Un convertidor digital de frecuencia de muestreo que comprende:

un muestreador ascendente digital (101) configurado para recibir un primer flujo de muestras digitales de una señal analógica y una señal de reloj, ambas a una primera frecuencia, y para generar un segundo flujo de muestras digitales a una segunda frecuencia que es mayor que la primera frecuencia, y que rastrea el primer flujo de muestras digitales; caracterizado porque comprende adicionalmente

un calculador diferencial de fase (115) configurado para calcular una diferencia de fase entre el primer flujo de muestras digitales y un reloj local de muestreo, incluyendo dicho calculador de diferencia de fase un bucle bloqueado en fase; y

un interpolador (111) no lineal configurado para interpolar entre dos muestras digitales secuenciales en el segundo flujo de muestras digitales de manera no lineal, en el que el interpolador (111) no lineal está configurado para interpolar en puntos en el tiempo que se basan en dicha diferencia de fase.

Re-muestreador de señal de audio NICAM

Antecedentes

Campo Técnico Esta solicitud se refiere a la extracción de datos de audio muestreados digitalmente, tales como los de NICAM (Multiplex de Audio Comprimido-Expandido Casi Instantáneo) , desde una portadora de difusión.

Descripción de la técnica relacionada

Los datos de audio NICAM se muestrean habitualmente con un reloj de 32 kHz en el punto de transmisión. Un reloj local de muestras de 32 kHz se genera habitualmente para controlar un convertidor de digital a analógico en el receptor, como parte del proceso de demodulación. Este reloj local de muestreo, sin embargo, no es habitualmente síncrono con el reloj remoto de muestreo. Algunos descodificadores, además, usan relojes locales de muestreo en una frecuencia distinta, tal como en 48 kHz o 44, 1 kHz.

El documento US 6 584 162 B1 revela un procedimiento y aparato para la conversión de frecuencias de muestreo en un convertidor de analógico a digital. Tales procedimiento y aparato incluyen el procesamiento que comienza recibiendo una flujo digital de entrada a una primera frecuencia de reloj desde un cuantizador de sobremuestreo (por ejemplo, un modulador sigma delta) . El procesamiento continúa integrando el flujo digital de entrada sobre múltiples ciclos de reloj a la primera frecuencia de reloj, para producir una señal digital integrada. El procesamiento continúa determinando cuándo un valor digital interpolado de la señal digital integrada ha de pasarse a una etapa de diferenciación basada en una diferencia entre un valor de conversión de frecuencia de muestreo y un valor de referencia. El procesamiento continúa, cuando la diferencia está dentro de un intervalo objetivo (por ejemplo, entre 0 y 1 o entre 1 y 0) , generando el valor digital interpolado basado en al menos una parte de la diferencia y a una interpolación de muestras de integración de la señal digital integrada, que tiene lugar en ciclos de la primera frecuencia de reloj que coinciden temporalmente cuando ha de pasarse el valor digital interpolado. El procesamiento continúa adicionalmente pasando el valor digital interpolado a la etapa de diferenciación a una frecuencia de muestreo convertida.

El documento US 2004/0120361 A1 revela un convertidor asíncrono de frecuencias de muestreo que interpola y filtra una señal de entrada de audio digital para producir una primera señal filtrada, con frecuencia de muestreo aumentada. Una memoria FIFO recibe la primera señal y almacena muestras de la misma en ubicaciones determinadas por una dirección de escritura, y presenta muestras almacenadas provenientes de ubicaciones determinadas por una dirección de lectura. Las muestras presentadas se pasan a través de un circuito de interpolación y re-muestreo, para producir una señal de tiempo continuo que es re-muestreada para producir una señal cuya frecuencia de muestreo está aumentada con respecto a una salida deseada. Esa señal se filtra luego y se reduce su frecuencia de muestreo para producir la señal de salida. Los circuitos de estimación de la frecuencia de muestreo calculan una señal de diferencia representativa de un momento en el cual una muestra de datos de la señal de entrada de audio es recibida, y un momento en el cual se requiere una correspondiente muestra de salida de audio, y los circuitos de generación de direcciones generan las direcciones de lectura y escritura. Un circuito de cálculo de coeficientes calcula coeficientes de filtro para el circuito de interpolación y re-muestreo, en respuesta a la señal de diferencia.

