專利名稱：б－δ調(diào)制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及σ-δ調(diào)制。
背景技術(shù)：
WO02/21526是解決增加位流信號的壓縮比的問題。而且，利用自適應(yīng)的σ-δ調(diào)制器(SDM)，WO98/20488和WO98/16014增加了通過在超音頻光盤(SACD)標準中使用的直接流傳輸(DST)算法獲得的壓縮比，通過調(diào)節(jié)SDM的參數(shù)來調(diào)節(jié)位流信號的壓縮。如圖1所示，模擬信號10提供給A/D轉(zhuǎn)換器12，并輸出多位數(shù)字信號14。例如，A/D轉(zhuǎn)換器12具有256fs的特征和80kHz的無噪聲帶寬。將多位數(shù)字信號14輸入給DD轉(zhuǎn)換器16，該DD轉(zhuǎn)換器16包括低通濾波器(LPF)20和σ-δ調(diào)制器22。例如，DD轉(zhuǎn)換器16的輸出信號24為64fs和1-位，其為直接流數(shù)字(DSD)格式。
圖2說明了常規(guī)SDM22的基本結(jié)構(gòu)。SDM22包括加法器12、環(huán)路濾波器14和量化器16。SDM可實施為模擬或數(shù)字SDM。
增加壓縮比的常規(guī)技術(shù)包括改變SDM 22的階。這具有實際應(yīng)用的缺點，即這些調(diào)制器的輸出之間的轉(zhuǎn)換變得必要，且因此不能使壓縮比連續(xù)變化。
調(diào)節(jié)SDM 22的另一方式是改變SDM 22的系數(shù)。圖3說明了前饋SDM30的常規(guī)布局。如圖所示地，前饋SDM 30是四階SDM，其包括四個延遲元件T1-T4、四個系數(shù)c1-c4、加法器34和38及量化器36。通過除去或增加延遲元件Tn或系數(shù)cn，可以改變?yōu)檩^低或較高的SDM結(jié)構(gòu)。希望，將最后的系數(shù)減小為零應(yīng)得到穩(wěn)定的較低階的SDM。然而，這不容易實現(xiàn)，因為所得到的調(diào)制器未必總是穩(wěn)定的。結(jié)果，穩(wěn)定性的要求直接限制了選擇SDM的環(huán)路濾波器的自由。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供有利的σ-δ調(diào)制。
為此，本發(fā)明提供了一種σ-δ調(diào)制器(SDM)和其中σ-δ調(diào)制器可以改變階的方法。SDM在階方面的改變期間保持穩(wěn)定?？梢允褂眠@種SDM來影響DST算法中的壓縮增益。
將有利的實施例定義在從屬權(quán)利要求中。
在示范性實施例中，SDM包括并聯(lián)實現(xiàn)的濾波器H(z)和濾波器L(z)，例如，H是高階濾波器(給出低的壓縮比)，和L是低階濾波器。放大器可以相對于濾波器L改變?yōu)V波器H的加權(quán)?？梢詫⑦@些濾波器設(shè)計成使得這些濾波器的任何線性(并聯(lián))的組合將產(chǎn)生SDM的穩(wěn)定操作，同時還保持對選擇濾波器的許多自由度。這接著能使音頻品質(zhì)縮減和壓縮比增加之間保持平衡。
在另一優(yōu)選實施例中，用于提高壓縮比的器件是噪聲整形器。
從以下提供的詳細說明，本發(fā)明的優(yōu)點將變得更加顯而易見。然而，應(yīng)當理解，僅通過說明性給出詳細的說明和具體實例，表示本發(fā)明的優(yōu)選實施例，從該詳細的說明中，本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種變化和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見。


從以下給出的詳細說明和附圖將更充分地理解本發(fā)明，其僅為了說明，且因此不限定本發(fā)明。
圖1說明了常規(guī)的器件。
圖2說明了常規(guī)SDM的基本結(jié)構(gòu)。
圖3說明了常規(guī)的前饋SDM的布局。
圖4說明了本發(fā)明示范性實施例的SDM。
圖5是說明在第三和第五階SDM之間混合的效應(yīng)的曲線圖。
圖6說明了本發(fā)明另一示范性實施例的噪聲整形器。
