專利名稱：多模式音頻放大器的制作方法
多模式音頻放大器
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求2007年5月25日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序號(hào)60/940,223 和2007年7月30日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序號(hào)60/952,760的權(quán)益，它 們的^^開內(nèi)容在這里通過引用全文并入。
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般涉及信號(hào)處理。更具體的，本發(fā)明涉及多模式(multi-mode)
音頻放大器。

發(fā)明內(nèi)容
一般地，在一方面，實(shí)施方式的特征是多模式音頻放大器，包括模 式控制器，其適合提供控制信號(hào)；以及至少一個(gè)多模式模塊，其中每個(gè)所 述多模式模塊具有多個(gè)操作模式，其中所述操作模式依照所述控制信號(hào)而 被選擇，其中改變所述操作模式導(dǎo)致所述多模式音頻放大器的至少一個(gè)特 征的可測(cè)量的改變；其中所述多模式音頻放大器的所述特征由下述組成 信噪比(SNR);全諧波失真和噪聲(THD+N);輸入輸出延遲；功耗；以 及效率。
該放大器的實(shí)施方式能夠包括一個(gè)或更多個(gè)如下特征。在一些實(shí)施方 式中，至少一個(gè)多模式模塊包括下述中至少一個(gè)均衡器；取樣模塊；噪 聲整形器；脈寬調(diào)制器；和模擬輸出模塊。 一些實(shí)施方式包括包含放大器 的便攜設(shè)備。 一些實(shí)施方式包括包含放大器的移動(dòng)電話機(jī)。 一些實(shí)施方式 包括可變長度的有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波器，其適合基于輸入信號(hào)提供 輸出信號(hào)，其中所述可變長度的FIR濾波器的長度依照所述控制信號(hào)而被選擇，其中所述可變長度的FIR濾波器的所述長度表示下述中至少一個(gè) 所述可變長度的FIR濾波器的階數(shù)，以及所述可變長度的FIR濾波器的抽 頭的數(shù)量。
一般地，在一方面，實(shí)施方式的特征是多模式音頻放大器，包括用 于提供控制信號(hào)的工具；和用于以多種模式進(jìn)行操作的至少 一個(gè)多模式模 塊，其中每個(gè)模塊工具具有多個(gè)模式，其中模式依照控制信號(hào)而被選擇， 其中改變模式導(dǎo)致多模式音頻放大器的至少一個(gè)特征的可測(cè)量的改變；其 中多模式音頻放大器的特征由信噪比(SNR)、全諧波失真和噪聲 (THD+N)、輸入輸出延遲、功耗和效率組成。
該放大器的實(shí)施方式能夠包括一個(gè)或更多個(gè)以下特征。在一些實(shí)施方 式中，至少一個(gè)多模式模塊工具包括下述中至少一個(gè)均衡器；取樣模塊； 噪聲整形器；脈寬調(diào)制器；和模擬輸出模塊。 一些實(shí)施方式包括包含放大 器的便攜設(shè)備。 一些實(shí)施方式包括包含放大器的移動(dòng)電話機(jī)。 一些實(shí)施方 式包括基于輸入信號(hào)提供輸出信號(hào)的濾波器工具，其中濾波器工具的長度 依照控制信號(hào)而被選擇，其中濾波器工具的長度表示濾波器工具的階數(shù)和 濾波器工具的抽頭的數(shù)量中的至少一個(gè)。
一般地，在一方面，實(shí)施方式的特征是一種方法，包括接收控制信 號(hào)；和以多個(gè)模式操作多模式音頻放大器的至少一個(gè)多模式模塊，其中每 個(gè)模塊具有多個(gè)模式，其中模式依照控制信號(hào)而被選擇，其中改變模式導(dǎo) 致多模式音頻放大器的至少一個(gè)特征的可測(cè)量的改變；其中多模式音頻放 大器的特征由信噪比(SNR)、全諧波失真和噪聲(THD+N)、輸入輸出延 遲、功耗和效率組成。
該方法的實(shí)施方式能夠包括一個(gè)或更多個(gè)以下特征。在一些實(shí)施方式 中，至少一個(gè)多模式模塊包括下述中至少一個(gè)均衡器；取樣模塊；噪聲 整形器；脈寬調(diào)制器；和模擬輸出模塊。 一些實(shí)施方式包括提供FIR濾波 器；依照控制信號(hào)選擇FIR濾波器的長度，其中濾波器工具的長度表示FIR 濾波器的階數(shù)和FIR濾波器的抽頭的數(shù)量中的至少一個(gè)。
