数字音量控制制造技术

当数模控制器(DAC)的输出速率高于输入速率时，可以在DAC中实现数字音量控制。可以控制从数字输入到模拟输出的上采样转换过程，以调整从数字信号产生的输出信号的音量。由上采样转换过程产生的帧可以包括用输入数据比特来填充的调度块的一部分，其中，该部分是基于期望的音量的。生成的帧被提供给有限脉冲响应(FIR)滤波器，所述FIR滤波器产生模拟信号，所述模拟信号具有与调度块的所确定的部分成比例的幅度。

digital Volume Control

When the output rate of digital-analog controller (DAC) is higher than the input rate, digital volume control can be realized in DAC. The up-sampling conversion process from digital input to analog output can be controlled to adjust the volume of the output signal generated from the digital signal. The frame generated by the up-sampling conversion process may include a portion of a scheduling block filled with input data bits, which is based on the desired volume. The generated frame is supplied to a finite impulse response (FIR) filter that generates an analog signal with an amplitude proportional to the portion determined by the scheduling block.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数字音量控制
本公开内容涉及数字音频设备。更具体而言，本公开内容的部分涉及音量控制。
技术介绍
如今，大多数信息都是以数字方式存储和传输的。因此，由用户播放的音频文件通常是数字编码的音频信息。音频文件通常从数字信号转换为模拟信号，然后通过扬声器播放。因此，用于为用户将音频信息再现为声音的电路的关键组件是数模转换器(DAC)。传统上，音频信息被转换为普通的模拟信号而不论音频信息的存储格式，并且模拟信号被操纵和/或与其它源混合，并且被放大以产生扬声器的输出。输出的音量级别可以通过在输出到扬声器之前操纵模拟信号来调整。然而，期望的是不允许对数模转换器(DAC)内或在DAC和扬声器之间执行的模拟处理的控制。此外，数字音频数据的质量(有时是高保真度)的保持需要减少对数字数据本身执行的处理量。这里提到的缺点只是代表性的，并且仅仅是为了强调存在对改进的电子组件(特别是针对在消费者层面设备中采用的音频处理，例如移动电话)的需求而被包括。本文描述的实施例解决了某些缺点，但不一定解决了这里描述的或本领域中已知的每一个缺点。
技术实现思路
数字音量控制可以在数模控制器(DAC)中实现。在一些实施例中，DAC可以通过操纵从数字输入到模拟输出的采样转换过程来提供数字音量控制。例如，DAC可以具有高于输入数字信号的输入数据速率的输出模拟信号的输出数据速率。DAC内的上采样器(upsampler)可以将较低的输入速率上转换为较高的输出速率，并且该上采样器可以被控制以调节从数字信号产生的输出音量。DAC可以基于期望的输出音量级别来操纵上采样的输出以包含基于输入数据的内容的百分比。例如，当按照系数八进行上转换时，全音量上转换可以复制输入数据比特八次，而半音量上转换可以复制输入数据比特四次。当被操纵和上转换的数字信号被输出到滤波器以产生模拟输出时，滤波器输出的幅度(magnitude)将与输入数据比特在上转换中被复制的次数成比例。对上转换过程的该操纵可以提供数字音量控制，而不改变数字内容本身，这减少或消除了对维持数字音频保真度的担忧。在上转换期间，每个输入数字比特被转换为帧，其中，该帧具有与上转换比率成比例的数量的比特。在以上示例中，八倍上转换引起每个输入数字比特被用来形成具有八个调度块的帧。在传统的上采样器中，输入数字比特将被用来填充所有八个调度块。