨機(jī)二進(jìn)制序列。然 而，也可以使用其他種類的偽隨機(jī)序列生成器(PN生成器）。
[0019] 在所說(shuō)明的示例中，數(shù)字濾波器基于原始偽隨機(jī)二進(jìn)制序列生成在頻譜上成形的 偽隨機(jī)二進(jìn)制序列。原始偽隨機(jī)二進(jìn)制序列具有第一采樣率，在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn) 制序列具有第二采樣率，第二采樣率關(guān)于第一采樣率增加L>1的整數(shù)上采樣因子。數(shù)字濾波 器具有L個(gè)濾波器支路，L個(gè)濾波器支路包括一個(gè)或多個(gè)濾波器支路的第一子集以及一個(gè)或 多個(gè)濾波器支路的第二子集。第一子集中的每個(gè)濾波器支路被配置成生成等于濾波器支路 的輸入的二進(jìn)制輸出。例如，如果濾波器支路的輸入對(duì)應(yīng)于1或-1，則濾波器支路的二進(jìn)制 輸出會(huì)分別對(duì)應(yīng)于1或-1。在另一示例中，如果濾波器支路的輸入對(duì)應(yīng)于1或0,則濾波器支 路的二進(jìn)制輸出會(huì)分別對(duì)應(yīng)于1或0。這樣的行為可以通過(guò)將濾波器支路配置成實(shí)現(xiàn)乘以濾 波器系數(shù)1的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。第二子集中的每個(gè)濾波器支路被配置成生成關(guān)于濾波器支路的 輸入反相的二進(jìn)制輸出。例如，如果濾波器支路的輸入對(duì)應(yīng)于1或-1，則濾波器支路的二進(jìn) 制輸出會(huì)分別對(duì)應(yīng)于-1或1。這樣的行為可以通過(guò)將濾波器支路配置成實(shí)現(xiàn)乘以濾波器系 數(shù)-1的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。在另一示例中，如果濾波器支路的輸入對(duì)應(yīng)于1或〇，則濾波器支路的二 進(jìn)制輸出可以分別對(duì)應(yīng)于0或1。這樣的行為可以通過(guò)將濾波器支路配置成實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制逆操 作（inversion operation)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0020] 由于上采樣以及濾波器支路的特性，能夠?qū)崿F(xiàn)比特長(zhǎng)度與原始偽隨機(jī)二進(jìn)制序列 相同的在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列。例如，如果原始偽隨機(jī)二進(jìn)制序列為單比特信 號(hào)，則在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列也可以被生成為單比特信號(hào)。這使得能夠?qū)⒃陬l 譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列直接應(yīng)用于控制一個(gè)或多個(gè)開關(guān)，例如用于斬波信號(hào)的目 的，或者用于結(jié)合低復(fù)雜度部件(諸如單比特DAC)來(lái)使用在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序 列。
[0021]圖1示意性地圖示根據(jù)以上提及的原理操作的設(shè)備的示例。如所說(shuō)明的，設(shè)備包括 例如基于LFSR的PN生成器110 JN生成器110以第一采樣率生成原始偽隨機(jī)二進(jìn)制序列X
[k]，第一采樣率在圖1中用Fsl表示。在圖1的示例中，假定原始偽隨機(jī)二進(jìn)制序列x[k]由值 為1或者-1的樣本形成。
[0022] 另外，設(shè)備包括上采樣級(jí)120。上采樣級(jí)120接收原始偽隨機(jī)二進(jìn)制序列x[k]并且 以上采樣因子L執(zhí)行原始偽隨機(jī)二進(jìn)制序列x[k]的上采樣。這通過(guò)零填充來(lái)實(shí)現(xiàn)，即通過(guò)根 據(jù)偽隨機(jī)二進(jìn)制序列x[k]生成具有第二采樣率的上采樣偽隨機(jī)二進(jìn)制序列X'[k]，第二采 樣率在圖1中用Fsh表示，第二采樣率通過(guò)上采樣因子L被增加。上采樣偽隨機(jī)二進(jìn)制序列X ' [k]包括原始偽隨機(jī)二進(jìn)制序列x[k]的樣本，這些樣本通過(guò)值為零的L-1個(gè)樣本而被間隔 開。
