用于音频信号的动态范围增强的装置和方法制造方法及图纸

提供一种用于向音频换能器提供输出信号的装置，包括：第一信号路径，接收第一数字音频输入信号，施加第一数字增益，且输出经放大的第一数字音频输入信号；第二信号路径，接收第二数字音频输入信号，施加第二数字增益，且输出经放大的第二数字音频输入信号；转换器电路系统，耦合至第一和第二信号路径，至少将经放大的第一和第二数字音频输入信号转换至模拟域中，且输出模拟音频输入信号；模拟增益元件，将模拟增益施加至模拟音频输入信号且输出输出信号。装置还包括耦合至第一和第二信号路径的控制电路，能操作以基于至少第一和第二数字音频输入信号或从其导出的信号的组合来选择模拟增益，且选择第一和第二信号数字增益，以补偿模拟增益。

Device and method for dynamic range enhancement of audio signal

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于音频信号的动态范围增强的装置和方法
本公开内容的实施例涉及向音频换能器提供音频信号，且尤其涉及使用动态范围增强来向音频换能器提供音频信号的系统、装置和方法。
技术介绍
包括无线电话(例如，移动/蜂窝电话)、无绳电话、mp3播放器和其他消费者音频设备的个人音频设备得到了广泛使用。这样的个人音频设备可以包括用于驱动一对耳机或一个或多个扬声器的电路系统。这样的电路系统通常包括用于将音频输出信号驱动至耳机或扬声器的功率放大器。个人音频设备中可能影响其市场性和吸引力的一个特定特征是其音频输出信号的动态范围。简而言之，动态范围是音频输出信号的最大值与最小值之比。增加动态范围的一种方法是对功率放大器施加高增益。但是，音频输出信号中所存在的噪声通常可能是放大器增益的单调递增函数，使得由于高增益放大器而增大的任何动态范围都可能会被信号噪声抵消，这会实际上掩盖较低强度的音频信号。动态范围增强(DRE)是缓解这些问题的已知技术。DRE是三阶段过程。在第一阶段中，数字增益被施加至输入数字信号；在第二阶段中，通过转换器电路系统将数字信号转换至模拟域；以及在第三阶段中，将模拟增益施加至模拟信号。数字增益可以基于输入数字信号的幅度来动态地确定，且被配置成在转换器电路系统的输入处增加数字信号的大小。以这种方式，转换器电路系统在较大的信号下操作，结果以较低噪声将信号转换至模拟域。模拟增益被配置为补偿数字增益，因此尽管数字增益动态变化，总的来说信号仍被放大到所要求的水平。因此，DRE可以被用来增加音频信号的动态范围。高质量音频回放显然是个人音频设备的期望特征。但是，这样的设备正变得越来越多功能化，使得音频回放仅仅是可由该设备同时提供的几种功能中的一种。例如，在典型的操作系统中，可能存在各种音频流，这些音频流可以被分为两类：音乐(HiFi)和系统声音(按键、警报、铃声)。这些不同的声音必须混合在一起成为单个输出音频流。通常，这样的混合在软件中执行，且音频作为单个预混合的音频流而被提供至放大电路系统。图1示出了此方法的一个实施例。音乐12和系统声音(诸如，按键声14、警报16和铃声18)由在处理器电路(诸如，应用处理器)10上运行的软件生成。增益被单独地施加至各个增益元件20中的每个音频信号，且在组合元件22中混合每个增益元件的输出。待施加的增益可以是用户定义的，或者在系统配置中设置。将混合信号从处理器电路10提供至放大电路或编解码器24。在图示中，处理器电路10和编解码器24被设置在单独的集成电路上；然而，通常，所述电路可以设置在同一集成电路上。在编解码器24中，混合信号在数模转换器(DAC)26中转换至模拟域，且被提供至功率放大器28，该功率放大器28放大模拟信号且输出至音频换能器，诸如一组耳机或扬声器。这种方法的缺点是，总谐波失真(或总谐波失真加噪声，THD+N)和动态范围受到在可用位数的数字信号内施加增益和混合的限制。这既限制了在所有衰减水平上的动态范围，又增加了失真度，限制了THD+N性能。
技术实现思路
根据本公开内容的一个方面，提供了一种用于向音频换能器提供输出信号的装置，包括：第一信号路径，用于接收第一数字音频输入信号，施加第一数字增益，且输出经放大的第一数字音频输入信号；第二信号路径，用于接收第二数字音频输入信号，施加第二数字增益，且输出经放大的第二数字音频输入信号；转换器电路系统，被耦合至所述第一信号路径和所述第二信号路径，用于至少将经放大的第一数字音频输入信号和经放大的第二数字音频输入信号转换至模拟域中，且输出模拟音频输入信号；以及，模拟增益元件，用于将模拟增益施加至所述模拟音频输入信号且输出所述输出信号。该装置还包括控制电路，该控制电路被耦合至所述第一信号路径和所述第二信号路径，该控制电路能操作，以基于至少所述第一数字音频输入信号和所述第二数字音频输入信号或从所述第一数字音频输入信号和所述第二数字音频输入信号所导出的信号的组合来选择所述模拟增益，且选择所述第一数字增益和所述第二数字增益，以补偿所述模拟增益。在另一方面，本公开内容提供了一种电子设备，该电子设备包括如上所述的装置。