一般地，在一方面，實(shí)施方式的特征是可在處理器上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程 序，包括用于接收控制信號(hào)的指令；和用于以多個(gè)模式操作多模式音頻放大器中的至少一個(gè)多模式模塊的指令，其中每個(gè)模塊具有多個(gè)模式，其 中模式依照控制信號(hào)而被選擇，其中改變模式導(dǎo)致多模式音頻放大器的至
少一個(gè)特征的可測(cè)量的改變；其中多模式音頻放大器的特征由信噪比 (SNR)、全諧波失真和噪聲(THD+N)、輸入輸出延遲、功^4口效率組成。
該計(jì)算機(jī)程序的實(shí)施方式能夠包括一個(gè)或更多個(gè)以下特征。在一些實(shí) 施方式中，至少一個(gè)多模式模塊包括下述中至少一個(gè)均衡器；取樣模塊； 噪聲整形器；脈寬調(diào)制器；和模擬輸出模塊。 一些實(shí)施方式包括提供FIR 濾波器；依照控制信號(hào)選擇FIR濾波器的長度，其中濾波器工具的長度表 示FIR濾波器的階數(shù)和FIR濾波器的抽頭的數(shù)量中的至少一個(gè)。
一般地，在一方面，實(shí)施方式的特征是一種裝置，包括適合提供控 制信號(hào)的濾波器控制器；和適合基于輸入信號(hào)提供輸出信號(hào)的可變長度的 有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波器，其中可變長度的FIR濾波器的長度依照控 制信號(hào)而被選擇，其中可變長度的FIR濾波器的長度表示可變長度的FIR 濾波器的階數(shù)和可變長度的FIR濾波器的抽頭的數(shù)量中的至少 一個(gè)。
該裝置的實(shí)施方式包括一個(gè)或更多個(gè)以下特征。在一些實(shí)施方式中， 可變長度的FIR濾波器包括多個(gè)固定長度的FIR濾波器和輸出模塊，其 中每個(gè)固定長度的FIR濾波器適合基于輸入信號(hào)提供各自的經(jīng)濾波的信 號(hào)，且進(jìn)一步其中每個(gè)固定長度的FIR濾波器具有不同的長度，輸出模塊 適合依照控制信號(hào)提供其中一個(gè)經(jīng)濾波的信號(hào)作為輸出信號(hào)。在一些實(shí)施 方式中，可變長度的FIR濾波器包括第一固定長度的FIR濾波器，其適 合基于輸入信號(hào)提供第一經(jīng)濾波的信號(hào)；第二固定長度的FIR濾波器，其 適合基于第一經(jīng)濾波的信號(hào)提供第二經(jīng)濾波的信號(hào)；和輸出模塊，其適合 依照控制信號(hào)，提供第一經(jīng)濾波的信號(hào)和第二經(jīng)濾波的信號(hào)中之一作為輸 出信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，濾波器控制器基于輸入信號(hào)的特征和為可變 長度的FIR濾波器供電的電池的電池電平中的至少一個(gè)提供控制信號(hào)。在 一些實(shí)施方式中，輸入信號(hào)的特征包括下述中至少一個(gè)輸入信號(hào)的類型； 和輸入信號(hào)的帶寬。在一些實(shí)施方式中，輸入信號(hào)的類型包括下述中至少 一個(gè)語言和音樂。 一些實(shí)施方式包括包含裝置的放大器。 一些實(shí)施方式 包括至少一個(gè)多模式模塊，其中每個(gè)多模式模塊具有多個(gè)操作模式，并且其中操作模式依照控制信號(hào)而被選擇。在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)多模
式模塊包括下述中至少一個(gè)均衡器；取樣模塊；噪聲整形器；脈寬調(diào)制 器；和模擬輸出模塊。 一些實(shí)施方式包括包含放大器的便攜設(shè)備。 一些實(shí)
施方式包括包含放大器的移動(dòng)電話機(jī)。
一般地，在一方面，實(shí)施方式的特征是一種裝置，包括用于提供控 制信號(hào)的濾波器控制器工具；和基于輸入信號(hào)提供輸出信號(hào)的濾波器工 具，其中濾波器工具的長度依照控制信號(hào)而被選擇，其中濾波器工具的長 度表示濾波器工具的階數(shù)和濾波器工具的抽頭的數(shù)量中的至少一個(gè)。
