專利名稱：自適應動態范圍控制的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及電子領域，更具體地，涉及用于對Σ -Δ (sigma-delta)調制器和 其它電路進行自適應動態范圍控制的裝置和技術。
背景技術：
Σ -Δ調制器及其它類似電路已經存在了許多年，并且具有諸如通信系統、音頻 系統、精密測量設備等很寬的應用范圍。在音頻應用中，例如，Σ -△調制器經常用于將音 頻信號轉換成一比特數字信號流。通過對音頻信號進行過采樣來執行所述轉換過程，由此 使得量化噪聲在更大頻譜上擴展。調制器還修改量化噪聲的頻譜特性，使得量化噪聲在所 關注的頻帶(即，音頻頻帶)內較低而在其它頻帶內較高。在許多音頻系統中，數字比特流在被轉換回用于回放的音頻信號之前被處理、存 儲、提取或者傳輸。在這些系統中，有可能因處理錯誤、不可靠的存儲介質、或者傳輸介質中 的干擾而在數字比特流內引入錯誤。這些錯誤可能導致顯著的音頻失真(artifact)。在許多音頻系統中，為了節省計算功耗和傳輸帶寬，還期望降低過采樣率。隨著過 采樣率降低，量化噪聲在所關注的頻帶(即，音頻頻帶)內增加。因此，本領域需要能夠解決由數字比特流中的錯誤以及功耗和帶寬限制所引起的 音頻質量問題的改進的Σ -Δ調制器和類似裝置。
發明內容
在本發明的一個方面中，一種對信號進行處理的裝置包括Σ -Δ調制器；以及自 適應動態范圍控制器，配置成對從所述Σ -Δ調制器輸出的信號的動態范圍進行自適應調
iF. ο在本發明的另一個方面中，提供了一種配置成接收從Σ -Δ調制器輸出的信號的 裝置，其中，所述接收的信號的動態范圍已經被自適應調整。所述裝置包括濾波器；以及 自適應動態范圍控制器，配置成產生輸出信號并將所述輸出信號提供給所述濾波器，所述 輸出信號包括動態范圍被逆向調整后的所述接收的信號。在本發明的另一個方面中，一種對信號進行處理的裝置包括Σ -Δ調制器；以及 用于對從所述Σ-Δ調制器輸出的信號的動態范圍進行自適應調整的模塊。在本發明的另一個方面中，提供了一種配置成接收從Σ -Δ調制器輸出的信號的 裝置，其中，所述接收的信號的動態范圍已經被自適應調整。所述裝置包括用于對所述接 收的信號進行處理以產生輸出信號的模塊，所述輸出信號包括動態范圍被逆向調整后的所述接收的信號；以及用于對所述輸出信號進行濾波的模塊。在本發明的另一個方面中，一種對信號進行處理的方法包括將信號傳遞通過 Σ -Δ調制器；以及對從所述Σ -Δ調制器輸出的信號的動態范圍進行自適應調整。在本發明的另一個方面中，提供了一種對從Σ -Δ調制器的輸出端接收的信號進 行處理的方法，其中，所述接收的信號的動態范圍已經被自適應調整，所述方法包括對所 述接收的信號進行處理以產生輸出信號，所述輸出信號包括動態范圍被逆向調整后的所述 接收的信號；以及對所述輸出信號進行濾波。在本發明的另一個方面中，一種對信號進行 處理的計算機程序產品包括機器可讀 介質，其包括可由處理系統執行的指令，所述指令包括用于以下操作的代碼從Σ -Δ調制 器傳遞信號；以及對從所述Σ -Δ調制器輸出的信號的動態范圍進行自適應調整。在本發明的另一個方面中，一種對信號進行處理的計算機程序產品包括機器可讀 介質，其包括可由處理系統執行的指令，所述處理系統配置成接收從Σ -Δ調制器輸出的 信號，其中，所述接收的信號的動態范圍已經被自適應調整，所述指令包括用于以下操作的 代碼對所述接收的信號進行處理以產生輸出信號，所述輸出信號包括動態范圍被逆向調 整后的所述接收的信號；以及對所述輸出信號進行濾波。在本發明的另一個方面中，一種對信號進行處理的裝置包括濾波器，配置成接收 輸入信號和經縮放的信號，并產生經濾波的信號；量化器，配置成基于所述經濾波的信號產 生經量化的信號；以及自適應動態范圍控制器，配置成基于所述經量化的信號產生所述經 縮放的信號。在本發明的另一個方面中，一種配置成接收從Σ -Δ調制器輸出的信號的裝置， 其中，所述接收的信號的動態范圍已經被自適應調整。所述裝置包括自適應動態范圍控制 器，配置成接收來自所述Σ -Δ調制器的所述信號并產生經縮放的信號；以及濾波器，配置 成接收所述經縮放的信號。在本發明的另一個方面中，一種對信號進行處理的裝置包括用于基于經縮放的 信號對輸入信號進行濾波以產生經濾波的信號的模塊；用于基于所述經濾波的信號產生經 量化的信號的模塊；以及用于基于所述經量化的信號產生所述經縮放的信號的模塊。在本發明的另一個方面中，提供了一種配置成接收從Σ -Δ調制器輸出的信號的 裝置，其中，所述接收的信號的動態范圍已經被自適應調整。所述裝置包括用于基于所述 接收的從所述Σ -Δ調制器輸出的信號來產生經縮放的信號的模塊；以及用于對所述經縮 放的信號進行濾波的模塊。在本發明的另一個方面中，一種對信號進行處理的方法包括基于經縮放的信號 對輸入信號進行濾波，以產生經濾波的信號；基于所述經濾波的信號產生經量化的信號； 以及基于所述經量化的信號產生所述經縮放的信號。