專利名稱：信號(hào)處理設(shè)備和信號(hào)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及按照預(yù)定目的對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理的信號(hào)處理設(shè)備及其方法。
背景技術(shù)：
在聲學(xué)領(lǐng)域中，已知MFB(動(dòng)反饋)。MFB是一種通過(guò)檢測(cè)揚(yáng)聲器單元的振動(dòng)板的 運(yùn)動(dòng)，和對(duì)輸入音頻信號(hào)施加負(fù)反饋，控制例如揚(yáng)聲器單元的振動(dòng)板和輸入音頻信號(hào)以具 有相同運(yùn)動(dòng)的技術(shù)。因此，例如低頻帶共振頻率f0附近的振動(dòng)被衰減，從而對(duì)低頻帶的不 良影響，比如聽(tīng)覺(jué)上的所謂“嗡嗡低音(boomy base)”被抑制。在JP-A-9-289699中公開(kāi)了相關(guān)的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
但是，迄今為止實(shí)際使用的MFB信號(hào)處理系統(tǒng)是由模擬電路構(gòu)成的。為了有效地獲得MFB的優(yōu)點(diǎn)，需要把通過(guò)利用傳感器、電路等檢測(cè)揚(yáng)聲器振動(dòng)板 的運(yùn)動(dòng)而獲得的檢測(cè)信號(hào)與從按照被反饋檢測(cè)信號(hào)的音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)的揚(yáng)聲器再現(xiàn)的聲音 之間的相差調(diào)整到預(yù)定值之內(nèi)。當(dāng)相差不符合該預(yù)定值，超出允許范圍時(shí)，例如，易于發(fā)生 振蕩等等，難以實(shí)際使用MFB信號(hào)處理系統(tǒng)。從而，通過(guò)用數(shù)字電路代替模擬電路，能夠容易地實(shí)現(xiàn)特性或操作模式之間的變 化或轉(zhuǎn)變，而不改變物理組件的常量，或者替換物理組件，從而能夠獲得顯著的優(yōu)點(diǎn)。但是，為了利用數(shù)字電路構(gòu)成MFB信號(hào)處理系統(tǒng)，要在檢測(cè)信號(hào)的輸入級(jí)和反饋 后的音頻信號(hào)的輸出級(jí)中包括A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器。考慮到目前情況下廣泛使用的A/ D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器的處理時(shí)間，當(dāng)在MFB信號(hào)處理系統(tǒng)中使用A/D和D/A轉(zhuǎn)換器時(shí)，延 遲相當(dāng)長(zhǎng)。因此，難以獲得有效的控制優(yōu)點(diǎn)。例如，在軍事應(yīng)用，工業(yè)應(yīng)用之類領(lǐng)域中，存在 延遲很小，采樣頻率相當(dāng)高的A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器。不過(guò)，這種A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換 器相當(dāng)昂貴，用在民用設(shè)備中并不實(shí)際。因此，在目前的情況下，MFB信號(hào)處理系統(tǒng)不是由 數(shù)字電路構(gòu)成，而是由模擬電路構(gòu)成。于是，需要提供一種使用數(shù)字電路，并且具有足夠?qū)嵱眯缘腗FB信號(hào)處理電路。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種信號(hào)處理設(shè)備，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，所述模 數(shù)轉(zhuǎn)換裝置接收通過(guò)檢測(cè)揚(yáng)聲器的振動(dòng)板的運(yùn)動(dòng)而獲得的模擬檢測(cè)信號(hào)作為輸入，通過(guò)進(jìn) 行第一 A-E (德?tīng)査?西格馬，delta-sigma)調(diào)制處理，把模擬檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有預(yù) 定采樣頻率，和等于或大于1比特的預(yù)定量化比特率的數(shù)字信號(hào)，和輸出數(shù)字信號(hào)；信號(hào)處 理裝置，所述信號(hào)處理裝置接收從模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置輸出的數(shù)字檢測(cè)信號(hào)作為輸入，產(chǎn)生數(shù)字 反饋信號(hào)，和輸出數(shù)字反饋信號(hào)；合成裝置，所述合成裝置把輸入的數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成具 有與反饋信號(hào)相同的采樣頻率，隨后通過(guò)組合將由揚(yáng)聲器再現(xiàn)為聲音的輸入數(shù)字音頻信號(hào) 與作為負(fù)反饋的反饋信號(hào)，在合成階段組合輸入的數(shù)字音頻信號(hào)和反饋信號(hào)；和數(shù)模轉(zhuǎn)換 裝置，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置被配置成至少具有進(jìn)行第二 A - E調(diào)制處理，和進(jìn)行數(shù)字音頻信 號(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換的部分，在所述第二 A- E調(diào)制處理中，通過(guò)接收從合成裝置輸出的，與反饋信號(hào)組合之后具有采樣頻率fl和量化比特率a的數(shù)字音頻信號(hào)，與反饋信號(hào)組合后 的數(shù)字音頻信號(hào)被輸入，并且數(shù)字音頻信號(hào)在預(yù)定的采樣頻率fl下被轉(zhuǎn)換成具有量化比 特率b(b<a)的數(shù)字信號(hào)。按照上述結(jié)構(gòu)，在第一 A- E調(diào)制處理中，MFB的模擬檢測(cè)信號(hào)被轉(zhuǎn)換成具有預(yù)定 采樣頻率和預(yù)定量化比特?cái)?shù)的數(shù)字信號(hào)。信號(hào)處理裝置接收這種信號(hào)格式的數(shù)字檢測(cè)信 號(hào)，并產(chǎn)生數(shù)字反饋信號(hào)，反饋信號(hào)與輸入的數(shù)字音頻信號(hào)組合，以實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋。隨后，為了 以組合后的采樣頻率fl把預(yù)定量化比特?cái)?shù)的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，進(jìn)行其中以采樣 頻率fl把信號(hào)轉(zhuǎn)換成量化比特率b(b < a)的信號(hào)的A- E調(diào)制處理。這種信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可被看作其中省略了 A/D轉(zhuǎn)換處理中的抽取處理和D/A 轉(zhuǎn)換處理中的過(guò)采樣處理的結(jié)構(gòu)。這樣處理需要對(duì)應(yīng)的處理時(shí)間。于是，按照本發(fā)明的實(shí) 施例的信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，由于不進(jìn)行這樣的處理，減小了信號(hào)傳播時(shí)間。通過(guò)如上所述減小信號(hào)傳播時(shí)間，能夠滿足對(duì)MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的響應(yīng)速度的條 件。換句話說(shuō)，能夠容易地實(shí)現(xiàn)實(shí)際使用數(shù)字MFB。當(dāng)如上所述實(shí)際使用數(shù)字MFB時(shí)，能夠 獲得諸如可實(shí)現(xiàn)利用模擬電路難以實(shí)現(xiàn)的功能，高音質(zhì)之類的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是表示數(shù)字MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)例子的方框圖。圖2A-2C是表示DSP的符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元的信號(hào)處理結(jié)構(gòu)的例子的示 圖。圖3是對(duì)應(yīng)于圖1中所示的基本結(jié)構(gòu)，在當(dāng)前情況下自然考慮的數(shù)字MFB信號(hào)處 理系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)例子的方框圖。圖4是表示按照第一實(shí)施例的MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例子的方框圖。圖5A和5B是表示包括在按照本發(fā)明的實(shí)施例的符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元中 的數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)例子的示圖。圖6是按照第二實(shí)施例的MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例子的方框圖。圖7是按照第三實(shí)施例的MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例子的方框圖。圖8是表示其中對(duì)耳機(jī)(頭戴式)應(yīng)用按照本發(fā)明實(shí)施例的MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)的例子的示圖。圖9是表示其中對(duì)耳機(jī)(耳塞式)應(yīng)用按照本發(fā)明實(shí)施例的MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)的例子的示圖。圖10是表示模擬MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例子的示圖。
具體實(shí)施例方式下面，按照下述順序說(shuō)明本發(fā)明的模式(下面稱為實(shí)施例)。1.模擬MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例子2.數(shù)字MFB信號(hào)處理系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)例子3.數(shù)字MFB信號(hào)處理系統(tǒng)考慮當(dāng)前情況的實(shí)際結(jié)構(gòu)的例子4.數(shù)字MFB信號(hào)處理系統(tǒng)第一實(shí)施例5.數(shù)字MFB信號(hào)處理系統(tǒng)第二實(shí)施例