該裝置的實(shí)施方式能夠包括一個(gè)或更多個(gè)以下特征。在一些實(shí)施方式 中，濾波器工具包括多個(gè)濾波器工具，其基于輸入信號(hào)提供各自的經(jīng)濾 波的信號(hào)，其中每個(gè)濾波器工具具有不同的長度；和輸出工具，其依照控 制信號(hào)提供其中一個(gè)經(jīng)濾波的信號(hào)作為輸出信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，濾 波器工具包括基于輸入信號(hào)提供第一經(jīng)濾波的信號(hào)的第一濾波器工具； 基于第一經(jīng)濾波的信號(hào)提供第二經(jīng)濾波的信號(hào)的第二濾波器工具；和依照 控制信號(hào)提供第 一經(jīng)濾波的信號(hào)和第二經(jīng)濾波的信號(hào)中之一作為輸出信 號(hào)的輸出工具。在一些實(shí)施方式中，濾波器控制器工具基于輸入信號(hào)的特 征和為濾波器工具供電的電池的電池電平中的至少一個(gè)提供控制信號(hào)。在 一些實(shí)施方式，輸入信號(hào)的特征包括下述中至少一個(gè)輸入信號(hào)的類型； 和輸入信號(hào)的帶寬。在一些實(shí)施方式中，輸入信號(hào)的類型包括下述中至少 一個(gè)語音；和音樂。 一些實(shí)施方式包括包含該裝置的放大器。 一些實(shí)施 方式包括用于以多個(gè)模式進(jìn)行操作的至少 一個(gè)多模式模塊，其中每個(gè)模塊 工具具有多個(gè)操作模式，其中操作模式依照控制信號(hào)而被選擇，其中改變 操作模式導(dǎo)致多模式音頻放大器的至少一個(gè)特征的可測(cè)量的改變。在一些 實(shí)施方式中，至少一個(gè)多模式模塊工具包括下述中至少一個(gè)用于均衡的 工具；用于取^^羊的工具；用于整形噪聲的工具；用于^K寬調(diào)制的工具；和 用于模擬輸出的工具。 一些實(shí)施方式包括包含放大器的便攜設(shè)備。 一些實(shí) 施方式包括包含放大器的移動(dòng)電話機(jī)。
一般地，在一方面，實(shí)施方式的特征是一種方法，包括接收控制信 號(hào)；和基于輸入信號(hào)提供輸出信號(hào)，其包括用可變長度的FIR濾波器濾波輸入信號(hào)，其中可變長度的FIR濾波器的長度依照控制信號(hào)而被選擇，其
中可變長度的FIR濾波器的長度表示可變長度的FIR濾波器的階數(shù)和可變 長度的FIR濾波器的抽頭的數(shù)量中的至少一個(gè)。
該方法的實(shí)施方式能夠包括一個(gè)或更多個(gè)以下特征。在一些實(shí)施方式 中，用可變長度的FIR濾波器濾波輸入信號(hào)包括將輸入信號(hào)提供給多個(gè) 固定長度的FIR濾波器，其中每個(gè)固定長度的濾波器基于輸入信號(hào)提供各 自的經(jīng)濾波的信號(hào)，其中每個(gè)固定長度的FIR濾波器具有不同的長度；以 及依照控制信號(hào)提供其中一個(gè)經(jīng)濾波的信號(hào)作為輸出信號(hào)。在一些實(shí)施方 式中，用可變長度的FIR濾波器濾波輸入信號(hào)包括將輸入信號(hào)提供給第 一固定長度的FIR濾波器，其中第一固定長度的FIR濾波器基于輸入信號(hào) 提供第一經(jīng)濾波的信號(hào)；將第一經(jīng)濾波的信號(hào)提供給第二固定長度的FIR 濾波器，其中第二固定長度的FIR濾波器基于第一經(jīng)濾波的信號(hào)提供第二 經(jīng)濾波的信號(hào)；以及依照控制信號(hào)提供第一經(jīng)濾波的信號(hào)和第二經(jīng)濾波的 信號(hào)中之一作為輸出信號(hào)。 一些實(shí)施方式包括基于輸入信號(hào)的特征和為可 變長度的FIR濾波器供電的電池的電池電平中的至少 一個(gè)提供控制信號(hào)。 在一些實(shí)施方式中輸入信號(hào)的特征包括下述中至少一個(gè)輸入信號(hào)的類 型；和輸入信號(hào)的帶寬。在一些實(shí)施方式中，輸入信號(hào)的類型包括下述中 至少一個(gè)語言；和音樂。 一些實(shí)施方式包括將控制信號(hào)提供給至少一個(gè) 多模式模塊，其中每個(gè)多模式模塊具有多個(gè)操作模式，并且其中操作模式 依照控制信號(hào)而被選擇。在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)多模式模塊包括下 述中至少一個(gè)均衡器；取樣模塊；噪聲整形器；脈寬調(diào)制器；和模擬輸