如以上描述的，可以基于期望的输出音量来确定帧中要用输入数字比特来填充的调度块的数量，以提供数字音量控制。当少于所有调度块的调度块用于数字输入比特时(例如，当音量小于最大值时)，不用于数字信号的输入数字比特的调度块可以用标准模式(例如，比特零和比特一的交替模式)来填充，或用来携带非信号数据。可以由DAC和扬声器之间的组件使用该非信号数据来提供对数字输入数据中音频信号的再现的进一步的控制。在一个实施例中，这样的非信号数据可以用于接收DAC的模拟输出的放大器中的偏移控制。根据一个实施例，方法可以包括在诸如数模转换器(DAC)之类的音频组件处接收一比特宽的数据流(例如，数字音频数据)。与数据流一起，可以接收针对根据一比特宽的数据流生成的输出的期望的幅度的指示。例如，音量级别可以连同被转换为模拟信号以用于输出到扬声器的数字音频数据一起被指示。数模转换可以包括按照系数N对一比特宽的数据流进行上采样，以形成具有与所接收的一比特数据流中的一个比特相对应的N个调度块的帧。转换器可以基于所接收的针对输出的期望的幅度的指示来确定要用所接收的一比特宽的数据流中的一个比特来填充的N个调度块中的数量M。然后，转换器可以用所接收的一比特数据流中的一个比特来填充帧的N个调度块中的所确定的数量为M的调度块。剩余N-M个调度块中的一部分或全部调度块可以用比特零和比特一和/或与所接收的一比特宽的数据流无关的非信号比特的交替模式来填充。这些非信号比特中的一些非信号比特可以为转换器提供偏移控制。经转换的帧可以从转换器输出到输出路径，以用于以期望的幅度再现一比特宽的数据流的内容。在某些实施例中，一比特宽的数据流可以是脉冲密度调制(PDM)调制的音频流。根据另一实施例，装置可以包括集成电路(IC)，其被配置为执行以下步骤，所述步骤包括：接收一比特宽的数据流；接收针对根据一比特宽的数据流生成的输出的期望的幅度的指示；按照系数N对一比特宽的数据流进行上采样，以形成具有包括所接收的一比特宽的数据流中的一个比特的N个调度块的帧；基于针对输出的期望的幅度的所接收的指示，确定要用所接收的一比特宽的数据流中的一个比特来填充的调度块的数量；和/或用所接收的一比特数据流中的一个比特来填充帧的调度块中的所确定的数量的调度块。根据另一实施例，音频控制器可以包括被配置为接收包括表示声音的数字数据的一比特宽的音频数据流的输入节点以及被配置为输出模拟信号以供换能器再现声音的输出节点。音频控制器还可以包括数模转换器(DAC)，其耦合到输入节点和输出节点，并且被配置为将一比特宽的音频数据流的数字数据转换为输出节点处的模拟信号。数模转换器(DAC)可以包括：上采样器，其被配置为按照系数N对一比特宽的音频数据流进行上采样，以形成具有包括所接收的一比特宽的音频数据流中的一个比特的N个调度块的帧；音量控制电路，其耦合到上采样器，并且被配置为：基于针对输出的期望的幅度的所接收的指示来确定要用所接收的一比特宽的数据流中的一个比特来填充的调度块的数量，并且用所接收的一比特数据流中的一个比特来填充帧的调度块中的所确定的数量的调度块；和/或至少一个数字有限脉冲响应(FIR)滤波器，其耦合到音量控制电路，并且被配置为根据所填充的帧来生成模拟信号。在某些实施例中，音量控制电路可以被配置为用比特零和比特一的交替模式来填充帧的剩余调度块的至少一部分；音量控制电路可以被配置为用与所接收的一比特宽的数据流无关的比特来填充所述帧的剩余调度块的至少一部分；与所接收的一比特宽的数据流无关的比特包括为数模转换器(DAC)提供偏移控制的比特。在一些实施例中，音频控制器还可以包括放大器，所述放大器耦合到至少一个数字有限脉冲响应(FIR)滤波器，并且被配置为驱动换能器以再现所接收的一比特宽的音频数据流中的声音，并且/或者至少一个数字有限脉冲响应(FIR)滤波器可以包括根据帧并行操作的两个滤波器。前面已经相当宽泛地概述了本专利技术的实施例的某些特征和技术优点，以便可以更好地理解下面的详细描述。下文将描述形成本专利技术的权利要求的主题的另外的特征和优点。本领域普通技术人员应当领会，所公开的构思和具体实施例可以容易地用作用于修改或设计用于实现相同或相似目的的其它结构的基础。本领域的普通技术人员还应当意识到，这样的等同构造不脱离如所附权利要求阐述的本专利技术的精神和范围。当结合附图考虑时，根据下面的描述将更好地理解另外的特征。然而，应当明确理解的是，附图中的每一张仅是出于说明和描述的目的而被提供的，而不旨在限制本专利技术。附图说明为了更完整地理解所公开的系统和方法，现在结合附图对下面的描述进行了参考。图1是示出了根据本公开内容的一个实施例的具有数字音量控制的示例性数模转换器(DAC)的框图。