[0023] 另外，設(shè)備包括以第二采樣率Fsh操作的數(shù)字濾波器150。如所說(shuō)明的，數(shù)字濾波器 150包括接收上采樣偽隨機(jī)二進(jìn)制序列x'[k]的延遲寄存器160的系列。特別地，系列中的第 一延遲寄存器160接收上采樣偽隨機(jī)二進(jìn)制序列x'[k]，將其延遲一個(gè)樣本持續(xù)時(shí)間，并且 然后將其傳遞給系列中的下一延遲寄存器160(如果存在）。系列中的下一延遲寄存器160接 收延遲后的上采樣偽隨機(jī)二進(jìn)制序列X' [k]，將其延遲一個(gè)樣本持續(xù)時(shí)間，并且然后將其傳 遞給系列中的下一延遲寄存器160(如果存在）。上采樣偽隨機(jī)二進(jìn)制序列x'[k]的這一序列 延遲繼續(xù)直到到達(dá)系列中的最末延遲寄存器160。延遲寄存器160的數(shù)目為L(zhǎng)-1。因此，存在 至少一個(gè)延遲寄存器160。取決于獲取期望頻譜成形所需要的濾波特性，可以增加延遲寄存 器160的數(shù)目，并且可以相應(yīng)地適配上采樣因子L。
[0024] 在系列中的第一延遲寄存器160的輸入以及在系列中的每個(gè)延遲寄存器160的輸 出處，設(shè)置有抽頭，其饋送數(shù)字濾波器150的對(duì)應(yīng)濾波器支路。在所說(shuō)明的示例中，數(shù)字濾波 器150提供L個(gè)濾波器支路。每個(gè)濾波器支路包括數(shù)字乘法器170以實(shí)現(xiàn)乘以對(duì)應(yīng)的濾波器 系數(shù)ci的操作，其中i = 1，…，L。濾波器支路的輸出被饋送給求和級(jí)180，求和級(jí)180對(duì)所有 濾波器支路的輸出求和以生成在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列z[k]。在頻譜上成形的偽 隨機(jī)二進(jìn)制序列z具有第二采樣率Fsh。
[0025] 如圖1中所表示的，濾波器系數(shù)^為1或-1。如果某個(gè)濾波器支路的濾波器系數(shù)(^為 1，則該濾波器支路的輸出等于濾波器支路的輸入，而不管與乘法相關(guān)聯(lián)的任何延遲。如果 某個(gè)濾波器支路的濾波器系數(shù)ci為-1，則該濾波器支路的輸出關(guān)于濾波器支路的輸入反 相，而不管與乘法相關(guān)聯(lián)的任何延遲。由于使用零填充的上采樣，僅其中一個(gè)濾波器支路對(duì) 在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列z[k]的每個(gè)樣本有貢獻(xiàn)。因此，在頻譜上成形的偽隨機(jī) 二進(jìn)制序列z[k]的樣本的值為1或-1，類似于在原始偽隨機(jī)二進(jìn)制序列x[k]中。也就是說(shuō)， 原始偽隨機(jī)二進(jìn)制序列x[k]和在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列z[k]二者具有相同的比 特長(zhǎng)度。特別地，原始偽隨機(jī)二進(jìn)制序列x[k]和在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列z[k]二 者均為單比特信號(hào)。
[0026] 圖2示意性地圖示根據(jù)以上提及的原理操作的設(shè)備的另外的示例。類似于圖1的設(shè) 備，設(shè)備包括例如基于LFSR的PN生成器110 JN生成器110以第一采樣率生成原始偽隨機(jī)二 進(jìn)制信號(hào)x[k]，第一采樣率也用F%表示。在圖2的示例中，也假定原始偽隨機(jī)二進(jìn)制序列X [k]由值為1或者-1的樣本形成。
[0027]另外，設(shè)備包括數(shù)字濾波器250。數(shù)字濾波器250被實(shí)現(xiàn)為多相濾波器。如所說(shuō)明 的，數(shù)字濾波器250包括接收原始偽隨機(jī)二進(jìn)制序列x[k]的L個(gè)并聯(lián)濾波器支路。也就是說(shuō)， 原始偽隨機(jī)二進(jìn)制序列x[k]的樣本同時(shí)作為輸入被饋送給每個(gè)濾波器支路。每個(gè)濾波器支 路包括數(shù)字乘法器270以實(shí)現(xiàn)乘以對(duì)應(yīng)的濾波器系數(shù)(^的操作，其中i = 1，…，L。濾波器支 路的輸出被饋送給復(fù)用器280,復(fù)用器280依次選擇濾波器支路之一的輸出。在所說(shuō)明的示 例中，假定復(fù)用器作為旋轉(zhuǎn)開關(guān)來(lái)操作。也就是說(shuō)，根據(jù)周期性圖案，復(fù)用器280逐個(gè)選擇濾 波器支路之一以生成在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列z[k]。復(fù)用器280以第二采樣率Fsh 操作，并且在復(fù)用器280的輸出處獲得的在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列z[k]因此具有 第二采樣率FSH。復(fù)用器280因此還實(shí)現(xiàn)到第二采樣率Fsh的上采樣，然而在這種情況下沒(méi)有 零填充。也如圖2中所說(shuō)明的，雖然復(fù)用器280以第二采樣率Fsh操作，然而數(shù)字濾波器250的 其他部分僅需要以較低的第一采樣率Fdt作。
