音頻信號處理電路及方法
【專利摘要】本發明提出的音頻信號處理電路及方法，包含編碼電路、第一音頻轉換電路及第二音頻轉換電路。編碼電路接收脈沖編碼調變信號，并依據脈沖編碼調變信號產生第一音頻信號及第二音頻信號。第一音頻轉換電路依據第一音頻信號中連續的編碼值而產生第一脈寬調變信號，以設置第一功率級。第二音頻轉換電路依據位移值及第二音頻信號中連續的編碼值而產生第二脈寬調變信號，以設置第二功率級。當靜音時，第一脈寬調變信號和第二脈寬調變信號的脈波寬度會相等，且第一脈寬調變信號與第二脈寬調變信號的脈波邊緣具有時間差距。當靜音或是需要輸出較小聲音時，上述的音頻信號處理電路能夠避免脈寬調變信號的脈波邊緣過于接近，而能降低零交叉失真所產生的影響。
【專利說明】音頻信號處理電路及方法
【技術領域】
[0001]本發明有關于一種音頻信號處理電路及方法，尤指一種可降低零交叉失真的音頻信號處理電路及方法。
【背景技術】
[0002]許多音頻系統會采用BD類編碼器(BD Mode encoder)對音頻信號進行信號處理，以輸出至揚聲器等負載而產生所需的聲音。BD類編碼器會先將音頻信號轉換為差動(differential)的反相信號及非反相信號，再以脈寬調變電路(pulse width modulationcircuit)分別調變反相信號及非反相信號，而產生反相的脈寬調變信號及非反相的脈寬調變信號，并使用反相的脈寬調變信號及非反相的脈寬調變信號驅動全橋式功率輸出級而輸出至揚聲器。許多噪聲以及偶數階的非線性信號可藉由BD類編碼器的差動信號處理的方式消除，而不會于輸出至揚聲器，因此能夠產生較好的音效輸出。
[0003]然而，BD類編碼器卻有零交叉失真(zero crossing distortion)的問題,亦即當BD類編碼器所產生的反相脈寬調變信號與非反相脈寬調變信號的信號邊緣過于接近時，音頻系統中的電路容易產生噪聲，而使揚聲器產生噪音。圖1中顯示音頻系統中的音頻信號以及所對應產生的非反相脈寬調變信號與反相脈寬調變信號。當音頻信號的絕對值越大時，反相脈寬調變信號與非反相脈寬調變信號間的脈波寬度差距越大，以驅動功率輸出級及揚聲器產生較大的聲音。當音頻信號的絕對值越小時，反相脈寬調變信號與非反相脈寬調變信號間的脈波寬度差距越小，以使揚聲器產生較小的聲音。例如，當音頻系統欲靜音時，此時音頻信號為0，而音頻系統會產生脈波寬度相同的反相脈寬調變信號與非反相脈寬調變信號。此時，反相脈寬調變信號與非反相脈寬調變信號的信號邊緣非常接近，因此音頻系統中的電路容易產生噪聲，而使揚聲器產生噪音。因此，當音頻系統欲輸出很小的聲音或靜音時，零交叉失真的問題會更加顯著，因為反相脈寬調變信號與非反相脈寬調變信號間的脈波寬度差距很小，音頻系統中的電路容易產生噪聲而輸出噪音，使用者于音頻系統輸出聲音較小或靜音時更容易聽見噪音而受到干擾。
[0004]美國專利US 6，373，336所揭露的方法是在音頻系統中設置延遲信號的電路，以將反相脈寬調變信號及非反相脈寬調變信號的其中之一延遲一段時間。因此，當在音頻系統欲輸出很小的聲音或靜音時，反相脈寬調變信號與非反相脈寬調變信號的信號邊緣間會具有適當的時間差距，而能夠降低因為零交叉失真所造成的噪音。
[0005]為了可搭配不同音頻系統而可彈性的調整延遲時間，或者避免因為制程差異造成的延遲時間不夠準確的問題，上述的音頻系統需要設置復雜的延遲電路及控制電路。然而，增加這些延遲電路不但可能引進新的噪聲，而影響音頻系統的輸出效果，同時復雜的延遲電路也會增加硬件設計的困難度以及生產的成本。
【發明內容】
[0006]有鑒于此，如何減輕或消除音頻系統中零交叉失真的缺失，實為業界有待解決的問題。
