用于壓縮數字信號的系統和方法技術方案

一種系統可以包括德爾塔?西格瑪模數轉換器和數字壓縮電路。德爾塔?西格瑪模數轉換器可以包括環路濾波器，其具有環路濾波器輸入，配置為接收輸入信號并且響應于輸入信號產生中間信號，多位量化器，配置為將中間信號量化成未壓縮數字輸出信號，以及反饋數模轉換器，其具有反饋輸出，配置為響應于未壓縮數字輸出信號產生反饋輸出信號以便于在環路濾波器輸入將輸入信號與反饋輸出信號組合。數字壓縮電路可以配置為接收未壓縮數字輸出信號并且將未壓縮數字輸出信號壓縮成已壓縮數字輸出信號，其比未壓縮數字輸出信號具有更少的量化電平。

【技術實現步驟摘要】
用于壓縮數字信號的系統和方法本申請是分案申請，其母案申請為中國國家申請號201580045272.6，“用于壓縮數字信號的系統和方法”，申請日2015年06月23日。
本專利技術總體上涉及音頻系統，并且更具體地涉及壓縮在音頻系統中的數字信號。
技術介紹
麥克風普遍存在于由個人使用的許多設備中，包括計算機、平板電腦、智能手機、以及許多其他消費設備。總體而言，麥克風是電聲變換器，其響應于由聲音事件在麥克風上導致的麥克風一部分(例如膜片或其他結構)的偏轉而產生電信號。在數字麥克風系統中，麥克風變換器的模擬輸出信號可以由模數轉換器處理來將模擬輸出信號轉換成數字輸出信號，其可以在總線上發送給數字音頻處理器用于進一步處理。通過在總線上發送數字信號而不是模擬信號，音頻信號可以更不易受噪聲影響。為了充分地再現具有足夠質量的音頻信號，數字輸出信號可以具有多個量化電平，多個量化電平會需要大數量的數字位，以便每個量化電平由對應數字代碼表示。可能不期望發送具有許多位和/或具有在數字總線、特別是串行數字總線上改變頻率的位的數字代碼，由于通信吞吐量會隨著在數字代碼中的位數量增加而下降。
技術實現思路
根據本專利技術的教導，可以減少或消除與數字信號的通信相關的某些缺點和問題。根據本專利技術的實施例，一種系統可以包括德爾塔-西格瑪模數轉換器和數字壓縮電路。德爾塔-西格瑪模數轉換器可以包括環路濾波器，其具有環路濾波器輸入，配置為接收輸入信號并且響應于輸入信號產生中間信號，多位量化器，配置為將中間信號量化成未壓縮數字輸出信號，以及反饋數模轉換器，其具有反饋輸出，配置為響應于未壓縮數字輸出信號產生反饋輸出信號以便于在環路濾波器輸入將輸入信號與反饋輸出信號組合。數字壓縮電路可以配置為接收未壓縮數字輸出信號并且將未壓縮數字輸出信號壓縮成已壓縮數字輸出信號，其比未壓縮數字輸出信號具有更少的量化電平。根據本專利技術的這些和其他實施例，一種方法可以包括在環路濾波器輸入接收模擬輸入信號并且響應于輸入信號濾波模擬輸入信號以產生中間信號。該方法可以還包括將中間信號量化成未壓縮數字輸出信號。該方法可以還包括將未壓縮數字輸出信號轉換成已壓縮數字輸出信號以便于在環路濾波器輸入將輸入信號與反饋輸出信號組合。該方法可以附加地包括將未壓縮數字輸出信號壓縮成已壓縮數字輸出信號，其比未壓縮數字輸出信號具有更少的量化電平。根據本專利技術的這些和其他實施例，一種集成電路可以包括變換器，德爾塔-西格瑪模數轉換器，數字壓縮電路和數字處理電路。變換器可以配置為產生指示由變換器測量的物理數量的輸入信號。德爾塔-西格瑪模數轉換器可以包括環路濾波器，其具有環路濾波器輸入，配置為接收輸入信號并且響應于輸入信號產生中間信號，多位量化器，配置為將中間信號量化成未壓縮數字輸出信號，以及反饋數模轉換器，其具有反饋輸出，配置為響應于未壓縮數字輸出信號產生反饋輸出信號以便于在環路濾波器輸入將輸入信號與反饋輸出信號組合。數字壓縮電路可以配置為接收未壓縮數字輸出信號并且將未壓縮數字輸出信號壓縮成已壓縮數字輸出信號，其比未壓縮數字輸出信號具有更少的量化電平。數字處理電路可以配置為處理未壓縮數字輸出信號和已壓縮數字輸出信號的至少一個以確定輸入信號的特征。從本文包括的附圖、描述和權利要求，本專利技術的技術優點對本領域的技術人員來說會是顯而易見的。本專利技術的目的和優點將至少由特別是在權利要求中指出的元件、特征和組合來實現和實施。