185634. lajstromszámú szabadalom • Előfizetői vonali hangfeldolgozó áramkör
1 185 634 2 és ott N bittel eltolódik a 156 kapusorozat hatására, amely egy-egy bitet kikapuz a léptető’ 154 regiszterből az A/D átalakítóból kilépő kódtól függően. Amint a 154 regiszterben haladó együttható-szó M számnak megfelelő hellyel odébb tolódik a 156 kapusorozat mentén, hozzáadódik a 158 regiszterben tárolt előző összeghez. M számú ilyen művelet után az illető mintavétel szorzása és felhalmozása befejeződik. Az M szám értéke az együttható szélességéből (W) és a túlfolyási bitek számából tevődik össze. Ha a 154 és 158 regiszterek rövidebbek (8 + W)-nál, akkor csonka eredmények keletkeznek. Miután n-számú említett felhalmozás lejátszódott, a kimeneti 158 regiszterben megtaláljuk az y0 eredményt. Ezen eredmény kiküldése után egy új összegezés kezdődik el azzal, hogy a visszacsatoló kapu letiltódik egy új minta első felhalmozása számára. A szóbanforgó egyszerű soros struktúra addig működik jól, amíg a redukáló szűrő Fout/Fin osztási aránya azonos vagy nagyobb mint n. A legtöbb FIR-típusú frekvencia redukáló szűrő esetén az n nagyobb mint az Fout/Fin osztási arány, és ezért minden egyes bemeneti mintának több kimeneti minta képzésében is részt kell venni. A 18. ábrán bemutatott példában Fin=128 kHz, F0ut=:16 kHz és n = 23. Ennek megfelelően a futó összeget az S = n Fout/Fin értéken kell tartani, vagyis ebben az esetben az R = 3 értéken. Ez a rendszer 16- bites léptető regisztereket alkalmaz, amelyek állandóan 2,048 MHz es órajelet kapnak, és mindegyik összegezés a többihez képest fázisban eltolva fejeződik be 48 kHz-es gyakorisággal, úgyhogy a kész eredmények 16 kHz-es ütemben válnak hozzáférhetővé. Ennek a szűrőstruktúrának egy másik változatát építhetjük fel egy párhuzamos összeadó és egy multiplexer/ /léptető rendszer alkalmazásával. A multiplexer/léptető rendszer segítségével a bemeneti szót M számú fokozaton lehet végigtolni. Ha a bemeneti szó a megfelelő együtthatót képviseli, a léptetést pedig az A/D átalakító vezérli, akkor a multiplexer/léptető rendszer kimenete éppen az ajXj szorzattal lesz egyenlő. A léptető kimenetei egymás után hozzáadódnak az ajXj szorzat előző értékeihez mindaddig, amíg az előirt számú minta összegezése meg nem történt. A soros összeadós változathoz hasonlóan itt is, ha a szűrő n mintát dolgoz fel, és a mintavételi frekvencia osztásának aránya R(Fin/Fout), akkor minden egyes mintának n/R számú összegezésben kell szerepelnie. Tehát a soros változatban használt példa a párhuzamos változatra is alkalmazható, amelyet a 19. ábrán mutatunk be. Ebben az esetben a párhuzamos ALU aritmetikai logikai egység és a léptető rendszer egyéb aritmetikai műveletekre is felhasználhatók, amikor a szűrőben éppen nincsenek igénybevéve. A példánkban a processzornak három léptetést és összeadási műveletet kell végrehajtani, amelyekhez három órajelperiódusnyi idő szükséges, ha a 256 kHz-es léptetés! frekvenciát, illetve a 760 kHz-es összeadási frekvenciát tekintjük. Ha ez a szűrőstruktúra például 2,048 MHz-esn működik, akkor a kapacitásának csak 37,5 %-a van kihasználva, tehát sok egyéb matematikai műveletre is felhasználható. Az interpolate A/D átalakító kimenete által meghajtott léptetőrendszer nem más, mint egy M bemenetű multiplexer. A 17. ábrán a léptetőrendszer egyik bitjét mutatja a 156 kapusorozat. Az ábrából láthatjuk, hogy a szinteket képviselő kódok a bennük foglalt 1-esek pozíciójától függően hogyan hajtják meg a léptetőrendszert. Ha az A/D átalakító kimenetét megfelelően átkódoljuk, akkor egy szokványos multiplexert is használha'unk. Az átkódolást egy olyan kódoló tudja elvégezni, amely érzékeli a magános 1-es pozícióját és az eredeti M-bites kódot egy (log2M)-bites kóddá nyomja össze, vagyis egy 9, .. . 