音频处理器制造技术

描述一种用于放大器系统的音频处理器和音频处理方法。所述音频处理器可接收音频信号并且调适所述音频信号，从而生成时变偏移。所述时变偏移可与所述音频信号组合，从而产生移位音频信号电平。处理后的音频信号还可被削波以移除负样本值。处理后的信号可用于驱动例如C类放大器等被设计成仅接受正(或负)信号的放大器。大器。大器。

【技术实现步骤摘要】
音频处理器


[0001]本公开涉及一种用于放大器系统的音频处理器和音频处理方法。

技术介绍

[0002]典型的音频放大器被设计成跨输出负载施加正电压和负电压，所述输出负载通常是扬声器。这对于利用正信号值和负信号值再现平均值为零的音频信号来说是必要的。典型音频放大器类型为A类、AB类和D类放大器。
[0003]A类放大器需要最低数目的有源组件：仅单个晶体管。晶体管需要通过设置其中心工作点来适当偏置，所述中心工作点被称为“静态工作点”，或简称Q点。在A类放大器中，晶体管是偏置的，使得Q点接近其工作范围的中间，大约在截止点与饱和点之间。在此配置中，当输入变化时，输出电压可在Q点周围变化而无失真。因此，即使没有要放大的输入信号也始终存在流过晶体管的DC静态电流。这意味着输出负载电流在有和没有音频输入信号的情况下大致相同，从而在大多数情况下都需要散热器。
[0004]C类放大器也是一种单晶体管放大器，但由于失真程度高，因此不用作音频放大器。在C类放大器中，晶体管仅针对输入信号的正值接通，并且针对负值或亚阈值关断。Q点的设置远低于A类，接近晶体管截止点。最终的结果大致是，输入信号被负向限制或削波为0，从而导致高音频失真。
[0005]脉宽调制(PWM)可用于表示音频信号。PWM通过以通常远高于音频取样速率的频率改变矩形波的占空比来对数字样本值进行编码。D类音频放大器在其输入处使用PWM信号，通过适当地接通和断开晶体管来在该放大器的输出处生成放大的音频信号。通常，D类放大器具有使用两个晶体管的H桥配置。图1示出使用如所示为NPN晶体管的单个晶体管T1的已知PWM放大器100的示例。T1的基极和发射极连接到地108。PWM输入102可通过电阻106连接到晶体管T1的基极。电路节点110可连接到T1的集电极。通常为扬声器的负载112连接在电路节点110与电源104之间。在电路节点110与电源104之间可连接任选的通常用于扬声器等部分电感负载的反激二极管D1。当音频信号为对应于静默时段的零时，PWM占空比为50％，并且晶体管T1将在一半时间内接通。