[0007]本說明書提供一種音頻信號處理電路的實施例，用以設置一第一功率級和一第二功率級而控制一音頻輸出裝置，其包含:一編碼電路，用以接收一脈沖編碼調變信號，并依據該脈沖編碼調變信號產生一第一音頻信號及一第二音頻信號；一第一音頻轉換電路，耦接于該編碼電路，用以依據該第一音頻信號中連續的一第一編碼值和一第二編碼值而產生一第一脈寬調變信號，以設置該第一功率級；一第二音頻轉換電路，耦接于該編碼電路，用以依據該第二音頻信號中連續的一第三編碼值和一第四編碼值以及依據一位移值而產生一第二脈寬調變信號，以設置該第二功率級；其中當該第一編碼值等于該第三編碼值且該第二編碼值等于該四編碼值時，該第一脈寬調變信號的脈波寬度會等于該第二脈寬調變信號的脈波寬度，并且該第一脈寬調變信號與該第二脈寬調變信號的脈波邊緣會具有一時間差距。
[0008]本說明書另提供一種音頻信號處理方法的實施例，其包含:依據一脈沖編碼調變信號而產生一第一音頻信號及一第二音頻信號；依據該第一音頻信號中連續的一第一編碼值和一第二編碼值而產生一第一脈寬調變信號，以設置一第一功率級；依據該第二音頻信號中連續的一第三編碼值和一第四編碼值以及依據一位移值而產生一第二脈寬調變信號，以設置一第二功率級；其中當該第一編碼值等于該第三編碼值且該第二編碼值等于該四編碼值時，該第一脈寬調變信號的脈波寬度實質上等于該第二脈寬調變信號的脈波寬度，并且該第一脈寬調變信號與該第二脈寬調變信號的脈波邊緣會具有一時間差距。
[0009]上述實施例的優點之一是音頻信號處理電路能夠于靜音或產生很小的聲音時，降低或避免因零交叉失真所產生的噪音。上述實施例的另一優點是音頻信號處理電路的硬件架構非常簡單，并且能夠產生較為準確的時間差距。上述實施例的另一優點是功率級的切換頻率能夠降低，而更能降低硬件設計的需求。本發明的其它優點將藉由以下的說明和附圖進行更詳細的解說。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是習知音頻系統中的音頻信號簡化后的時序圖。
[0011]圖2是本發明一實施例的音頻信號處理電路簡化后的功能方塊圖。
[0012]圖3是圖2的音頻信號處理電路所產生的音頻信號的一實施例簡化后的時序圖。
[0013]圖4是圖2的音頻信號處理電路所產生的脈寬調變信號的一實施例簡化后的時序圖
[0014]圖5是圖2的音頻信號處理電路所產生的脈寬調變信號的另一實施例簡化后的時序圖。
【具體實施方式】
[0015]以下將配合相關附圖來說明本發明之實施例。在這些附圖中，相同的標號表示相同或類似的元件或流程/步驟。
[0016]圖2是本發明一實施例的音頻信號處理電路200簡化后的功能方塊圖。音頻信號處理電路200包含編碼電路210、第一音頻轉換電路220、第二音頻轉換電路230、第一功率級240和第二功率級250。編碼電路210耦接于第一音頻轉換電路220的輸入端和第二音頻轉換電路230的輸入端，音頻轉換電路220和230的輸出端分別耦接于第一功率級240和第二功率級250的輸入端，且功率級240和250的輸出端分別耦接于音頻輸出裝置260的輸入端。音頻信號處理電路200會依據所接收的脈沖編碼調變信號(pulse coded modulationsignal) PCM，而于音頻輸出裝置260對應地輸出所需的聲音。
[0017]脈沖編碼調變信號PCM可以是計算機的音效芯片、手機的音頻芯片或其它音效處理裝置所輸出的脈沖編碼調變信號，在本實施例中，編碼電路210會接收脈沖編碼調變信號PCM，并且會對應地輸出第一音頻信號DP和第二音頻信號DN。
[0018]音頻轉換電路220包含第一脈寬調變信號產生電路222及第二脈寬調變信號產生電路224。音頻轉換電路220用以接收編碼電路210輸出的音頻信號DP，并轉換為對應的第一脈寬調變信號PWMA以輸出至功率級240。