在本發明的另一個方面中，提供了一種對從Σ -Δ調制器的輸出端接收的信號進 行處理的方法，其中，所述接收的信號的動態范圍已經被自適應調整，所述方法包括基于 所接收的從所述Σ -Δ調制器輸出的信號來產生經縮放的信號；以及對所述經縮放的信號 進行濾波。在本發明的另一個方面中，一種對信號進行處理的計算機程序產品包括機器可讀 介質，其包括可由處理系統執行的指令，所述指令包括用于以下操作的代碼基于經縮放的信號對輸入信號進行濾波，以產生經濾波的信號；基于所述經濾波的信號產生經量化的信 號；以及基于所述經量化的信號產生所述經縮放的信號。在本發明的另一個方面中，一種對信號進行處理的計算機程序產品包括機器可讀 介質，其包括可由處理系統執行的指令，所述處理系統配置成接收從E -A調制器輸出的 信號，其中，所述接收的信號的動態范圍已經被自適應調整，所述指令包括用于以下操作的 代碼基于所述接收的從所述E -A調制器輸出的信號來產生經縮放的信號；以及對所述 經縮放的信號進行濾波。在本發明的另一個方面中，一種耳機包括信號源，配置成產生信號；E "A調制 器，配置成接收來自所述信號源的信號并產生輸出信號；以及自適應動態范圍控制器，配置 成對來自所述E-A調制器的所述輸出信號的動態范圍進行自適應調整。在本發明的另一個方面中，提供了一種配置成接收從E -A調制器輸出的信號的 耳機，其中，所述接收的信號的動態范圍已經被自適應調整，所述耳機包括信號負載；自 適應動態范圍控制器，配置成產生輸出信號，該輸出信號包括動態范圍被逆向調整后的所 述接收的信號；以及濾波器，配置成對來自所述自適應動態范圍控制器的所述輸出信號進 行濾波，并向所述信號負載提供所述經濾波的輸出信號。在本發明的另一個方面中，一種耳機包括信號源，配置成產生信號；濾波器，配 置成接收來自所述信號源的所述信號并接收經縮放的信號，以產生經濾波的信號；量化器， 配置成基于所述經濾波的信號產生經量化的信號；以及自適應動態范圍控制器，配置成基 于所述經量化的信號產生所述經縮放的信號。在本發明的另一個方面中，提供了一種配置成接收從E "A調制器輸出的信號的 耳機，其中，所述接收的信號的動態范圍已經被自適應調整，所述耳機包括自適應動態范 圍控制器，配置成接收來自所述E "A調制器的所述信號，并產生經縮放的信號；濾波器， 配置成接收所述經縮放的信號，并產生經濾波的信號；以及信號負載，配置成接收所述經濾 波的信號。可以理解，對本領域技術人員而言，本發明的其它方面從以下具體描述中將變得 更為清楚，其中，以示例的方式示出和說明本發明的各個方面。如將意識到的，在不背離本 發明的范圍的情況下，本發明可以有其它不同的配置和實現方式，并且本發明的多個細節 可以在各其它方面中加以修改。因此，附圖和詳細描述應被視為本質上是說明性的而不是 限制性的。
圖1是示出音頻系統的示例的概念性示意圖；圖2是示出具有一階E _ A調制器的編碼器的示例的概念性框圖；圖3是示出具有三階E _ A調制器的編碼器的示例的概念性框圖；圖4是示出自適應動態范圍控制器的示例的概念性示意圖；圖5是示出解碼器的示例的示意圖；圖6A和圖6B是示出編碼器的示例的功能框圖；圖7A和圖7B是示出解碼器的示例的功能框圖。
具體實施例方式下面結合附圖闡明的詳細描述旨在作為對本發明的各種配置的描述，并非旨在表 示可以使本發明得以實現的僅有配置。該詳細描述包括具體細節，以提供對本發明的徹底 理解。然而，本領域技術人員將會清楚，在沒有這些具體細節的情況下也可以實現本發明。 在一些實例中，以框圖的形式示出了公知的結構和組件，以避免混淆本發明的概念。圖1是示出音頻系統的示例的概念性示意圖。音頻系統100被示出為具有編碼器 104，該編碼器104將從信號源102輸出的音頻信號轉換成數字比特流。數字比特流在由解 碼器108轉換回音頻信號以提供給信號負載110之前，可以被處理、存儲、提取或者傳輸。數 字比特流的處理、存儲、提取或者傳輸在圖1中被廣泛地表示為信道106。在圖1中示出的全體組件旨在廣泛地表示許多不同類型的音頻系統。作為示例， 音頻系統100可以表示通過無線通信與蜂窩電話、個人數字助理(PDA)、桌上電腦或者膝上 電腦、或者任何其它合適的設備相連接的耳機。在該示例中，信號源102和編碼器104表示 發送裝置，解碼器108和信號負載110表示接收裝置。信號源102包括與麥克風相關聯的 音頻電路，編碼器104將來自音頻電路的音頻信號轉換成數字比特流。信道106表示在兩 個裝置之間的包括各種物理層處理(例如，RF前端處理、符號映射、turbo編碼等)的無線 信道。解碼器108將數字比特流轉換成音頻信號，并將該音頻信號提供給信號負載110，該 信號負載110可以是接收電話上的揚聲器、存儲器、對音頻信號進行進一步路由的組件。音頻系統的另一示例是數字音頻播放器，因為MP3格式的普遍性，所以數字音頻 播放器有時被稱作MP3播放器。數字音頻播放器可以是單獨的設備或者集成在蜂窩電話、 PDA、桌上電腦或者膝上電腦、或者任何其它合適的設備上。