本发明专利技术涉及一种数模转换。特别地，其可以应用于将脉冲编码调制的信号、例如用于ＣＤ和ＤＶＤ的信号转换为脉宽调制的信号或模拟信号。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及数模转换。特别地，其应用于将脉沖编码调制的信号、例如用于CD和DVD中的信号转换为脉宽调制的信号或模拟信号。技术背景许多流媒体格式产生多位数据流。例如音频CD典型地将音乐编码为16 位或24位脉冲编码调制的信号。MP3文件也可以被解码成脉冲编码调制的信—，音频保真度部分地依赖于所用的数模(D/A)转换器的信噪比(singal to noise ratio, SNR )。转换器可以是CD播放机的一部分，位于声卡上或包括在数 字驱动的功率扬声器中。制造商的竟争基于其设备所获得的SNR。例如，Creative Labs目前(2005年9月)宣布了 Audigy Pro 4声卡，其在某些模式下获得113 分贝的SNR。相应地，对新的数字设计机会来临，特别是获得强信噪比的数字设计。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提出一种模数转换。特别地，其应用于将脉 冲编码调制的信号，例如用于CD和DVD的信号转换为脉宽调制的信号或音频 输出。本专利技术的特别方面在权利要求、说明书和附图中描述。附图说明图1示出了解码和放大信号的方法，图2示出了接收宽位信号的处理系统的框图，图3至图6涉及使用两个PWM调制器来产生一个输出信号，其中， 图3示出将两个PWM调制器及两个西格马-德耳塔(i:A)调制器配对， 图4示出两个和两个脉宽调制器(PWM)的时钟控制，图5示出成对的SA调制器和PWM调制器的时序，图6示出将两个PWM调制器连接到 一个SA调制器以产生一个组合输出，图7示出32PWM调制器对于32个周期的信号间隔的时序，图8示出所谓的边波(edge wave)实施例，图9示出所谓的位重流(bit restreaming )实施例，图IO示出包括重流单元的硬件的高级框图，图11示出重流单元的框图，图12示出P12和P13时序信号，图13示出位重流的输出，图14示出逻辑环实施例的高级框图。具体实施例方式以下参考附图进行详细描述。为了说明本专利技术对优选实施例进行描述，而 不限于由权利要求定义的范围。本领域的普通技术人员可以基于以下的描述想 到不同的等价变形。音频源例如CD、 DVD和解码的文件格式(MP3、 AAC等)典型地产生将 音频流表示为一系列波形样本的脉沖编码调制的信号。例如，标准CD以 44.1kHz的取样率编码音乐，对每个样本有一个16位整数值。闭环数字滤波实施例在通过引用而结合的在先申请中，提供了在此部分地重复的
技术介绍
。图 1示出了解码和放大信号的方法。由信号处理器100接收多位数字信号(有时 也称宽位，用于每样本16位或更多位，如24或32位)105,该信号处理器以 较低的精度对输入进行过采样，并根据尼奎斯特(Nyquist)定理以足够高的频 率取样以避免数据丢失。SA调制器是过采样信号处理器的一个例子。SA可以 产生一位或多位的输出。2A时钟速率和输出位的数目的乘积总是大于或等于输 入时钟速率和输入位的数目的乘积。信号处理器还可以将数据格式从过采样的、 位脉沖编码的(PCM)信号进一步转换为脉宽调制的(PWM)信号。脉宽调制 的信号的一个信号间隔可以代表32或64个值，与被代表的值成比例地在时间 上划分该信号间隔。例如，信号可以是23部分为高而9部分为低。PWM信号 与SA调制器相比具有降低的在高和低之间转换的数量的期望的特征(与SA调 制器的输出从高到低振荡时进行的多次转换相比，为每个信号间隔转换一次)。实际上，PWM信号的上升(或下降)沿的频率基本上是固定的(假设读者理 解当输入信号是正的或负的峰值时，某些编码可能产生饱和的PWM信号)。上 升沿的固定频率是期望的。PWM信号105适合于由Class D数字功率放大器进行的处理，例如二元功 率放大器110。由PWM编码SA调制器的输出而降低上升沿的频率适应于Class D放大器的最大切换速率。放大的PWM信号是输出105。 一个或多个解调滤 波器120直接地或作为下一级音频放大器、均衡器或其它模拟组件的输入地将 放大的PWM信号例如转换为驱动扬声器或耳机的模拟音频信号。