[0019]音頻轉換電路230包含第三脈寬調變信號產生電路232、第四脈寬調變信號產生電路234、第一加法電路236及第二加法電路238。加法電路236的輸出端耦接于脈寬調變信號產生電路232的輸入端，加法電路236用以將編碼電路210輸出的音頻信號DN減去預設的位移值ds。加法電路238的輸出端耦接于脈寬調變信號產生電路234的輸入端，力口法電路238用以將編碼電路210輸出的音頻信號DN加上預設的位移值ds。音頻轉換電路230用以接收編碼電路210輸出的音頻信號DN，并轉換為對應的第二脈寬調變信號PWMB以輸出至功率級250。
[0020]功率級240包含第一晶體管241、第二晶體管243、第一反相電路245、第一電感247及第一電容249。晶體管241的一端稱接于電源Vdd,而晶體管241的另一端稱接于晶體管243的一端及電感247，晶體管243的另一端則耦接于地。功率級240的輸入端耦接于晶體管241的控制端，并且通過反相電路245而耦接晶體管243的控制端。例如，晶體管的控制端可為場效晶體管的閘極或雙極接面晶體管的基極等。電感247的另一端稱接于電容249及音頻輸出裝置260。
[0021]功率級250包含第三晶體管251、第四晶體管253、第二反相電路255、第二電感257及第二電容259。晶體管251的一端耦接于電源Vdd，而晶體管251的另一端耦接于晶體管253的一端及電感257，晶體管253的另一端則耦接于地。功率級250的輸入端耦接于晶體管251的控制端，并且通過反相電路255而耦接晶體管253的控制端。電感257的另一端耦接于電容259及音頻輸出裝置260。
[0022]音頻輸出裝置260可以采用揚聲器(speaker)或是其它負載裝置的方式實施，并藉由接收功率級240和250的輸出信號而產生所需的聲音輸出。
[0023]圖3是音頻信號處理電路200所接收的脈沖編碼調變信號PCM及所對應產生的音頻信號DP和DN的一實施例簡化后的時序圖。圖4是音頻信號處理電路200所產生的脈寬調變信號PWMA及脈寬調變信號PWMB的一實施例簡化后的時序圖。以下將以圖2?4進一步說明音頻信號處理電路200的運作方式。
[0024]在圖3的實施例中，以3位元的脈沖編碼調變信號PCM為例進行說明。當編碼電路210所接收的脈沖編碼調變信號PCM為-3?3時，編碼電路210依據脈沖編碼調變信號PCM而對應地產生編碼值為I?7的音頻信號DP以及編碼值為7?I的音頻信號DN，使得脈沖編碼調變信號PCM的數值的絕對值較大時，音頻信號DP和DN的編碼值差距較大，而脈沖編碼調變信號PCM的數值的絕對值較小時，音頻信號DP和DN的編碼值差距較小。編碼電路210會將音頻信號DP和DN分別傳輸至音頻轉換電路220和230。
[0025]音頻轉換電路220會接收編碼電路210所傳輸的音頻信號DP，而脈寬調變信號產生電路222和224會分別依據音頻信號DP中奇數個和偶數個的編碼值而產生對應的脈寬調變信號PWMA，并且依據音頻信號DP的編碼值而對應地設置脈寬調變信號PWMA的脈波寬度。例如，在圖4的實施例中，當音頻轉換電路220接收到編碼電路210所傳輸的音頻信號DP的第I?4個編碼值依序為Sla、S2a、S 3a和S4a，脈寬調變信號產生電路222會依據音頻信號DP中奇數個的編碼值(即Sla和S3a)而產生對應的脈寬調變信號PWMA，而脈寬調變信號產生電路224會依據音頻信號DP中偶數個的編碼值(即S2a和S4a)而產生對應的脈寬調變信號PWMA。
[0026]在時段pi中，脈寬調變信號產生電路222會依據音頻信號DP的編碼值而于時段Pl的后半段產生脈波寬度為wla秒的脈寬調變信號PWMA，亦即在單位時間為T秒的時段Pl中，脈寬調變信號產生電路222會依據音頻信號DP的編碼值Sla，先設置脈寬調變信號PWMA于低電位狀態持續(Tila)秒，接著設置脈寬調變信號PWMA于高電位狀態持續wla秒，在本實施例中，wla的時間長度會與音頻信號DP的編碼值Sla呈正向相關。