在該示例中，信號源102可以是 集成式FM調諧器。編碼器104將來自FM調諧器的音頻信號轉換成數字數據流，并將該信 息以音頻文件的形式存儲在存儲器中。存儲器和相關聯的處理由信道106表示。數字數據 流或者音頻文件的內容被從存儲器中讀出，由解碼器108轉換成模擬信號，并被提供給信 號負載110，信號負載110典型地為揚聲器。現在將參照圖1的編碼器104和解碼器108提出各種概念。這些概念被設計成，通 過在解碼器108處根據原始音頻信號的瞬時幅度對干擾的幅度進行調制，解決由數字比特 流中的錯誤所引起的音頻質量問題。雖然這些概念很好地適用于至此所討論的音頻系統， 但是，本領域技術人員將意識到，這些概念可以擴展到許多其它類型的音頻系統，并且還可 應用于支持其它類型媒體的系統。圖2是示出編碼器的示例的概念性框圖。在該示例中，編碼器104將被描述為模 數轉換器(ADC)，但是如本領域技術人員將意識到的，所提出的各種概念可以等效地應用于 配置成數模轉換器(DAC)的編碼器。參照圖2，編碼器104包括一階E -A調制器，然而更高階的調制器也可以用于降 低量化噪聲。在該示例中，音頻信號被輸入到求和節點206。求和節點206還接收來自自 適應動態范圍控制器204的輸入信號。兩個輸入信號之差被提供給濾波器208，濾波器208 提供積分函數。經濾波的輸出信號接著被提供給一比特量化器210。量化器210產生編碼 器輸出信號，該編碼器輸出信號包括處于過采樣頻率(即，遠大于奈奎斯特頻率的頻率)的 數字比特流。數字比特流還被反饋到自適應動態范圍控制器204，以產生向求和節點206的 輸入信號。
自適應動態范圍控制器204配置成對從E -A調制器202輸出的信號的動態范圍 進行自適應調整。這是通過以下處理得以實現的將從E-A調制器202輸出的數字比特流 傳遞通過信號重構單元212和包絡檢波器214，然后使用得到的結果來縮放通過乘法節點 216的數字比特流。來自乘法節點216的經縮放的輸出信號被提供給E -A調制器202，其 中，在求和節點206處從音頻輸入信號中減去該輸出信號。結果，從E -A調制器202輸出 的信號的動態范圍被調整成與音頻輸入信號的瞬時幅度成反比。換句話說，音頻信號中的 較低信號幅度區域容許動態范圍的最大增加。因此，在解碼器108 (參見圖1)處，將在較低 信號幅度區域中顯著降低在信道中拾取的任何音頻失真，其中，音頻最易受到噪聲的影響。如之前所討論的，可以使用較高階的調制，以更好地對音頻信號頻帶以外的量化 噪聲進行成形。現在將參照圖3提出具有三階E -A調制器的編碼器的示例。在該示例中 的E-A調制器202是結合圖2討論的一階E -A調制器的擴展。用三個濾波器208a-208c 實現多個積分級。在每一級的輸入端設置求和節點206a-206c，以減去來自自適應動態范圍 控制器204的經縮放的輸出信號。在最后一級的輸出端與第二級的輸入端之間還引入反饋 路徑。圖4是更詳細地示出自適應動態范圍控制器的示例的概念性示意圖。信號重構單 元212包括單極點濾波器，該單極點濾波器包括用于使輸入信號延遲的延遲部件404和用 于使輸入信號與經延遲的輸入信號合并的求和節點408。濾波器和反饋路徑中的增益分別 由放大器402、406控制。濾波器起到的作用是提供對向編碼器輸入的音頻信號的粗略重 構。類似地，通過以下處理進行包絡檢波將來自信號重構單元212的經整流的輸出 信號傳遞通過單極點濾波器，以平滑因音頻信號的粗略重構所引起的任何不連續性，以及 進一步降低從E -A調制器輸出的高頻量化噪聲。包絡檢波器214包括整流器410和其后 的單極點濾波器，該單極點濾波器包括用于使來自信號重構單元212的輸入信號延遲的延 遲部件416和用于使輸入信號與經延遲的輸入信號合并的求和節點414。濾波和反饋路徑 中的增益分別由放大器412、418控制。自適應動態范圍控制器204還可以包括在包絡檢波器212的輸出端處的可變增益 放大器420。放大器420的可變增益可以用于改變包絡信號的幅度。圖5是示出解碼器的示例的示意圖。解碼器108包括自適應動態范圍控制器204， 該自適應動態范圍控制器204起到的作用是調整數字比特流的動態范圍以恢復音頻信號。 更明確地，自適應動態范圍控制器204將數字比特流的動態范圍自適應調整成與音頻信號 的瞬時幅度成反比。結果，音頻信號中的較低信號幅度區域容許動態范圍的最大下降，這顯 著地降低了在信道中拾取的任何音頻失真。自適應動態范圍控制器204與之前結合編碼器202說明的自適應動態范圍控制器 類似。該自適應動態范圍控制器204具有信號重構單元212和其后的包絡檢波器214。信 號重構單元212和包絡檢波器214都被示為單極點濾波器，該單極點濾波器在濾波和反饋 路徑中具有獨立控制的增益。優選地，每個濾波器的增益的組合為1。在一些配置中，放大 器402、406、412、418的增益可以是可調諧參數。可變增益放大器420提供可調諧參數，削 波電路502防止自適應動態范圍控制器的輸出端飽和。可調諧參數可以用于解決諸如包絡 檢波的壓擺率控制和核心E-A調制器環路的穩定性等問題。
