專利名稱：用于提供具有交錯(cuò)輸出的多通道脈沖寬度調(diào)制音頻的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及音頻放大系統(tǒng)，更加具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及用于修改音頻放大系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)通道的定時(shí)以交錯(cuò)通道中的切換噪聲并由此改變?cè)肼曁匦缘南到y(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
脈沖寬度調(diào)制(PWM)或D類信號(hào)放大技術(shù)已經(jīng)存在好多年了。隨著開(kāi)關(guān)模式電源(SMPS)的迅速發(fā)展，脈沖寬度調(diào)制技術(shù)越來(lái)越流行。由于這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)，在信號(hào)放大應(yīng)用領(lǐng)域中應(yīng)用脈沖寬度調(diào)制技術(shù)的興趣越來(lái)越大，其結(jié)果是得到重大有效的改進(jìn)，這一改進(jìn)是通過(guò)使用D類功率輸出拓樸結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的(線性的AB類)功率輸出拓樸結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。
開(kāi)發(fā)信號(hào)放大應(yīng)用的早期嘗試使用了與早期的開(kāi)關(guān)模式電源中使用過(guò)的相同的對(duì)于放大的處理方法。更加具體地說(shuō)，這些嘗試使用了模擬調(diào)制方案，這個(gè)調(diào)制方案導(dǎo)致低性能的應(yīng)用。這些方案實(shí)施起來(lái)很復(fù)雜而且很昂貴。因此，這些解決方案沒(méi)有得到廣泛的采納。在主流放大器應(yīng)用中，D類技術(shù)還不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的AB類放大器。
最近，數(shù)字脈沖寬度調(diào)制方案問(wèn)世了。這些方案使用了∑-Δ調(diào)制技術(shù)來(lái)產(chǎn)生在較新式的數(shù)字D類實(shí)施方案中使用的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。然而，這些數(shù)字脈沖寬度調(diào)制方案在緩解將脈沖寬度調(diào)制器集成在整個(gè)放大器中的解決方案中的主要障礙方面的貢獻(xiàn)甚少。因此，D類技術(shù)在主流應(yīng)用中還是不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的AB類放大器。
對(duì)于當(dāng)前的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制方案，存在一系列問(wèn)題。一個(gè)問(wèn)題是音頻系統(tǒng)實(shí)施方案要求的通道數(shù)越來(lái)越多。例如，家庭影院音頻系統(tǒng)不僅需要提供一對(duì)立體聲通道，而且還要求有第二對(duì)立體聲通道(一對(duì)前置揚(yáng)聲器和一對(duì)后置揚(yáng)聲器)和一個(gè)中央通道(例如，一個(gè)亞低音揚(yáng)聲器)?？赡芤蟠罅客ǖ赖南到y(tǒng)的另一個(gè)例子是對(duì)于一個(gè)很大的區(qū)域，例如打算對(duì)于一個(gè)建筑物內(nèi)的多個(gè)房間提供聲音的系統(tǒng)。在數(shù)字脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)中通?？商峁┬枰嗤ǖ赖膶?shí)施方案。
當(dāng)前存在的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制放大系統(tǒng)只具有與單個(gè)芯片上可以實(shí)施的通道數(shù)一樣多的通道。在一般情況下，這些系統(tǒng)只有兩個(gè)或四個(gè)通道。雖然在單個(gè)芯片上可以提供附加的通道，但出于幾個(gè)理由，這通常不是切合實(shí)際的解決方案。例如，在芯片上沒(méi)有足夠大的空間來(lái)提供附加的通道。還可能是沒(méi)有足夠的資源(例如，處理器循環(huán))來(lái)處理同一個(gè)芯片上的所有通道。進(jìn)而，設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度可能隨附加通道的增加而顯著地增加。還有，即使能夠容納幾個(gè)附加通道，這樣的解決方案也不能解決所需要的通道數(shù)還要更多的下一代系統(tǒng)的要求。
當(dāng)前存在的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)不能在幾個(gè)芯片之間實(shí)施，因?yàn)榇嬖谂c多個(gè)芯片的相互作用有關(guān)的困難。一個(gè)這樣的困難可能是同步問(wèn)題。為了使系統(tǒng)能夠?qū)τ谙到y(tǒng)中的所有通道提供一致地控制，必須同步每一個(gè)芯片，以使多個(gè)芯片的操作基本上像是在單個(gè)芯片上實(shí)施的操作一樣。對(duì)于數(shù)字脈沖寬度調(diào)制音頻放大系統(tǒng)，當(dāng)前還不存在任何一個(gè)這樣的機(jī)制。另一個(gè)問(wèn)題是，一旦各個(gè)芯片同步，如果各個(gè)通道的數(shù)據(jù)內(nèi)容緊密相關(guān)，則所有通道的切換幾乎要同時(shí)進(jìn)行。這是有問(wèn)題的，因?yàn)榍袚Q要在音頻信號(hào)中引起噪聲，所有通道幾乎同時(shí)的切換將增加噪聲電平。要說(shuō)明的是，在單芯片系統(tǒng)中以及在多芯片系統(tǒng)中都會(huì)發(fā)生這種切換噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例可以解決上述的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。廣義地說(shuō)，本發(fā)明包括用于減小多通道音頻系統(tǒng)中的噪聲電平的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的措施是提供一種機(jī)制，通過(guò)這種機(jī)制可以同步多通道音頻通道，然后選擇性地延遲由每個(gè)通道處理的音頻信號(hào)，以便在每個(gè)通道內(nèi)交錯(cuò)所說(shuō)切換，由此有效地減小了噪聲電平并且增加了噪聲頻率因而更容易消除噪聲。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括具有多個(gè)音頻放大器通道和耦合到音頻放大器通道的控制電路的系統(tǒng)，這里，將控制電路配置成可以暫時(shí)移動(dòng)至少一個(gè)音頻放大器通道的音頻信號(hào)的切換邊緣。在一個(gè)實(shí)施例中，所說(shuō)的系統(tǒng)是一個(gè)數(shù)字脈沖寬度調(diào)制(PWM)的放大器。