[0028] 如圖2中所說(shuō)明的，濾波器系數(shù)^為1或-1。如果某個(gè)濾波器支路的濾波器系數(shù)(^為 1，則該濾波器支路的輸出等于濾波器支路的輸入，而不管與乘法相關(guān)聯(lián)的任何延遲。如果 某個(gè)濾波器支路的濾波器系數(shù)ci為-1，則該濾波器支路的輸出關(guān)于濾波器支路的輸入反 相，而不管與乘法相關(guān)聯(lián)的任何延遲。由于復(fù)用器280的操作，僅其中一個(gè)濾波器支路對(duì)在 頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列z[k]的每個(gè)樣本有貢獻(xiàn)。因此，在頻譜上成形的偽隨機(jī)二 進(jìn)制序列k的樣本的值為1或-1，類似于在原始偽隨機(jī)二進(jìn)制序列x[k]中。也就是說(shuō)，原始偽 隨機(jī)二進(jìn)制序列x[k]和在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列z[k]二者具有相同的比特長(zhǎng)度。 特別地，原始偽隨機(jī)二進(jìn)制序列x[k]和在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列z[k]二者均為單 比特信號(hào)。
[0029] 圖3示出基于圖2的架構(gòu)的設(shè)備的示例，其中數(shù)字濾波器250提供第一階高通濾波 器特性或第一階差分器特性。這通過(guò)具有兩個(gè)濾波器支路（即L = 2)的數(shù)字濾波器250的配 置來(lái)實(shí)現(xiàn)。第一濾波器支路的濾波器系數(shù)為C1 = l，而第二濾波器支路的濾波器系數(shù)為c2 = - 1。這實(shí)現(xiàn)了數(shù)字濾波器250的傳遞函數(shù)，其由下式給出：
[0031] 其中Z {x[k]}表示x[k]的Z變換，Z {y[k]}表示y[k]的Z變換。
[0032] 圖4示出原始偽隨機(jī)二進(jìn)制序列x[k]的FFT頻譜的示例，其中頻率是Fsl的表示單 位。如可見(jiàn)，偽隨機(jī)二進(jìn)制序列x[k]的FFT頻譜基本上對(duì)應(yīng)于白噪聲特性，即具有最高達(dá)F SL 的基本上均勻的分布。
[0033] 圖5示出在使用如圖3中圖示的數(shù)字濾波器配置（即具有第一階高通特性的數(shù)字濾 波器)時(shí)獲得的在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列y[k]的FFT頻譜的示例。在圖4中，頻率是 Fsh的表示單位。如可見(jiàn)，F(xiàn)FT頻譜示出朝著低頻的衰減。
[0034] 圖6示出基于圖2的架構(gòu)的另外的設(shè)備的示例，其中數(shù)字濾波器250提供第二階高 通濾波器特性。這通過(guò)具有四個(gè)濾波器支路的（即L = 4)的數(shù)字濾波器250的配置來(lái)實(shí)現(xiàn)。第 一濾波器支路的濾波器系數(shù)為(^ = 1，第二濾波器支路的濾波器系數(shù)為c2 = -l，第三濾波器 支路的濾波器系數(shù)為c3 = -l，第四濾波器支路的濾波器系數(shù)為C4=l。這實(shí)現(xiàn)了數(shù)字濾波器 250的傳遞函數(shù)，其由下式給出：
[0036]圖7示出在使用如圖6中圖示的數(shù)字濾波器配置（即具有第二階高通特性的數(shù)字濾 波器)時(shí)獲得的在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列y[k]的FFT頻譜的示例。在圖7中，頻率是 FSH的表示單位。如可見(jiàn)，F(xiàn)FT頻譜示出朝著低頻的衰減。另外，從FSH/2處的零點(diǎn)，可見(jiàn)，第二 階差分器特性的近似不是非常準(zhǔn)確。
[0037]圖8示出基于圖2的架構(gòu)的另外的設(shè)備的示例，其中數(shù)字濾波器250提供第二階帶 通濾波器特性。這通過(guò)具有四個(gè)濾波器支路的（即L = 4)的數(shù)字濾波器250的配置來(lái)實(shí)現(xiàn)。第 一濾波器支路的濾波器系數(shù)為(^ = 1，第二濾波器支路的濾波器系數(shù)為c2 = -l，第三濾波器 支路的濾波器系數(shù)為c3 = l，第四濾波器支路的濾波器系數(shù)為C4 = _l。這實(shí)現(xiàn)了數(shù)字濾波器 250的傳遞函數(shù)，其由下式給出：
[0039] 圖9示出在使用如圖8中圖示的數(shù)字濾波器配置（即具有第二階帶通特性的數(shù)字濾 波器)時(shí)獲得的在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列y[k]的FFT頻譜的示例。在圖9中，頻率是 Fsh的表示單位。如可見(jiàn)，F(xiàn)FT頻譜示出位于FSH/8附近的通帶，其中朝著低頻以及朝著FSH/4衰 減。