解碼器108還包括低通濾波器504。濾波器504起到抽取器(decimator)的作用， 其將數字比特流濾波到奈奎斯特采樣率，以恢復基礎音頻帶寬。來自濾波器504的輸出信 號可以被提供給信號負載110(參見圖1)，信號負載110可以是音頻揚聲器、存儲器、發射 機或者其它合適的裝置。在信號負載110為音頻揚聲器的情形下，來自自適應動態范圍控 制器的數字比特流可以被提供給D類放大器，該D類放大器驅動包括揚聲器和低通濾波器 在內的音頻輸出端。作為該解碼器配置的結果，由D類放大器消耗的功耗與音頻信號電平 (即，響度)成正比。這對于需要節約電池電量的消費電子設備而言，可以提供額外的好處。圖6A和圖6B是示出編碼器的示例的功能框圖。在圖6A中，對信號進行處理的裝 置包括E -A調制器602A和模塊604A，模塊604A用于對從E -A調制器輸出的信號的動 態范圍進行自適應調整。在圖6B中，對信號進行處理的裝置包括模塊602B、模塊604B和 模塊606B，其中，模塊602B用于基于經縮放的信號對輸入信號進行濾波以產生經濾波的信 號，模塊604B用于基于經濾波的信號產生經量化的信號，模塊606B用于基于經量化的信號 產生經縮放的信號。圖7A和圖7B是示出解碼器的示例的功能框圖。在圖7A中，一種裝置被配置成接 收從E -A調制器輸出的信號，其中，所接收的信號的動態范圍已經被自適應調整。該裝置 包括模塊702A和模塊704A，其中，模塊702A用于處理所接收的信號以產生輸出信號，該輸 出信號包括動態范圍被逆向調整后的所接收的信號，模塊704A用于對該輸出信號進行濾 波。在圖7B中，一種裝置還配置成接收從E -A調制器輸出的信號，其中，所接收的信號的 動態范圍已經被自適應調整。該裝置包括模塊702B和704B，其中，模塊702B用于基于所接 收的從E-A調制器輸出的信號來產生經縮放的信號，模塊704B用于對經縮放的信號進行 濾波。結合本文所公開的各方面而說明的各種示例性邏輯塊、模塊和電路可以在集成電 路(“IC”)、接入終端或接入點內實現，或者由IC、接入終端或接入點執行。該IC可以包括 通用處理器、數字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)或者 其它可編程邏輯器件、分立門或晶體管邏輯、分立硬件組件、電子組件、光組件、機械組件、 或者設計成執行本文所述功能的上述實體的任何組合，并且該IC可以執行駐留在該IC內 部、外部或者內部和外部兩者內的代碼或者指令。通用處理器可以是微處理器，但是作為選 擇，處理器可以是任何常規的處理器、控制器、微控制器或者狀態機。處理器還可以實現成 計算裝置的組合，例如，DSP與微處理器的組合、多個微處理器的組合、一個或多個微處理器 與DSP內核的組合、或者任何其它這樣的配置。本文的教導可以并入(例如，在其中實現或者由其執行)各種裝置(例如，設備) 中。例如，本文的教導的一個或多個方面可以并入電話(例如，蜂窩電話)、個人數字助理 (“PDA”)、娛樂設備(例如，音樂或者視頻設備)、耳機(例如，頭戴式耳機、聽筒等)、麥克 風、醫療設備(例如，生物識別傳感器、心率監視器、計步器、EKG設備等)、用戶I/O設備(例 如，監控器、遙控器、光開關、鍵盤、鼠標等)、輪胎壓力監視器、計算機、銷售點設備、娛樂設 備、助聽器、機頂盒或者任何其它合適的設備。提供了上述說明，以使本領域技術人員能夠實現本文所述的各個方面。對本領域 技術人員而言，對這些方面的修改將是顯而易見的，并且本文所限定的一般原理可以應用 于其它方面。因此，權利要求書并非旨在被限制于本文所示的各個方面，而應被給予與權利要求書用語相一致的全部范圍，其中，以單數形式提到的部件，如果未明確規定，就不是意 指“一個且僅有一個”，而是指“一個或多個”。除非另外明確規定，術語“一些”指的是一個 或多個。本文所說明的各個方面的部件的結構和功能等效形式對本領域技術人員而言是 公知的或者即將成為公知的，這些等效形式通過引用明確合并于此或者旨在被權利要求涵 蓋。此外，本文公開的內容均不旨在專門用于公開，無論這些內容是否在權利要求書中被明 確記載。沒有任何權利要求的元素應被視為符合35U. S. C. § 112第六段的條款，除非使用 術語“用于……的模塊”來明確記載該元素，或在方法權利要求的情形下使用“用于……的 步驟”來記載該元素。
權利要求
一種對信號進行處理的裝置，包括∑-Δ調制器；以及自適應動態范圍控制器，配置成對從所述∑-Δ調制器輸出的信號的動態范圍進行自適應調整。
2.如權利要求1所述的裝置，其中，所述自適應動態范圍控制器還包括包絡檢波器，該 包絡檢波器配置成生成向所述Σ -Δ調制器輸入的信號的包絡、將所述包絡施加于從所述 Σ-Δ調制器輸出的所述信號以產生反饋信號以及將所述反饋信號提供給所述Σ-Δ調制 器.