5
6.數(shù)字MFB信號(hào)處理系統(tǒng)第三實(shí)施例7.應(yīng)用于耳機(jī)的例子1.模擬MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例子由于諸如揚(yáng)聲器之類的音響設(shè)備具有能夠按照信號(hào)移動(dòng)的物理機(jī)械單元，因此與 只具有電路的系統(tǒng)相比，這些音響設(shè)備具有較大的失真。從而，作為系統(tǒng)，對(duì)輸入音頻信號(hào) 的追隨能力不足，這被看作音質(zhì)惡化的影響因素。從而，提出了通過(guò)建立把揚(yáng)聲器的實(shí)際驅(qū) 動(dòng)狀態(tài)(比如揚(yáng)聲器的振動(dòng)行為或者散發(fā)到空間中的聲壓)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，以便反饋給利 用揚(yáng)聲器再現(xiàn)音頻信號(hào)的系統(tǒng)，從而降低失真的系統(tǒng)，改善再現(xiàn)音頻的質(zhì)量的技術(shù)。這被稱 為MFB (動(dòng)反饋)。更具體地說(shuō)，通過(guò)應(yīng)用MFB，揚(yáng)聲器單元振動(dòng)板的不必要振動(dòng)，例如低頻 帶共振頻率f0附近的振動(dòng)被抑制。因此，能夠獲得對(duì)低頻帶的不良影響(所謂的“嗡嗡低 音”)受到抑制的聲音。圖10表示其中用模擬電路構(gòu)成對(duì)應(yīng)于MFB的信號(hào)處理系統(tǒng)(MFB信號(hào)處理系統(tǒng)) 的情況的例子。如圖10中所示，首先，由低頻帶均衡器108對(duì)模擬音頻信號(hào)進(jìn)行后面說(shuō)明 的低頻帶補(bǔ)償，模擬音頻信號(hào)被輸入合成器102。合成器102接收從低頻帶均衡器108傳送的音頻信號(hào)，和從信號(hào)處理電路107傳 送的信號(hào)，作為輸入。如后所述從信號(hào)處理電路107傳送的信號(hào)是根據(jù)揚(yáng)聲器單元104的 運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)而獲得的MFB的反饋信號(hào)。合成器102組合從低頻帶均衡器108傳送的音頻信 號(hào)和反相的反饋信號(hào)。換句話說(shuō)，通過(guò)利用反饋信號(hào)施加負(fù)反饋，輸出音頻信號(hào)。從合成器102輸出的音頻信號(hào)在功率放大器103被放大，并輸出給揚(yáng)聲器單元 104。因此，按照音頻信號(hào)在揚(yáng)聲器單元104中再現(xiàn)聲音。按照MFB，在從功率放大器103延伸到揚(yáng)聲器單元104的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線中設(shè)置由電阻 器R1、R2和R3構(gòu)成的橋接電路105，橋接電路105的輸出被配置成輸入檢測(cè)器/放大器電 路 106。檢測(cè)器/放大器電路106放大通過(guò)檢測(cè)在揚(yáng)聲器單元104的音圈中產(chǎn)生的反電動(dòng) 勢(shì)而獲得的信號(hào)，并把放大的信號(hào)輸出給低通濾波器(LPF)107。這里，橋接電路105檢測(cè)的 反電動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)于與揚(yáng)聲器單元104的振動(dòng)板的移動(dòng)相應(yīng)的振動(dòng)板的速度的檢測(cè)。信號(hào)處理電路107被配置成根據(jù)從檢測(cè)器/放大器電路106傳送的檢測(cè)信號(hào)，產(chǎn) 生反饋信號(hào)。例如，信號(hào)處理電路107由用于消除檢測(cè)信號(hào)的噪聲分量的濾波電路、和調(diào)整 反饋信號(hào)的增益的增益電路等構(gòu)成。信號(hào)處理電路107產(chǎn)生的反饋信號(hào)被輸出給合成器 102。因此，對(duì)輸入音頻信號(hào)施加與揚(yáng)聲器單元104的振動(dòng)板的移動(dòng)相應(yīng)的負(fù)反饋。從而，按照被施加負(fù)反饋的音頻信號(hào)的放大輸出，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器單元104。因此，MFB 的控制系統(tǒng)控制揚(yáng)聲器單元104按照輸入音頻信號(hào)的波形精確振動(dòng)。例如，這變成在低頻 帶共振頻率f0被用作中心的情況下施加阻尼的操作。從而，如上所述，抑制了對(duì)低頻帶的 不必要影響，從而改善了再現(xiàn)聲音。但是，由于如上所述，在低頻帶共振頻率f0被用作中心的情況下施加阻尼，因此 作為再現(xiàn)聲音的頻率特性，低頻帶的功率往往會(huì)降低。設(shè)置低頻帶均衡器108，以便補(bǔ)償?shù)皖l帶的功率的降低。換句話說(shuō)，低頻帶均衡器 108進(jìn)行均衡，以致通過(guò)預(yù)先校正其中功率按照MFB降低的輸入音頻信號(hào)的低頻帶(頻帶補(bǔ)償)，能夠獲得以最終再現(xiàn)音頻為目標(biāo)的頻率特性。2.數(shù)字MFB信號(hào)處理系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)例子圖10中所示的MFB信號(hào)處理系統(tǒng)是模擬系統(tǒng)。不過(guò)，通過(guò)把該系統(tǒng)配置成數(shù)字系 統(tǒng)，例如，能夠獲得如下所述的許多優(yōu)點(diǎn)。首先，在反饋處理中，通過(guò)利用數(shù)字濾波器等，進(jìn)行數(shù)字計(jì)算。因此，原則上，來(lái)自周邊或其外部的噪聲難以影響反饋處理，于是，能夠預(yù)期具有 高精度的處理結(jié)果。另外，在使用模擬電路的情況下，由于電子組件器件的制造差異，難以 獲得足夠高的精度。但是，通過(guò)進(jìn)行數(shù)字計(jì)算，在計(jì)算結(jié)果中難以產(chǎn)生歸因于這種差異的 誤差。因此，例如，能夠預(yù)期對(duì)初始設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的性能的控制。另外，不需要考慮所述差異 設(shè)定對(duì)振幅、相位等的控制設(shè)計(jì)余量，能夠嚴(yán)格設(shè)定控制設(shè)計(jì)余量。于是，能夠獲得較大的 反饋，可期待較高的性能。另外，通過(guò)使用數(shù)字濾波器進(jìn)行計(jì)算，能夠獲得使用模擬濾波器 難以設(shè)計(jì)的復(fù)雜濾波器特性。因此，例如，能夠進(jìn)行更精細(xì)的控制處理。另外，在其中諸如 DSP之類計(jì)算處理單元的資源并非不足的范圍中，能夠用軟件設(shè)定復(fù)雜特性，而不會(huì)導(dǎo)致任 何成本增加。此外，由于能夠用軟件控制數(shù)字電路，因此易于恰當(dāng)?shù)馗淖兪┘臃答?例如改變 反饋量)的方法。因此，通過(guò)改變控制處理，以便與連接的揚(yáng)聲器等的特性匹配，能夠進(jìn)行具有較寬 應(yīng)用范圍的控制處理。從而，將說(shuō)明其中在MFB信號(hào)處理系統(tǒng)中使用的數(shù)字電路的結(jié)構(gòu)。圖1表示利用 數(shù)字電路構(gòu)成MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的情況的基本結(jié)構(gòu)例子。圖1中所示的MFB信號(hào)處理系統(tǒng) 主要由DSP 11, DAC 12，功率放大器13，揚(yáng)聲器單元14，橋接電路15，檢測(cè)器/放大器電路 16禾口 ADC 17構(gòu)成。這種情況下的輸入音頻信號(hào)是從數(shù)字音頻源再現(xiàn)的數(shù)字音頻信號(hào)。該數(shù)字音頻信 號(hào)被輸入DSP (數(shù)字信號(hào)處理器)11。在DSP 11中，形成數(shù)字均衡器11a，合成器lib和符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元 11c的信號(hào)處理單元。另外，DSP 11的信號(hào)處理功能由程序，例如分配給DSP 11的調(diào)用指 令等實(shí)現(xiàn)。輸入DSP 11的數(shù)字音頻信號(hào)首先被輸入數(shù)字均衡器11a。數(shù)字均衡器11a對(duì)應(yīng)于 圖10中所示的低頻帶均衡器108，按照預(yù)定的均衡特性均衡數(shù)字音頻信號(hào)。因此，數(shù)字均 衡器11a補(bǔ)償從揚(yáng)聲器單元16傳送的被施加MFB的再現(xiàn)聲音的頻帶，以致獲得目標(biāo)頻率特 性。從數(shù)字均衡器11a輸出的數(shù)字音頻信號(hào)被輸出給合成器lib。合成器lib是對(duì)輸 入音頻信號(hào)施加負(fù)反饋的部分。合成器lib使從符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元11c輸出的 反饋信號(hào)反相，并組合輸入的數(shù)字音頻信號(hào)和反相的反饋信號(hào)。在這種情況下，作為合成器lib的輸出的數(shù)字音頻信號(hào)被配置成作為DSP 11的輸 出，被輸入DAC(D/A轉(zhuǎn)換器)12。DAC 12把輸入的數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號(hào)。功率放大器13放大從DAC 12傳來(lái)的模擬音頻信號(hào)，并把放大的模擬音頻信號(hào)作 為驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給揚(yáng)聲器單元14的音圈。因此，從揚(yáng)聲器單元14再現(xiàn)數(shù)字音頻源的聲音。類似于圖10中所示的橋接電路105，如圖1中所示，通過(guò)連接電阻器Rl、R2和R3與從功率放大器13延伸到揚(yáng)聲器單元14的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線，構(gòu)成橋接電路15。類似于圖10中 所示的檢測(cè)器/放大器電路106，檢測(cè)器/放大器電路16從橋接電路15的傳感器部分接收 信號(hào)，并產(chǎn)生與揚(yáng)聲器單元14的運(yùn)動(dòng)速度對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)。