El documento US 2002/0106026 A1 revela un filtro de interpolación polifásico de orden bajo, tal como uno para descodificar señales de vídeo e imágenes, que emplea la interpolación para facilitar la conversión de la frecuencia de muestreo de una primera frecuencia a una segunda frecuencia, que puede ser mayor o menor que la frecuencia de muestreo de la señal de entrada. La interpolación aplica coeficientes de interpolación, que son no lineales con respecto a un vector de localización asociado, a un conjunto de muestras de entrada, para proporcionar el ajuste a escala deseado, y/o la conversión de la muestra de entrada en la muestra de salida deseada.

Esta falta de sincronización entre el reloj remoto de muestreo y el reloj local de muestreo puede crear errores en el procesamiento, dando como resultado la distorsión en los datos de audio. Eliminar esta distorsión puede requerir que se realicen rápidamente un gran número de cálculos, aumentando el coste y la complejidad del descodificador.

Sumario

Un convertidor digital de frecuencia de muestreo puede incluir un muestreador ascendente digital, configurado para recibir un primer flujo de muestras digitales de una señal analógica a una primera frecuencia, y para generar un segundo flujo de muestras digitales a una segunda frecuencia que es significativamente mayor que la primera frecuencia y que rastrea significativamente el primer flujo de muestras digitales. El convertidor puede incluir también un interpolador no lineal configurado para interpolar entre dos muestras digitales secuenciales en el segundo flujo de muestras digitales de manera no lineal.

El interpolador no lineal puede configurarse para interpolar entre las dos muestras digitales secuenciales, determinando una función no lineal que se ajuste significativamente a tres muestras digitales secuenciales en el segundo flujo, que incluyen las dos muestras digitales secuenciales. La función no lineal puede ser una función parabólica.

El convertidor digital de frecuencia de muestreo puede incluir una línea digital de retardo configurada para generar al menos dos versiones del segundo flujo de muestras digitales, cada una retardada en una magnitud temporal distinta con respecto al segundo flujo de muestras digitales.

El interpolador no lineal puede configurarse para interpolar en puntos en el tiempo que se basan en una diferencia de fase entre el primer flujo de muestras digitales y un reloj local de muestreo.

El convertidor digital de frecuencias de muestreo puede incluir un calculador diferencial de fase configurado para calcular el diferencial de fase. El calculador del diferencial de fase puede incluir un bucle bloqueado en fase.

El convertidor digital de frecuencias de muestreo puede incluir un sincronizador configurado para sincronizar interpolaciones hechas por el interpolador no lineal con el reloj local de muestreo. El sincronizador puede incluir una cola FIFO de 2 palabras.

El primer flujo de muestras digitales puede ser de muestras de audio NICAM demoduladas a una frecuencia de aproximadamente 32 kHz.

El reloj local de muestreo puede tener una frecuencia de aproximadamente 31, 25 kHz, 32 kHz, 44, 1 kHz, 46, 875 kHz o 48 kHz.

La segunda frecuencia puede estar entre 128 Khz y 1.024 Mhz. La segunda frecuencia puede ser aproximadamente 384 kHz.

El muestreador ascendente digital puede incluir un interpolador de muestras configurado para dividir cada muestra digital en el primer flujo en un múltiplo entero de muestras. El interpolador de muestras puede configurarse para dividir cada muestra digital en el primer flujo entre 4 y 32 muestras. El interpolador de muestras puede configurarse para dividir cada muestra digital en el primer flujo en 12 muestras.

Una de entre el múltiplo entero de muestras puede basarse en la muestra digital en el primer flujo, y las otras muestras del múltiplo entero de muestras pueden ser esencialmente cero.

El muestreador ascendente digital puede incluir un filtro digital de paso bajo y el filtro digital de paso bajo puede configurarse para filtrar el múltiplo entero de muestras.

Un calculador de diferencial de fase puede incluir un primer acumulador de fase configurado para generar información que indique la fase de un reloj local de muestreo en una primera resolución. El calculador de diferencial de fase puede incluir un generador de reloj configurado para generar un reloj generado e información que indique la fase del reloj generado en una segunda resolución, que es menor que la primera resolución, como una función de una comparación de fase, y en sincronismo con un reloj remoto de muestreo. El calculador del diferencial de fase puede incluir un comparador de fase configurado para generar la comparación de fase basada en una diferencia de fase entre la información que indica la fase del reloj local de muestreo y la información que indica la fase del reloj generado.