出模塊。
一般地，在一方面，實(shí)施方式的特征是可在處理器上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程 序，包括用于接收控制信號(hào)的指令；和基于輸入信號(hào)提供輸出信號(hào)的指 令，其包括用可變長度的FIR濾波器濾波輸入信號(hào)，其中可變長度的FIR 濾波器的長度依照控制信號(hào)而被選擇，其中可變長度的FIR濾波器的長度 表示可變長度的FIR濾波器的階數(shù)和可變長度的FIR濾波器的抽頭的數(shù)量 中的至少一個(gè)。
該計(jì)算機(jī)程序的實(shí)施方式能夠包括一個(gè)或更多個(gè)以下特征。在一些實(shí)施方式中，用可變長度的FIR濾波器濾波輸入信號(hào)的指令包括將輸入信號(hào)提供給多個(gè)固定長度的FIR濾波器的指令，其中每個(gè)固定長度的FIR濾波器基于輸入信號(hào)提供各自的經(jīng)濾波的信號(hào)，其中每個(gè)固定長度的FIR濾波器具有不同的長度；和依照控制信號(hào)提供其中一個(gè)經(jīng)濾波的信號(hào)作為輸出信號(hào)的指令。在一些實(shí)施方式中，用可變長度的FIR濾波器濾波輸入信號(hào)的指令包括將輸入信號(hào)提供給第一固定長度的FIR濾波器的指令，其中第一固定長度的FIR濾波器基于輸入信號(hào)提供第一經(jīng)濾波的信號(hào)；將第一經(jīng)濾波的信號(hào)提供給第二固定長度的FIR濾波器的指令，其中第二固定長度的FIR濾波器基于第一經(jīng)濾波的信號(hào)提供第二經(jīng)濾波的信號(hào)；和依照控制信號(hào)提供第一經(jīng)濾波的信號(hào)和第二經(jīng)濾波的信號(hào)中之一作為輸出信號(hào)的指令。 一些實(shí)施方式包括基于輸入信號(hào)的特征和為可變長度的FIR濾波器供電的電池的電池電平中的至少一個(gè)提供控制信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，輸入信號(hào)的特征包括下述中至少一個(gè)；輸入信號(hào)的類型；和輸入信號(hào)的帶寬。在一些實(shí)施方式中，輸入信號(hào)的類型包括下述中至少一個(gè)語音；和音樂。 一些實(shí)施方式包括將控制信號(hào)提供給至少 一個(gè)多模式模塊的指令，其中每個(gè)多模式模塊具有多個(gè)操作模式，并且其中該操作模式依照控制信號(hào)而被選擇。在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)多模式模塊包括下述中至少一個(gè)均衡器；取樣模塊；噪聲整形器；脈寬調(diào)制器；和模擬輸出模塊。
一種或更多種實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)在附圖和下面的描述中闡述。根據(jù)描述和附圖以及權(quán)利要求，其他特征將是明顯的。


圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式包括可變長度的FIR濾波器的D類放大器。
圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式圖1的D類放大器的過程。
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的濾波器模塊。
圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的可變長度的FIR濾波器。
圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式包括串聯(lián)連接的多個(gè)固定長度的FIR
13濾波器的可變長度的FIR濾波器。
圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式包括并聯(lián)連接的多個(gè)固定長度的FIR 濾波器的可變長度的FIR濾波器。
圖7顯示根據(jù)一種實(shí)施方式包括圖5的D類放大器的移動(dòng)電話機(jī)。
圖8顯示#4居本發(fā)明的實(shí)施方式圖7的移動(dòng)電話^L的過程。