[0027]在時段p2中，脈寬調變信號產生電路224會依據音頻信號DP的編碼值而于時段P2的前半段產生脈波寬度為w2a秒的脈寬調變信號PWMA，亦即在單位時間為T秒的時段P2中，脈寬調變信號產生電路224會依據音頻信號DP的編碼值S2a，先設置脈寬調變信號PWMA于高電位狀態持續w2a秒，接著設置脈寬調變信號PWMA于低電位狀態持續(Ti2a)秒，在本實施例中，w2a的時間長度會與音頻信號DP的編碼值S2a呈正向相關。
[0028]因此，在時段pi?p2時，脈寬調變信號產生電路222和224所產生的脈寬調變信號PWMA實際上會是一個連續的高電位脈波，其脈波寬度為(wla+w2a)秒，并且(wla+w2a)的時間長度會與(Sla+S2a)的大小呈正向相關。高電位脈波的前后分別會有(T_wla)秒及(T-w2a)秒的低電位狀態。
[0029]同樣地，在時段P 3?p4中，脈寬調變信號產生電路222和224依據音頻信號DP中連續的編碼值而分別產生脈波寬度為w3a和w4a的脈寬調變信號PWMA，而成為一個連續的高電位脈波，其脈波寬度為(w3a+w4a)秒,并且(w3a+w4a)的時間長度會與(S3a+S4a)的大小呈正向相關，而其前后分別會有(T_w3a)秒及(T_w4a)秒的低電位狀態。
[0030]音頻轉換電路230會接收到編碼電路210所傳輸的音頻信號DN，并會將音頻信號DN中奇數個和偶數個的編碼值分別通過加法器236和238而輸出至脈寬調變信號產生電路232和234，以對應地產生脈寬調變信號PWMB，并且依據音頻信號DN的編碼值而對應地設置脈寬調變信號PWMB的脈波寬度。例如，在圖4的實施例中，當音頻轉換電路220接收到編碼電路210所傳輸的音頻信號DN的第I?4個編碼值依序為Slb、S2b、S3b和S4b，加法器236會將音頻信號DN中奇數個的編碼值(即Slb和S3b)減去位移值ds，脈寬調變信號產生電路232再依據加法器236的輸出值對應地產生脈寬調變信號PWMB。加法器238會將音頻信號DN中偶數個的編碼值(即S2b和S4b)加上位移值ds，脈寬調變信號產生電路234再依據加法器238的輸出值對應地產生脈寬調變信號PWMB。
[0031]在時段pi中，脈寬調變信號產生電路232會依據音頻信號DN的編碼值和位移值ds，而于時段pi的后半段產生脈波寬度為wlb秒的脈寬調變信號PWMB，亦即在單位時間為T秒的時段pi中，脈寬調變信號產生電路232會依據音頻信號DN的編碼值Slb減去位移值ds后的數值(Slb-ds)，先設置脈寬調變信號PWMB于低電位狀態持續(T-Wlb)秒，接著設置脈寬調變信號PWMB于高電位狀態持續wlb秒，在本實施例中，wlb的時間長度會與音頻信號DN的編碼值Slb減去位移值ds后的數值(Slb-ds)呈正向相關。
[0032]在時段P2中，脈寬調變信號產生電路233會依據音頻信號DN的編碼值和位移值ds，而于時段p2的前半段產生脈波寬度為w2b秒的脈寬調變信號PWMB，亦即在單位時間為T秒的時段p2中，脈寬調變信號產生電路233會依據音頻信號DN的編碼值S2b加上位移值ds后的數值(S2b+ds)，先設置脈寬調變信號PWMB于高電位狀態持續w2b秒，接著設置脈寬調變信號PWMB于低電位狀態持續(T-w2b)秒，在本實施例中，w2b的時間長度會與音頻信號DN的編碼值S2b加上位移值ds后的數值(S2b+ds)呈正向相關。
[0033]因此，在時段pi?p2時，脈寬調變信號產生電路232和233所產生的脈寬調變信號PWMB實際上會是一個連續的高電位脈波，其脈波寬度為(wlb+w2b)秒，并且(wlb+w2b)的時間長度會與(Slb+S2b)的大小呈正向相關。高電位脈波的前后分別會有(T-wlb)秒及(T-w2b)秒的低電位狀態。