在這種情況下，從檢測(cè)器/放大器電路16輸出的模擬檢測(cè)信號(hào)由ADC(A/D轉(zhuǎn)換 器)17轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并被輸入DSP 11的符合MFB的信號(hào)處理單元11c中。符合MFB的信號(hào)處理單元11c對(duì)應(yīng)于作為所謂的反饋電路的信號(hào)處理系統(tǒng)，并根 據(jù)輸入的數(shù)字檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生反饋信號(hào)。圖2A-2C表示橋接電路15獲得與速度成比例的檢 測(cè)信號(hào)的前提下，符合MFB的信號(hào)處理單元11c的結(jié)構(gòu)的三個(gè)例子。作為MFB的反饋控制 方法，已知的有速度控制，加速度控制，位移控制等。不過(guò)在這里，圖2A、2B和2C表示與其 中按照橋接電路15的具備，采用速度控制，加速度控制，以及組合式速度控制和加速度控 制的情況對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)。首先，圖2A表示其中作為與速度控制對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)，提供數(shù)字濾波器34a的結(jié)構(gòu)。例 如，數(shù)字濾波器34a被配置成FIR(有限脈沖響應(yīng))式或IIR(無(wú)限脈沖響應(yīng))式數(shù)字濾波 器。數(shù)字濾波器34a的信號(hào)處理功能例如由從對(duì)應(yīng)于速度的檢測(cè)信號(hào)中除去與噪聲對(duì)應(yīng)的 不必要頻帶分量的LPF，和設(shè)定反饋信號(hào)的輸出增益的增益電路等實(shí)現(xiàn)。通過(guò)利用與速度對(duì) 應(yīng)的反饋信號(hào)，對(duì)輸入音頻信號(hào)施加反饋，能夠獲得按照檢測(cè)的速度制動(dòng)揚(yáng)聲器單元14的 振動(dòng)板的操作，作為MFB。換句話說(shuō)，能夠獲得利用速度控制的MFB操作。圖2B是與加速度控制對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括微分處理部分34b和數(shù)字濾波器 34c，如圖中所示。微分處理部分34b計(jì)算輸入檢測(cè)信號(hào)的微分，并輸出結(jié)果信號(hào)。如上所 述，從橋接電路15獲得的檢測(cè)信號(hào)表示揚(yáng)聲器振動(dòng)板的速度。因此，通過(guò)計(jì)算與速度對(duì)應(yīng) 的檢測(cè)信號(hào)的微分，計(jì)算表示揚(yáng)聲器振動(dòng)板的加速度的信號(hào)。換句話說(shuō)，微分處理部分34b 能夠根據(jù)對(duì)應(yīng)于速度的檢測(cè)信號(hào)，獲得對(duì)應(yīng)于加速度的檢測(cè)信號(hào)。例如，如圖2A中所示，數(shù) 字濾波器34c對(duì)從微分處理部分34b輸出的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，并輸出結(jié)果信號(hào)，作為與加 速度控制對(duì)應(yīng)的反饋信號(hào)。通過(guò)利用反饋信號(hào)對(duì)輸入音頻信號(hào)施加反饋，能夠獲得作為加 速度控制的MFB操作。圖2C是其中一起使用速度控制和加速度控制的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括數(shù)字濾波器 34a，微分處理部分34b，數(shù)字濾波器34c和合成器34d。與如圖2A中所示的速度控制相應(yīng) 地布置數(shù)字濾波器34a，微分處理部分34b和數(shù)字濾波器34c對(duì)應(yīng)于如圖2B中所示的加速 度控制。這種情況下，使檢測(cè)信號(hào)分支，從而被輸入由數(shù)字濾波器34a構(gòu)成的系統(tǒng)，及由微 分處理部分34b和數(shù)字濾波器34c構(gòu)成的系統(tǒng)中。從數(shù)字濾波器34a輸出對(duì)應(yīng)于速度控制 的反饋信號(hào)，按照由微分處理部分34b和數(shù)字濾波器34c進(jìn)行的信號(hào)處理，輸出與加速度 控制對(duì)應(yīng)的反饋信號(hào)。合成器34d組合與上述速度控制和加速度控制對(duì)應(yīng)的反饋信號(hào)，并 輸出結(jié)果信號(hào)。換句話說(shuō)，在這種情況下，通過(guò)把速度控制分量和加速度控制分量組合在一 起，獲得從符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元11c輸出的反饋信號(hào)。通過(guò)利用反饋信號(hào)對(duì)輸入 音頻信號(hào)施加反饋，作為MFB的操作，一起獲得對(duì)應(yīng)于速度的控制和對(duì)應(yīng)于加速度的控制。另外，如圖1中所示，通過(guò)布置橋接電路15作為檢測(cè)揚(yáng)聲器振動(dòng)板的運(yùn)動(dòng)的傳感 器，首先，根據(jù)揚(yáng)聲器振動(dòng)板的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)速度?？梢钥紤]MFB用傳感器的其它結(jié)構(gòu)。例如，作 為檢測(cè)速度的傳感器，可以布置與揚(yáng)聲器單元的音圈分離的傳感線圈，以便檢測(cè)在傳感線圈中獲得的電流。另外，通過(guò)利用麥克風(fēng)檢測(cè)從揚(yáng)聲器單元施加的聲壓，與所檢測(cè)的聲壓對(duì) 應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)可被視為揚(yáng)聲器單元的振動(dòng)板的加速度。此外，通過(guò)在揚(yáng)聲器單元的振動(dòng)板 中布置物理加速度傳感器，可檢測(cè)加速度。另外，可以考慮其中通過(guò)根據(jù)靜電電容的變化， 檢測(cè)揚(yáng)聲器單元的振動(dòng)板的運(yùn)動(dòng)，獲得與揚(yáng)聲器單元的振動(dòng)板的位移對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)的情 況。即使在如圖1中所示，用數(shù)字電路構(gòu)成MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的情況下，傳感器的結(jié)構(gòu)也并 不特別受限，而可以使用任意結(jié)構(gòu)。這點(diǎn)也適用于其中構(gòu)成按照后面說(shuō)明的本發(fā)明實(shí)施例 的MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的情況。3.數(shù)字MFB信號(hào)處理系統(tǒng)考慮當(dāng)前情況的實(shí)際結(jié)構(gòu)的例子圖3表示對(duì)于其中按照?qǐng)D1和圖2A-2C中表示的基本結(jié)構(gòu)，利用目前已知的數(shù)字 器件實(shí)際建立MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的情況，自然考慮的實(shí)際結(jié)構(gòu)例子。在下面的說(shuō)明中，假定 用Fs表示的基準(zhǔn)采樣頻率(IFs)代表當(dāng)利用耳機(jī)設(shè)備最初收聽(tīng)數(shù)字音頻源時(shí)，數(shù)字音頻信 號(hào)的采樣頻率。數(shù)字音頻源的一個(gè)實(shí)際例子是類似于記錄在CD (光盤(pán))中的數(shù)字音頻信號(hào) 的、具有Fs = 44. IkHz和16比特量化比特?cái)?shù)的音頻源。在圖3中，與圖1中所示相同的每 個(gè)部分被賦予相同的附圖標(biāo)記。圖3中所示的整體結(jié)構(gòu)和用模擬器件構(gòu)成的部分與參考圖 1所述的相同，從而這里省略對(duì)其的說(shuō)明。首先，說(shuō)明ADC 17。這種情況下，ADC 17例如實(shí)際上由一個(gè)組件或器件構(gòu)成。ADC 17接收從檢測(cè)器/放大器電路16輸出的模擬檢測(cè)信號(hào)作為輸入，把檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成用與后 面說(shuō)明的數(shù)字音頻源的采樣頻率和量化比特?cái)?shù)相同的IFs采樣頻率和16比特量化比特?cái)?shù) ([IFs和16比特)]數(shù)字化(量化)的數(shù)字信號(hào)(PCM信號(hào))，并輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)。作為實(shí)現(xiàn)這種功能的一種結(jié)構(gòu)，如圖3中所示，這種情況的ADC17包括Δ- Σ調(diào)制 器17a，抽取濾波器17b和輸出緩沖器17c。首先，輸入ADC 17的模擬音頻信號(hào)由Δ-Σ調(diào) 制器17a轉(zhuǎn)換成[64Fs( = 2. 8224MHz)和1比特]的數(shù)字信號(hào)。通過(guò)使該數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò) FIR(有限脈沖響應(yīng))抽取濾波器17b，[64Fs和1比特]的數(shù)字信號(hào)被轉(zhuǎn)換成[IFs和16比 特]的數(shù)字信號(hào)，并用輸出緩沖器17c在數(shù)字信號(hào)階段進(jìn)一步放大。這種情況下，作為ADC 17的輸出，輸出緩沖器17c的輸出被輸入DSPll的符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元Ilc中。本例的DSP 11是以例如單芯片組件的形式提供的。類似于圖1，DSP 11具有數(shù)字 均衡器11a、合成器lib和符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元11c，用于按照指令(程序)實(shí)現(xiàn) 信號(hào)處理功能。這種情況的符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元1 Ic具有FIR濾波器的結(jié)構(gòu)。符合MFB 的數(shù)字信號(hào)處理單元Ilc被配置成接收16比特量化比特?cái)?shù)的信號(hào)作為輸入，并把該信號(hào)乘 以16比特系數(shù)。因此，從符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元Ilc輸出的反饋信號(hào)的格式為[IFs 和16比特]，與輸入檢測(cè)信號(hào)的格式相同。