本說明書中使用的每個(gè)參考數(shù)字的首位數(shù)字指示參考數(shù)字首先出現(xiàn) 的圖的號(hào)碼。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施方式提供多模式音頻放大器。每個(gè)多模式音頻放大器包 括至少一個(gè)多模式模塊。每個(gè)多模式模塊具有多個(gè)操作模式。操作模式依 照控制信號(hào)而被選擇。改變操作模式導(dǎo)致多模式音頻放大器的至少一個(gè)特 征中的可測(cè)量的改變。這些特征能夠包括信噪比(SNR);全諧波失真和噪 聲(THD+N);輸入輸出延遲；功耗；和效率。控制信號(hào)能夠基于放大器 的輸入信號(hào)的特征、為放大器供電的電池的電池電平等等。
本發(fā)明的實(shí)施方式還包括可變長度的有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波器。 可變長度的FIR濾波器的長度能夠依照濾波器控制器提供的控制信號(hào)而被 選擇。濾波器控制器基于可變長度的FIR濾波器處理的輸入信號(hào)的特征、 為可變長度的FIR濾波器供電的電池的電池電平等等，來提供控制信號(hào)。 輸入信號(hào)的特征能夠包括輸入信號(hào)的類型、輸入信號(hào)的帶寬等等。輸入信 號(hào)的類型能夠包括語音、音樂等等?？勺冮L度的FIR濾波器能夠用在這里 公開的多模式音頻放大器中。
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的D類放大器100。雖然在描述的實(shí) 施方式中，D類放大器100的單元以一種排列出現(xiàn)，但是其他實(shí)施方式可 展示其他排列，如基于這里提供的公開內(nèi)容和教導(dǎo)，將對(duì)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人 員來說明顯的。例如，D類放大器100的單元能用硬件、軟件或它們的組 合實(shí)現(xiàn)。
參考圖1, D類放大器100包括先進(jìn)先出(FIFO)緩沖器104、去加 重模塊106、靜音模塊108、音量控制模塊110、通道混合器(mixer) 112、均衡器114、升頻器(upsampler) 116、 FIR濾波器102、取樣模塊118、 噪聲整形器120、脈寬調(diào)制器(PWM) 122、模擬輸出模塊124和控制器 126。 D類放大器100能夠用于放大輸入的音頻信號(hào)128。
圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式圖1的D類放大器100的過程200。 雖然在描述的實(shí)施方式中，過程200的單元以一種排列出現(xiàn)，但是其他實(shí) 施方式可展示其他排列，如基于這里提供的公開內(nèi)容和教導(dǎo)，將對(duì)相關(guān)領(lǐng) 域才支術(shù)人員來"i兌明顯的。例如，在各種實(shí)施方式中，過程200的一些或所 有步驟能夠以不同序列執(zhí)行，同時(shí)地執(zhí)行，等等。如另一實(shí)施例，雖然在 放大輸入的音頻信號(hào)128的方面描述D類放大器IOO,但是D類放大器100 也能用來放大其他類型的信號(hào)。
參考圖2， FIFO緩沖器104緩沖輸入的音頻信號(hào)128 (步驟202 )。輸 入的音頻信號(hào)128能夠是模擬的或數(shù)字的。去加重模塊106能夠用于通過 減少選擇的頻率的大小來提高音頻信號(hào)的信噪比(步驟204)。靜音模塊 108能夠用來消減音頻信號(hào)的音量(步驟206 )。音量控制模塊110能夠用 來控制音頻信號(hào)的音量(步驟208 )。通道混合器112能夠用來混合音頻信 號(hào)的左聲道和右聲道，例如當(dāng)音頻信號(hào)表示語音時(shí)(步驟210)。均衡器114 能夠用來均衡音頻信號(hào)(步驟212)。
升頻器116升頻取樣音頻信號(hào)(步驟214)。例如，升頻器116能夠通 過在每對(duì)音頻信號(hào)樣值之間插入零來實(shí)現(xiàn)2x升頻取樣。FIR濾波器102濾 波被升頻取樣的信號(hào)(步驟216 )。 FIR濾波器102能夠?qū)崿F(xiàn)為低通濾波器。 FIR濾波器102能夠?qū)崿F(xiàn)為以下描述的任意可變長度的FIR濾波器。