[0034]在本實施例中，(wlb+w2b)和(Slb+S2b)之間的對應關系與(wla+w2a)和(Sla+S2a)之間的對應關系實際上相同，因此當Sla等于Slb且S2a等于S2b時，(Sla+S2a)會等于(Slb+S2b)時，音頻轉換電路220和230會分別產生實質上相同脈波寬度的脈寬調變信號PWMA和PWMB，并且脈寬調變信號PWMA和PWMB的高電位脈波邊緣會具有預設的時間差距，而該時間差距會與位移值ds的數值呈正向相關。
[0035]同樣地，在時段p3?p4中，脈寬調變信號產生電路232和233依據音頻信號DN中連續的編碼值而分別產生脈波寬度為w3b和w4b的脈寬調變信號PWMB，而成為一個連續的高電位脈波，其脈波寬度為(w3b+w4b)秒,并且(w3b+w4b)的時間長度會與(S3b+S4b)的大小呈正向相關，而其前后分別會有(T-w3b)秒及(T-w4b)秒的低電位狀態。
[0036]當功率級240接收到音頻轉換電路220的脈寬調變信號PWMA時，脈寬調變信號PWMA會傳送至晶體管241的控制端，且脈寬調變信號PWMA亦通過反相電路245輸入至晶體管243的控制端，使晶體管241和243不會同時導通。藉由使用脈寬調變信號PWMA分別調整晶體管241和243的導通狀態和導通時間，并且藉由電感247和電容249的濾波，而會于功率級240的輸出端產生對應的輸出信號。
[0037]當功率級250接收到音頻轉換電路230的脈寬調變信號PWMB時，脈寬調變信號PWMB會輸入至晶體管251的控制端，且脈寬調變信號PWMB亦通過反相電路255輸入至晶體管253的控制端，使晶體管251和253不會同時導通。藉由使用脈寬調變信號PWMB分別調整晶體管251和253的導通狀態和導通時間，并且通過電感257和電容259的濾波，而會于功率級250的輸出端產生對應的輸出信號。
[0038]音頻輸出裝置260接收功率級240和250的輸出信號后即會產生所需的聲音。
[0039]圖5是音頻信號處理電路200依據脈沖編碼調變信號PCM所產生的音頻信號DP和DN、及脈寬調變信號PWMA和PWMB的另一實施例簡化后的時序圖。由于習知的音頻系統輸出較小聲音或是靜音時，零交叉失真所造成的問題較為嚴重。以下將以圖5說明音頻信號處理電路200如何降低零交叉失真所造成的影響。
[0040]在圖5的實施例中，脈沖編碼調變信號PCM的數值全部為零，代表音頻信號處理電路200應該靜音。此時，編碼電路210會產生相同編碼值的音頻信號DP和DN。如圖5的實施例中，音頻信號DP和DN的編碼值皆為4。在時段ql中，音頻轉換電路220會依據音頻信號DP的2個連續編碼值而產生脈波寬度為al秒的脈寬調變信號PWMA，而音頻轉換電路230會依據音頻信號DN的2個連續編碼值而產生脈波寬度為bl秒的脈寬調變信號PWMB。由于音頻信號DP的2個連續編碼值和音頻信號DN的2個連續編碼值皆相同，因此脈波寬度al秒和bl秒也會相同，并且脈波的邊緣會依據位移值ds而具有dt秒的時間差距，因此當音頻信號處理電路200靜音時，可以避免脈寬調變信號PWMA和PWMB的脈波邊緣過于接近，而不會使音頻信號處理電路200的其它電路產生噪聲。同樣地，在時段q2和q3中，音頻轉換電路220和230也可以分別產生具有時間差距dt秒的脈波，而在靜音時能避免音頻信號處理電路200的其它電路產生噪聲。
[0041]另一方面，當音頻信號DP和DN的編碼值差距正好是位移值ds時，脈寬調變信號PWMA和PWMB的脈波邊緣可會非常接近。然而，當音頻信號DP和DN的編碼值間具有差距時，代表音頻信號處理電路200此時會輸出聲音，由零交叉失真所造成的噪音較不容易被使用者察覺，而能夠降低零交叉失真所造成的影響。因此，可以搭配編碼電路210的編碼規則而適當的設置位移值ds的數值，使零交叉失真所產生的噪音在音頻信號處理電路200輸出較大聲音時才出現，讓使用者不易察覺，而降低零交叉失真所造成的影響。
[0042]在上述的實施例中，以脈沖編碼調變信號PCM作為音頻信號處理電路200的輸入信號。在其它實施例中，音頻信號處理電路200也可以采用其它格式的音頻信號，并且搭配適當的編碼電路而實施。