El generador de reloj puede... [Seguir leyendo]

1. Un convertidor digital de frecuencia de muestreo que comprende:

un muestreador ascendente digital (101) configurado para recibir un primer flujo de muestras digitales de una señal analógica y una señal de reloj, ambas a una primera frecuencia, y para generar un segundo flujo de muestras digitales a una segunda frecuencia que es mayor que la primera frecuencia, y que rastrea el primer flujo de muestras digitales;

caracterizado porque comprende adicionalmente un calculador diferencial de fase (115) configurado para calcular una diferencia de fase entre el primer flujo de muestras digitales y un reloj local de muestreo, incluyendo dicho calculador de diferencia de fase un bucle bloqueado en fase; y un interpolador (111) no lineal configurado para interpolar entre dos muestras digitales secuenciales en el segundo flujo de muestras digitales de manera no lineal, en el que el interpolador (111) no lineal está configurado para interpolar en puntos en el tiempo que se basan en dicha diferencia de fase.

2. El convertidor digital de frecuencias de muestreo de la reivindicación 1, en el cual el interpolador (111) no lineal está configurado para interpolar entre las dos muestras digitales secuenciales, determinando una función no lineal que ajusta significativamente tres muestras digitales secuenciales en el segundo flujo, que incluye las dos muestras digitales secuenciales.

3. El convertidor digital de frecuencias de muestreo de la reivindicación 2, en el cual la función no lineal es una función parabólica.

4. El convertidor digital de frecuencias de muestreo de la reivindicación 2, que incluye adicionalmente una línea digital de retardo (109) configurada para generar al menos dos versiones del segundo flujo de muestras digitales, cada una retardada en una magnitud temporal distinta con respecto al segundo flujo de muestras digitales.

5. El convertidor digital de frecuencias de muestreo de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un sincronizador (113) configurado para sincronizar interpolaciones hechas por el interpolador (111) no lineal con el reloj local de muestreo.

6. El convertidor digital de frecuencias de muestreo de la reivindicación 5, en el cual el sincronizador (113) incluye una cola FIFO de 2 palabras.

7. El convertidor digital de frecuencias de muestreo de la reivindicación 1, en el cual el primer flujo de muestras digitales son muestras de audio NICAM demoduladas a una frecuencia de aproximadamente 32 kHz.

8. El convertidor digital de frecuencias de muestreo de la reivindicación 7, en el cual el reloj local de muestreo tiene una frecuencia de aproximadamente 31, 25 kHz.

9. El convertidor digital de frecuencias de muestreo de la reivindicación 7, en el cual el reloj local de muestreo tiene una frecuencia de aproximadamente 32 kHz.

10. El convertidor digital de frecuencias de muestreo de la reivindicación 7, en el cual el reloj local de muestreo tiene una frecuencia de aproximadamente 44, 1 kHz.

11. El convertidor digital de frecuencias de muestreo de la reivindicación 7, en el cual el reloj local de muestreo tiene una frecuencia de aproximadamente 46, 875 kHz.

12. El convertidor digital de frecuencias de muestreo de la reivindicación 7, en el cual el reloj local de muestreo tiene una frecuencia de aproximadamente 48 kHz.

13. El convertidor digital de frecuencias de muestreo de la reivindicación 7, en el cual la segunda frecuencia está entre 128 kHz y 1, 024 Mhz.

14. El convertidor digital de frecuencias de muestreo de la reivindicación 13, en el cual la segunda frecuencia es de aproximadamente 384 kHz.

15. El convertidor digital de frecuencias de muestreo de la reivindicación 1, en el cual el muestreador ascendente (101) digital incluye un interpolador (111) de muestreo configurado para dividir cada muestra digital en el primer flujo en un múltiplo entero de muestras.

16. El convertidor digital de frecuencias de muestreo de la reivindicación 15, en el cual el interpolador (111) de muestras está configurado para dividir cada muestra digital en el primer flujo en entre 4 y 32 muestras.

17. El convertidor digital de frecuencias de muestreo de la reivindicación 16, en el cual el interpolador (111) de muestras está configurado para dividir cada muestra digital en el primer flujo en 12 muestras.

18. El convertidor digital de frecuencias de muestreo de la reivindicación 15, en el cual el interpolador (111) de muestras está configurado de modo tal que una de entre el múltiplo entero de muestras se basa en la muestra digital en el primer flujo, y las otras muestras del múltiplo entero de muestras son esencialmente cero.

19. El convertidor digital de frecuencias de muestreo de la reivindicación 18, en el cual el muestreador ascendente

(101) digital incluye un filtro digital de paso bajo, y en el cual el filtro digital de paso bajo está configurado para filtrar el múltiplo entero de muestras.