[發(fā)明專利]高效音頻傳輸信道

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00802162.7
• 申請日: 2000-10-04
• 公開（公告）號: CN1344479A
• 公開（公告）日: 2002-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尼古拉斯·莫內(nèi)克萊伊;皮埃爾·熱內(nèi)斯特;弗蘭克·奧普藤德
• 申請（專利權(quán)）人: 阿爾卡塔爾公司
• 主分類號: H04R3/00
• 分類號: H04R3/00;H03G1/00;H03G3/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 馬浩

本發(fā)明涉及的是音頻接收鏈方面，特別是在低耗的便攜式系統(tǒng)中。

有多種系統(tǒng)將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬功率信號，用來從揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。

申請?zhí)枮镕R-A-2765419的專利描述了一種由模-數(shù)變換器而成的一種模擬信號發(fā)生器。在這份專利中，描述了將Sigma-Delta調(diào)制器用于數(shù)字信號傳輸中，亦描述了模擬信號的生成，然而不能用簡單的方式控制輸出的音量。

在將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的轉(zhuǎn)換器中通常有一個音量控制，然后再有一個低通濾波器，用來壓縮與取樣相連系的各種分量，還有一個功率放大器，功率放大器消耗大量的功率，降低了一般電路的效率。這種系統(tǒng)不能令人滿意，因?yàn)榧词鼓軌蛘{(diào)整音量，仍需要大量的模擬分量，例如1比特的數(shù)-模轉(zhuǎn)換器，一些有源濾波器，一個功率放大器，所有的這些部分集中在一個專用卡之中。

為了生成在音頻數(shù)字信道中傳輸?shù)穆曇簦呀?jīng)知道是使用一個Sigma-Delta調(diào)制器，后面跟著一個能將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的裝置，以及能將在傳輸中生成的噪聲濾去的一些裝置，還有一個產(chǎn)生聲音的裝置。一般在Sigma-Delta調(diào)制器的后面跟著一個D級輸出。

這第二種方案盡管主要是數(shù)字的，但也不能夠能控制音量而不降低信噪比，因?yàn)樵黾恿艘恍└郊硬糠?。這種方案的好處在于除數(shù)字部分外僅需要一個離散無源濾波器(用RLC分量為基礎(chǔ))。

Sigma-Delta調(diào)制器的使用是用來將一個N比特的字過渡到一個M比特的字，M小于N，為的是避免在有用信帶中發(fā)生截斷的錯誤。此處所說的有用信道是在其中傳輸正弦信號或其它信號的頻帶的總括。此后，所有與這種截斷相聯(lián)系的頻譜分量都排除在這個頻帶之外。在本發(fā)明的應(yīng)用中，輸出的字的長度為1比特，而且，在調(diào)制器輸出處，輸出流量大于輸入流量，并能進(jìn)行調(diào)節(jié)以得到放大倍數(shù)為整數(shù)。

本發(fā)明目的在于改善第二種方案中的音頻接收信道的效能。同時使用最少的線性功率耗散元件。這種信道能夠?qū)⑤斎氲臄?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號，以為用戶能夠控制音量而不損失信噪比，并使揚(yáng)聲器為低阻抗。

本發(fā)明涉及的一種音頻接收系統(tǒng)，其中一個調(diào)制器，用來將速率為第一速率的第一音頻數(shù)字信號調(diào)制成速率為第二速率的第二音頻數(shù)字信號，第二速率大于第一速率，所述的第二信號中在預(yù)定的一個周期中有多個長度為1比特的字；這個系統(tǒng)中還有一個輸出裝置，其中有一個揚(yáng)聲器，以及一些可以將第二信號用模擬的形式傳給揚(yáng)聲器的裝置。

根據(jù)一種特別的實(shí)施方式，這些裝置都是一個D級輸出的一些交換半導(dǎo)體器件。

這個系統(tǒng)中還有一個控制裝置，一方面它和調(diào)制器連接，用來接收第二信號，另一方面又和輸出裝置連接。所述的控制裝置可以是根據(jù)述及的予定周期的一部分來控制輸出的裝置，而這部分的長度可以根據(jù)所希望的音量來確定。

本發(fā)明還涉及一種音頻接收方法，在這方法中有一個調(diào)制階段和一個接收階段。在調(diào)制階段中將速率為第一速率的第一音頻數(shù)字信號調(diào)制成速率大于第一速率的第二速率的第二音頻數(shù)字信號，這個第二音頻數(shù)字信號在一個予定的周期由有多個長度為1比特的字。接收階段在揚(yáng)聲器中接收第二信號。

在Sigma-Delta型的第一調(diào)制器中將第一音頻數(shù)字信號調(diào)制是方便的，其中有多個長度為一個比特的字。

在接收階段之前，揚(yáng)聲器根據(jù)述及的予定周期的一個部分來控制的，而這些予定的周期的這一部分的長度是根據(jù)希望的音量來確定的。在一種變型中，述及的這一部分的長度控制了一個供電電路的短路。

Sigma-Delta調(diào)制器輸出信號的流量是1比特，其頻率大于奈奎斯特頻率。在此輸出處的量化噪聲主要是在高頻。D級輸出交換半導(dǎo)體直接來用它的取樣。在D級輸出中的低通濾波器是用一個二級RLC濾波器構(gòu)成，其中的電阻構(gòu)成了揚(yáng)聲器。

在信號中所傳輸?shù)臄?shù)字信息的音量是可以得到控制的，方法是用Sigma-Delta調(diào)制器改變給定通量的每個輸出數(shù)據(jù)(“0”或“1”)的長度。

Sigma-Delta調(diào)制器的輸出信號的頻率為Fe，下一步的導(dǎo)頻率為N^*Fe，此處N為整數(shù)，這可以分割與頻率Fe相連系的周期Te(Te＝1/Fe)。在一個周期Te中，可以使用分成的兩個子部分，在第一子部分對應(yīng)的時間中，負(fù)載根據(jù)Sigma-Delta調(diào)制器輸出信號的值(Sdout)，和供電線路S或-S相連接，而在第二部分對應(yīng)的時間內(nèi)，負(fù)載是和地短路。

用這兩個子部分的持續(xù)時間的比值來調(diào)節(jié)音量。