基于时间模式信号处理的三阶FIR 滤波器实现
2023-10-21赵倩陈杨军
赵倩,陈杨军
(西安交通工程学院,陕西西安 710300)
许多现代集成电路应用对速度和功耗的要求越来越严格。由于集成电路应用的器件尺寸越来越小[1],且使用了低电压电源,因此利用先进的互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)技术可以满足这些标准的要求[2]。但是许多以前的模拟电路架构,例如模数转换器,难以克服电压余量低和动态范围小的问题。时域技术是一种相对较新的时间处理方法,其利用时间延迟、时差或脉冲宽度技术,因此,在时域电路中,时间是最重要的物理量。
信号滤波是生物医学传感器接口、图像处理、无线接收机等最先进应用中最重要的功能之一。基于有限脉冲响应/无限脉冲响应(Finite Impulse Response/Infinite Impulse Response,FIR/IIR)滤波器实现的信号滤波属于传统离散时间数字信号处理(Traditional Discrete-time Digital Signal Processing,TD-DSP)中的基本信号处理操作[3-4]。FIR/IIR 的实现需要一些基本运算符,如z-1运算符和信号加法器以及信号乘法器,以获得滤波器系数[5-6]。传统的FIR/IIR 实现主要基于纯数字设计方法,时间模式下的FIR/IIR 实现要求基本运算符在时域中工作,这意味着z-1加法器和乘法器必须能够处理时间模式量,这些系统被归类为离散时间信号处理系统。
文中提出了一种基于新型时间模式乘法器和时间模式加法器的三阶FIR 滤波器实现方法。时间模式乘法器和时间模式加法器两种电路都基于对简单时间寄存器拓扑的修改。通过三阶低通拓扑,可以在高频抑制、芯片面积和电流消耗之间得到有效权衡。提出的时间模态FIR 方法可以很容易地在电压模态的拓扑图上实现,并可以用时间模式对应的模态算子逐个替换电压模态算子。……
