[发明专利]脉冲密度调制方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用脉冲密度调制的装置和操作方法。

背景技术

当今具有数字输入接口的音频放大器是可用的。这种具有数字输入而不是模拟输入的音频放大器对干扰的更鲁棒。

对音频放大器使用数字输入的一个优点是输入与放大器之间的印刷电路板(PCB)的布局不像使用模拟输入时那么苛刻。第二优点是数模转换是在放大器侧而不是在更早的阶段(例如在音频处理器中)实现的。这减少了总系统成本，因为用于处理音频数据的处理器典型地是使用先进的CMOS工艺(CMOS90或更小)制造的，在CMOS工艺中，与在放大器侧需要的相同所需面积相比，模拟信号所需的面积较大。

在音频处理器中，一比特脉冲密度调制(PDM)流可以起源于一比特sigma-delta转换器，一比特sigma-delta转换器可以相对便宜。PDM流的好的示例是用在超级音频应用(SACD)中的直接流数字(DSD)流。该流是64倍的过采样一比特PDM流。

使用这种流的优点是，数模转换所需的内插和sigma delta调制是在音频处理器侧进行的。如果在放大器中进行这种内插，则这种内插需要大的芯片面积。

发明内容

根据本发明的方面，提供了根据权利要求1所述的方法。

通过在正确的时刻插入重复图案，使输出中的可听爆破声(pop)和嘀嗒声(click)最小化，所述正确的时刻是当第一积分和/或第二积分都为低时的时刻。

优选地，第一积分和第二积分都为低，以提供进一步减小的可听度。

在另一方面，本发明涉及根据权利要求7所述的装置。

附图说明

为了更好地理解本发明，现在将参考附图仅通过示例，对实施例进行描述。在附图中：

图1示出了通过数字接口与放大器相连接的音频处理器；

图2示出了根据本发明的实施例的通过在某时刻插入重复图案而引起的可听信号；

图3示出了根据比较示例的通过在某时插入重复图案而引起的可听信号；

图4示出了本发明的实施例的框图；

图5和图6示出了图4的实施例的两个组件的细节；以及

图7是方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了音频处理器2的设置，音频处理器2包含内插滤波器和sigma-delta模块4，内插滤波器和sigma-delta模块4沿着PDM接口总线6提供数据，PDM接口总线6由仅两条线构成：时钟线8和数据线10。使用数字数据来驱动放大器12，放大器12继而驱动扬声器14。

音频处理器2需要能够发送控制信号，其中通过总线6的上述两条线来发送控制信号。这使得不需要额外的控制总线线路。在PDM流中插入特殊的比特图案(pattern of bits)作为控制信号，以在放大器侧指示相应的功能。控制图案(control pattern)的示例是重复的11001100(0xCC)图案(pattern)，该图案用于将放大器设置为静音(mute)。该图案的音频内容在低频率上(＜20kHz)是零。有多个不同的图案可以具有零音频内容。放大器12可以识别不同的重复图案——这些不同图案用于表示不同的控制信号。控制信号也可以称作控制流。

音频重放的关键要求之一是当设置改变时防止可听的爆破声和嘀嗒声。问题出现在PDM音频信号与重复图案之间的转变处。如果不采取特别措施，在转变期间在放大器侧可以听到嘀嗒声或爆破声。这种嘀嗒声或爆破声可以称作“pop噪声”。

一种可能的简单的解决方案可以是在放大器侧存储一些样本(sample)，样本长度与控制图案的长度相等。然而，因为PDM流有时候产生与令牌相同的图案，所以重复图案需要足够长以防止错误触发(false triggering)。因此，重复图案的长度应当足够长，以减少错误触发的机会。合适的时间长度是大约666μs，如果时钟输入等于6.144MHz，则666μs与0x66图案的512次重复相对应。然而，在发送样本以驱动扬声器之前将这些样本存储在放大器中并不是好的解决方案，因为这会引起等待时间，等待时间对一些其他应用(例如噪声消除)来说太长。存储所有样本还需要额外的硅区域。

因此，方法取而代之地选择正确的时刻，以在正确的时刻插入重复图案，其中所述正确的时刻是当PDM不具有音频内容时的时刻。

可以实现这一操作的一个方式是：通过在插入重复图案之前在音频处理器处使用柔和静音序列(soft mute sequence)，来实现这一操作。然而，这种方法不足以防止爆破声和嘀嗒声。尽管PDM流的平均是零，但仍然需要选择正确的时刻来插入图案。