[0040] 如從圖3到9的示例可見(jiàn)，各種頻譜成形可以通過(guò)選擇不同的L值以及適配不同支 路的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)。在此，應(yīng)當(dāng)理解，也可以在使用基于圖1的架構(gòu)的設(shè)備時(shí)獲得類似的結(jié)果。
[0041] 圖10示出用于圖示可以用于實(shí)現(xiàn)以上生成在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列的 原理的方法的流程圖。圖10的方法例如可以應(yīng)用于操作具有如圖1或2中圖示的架構(gòu)的設(shè) 備。
[0042] 在步驟1010,生成偽隨機(jī)二進(jìn)制序列。偽隨機(jī)二進(jìn)制序列具有第一采樣率，例如以 上提及的采樣率Fsl。偽隨機(jī)二進(jìn)制序列例如可以通過(guò)LFSR來(lái)生成。
[0043]在步驟1020,執(zhí)行上采樣。這可以通過(guò)使用零填充對(duì)偽隨機(jī)二進(jìn)制序列執(zhí)行上采 樣以生成具有第二采樣率的上采樣偽隨機(jī)二進(jìn)制序列來(lái)實(shí)現(xiàn)，如結(jié)合圖1的架構(gòu)所描述的。 另外，這可以由在多相數(shù)字濾波器的輸出處的復(fù)用器在多相數(shù)字濾波器中實(shí)現(xiàn)，例如結(jié)合 圖2的架構(gòu)所描述的。
[0044] 在步驟1030,基于偽隨機(jī)二進(jìn)制序列生成在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列。在 頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列具有第二采樣率，第二采樣率等于第一采樣率乘以L>1的 整數(shù)上采樣因子。這通過(guò)包括L個(gè)濾波器支路的數(shù)字濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)，L個(gè)濾波器支路包括一 個(gè)或多個(gè)濾波器支路的第一子集以及一個(gè)或多個(gè)濾波器支路的第二子集。第一子集中的每 個(gè)濾波器支路生成等于濾波器支路的輸入的二進(jìn)制輸出。第二子集中的每個(gè)濾波器支路生 成關(guān)于濾波器支路的輸入反相的二進(jìn)制輸出。數(shù)字濾波器的濾波器階數(shù)可以為L(zhǎng)-1。
[0045] 數(shù)字濾波器可以是多相濾波器，并且包括復(fù)用器，復(fù)用器通過(guò)依次選擇濾波器支 路的二進(jìn)制輸出之一來(lái)生成在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列。復(fù)用器也可以實(shí)現(xiàn)步驟 1020的上采樣。
[0046] 如果在步驟1020,通過(guò)使用零填充的上采樣生成具有第二采樣率的上采樣偽隨機(jī) 二進(jìn)制序列，則可以在數(shù)字濾波器的L-1個(gè)延遲寄存器的系列（諸如圖1的延遲寄存器160) 中接收上采樣偽隨機(jī)二進(jìn)制序列。生成在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列因此還可以包括 諸如通過(guò)圖1的求和級(jí)180對(duì)濾波器支路的二進(jìn)制輸出求和。在這樣的情況下，濾波器支路 的輸入信號(hào)可以由上采樣偽隨機(jī)二進(jìn)制序列和每個(gè)延遲寄存器的相應(yīng)輸出來(lái)形成。
[0047] 在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列可以是單比特信號(hào)。在一些情況下，偽隨機(jī)二 進(jìn)制序列和在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列可以基于選自-1和1的信號(hào)值。在其他情況 下，偽隨機(jī)二進(jìn)制序列和在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列可以基于選自〇和1的信號(hào)值。
[0048] 如果在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列為單比特信號(hào)，則其例如可以應(yīng)用于其中 至少一個(gè)開關(guān)由在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列來(lái)控制的場(chǎng)景。另外，在頻譜上成形的 偽隨機(jī)二進(jìn)制序列可以使得能夠在基于在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列執(zhí)行信號(hào)處理 時(shí)使用低復(fù)雜度部件。例如，出于抖動(dòng)目的，可以將在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列供應(yīng) 給單比特DAC。