圖7說明了在本發(fā)明一個示范性實施例中圖4所示的SDM的級聯(lián)。
圖8說明了具有從圖7的SDM輸出的SDM器件。
圖9說明了本發(fā)明另一示范性實施例中的SDM器件。
具體實施例方式
圖4說明了本發(fā)明一個示范性實施例的自適應(yīng)的SDM 102。如圖所示，自適應(yīng)的SDM 102包括加法器12、環(huán)路濾波器44和量化器16。環(huán)路濾波器44包括至少兩個濾波器H(z)和L(z)、加法器48和放大器46，這里例如，H(z)是高階濾波器(具有低的壓縮比)，和L(z)是低階濾波器。放大器46可以相對于濾波器L(z)改變?yōu)V波器H(z)的加權(quán)?？梢詫⑦@些濾波器設(shè)計成使得這些濾波器的任何線性(并聯(lián))的組合將產(chǎn)生自適應(yīng)的SDM 102的穩(wěn)定操作，直至SDM 102的噪聲外形變得富有侵略性(aggressive)，如本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。還有選擇濾波器的許多自由度。這接著給出相對于壓縮比增加平衡音頻品質(zhì)縮減的可能性。
例如，考慮對于L(z)(圖4中特征為c1＝0.69；c2＝0.183；c3＝0.016)為三階環(huán)路濾波器，且對于H(z)(圖4中特征為c1＝0.00300；c2＝0.00267；c3＝0.00105；c4＝0.000222；c5＝0.0000189)為五階。
圖5中示出對于-6dB輸入的所得到的功率譜。從圖5可以清楚地觀察到，在約140和40kHz之間，SDM102表現(xiàn)為三階；在40kHz以下，SDM102變?yōu)槲咫A。該交叉點出現(xiàn)的確切位置取決于圖4中的放大器46。
注意，雖然已將本發(fā)明的一個常用構(gòu)思應(yīng)用到圖4-5實施例中的SDM上，但還能夠?qū)⒃摌?gòu)思應(yīng)用到如本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的其它結(jié)構(gòu)上。例如，還可以將與圖4-5結(jié)合描述的常用構(gòu)思應(yīng)用到噪聲整形器上，如圖6所示。如所示地，噪聲整形器200包括與圖4的44相同功能的環(huán)路濾波器、量化器16和兩個減法器48、50。
低階SDM調(diào)制器具有顯示(有時)可聽音和諧波失真的不希望的特性?？梢韵胂蟮氖?，當設(shè)置放大器46以使得得到的SDM102(或噪聲整形器200)最初為三階，它將繼承這些特征。由級聯(lián)兩個或多個SDM(或噪聲整形器)代替單個SDM(或噪聲整形器)來減小該缺點。濾波器/延遲對被放置在每個鄰接的SDM對(或噪聲整形器)之間。級聯(lián)的SDM(或噪聲整形器)和濾波器/延遲對的組合減小了輸出位流中的幅度誤差。還可以使濾波器與至少一個SDM(或噪聲整形器)并聯(lián)放置。并聯(lián)的濾波器減小了輸出位流中的相移誤差。
將實現(xiàn)數(shù)字域中該模式的示范性的SDM器件100示于圖7中。SDM器件100包括第一SDM 102、濾波器104、延遲106和第二SDM 108。
圖7中的SDM器件100的示范性輸出示于圖8中，其中120是來自單個常規(guī)的低階、不顫動的SDM的輸出信號，且122是自圖7的級聯(lián)的SDM的輸出。其改進是清楚的。
注意，圖7的SDM器件100包括兩個級聯(lián)的SDM，然而還可以級聯(lián)更多的SDM來進一步減小剩余項。而且注意，兩個或多個SDM的級聯(lián)可以是同樣的SDM。
而且注意，雖然圖7中的SDM器件100減小了幅度誤差，但還能夠減小相移誤差?？梢匀鐖D9的示范性實施例中所示那樣校正這些相移誤差。
在圖9的示范性實施例中，SDM器件200包括濾波器202，該濾波器202用以校正濾波器204的輸入信號的(與頻率相關(guān))相位旋轉(zhuǎn)。濾波器204具有減小高頻噪聲的低通特性。最后，使用延遲206來補償所有的延遲。延遲可以是時間步長(在數(shù)字域)的非整數(shù)部分，因此延遲206可以比觸發(fā)器的序列更復雜，但仍在普通技術(shù)人員的技能之內(nèi)。