另一方面，提供了一种用于向音频换能器提供输出信号的方法，包括：接收第一数字音频输入信号，施加第一数字增益，且输出经放大的第一数字音频输入信号；接收第二数字音频输入信号，施加第二数字增益，且输出经放大的第二数字音频输入信号；将至少经放大的第一数字音频输入信号和经放大的第二数字音频输入信号转换至模拟域中，且输出模拟音频输入信号；以及，将模拟增益施加至所述模拟音频输入信号且输出所述输出信号。基于至少所述第一数字音频输入信号和所述第二数字音频输入信号或从所述第一数字音频输入信号和所述第二数字音频输入信号所导出的信号的组合来确定所述模拟增益，且其中确定所述第一数字增益和所述第二数字增益，以便补偿所述模拟增益。附图说明为了更好地理解本公开内容的实施例，且为了更清楚地示出实施例如何起作用，现在仅以实施例的方式参考以下附图，其中：图1示出了用于放大多个音频流的常规方法；图2示出了根据本公开内容的实施方案的电子设备；图3示出了根据本公开内容的实施方案的编解码器电路系统；图4示出了根据本公开内容的实施方案的将增益施加至音频信号；图5示出了根据本公开内容的其他实施方案的将增益施加至音频信号；以及图6是根据本公开内容的实施方案的方法的流程图。具体实施方式本公开内容的实施方案涉及一种用于向音频换能器提供输出信号的装置，诸如编解码器。该装置包括：第一信号路径，用于接收第一数字音频输入信号，施加第一数字增益，且输出经放大的第一数字音频输入信号；以及，第二信号路径，用于接收第二数字音频输入信号，施加第二数字增益，且输出经放大的第二数字音频输入信号。转换器电路系统将经放大的第一数字音频输入信号和经放大的第二数字音频输入信号转换至模拟域中，且输出模拟音频输入信号，且模拟增益元件将模拟增益施加至所述模拟音频输入信号且输出所述输出信号。基于至少所述第一数字音频输入信号和所述第二数字音频输入信号或从所述第一数字音频输入信号和所述第二数字音频输入信号所导出的信号(诸如，所述第一数字音频输入信号和所述第二数字音频输入信号中的一个或多个乘以相应的音量参数)的组合来确定所述模拟增益。选择所述第一数字增益和所述第二数字增益，以补偿所述模拟增益。以这种方式，可以在缺失所述第二数字音频输入信号的情况下将动态范围增强施加至所述第一数字音频输入信号，同时允许在存在所述第二数字音频输入信号时权衡动态范围。图2示出了根据本公开内容的实施方案的电子设备200。设备200可操作以向设备的用户提供音频(诸如，音乐)的高保真回放。另外，设备可以响应于检测到事件(例如，传入的消息或呼叫、警报等)或者用户输入(例如，按钮或按键声、与游戏的交互等)而生成所谓的“系统声音”，例如，由设备上运行的操作系统或其他软件所生成的音频信号。因此，电子设备可以包括以下中的一个或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于向音频换能器提供输出信号的装置，包括：/n第一信号路径，用于接收第一数字音频输入信号，施加第一数字增益，且输出经放大的第一数字音频输入信号；/n第二信号路径，用于接收第二数字音频输入信号，施加第二数字增益，且输出经放大的第二数字音频输入信号；/n转换器电路系统，被耦合至所述第一信号路径和所述第二信号路径，用于至少将经放大的第一数字音频输入信号和经放大的第二数字音频输入信号转换至模拟域中，且输出模拟音频输入信号；以及/n模拟增益元件，用于将模拟增益施加至所述模拟音频输入信号且输出所述输出信号，/n所述装置还包括控制电路，所述控制电路被耦合至所述第一信号路径和所述第二信号路径，所述控制电路能操作以基于至少所述第一数字音频输入信号和所述第二数字音频输入信号或从所述第一数字音频输入信号和所述第二数字音频输入信号所导出的信号的组合来选择所述模拟增益，且所述控制电路选择所述第一数字增益和所述第二数字增益，以补偿所述模拟增益。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170719 GB 1711583.3;20170606 US 62/515,7991.一种用于向音频换能器提供输出信号的装置，包括：
第一信号路径，用于接收第一数字音频输入信号，施加第一数字增益，且输出经放大的第一数字音频输入信号；
第二信号路径，用于接收第二数字音频输入信号，施加第二数字增益，且输出经放大的第二数字音频输入信号；
转换器电路系统，被耦合至所述第一信号路径和所述第二信号路径，用于至少将经放大的第一数字音频输入信号和经放大的第二数字音频输入信号转换至模拟域中，且输出模拟音频输入信号；以及
模拟增益元件，用于将模拟增益施加至所述模拟音频输入信号且输出所述输出信号，
所述装置还包括控制电路，所述控制电路被耦合至所述第一信号路径和所述第二信号路径，所述控制电路能操作以基于至少所述第一数字音频输入信号和所述第二数字音频输入信号或从所述第一数字音频输入信号和所述第二数字音频输入信号所导出的信号的组合来选择所述模拟增益，且所述控制电路选择所述第一数字增益和所述第二数字增益，以补偿所述模拟增益。