放大器的每個(gè)通道都包括一個(gè)調(diào)制器，用于轉(zhuǎn)換脈沖編碼調(diào)制音頻信號(hào)為脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。將使用調(diào)制器的這個(gè)系統(tǒng)配置成能夠在相繼的各個(gè)通道中延遲逐漸增加的音頻信號(hào)，以使緊密相關(guān)的信號(hào)的上升沿和下降沿(切換邊緣)在不同的時(shí)間落在不同的通道內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)調(diào)制器從一個(gè)公共的計(jì)數(shù)器接收定時(shí)信號(hào)，向這個(gè)定時(shí)信號(hào)上增加或減小一個(gè)偏差，并且對(duì)于增加或減小的結(jié)果上進(jìn)行模數(shù)操作以產(chǎn)生一個(gè)偏差定時(shí)信號(hào)，這個(gè)偏差定時(shí)信號(hào)使所產(chǎn)生的寬度調(diào)制脈沖和對(duì)應(yīng)的切換邊緣交錯(cuò)開(kāi)。在一個(gè)實(shí)施例中，在每個(gè)通道中實(shí)施一個(gè)補(bǔ)充延遲，以補(bǔ)償交錯(cuò)切換邊緣產(chǎn)生的延遲。因此，在每個(gè)通道中的總延遲是相同的，并且輸出是同步的。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)通道包括一個(gè)內(nèi)插器，在通過(guò)內(nèi)插器執(zhí)行的內(nèi)插中實(shí)現(xiàn)補(bǔ)充延遲。在一個(gè)實(shí)施例中，在多個(gè)分開(kāi)的芯片上實(shí)現(xiàn)音頻放大器通道，所說(shuō)的系統(tǒng)包括用于同步這些芯片的操作的機(jī)制。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括一種方法，用于在數(shù)字脈沖寬度調(diào)制音頻放大器的不同通道中交錯(cuò)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的切換邊緣，以便減小切換噪聲的電平并且增加切換噪聲的頻率。在一個(gè)實(shí)施例中，所說(shuō)的方法包括在一個(gè)或多個(gè)通道中移動(dòng)脈沖寬度調(diào)制音頻信號(hào)的定時(shí)，以使在不同通道中緊密相關(guān)的信號(hào)的切換邊緣不會(huì)重合。在一個(gè)實(shí)施例中，在脈沖之間的整個(gè)間隔所說(shuō)信號(hào)均勻地交錯(cuò)。在一個(gè)實(shí)施例中，在每個(gè)通道中實(shí)現(xiàn)一個(gè)補(bǔ)充延遲以補(bǔ)償交錯(cuò)切換邊緣產(chǎn)生的延遲，以便在每個(gè)通道中均衡總的延遲并且因此可以同步各個(gè)通道的輸出。在一個(gè)實(shí)施例中，切換邊緣的交錯(cuò)是在每個(gè)通道的調(diào)制器內(nèi)進(jìn)行的，補(bǔ)充延遲是在音頻信號(hào)的內(nèi)插中附加的。在一個(gè)實(shí)施例中，在多個(gè)分開(kāi)的芯片上實(shí)施音頻放大器通道，所說(shuō)方法包括在交錯(cuò)所說(shuō)信號(hào)并且附加補(bǔ)充延遲之前同步各個(gè)芯片的操作。
許多附加的實(shí)施例也是可能的。


在閱讀了下面的詳細(xì)描述并且參照以下的附圖后，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)都可能是顯而易見(jiàn)的。
圖1是說(shuō)明按照一個(gè)實(shí)施例的數(shù)字音頻放大系統(tǒng)的一個(gè)通道的功能方塊圖；
圖2是說(shuō)明按照一個(gè)實(shí)施例的調(diào)制器的結(jié)構(gòu)的功能方塊圖；圖3是說(shuō)明與圖2所示的系統(tǒng)有關(guān)的信號(hào)的示意圖；圖4是說(shuō)明按照一個(gè)實(shí)施例的多通道多調(diào)制器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的功能方塊圖；圖5是說(shuō)明按照一個(gè)實(shí)施例的具有交錯(cuò)的通道定時(shí)的系統(tǒng)的功能方塊圖；圖6是表示按照一個(gè)實(shí)施例的多通道數(shù)字音頻放大系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案的功能方塊圖；圖7是說(shuō)明與圖5所示的系統(tǒng)有關(guān)的信號(hào)的示意圖。
雖然本發(fā)明旨在說(shuō)明各種不同的改進(jìn)和替換形式，但還要借助于附圖中的實(shí)例和相伴的詳細(xì)描述來(lái)表示本發(fā)明的具體實(shí)施例。然而，應(yīng)該理解，附圖和詳細(xì)描述的目的不是將本發(fā)明限制在所述的特定實(shí)施例。相反，本發(fā)明旨在覆蓋落在由所附的權(quán)利要求書(shū)限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)的所有的改進(jìn)、等效物、和替換方案。
具體實(shí)施例方式
下面描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。要說(shuō)明的是，以下描述的這些和任何其它的實(shí)施例都是示例性的，旨在說(shuō)明本發(fā)明而不是限制本發(fā)明。
如這里描述的，本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例包括用于減小多通道數(shù)字音頻系統(tǒng)中的噪聲電平的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，這是通過(guò)提供一種機(jī)制實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)所說(shuō)機(jī)制同步多個(gè)數(shù)字音頻通道，然后，有選擇地延遲由每個(gè)通道處理的音頻信號(hào)以便在每個(gè)通道中交錯(cuò)所說(shuō)切換，由此有效地減小噪聲電平和增加噪聲頻率，以使噪聲的消除更加容易。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括數(shù)字脈沖寬度調(diào)制(PWM)音頻放大系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)具有多個(gè)通道以便分開(kāi)處理音頻信號(hào)。每個(gè)通道接收脈沖編碼調(diào)制(PCM)音頻信號(hào)，并且處理這個(gè)信號(hào)以產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制輸出信號(hào)。輸出的脈沖寬度調(diào)制音頻信號(hào)包括二進(jìn)制的脈沖。如這里所用的，“二進(jìn)制”意味著，這個(gè)信號(hào)只可能有兩個(gè)數(shù)值中的一個(gè)高或低。這些脈沖通常是以一個(gè)固定的頻率(如384千赫茲)產(chǎn)生的，并且具有可變的寬度。這些脈沖用于使輸出級(jí)中的晶體管導(dǎo)通和截止，由此產(chǎn)生可用于例如驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的模擬音頻信號(hào)。