另外，在數(shù)字音頻源信號(hào)被輸入DSP 11的時(shí)候，數(shù)字音頻源的信號(hào)是[IFs和16 比特]格式的數(shù)字音頻信號(hào)。類似于接收數(shù)字音頻源信號(hào)作為輸入的數(shù)字均衡器Ila或者 符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元11c，DSP 11被配置為FIR濾波器。DSP 11被配置為接收16 比特量化比特?cái)?shù)的信號(hào)作為輸入、并把輸入信號(hào)乘以16比特系數(shù)的計(jì)算電路。因此，從數(shù) 字均衡器Ila輸出的校正頻率特性之后的數(shù)字音頻信號(hào)呈[IFs和16比特]的格式。作為施加負(fù)反饋的處理，合成器lib把呈[IFs和16比特]格式的數(shù)字音頻信號(hào)和 反相的反饋信號(hào)組合在一起。因此，從合成器lib輸出給DAC 12的數(shù)字音頻信號(hào)也呈[IFs和16比特]的格式。例如，以單芯片組件的形式提供DAC 12。DAC 12把由上述ADC17轉(zhuǎn)換格式的數(shù)字 信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。作為DAC 12的內(nèi)部構(gòu)成，例如如圖中所示，包括過(guò)采樣濾波器12a、 Δ - Σ調(diào)制器12b和模擬LPF (低通濾波器)12c。過(guò)采樣濾波器12a對(duì)輸入DAC 12的[IFs和16比特]的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行過(guò)采樣處 理，以便把輸入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成[64Fs和16比特]格式的數(shù)字信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào) 被輸出給Δ-Σ調(diào)制器12b。Δ-Σ調(diào)制器12b把輸入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成1比特的格式。換 句話說(shuō)，Δ- Σ調(diào)制器12b把輸入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成[64Fs和1比特]格式的數(shù)字信號(hào)，并 輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)。通過(guò)使作為Δ-Σ調(diào)制器12b的輸出的[64Fs和1比特]的數(shù)字 信號(hào)經(jīng)過(guò)模擬LPF 12c，獲得模擬音頻信號(hào)，作為模擬LPF 12c的輸出。換句話說(shuō)，輸入DAC 12的[IFs和16比特]的數(shù)字音頻信號(hào)被轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號(hào)，作為DAC 12的輸出的轉(zhuǎn)換 后的模擬音頻信號(hào)被輸入功率放大器13。在圖3中所示的結(jié)構(gòu)中，例如，使用對(duì)商業(yè)用途來(lái)說(shuō)，能夠容易地獲得的A/D轉(zhuǎn)換 器、DSP、D/A轉(zhuǎn)換器等等。圖3中所示的結(jié)構(gòu)是當(dāng)在目前情況下，建立與諸如CD之類的音 頻源對(duì)應(yīng)的實(shí)際數(shù)字MFB系統(tǒng)(MFB信號(hào)處理系統(tǒng))時(shí)，首先自然考慮的結(jié)構(gòu)。不過(guò)，已知按照上述結(jié)構(gòu)，實(shí)際上難以獲得足以滿足實(shí)際應(yīng)用的MFB控制效果。其 原因在于信號(hào)處理時(shí)間，即，作為ADC 17和DAC12的實(shí)際器件的輸入/輸出時(shí)間間隔的延 遲相當(dāng)長(zhǎng)。最初，這種器件是考慮到均勻處理作為音頻聲源(比如普通樂(lè)曲)的音頻信號(hào) 而構(gòu)成的。因此，即使在存在與信號(hào)處理相應(yīng)的延遲的情況下，也不存在問(wèn)題。但是，當(dāng)在 MFB信號(hào)處理系統(tǒng)中使用這種器件時(shí)，延遲相當(dāng)長(zhǎng)。換句話說(shuō)，在利用這種器件構(gòu)成的整個(gè) MFB信號(hào)處理系統(tǒng)中，在檢測(cè)器/放大器電路16按照來(lái)自橋接電路15的輸出獲得檢測(cè)信號(hào) 之后，到從揚(yáng)聲器單元14以聲音的形式再現(xiàn)和輸出被施加反饋的音頻信號(hào)為止，存在時(shí)間 (響應(yīng)速度)方面的較長(zhǎng)延遲。由于上述延遲的緣故，作為MFB的反饋操作被大大延遲，難 以實(shí)際獲得良好的控制結(jié)果。例如，當(dāng)用于44. IKHz及以下的采樣頻率的僅ADC 17的延遲 是對(duì)應(yīng)于40個(gè)樣本的時(shí)間時(shí)，僅僅歸因于上述延遲，頻率等于或大于約550Hz的信號(hào)的相 位延遲就等于或大于180°。因此，僅僅通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，相位就被旋轉(zhuǎn)這樣的數(shù)量。于是， 當(dāng)通過(guò)LPF (低通濾波器)、BPF (帶通濾波器)等額外進(jìn)行濾波處理時(shí)，相位的旋轉(zhuǎn)會(huì)進(jìn)一 步增大。在延遲增大到這種程度的情況下，難以獲得利用MFB的控制效果，容易出現(xiàn)諸如聲 音重現(xiàn)作用之類的現(xiàn)象。從而，為了保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以MFB控制為目標(biāo)的頻帶被大大縮 小。換句話說(shuō)，在圖3中所示的結(jié)構(gòu)中，難以獲得足以滿足實(shí)際應(yīng)用的MFB的效果。這是直 到目前為止，實(shí)際上僅僅使用模擬型MFB的原因。但是，如上所述，采用數(shù)字MFB信號(hào)處理系統(tǒng)具有重大的優(yōu)點(diǎn)。從而，作為本發(fā)明 的一個(gè)實(shí)施例，提出一種其中采用數(shù)字MFB信號(hào)處理系統(tǒng)來(lái)解決上述延遲問(wèn)題，以便得到 實(shí)際應(yīng)用的結(jié)構(gòu)，如下所述。4.數(shù)字MFB信號(hào)處理系統(tǒng)第一實(shí)施例圖4表示按照第一實(shí)施例的MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例子。這里，在圖4中，與圖 3中所示相同的每個(gè)部分被賦予相同的附圖標(biāo)記，其說(shuō)明將被省略或簡(jiǎn)化。在圖4中所示的 結(jié)構(gòu)中，首先，提供ADC 20，代替圖3中所示的ADC 17。例如，ADC 20由單芯片組件構(gòu)成。 如圖4中所示，ADC 20被配置成只包括Δ-Σ調(diào)制器21。Δ - Σ調(diào)制器21把輸入模擬信
10號(hào)轉(zhuǎn)換成[64Fs( = 2. 8224MHz)和1比特]格式的數(shù)字信號(hào)。隨后，Δ- Σ調(diào)制器21的輸 出作為ADC 20的輸出被輸入DSP 30。例如，DSP 30同樣由單芯片組件構(gòu)成。對(duì)于這種情況，如圖4中所示，DSP 30被配 置成包括數(shù)字均衡器31、過(guò)采樣濾波器32、合成器33和符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34。類似于圖3中所示的DSP 11的符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元11c，圖4中所示的 符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34具有作為根據(jù)檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生反饋信號(hào)的反饋電路的信號(hào) 處理功能。對(duì)圖3中所示的DSP 11的符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元Ilc來(lái)說(shuō)，輸入或輸出 的數(shù)字音頻信號(hào)的格式為[IFs和16比特]。另一方面，對(duì)圖4中所示的符合MFB的數(shù)字信 號(hào)處理單元34來(lái)說(shuō)，輸入信號(hào)的格式為[64Fs和1比特]，通過(guò)利用16比特系數(shù)進(jìn)行計(jì)算， 輸出的格式為[64Fs和16比特]。例如，符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34可由FIR數(shù)字濾 波器構(gòu)成。因此，以多比特的形式形成符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34的輸出。這里，作 為所述多比特的量化比特?cái)?shù)(或比特率)被設(shè)為16比特。根據(jù)下面的說(shuō)明能夠理解，把從 符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34輸出的反饋信號(hào)的格式配置成[64Fs和16比特]的原因 是為了在合成階段，使反饋信號(hào)的格式與[64Fs和16比特]的數(shù)字音頻信號(hào)的格式一致。類似于圖3中所示的數(shù)字均衡器11a，圖4中所示的數(shù)字均衡器31接收[IFs和 16比特]格式的數(shù)字音頻源信號(hào)(數(shù)字音頻信號(hào))作為輸入，并通過(guò)利用16比特系數(shù)進(jìn)行 計(jì)算，對(duì)數(shù)字音頻源信號(hào)進(jìn)行量化處理，以便補(bǔ)償?shù)皖l帶。隨后，數(shù)字均衡器31輸出與輸入 的格式相同的[IFs和16比特]格式的音頻信號(hào)。在這種情況下，從數(shù)字均衡器31輸出的[IFs和16比特]的音頻信號(hào)被輸入過(guò)采 樣濾波器32。這種情況下，過(guò)采樣濾波器32把數(shù)字音頻信號(hào)從[IFs和16比特]的格式轉(zhuǎn) 換成[64Fs和16比特]的格式。這里，把數(shù)字音頻源信號(hào)轉(zhuǎn)換成[64Fs和16比特]的格 式的原因是為了使輸出的數(shù)字音頻信號(hào)具有與從符合Mra的數(shù)字信號(hào)處理單元34輸出的 反饋信號(hào)相同的數(shù)字信號(hào)格式。合成器33接收如上所述具有相同的[64Fs和16比特]格式的數(shù)字音頻源信號(hào)和 反饋信號(hào)作為輸入。隨后，合成器33組合數(shù)字音頻源信號(hào)和其相位被反轉(zhuǎn)的反饋信號(hào)，并 輸出被施加反饋的數(shù)字音頻信號(hào)。