2.根据权利要求1所述的装置，还包括用于接收与所述第一数字音频输入信号相关联的第一音量参数的输入。


3.根据权利要求2所述的装置，其中所述控制电路能操作，以基于至少所述第二数字音频输入信号或从所述第二数字音频输入信号所导出的信号以及将所述第一音量参数施加至所述第一数字音频输入信号的结果的组合来选择所述模拟增益。


4.根据权利要求2或3所述的装置，其中基于所述第一音量参数与所述模拟增益之间的差来选择所述第一数字增益。


5.根据权利要求2至4中的任一项所述的装置，其中基于至少所述第二数字音频输入信号或从所述第二数字音频输入信号所导出的信号以及将所述第一音量参数施加至所述第一数字音频输入信号的结果之和来选择所述模拟增益。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，还包括用于接收与所述第二数字音频输入信号相关联的第二音量参数的输入。


7.根据权利要求6所述的装置，其中所述控制电路能操作，以基于至少所述第一数字音频输入信号或从所述第一数字音频输入信号所导出的信号以及将所述第二音量参数施加至所述第二数字音频输入信号的结果的组合来选择所述模拟增益。


8.根据权利要求6或7所述的装置，其中基于所述第二音量参数与所述模拟增益之间的差来选择所述第二数字增益。


9.根据权利要求6至8中的任一项所述的装置，其中基于至少所述第一数字音频输入信号或从所述第一数字音频输入信号所导出的信...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·摩根，R·兰德，R·菲茨杰拉德，
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