在多個(gè)通道上的音頻信號(hào)可能是緊密相關(guān)的。即，這些信號(hào)可能是相同的，或者可能是極其相似的。結(jié)果，為每個(gè)音頻流產(chǎn)生的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)可能是極其相似的。如果兩個(gè)通道的脈沖寬度調(diào)制脈沖幾乎相同，并且如果這些信號(hào)是同步的，則在不同通道中脈沖的上升沿和下降沿(在這里稱之為切換邊緣)可能同時(shí)發(fā)生。如以上所述，脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的上升沿和下降沿可使輸出級(jí)中的晶體管變?yōu)閷?dǎo)通和截止。無(wú)論何時(shí)，一個(gè)晶體管導(dǎo)通或截止，都要產(chǎn)生噪聲。如果多個(gè)通道的晶體管同時(shí)都導(dǎo)通或截止，則噪聲電平增加。
本發(fā)明的實(shí)施例可能協(xié)助管理切換噪聲，為此，移動(dòng)在不同的通道中產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的定時(shí)，并且借此移動(dòng)由切換產(chǎn)生的噪聲尖峰以使噪聲的分布更加均勻，而不是多個(gè)通道同時(shí)發(fā)生噪聲。這樣做可能按兩種方式改進(jìn)噪聲的特性。第一，由于來(lái)自不同通道的噪聲不再同時(shí)發(fā)生，所以減小了噪聲電平。第二，由于噪聲尖峰的發(fā)生更加經(jīng)常，所以噪聲的頻譜較高，并且不太可能影響音頻信號(hào)的可聽(tīng)頻譜。當(dāng)噪聲在較高的頻率的時(shí)候，濾除噪聲是很容易的。
如以上所述，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括一個(gè)數(shù)字脈沖寬度調(diào)制音頻放大系統(tǒng)。參照附圖1，其中表示說(shuō)明數(shù)字音頻放大系統(tǒng)的一個(gè)通道的功能方塊圖。將這個(gè)實(shí)施例設(shè)計(jì)成可以將脈沖編碼調(diào)制輸入數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成脈沖寬度調(diào)制輸出數(shù)據(jù)流，用于驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)。
如圖1所示，通道100接收來(lái)自數(shù)據(jù)源如CD播放器、MP3播放器、數(shù)字音頻磁帶、或類似物的數(shù)字輸入數(shù)據(jù)流。輸入數(shù)據(jù)流由內(nèi)插器110接收，內(nèi)插器內(nèi)插數(shù)據(jù)流以便將來(lái)自第一采樣速率的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第二采樣速率的數(shù)據(jù)流。第一采樣速率取決于數(shù)據(jù)源，并且通常是對(duì)應(yīng)類型設(shè)備使用的一組預(yù)先確定的采樣速率中的一個(gè)。例如，一個(gè)CD播放器可以輸出采樣速率為44.1千赫茲的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，而數(shù)字音頻磁帶播放器可以輸出采樣速率為32千赫茲的數(shù)據(jù)。內(nèi)插器110將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成調(diào)制器和輸出級(jí)的切換速率。在一個(gè)實(shí)施例中，切換速率是384千赫茲。
然后，向脈沖寬度調(diào)制校正單元120提供在這個(gè)切換速率的這個(gè)數(shù)據(jù)流。脈沖寬度調(diào)制校正單元120校正這個(gè)數(shù)據(jù)流的脈沖寬度調(diào)制過(guò)程的非線性，并且向噪聲整形器130提供最終的數(shù)據(jù)流。噪聲整形器130將高精度輸入比特寬度減小到由調(diào)制器140處理的有限的比特寬度。向脈沖寬度調(diào)制的調(diào)制器140提供由噪聲整形器130輸出的數(shù)據(jù)流。由脈沖寬度調(diào)制的調(diào)制器140接收的數(shù)據(jù)流代表脈沖編碼調(diào)制信號(hào)。脈沖寬度調(diào)制的調(diào)制器140將這個(gè)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。然后，將這個(gè)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)提供給輸出級(jí)150。輸出級(jí)150放大脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，并且對(duì)于放大的信號(hào)進(jìn)行某些濾波或進(jìn)一步處理。最終的信號(hào)隨后輸出到揚(yáng)聲器160，揚(yáng)聲器160將脈沖寬度調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成可由聽(tīng)眾聽(tīng)見(jiàn)的可聽(tīng)信號(hào)。
通道100通常在單個(gè)芯片中實(shí)施。在同一個(gè)芯片中可能實(shí)施兩個(gè)甚至于是四個(gè)通道。每個(gè)附加的通道在一般情況下復(fù)制第一通道的組件。如以上所述，如果必須提供或者期望提供更多的通道(例如8個(gè)、16個(gè)、或者甚至于更多個(gè))，則可能必須使用多個(gè)芯片，每個(gè)芯片具有幾個(gè)通道。
實(shí)施如圖1所示的數(shù)字脈沖寬度調(diào)制的調(diào)制器的方式各有不同。在一般情況下，數(shù)字脈沖寬度調(diào)制的調(diào)制器將產(chǎn)生以一個(gè)二進(jìn)制脈沖，二進(jìn)制脈沖的中心在一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)，二進(jìn)制脈沖的寬度對(duì)應(yīng)于提供給調(diào)制器的輸入值。對(duì)于下面的討論，將這個(gè)時(shí)間間隔的長(zhǎng)度定義為L(zhǎng)，將脈沖的寬度定義為p。因此，脈沖的上升沿在(L-p)/2，下降沿在(L+p)/2。
參照?qǐng)D2，其中表示說(shuō)明按照一個(gè)實(shí)施例的調(diào)制器200的結(jié)構(gòu)的功能方塊圖。在這個(gè)實(shí)施例中，同步計(jì)數(shù)器210接收時(shí)鐘信號(hào)clk并且產(chǎn)生輸出信號(hào)c，輸出信號(hào)c按照增量增加。輸出信號(hào)c提供給比較器220。比較器220比較信號(hào)c與值L-1，并且產(chǎn)生當(dāng)c＝L-1時(shí)確定的輸出信號(hào)。由比較器220輸出的信號(hào)作為一個(gè)“清除”信號(hào)返回到計(jì)數(shù)器210。于是，計(jì)數(shù)器210增加計(jì)數(shù)，一直到它的輸出(c)達(dá)到L-1時(shí)為止。當(dāng)輸出信號(hào)c達(dá)到L-1時(shí)，確認(rèn)由比較器220輸出的清除信號(hào)，并且計(jì)數(shù)器210從0重新開(kāi)始。因此，計(jì)數(shù)器210產(chǎn)生了輸出信號(hào)c，這個(gè)輸出信號(hào)c反復(fù)地從0升高到L-1，接著又從0重新開(kāi)始。因此，如在圖3的上部所示的，可以觀察到信號(hào)c，它形成一個(gè)鋸齒形的信號(hào)。
