[发明专利]自动输入误差恢复电路和用于递归数字滤波器的方法

说明书

技术领域

【0001】本发明一般地涉及数字过采样滤波器，这些数字过采样滤波器通过使用诸如SPI接口(即串行接口)类的串行接口实现外部计时。例如，本发明涉及包括被耦合至递归数字滤波器的三线串行接口的系统，并且更具体地涉及避免由输入时钟和数字同步误差导致的递归数字滤波器的不稳定性。

背景技术

【0002】三线标准串行接口提供一种使用三线制向数字装置提交数据的简单方法。图1是包括传统三线标准串行接口2的系统1的方框图，该传统三线标准串行接口2被耦合至包括外部复位终端4的传统递归数字滤波器3。三线标准串行接口2接收串行数据输入信号SDIN、相应的串行时钟信号SCLK和同步信号FSYNC，并做出响应以并行格式产生相应的数据信号PARALLEL DATA作为到递归数字滤波器3的输入，并且还重新产生SCLK和FSYNC信号作为到递归数字滤波器3的输入。递归数字滤波器3做出响应以并行格式产生经滤波的输出信号OVERSAMPLED DATA。随后描述的图2A是图1的三线标准串行接口的更详细的示图，且随后描述的图3A是传统递归数字滤波器的更详细的示图。

【0003】数字稳定性在数字滤波器设计中是关键，且所有的数字滤波器被设计成稳定的形式。由于有限冲激响应(FIR)滤波器并不包含极点，因此它们是固有稳定的。只要无限冲激响应(IIR)滤波器的极点位于单位圆之外，它们就是稳定的。如果没有稳定性，有意义的滤波作用就不能发生，这是因为数字滤波器的输出包含不希望的振荡，这种振荡能够具有导致运算溢出的极高振幅。

【0004】某些FIR滤波器以递归方式实现，这类似于IIR滤波器。这些递归实现大大地简化了对FIR滤波器的硬件要求。这些FIR滤波器的例子是过采样SYNC滤波器(即，COMB滤波器)。而且，滤波器的稳定性假定总是保持并满足定义数字滤波器的基本方程式。然而，各种数字故障可以发生在普通的印刷电路板环境中，在此印刷电路板环境中，数字过采样滤波器经由串行接口被控制。这些故障可以包括由于接地反弹、诸如由静电放电(ESD)事件引起的电过载、或者在微处理器软件中的“臭虫(bug)”等造成的位误差或同步误差。由于这些故障在某些应用中可能以可观的可能性或概率发生，所以所希望的是提供容错数字滤波，既然可能关键的是在故障条件之后数字滤波器不会进入持续不稳定状态。

【0005】有各种高速DAC(数模转换器)应用，其中高速串行接口有益于并行接口。一种典型的应用是提供具有并行接口的DAC以致数字输入字的所有位同时被写入DAC。高速“S”时钟被用作过采样。然而，由于大多数高速DAC具有并行接口，提供具有标准三线SPI端口的DAC并使用用于过采样的S时钟并不普遍。但是在几种应用中，可以发现提供具有串行接口的高速DAC以节省印刷电路板空间具有优势。该技术的一个应用是用于TV系统的数字转换器应用。目前，一些电视机制造商指定使用具有串行接口而不是并行接口的高速DAC。例如，在一些投影电视系统的数字汇聚单元(DCU)中，使用诸如本受让人的PCM56、PCM55或者先锋(Pioneer)公司的CD0031AM等可获得的产品，具有串行接口的6个单独的16位DAC被用来正确地将RGB信号定位在投影屏幕上。在这些数字汇聚单元中，产生基本频率达到31.75KHz的波形且之后使用模拟滤波器平滑该波形。

【0006】为降低前述模拟滤波器的成本和性能要求，简单的改进是在数字汇聚单元的DAC内包括数字过采样滤波器。这降低了与模拟滤波器相关的TV制造商的成本。然而，对将数字过采样滤波器引入到现有的TV系统中有两个主要要求。其一，要求接口与现有的三线串行接口方案可兼容(即，与类PCM56接口向后可兼容)，以及其二，要求确保数字过采样滤波器总是稳定，包括由诸如闪电或ESD事件的意外的现象引发的故障状态期间或之后。如果在数据和/或时钟同步中有任何一种误差或故障条件，数字滤波器可能变得不稳定，且在递归数字滤波器中不稳定状态一般会持续直到用户或微处理器对递归数字滤波器进行复位。不得不复位递归数字滤波器可能很不方便。