可以理解前面的總體描述和下面的詳細描述都是解釋性示例并且不限制在本專利技術中提出的權利要求。附圖說明本專利技術實施例和其中優點的更完整理解可以通過參考下面關聯附圖的描述來獲得，其中相同參考標記指示相同特征，并且其中：圖1圖示根據本專利技術實施例的示例系統的選定部件的方框圖；圖2圖示根據本專利技術實施例的示例轉換圖，指示多位量化器的轉換統計；圖3A和圖3B每個圖示可以代替在圖1示出的系統的一部分使用的選定部件的方框圖；以及圖4圖示根據本專利技術實施例的另一個示例系統的選定部件的方框圖。具體實施方式圖1圖示根據本專利技術實施例的示例系統100的選定部件的方框圖。如圖1所示，系統100可以包括變換器102，德爾塔-西格瑪模數轉換器(ADC)104，外部數字壓縮電路106，數字處理電路108，驅動器110，存儲器112，錯誤恢復電路114，以及數字音頻處理器116。變換器102可以包括配置為感測物理數量并且將該物理數量轉換成指示該物理數量的電模擬信號ANALOG_IN的任何系統，設備或裝置。例如，在一些實施例中，變換器102可以包括麥克風變換器，配置為產生指示在麥克風變換器上的音頻聲音事件的輸入信號ANALOG_IN，其中該聲音利用隔膜或膜片轉換成電信號，隔膜或膜片具有基于在隔膜或膜片處接收的聲振動而變化的電容。在該實施例中，變換器102可以包括靜電麥克風，電容式麥克風，駐極體麥克風，微機電系統(MEMS)麥克風，或者任何其他合適電容性麥克風。在其他實施例中，變換器102可以包括地震數據獲取裝置，例如用于產生指示地震檢波器感測的加速度的輸入信號ANALOG_IN的地震檢波器。德爾塔-西格瑪ADC104可以包括配置為將在它的輸入接收的模擬輸入信號ANALOG_IN轉換成代表模擬輸入信號ANALOG_IN的未壓縮數字輸出信號DIGITAL_UN的任何適當的系統，設備或裝置。如圖1所示，德爾塔-西格瑪ADC104可以包括環路濾波器118，多位量化器120，動態元件匹配電路(DEM)124，數模轉換器(DAC)126，以及延遲模塊122。環路濾波器118可以包括用于產生在模擬輸入信號ANALOG_IN與模擬反饋信號ANALOG_FB之間的差值的輸入求和器130，以及一個或多個積分器級128，以便環路濾波器118操作為等于在模擬輸入信號ANALOG_IN與模擬反饋信號ANALOG_FB之間的差值的誤差信號的模擬濾波器，并且基于模擬輸入信號ANALOG_IN和模擬反饋信號ANALOG_FB(例如，在模擬輸入信號ANALOG_IN與模擬反饋信號ANALOG_FB之間的差值或誤差)產生已濾波輸出模擬信號給多位量化器120。多位量化器120可以包括配置為從環路濾波器118接收已濾波輸出模擬信號、并且將已濾波輸出模擬信號轉換成具有多個量化電平(例如超過4個)的未壓縮數字輸出信號DIGITAL_UN的任何系統，設備或裝置，如現有技術已知。在一些實施例中，未壓縮數字輸出信號DIGITAL_UN可以是長度為M的信號，其中M是正整數。在具體實施例中，M可以大于或等于3。數字反饋信號DIGITAL_INT可以由延遲模塊122延遲并且通過DEM電路124和DAC126反饋以產生模擬反饋信號ANALOG_FB。外部數字壓縮電路106可以包括配置為接收未壓縮數字輸出信號DIGITAL_UN并且將未壓縮數字輸出信號DIGITAL_UN壓縮成具有比未壓縮數字輸出信號DIGITAL_UN更少的量化電平的已壓縮數字輸出信號DI本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種系統，包括：/n數字壓縮電路，配置為接收未壓縮數字信號并且將未壓縮數字信號壓縮成已壓縮數字信號，其比未壓縮數字信號具有更少的量化電平，其中對于未壓縮數字信號的每個預定采樣，數字壓縮電路至少基于在預定采樣和在預定采樣前連續采樣的第一先前采樣間的第一量化電平轉換和在第一先前采樣與在第一先前采樣前連續采樣的第二先前采樣間的第二量化電平轉換產生已壓縮數字信號的對應采樣。/n