再一次參照附圖2，調(diào)制器200包括一對(duì)寄存器230和240，用于接收產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制脈沖的上升時(shí)間和下降時(shí)間值。更加具體地說(shuō)，向寄存器230提供上升時(shí)間值，向寄存器240提供下降時(shí)間值。除了接收上升時(shí)間和下降時(shí)間值的輸入以外，寄存器230和240還包括使能輸入。每個(gè)使能輸入都耦合到比較器220的輸出端，從而，當(dāng)確認(rèn)了比較器220的輸出時(shí)，可以將當(dāng)前的上升時(shí)間和下降時(shí)間值分別裝入寄存器230和240。當(dāng)不確認(rèn)比較器220的輸出時(shí)，保持當(dāng)前在寄存器230和240中存儲(chǔ)的值，即使輸入到寄存器的上升時(shí)間和下降時(shí)間值發(fā)生了改變亦是如此。于是，寄存器230和240在它們各自的輸出端就可提供所說(shuō)計(jì)數(shù)器210一旦從0重新開(kāi)始時(shí)將要更新的脈沖寬度調(diào)制脈沖的上升和下降邊緣的值。
寄存器230和240提供要與信號(hào)c的值進(jìn)行比較的門(mén)限上升時(shí)間和下降時(shí)間值，從而可以產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的上升邊緣和下降邊緣。向比較器250和260提供寄存器230和240的輸出以及計(jì)數(shù)器210的輸出(信號(hào)c)。更加具體地說(shuō)，信號(hào)c是作為到比較器250和260中的每一個(gè)的一個(gè)輸入提供的，同時(shí)，寄存器230的輸出提供給比較器250，寄存器240的輸出提供給比較器260。然后，向與門(mén)270提供比較器250和260的輸出。先將比較器260的輸出反向，而后再將其提供給與門(mén)270。
因?yàn)橛?jì)數(shù)器210是從0到L-1向上計(jì)數(shù)的，所以計(jì)數(shù)器210通過(guò)比較器250和260分別與寄存器230和240的上升時(shí)間和下降時(shí)間進(jìn)行比較。當(dāng)信號(hào)c小于上升時(shí)間和下降時(shí)間這兩者，則兩個(gè)比較器250和260的輸出都是低電平，因此，到與門(mén)270的輸入之一是低電平，另一個(gè)就是高電平。因此與門(mén)270的輸出就是低電平。
當(dāng)信號(hào)c 達(dá)到寄存器230的上升時(shí)間值，比較器250產(chǎn)生一個(gè)高電平信號(hào)。信號(hào)c仍舊小于下降時(shí)間值，所以比較器260的輸出就還是低電平。因此，到與門(mén)270的兩個(gè)輸入都是高電平(比較器260的輸出被反向)，所以與門(mén)270的輸出就是高電平。
與門(mén)270的輸出保持高電平，一直到信號(hào)c達(dá)到寄存器240的下降時(shí)間值為止。當(dāng)信號(hào)c的值達(dá)到寄存器240中存儲(chǔ)的下降時(shí)間值時(shí)，比較器260在它的輸出端產(chǎn)生一個(gè)高電平信號(hào)。比較器250的輸出仍然還是高電平。因?yàn)閮蓚€(gè)比較器的輸出都是高電平(并且因?yàn)橐粋€(gè)輸出被反向)，與門(mén)270接收一個(gè)高電平信號(hào)和一個(gè)低電平信號(hào)。因此，與門(mén)270的輸出是低電平。
于是，與門(mén)270的輸出對(duì)于從0到上升時(shí)間的信號(hào)c的值是低電平，對(duì)于從上升時(shí)間下降時(shí)間之間的信號(hào)c的值是高電平，對(duì)于大于下降時(shí)間的信號(hào)c的值是低電平。
在圖3表示與圖2的示意圖有關(guān)的信號(hào)。為了便于對(duì)照，將寄存器230的輸出標(biāo)識(shí)為信號(hào)“rise”，將寄存器240的輸出標(biāo)識(shí)為信號(hào)“fall”，將比較器250的輸出標(biāo)識(shí)為信號(hào)“r”，將比較器260的輸出標(biāo)識(shí)為信號(hào)“f”，將與門(mén)270的輸出標(biāo)識(shí)為信號(hào)“out”。
參照附圖3，信號(hào)c在從t0到t3(以及從t3到t6，如此等等)的時(shí)間間隔從0線性地增加到L-1，從而產(chǎn)生一個(gè)鋸齒圖形。在每個(gè)時(shí)間間隔(t0-t3，t3-t6，...)信號(hào)上升和下降的值在每個(gè)間隔(t0-t3，t3-t6，......)內(nèi)都在信號(hào)c上疊加，從而可以說(shuō)明c變得大于或等于這些信號(hào)的那些點(diǎn)。當(dāng)c在這個(gè)時(shí)間間隔達(dá)到這些閾值中的每一個(gè)時(shí)，對(duì)應(yīng)的比較器輸出(信號(hào)r和f)從高電平變到低電平。因?yàn)楸刃Ｆ?60的輸出(信號(hào)f)先反向而后再輸入到與門(mén)270，所以與門(mén)的輸出信號(hào)out當(dāng)r是高電平并且f是低電平時(shí)是高電平，如圖3所示。
圖3還表示出隨后產(chǎn)生的脈沖的寬度變化。在時(shí)間間隔t0-t3，信號(hào)的上升和下降都有一個(gè)初始值，這個(gè)初始值導(dǎo)致一個(gè)從t1到t2都是高電平的脈沖。在從t3-t6的時(shí)間間隔，信號(hào)的上升和下降產(chǎn)生的數(shù)值導(dǎo)致從t4到t5都是高電平的一個(gè)脈沖?？梢钥闯?，因?yàn)橄陆档闹翟黾硬⑶疑仙闹禍p小，所以第二脈沖的寬度大于第一脈沖的寬度。換句話說(shuō)，t5-t4大于t2-t1。
圖2的調(diào)制器可以擴(kuò)展到多個(gè)通道。在圖4中表示的是每個(gè)通道具有一個(gè)調(diào)制器的多通道的配置。每個(gè)調(diào)制器都具有一對(duì)寄存器、一對(duì)比較器、和一個(gè)與門(mén)，如以上結(jié)合圖2所描述的。在一個(gè)調(diào)制器中，這些部件包括元件430、440、450、460和470。在另一個(gè)調(diào)制器中，所說(shuō)的部件包括元件431、441、451、461和471。每一個(gè)這樣的調(diào)制器都耦合到計(jì)數(shù)器410和比較器420。計(jì)數(shù)器410和比較器420由每個(gè)調(diào)制器共享。
因?yàn)槊總€(gè)調(diào)制器使用的是由計(jì)數(shù)器410和比較器420產(chǎn)生的相同的信號(hào)c，所以調(diào)制器是同步的。由調(diào)制器產(chǎn)生的脈沖恰好全都集中在相同的時(shí)間點(diǎn)上。如果在所有的調(diào)制器中的信號(hào)都是緊密相關(guān)的(例如，如果同一個(gè)信號(hào)由每個(gè)調(diào)制器進(jìn)行處理)，則這些信號(hào)的上升和下降邊緣也全都重合，或者幾乎全部重合。如果的確是這種情況，則每個(gè)調(diào)制器的輸出信號(hào)都在幾乎相同的時(shí)間從高電平切換到低電平(以及以低電平切換到高電平)。因此，與單通道的(單調(diào)制器的)系統(tǒng)相比，增加了通過(guò)切換產(chǎn)生的噪聲。