3.如權利要求2所述的裝置，其中，所述自適應動態范圍控制器還包括乘法器，該乘法 器配置成將所述包絡施加于從所述Σ -Δ調制器輸出的所述信號，以產生所述反饋信號。
4.如權利要求2所述的裝置，其中，所述自適應動態范圍控制器還包括可變增益放大 器，該可變增益放大器配置成對所述包絡的幅度進行調整。
5.如權利要求2所述的裝置，其中，所述自適應動態范圍控制器還包括信號重構單元， 該信號重構單元配置成重構向所述Σ -Δ調制器輸入的所述信號，所述包絡檢波器還配置 成根據所述經重構的信號產生所述包絡。
6.如權利要求5所述的裝置，其中，所述包絡檢波器還包括整流器，該整流器配置成對 所述經重構的信號進行整流。
7.如權利要求6所述的裝置，其中，所述包絡檢波器還包括濾波器，并且其中，所述整 流器還配置成向所述濾波器提供所述經整流的重構的信號。
8.如權利要求5所述的裝置，其中，所述信號重構單元還配置成根據所述反饋信號重 構向所述Σ -Δ調制器輸入的所述信號。
9.如權利要求5所述的裝置，其中，所述信號重構單元包括濾波器，該濾波器配置成重 構向所述Σ -Δ調制器輸入的所述信號。
10.如權利要求2所述的裝置，其中，所述Σ-Δ調制器包括反饋回路，并且其中，所述 自適應動態范圍控制器還配置成向所述Σ-Δ調制器中的所述反饋回路提供所述反饋信 號。
11. 一種配置成接收從Σ -Δ調制器輸出的信號的裝置，其中，所述接收的信號的動態 范圍已經被自適應調整，所述裝置包括濾波器；以及自適應動態范圍控制器，配置成產生輸出信號并將所述輸出信號提供給所述濾波器， 所述輸出信號包括動態范圍被逆向調整后的所述接收的信號。
12.如權利要求11所述的裝置，其中，所述自適應動態范圍控制器還包括包絡檢波器， 該包絡檢波器配置成產生向所述Σ-Δ調制器輸入的信號的包絡并將所述包絡施加于所 述接收的信號。
13.如權利要求12所述的裝置，其中，所述自適應動態范圍控制器還包括乘法器，該乘 法器配置成將所述包絡施加于所述接收的信號。
14.如權利要求12所述的裝置，其中，所述自適應動態范圍控制器還包括可變增益放 大器，該可變增益放大器配置成對所述包絡的幅度進行調整。
15.如權利要求12所述的裝置，其中，所述自適應動態范圍控制器還包括信號重構單元，該信號重構單元配置成重構向所述Σ -Δ調制器輸入的所述信號，所述包絡檢波器還 配置成根據所述經重構的信號產生所述包絡。
16.如權利要求15所述的裝置，其中，所述包絡檢波器還包括整流器，該整流器配置成 對所述經重構的信號進行整流。
17.如權利要求16所述的裝置，其中，所述包絡檢波器還包括濾波器，其中，所述整流 器還配置成向所述濾波器提供所述經整流的重構的信號。
18.如權利要求15所述的裝置，其中，所述信號重構單元還配置成根據所述接收的信 號重構向所述Σ -Δ調制器輸入的所述信號。
19.如權利要求15所述的裝置，其中，所述信號重構單元包括濾波器，該濾波器配置成 重構向所述Σ -Δ調制器輸入的所述信號。
20.—種對信號進行處理的裝置，包括Σ -Δ調制器；以及用于對從所述Σ-Δ調制器輸出的信號的動態范圍進行自適應調整的模塊。
21.如權利要求20所述的裝置，其中，所述用于對從所述Σ-Δ調制器輸出的信號的動 態范圍進行自適應調整的模塊包括用于產生向所述Σ -Δ調制器輸入的信號的包絡的模塊；以及用于將所述包絡施加于從所述Σ-Δ調制器輸出的所述信號以產生對所述Σ-Δ調制 器的反饋信號的模塊。
22.如權利要求21所述的裝置，其中，所述用于將所述包絡施加于從所述Σ-Δ調制器 輸出的所述信號的模塊包括乘法器。
23.如權利要求21所述的裝置，其中，所述用于對從所述Σ-Δ調制器輸出的信號的動 態范圍進行自適應調整的模塊還包括用于對所述包絡的幅度進行調整的模塊。
24.如權利要求21所述的裝置，其中，所述用于對從所述Σ-Δ調制器輸出的信號的動 態范圍進行自適應調整的模塊還包括用于重構向所述Σ -Δ調制器輸入的所述信號的模塊，其中，用于產生向所述Σ -Δ調制器輸入的信號的包絡的模塊配置成根據所述經重構 的信號產生所述包絡。
25.如權利要求24所述的裝置，其中，所述用于產生向所述Σ-Δ調制器輸入的信號的 包絡的模塊包括用于對所述經重構的信號進行整流的模塊。
26.如權利要求25所述的裝置，其中，所述用于產生向所述Σ-Δ調制器輸入的信號的 包絡的模塊還包括用于對所述經整流的重構的信號進行濾波的模塊。
27.如權利要求24所述的裝置，其中，所述用于重構向所述Σ-Δ調制器輸入的所述信 號的模塊配置成根據所述反饋信號重構向所述Σ-Δ調制器輸入的所述信號。
28.如權利要求27所述的裝置，其中，所述用于重構向所述Σ-Δ調制器輸入的所述信 號的模塊包括用于對所述反饋信號進行濾波的模塊。
29.如權利要求21所述的裝置，其中，所述Σ-Δ調制器包括反饋回路，并且其中，所述用于對從所述Σ-Δ調制器輸出的信號的動態范圍進行自適應調整的模塊配置成向所述 Σ -Δ調制器中的所述反饋回路提供反饋信號。
