PDM信号转换为PCM信号的方法、装置及电子设备
本发明涉及一种PDM信号转换为PCM信号的方法，该方法包括：获取PDM信号；通过降采样滤波器对获取的所述PDM信号进行降采样处理，得到多个降采样信号集，其中，所述降采样处理用于降低对所述PDM信号的采样率，减小所述PDM信号的计算量；通过存算一体模块对所述多个降采样信号集进行低通滤波处理及高通滤波处理，得到PCM信号。该方法可以降低PDM信号转换为PCM信号的功耗，简化PDM信号转换为PCM信号的转换、结构。
发明专利
CN202311799737.X
2023-12-26
CN117459065A
2024-01-26
H03M1/12(2006.01)
深圳市九天睿芯科技有限公司
赵希敏
518049 广东省深圳市福田区梅林街道梅都社区中康路136号深圳新一代产业园1栋310
深圳砾智知识产权代理事务所(普通合伙)
张合成
广东;44
1.一种PDM信号转换为PCM信号的方法，其特征在于，包括： 获取PDM信号； 通过降采样滤波器对获取的所述PDM信号进行降采样处理，得到多个降采样信号集，其中，所述降采样处理用于降低对所述PDM信号的采样率，减小所述PDM信号的计算量； 通过存算一体模块对所述多个降采样信号集进行低通滤波处理及高通滤波处理，得到PCM信号。 2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述存算一体模块的数量至少为两个，至少两个存算一体模块包括第一存算一体模块和第二存算一体模块； 所述第一存算一体模块包括多个第一缓冲器和多个第一存储单元，所述多个第一缓冲器的输出端与所述多个第一存储单元的输入端相连，所述多个第一缓冲器呈矩阵状，形成第一缓冲矩阵，所述多个第一存储单元呈矩阵状态，形成第一存储矩阵； 所述第二存算一体模块包括多个第二缓冲器和多个第二存储单元，所述多个第二缓冲器的输出端与所述多个第二存储单元的输入端相连，所述多个第二缓冲器呈矩阵状，形成第二缓冲矩阵，所述多个第二存储单元呈矩阵状态，形成第二存储矩阵。 3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过存算一体模块对所述多个降采样信号集进行低通滤波处理及高通滤波处理，得到PCM信号，包括： 将所述第一存储矩阵中的每个第一存储单元的权重系数调整为第一滤波系数，并将所述第二存储矩阵中的每个第二存储单元的权重系数调整为第二滤波系数，其中，若所述第一滤波系数为低通滤波系数，则所述第二滤波系数为高通滤波系数，若所述第一滤波系数为所述高通滤波系数，则所述第二滤波系数为所述低通滤波系数，低通滤波系数为所述低通滤波处理中的每个存储单元的权重系数，高通滤波系数为所述高通滤波处理中的每个存储单元的权重系数； 通过所述第一存算一体模块对每个降采样信号集进行第一滤波处理，得到一个第一存算信号子集，进而得到多个第一存算信号集；其中，每个降采样信号集均包括多个降采样信号子集，在每个降采样信号集中，所述多个降采样信号子集的个数为所述第一缓冲矩阵的行数，每个降采样信号子集中的降采样信号的个数为所述第一缓冲矩阵的列数；每个第一存算信号集包括多个第一存算信号子集，在所述每个第一存算信号集中，所述多个第一存算信号子集的个数为所述第二缓冲矩阵的列数，每个第一存算信号子集中的第一存算信号的个数为所述第二缓冲矩阵的行数； 通过所述第二存算一体模块对所述多个第一存算信号集进行第二滤波处理，得到所述PCM信号，其中，若所述第一滤波系数为低通滤波系数，则所述第一滤波处理为所述低通滤波处理，所述第二滤波处理为高通滤波处理，若所述第一滤波系数为所述高通滤波系数，则所述第一滤波处理为所述高通滤波处理，所述第二滤波处理为低通滤波处理。 4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过所述第一存算一体模块对每个降采样信号集进行第一滤波处理，得到一个第一存算信号子集，进而得到多个第一存算信号集，包括： 在所述每个降采样信号集中，将每个降采样信号子集并行加载至所述第一缓冲矩阵的一行第一缓冲器中，并将每个降采样信号子集的每个降采样信号按序加载至所述第一缓冲矩阵的一行第一缓冲器中的一个第一缓冲器里； 将所述第一缓冲矩阵的每行第一缓冲器的降采样信号与所述第一存储矩阵的对应列的第一存储单元的低通滤波系数做乘累加运算，得到所述第一存储单元的每列第一存储单元的一个第一存算信号，进而得到所述一个第一存算信号子集； 将所述每个降采样信号集执行所述第一存算一体模块的乘累加运算后，得到多个第一存算信号子集，并对所述多个第一存算信号子集按序划分，得到所述多个第一存算信号集。 