作為DSP 30的輸出，合成器33的輸出被輸入DAC 40。例如，圖4中所示的DAC 40由單芯片組件構(gòu)成。DAC 40包括Δ - Σ調(diào)制器41和 模擬LPF 42。通過(guò)比較DAC 40和圖3中所示的DAC12，可注意到在DAC 40中省略了過(guò)采 樣濾波器12a。Δ - Σ調(diào)制器41接收從DSP 30的合成器33輸出的[64Fs和16比特]的數(shù)字音 頻信號(hào)作為輸入，通過(guò)進(jìn)行1比特轉(zhuǎn)換處理，把數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成[64Fs和1比特]的數(shù) 字信號(hào)，并輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)。作為Δ - Σ調(diào)制器41的輸出的數(shù)字信號(hào)通過(guò)模擬LPF 42被轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號(hào)，從DAC 40輸出該模擬音頻信號(hào)。如上所述獲得的模擬音頻信號(hào) 被功率放大器13放大，用于驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器單元14。這里，在圖4中所示的結(jié)構(gòu)中，根據(jù)橋接電路15和檢測(cè)器/放大器電路16檢測(cè)的 檢測(cè)信號(hào)，產(chǎn)生反饋信號(hào)。將關(guān)注在揚(yáng)聲器單元14以聲音的形式輸出與(反相的)反饋信 號(hào)組合的輸入音頻信號(hào)之前進(jìn)行的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的操作。從而，數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)可 被看作按照Δ-Σ調(diào)制器21，符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34，合成器33，Δ-Σ調(diào)制器41 和模擬LPF 42的順序進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。當(dāng)與圖1的情況比較時(shí)，這可被看作未經(jīng)過(guò)置于
11A/D轉(zhuǎn)換一側(cè)的抽取濾波器和置于D/A轉(zhuǎn)換一側(cè)的過(guò)采樣濾波器。如上所述，在圖3中所示的結(jié)構(gòu)中，ADC 17和DAC 12中的延遲相當(dāng)大。實(shí)際上，作 為導(dǎo)致這種延遲的一個(gè)因素，在ADC 17中，歸因于抽取濾波器17b的延遲是主要的，在DAC 12中，歸因于過(guò)采樣濾波器12a的延遲是主要的。由于關(guān)注到這一點(diǎn)，構(gòu)成了本實(shí)施例。換 句話說(shuō)，為了在MFB數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中排除置于A/D轉(zhuǎn)換一側(cè)的抽取濾波器和置于D/A 轉(zhuǎn)換一側(cè)的過(guò)采樣濾波器中的延遲的影響，使DSP 30的符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34 的輸入和輸出分別直接與Δ - Σ調(diào)制器21 (ADC 21)和Δ - Σ調(diào)制器41 (在DAC 40內(nèi))連 接。因此，排除了導(dǎo)致MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的D/A轉(zhuǎn)換一側(cè)和A/D轉(zhuǎn)換一側(cè)的延遲的主要因 素，從而顯著減小MFB的信號(hào)處理的延遲。因此，減小了上面說(shuō)明的相位旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，能夠 獲得足以滿足實(shí)際應(yīng)用的MFB控制效果。換句話說(shuō)，能夠獲得可實(shí)際應(yīng)用的數(shù)字MFB系統(tǒng)。另外，在本實(shí)施例中，符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34被配置成具有很小的延遲， 從而能夠獲得具有高實(shí)用性和高性能的MFB信號(hào)處理系統(tǒng)。為了構(gòu)成具有很小延遲的符合 MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34，例如可以考慮使用下述結(jié)構(gòu)。首先一般地，在采用FIR數(shù)字濾 波器(FIR濾波器)作為符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34的情況下，采用如圖5A中所示的 結(jié)構(gòu)。換句話說(shuō)，在利用8抽頭FIR濾波器構(gòu)成符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34的情況下， 如圖中所示，首先通過(guò)把七個(gè)延遲器D1-D7串聯(lián)連接在一起，形成移位寄存器。另外，布置 接收延遲器Dl的輸入數(shù)據(jù)，和延遲器D1-D7的輸出數(shù)據(jù)(它們是移位寄存器的輸出)作為 輸入，并利用預(yù)定系數(shù)對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行乘法的系數(shù)器h0-h7，和將系數(shù)器h0-h7的輸出相加起 來(lái)的加法器P。在這種情況下，由于輸入數(shù)字信號(hào)呈[64Fs和1比特]的格式，因此延遲器 D1-D7和系數(shù)器h0-h7接收一比特的信號(hào)。另外，為了把輸出配置成[64Fs和16比特]的 格式，以多比特的形式，把在系數(shù)器h0-h7中設(shè)置的系數(shù)配置成16比特，從而，系數(shù)器h0-h7 的輸出被配置成16比特。隨后，加法器P把系數(shù)器h0-h7的輸出加起來(lái)。圖5A中所示的結(jié)構(gòu)可被看作其中通過(guò)排列延遲器Dl的輸入數(shù)據(jù)和延遲器D1-D7 的輸出數(shù)據(jù)而獲得的8比特?cái)?shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成與比特模式線性對(duì)應(yīng)的16比特的比特模式，并被 輸出的結(jié)構(gòu)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34能夠由延遲器D1-D7和ROM 60構(gòu)成，如圖5B中所示。在圖5B中，8比特?cái)?shù)據(jù)由在相同計(jì)時(shí)的1比特的延遲器Dl的輸 入數(shù)據(jù)，和1比特的每個(gè)延遲器D1-D7的輸出數(shù)據(jù)(它們被看作移位寄存器的輸出)構(gòu)成， ROM 60的地址被配置成根據(jù)該8比特?cái)?shù)據(jù)指定。由于8比特能夠表示的比特模式為256種， 因此0-255被設(shè)為ROM 60的地址。隨后，在ROM 60中，組合地址0-255保存16比特的適 當(dāng)比特模式。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，能夠獲得通過(guò)在每一個(gè)樣本的定時(shí)，對(duì)ROM 60指定0-255 的地址，從ROM 60讀出與指定地址對(duì)應(yīng)的16比特比特模式的數(shù)據(jù)的操作。如上所述讀出 的16比特?cái)?shù)據(jù)被配置成按照本實(shí)施例的符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34的輸出。按照這 種結(jié)構(gòu)，省略了如圖5A中所示的系數(shù)器h0-h7和加法器P。因此，通過(guò)在指定地址讀取ROM 60，實(shí)現(xiàn)這樣的處理，從而簡(jiǎn)化了電路規(guī)模。另外，作為實(shí)現(xiàn)具有很小延遲的符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34的另一種結(jié)構(gòu)， 存在一種利用最小相移濾波器的結(jié)構(gòu)。例如，按照?qǐng)D5A中所示的結(jié)構(gòu)，這可通過(guò)把將在 系數(shù)器h0-h7中設(shè)置的系數(shù)模式設(shè)置成最小相移模式來(lái)實(shí)現(xiàn)。另一方面，可以考慮使用 IIR(無(wú)限脈沖響應(yīng))數(shù)字濾波器的另一種結(jié)構(gòu)。IIR濾波器具有結(jié)果延遲量較小的特性。另外，在本實(shí)施例中，如下設(shè)定符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34的輸出信號(hào)的采樣頻率。首先，這種情況的DSP 10接收[IFs和16比特]格式的數(shù)字音頻源信號(hào)(數(shù)字音 頻信號(hào))作為輸入，并通過(guò)由過(guò)采樣濾波器32進(jìn)行的過(guò)采樣處理，把數(shù)字音頻源信號(hào)轉(zhuǎn)換 成[64Fs和1比特]的格式。合成器33的輸入和輸出的格式不變。換句話說(shuō)，通過(guò)過(guò)采樣， 將從DSP輸出的數(shù)字音頻信號(hào)的采樣頻率被設(shè)為64Fs。因此，被輸入從DSP 30輸出的數(shù)字音頻信號(hào)的DAC 40的Δ - Σ調(diào)制器41被配置 成把[64Fs和16比特]格式的信號(hào)轉(zhuǎn)換成1比特的信號(hào)。從而，Δ- Σ調(diào)制器41的輸出 具有[64Fs和1比特]的格式。另外，在本實(shí)施例中，從符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34 輸出的反饋信號(hào)未通過(guò)過(guò)采樣濾波器被輸入合成器33。因此，反饋信號(hào)的格式被配置成與 Δ- Σ調(diào)制器41的輸入(它對(duì)應(yīng)于通過(guò)合成器33的過(guò)采樣濾波器的輸出)對(duì)應(yīng)的[采樣 頻率和量化比特?cái)?shù)]。從而，在圖2Α和2Β中，從符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34輸出的反 饋信號(hào)的格式被配置成[64Fs和16比特]。另外，就采樣頻率來(lái)說(shuō)，從符合MFB的數(shù)字信號(hào) 處理單元34輸出的反饋信號(hào)被設(shè)置成與Δ-Σ調(diào)制器41的輸出信號(hào)相同。