30.一種配置成接收從Σ -Δ調制器輸出的信號的裝置，其中，所述接收的信號的動態范圍已經被自適應調整，所述裝置包括用于對所述接收的信號進行處理以產生輸出信號的模塊，所述輸出信號包括動態范圍被逆向調整后的所述接收的信號；以及用于對所述輸出信號進行濾波的模塊。
31.如權利要求30所述的裝置，其中，所述用于對所述接收的信號進行處理的模塊還包括用于產生向所述Σ -Δ調制器輸入的信號的包絡的模塊；以及用于將所述包絡施加于所述接收的信號的模塊。
32.如權利要求31所述的裝置，其中，所述用于將所述包絡施加于所述接收的信號的模塊包括乘法器。
33.如權利要求31所述的裝置，其中，所述用于對所述接收的信號進行處理的模塊還 包括用于對所述包絡的幅度進行調整的模塊。
34.如權利要求31所述的裝置，其中，所述用于對所述接收的信號進行處理的模塊還 包括用于重構向所述Σ -Δ調制器輸入的所述信號的模塊，其中，所述用于產生向所述Σ -Δ調制器輸入的信號的包絡的模塊配置成根據所述經 重構的信號產生所述包絡。
35.如權利要求34所述的裝置，其中，所述用于產生向所述Σ-Δ調制器輸入的信號的 包絡的模塊包括用于對所述經重構的信號進行整流的模塊。
36.如權利要求35所述的裝置，其中，所述用于產生向所述Σ-Δ調制器輸入的信號的 包絡的模塊還包括用于對所述經整流的重構的信號進行濾波的模塊。
37.如權利要求34所述的裝置，其中，所述用于重構向所述Σ-Δ調制器輸入的所述信 號的模塊配置成根據所述接收的信號重構向所述Σ-Δ調制器輸入的所述信號。
38.如權利要求34所述的裝置，其中，所述用于重構向所述Σ-Δ調制器輸入的所述信 號的模塊包括用于對所述接收的信號進行濾波的模塊。
39.一種對信號進行處理的方法，包括將信號傳遞通過Σ -Δ調制器；以及對從所述Σ-Δ調制器輸出的信號的動態范圍進行自適應調整。
40.如權利要求39所述的方法，其中，對從所述Σ-Δ調制器輸出的信號的動態范圍進 行自適應調整包括產生向所述Σ -Δ調制器輸入的信號的包絡；以及將所述包絡施加于從所述Σ -Δ調制器輸出的所述信號，以產生對所述Σ -Δ調制器 的反饋信號。
41.如權利要求40所述的方法，其中，將所述包絡施加于從所述Σ-△調制器輸出的所 述信號包括將所述包絡乘以從所述Σ -Δ調制器輸出的所述信號。
42.如權利要求40所述的方法，其中，對從所述Σ-△調制器輸出的信號的動態范圍進 行自適應調整還包括對所述包絡的幅度進行調整。
43.如權利要求40所述的方法，其中，對從所述Σ-△調制器輸出的信號的動態范圍進 行自適應調整包括重構向所述Σ -Δ調制器輸入的所述信號，其中，根據所述經重構的信號產生向所述Σ -Δ調制器輸入的信號的所述包絡。
44.如權利要求43所述的方法，其中，產生向所述Σ-Δ調制器輸入的信號的包絡包括對所述經重構的信號進行整流。
45.如權利要求44所述的方法，其中，產生向所述Σ-Δ調制器輸入的信號的包絡還包括對所述經整流的重構信號進行濾波。
46.如權利要求43所述的方法，其中，根據所述反饋信號重構向所述Σ-Δ調制器輸入 的所述信號。
47.如權利要求46所述的方法，其中，重構向所述Σ-Δ調制器輸入的所述信號包括 對所述反饋信號進行濾波。
48.如權利要求40所述的方法，其中，所述Σ-Δ調制器包括反饋回路，并且其中，對從 所述Σ-Δ調制器輸出的信號的動態范圍進行自適應調整包括向所述Σ-Δ調制器中的所 述反饋回路提供所述反饋信號。
49.一種對從Σ -Δ調制器的輸出端接收的信號進行處理的方法，其中，所述接收的信 號的動態范圍已經被自適應調整，所述方法包括對所述接收的信號進行處理以產生輸出信號，所述輸出信號包括動態范圍被逆向調整 后的所述接收的信號；以及 對所述輸出信號進行濾波。
50.如權利要求49所述的方法，其中，對所述接收的信號進行處理包括 產生向所述Σ -Δ調制器輸入的信號的包絡；以及將所述包絡施加于所述接收的信號。
51.如權利要求50所述的方法，其中，將所述包絡施加于所述接收的信號包括 將所述包絡乘以所述接收的信號。
52.如權利要求50所述的方法，其中，對所述接收的信號進行處理還包括 對所述包絡的幅度進行調整。
53.如權利要求50所述的方法，其中，對所述接收的信號進行處理還包括 重構向所述Σ -Δ調制器輸入的所述信號，其中，所述包絡是根據所述經重構的信號產生的。
54.如權利要求53所述的方法，其中，產生向所述Σ-Δ調制器輸入的信號的包絡包括對所述經重構的信號進行整流。
55.如權利要求54所述的方法，其中，產生向所述Σ-Δ調制器輸入的信號的包絡還包括對所述經整流的重構的信號進行濾波。
56.如權利要求53所述的方法，其中，向所述Σ調制器輸入的所述信號是根據所述 接收的信號重構的。
57.如權利要求53所述的方法，其中，重構向所述Σ-Δ調制器輸入的所述信號包括 對所述接收的信號進行濾波。
58.一種對信號進行處理的計算機程序產品，包括機器可讀介質，其包括可由處理系統執行的指令，所述指令包括用于以下操作的代碼從Σ -Δ調制器傳遞信號；以及對從所述Σ-Δ調制器輸出的信號的動態范圍進行自適應調整。