技术实现思路

[0006]在所附权利要求书中限定本公开的各种方面。在第一方面，提供一种用于放大器系统的音频处理器，所述音频处理器包括：音频处理器输入，其被配置成接收音频信号；音频处理器输出，其被配置成耦合到放大器；其中所述音频处理器被配置成通过以下操作处理所述音频信号：从所述音频信号确定时变偏移；(i)组合所述时变偏移与所述音频信号，从而产生偏移音频信号，并且对所述偏移音频信号进行削波，或(ii)利用从时变偏移值确定的削波电平来对所述音频信号进行削波，并且将所述时变偏移与已削波音频信号组合；在所述音频处理器输出上输出处理后的音频信号。
[0007]在一个或多个实施例中，所述音频处理器可包括：偏移估计器，其具有耦合到所述
音频处理器输入的偏移估计器输入以及偏移估计器输出；处于音频处理器输入与所述音频处理器输出之间的组合器和削波器的串联布置；并且其中所述偏移估计器被配置成生成所述时变偏移；所述组合器被配置成将所述时变偏移添加到所述音频信号和所述偏移音频信号中的一者或从中减去所述时变偏移；并且所述削波器被配置成通过修改高于第一削波电平值的相应音频信号值和低于第二削波电平值的相应音频信号值中的至少一者来对所述音频信号和所述偏移音频信号中的一者进行削波。
[0008]在一个或多个实施例中，第一组合器输入耦合到所述音频处理器输入，第二组合器输入耦合到所述偏移估计器输出，组合器输出耦合到第一削波器输入，所述音频处理器输出耦合到削波器输出；并且第二削波器输入被配置成接收所述削波电平。
[0009]在一个或多个实施例中，第一削波器输入耦合到所述音频处理器输入，第二削波器输入耦合到所述偏移估计器输出，并且削波器输出耦合到第一组合器输入，第二组合器输入耦合到所述偏移估计器输出，并且所述音频处理器输出耦合到所述组合器输出，其中从所述偏移估计器输出确定第一削波电平和第二削波电平中的一者。
[0010]在一个或多个实施例中，所述削波器可包括整流线性激活单元和逻辑函数模块中的至少一者。
[0011]在一个或多个实施例中，所述偏移估计器可包括峰值检测器并且被配置成从所述音频信号的检测到的负峰值和检测到的正峰值中的一者确定所述时变偏移值。
[0012]在一个或多个实施例中，所述峰值检测器可包括平滑滤波器，并且检测到的峰值的绝对值可以第一速率增加且以第二速率减小，并且其中所述第一速率小于所述第二速率。
[0013]在一个或多个实施例中，所述音频处理器可包括衰减器，所述衰减器布置在所述音频处理器输入与所述组合器之间。
[0014]在一个或多个实施例中，所述音频处理器可包括延迟元件，所述延迟元件被布置成相对于在所述偏移估计器输入处接收到的音频信号延迟在所述第一组合器输入处接收到的音频信号。
[0015]在一个或多个实施例中，所述音频处理器可包括在音频放大器系统中。所述放大器系统可另外包括数/模转换器(DAC)与放大器电路的串联布置，其中音频处理器输出耦合到DAC输入并且其中所述放大器电路被配置为C类放大器和D类放大器中的一者。所述放大器电路可包括单晶体管放大器电路。
[0016]在第二方面，提供一种用于放大器系统的音频处理方法，所述方法包括：提供音频信号；生成从所述音频信号确定的时变偏移值；通过(i)组合时变偏移与所述音频信号以产生偏移音频信号并对所述偏移音频信号进行削波或(ii)利用从所述时变偏移值确定的削波电平对所述音频信号进行削波并且组合所述时变偏移与已削波音频信号来提供处理后的音频信号；输出所述处理后的音频信号。
[0017]在一个或多个实施例中，对所述音频信号或偏移音频信号进行削波还可包括修改高于第一削波电平值的相应音频信号值和低于第二削波电平值的相应音频信号值中的至少一者。
[0018]在一个或多个实施例中，对所述音频信号或偏移音频信号进行削波还可包括应用整流线性激活函数和逻辑函数中的一者。
[0019]在一个或多个实施例中，生成时变偏移包括检测所述音频信号的负峰值或正峰值。
[0020]在一个或多个实施例中，检测负峰值或正峰值可包括应用平滑滤波器吗，并且其中检测到的峰值的绝对值以第一速率增加且以第二速率减小，并且其中所述第一速率小于所述第二速率。
[0021]在一个或多个实施例中，所述方法还可包括使所述音频信号衰减。
[0022]在一个或多个实施例中，所述方法可另外包括在组合所述时变偏移与所述音频信号或已削波音频信号之前延迟所述音频信号。
[0023]在第三方面，提供一种包括计算机程序的非暂时性计算机可读介质，所述计算机程序包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由计算机执行时使所述计算机通过以下操作执行放大器系统的音频处理步骤：提供音频信号；生成从所述音频信号确定的时变偏移值；通过(i)组合时变偏移与所述音频信号以产生偏移音频信号并对所述偏移音频信号进行削波或(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于放大器系统的音频处理器，其特征在于，所述音频处理器包括：音频处理器输入，其被配置成接收音频信号；音频处理器输出，其被配置成耦合到放大器；其中所述音频处理器被配置成通过以下操作处理所述音频信号：从所述音频信号确定时变偏移；(i)组合所述时变偏移与所述音频信号，从而产生偏移音频信号，并且对所述偏移音频信号进行削波，或(ii)利用从时变偏移值确定的削波电平来对所述音频信号进行削波，并且将所述时变偏移与已削波音频信号组合；在所述音频处理器输出上输出处理后的音频信号。2.根据权利要求1所述的音频处理器，其特征在于，还包括：偏移估计器，其具有耦合到所述音频处理器输入的偏移估计器输入以及偏移估计器输出；处于所述音频处理器输入与所述音频处理器输出之间的组合器和削波器的串联布置；并且其中所述偏移估计器被配置成生成所述时变偏移；所述组合器被配置成将所述时变偏移添加到所述音频信号和所述偏移音频信号中的一者或从中减去所述时变偏移；并且所述削波器被配置成通过修改高于第一削波电平值的相应音频信号值和低于第二削波电平值的相应音频信号值中的至少一者来对所述音频信号和所述偏移音频信号中的一者进行削波。3.根据权利要求2所述的音频处理器，其特征在于，第一组合器输入耦合到所述音频处理器输入，第二组合器输入耦合到所述偏移估计器输出，组合器输出耦合到第一削波器输入，所述音频处理器输出耦合到削波器输出；并且第二削波器输入被配置成接收所述削波电平。4.根据权利要求2所述的音频处理器，其特征在于，第一削波器输入耦合到所述音频处理器输入，第二削波器输入耦合到所述偏移估计器输出，并且削波器输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：泰姆金，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：