[0049] 本發(fā)明的實(shí)施例例如可以適用于其中使用抖動(dòng)來(lái)降低由開關(guān)電路的諧波引起的 雜散發(fā)射的幅度的系統(tǒng)。例如，在開關(guān)模式電源和D類放大器中，實(shí)施例的PN生成器可以用 于抖動(dòng)開關(guān)信號(hào)。這一抖動(dòng)傳播高頻諧波的頻率成分并且降低RF干擾。這樣的抖動(dòng)也可以 使得開關(guān)模式電源與非抖動(dòng)系統(tǒng)相比能夠在更高的開關(guān)頻率下操作并且仍然滿足RF發(fā)射 要求。實(shí)施例的PN系統(tǒng)也可以適用于音頻模數(shù)變換器和數(shù)模變換器，諸如sigma-delta變換 器，以便降低極限循環(huán)行為。如以上所提及的，通過(guò)提供單比特的在頻譜上成形的單比特信 號(hào)，可以使用與使用多比特技術(shù)的抖動(dòng)電路相比復(fù)雜度更低、使用更少電力并且消耗更少 電路板空間和/或硅面積的電路系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)抖動(dòng)。
[0050] 應(yīng)當(dāng)理解，以上描述的概念和實(shí)施例可以有各種修改。例如，概念可以適用于多種 PN生成器和數(shù)字濾波器架構(gòu)。例如，在一些實(shí)施例中，諸如所公開的PN生成器110、數(shù)字濾波 器250、延遲寄存器160、乘法器270、求和級(jí)180、復(fù)用器280和其他部件等各種電路部件可以 使用本領(lǐng)域已知的基于硬件的數(shù)字邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，可以使用標(biāo)準(zhǔn)單元來(lái)實(shí)現(xiàn)部件， 或者可以在集成電路上制造完全定制的邏輯。在一些實(shí)施例中，所公開的邏輯功能可以使 用諸如數(shù)字信號(hào)處理器和/或處理器電路(諸如微處理器、微控制器或其組合)等硬件來(lái)實(shí) 現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種設(shè)備，包括： 偽隨機(jī)序列生成器，被配置成生成具有第一采樣率的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列；以及 數(shù)字濾波器，被配置成基于所述偽隨機(jī)二進(jìn)制序列生成具有第二采樣率的在頻譜上成 形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列，所述第二采樣率等于所述第一采樣率乘以L>1的整數(shù)上采樣因子， 所述數(shù)字濾波器包括L個(gè)濾波器支路，所述L個(gè)濾波器支路包括一個(gè)或多個(gè)濾波器支路 的第一子集以及一個(gè)或多個(gè)濾波器支路的第二子集， 所述第一子集中的每個(gè)濾波器支路被配置成生成等于所述濾波器支路的輸入的二進(jìn) 制輸出，以及 所述第二子集中的每個(gè)濾波器支路被配置成生成關(guān)于所述濾波器支路的輸入反相的 二進(jìn)制輸出。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述數(shù)字濾波器為多相濾波器并且包括復(fù)用器，所 述復(fù)用器被配置成通過(guò)依次選擇所述濾波器支路的二進(jìn)制輸出中的一個(gè)二進(jìn)制輸出來(lái)生 成所述在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括： 上采樣級(jí)，被配置成使用零填充對(duì)所述偽隨機(jī)序列執(zhí)行上采樣以生成具有所述第二采 樣率的上采樣偽隨機(jī)二進(jìn)制序列。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備， 其中所述數(shù)字濾波器包括被配置成接收所述上采樣偽隨機(jī)二進(jìn)制序列的L-1個(gè)延遲寄 存器的系列以及被配置成對(duì)所述濾波器支路的所述二進(jìn)制輸出求和的求和級(jí)， 所述濾波器支路的所述輸入信號(hào)由所述上采樣偽隨機(jī)二進(jìn)制序列和每個(gè)延遲寄存器 的相應(yīng)輸出形成。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列為單比特 信號(hào)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述偽隨機(jī)二進(jìn)制序列和所述在頻譜上成形的偽 隨機(jī)二進(jìn)制序列包括選自-1和1的信號(hào)值。