59.一種對信號進行處理的計算機程序產品，包括機器可讀介質，其包括可由處理系統執行的指令，所述處理系統配置成接收從Σ -Δ 調制器輸出的信號，其中，所述接收的信號的動態范圍已經被自適應調整，所述指令包括用 于以下操作的代碼對所述接收的信號進行處理以產生輸出信號，所述輸出信號包括動態范圍被逆向調整 后的所述接收的信號；以及 對所述輸出信號進行濾波。
60.一種對信號進行處理的裝置，包括濾波器，配置成接收輸入信號和經縮放的信號，并產生經濾波的信號；量化器，配置成基于所述經濾波的信號產生經量化的信號；以及自適應動態范圍控制器，配置成基于所述經量化的信號產生所述經縮放的信號。
61.如權利要求61所述的裝置，其中，所述自適應動態范圍控制器還包括 包絡檢波器，配置成產生包絡信號；以及乘法器，配置成將所述經量化的信號乘以所述包絡信號，以產生所述經縮放的信號。
62.如權利要求62所述的裝置，其中，所述自適應動態范圍控制器還包括 可變增益放大器，配置成對所述包絡信號的幅度進行調整。
63.如權利要求62所述的裝置，其中，所述自適應動態范圍控制器還包括 信號重構單元，配置成接收所述經縮放的信號并產生輸出信號，其中，所述包絡檢波器還配置成基于來自所述信號重構單元的所述輸出信號來產生所 述包絡信號。
64.如權利要求64所述的裝置，其中，所述包絡檢波器還包括整流器，配置成對來自所述信號重構單元的所述輸出信號進行整流。
65.如權利要求65所述的裝置，其中，所述包絡檢波器還包括濾波器，并且其中，所述整流器還配置成向所述濾波器提供來自所述信號重構單元的所述經整流的輸出信號。
66.如權利要求64所述的裝置，其中，所述信號重構單元包括 濾波器，配置成對所述經縮放的信號進行濾波。
67.一種配置成接收從Σ -Δ調制器輸出的信號的裝置，其中，所述接收的信號的動態 范圍已經被自適應調整，所述裝置包括自適應動態范圍控制器，配置成接收來自所述Σ -Δ調制器的所述信號并產生經縮放 的信號；以及濾波器，配置成接收所述經縮放的信號。
68.如權利要求68所述的裝置，其中，所述自適應動態范圍控制器還包括 包絡檢波器，配置成產生包絡信號；以及乘法器，配置成將所述包絡信號乘以來自所述Σ -Δ調制器的所述接收的信號，以產 生所述經縮放的信號。
69.如權利要求69所述的裝置，其中，所述自適應動態范圍控制器還包括 可變增益放大器，配置成對所述包絡信號的幅度進行調整。
70.如權利要求69所述的裝置，其中，所述自適應動態范圍控制器還包括 信號重構單元，配置成接收所述經縮放的信號并產生輸出信號，其中，所述包絡檢波器還配置成基于所述信號重構單元的所述輸出信號產生所述包絡 信號。
71.如權利要求71所述的裝置，其中，所述包絡檢波器還包括整流器，配置成對來自所述信號重構單元的所述輸出信號進行整流。
72.如權利要求72所述的裝置，其中，所述包絡檢波器還包括濾波器，其中，所述整流 器還配置成向所述濾波器提供來自所述信號重構單元的所述經整流的輸出信號。
73.如權利要求71所述的裝置，其中，所述信號重構單元包括 濾波器，配置成對所述經縮放的信號進行濾波。
74.一種對信號進行處理的裝置，包括用于基于經縮放的信號對輸入信號進行濾波以產生經濾波的信號的模塊； 用于基于所述經濾波的信號產生經量化的信號的模塊；以及 用于基于所述經量化的信號產生所述經縮放的信號的模塊。
75.如權利要求75所述的裝置，其中，所述用于產生所述經縮放的信號的模塊包括 用于產生包絡信號的模塊；以及用于將所述包絡信號施加于所述經量化的信號以產生所述經縮放的信號的模塊。
76.如權利要求76所述的裝置，其中，所述用于產生所述經縮放的信號的模塊還包括 用于對所述包絡信號的幅度進行調整的模塊。
77.如權利要求76所述的裝置，其中，所述用于產生所述經縮放的信號的模塊還包括 用于根據所述經縮放的信號重構所述輸入信號的模塊，其中，所述用于產生包絡信號的模塊配置成基于所述經重構的輸入信號產生所述包絡信號。
78.如權利要求78所述的裝置，其中，所述用于產生所述包絡信號的模塊包括 用于對所述經重構的輸入信號進行整流的模塊。
79.如權利要求79所述的裝置，其中，所述用于產生所述包絡信號的模塊還包括 用于對所述經整流的重構的輸入信號進行濾波的模塊。
80.如權利要求78所述的裝置，其中，所述用于對所述輸入信號進行重構的模塊包括 用于對所述經縮放的信號進行濾波的模塊。
81.—種配置成接收從Σ -Δ調制器輸出的信號的裝置，其中，所述接收的信號的動態 范圍已經被自適應調整，所述裝置包括用于基于所述接收的從所述Σ-Δ調制器輸出的信號來產生經縮放的信號的模塊；以及用于對所述經縮放的信號進行濾波的模塊。
82.如權利要求82所述的裝置，其中，所述用于對所述經縮放的信號進行濾波的模塊 包括用于產生包絡信號的模塊；以及用于將所述包絡信號施加于來自所述Σ-Δ調制器的所述接收的信號以產生所述經 縮放的信號的模塊。
83.如權利要求83所述的裝置，其中，所述用于對所述經縮放的信號進行濾波的模塊 還包括用于對所述包絡信號的幅度進行調整的模塊。
84.如權利要求83所述的裝置，其中，所述用于對所述經縮放的信號進行濾波的模塊 還包括用于重構向所述Σ -Δ調制器輸入的信號的模塊，其中，所述包絡檢波器配置成基于所述經重構的輸入的信號產生所述包絡信號。