【技術特征摘要】
20140625 US 62/016881;20150622 US 14/7457951.一種系統，包括：
數字壓縮電路，配置為接收未壓縮數字信號并且將未壓縮數字信號壓縮成已壓縮數字信號，其比未壓縮數字信號具有更少的量化電平，其中對于未壓縮數字信號的每個預定采樣，數字壓縮電路至少基于在預定采樣和在預定采樣前連續采樣的第一先前采樣間的第一量化電平轉換和在第一先前采樣與在第一先前采樣前連續采樣的第二先前采樣間的第二量化電平轉換產生已壓縮數字信號的對應采樣。


2.根據權利要求1所述的系統，其中:
未壓縮數字信號包括M位；
已壓縮數字信號包括N位；以及
M和N每個是正整數并且M>N。


3.根據權利要求1所述的系統，其中對于未壓縮數字信號的每個預定采樣，數字壓縮電路基于多位量化器的變換統計產生已壓縮數字信號的對應采樣。


4.根據權利要求1所述的系統，其中基于多位量化器的變換統計選定數字壓縮電路用于將未壓縮數字信號壓縮成已壓縮數字信號的函數以便于最小化構成已壓縮數字信號的位的變換頻率。


5.根據權利要求1所述的系統，其中數字壓縮電路用于將未壓縮數字信號壓縮成已壓縮數字信號的函數將在未壓縮數字信號的連續采樣的未壓縮數字信號的量化水平之間的可能變換限制到未壓縮數字信號的量化水平的子集。


6.根據權利要求5所述的系統，其中該函數限制在未壓縮數字信號的連續采樣的未壓縮數字信號的量化水平之間的可能變換以便于最小化對已壓縮數字信號的降級。


7.根據權利要求1所述的系統，還包括處理電路，用于解壓已壓縮數字信號。


8.根據權利要求1所述的系統，還包括：
驅動器，配置為發送已壓縮數字信號；
存儲器，配置為存儲已壓縮數字信號的一個或多個被發送已壓縮數字采樣以便發送；以及
錯誤恢復電路，配置為導致驅動器響應于在發送已壓縮數字信號中的錯誤重新發送一個或多個被發送已壓縮數字采樣。


9.根據權利要求1所述的系統，還包括多位量化器，配置為將在未壓縮數字信號的連續采樣的未壓縮數字信號的量化水平之間的可能變換限制到未壓縮數字信號的量化水平的子集。


10.一種方法，包括：
將未壓縮數字信號壓縮成已壓縮數字信號，其比未壓縮數字信號具有更少的量化電平；以及
對于未壓縮數字信號的每個預定采樣，至少基于在預定采樣和在預定采樣之前連續采樣的第一先前采樣之間的第一量化水平變換和在第一先前采樣與在第一先前采樣之前連續采樣的第二先前采樣之間的第二量化水平變換產生已壓縮數字信號的對應采樣。


11.根據權利要求10所述的方法，其中：
未壓縮數字信號包括M位；
已壓縮數字信號包括N位；以及
M和N每個是正整數并且M>N。


12.根據權利要求10所述的方法，還包括，對于未壓縮數字信號的每個預定采樣，基于多位量化器的變換統計產生已壓縮數字信號的對應采樣。


13.根據權利要求10所述的方法，其中基于多位量化器的變換...

【專利技術屬性】
技術研發人員：布萊恩·帕克·切斯尼，
申請(專利權)人：美國思睿邏輯有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US