而且注意，上述的處理在DSD的處理中特別有用。
而且注意，輸入不必限制為位流；輸入還可以是(多位)低通濾波的位流。
而且注意，本發(fā)明的特征可用于許多類型的SDM，包括模擬的、數(shù)字的、SC-濾波器、顫動的、非顫動的、低階、高階、單個位、多位或這些特征的任何組合，以及其它器件如結(jié)合SDM和/或其它器件的噪聲整形器，或單獨的器件。
根據(jù)本發(fā)明實施例的器件可以包括在信號處理設(shè)備裝置中。這種裝置可以是(部分的)SACD設(shè)備，例如播放器。該裝置還可以是DSD-AD轉(zhuǎn)換器等。
應(yīng)注意，以上提到的實施例是說明性的而不是限定本發(fā)明，且在不脫離后附的權(quán)利要求的范圍的條件下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠設(shè)計許多可替換實施例。在權(quán)利要求書中，放置在括號之間的任何參考符號不構(gòu)造為限定權(quán)利要求。詞“包括”不排除存在除權(quán)利要求書中列出的那些之外的其它元件或步驟?？梢酝ㄟ^包括幾個不同元件的硬件和適當編程的計算機來實現(xiàn)本發(fā)明。在枚舉的幾種裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，這些裝置的幾種可以具體化為一個和同樣項目的硬件。相互不同的從屬權(quán)利要求中列舉了某些方法的唯一因素不表示不能使用這些方法的組合實現(xiàn)其優(yōu)點。
總之，提供了σ-δ調(diào)制，其中輸入信號饋送給至少兩個并聯(lián)的濾波器，第一個濾波器優(yōu)選是低階濾波器，且第二濾波器優(yōu)選是高階濾波器，其中對濾波器的輸出加權(quán)，且其中對來自至少兩個濾波器的被加權(quán)的輸出進行量化，以便能夠?qū)崿F(xiàn)具有可變階的σ-δ調(diào)制。
權(quán)利要求
1.一種σ-δ調(diào)制器，包括至少兩個并聯(lián)的濾波器，每個濾波器都接收輸入信號；增益器件，用于控制與至少兩個并聯(lián)的濾波器中每一個的輸出有關(guān)的加權(quán)，和量化器，用于對來自所述的增益器件的被加權(quán)的輸出進行量化。
2.如權(quán)利要求1的σ-δ調(diào)制器，其中反饋所述量化器的輸出作為對所述至少兩個并聯(lián)的濾波器的輸入。
3.如權(quán)利要求1-2的σ-δ調(diào)制器，其中所述至少兩個并聯(lián)的濾波器中至少一個是高階濾波器，和所述至少兩個并聯(lián)的濾波器中至少一個是低階濾波器。
4.一種σ-δ調(diào)制的方法，包括將信號輸入給至少兩個并聯(lián)的濾波器，控制與該至少兩個并聯(lián)的濾波器中每一個的輸出有關(guān)的加權(quán)，和對來自該至少兩個并聯(lián)的濾波器的被加權(quán)的輸出進行量化。
5.如權(quán)利要求4的方法，其中反饋所述量化的輸出作為至少兩個并聯(lián)的濾波器的輸入。
6.如權(quán)利要求4或5的方法，其中至少兩個并聯(lián)的濾波器中至少一個是高階濾波器，和至少兩個并聯(lián)的濾波器中至少一個是低階濾波器。
7.一種信號處理裝置，包括輸入，用于獲得輸入信號，如權(quán)利要求1-3中任一權(quán)利要求所要求的σ-δ調(diào)制器，用于獲得輸出信號，和輸出單元，用于提供所述輸出信號。
全文摘要
提供了一種σ－δ調(diào)制，其中輸入信號饋送給至少兩個并聯(lián)的濾波器，第一濾波器優(yōu)選是低階濾波器，且第二濾波器優(yōu)選是高階濾波器，其中對濾波器的輸出進行加權(quán)，且其中對來自至少兩個濾波器的被加權(quán)的輸出進行量化，以便實現(xiàn)具有可變階的σ－δ調(diào)制。
文檔編號H03M3/02GK1685617SQ03823399
公開日2005年10月19日 申請日期2003年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月30日
發(fā)明者D·里夫曼, E·詹斯森 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司