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述偽隨機(jī)二進(jìn)制序列和所述在頻譜上成形的偽 隨機(jī)二進(jìn)制序列包括選自0和1的信號(hào)值。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，包括： 由所述在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列控制的至少一個(gè)開關(guān)。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述數(shù)字濾波器的濾波器階數(shù)為L(zhǎng)-1。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述偽隨機(jī)序列生成器包括線性反饋移位寄存 器。11. 一種方法，包括： 生成具有第一采樣率的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列；以及 通過(guò)包括L個(gè)濾波器支路的數(shù)字濾波器基于所述偽隨機(jī)二進(jìn)制序列生成在頻譜上成形 的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列，所述L個(gè)濾波器支路包括一個(gè)或多個(gè)濾波器支路的第一子集以及一 個(gè)或多個(gè)濾波器支路的第二子集，所述在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列具有第二采樣 率，所述第二采樣率等于所述第一采樣率乘以L>1的整數(shù)上采樣因子， 所述第一子集中的每個(gè)濾波器支路生成等于所述濾波器支路的輸入的二進(jìn)制輸出，以 及 所述第二子集中的每個(gè)濾波器支路生成關(guān)于所述濾波器支路的輸入反相的二進(jìn)制輸 出。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述數(shù)字濾波器為多相濾波器并且包括復(fù)用器， 所述復(fù)用器通過(guò)依次選擇所述濾波器支路的二進(jìn)制輸出中的一個(gè)二進(jìn)制輸出來(lái)生成所述 在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列。13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，包括： 使用零填充對(duì)所述偽隨機(jī)序列執(zhí)行上采樣以生成具有所述第二采樣率的上采樣偽隨 機(jī)二進(jìn)制序列。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，包括： 在所述數(shù)字濾波器的L-1個(gè)延遲寄存器的系列中接收所述上采樣偽隨機(jī)二進(jìn)制序列； 以及 對(duì)所述濾波器支路的二進(jìn)制輸出求和， 所述濾波器支路的所述輸入信號(hào)由所述上采樣偽隨機(jī)二進(jìn)制序列和每個(gè)延遲寄存器 的相應(yīng)輸出形成。15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列為單比 特信號(hào)。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述偽隨機(jī)二進(jìn)制序列和所述在頻譜上成形的 偽隨機(jī)二進(jìn)制序列包括選自-1和1的信號(hào)值。17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述偽隨機(jī)二進(jìn)制序列和所述在頻譜上成形的 偽隨機(jī)二進(jìn)制序列包括選自0和1的信號(hào)值。18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，包括： 由所述在頻譜上成形的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列來(lái)控制至少一個(gè)開關(guān)。19. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述數(shù)字濾波器的濾波器階數(shù)為L(zhǎng)-1。20. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，由線性反饋移位寄存器來(lái)生成所述偽隨機(jī)二進(jìn)制序 列。
【文檔編號(hào)】H03K3/84GK106026988SQ201610201556
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】D·斯特雷尤斯尼格
【申請(qǐng)人】英飛凌科技股份有限公司