图2是处理系统的框图，该处理系统接收宽位信号、例如16位或24位信 号并产生PWM输出，该PWM输出可净皮合适地滤波以产生音频输出。实现具 有这些能力的电路的Verilog码可以从通过引入而结合的在先申请的图7A至7D 中找到。该实施例使用带数字滤波器240的反馈回路，该数字滤波器同步地对 脉宽调制的信号取样并将其转换回可以与宽位输入(当前的或延迟的)的版本 进行组合以产生误差校正信号的格式。数字输入信号105可以是例如以44.1kHz 取样的16位脉冲编码调制的信号。图2示出的数字滤波器240可以帮助校正由 编码器阶段230产生的失真(并且，更具体地说，由从过采样滤波器232转换 到脉宽调制器234所产生的失真)。该实施例的数字滤波器240对脉宽调制信号 235的每个子间隔同步地取样，并采用低通滤波器来平滑脉宽调制的数字信号 235的数据流。滤波阶段220可以是单个数字积分器(如带原始极的单极滤波器)。在该 配置下，滤波阶段220接收并累加在数字输入信号205和滤波的信号236之间 的任何可能的差。最后，这样的滤波阶段220帮助将该差校正到精确的零或近 似为零(即，将误差校正到零)。这样，在一个实施例中，滤波阶段的传输函数 可以是积分器H(s)4/s。滤波器输出信号225被发送到编码器阶段230。滤波阶 段220可以是一阶、二阶或更高阶的元件。替代地，滤波器阶段220可以是将误差校正信号与数字输入信号205的一 个版本相组合的任何输入滤波器。代替原始极，可以用有限极来设计滤波器， 以将校正信号与输入信号的 一个版本进行组合。编码器阶段230将滤波器输出信号225调制为脉宽调制的信号235。图2 示出的实施例的编码器阶段230包括过采样滤波器232和脉宽调制器234。这 样的实施例的过采样滤波器232例如可以是一阶西格马-德耳塔型调制器。过采样滤波器232可以将44.1kHz的16位滤波器输出信号225调制为1.411mHz(即 32*44.1kHz，也称为"32x"过采样)的4位过采样的信号227。在其它实施例中， 过采样滤波器232可以将宽位信号(例如12至24位)调制为只有几位(如2 至6位)或一位的信号。这样的实施例中的过采样滤波器232例如可以在互补 金属氧化物半导体(CMOS)过程中实现。一个实施例的西格马-德耳塔调制器232可以表示在小数量位上的每个样 本的振幅，而脉宽调制器234可以表示在短时间上每个周期的振幅。西格马-德耳塔调制器232可以通过在精确的时间产生4位而以一定的噪声特性非常精 确表示信号。然而，来自于运行在西格马-德耳塔调制器的中间阶段的脉宽调制 器的未增大的输出信号可能是不能令人满意的或不期望的，因为输出信号可能 包含显著的失真。这样的失真被认为是，至少部分地是由于脉宽调制器不能在 精确的时间处理来自西格马-德耳塔调制器的样本所造成的。数学上，对于在一实施例中从西格马-德耳塔调制器232输出的位来说，有制器234可以是精确的，还是不能维持由SA调制器给出的精确时序。例如， 如果脉宽调制器234的输出对于周期的第一个四分之一是高的，表示本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种环路电路，用于校正由将过采样的脉冲编码调制信号转换为脉宽调制信号而导致的失真，包括：输入端，用于宽位输入信号；差分元件，该差分元件连接于该输入端并接收所述宽位输入信号；输入滤波器，该输入滤波器连接于所述差分元件；至少一个过采样器，该过采样器连接于所述输入滤波器，产生至少一个其精度比所述宽位信号的低、频率比所述宽位信号的高的过采样信号；多个脉宽调制器，这些脉宽调制器连接于所述过采样器，并以时间偏移运行；多个输出端，这些输出端连接于所述脉宽调制器；以及数字反馈滤波器，该数字反馈滤波器连接于所述脉宽调制器，产生至少部分补偿由所述脉宽调制器引起的不期望的失真的校正信号，并使该校正信号与所述宽位输入信号的精度和频率相匹配，以及将所形成的校正信号反馈到所述差分元件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A马丁马林森，达斯廷D福曼，西蒙丹普豪斯，
申请(专利权)人：ESS技术公司，
类型：发明
国别省市：US[]
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