參照附圖5，其中表示說(shuō)明按照一個(gè)實(shí)施例的具有交錯(cuò)通道定時(shí)的系統(tǒng)的功能方塊圖。在此圖中，每個(gè)調(diào)制器再一次地具有一對(duì)寄存器、一對(duì)比較器、和一個(gè)與門(mén)。然而，不是按照同一個(gè)定時(shí)信號(hào)c操作每個(gè)調(diào)制器，而是另外一種情況，在這個(gè)實(shí)施例中的每個(gè)調(diào)制器都有一個(gè)交錯(cuò)的定時(shí)信號(hào)。每個(gè)調(diào)制器的定時(shí)信號(hào)都是基于一個(gè)公共信號(hào)，但是對(duì)于一個(gè)或多個(gè)定時(shí)信號(hào)進(jìn)行了有效的延遲(或超前)，因此不同調(diào)制器的脈沖集中在不同的時(shí)間。換言之，脈沖是交錯(cuò)的，或者是在時(shí)間上移動(dòng)的。因此，如果由調(diào)制器處理的信號(hào)緊密相關(guān)，則在不同調(diào)制器內(nèi)脈沖的上升和下降邊緣的交錯(cuò)方式與定時(shí)信號(hào)的交錯(cuò)方式相同。
在圖5的實(shí)施例中，通過(guò)計(jì)數(shù)器510和比較器528產(chǎn)生基礎(chǔ)定時(shí)信號(hào)c?；A(chǔ)定時(shí)信號(hào)不是提供給不同的調(diào)制器(如550、560、551、561，...)的比較器，而是相反，提供給差值單元520和521。向每個(gè)差值單元提供一個(gè)差值或偏差值，以便延遲(或者超前)定時(shí)一對(duì)應(yīng)的量(d0或d1)。從信號(hào)c中扣除這個(gè)偏差值，并且過(guò)模數(shù)單元580和581對(duì)于最終的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)操作。然后，由對(duì)應(yīng)的調(diào)制器使用通過(guò)模數(shù)單元580和581輸出的信號(hào)，使用的方式與現(xiàn)有技術(shù)調(diào)制器中使用信號(hào)c的方式相同。換句話說(shuō)，當(dāng)這些信號(hào)等于L-1時(shí)，比較器590和591確認(rèn)使能信號(hào)，給對(duì)應(yīng)的上升時(shí)間和下降時(shí)間寄存器(530、540、531、541)裝入新的數(shù)值。還有，當(dāng)由模數(shù)單元580和581輸出的這些信號(hào)達(dá)到存儲(chǔ)的上升時(shí)間和下降時(shí)間值，比較器550、560、551、561中的對(duì)應(yīng)的比較器從低電平切換到高電平，在與門(mén)570、571的輸出端產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，確定偏差值(d0，d1，等)的方法是用調(diào)制器數(shù)目去除時(shí)間間隔L。因此，延遲了不同的通道，使各個(gè)脈沖中心在整個(gè)時(shí)間間隔L上均勻地分開(kāi)。如果有n個(gè)調(diào)制器，則每個(gè)通道距前一個(gè)通道延遲了L/n。例如，d0＝0，d1＝L/n，d2＝2*L/n，如此等等。這就有效地“展開(kāi)”了切換噪聲，以使噪聲電平大致等于具有n個(gè)通道的非交錯(cuò)系統(tǒng)的噪聲電平的1/n。還有，噪聲頻率也為更高的n倍。換句話說(shuō)，切換邊緣的交錯(cuò)導(dǎo)致噪聲的減小，并且使噪聲移動(dòng)到較高的頻率范圍，這將使噪聲的濾除更加容易。
這里所用的模數(shù)操作定義為在時(shí)間間隔
返回一個(gè)正數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于輸入c和d0(或d1)的范圍進(jìn)行限制，以使模數(shù)操作可以具有簡(jiǎn)單的實(shí)施方案
c1＝c-d0if(c1＜0)c′＝c1+Lelsec′＝c1在這里，c′是模數(shù)單元580的輸出。對(duì)于第二個(gè)調(diào)制器可以使用相同的算法，在這里，c′和d0用c″(模數(shù)單元581的輸出)和d1代替。
當(dāng)L是2的乘方時(shí)，上述的實(shí)施方案甚至于變得更加簡(jiǎn)單。在這種情況下，實(shí)施方案是只使用log2(L)×差值c-d0的最低有效位。類似地，通過(guò)只使用log2(L)×計(jì)數(shù)器輸出c的最低有效位，就可以省去與L-1的比較以及計(jì)數(shù)器的同步復(fù)位。
現(xiàn)在參照附圖6，其中表示說(shuō)明按照一個(gè)實(shí)施例的多通道數(shù)字音頻放大系統(tǒng)的實(shí)施方案的功能方塊圖。在這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)通道都包括內(nèi)插器(610、611)、脈沖寬度調(diào)制校正單元(620、621)、噪聲整形器(630、631)、調(diào)制器(640、641)、輸出級(jí)(650、651)。將每個(gè)通道的數(shù)字輸入流發(fā)送到內(nèi)插器，以便向上采樣到輸出的開(kāi)關(guān)速率。脈沖寬度調(diào)制校正模塊校正脈沖寬度調(diào)制過(guò)程的非線性。噪聲整形器將高精度的輸入比特寬度減小到可由調(diào)制器處理的受限的比特寬度(log2(L+1)比特)。如以上所述，調(diào)制器640和641根據(jù)公共計(jì)數(shù)器510的輸出進(jìn)行操作，但每一個(gè)調(diào)制器都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的延遲或偏差，并且要將這個(gè)延遲或偏差附加到計(jì)數(shù)器的輸出上，或者從計(jì)數(shù)器的輸出中扣除這個(gè)延遲或偏差。輸出級(jí)和輸出濾波器然后根據(jù)從調(diào)制器接收的信號(hào)重構(gòu)所說(shuō)音頻信號(hào)。
在圖7中表示與圖5的示意圖有關(guān)的信號(hào)。如以上所述，由模數(shù)單元580輸出的信號(hào)表示為c′，由模數(shù)單元581輸出的信號(hào)表示為c″。按相同的方式，調(diào)制器500的部件輸出的信號(hào)用單撇號(hào)(′)表示，調(diào)制器501的部件輸出的信號(hào)用雙撇號(hào)(″)表示。假定輸入到差值單元521的值(d1)大于輸入到差值單元520的值(d0)。假定存儲(chǔ)在各個(gè)寄存器中的上升時(shí)間和下降時(shí)間值對(duì)于兩個(gè)調(diào)制器來(lái)說(shuō)是相同的。
現(xiàn)在參照附圖7，圖中所示的定時(shí)信號(hào)c′從0增加到L-1，然后返回到0，并且重復(fù)這個(gè)圖形。根據(jù)c′的值，r′在時(shí)間t1有一個(gè)上升沿，f″在時(shí)間t3有一個(gè)上升沿。因此，信號(hào)out′在時(shí)間t1有一個(gè)上升沿，并且在時(shí)間t3有一個(gè)下降沿。因?yàn)橹礵1大于d0，所以信號(hào)c″落在信號(hào)c′的后面，如圖7所示。結(jié)果，信號(hào)調(diào)制器501的信號(hào)r″、f、和out″落在調(diào)制器500的對(duì)應(yīng)的信號(hào)的后面相同的數(shù)量。因此，對(duì)應(yīng)的上升和下降邊緣在時(shí)間t2和t4，而不是在時(shí)間t1和t3。于是，調(diào)制器500和501的輸出是交錯(cuò)的，并且，輸出脈沖的上升和下降邊緣不會(huì)重合。如果每個(gè)通道處理的信號(hào)不是這樣緊密相關(guān)的，輸出的交錯(cuò)可能會(huì)減小上升和下降邊緣重合的機(jī)會(huì)，而不是根除這種可能性。如果每個(gè)通道處理的信號(hào)不相關(guān)，交錯(cuò)對(duì)于噪聲就可能沒(méi)有什么影響。