另外，此處的 過(guò)采樣之后的采樣頻率，即，按照本實(shí)施例的符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34的輸出信號(hào) (反饋信號(hào))的采樣頻率被設(shè)為64Fs。不過(guò)，過(guò)采樣后的采樣頻率并不局限于此。換句話 說(shuō)，可以設(shè)置高于IFs (所述IFS是作為這里處理的數(shù)字音頻源的數(shù)字音頻信號(hào)(PCM(脈碼 調(diào)制)信號(hào))的采樣頻率)，并且足以獲得例如具有等于或高于預(yù)定水平的質(zhì)量的再現(xiàn)聲音 的頻率值。具體地說(shuō)，當(dāng)用Fs表示作為數(shù)字音頻源的PCM信號(hào)的采樣頻率時(shí)，反饋信號(hào)的 采樣頻率(過(guò)采樣之后的采樣頻率)被設(shè)為下限為2Fs，并且具有由2的乘冪表示的Fs的 系數(shù)的值。在實(shí)際應(yīng)用中，可取的是把過(guò)采樣之后的采樣頻率設(shè)為等于或大于4Fs的值。5.數(shù)字MFB信號(hào)處理系統(tǒng)第二實(shí)施例下面參考圖6，說(shuō)明按照第二實(shí)施例的MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例子。在圖6中，與 圖4中所示相同的每個(gè)部分被賦予相同的附圖標(biāo)記，這里省略對(duì)其的說(shuō)明。首先，說(shuō)明按照 第二實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)。圖6中所示的DAC 40主要由過(guò)采樣濾波器44，合成器45，Δ-Σ 調(diào)制器41，PWM(脈寬調(diào)制)調(diào)制器43和模擬LPF 42構(gòu)成。通過(guò)在圖4中所示的DAC 40 的Δ - Σ調(diào)制器41和模擬LPF 42之間插入PWM調(diào)制器43，獲得這種結(jié)構(gòu)。另外，這種情況的[IFs和16比特]格式的數(shù)字音頻源信號(hào)被輸入DSP 30的數(shù)字 均衡器31，并按照[IFs和16比特]的相同格式被輸入DAC 40的過(guò)采樣濾波器44。這種 情況的過(guò)采樣濾波器44接收上述[IFs和16比特]格式的數(shù)字信號(hào)作為輸入，把數(shù)字信號(hào) 轉(zhuǎn)換成[16Fs和16比特]格式的信號(hào)，并輸出轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。隨后，布置在DAC 40內(nèi)的合成器45需要把[16Fs和16比特]的數(shù)字信號(hào)組合在 一起。因此，從這種情況下的符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34輸出的反饋信號(hào)不應(yīng)具有圖 4中所示情況的[64Fs和16比特]的格式，而應(yīng)具有[16Fs和16比特]的格式。從而，這 種情況的符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34需要包括對(duì)于64Fs的輸入采樣頻率，輸出16Fs 的采樣頻率的提取處理。換句話說(shuō)，符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34被配置成具有充當(dāng)抽 取濾波器34e的功能，以及產(chǎn)生反饋信號(hào)的初始功能?？梢钥紤]幾種結(jié)構(gòu)作為這樣的結(jié)構(gòu)。 不過(guò)，作為最有效的結(jié)構(gòu)，可以考慮其中通過(guò)利用具有LPF特性的符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理 單元34的數(shù)字濾波器34a和34c的結(jié)構(gòu)，數(shù)字濾波器還被直接用作抽取濾波器的結(jié)構(gòu)。類 似地，抽取濾波器具有LPF的特性。合成器45組合由過(guò)采樣濾波器44過(guò)采樣成[16Fs和16比特]的數(shù)字音頻源的數(shù)字音頻信號(hào)，和從符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34輸出的[16Fs和16比特]的反饋信 號(hào)，以便相加在一起。合成信號(hào)被輸入Δ-Σ調(diào)制器41。在第二實(shí)施例中，在反轉(zhuǎn)反饋信號(hào) 的相位之后，符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34輸出反饋信號(hào)。因此，這種情況的合成器45 可實(shí)現(xiàn)其中只相加輸入信號(hào)的合成處理。這種情況的Δ - Σ調(diào)制器41不把輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成1比特，而是把輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成 其量化比特?cái)?shù)為5比特的[16Fs和5比特]的信號(hào)。隨后，[16Fs和5比特]的信號(hào)被輸入 PWM調(diào)制器43，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行PWM調(diào)制。另外，通過(guò)使信號(hào)經(jīng)過(guò)模擬LPF 43，獲得模擬音頻 信號(hào)，作為DAC 40的輸出。換句話說(shuō)，基于D類放大器的結(jié)構(gòu)被用作第二實(shí)施例的D/A轉(zhuǎn) 換的一部分。另外，作為第二實(shí)施例的改進(jìn)例子，可以考慮下述內(nèi)容。例如，如圖中所示，通過(guò)在 多級(jí)串聯(lián)連接上采樣電路46a-46d，形成過(guò)采樣濾波器44。這里，每個(gè)上采樣電路46a_46d 把輸入信號(hào)的采樣頻率轉(zhuǎn)換成原來(lái)的2倍。從而，通過(guò)在四級(jí)連接這樣的上采樣電路，能夠 以[16( = 2X2X2X2)Fs和16比特]的格式輸出[IFs和16比特]的輸入信號(hào)。另夕卜， 符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34通過(guò)利用抽取濾波器34e，把具有64Fs采樣頻率的輸入信 號(hào)轉(zhuǎn)換成具有低于16Fs的8Fs、4Fs或2Fs采樣頻率的16比特信號(hào)，以便輸出。隨后，該信 號(hào)被配置成按照采樣頻率被輸入過(guò)采樣濾波器44的預(yù)定上采樣電路。例如，當(dāng)從符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34輸出的反饋信號(hào)的格式為[8Fs和16 比特]時(shí)，在過(guò)采樣濾波器44中插入合成器47c，置于上采樣電路46d之前。從而，合成器 47c被配置成把從符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34輸出的反饋信號(hào)和上采樣電路46c的輸 出組合在一起，并把組合后的信號(hào)輸出給上采樣電路46d。按照這種結(jié)構(gòu)，被上采樣到[8Fs 和16比特]的數(shù)字音頻源信號(hào)，和從符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34輸出的[8Fs和16 比特]相同格式的反饋信號(hào)由合成器47c組合在一起。隨后，通過(guò)使組合后的信號(hào)經(jīng)過(guò)上 采樣電路46d，最終，信號(hào)可作為[16Fs和16比特]的音頻信號(hào)被輸入Δ-Σ調(diào)制器43(這 種情況下，可以省略合成器42)。類似地，當(dāng)從符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34輸出的反饋信號(hào)的格式為[4Fs和 16比特]時(shí)，在過(guò)采樣濾波器44中插入合成器47b，置于上采樣電路46c之前。從而，合成 器47b被配置成把符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34的輸出信號(hào)和上采樣電路46c的輸出 組合在一起，并把組合后的信號(hào)輸出給上采樣電路46c。另一方面，當(dāng)從符合MFB的數(shù)字信 號(hào)處理單元34輸出的反饋信號(hào)的格式為[2Fs和16比特]時(shí)，在過(guò)采樣濾波器44中插入 合成器47a，置于上采樣電路46b之前。從而，合成器47a被配置成把符合MFB的數(shù)字信號(hào) 處理單元34的輸出信號(hào)和上采樣電路46b的輸出組合在一起，并把組合后的信號(hào)輸出給上 采樣電路47b。在這種改進(jìn)例子中，與約一個(gè)采樣周期對(duì)應(yīng)的計(jì)算步驟的數(shù)目被增大。因此，優(yōu)點(diǎn) 是當(dāng)在一個(gè)采樣周期內(nèi)，符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34的必要計(jì)算量被增大時(shí)，能夠在 不增大系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率的情況下實(shí)現(xiàn)所希望的濾波特性。在第一實(shí)施例中，從符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34輸出的反饋信號(hào)的采樣頻率 被描述成和由置于DAC 40—側(cè)的Δ-Σ調(diào)制器41處理的信號(hào)的采樣頻率相同。不過(guò)，在 上面說(shuō)明的改進(jìn)例子中，反饋信號(hào)的采樣頻率小于由Σ調(diào)制器41處理的信號(hào)的采樣頻 率。不過(guò)，當(dāng)考慮在數(shù)字濾波器中包括置于反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)的過(guò)采樣濾波器44內(nèi)的上采樣電