5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过所述第二存算一体模块对所述多个第一存算信号集进行第二滤波处理，得到所述PCM信号，包括： 在每个第一存算信号集中，将所述多个第一存算信号子集并列加载至所述第二缓冲矩阵的一列第二缓冲器中，并将每个第一存算信号子集的每个第一存算信号按序加载至所述第二缓冲矩阵的一列第二缓冲器中的一个第二缓冲器里； 将所述第二缓冲矩阵的每行第二缓冲器的第一存算信号与所述第二存储矩阵的对应列的第二存储单元的高通滤波系数做乘累加运算，得到所述第二存储单元的每列第二存储单元的一个第二存算信号，进而得到一个第二存算信号子集； 将所述每个第一存算信号集执行所述第二存算一体模块的乘累加运算后，得到多个第二存算信号子集，并将所述多个第二存算信号子集中的每个第二存算信号作为所述PCM信号。 6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述存算一体模块的数量为一个，所述存算一体模块为第三存算一体模块，所述第三存算一体模块包括多个第三缓冲器和多个第三存储单元，所述多个第三缓冲器的输出端与所述多个第三存储单元的输入端相连，所述多个第三缓冲器呈矩阵状，形成第三缓冲矩阵，所述多个第三存储单元呈矩阵状态，形成第三存储矩阵； 所述通过存算一体模块对所述多个降采样信号集进行低通滤波处理及高通滤波处理，得到PCM信号，包括两个步骤： 先将所述第三存储矩阵的每个存储单元的权重系数调整为第一滤波系数，通过所述第三存算一体模块对预设个数的降采样信号集进行第一滤波处理，得到一个第一存算信号集，其中，所述预设个数为所述第三缓冲矩阵的列数； 再将所述第三存储矩阵的每个存储单元的第一滤波系数调整为第二滤波系数，通过所述第三存算一体模块对所述第一存算信号集进行第二滤波处理，得到多个第二存算信号，并将每个第二存算信号作为所述PCM信号； 重复执行上述两个步骤，得到多个所述PCM信号； 其中，若所述第一滤波系数为低通滤波系数，则所述第二滤波系数为高通滤波系数，所述第一滤波处理为所述低通滤波处理，所述第二滤波处理为高通滤波处理； 若所述第一滤波系数为所述高通滤波系数，则所述第二滤波系数为所述低通滤波系数，所述第一滤波处理为所述高通滤波处理，所述第二滤波处理为低通滤波处理； 低通滤波系数为所述低通滤波处理中的每个存储单元的权重系数，高通滤波系数为所述高通滤波处理中的每个存储单元的权重系数。 7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过降采样滤波器对获取的所述PDM信号进行降采样处理，得到多个降采样信号集，包括： 通过CIC滤波器对所述PDM信号进行降采样处理，得到所述多个降采样信号集。 8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述CIC滤波器的Z域传递函数为： ； 其中，HN_cic(Z)为CIC滤波器的Z域传递函数，N_cic为所述CIC滤波器的级数，R为降采样倍数，M为差分时延； 所述CIC滤波器的幅频特性为： ； 其中，为所述CIC滤波器的幅频特性，ω为归一化频率，j为复数单位。 9.一种PDM信号转换为PCM信号的装置，其特征在于，包括： 获取模块，用于获取PDM信号； 降采样滤波器，用于对获取的所述PDM信号进行降采样处理，得到多个降采样信号集，其中，所述降采样处理用于降低对所述PDM信号的采样率，减小所述PDM信号的计算量； 存算一体模块，用于对所述多个降采样信号集进行低通滤波处理及高通滤波处理，得到PCM信号。 10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的PDM信号转换为PCM信号的装置。