在上述的實(shí)施例中，可以在各個(gè)通道的信號(hào)之間引進(jìn)延遲。換句話說(shuō)，通過(guò)音頻處理鏈在不同通道內(nèi)的信號(hào)之間產(chǎn)生相位移。在某些情況下，這可能是可以接受的，但是可能預(yù)期，這有更大的可能性是不可接受的，特別是在高性能音頻應(yīng)用中。在這些應(yīng)用中，通常期望的是相位對(duì)齊，因而，如果每個(gè)通道接收相同的輸入時(shí)，所有的輸出全是相同相位的。在這些應(yīng)用中，期望在通道中的什么地方引入一個(gè)補(bǔ)充延遲，以便補(bǔ)償在信號(hào)交錯(cuò)中引入的延遲。換句話說(shuō)，每個(gè)通道的總的延遲應(yīng)該是相同的。在通道的許多地方都可以引入這個(gè)附加的延遲，例如在內(nèi)插器或脈沖寬度調(diào)制校正單元。
校正相位移動(dòng)的問(wèn)題之一是在通道之間的延遲通常是一次采樣的一個(gè)部分，所以應(yīng)該使用DSP技術(shù)，例如全通濾波?？梢栽趦?nèi)插之前或者在內(nèi)插之后插入補(bǔ)充相移，但最好使用內(nèi)插器插入這個(gè)延遲。因此描述內(nèi)插器的操作是有益的。
一個(gè)典型的線性內(nèi)插可描述如下。通過(guò)一個(gè)整數(shù)因子W，向上采樣輸入流x(n)到輸出流u(k)，這里的W樣本u(k)是為每個(gè)輸入x(n)產(chǎn)生的。
for n＝0 to inffor i＝0 to W-1o＝i/Wu(n*W+i)＝o*x(n)+(1-o)*x(n-1)輸出u(k)是在連接x(n-1)和x(n)的一條直線上產(chǎn)生的。“o”是描述距x(n-1)的“距離”的一個(gè)數(shù)，在0和1之間的。因此，對(duì)于第一個(gè)樣本i＝0，我們得到o＝0和u(n*W)＝x(n-1)，然后，u(n*+W1)＝x(n-1)+(x(n)-x(n-1))/W，并且，對(duì)于i＝2...W-1如此繼續(xù)下去。
如以下所述，我們可以向距離o上附加一個(gè)偏移，以便產(chǎn)生附加的相移。
for n＝0 to inffor i＝0 to W-1o＝(i+d/L)/Wu(n*W+i)＝o*x(n)+(1-o)*x(n-1)當(dāng)如以上所述附加一個(gè)偏移時(shí)，實(shí)際上產(chǎn)生了一個(gè)“負(fù)的”延遲(與上述的直線內(nèi)插延遲相比而言)，這個(gè)“負(fù)的”延遲對(duì)于clk信號(hào)的L個(gè)周期的輸出脈沖寬度補(bǔ)償了d個(gè)時(shí)鐘周期的延遲。對(duì)于高階內(nèi)插方案或者對(duì)于多相位內(nèi)插方案，可以使用附加偏移的相同的處理方法?？梢哉J(rèn)為這些類型的實(shí)施方案落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
對(duì)于許多應(yīng)用，方便的作法是，耦合如以上所述的調(diào)制器中的延遲和內(nèi)插器中的補(bǔ)償，從而使它們自動(dòng)抵消并對(duì)齊不同通道的輸出。對(duì)于另外的應(yīng)用，可能期望如以上所述的不要對(duì)齊所有的延遲。優(yōu)選的作法是，逐個(gè)地設(shè)定這些延遲，從而可以控制各個(gè)通道的輸出偏斜和總的相對(duì)延遲。最靈活的解決方案是這兩種處理方法的組合，在這里可以自動(dòng)校正輸出的偏斜，但同時(shí)還可以插入單個(gè)延遲以便對(duì)于每個(gè)通道的各個(gè)延遲進(jìn)行精細(xì)控制。
這通過(guò)修改以下表示的線性內(nèi)插可以實(shí)現(xiàn)for n＝0 to inffor i＝0 to W-1o＝(i+d/L)/W-pj＝0if(o＜0)o＝0+1j＝1
u(n*W+i)＝o*x(n-j)+(1-o)*x(n-j-1)在這個(gè)實(shí)施例中，從o中減去一個(gè)附加的延遲(或相移)p。p是0和1之間的一個(gè)數(shù)，在這里，1對(duì)應(yīng)于一個(gè)輸入采樣持續(xù)時(shí)間的延遲。結(jié)果，o現(xiàn)在可以變?yōu)樨?fù)值。由于對(duì)于o的解釋是從x(n-1)到x(n)的內(nèi)插距離，所以負(fù)的o是從x(n-1)到x(n-2)的距離。這是通過(guò)額外的控制變量j處理的，控制變量j用于選擇樣本x(n-1)、x(n)、或x(n-2)的校正組。j對(duì)于正的o是0，j對(duì)于負(fù)的o是1。對(duì)于負(fù)的o，我們還給o加上1，這樣，o現(xiàn)在就是從x(n-2)到x(n-1)的期望距離。
因此，與直接內(nèi)插相比，對(duì)于一個(gè)附加的輸入采樣可能需要一個(gè)寄存器。這是因?yàn)榫€性內(nèi)插轉(zhuǎn)換為3個(gè)輸入值x(n)、x(n-1)、和x(n-2)，而通常情況下只需要兩個(gè)輸入值x(n)、x(n-1)。
應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，雖然以上所述的實(shí)施例只使用了兩個(gè)通道(以及對(duì)應(yīng)的調(diào)制器)，但這不應(yīng)該被認(rèn)為是限制性的。另外的實(shí)施例可以使用多于兩個(gè)的通道。另外的實(shí)施例還可以使用這樣的通道，它是使用不止一個(gè)音頻控制器芯片形成的?？梢灶A(yù)期，如果在本發(fā)明的實(shí)施例中使用在多個(gè)芯片上的多個(gè)通道，則必須同步不同芯片上的部件。按照美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/805590(題目為“在多通道配置中音頻輸出數(shù)據(jù)的相位對(duì)齊”，2004年3月19日由Hand等人提交)中公開(kāi)的內(nèi)容可以實(shí)現(xiàn)這種同步，在這里參照引用了這個(gè)美國(guó)專利申請(qǐng)。
還應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，上述系統(tǒng)和方法的許多變化對(duì)于閱讀了本公開(kāi)后的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的。例如，不是選擇不同通道的延遲以便在整個(gè)時(shí)間間隔L上均勻展開(kāi)切換噪聲，而是可以使這些通道交錯(cuò)較小的量，或者不均勻地錯(cuò)開(kāi)這些通道。在一個(gè)實(shí)施例中，不管是有兩個(gè)、三個(gè)、還是n個(gè)通道，都使每個(gè)相繼的通道延遲一個(gè)附加的量d。對(duì)于每個(gè)調(diào)制器的定時(shí)信號(hào)的產(chǎn)生之類的事項(xiàng)，也可能存在變化。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)調(diào)制器都有它自已的單獨(dú)的計(jì)數(shù)器，而不是對(duì)一個(gè)公共的定時(shí)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)操作。雖然這可能必須有一個(gè)機(jī)制來(lái)同步不同的計(jì)數(shù)器，但這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