14路，作為其組成部分時(shí)，即使在這種情況下，反饋信號(hào)的采樣頻率也與由DAC 40的Δ-Σ調(diào) 制器41處理的信號(hào)的采樣頻率相同。另外，按照改進(jìn)例子的結(jié)構(gòu)，反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)DAC 40的 過(guò)采樣濾波器41的一部分。因此，與反饋信號(hào)不經(jīng)過(guò)過(guò)采樣濾波器41的情況相比，產(chǎn)生對(duì) 應(yīng)的延遲。不過(guò)，與如圖3中所示，反饋信號(hào)完全經(jīng)過(guò)過(guò)采樣濾波器12a的情況相比，能夠 獲得DAC 40中的延遲量被減小的優(yōu)點(diǎn)。6.數(shù)字MFB信號(hào)處理系統(tǒng)第三實(shí)施例圖7表示作為第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)例子。在圖7中，與圖4中所示相同的每個(gè)部分 被賦予相同的附圖標(biāo)記，這里省略對(duì)其的說(shuō)明。在到目前為止說(shuō)明的實(shí)施例中，數(shù)字音頻源 被假定為⑶之類的[IFs和16比特]的PCM式數(shù)字音頻源。[IFs和16比特]的數(shù)字音 頻信號(hào)格式是目前的主流之一。不過(guò)，除此之外，如同記錄在SACD(超級(jí)音頻CD)等中的具 有[64Fs和1比特]格式的數(shù)字音頻信號(hào)，作為一種形式的音頻內(nèi)容處理在Δ- Σ調(diào)制之 后具有與該格式對(duì)應(yīng)的DSD(直接流數(shù)字)等格式的信號(hào)。作為第三實(shí)施例，表示當(dāng)數(shù)字音 頻源采取DSD格式時(shí)的結(jié)構(gòu)例子。圖7中所示的DSP 30被配置成包括比特?cái)U(kuò)展器35，數(shù)字均衡器31，合成器33，和 符合MFB的數(shù)字信號(hào)處理單元34。與圖4中所示的結(jié)構(gòu)相比，這種結(jié)構(gòu)可被看作其中新增 加了比特?cái)U(kuò)展器35，省略了過(guò)采樣濾波器32的信號(hào)處理結(jié)構(gòu)。另外，DAC 40和ADC 20的 結(jié)構(gòu)與圖4中所示的相同。圖7中所示的數(shù)字音頻源是具有[64Fs和1比特]的DSD格式的信號(hào)。該信號(hào)被 輸入DSP 30的比特?cái)U(kuò)展器35中。比特?cái)U(kuò)展器35接收[64Fs和1比特]的數(shù)字音頻源信 號(hào)作為輸入，通過(guò)進(jìn)行16比特?cái)U(kuò)展處理把輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成[64Fs和16比特]的信號(hào)，并把 轉(zhuǎn)換后的信號(hào)輸出給數(shù)字均衡器31。這里，比特?cái)U(kuò)展器35進(jìn)行的比特?cái)U(kuò)展處理表示把具有DSD格式的1比特信號(hào)，即， 只能處理1或0的二進(jìn)制值的信號(hào)轉(zhuǎn)換成由16比特構(gòu)成的0x0400(0. 5)或OxCOOO (-0. 5) 的處理。因此，比特?cái)U(kuò)展器35可由具有LPF特性的數(shù)字濾波器構(gòu)成。此外，比特?cái)U(kuò)展器35 可被配置成包括ROM，如圖5B中所示。這種情況的數(shù)字均衡器31接收上述[64Fs和16比特]格式的數(shù)字音頻信號(hào)作為 輸入，并進(jìn)行16比特計(jì)算處理。按照對(duì)應(yīng)于64Fs的時(shí)鐘定時(shí)進(jìn)行該計(jì)算處理。隨后，數(shù)字 均衡器31以和在輸入級(jí)相同的[64Fs和16比特]格式輸出均衡處理之后的數(shù)字音頻信號(hào)。 數(shù)字均衡器31把上述信號(hào)輸出給合成器33。作為比較，在圖4中，數(shù)字均衡器31被配置成接收與數(shù)字音頻源信號(hào)的[IFs和16 比特]格式對(duì)應(yīng)的[IFs和16比特]信號(hào)，并輸出相同的[IFs和16比特]格式的信號(hào)。此 外，數(shù)字均衡器31的輸出被過(guò)采樣濾波器32轉(zhuǎn)換成[64Fs和16比特]的格式，并被輸出 給合成器33。換句話說(shuō)，類似于圖7中所示的例子，在數(shù)字音頻信號(hào)采取[64Fs和1比特] 格式的情況下，在DSP 30的輸入級(jí)，采樣頻率可被保持為64Fs，從而能夠省略過(guò)采樣濾波 器32。代替這種情況，通過(guò)進(jìn)行比特?cái)U(kuò)展，音頻信號(hào)的量化比特?cái)?shù)被配置成16比特，與反饋 信號(hào)相同。另外，數(shù)字均衡器31的輸入和輸出的格式被配置成與[64Fs和16比特]對(duì)應(yīng)。隨后，合成器33組合如上所述從數(shù)字均衡器31輸出的[64Fs和16比特]格式的 數(shù)字音頻信號(hào)，和相同的[64Fs和16比特]格式的反相反饋信號(hào)，并把得到的信號(hào)輸出給 DAC 40。
作為具有至此說(shuō)明的本實(shí)施例的MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的實(shí)際設(shè)備，存在一種有源揚(yáng) 聲器。在該有源揚(yáng)聲器中，集成形成接收音頻信號(hào)作為輸入，并通過(guò)接收供電進(jìn)行信號(hào)處理 和信號(hào)放大的信號(hào)處理和放大電路與揚(yáng)聲器。另外，本實(shí)施例可應(yīng)用于其中集成形成再現(xiàn) 數(shù)字音頻源的播放器和揚(yáng)聲器的音頻再現(xiàn)設(shè)備等。此外，按照本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于除 如上所述的包括揚(yáng)聲器和音頻信號(hào)處理電路的單一設(shè)備之外的設(shè)備，例如應(yīng)用于音頻組件 系統(tǒng)等。例如，在由揚(yáng)聲器單元和放大器構(gòu)成的音頻組件系統(tǒng)中，首先，在揚(yáng)聲器單元一側(cè) 布置諸如橋接電路15之類的傳感器。另外，在放大器一側(cè)，布置用于從傳感器接收信號(hào)的 端子，輸入該端子的信號(hào)被輸入檢測(cè)器/放大器電路16。此外，例如，包括在至此說(shuō)明的實(shí) 施例中表示的ADC 20，DSP 30，DAC 40等。7.應(yīng)用于耳機(jī)的例子在耳機(jī)中，包括通常稱為驅(qū)動(dòng)器的部分，該部分利用與揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)等同的結(jié)構(gòu)， 把音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音。根據(jù)這一點(diǎn)，本實(shí)施例的MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可被認(rèn)為適用 于耳機(jī)。圖8表示把按照本實(shí)施例的MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于頭戴式耳機(jī)的情況。 在圖8中，與一只耳朵(聲道)對(duì)應(yīng)的耳墊被表示成頭戴式耳機(jī)100。在頭戴式耳機(jī)100 中，包括與至此說(shuō)明的實(shí)施例的揚(yáng)聲器單元14對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器101。在圖8中，作為利用MFB 控制驅(qū)動(dòng)上述驅(qū)動(dòng)器的MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，表示了與圖4中所示的第一實(shí)施例相同 的結(jié)構(gòu)。不過(guò)，代替第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，例如，可以使用圖6和7中所示的第二和第三種結(jié) 構(gòu)。通過(guò)把本實(shí)施例的MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于如上所述的耳機(jī)，在耳機(jī)的收聽(tīng)環(huán) 境中，能夠獲得利用數(shù)字電路的MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。在為耳機(jī)實(shí)際構(gòu)成本實(shí)施例的MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的情況下，例如，首先，圖8中所 示的整個(gè)MFB信號(hào)處理系統(tǒng)可被認(rèn)為被置于耳機(jī)一側(cè)。在圖8中所示的例子中假定了這種 結(jié)構(gòu)。換句話說(shuō)，在圖8中，在音頻播放器19中再現(xiàn)的模擬音頻信號(hào)被ACD 18轉(zhuǎn)換成數(shù)字 信號(hào)，并被輸入DSP 30。例如，ADC 18可被置于耳機(jī)一側(cè)。按照這種結(jié)構(gòu)，例如，耳機(jī)100 的插頭與音頻播放器19的模擬音頻信號(hào)輸出端子連接。結(jié)果，從音頻播放器19輸出的模 擬音頻信號(hào)被輸入置于耳機(jī)100 —側(cè)的ADC中。另一方面，作為對(duì)耳機(jī)應(yīng)用MFB信號(hào)處理系統(tǒng)的情況的另一種結(jié)構(gòu)，MFB信號(hào)處理 系統(tǒng)可被認(rèn)為被分成位于耳機(jī)一側(cè)和音頻播放器一側(cè)的兩個(gè)部分。例如，諸如橋接電路15 之類的傳感器被置于耳機(jī)一側(cè)，包括檢測(cè)器/放大器電路16，ADC 20, DSP 30, DAC 40和功 率放大器13在內(nèi)的剩余組件被置于與耳機(jī)連接的音頻播放器一側(cè)。另外，作為如表示成圖9中的耳塞式耳機(jī)101的耳機(jī)，已知一種把驅(qū)動(dòng)器101的單 元部分掛在耳廓上，或者插入耳穴中的耳機(jī)(也被稱為管式耳機(jī))。如圖8中所示，按照本 實(shí)施例的MFB信號(hào)處理系統(tǒng)也可應(yīng)用于這樣的耳塞式耳機(jī)101。本申請(qǐng)包含于在2009年6月12日向日本專利局提出的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng) JP2009-140967中公開(kāi)的主題相關(guān)的主題，該專利申請(qǐng)的整個(gè)內(nèi)容在此引為參考。