[0043]在上述的實施例中，脈寬調變信號產生電路222、224、232及234可以分別采用模擬電路及/或數字電路的方式實施。例如，脈寬調變信號產生電路222及232可以采用比較電路的方式實施，而將音頻信號DP中奇數個的編碼值與周期性信號(例如，鋸齒波信號或三角波等)進行比較，并將音頻信號DN中奇數個的編碼值減去位移值ds后的數值與周期性信號進行比較，以于單位時間的后半段產生所需的脈波寬度。脈寬調變信號產生電路224及234也可以采用比較電路的方式實施，而將音頻信號DP中偶數個的編碼值與周期性信號進行比較，并將音頻信號DN中偶數個的編碼值加上位移值ds后的數值與周期性信號進行比較，以于單位時間的前半段產生所需的脈波寬度。在另一實施例中，脈寬調變信號產生電路222、224、232及234也可以采用數字信號處理器等電路實施，而依據音頻信號DP的編碼值、音頻信號DN的編碼值和位移值ds，產生所需的脈寬調變信號PWMA和PWMB。
[0044]在上述的實施例中，音頻信號處理電路200采用4個脈寬調變信號產生電路222、224,232和234以及2個加法電路236和238，然而這些元件的數量和連接關系僅是用以說明，并非用以限縮專利范圍。例如，在其它的實施例中，脈寬調變信號產生電路222和224的功能也可采用I個比較電路的方式實施，或者4個脈寬調變信號產生電路222、224、232和234也可以采用I個比較電路的方式實施，而加法電路236和238也可以采用I個加法電路的方式實施。在其它的實施例中，脈寬調變信號產生電路222、224、232和234以及加法電路236和238也可以使用一個或多個微處理器或數字信號處理器等方式實施。
[0045]在上述的實施例中，以正數的位移值ds進行說明。在其它的實施例中，位移值ds也可以采用負數的方式實施。在其它的實施例中，加法電路236和238也可以依據位移值ds的數值而分別采用加法電路架構或減法電路架構的方式實施。例如，在另一實施例中，音頻轉換電路230會使用加法電路236將音頻信號DN中奇數個的編碼值加上位移值ds，并使用加法電路238將音頻信號DN中偶數個的編碼值減去位移值ds。
[0046]在上述的實施例中，音頻轉換電路220依據音頻信號DP中2個連續的編碼值產生I個高電位的脈波，而音頻轉換電路230依據音頻信號DN中2個連續的編碼值產生I個高電位的脈波。而以上描述的奇數個的編碼值與偶數個的編碼值的表達方式，僅是用以說明可能的實施方式之一。在另一實施例中，音頻轉換電路230也可以使用加法電路236將音頻信號DN中偶數個的編碼值減去位移值ds，并使用加法電路238將音頻信號DN中奇數個的編碼值加上位移值ds。此外，在其它的實施例中，音頻轉換電路220和230也可以依據音頻信號DP和DN中更多個的連續編碼值而產生I個高電位的脈波，例如，音頻轉換電路220依據音頻信號DP中3個連續的編碼值產生I個高電位的脈波。
[0047]在上述的實施例中，音頻轉換電路230依據音頻信號DN和位移值ds而產生脈寬調變信號PWMB。在其它的實施例中，也可以由音頻轉換電路220依據音頻信號DP和位移值而產生脈寬調變信號PWMA。在另一實施例中，音頻轉換電路220和230也可以依據音頻信號DP和位移值以及依據音頻信號DN和位移值而分別產生脈寬調變信號PWMA和PWMB。
[0048]在其它的實施例中，編碼電路210也可以包含加法電路236和238的功能，而直接產生加上位移值或減去位移值的音頻信號DN，而音頻轉換電路230則可以省略加法電路236 和 238。
[0049]在上述的實施例中，每一個功能方塊都能夠以多個電路元件的方式實施，或者多個功能方塊接能夠適當的結合為單一個電路元件。例如，在一實施例中，音頻轉換電路220和230可以設置于同一個集成電路芯片，而功率級240和250則以離散電路元件的方式實施。在另一實施例中，音頻轉換電路220和230以及功率級240和250皆設置于同一個集成電路芯片。