還應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，雖然以上所述的實(shí)施例都是在數(shù)字音頻放大系統(tǒng)中實(shí)施的，但本發(fā)明不限于數(shù)字系統(tǒng)。在模擬音頻放大系統(tǒng)中也可以實(shí)施可替換的實(shí)施例。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，使用各種不同技術(shù)中的任何一項(xiàng)技術(shù)都可以代表信息和信號(hào)。例如，通過(guò)電壓、電流、電磁波、磁場(chǎng)或粒子、光場(chǎng)或粒子、或者它們的任意組合都可以代表在以上整個(gè)所述的內(nèi)容中引用的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、比特、符號(hào)、和芯片。使用任何合適的傳輸媒介，其中包括導(dǎo)線、金屬軌跡、通孔、光纖、或類似物，都可以在所公開(kāi)的系統(tǒng)的各個(gè)部件之間交換信息和信號(hào)。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，結(jié)合這里公開(kāi)的實(shí)施例描述的各種不同的說(shuō)明性的邏輯塊、模塊、電路、和算法步驟可以實(shí)施為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件、或者二者的組合。為了清楚說(shuō)明硬件和軟件的這種互換性，以上按照功能總體描述了各種說(shuō)明性的部件、邏輯塊、模塊、電路、和步驟。這些功能是作為硬件還是作為軟件實(shí)施的，取決于強(qiáng)加在整個(gè)系統(tǒng)上的特定的應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束限制。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以按照每一個(gè)特定應(yīng)用的不同方式來(lái)實(shí)施所述的功能，但是這樣的實(shí)施方案的確定不應(yīng)解釋為偏離了本發(fā)明的范圍。
結(jié)合在這里公開(kāi)的實(shí)施例描述的各種說(shuō)明性的邏輯塊、模塊、和電路可以利用通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或其它邏輯設(shè)備、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)、分立的門(mén)電路或晶體管邏輯電路、分立的硬件部件、或者它們的用于實(shí)現(xiàn)這里描述的功能的任何組合來(lái)實(shí)施或?qū)崿F(xiàn)。通用處理器可以是任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器、狀態(tài)機(jī)、或類似物。還可以將處理器實(shí)施為計(jì)算裝置的組合，例如數(shù)字信號(hào)處理器和微處理器的組合、多個(gè)微處理器、與數(shù)字信號(hào)處理器內(nèi)核結(jié)合的一個(gè)或多個(gè)微處理器、或者任何其它這樣的配置。
結(jié)合這里公開(kāi)的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可以用硬件、由處理器執(zhí)行的軟件或固件模塊、或者它們的組合直接實(shí)施。軟件產(chǎn)品可以駐留在RAM存儲(chǔ)器、閃存、ROM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、寄存器、硬盤(pán)、可拆卸盤(pán)、CD-ROM、或者在本領(lǐng)域中公知的任何其它形式的存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi)。一個(gè)典型的存儲(chǔ)介質(zhì)耦合到處理器上，以使處理器可以從所說(shuō)存儲(chǔ)介質(zhì)中讀出信息并且可以將信息寫(xiě)入到存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi)。在可替換方案中，存儲(chǔ)介質(zhì)可以集成到處理器。處理器和存儲(chǔ)介質(zhì)都可以駐留在一個(gè)專用集成電路中。專用集成電路可以駐留在用戶終端。在可替換方案中，處理器和存儲(chǔ)介質(zhì)都可以作為分立的部件駐留在用戶終端內(nèi)。
提供公開(kāi)的實(shí)施例的以上描述的目的是使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠制造并使用本發(fā)明。對(duì)于這些實(shí)施例的各種不同的改進(jìn)對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很容易變?yōu)轱@而易見(jiàn)，可以將這里描述的一般原理應(yīng)用到其它實(shí)施例而不會(huì)偏離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍。這樣，不期望將本發(fā)明限制在這里描述的實(shí)施例，本發(fā)明符合與這里公開(kāi)的原理和新潁特征一致的最寬的范圍。
以上參照具體的實(shí)施例描述了本發(fā)明能夠提供的好處和優(yōu)點(diǎn)。這些好處和優(yōu)點(diǎn)，以及使這些優(yōu)點(diǎn)發(fā)生或變得更加突出的元件或限制，都不被認(rèn)為是任何一個(gè)權(quán)利要求或者所有的權(quán)利要求的關(guān)鍵的、必要的、或本質(zhì)的特征。如這里所用的，期望將術(shù)語(yǔ)“包括”或者它的任何其它的變化形式，解釋成不排它地包括在這些術(shù)語(yǔ)之后出現(xiàn)的元件或限制。因此，一個(gè)系統(tǒng)、方法、或者包括一組元件的其它實(shí)施例不限于只有這些元件，還可以包括沒(méi)有明顯列出的或者要求保護(hù)的實(shí)施例本身固有的其它元件。
雖然參照特定的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)該理解，這些實(shí)施例是說(shuō)明性的，本發(fā)明的范圍不限于這些實(shí)施例。對(duì)于以上所述的實(shí)施例許多變化、修改、增加、或改進(jìn)都是可能的?？梢灶A(yù)期，這些變化、修改、增加、或改進(jìn)都將落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括多個(gè)音頻放大器通道；和耦合到所述音頻放大器通道的控制電路，所述控制電路被配置成可以在時(shí)間上移動(dòng)對(duì)應(yīng)于至少一個(gè)所述音頻放大器通道的音頻信號(hào)的切換邊緣。