85.如權利要求85所述的裝置，其中，所述用于產生包絡信號的模塊包括 用于對所述經重構的輸入的信號進行整流的模塊。
86.如權利要求86所述的裝置，其中，所述用于產生包絡信號的模塊還包括 用于對所述經整流的重構的輸入的信號進行濾波的模塊。
87.如權利要求85所述的裝置，其中，所述用于對向所述Σ-Δ調制器輸入的信號進行 重構的模塊包括用于對所述經縮放的信號進行濾波的模塊。
88.—種對信號進行處理的方法，包括基于經縮放的信號對輸入信號進行濾波，以產生經濾波的信號； 基于所述經濾波的信號產生經量化的信號；以及 基于所述經量化的信號產生所述經縮放的信號。
89.如權利要求89所述的方法，其中，產生所述經縮放的信號包括 產生包絡信號；以及將所述包絡信號施加于所述經量化的信號，以產生所述經縮放的信號。
90.如權利要求90所述的方法，其中，產生所述經縮放的信號還包括 對所述包絡信號的幅度進行調整。
91.如權利要求90所述的方法，其中，產生所述經縮放的信號還包括 根據所述經縮放的信號重構所述輸入信號，其中，所述包絡信號的產生是基于所述經重構的輸入信號的。
92.如權利要求92所述的方法，其中，產生所述包絡信號包括 對所述經重構的輸入信號進行整流。
93.如權利要求93所述的方法，其中，產生所述包絡信號還包括 對所述經整流的重構的輸入信號進行濾波。
94.如權利要求92所述的方法，其中，重構所述輸入信號包括 對所述經縮放的信號進行濾波。
95.一種對從Σ -Δ調制器的輸出端接收的信號進行處理的方法，其中，所述接收的信 號的動態范圍已經被自適應調整，所述方法包括基于所接收的從所述Σ -Δ調制器輸出的信號來產生經縮放的信號；以及 對所述經縮放的信號進行濾波。
96.如權利要求96所述的方法，其中，對所述經縮放的信號進行濾波包括 產生包絡信號；以及將所述包絡信號施加于來自所述Σ -Δ調制器的所述接收的信號，以產生所述經縮放 的信號。
97.如權利要求97所述的方法，其中，對所述經縮放的信號進行濾波還包括 對所述包絡信號的幅度進行調整。
98.如權利要求97所述的方法，其中，對所述經縮放的信號進行濾波還包括 重構向所述Σ -Δ調制器輸入的信號，其中，所述包絡信號的產生是基于所述經重構的輸入信號的。
99.如權利要求99所述的方法，其中，產生包絡信號包括 對所述經重構的輸入的信號進行整流。
100.如權利要求100所述的方法，其中，產生包絡信號還包括 對所述經整流的重構的輸入的信號進行濾波。
101.如權利要求99所述的方法，其中，重構向所述Σ-Δ調制器輸入的信號包括 對所述經縮放的信號進行濾波。
102.一種對信號進行處理的計算機程序產品，包括機器可讀介質，其包括可由處理系統執行的指令，所述指令包括用于以下操作的代碼基于經縮放的信號對輸入信號進行濾波，以產生經濾波的信號； 基于所述經濾波的信號產生經量化的信號；以及 基于所述經量化的信號產生所述經縮放的信號。
103.—種對信號進行處理的計算機程序產品，包括機器可讀介質，其包括可由處理系統執行的指令，所述處理系統配置成接收從Σ -Δ 調制器輸出的信號，其中，所述接收的信號的動態范圍已經被自適應調整，所述指令包括用 于以下操作的代碼基于所述接收的從所述Σ -Δ調制器輸出的信號來產生經縮放的信號；以及 對所述經縮放的信號進行濾波。
104.一種耳機，包括信號源，配置成產生信號；Σ -Δ調制器，配置成接收來自所述信號源的信號并產生輸出信號；以及自適應動態范圍控制器，配置成對來自所述Σ -Δ調制器的所述輸出信號的動態范圍 進行自適應調整。
105.一種配置成接收從Σ -Δ調制器輸出的信號的耳機，其中，所述接收的信號的動 態范圍已經被自適應調整，所述耳機包括信號負載；自適應動態范圍控制器，配置成產生輸出信號，該輸出信號包括動態范圍被逆向調整 后的所述接收的信號；以及濾波器，配置成對來自所述自適應動態范圍控制器的所述輸出信號進行濾波，并向所 述信號負載提供所述經濾波的輸出信號。
106.—種耳機，包括信號源，配置成產生信號；濾波器，配置成接收來自所述信號源的所述信號并接收經縮放的信號，以產生經濾波 的信號；量化器，配置成基于所述經濾波的信號產生經量化的信號；以及自適應動態范圍控制器，配置成基于所述經量化的信號產生所述經縮放的信號。
107.一種配置成接收從Σ -Δ調制器輸出的信號的耳機，其中，所述接收的信號的動 態范圍已經被自適應調整，所述耳機包括自適應動態范圍控制器，配置成接收來自所述Σ -Δ調制器的所述信號，并產生經縮 放的信號；濾波器，配置成接收所述經縮放的信號，并產生經濾波的信號；以及信號負載，配置成接收所述經濾波的信號。
全文摘要
公開了對信號進行處理的裝置和方法。使用了∑-Δ調制器。自適應動態范圍控制器配置成對從∑-Δ調制器輸出的信號的動態范圍進行自適應調整。
文檔編號H03M3/02GK101803201SQ200880024982
公開日2010年8月11日 申請日期2008年1月16日 優先權日2007年7月18日
發明者C·U·李, D·J·朱利安, H·加魯達德里, S·馬宗達 申請人:高通股份有限公司