[0050]在上述的實施例中，音頻轉換電路220和功率級240之間以及音頻轉換電路230和功率級250之間不需要設置延遲電路，即能夠降低音頻信號處理電路200于靜音或輸出較小聲音時的零交叉失真的影響。在其它的實施例中，音頻轉換電路220和功率級240之間以及音頻轉換電路230和功率級250之間也可以依據其它的設計考慮而設置延遲電路。
[0051]在上述的實施例中，音頻信號的編碼值與脈寬調變信號的脈波寬度呈正向相關，而時間差距與位移值也呈正向相關。例如，在一實施例中，時間差距會與位移值呈現正比關系，即位移值越大時，時間差距越大。在其它實施例中，音頻信號的編碼值與脈寬調變信號的脈波寬度呈逆向相關，或者時間差距與位移值也可以呈逆向相關。例如，在另一實施例中，時間差距會與位移值呈現反比關系，即位移值越大時，時間差距越小。
[0052]在上述的實施例中，以高位有效(active high)的方式進行說明。在其它的實施例中，各個信號可以依據設計考慮而分別采用高位有效及低位有效的方式實施。
[0053]在上述的實施例中，當音頻信號處理電路200于靜音或產生很小的聲音時，音頻轉換電路220和230能夠將脈寬調變信號PWMA和PWMB的脈波邊緣設置為具有適當的時間差距，而能夠避免因零交叉失真所產生的噪音。
[0054]此外，音頻信號處理電路200能夠藉由將音頻信號的編碼值與位移值ds進行簡單的加減，而使脈寬調變信號PWMA和PWMB的脈波邊緣具有適當的時間差距，不但實施方式非常簡單，并且所產生的時間差距非常為準確，而可以避免以多個延遲電路實施時所帶來的噪聲與不準確的延遲時間。[0055]在上述的實施例中，音頻信號處理電路200能夠依據多個音頻信號的編碼值而產生脈寬調變信號PWMA和PWMB，因此功率級240和250的切換頻率(switching frequency)可以降低，而能夠降低硬件設計的需求。
[0056]在說明書及權利要求書中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。所屬【技術領域】的技術人員應可理解，同樣的元件可能會用不同的名詞來稱呼。本說明書及權利要求書并不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的基準。在說明書及權利要求書中所提及的「包含」為開放式的用語，應解釋成「包含但不限定于」。另夕卜，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述第一元件耦接于第二元件，則代表第一元件可通過電性連接或無線傳輸、光學傳輸等信號連接方式而直接地連接于第二元件，或通過其它元件或連接手段間接地電性或信號連接至第二元件。
[0057]在此所使用的「及/或」的描述方式，包含所列舉的其中之一或多個項目的任意組合。另外，除非說明書中特別指明，否則任何單數格的用語都同時包含復數格的涵義。
[0058]以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明權利要求所做的等同變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
【權利要求】
1.一種音頻信號處理電路，用以設置一第一功率級和一第二功率級而控制一音頻輸出裝置，其包含: 一編碼電路，用以接收一脈沖編碼調變信號，并依據該脈沖編碼調變信號產生一第一音頻信號及一第二音頻信號； 一第一音頻轉換電路，耦接于該編碼電路，用以依據該第一音頻信號中連續的一第一編碼值和一第二編碼值而產生一第一脈寬調變信號，以設置該第一功率級； 一第二音頻轉換電路，耦接于該編碼電路，用以依據該第二音頻信號中連續的一第三編碼值和一第四編碼值以及依據一位移值而產生一第二脈寬調變信號，以設置該第二功率級； 其中當該第一編碼值等于該第三編碼值且該第二編碼值等于該四編碼值時，該第一脈寬調變信號的脈波寬度會等于該第二脈寬調變信號的脈波寬度，并且該第一脈寬調變信號與該第二脈寬調變信號的脈波邊緣會具有一時間差距。