图2是示出了根据本公开内容的一个实施例的具有数字音量控制的数模转换器(DAC)的示例性输入和输出的框图。图3是示出了根据本公开内容的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：接收一比特宽的数据流；接收针对根据所述一比特宽的数据流生成的输出的期望的幅度的指示；对所述一比特宽的数据流进行上采样，以形成具有N个调度块的帧，所述N个调度块包括所接收的一比特宽的数据流中的一个比特；基于针对所述输出的所述期望的幅度的所接收的指示，确定要用所接收的一比特宽的数据流中的所述一个比特来填充的所述N个调度块的数量M；以及用所接收的一比特数据流中的所述一个比特来填充所述帧的所述N个调度块中的所确定的数量为M的调度块。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：接收一比特宽的数据流；接收针对根据所述一比特宽的数据流生成的输出的期望的幅度的指示；对所述一比特宽的数据流进行上采样，以形成具有N个调度块的帧，所述N个调度块包括所接收的一比特宽的数据流中的一个比特；基于针对所述输出的所述期望的幅度的所接收的指示，确定要用所接收的一比特宽的数据流中的所述一个比特来填充的所述N个调度块的数量M；以及用所接收的一比特数据流中的所述一个比特来填充所述帧的所述N个调度块中的所确定的数量为M的调度块。2.根据权利要求1所述的方法，还包括用比特零和比特一的交替模式来填充所述帧的剩余调度块的至少一部分。3.根据权利要求2所述的方法，还包括用与所接收的一比特宽的数据流无关的比特来填充所述帧的剩余调度块的至少一部分。4.根据权利要求3所述的方法，其中，与所接收的一比特宽的数据流无关的所述比特包括为数模转换器(DAC)提供偏移控制的比特。5.根据权利要求1所述的方法，其中，接收所述一比特宽的数据流的步骤包括接收脉冲密度调制(PDM)调制的音频流，并且其中，接收针对所述期望的幅度的所述指示的步骤包括接收针对所述脉冲密度调制(PDM)调制的音频流的再现的期望的音量的指示。6.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述帧提供给输出路径，以用于以所述期望的幅度再现所述一比特宽的数据流的内容。7.根据权利要求6所述的方法，其中，将所述帧提供给所述输出路径的步骤包括将所述帧提供给至少一个数字有限脉冲响应(FIR)滤波器，所述FIR滤波器被配置为将所述一比特宽的数据流转换为模拟信号以用于所述输出路径。8.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述帧提供给所述至少一个数字有限脉冲响应(FIR)滤波器的步骤包括将所述帧提供给并行操作的至少两个数字有限脉冲响应(FIR)滤波器。9.一种装置，包括：集成电路(IC)，其被配置为执行步骤，所述步骤包括：接收一比特宽的数据流；接收针对根据所述一比特宽的数据流生成的输出的期望的幅度的指示；对所述一比特宽的数据流进行上采样，以形成具有N个调度块的帧，所述N个调度块包括所接收的一比特宽的数据流中的一个比特；基于针对所述输出的所述期望的幅度的所接收的指示，确定要用所接收的一比特宽的数据流中的所述一个比特来填充的所述调度块的数量；以及用所接收的一比特数据流中的所述一个比特来填充所述帧的所述调度块中的所确定的数量的调度块。10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述集成电路还被配置为执行步骤，所述步骤包括用比特零和比特一的交替模式来填充所述帧的剩余调度块的至少一部分。11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述集成电路还被配置为执行步骤，所述步骤包括用与所接收的一比特宽的数据流无关的比特来填充所述帧的剩余调度块的至少一部分。12.根据权利要求11所述的装置，其中，与所接收的一比特宽的数据流无关的所述比特包括为数模转换器(DAC)提供偏移控制的比特。13.根据权利要求9所述的装置，其中，所述集成电路被配置为：通过接收脉冲密度调制(PDM)调...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·J·彼得森，D·A·赫斯特，
申请(专利权)人：思睿逻辑国际半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB