本发明专利技术公开了一种信号密度调制编码器、数字声音重建系统及信号处理系统，该信号密度调制编码器包括一第一减法器、一加总电路及一多位量化器。该第一减法器可用来接收一输入信号。该加总电路耦接于该第一减法器。该多位量化器耦接于该第一减法器及该加总电路，可用来产生一输出信号。该加总电路或该多位量化器用来产生一第一反馈信号以传送至该第一减法器；该第一减法器根据该第一反馈信号及该输入信号来执行一减法运算，并产生一差值信号；该加总电路对该差值信号执行运算，使得该信号密度调制编码器具有包含一高通滤波效果的一噪声传递函数；该噪声传递函数是该多位量化器带有的量化误差相对于该输入信号的比例；且该输出信号具有多于两个电平。信号具有多于两个电平。信号具有多于两个电平。
【技术实现步骤摘要】
信号密度调制编码器、数字声音重建系统及信号处理系统
[0001]本专利技术涉及一种信号密度调制(Signal Density Modulation，SDM)编码器、数字声音重建系统及信号处理系统，尤其涉及一种可用于音频系统(audio system)的信号密度调制编码器、数字声音重建系统及其相关的信号处理系统。
技术介绍
[0002]脉冲密度调制(Pulse Density Modulation，PDM)是一种常用于麦克风的编码方式，其可通过1位数据串流的密度对基础的模拟信号进行编码。通过将逻辑“1”视为信号电平“+1”而逻辑“0”视为信号电平
“‑
1”，即可利用高度过采样(oversample)的位串流“1”和“0”密度来表示位于电平{+1，
‑
1}之间的常态化模拟信号。
[0003]一般来说，脉冲密度调制系统的输出级可采用一比较器来产生在电平“+1”及
“‑
1”之间摆荡的脉冲信号，其信息携带于脉冲的密度。在此情况下，脉冲密度调制系统要求信号以极高的频率在电平“+1”及
“‑
1”之间切换，且该些电平通常是比较器所输出的最大电平及最小电平。若脉冲密度调制系统用来驱动一电容性负载时，在最大及最小电平之间切换的高频信号将导致大量的能量损耗。因此，实有必要提出一种新的调制方案，可保持良好的信号量化噪声比(Signal to Quantization Noise Ratio，SQNR)，同时信号能量的运用更有效率。
技术实现思路
[0004]因此，本专利技术的主要目的在于提供一种信号密度调制(Signal Density Modulation，SDM)编码器，以改良传统的脉冲密度调制(Pulse Density Modulation，PDM)方案，从而解决上述问题。
[0005]本专利技术的一实施例公开了一种信号密度调制编码器，其包括一第一减法器、一加总电路及一多位量化器(Multi
‑
bit Quantizer)。该第一减法器可用来接收一输入信号。该加总电路耦接于该第一减法器。该多位量化器耦接于该第一减法器及该加总电路，可用来产生一输出信号。其中，该加总电路或该多位量化器用来产生一第一反馈信号以传送至该第一减法器；该第一减法器根据该第一反馈信号及该输入信号来执行一减法运算，并产生一差值信号；该加总电路对该差值信号执行运算，使得该信号密度调制编码器具有包含一高通滤波效果的一噪声传递函数(Noise Transfer Function)；该噪声传递函数是该多位量化器带有的量化误差相对于该输入信号的比例；且该输出信号具有多于两个电平。
[0006]本专利技术的另一实施例公开了一种数字声音重建系统，其包括：上述的信号密度调制编码器；多个发声单元，其中，该信号密度调制编码器的一输出端耦接于该多个发声单元；以及一预均衡器，其中，该信号密度调制编码器的一输入端耦接于该预均衡器。
[0007]本专利技术的另一实施例公开了一种信号处理系统，其包括一第一减法器及一加总电路。该第一减法器可用来接收一输入信号。该加总电路耦接于该第一减法器。其中，该信号处理系统系用于一失真部件；该失真部件用来产生一失真成分；该加总电路产生一第一反
馈信号以传送至该第一减法器；该第一减法器根据该第一反馈信号及该输入信号来执行一第一减法运算，并产生一差值信号；该加总电路对该差值信号执行运算，使得该信号处理系统具有包含一高通滤波效果的一噪声传递函数；该噪声传递函数是该失真部件带有的该失真成分相对于该输入信号的比例；且该失真部件未包括1位量化电路。
[0008]本专利技术提供的信号密度调制编码器、数字声音重建系统及信号处理系统，可以提升信号量化噪声比或信号噪声失真比，同时提高分辨率。信号密度调制编码器包括一加总电路及一多位量化器，其中，多位量化器可用来取代传统脉冲密度调制电路的比较器，用以提供更有效的量化机制并改善脉冲密度调制电路的功耗问题。加总电路搭配适当的电路设计可实现更高阶的噪声塑造效果，同时保持良好的稳定性。更明确来说，加总电路可将系统的噪声和/或失真移到较高频率，从而降低可听频率范围内的噪声/失真。
附图说明
[0009]图1为一脉冲密度调制编码器的波形图。
[0010]图2为一脉冲密度调制电路的示意图。
[0011]图3示出脉冲密度调制电路结构的等效电路。
[0012]图4为脉冲密度调制电路结合2阶Σ
‑
Δ运算的电路图。
[0013]图5示出执行L阶Σ
‑
Δ运算的脉冲密度调制电路的比较。
[0014]图6示出Σ
‑
Δ滤波器的一种电路模型示例。
[0015]图7示出典型3阶Σ
‑
Δ滤波器与修饰后的3阶Σ
‑
Δ滤波器的噪声传递函数比较。
[0016]图8为本专利技术实施例一信号密度调制编码器的示意图。
[0017]图9A及图9B示出执行1阶Σ
‑
Δ运算的信号密度调制编码器。
[0018]图10A及图10B示出执行3阶Σ
‑
Δ运算的信号密度调制编码器。
[0019]图11A及图11B示出(N+1)阶加总电路及其信号密度调制编码器的一般性实施方式。
[0020]图12为本专利技术实施例一信号密度调制编码器的示意图。
[0021]图13为本专利技术实施例信号密度调制编码器的波形图。
[0022]图14为一弦波信号通过信号密度调制方式编码的频谱示意图。
[0023]图15为一信号密度调制编码器耦接于一负载的示意图。
[0024]图16为应用于一数字声音重建系统的信号密度调制编码器的一种实施方式的示意图。
[0025]图17示出一音频系统。
[0026]图18为本专利技术实施例一信号处理系统的示意图。
[0027]图19示出失真信号中的软截断失真相对应的输入对输出关系。
[0028]图20为AB类放大器中产生的失真的波形图。
[0029]图21为本专利技术实施例一音频系统的示意图。
[0030]图22示出音频数字声音重建系统的声音输出信号的频谱分析。
[0031]图23示出信号密度调制编码器耦接于一系统的示意图。
[0032]图24示出信号密度调制编码器耦接于一系统的示意图。
[0033]图25示出一信号处理(音频)系统的示意图。
[0034]附图标号：
[0035]20脉冲密度调制电路
[0036]202、802、914、1004、1006、1014、减法器
[0037]1102、1114、1116、1202、1802、
[0038]2102、840、2506
[0039]204、902、I1～I3、1104
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
积分器
[0040]206、904、912、1002、10本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种信号密度调制编码器，其特征在于，包括：一第一减法器，用来接收一输入信号；一加总电路，耦接于该第一减法器；以及一多位量化器，耦接于该第一减法器及该加总电路，用来产生一输出信号；其中，该加总电路或该多位量化器用来产生一第一反馈信号以传送至该第一减法器；其中，该第一减法器根据该第一反馈信号及该输入信号来执行一减法运算，并产生一差值信号；其中，该加总电路对该差值信号执行运算，使得该信号密度调制编码器具有包含一高通滤波效果的一噪声传递函数；其中，该噪声传递函数是该多位量化器带有的量化误差相对于该输入信号的比例；其中，该输出信号具有多于两个电平。2.如权利要求1所述的信号密度调制编码器，其特征在于，该多位量化器所产生的该输出信号的电平是由至少两位表示。3.如权利要求1所述的信号密度调制编码器，其特征在于，该加总电路包括：至少一积分器，耦接于该第一减法器及该多位量化器的一输入端之间；以及一延迟单元，耦接于该第一减法器及该多位量化器的一输出端之间。4.如权利要求1所述的信号密度调制编码器，其特征在于，该加总电路包括：一延迟单元，耦接于该第一减法器及该多位量化器的一输入端之间；以及一第二减法器，耦接于该多位量化器的一输出端及该延迟单元的一输出端之间。5.如权利要求4所述的信号密度调制编码器，其特征在于，该加总电路还包括：一滤波器，耦接于该第二减法器及该第一减法器之间，用来从该第二减法器接收一误差信号，并对应输出该第一反馈信号至该第一减法器；其中，该滤波器是一数字有限脉冲响应滤波器，且该滤波器的滤波系数的选择使得该噪声传递函数正比于(1
‑
z
‑1)
N
，N为一整数。6.如权利要求1所述的信号密度调制编码器，其特征在于：该加总电路包括一滤波器，该滤波器被设计使得该噪声传递函数正比于一高通滤波器的传递函数，且该信号密度调制编码器是一N阶信号密度调制编码器；当N大于或等于3时，该滤波器提供稳定性的改善；该滤波器是一数字无限脉冲响应滤波器。7.如权利要求6所述的信号密度调制编码器，其特征在于，该信号密度调制编码器结合该滤波器的该噪声传递函数正比于一高通巴特沃斯滤波器的传递函数。8.如权利要求1所述的信号密度调制编码器，其特征在于，该多位量化器所产生的该输出信号具有至少16个电平。9.如权利要求1所述的信号密度调制编码器，其特征在于，该信号密度调制编码器耦接于一负载，该负载产生一负载量，且对应于一特定时间的该负载量是依据对应于该特定时间之前的一段时间的该负载量而定。10.如权利要求1所述的信号密度调制编码器，其特征在于，该信号密度调制编码器耦接于一负载，该负载产生一负载量，且对应于一特定时间的该负载量独立于对应于该特定时间之前的任意时间的该负载量。
11.如权利要求1所述的信号密度调制编码器，其特征在于：该信号密度调制编码器耦接于用于一通道的一系统；该系统根据该通道的一通道输出，产生一第二反馈信号；该系统根据该信号密度调制编码器所产生的该输出信号及该第二反馈信号，产生一通道输入以传送至该通...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁振宇，陈希圣，
申请(专利权)人：知微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。