2.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述音頻放大器通道包括一個(gè)脈沖寬度調(diào)制(PWM)放大系統(tǒng)的通道。
3.權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述脈沖寬度調(diào)制放大系統(tǒng)包括數(shù)字脈沖寬度調(diào)制放大系統(tǒng)。
4.權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述控制電路包括多個(gè)調(diào)制器，每個(gè)所述調(diào)制器都與所述音頻放大器通道之一相關(guān)，其中每個(gè)通道的調(diào)制器都配置成可以產(chǎn)生相對(duì)于其它所述音頻放大器通道在時(shí)間上移動(dòng)的寬度調(diào)制脈沖。
5.權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括n個(gè)所述音頻放大器通道，并且其中每個(gè)所述音頻放大器通道移動(dòng)L/n，其中的L是在相繼的寬度調(diào)制脈沖的中心之間的時(shí)間間隔。
6.權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)調(diào)制器都耦合到一個(gè)公共的計(jì)數(shù)器。
7.權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)調(diào)制器都包括一個(gè)模數(shù)單元，其被耦合成可以接收來(lái)自所述公共計(jì)數(shù)器的信號(hào)，其中所述模數(shù)單元被配置成可以產(chǎn)生鋸齒形的信號(hào)，其中每個(gè)調(diào)制器根據(jù)從對(duì)應(yīng)的模數(shù)單元接收的鋸齒形信號(hào)產(chǎn)生所述寬度調(diào)制脈沖。
8.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述控制電路進(jìn)一步還包括用于在由每個(gè)所述音頻放大器通道處理的所述音頻信號(hào)中實(shí)現(xiàn)移位的電路，其中在所述音頻信號(hào)中的移動(dòng)與所述切換邊緣的移動(dòng)是互補(bǔ)的。
9.權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述音頻放大器通道包括一個(gè)內(nèi)插器，并且其中在所述音頻信號(hào)中的移動(dòng)是在所述內(nèi)插器中實(shí)現(xiàn)的。
10.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述音頻放大器通道是在多個(gè)分開(kāi)的芯片中實(shí)現(xiàn)的。
11.權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述控制電路配置成可以首先同步多個(gè)分開(kāi)的芯片，而后實(shí)現(xiàn)所述切換邊緣的移動(dòng)或者所述音頻信號(hào)中的移動(dòng)。
12.一種方法，包括提供多個(gè)音頻放大器通道；和移動(dòng)對(duì)應(yīng)于至少一個(gè)所述音頻放大器通道的音頻信號(hào)的切換邊緣。
13.權(quán)利要求12所述的方法，其中提供多個(gè)音頻放大器通道包括提供多個(gè)脈沖寬度調(diào)制(PWM)放大器通道。
14.權(quán)利要求13所述的方法，其中所述脈沖寬度調(diào)制放大器通道包括數(shù)字脈沖寬度調(diào)制放大器通道。
15.權(quán)利要求13所述的方法，其中移動(dòng)所述切換邊緣包括調(diào)制所述音頻信號(hào)以產(chǎn)生寬度調(diào)制脈沖，所述寬度調(diào)制脈沖相對(duì)于所述音頻放大器通道的其它脈沖發(fā)生了時(shí)間上的移動(dòng)。
16.權(quán)利要求15所述的方法，其中所述音頻放大器通道包括n個(gè)通道，并且其中所述方法進(jìn)一步還包括使每個(gè)所述音頻放大器通道移動(dòng)L/n，其中L是在相繼的寬度調(diào)制脈沖的中心之間的時(shí)間間隔。
17.權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步還包括對(duì)于每個(gè)所述音頻放大器通道，向與所述音頻放大器通道相關(guān)的調(diào)制器提供一個(gè)公共計(jì)數(shù)器信號(hào)，對(duì)于所述公共計(jì)數(shù)器信號(hào)進(jìn)行模數(shù)操作以產(chǎn)生鋸齒形信號(hào)，并且根據(jù)所述產(chǎn)生的鋸齒形信號(hào)產(chǎn)生所述寬度調(diào)制脈沖。
18.權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步還包括在由每個(gè)所述音頻放大器通道處理的所述音頻信號(hào)中實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，其中所述音頻信號(hào)中的移動(dòng)是與所述切換邊緣的移動(dòng)互補(bǔ)的。
19.權(quán)利要求18所述的方法，其中在所述音頻信號(hào)中實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)移動(dòng)包括內(nèi)插所述音頻信號(hào)以便包括互補(bǔ)移動(dòng)。
20.權(quán)利要求12所述的方法，其中提供所述多個(gè)音頻放大器通道包括提供可以在多個(gè)分開(kāi)的芯片中實(shí)施的音頻放大器通道。
21.權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步還包括首先同步所述多個(gè)分開(kāi)的通道，而后實(shí)現(xiàn)所述切換邊緣的移動(dòng)或者所述音頻信號(hào)中的移動(dòng)。
全文摘要
用于減小多通道數(shù)字音頻系統(tǒng)中噪聲電平的系統(tǒng)和方法，為此交錯(cuò)在不同通道中的脈沖寬度調(diào)制的定時(shí)，并且由此減小切換噪聲的幅度并且增加產(chǎn)生的切換噪聲的頻率特性。一個(gè)實(shí)施例包括多通道數(shù)字脈沖寬度調(diào)制放大器，其中交錯(cuò)由每個(gè)通道的調(diào)制器使用的定時(shí)信號(hào)以便均勻地分開(kāi)所產(chǎn)生的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的切換邊緣。在每個(gè)通道中實(shí)現(xiàn)一個(gè)附加的互補(bǔ)延遲以均衡每個(gè)通道的總延遲，從而可以同步各個(gè)通道的輸出。可以在不同的芯片上實(shí)施不同的通道，在這種情況下可以先同步各個(gè)芯片而后交錯(cuò)每個(gè)通道中處理的信號(hào)。
文檔編號(hào)H03F3/20GK1778037SQ200480010526
公開(kāi)日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2004年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月12日
發(fā)明者杰克·B·安德森, 威爾森·E·泰勒 申請(qǐng)人:D2音頻有限公司