2.如權利要求1的音頻信號處理電路，其中該第二音頻轉換電路會依據該第三編碼值減去該位移值后的數值產生該第二脈寬調變信號的部分脈波，并且依據該第四編碼值加上該位移值后的數值產生該第二脈寬調變信號的部分脈波。
3.如權利要求2的音頻信號處理電路，其中該第二音頻轉換電路另包含: 一第一加法電路(236 )，耦接于該編碼電路，用以將該第三編碼值減去該位移值； 一第二加法電路(238)，耦接于該編碼電路，用以將該第四編碼值加上該位移值； 一第三脈寬調變信號產生電路(232)，耦接于該第一加法電路，用以依據該第三編碼值減去該位移值后的數值產生該第二脈寬調變信號的部分脈波；以及 一第四脈寬調變信號產生電路(234)，耦接于該第二加法電路，用以依據該第四編碼值加上該位移值后的數值產生該第二脈寬調變信號的部分脈波。
4.如權利要求1的音頻信號處理電路，其中該第二音頻轉換電路會依據該第三編碼值加上該位移值后的數值產生該第二脈寬調變信號的部分脈波，并且依據該第四編碼值減去該位移值后的數值產生該第二脈寬調變信號的部分脈波。
5.如權利要求4的音頻信號處理電路，其中該第二音頻轉換電路另包含: 一第一加法電路，耦接于該編碼電路，用以將該第三編碼值加上該位移值； 一第二加法電路，耦接于該編碼電路，用以將該第四編碼值減去該位移值； 一第三脈寬調變信號產生電路，耦接于該第一加法電路，用以依據該第三編碼值加上該位移值后的數值產生該第二脈寬調變信號的部分脈波；以及 一第四脈寬調變信號產生電路，耦接于該第二加法電路，用以依據該第四編碼值減去該位移值后的數值產生該第二脈寬調變信號的部分脈波。
6.如權利要求1至5其中任一項的音頻信號處理電路，其中該第一脈寬調變信號包含一連續的第一高電位脈波，該第一高電位脈波的脈波寬度與該第一編碼值及該第二編碼值的和呈正向相關，而該第二脈寬調變信號包含一連續的第二高電位脈波，該第二高電位脈波的脈波寬度與該第三編碼值及該第四編碼值的和呈正向相關。
7.如權利要求1至5其中任一項的音頻信號處理電路，其中該時間差距與該位移值呈正向相關。
8.一種音頻信號處理方法，其特征在于包含:依據一脈沖編碼調變信號而產生一第一音頻信號及一第二音頻信號； 依據該第一音頻信號中連續的一第一編碼值和一第二編碼值而產生一第一脈寬調變信號，以設置一第一功率級； 依據該第二音頻信號中連續的一第三編碼值和一第四編碼值以及依據一位移值而產生一第二脈寬調變信號，以設置一第二功率級； 其中當該第一編碼值等于該第三編碼值且該第二編碼值等于該四編碼值時，該第一脈寬調變信號的脈波寬度實質上等于該第二脈寬調變信號的脈波寬度，并且該第一脈寬調變信號與該第二脈寬調變信號的脈波邊緣會具有一時間差距。
9.如權利要求8的音頻信號處理方法，其特征在于另包含: 依據該第三編碼值減去該位移值后的數值產生該第二脈寬調變信號的部分脈波，以及 依據該第四編碼值加上該位移值后的數值產生該第二脈寬調變信號的部分脈波。
10.如權利要求8的音頻信號處理方法，其特征在于另包含: 依據該第三編碼值加上該位移值后的數值產生該第二脈寬調變信號的部分脈波，以及 依據該第四編碼值減去該·位移值后的數值產生該第二脈寬調變信號的部分脈波。
【文檔編號】H04R3/00GK103596106SQ201210298505
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年8月16日 優先權日:2012年8月16日
【發明者】吳聰男 申請人:立锜科技股份有限公司