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素，可以做出各種修改、組合、子 組合和變更，只要它們?cè)诟郊訖?quán)利要求或其等同物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種信號(hào)處理設(shè)備，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，接收通過(guò)檢測(cè)揚(yáng)聲器的振動(dòng)板的運(yùn)動(dòng)而獲得的模擬檢測(cè)信號(hào)作為輸入，通過(guò)進(jìn)行第一Δ ∑調(diào)制處理，把所述模擬檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有預(yù)定采樣頻率和等于或大于1比特的預(yù)定量化比特?cái)?shù)的數(shù)字信號(hào)，并輸出該數(shù)字信號(hào)；信號(hào)處理裝置，接收從所述模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置輸出的數(shù)字檢測(cè)信號(hào)作為輸入，產(chǎn)生數(shù)字反饋信號(hào)，并輸出該數(shù)字反饋信號(hào)；合成裝置，把輸入的數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有與反饋信號(hào)相同的采樣頻率，隨后通過(guò)組合反饋信號(hào)與將由所述揚(yáng)聲器再現(xiàn)為聲音的輸入的數(shù)字音頻信號(hào)作為負(fù)反饋，在合成階段組合輸入的數(shù)字音頻信號(hào)和反饋信號(hào)；和數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，被形成為至少具有進(jìn)行第二Δ ∑調(diào)制處理的部分，在所述第二Δ ∑調(diào)制處理中，通過(guò)接收從所述合成裝置輸出的、與反饋信號(hào)組合之后的具有預(yù)定采樣頻率f1和量化比特?cái)?shù)a的數(shù)字音頻信號(hào)，并進(jìn)行所述數(shù)字音頻信號(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換，與反饋信號(hào)組合后的數(shù)字音頻信號(hào)被輸入，并且該數(shù)字音頻信號(hào)被轉(zhuǎn)換成具有預(yù)定采樣頻率f1的量化比特?cái)?shù)b(b＜a)的數(shù)字信號(hào)。
2.按照權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理設(shè)備，其中所述信號(hào)處理裝置具有用于產(chǎn)生反饋信號(hào)的數(shù)字濾波器，以及 其中所述數(shù)字濾波器包括移位寄存器，具有預(yù)定數(shù)目的抽頭，將被輸入所述數(shù)字濾波器的數(shù)字信號(hào)的樣本數(shù)據(jù) 被輸入所述移位寄存器中；和數(shù)據(jù)處理裝置，與每個(gè)地址相關(guān)聯(lián)地把與所述數(shù)字濾波器的輸出信號(hào)的量化比特?cái)?shù)對(duì) 應(yīng)的比特?cái)?shù)的輸出數(shù)據(jù)保持在預(yù)定存儲(chǔ)區(qū)中，從該存儲(chǔ)區(qū)讀出與由所述移位寄存器的輸出 指定的地址對(duì)應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)，并把所述數(shù)字濾波器的輸出設(shè)定為所讀出的輸出數(shù)據(jù)。
3.按照權(quán)利要求2所述的信號(hào)處理設(shè)備，其中所述信號(hào)處理裝置的所述數(shù)字濾波器被配置成具有作為抽取濾波器的功能，和 其中所述信號(hào)處理裝置包括上采樣裝置，所述上采樣裝置把與從所述數(shù)字濾波器輸出 的反饋信號(hào)組合的輸入音頻信號(hào)的采樣頻率升高到將被輸入用于進(jìn)行所述第二 Σ調(diào) 制處理的部分的采樣頻率。
4.按照權(quán)利要求3所述的信號(hào)處理設(shè)備，其中所述數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置包括過(guò)采樣濾波器，所述過(guò)采樣濾波器通過(guò)使用把預(yù)定數(shù)目的 級(jí)串聯(lián)連接在一起的上采樣電路來(lái)對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行過(guò)采樣，并把過(guò)采樣的音頻信號(hào)輸入用 于進(jìn)行所述第二 Δ-Σ調(diào)制處理的部分，和其中通過(guò)使用適合于將被升高到的采樣頻率的至少一級(jí)上采樣電路來(lái)形成所述上采 樣電路。
5.按照權(quán)利要求4所述的信號(hào)處理設(shè)備，其中所述合成裝置組合從具有多級(jí)的上采樣電路中的特定上采樣電路輸出的數(shù)字音 頻信號(hào)和反饋信號(hào)，和其中所述數(shù)字濾波器的所述抽取濾波器進(jìn)行下采樣，以致采樣頻率與從所述特定上采 樣電路輸出的數(shù)字音頻信號(hào)的采樣頻率相同。
6.一種信號(hào)處理方法，包括下述步驟接收通過(guò)檢測(cè)揚(yáng)聲器的振動(dòng)板的運(yùn)動(dòng)而獲得的模擬檢測(cè)信號(hào)作為輸入，通過(guò)進(jìn)行第一 A- E調(diào)制處理，把所述模擬檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有預(yù)定采樣頻率和等于或大于1比特的預(yù) 定量化比特?cái)?shù)的數(shù)字信號(hào)，并輸出該數(shù)字信號(hào)；接收在所述模擬檢測(cè)信號(hào)的轉(zhuǎn)換中輸出的數(shù)字檢測(cè)信號(hào)，產(chǎn)生數(shù)字反饋信號(hào)，并輸出 數(shù)字反饋信號(hào)；把輸入的數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有與反饋信號(hào)相同的采樣頻率和量化比特?cái)?shù)，隨后通 過(guò)組合反饋信號(hào)與將由所述揚(yáng)聲器再現(xiàn)為聲音的輸入的數(shù)字輸入音頻信號(hào)作為負(fù)反饋，在 合成階段組合輸入的數(shù)字音頻信號(hào)和反饋信號(hào)；和至少形成用于進(jìn)行第二 A-E調(diào)制處理部分，在所述第二 A-E調(diào)制處理中，通過(guò)接收 在輸入音頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換中輸出的、與反饋信號(hào)組合之后具有采樣頻率fl和量化比特?cái)?shù)a的 數(shù)字音頻信號(hào)，并進(jìn)行所述數(shù)字音頻信號(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換，與反饋信號(hào)組合后的數(shù)字音 頻信號(hào)被輸入，并且該數(shù)字音頻信號(hào)被轉(zhuǎn)換成具有預(yù)定采樣頻率fl的量化比特?cái)?shù)b (b < a) 的數(shù)字信號(hào)。
7. 一種信號(hào)處理設(shè)備，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，被配置成接收通過(guò)檢測(cè)揚(yáng)聲器的振動(dòng)板的運(yùn)動(dòng)而獲得的模擬檢測(cè)信號(hào) 作為輸入，通過(guò)進(jìn)行第一 E調(diào)制處理，把該模擬檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有預(yù)定采樣頻率和 等于或大于1比特的預(yù)定量化比特?cái)?shù)的數(shù)字信號(hào)，并輸出該數(shù)字信號(hào)；信號(hào)處理單元，被配置成接收從所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)字檢測(cè)信號(hào)作為輸入，產(chǎn) 生數(shù)字反饋信號(hào)，并輸出該數(shù)字反饋信號(hào)；合成單元，被配置成把輸入的數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有與反饋信號(hào)相同的采樣頻率， 隨后通過(guò)組合反饋信號(hào)與將由所述揚(yáng)聲器再現(xiàn)為聲音的輸入的數(shù)字音頻信號(hào)作為負(fù)反饋， 在合成階段組合輸入的數(shù)字音頻信號(hào)和反饋信號(hào)；和數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，被配置成至少具有用于進(jìn)行第二 A- E調(diào)制處理的部分，在所述第二 A-E調(diào)制處理中，通過(guò)接收從所述合成單元輸出的、與反饋信號(hào)組合之后具有采樣頻率 fl和量化比特?cái)?shù)a的數(shù)字音頻信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)字音頻信號(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換，與反饋信號(hào) 組合后的數(shù)字音頻信號(hào)被輸入，并且該數(shù)字音頻信號(hào)在預(yù)定的采樣頻率fl下被轉(zhuǎn)換成具 有量化比特?cái)?shù)b(b < a)的數(shù)字信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及信號(hào)處理設(shè)備和信號(hào)處理方法。一種信號(hào)處理設(shè)備，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置接收通過(guò)檢測(cè)揚(yáng)聲器的振動(dòng)板的運(yùn)動(dòng)而獲得的模擬檢測(cè)信號(hào)，通過(guò)進(jìn)行第一Δ-∑調(diào)制處理，把模擬檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并輸出數(shù)字信號(hào)；信號(hào)處理裝置，所述信號(hào)處理裝置接收數(shù)字檢測(cè)信號(hào)輸出，產(chǎn)生數(shù)字反饋信號(hào)，并輸出數(shù)字反饋信號(hào)；合成裝置，所述合成裝置把輸入的數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有與反饋信號(hào)相同的采樣頻率，隨后組合輸入數(shù)字音頻信號(hào)與作為負(fù)反饋的反饋信號(hào)；和數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置具有進(jìn)行第二Δ-∑調(diào)制處理，和進(jìn)行數(shù)字音頻信號(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換的部分，在所述第二Δ-∑調(diào)制處理中，與反饋信號(hào)組合之后的數(shù)字音頻信號(hào)被輸入，并且數(shù)字音頻信號(hào)被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
文檔編號(hào)H04R3/04GK101924973SQ20101019851
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者大栗一敦, 板橋徹德, 淺田宏平, 米田道昭 申請(qǐng)人:索尼公司