15-bites kódot négybites kóddá alakít át. Ez az összenyomott kód már alkalmas a szokványos multiplexerek vezérlésére. Ismét egy másfajta szűrőt konstruálhatunk azt a tényt felismerve, hogy az A/D konverter egymást követő kimenetei összefüggésben vannak egymással. Egy-komparátoios rendszerben a megelőző kód vagy fele, vagy kétszerese vagy pedig az inverze a jelenlegi kódnak. Kétko nparátoros rendszerben viszont egy további lehetséges állapot az, amikor az előző és a jelenlegi kód azonos. Ezen megállapítások alól egyetlen kivétel van, a zérus környezete, amelyet azonban kiküszöbölhetünk azzal, hogy a zérus kódot nem engedjük létrejönni az A/D átalakítóban (a zérusra nincs szükség, mivel azt egy azonos ért Skű pozitív és negatív kódok közötti oszcilláció is reprezentálhatja). Mivel a lehetséges változások száma korlátozott (3 vagy 4), az előző állapotot egy kétbites kóddal írhatjuk le, mégpedig az xn__j=kxn egyenlet alapján, ahol egykomparátoros rendszer esetén a k = 0,5, 2 vagy — 1 értékű. Továbbá, miután egy előző minta tárolása csupán két bit tárolóhelyet igényel, egy egész sorozat mintát turunk egyszerű módon tárolni vagy feldolgozni. A tárolást kétféle módon oldhatjuk meg: kombinációs logikával vagy fixmemóriával. \ 20. ábrán látható kombinációs áramkör főleg kis FIR szűrők részére alkalmas. Példaképpen válasszuk a 2 : t arányú frekvencia redukciót és az alábbi kettős zér ishellyel bíró karakterisztikát: ^ (1 + 2z 1 + z 2). Sgy ilyen szűrő kombinációs úton történő megvalósítása azon a felismerésen alapul, hogy ha a jelenlegi mintát xn-nel jelöljük, akkor az eggyel előbbit xn_! = = k1xn, a kettővel korábbit pedig x„_2 = k]k2xn alakban is előállíthatjuk. A háromtagú sorozat összegezésekor tehát az (1 + 4- 2k, + kjk2) kifejezést kell kiszámítani. Mivel az egykomparátoros interpoláló A/D átalakító esetén a k, és a kz a 0,5, 2 vagy a -1 értéket vehetik fel, az összegezésnek 9-féle eredménye lehet, amelyek közül az egyik a valóságban nem létezhet. A végeredményt tehát a jelenlegi minta xn értéke, valamint a kj és k2 értékei határozzák meg. A k értékeit a léptető regisztert vezérlő logikai áramkör állítja elő kétbites szavak alakjában, amelyeknek első bitje az előjel változását, a második ped.g a léptető regiszter értékének növekedését (x2), vagy csökkenését x0,5) jelöli. A kombinációs áramkör csekély tárolókapacitást igényel, és igen gyorsan működik, de csak a nagyon egyszerű szűrőkhöz használható. A zérus értékű mintavétel problémát okoz, mert egy további k értékre lenne szükség, és a vele való szorzatok rendhagyóak lennének. Ezért az ilyen A/D átalakítóban nem használjuk a zérust, hanem azt a +1 és —1 között oszcillációval helyettesítjük. Mindazonáltal ez az intézkedés nem csökkenti az átalakító hatékonyságát. Ezt a k értékek alkalmazásán alapuló módszert nagy mértékben kiterjeszthetjük egy fixmemória beiktatásával. Fgy általános alakú 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 13