取樣模塊118能夠用來重取樣、自然取樣和擴(kuò)頻取樣音頻信號(hào)(步驟 218 )。噪聲整形器120能夠用來整形音頻信號(hào)的噪聲(步驟220 )。PWM 122 能夠用來脈寬調(diào)制音頻信號(hào)(步驟222X模擬輸出模塊124能夠用來將音 頻信號(hào)輸出到揚(yáng)聲器、頭戴式耳機(jī)等等(步驟224)。
不同的應(yīng)用對(duì)音頻放大器有不同的要求。例如，播放MP3音樂可能要 求具有100dB或更高的高信噪比(SNR)的放大器，然而放大電話交談的 人聲只要求80dB或更小的SNR。 一些設(shè)備例如移動(dòng)電話機(jī)，可同時(shí)用于 音樂播放和語音交談。這里公開的實(shí)施方式提供用單個(gè)放大器滿足不同要求的多模式放大器。
在一些實(shí)施方式中，放大器100中的一個(gè)或更多其他模塊能夠?qū)崿F(xiàn)為
具有多個(gè)操作模式的多模式模塊，操作模式依照控制器126提供的控制信 號(hào)130而被選擇。例如，當(dāng)音頻信號(hào)128表示語音時(shí)，均衡器114失效， 而當(dāng)音頻信號(hào)128表示音樂時(shí)，均衡器114激活。如另一實(shí)施例，取樣模 塊118的精度由于低帶寬音頻信號(hào)128而降低，例如通過降低擴(kuò)頻取樣中 使用的取樣鋸齒波的頻率。如另一實(shí)施例，根據(jù)控制信號(hào)130選擇噪聲整 形器120使用的濾波器的階數(shù)。如另一實(shí)施例，根據(jù)控制信號(hào)130選擇脈 寬調(diào)制器(PWM) 122的位精度。如另一實(shí)施例，根據(jù)控制信號(hào)130選擇 模擬輸出模塊124的拓樸結(jié)構(gòu)。改變多模式模塊的操作模式導(dǎo)致放大器100 的至少一個(gè)特征的可測(cè)量的改變。這些特征能包括，例如信噪比(SNR); 全諧波失真和噪聲(THD+N);輸入輸出延遲；功耗；和效率。
在一些實(shí)施方式中，多模式放大器包括可變長度的FIR濾波器。FIR 濾波器102具有多個(gè)長度，其根據(jù)控制器126提供的控制信號(hào)130而被選 擇?？刂破?126能夠根據(jù)音頻信號(hào)128的帶寬選擇濾波器102的長度。例 如，當(dāng)音頻信號(hào)128表示8kHz的語音時(shí)，控制器126能夠選擇相對(duì)短的 濾波器長度，而當(dāng)音頻信號(hào)128表示44.1kHz的CD音頻時(shí)，控制器126 能夠選擇相對(duì)長的濾波器長度。
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的濾波器模塊300。雖然在描述的實(shí) 施方式中，濾波器300的單元以一種排列出現(xiàn)，但是其他實(shí)施方式可展示 其他排列，如基于這里提供的公開內(nèi)容和教導(dǎo)，將對(duì)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員來 說是明顯的。例如，濾波器模塊300的單元能用硬件、軟件或它們的組合 實(shí)現(xiàn)。
參考圖3,濾波器模塊300包括可變長度的FIR濾波器302和濾波器 控制器304。濾波器控制器304提供控制信號(hào)306?？勺冮L度的FIR濾波 器302基于輸入信號(hào)308提供輸出信號(hào)310?？勺冮L度的FIR濾波器302 的長度依照控制信號(hào)306而被選擇?？勺冮L度的FIR濾波器302的長度表 示可變長度的FIR濾波器302的階數(shù)、可變長度的FIR濾波器302的抽頭 的數(shù)量或兩者皆有。濾波器模塊300能夠基于例如輸入信號(hào)308的特征、為可變長度的FIR 濾波器302供電的電池312的電池電平等信息提供控制信號(hào)306。輸入信 號(hào)308的特征能包括輸入信號(hào)308的類型、輸入信號(hào)308的帶寬等等。輸 入信號(hào)308的類型能夠包括語音、音樂等等。
圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的可變長度的FIR濾波器400。雖然 在描述的實(shí)施方式中，可變長度的FIR濾波器400的單元以 一種排列出現(xiàn)， 但是其他實(shí)施方式可展示其他排列，如基于這里提供的公開內(nèi)容和教導(dǎo)， 將對(duì)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員來說是明顯的。例如，可變長度的FIR濾波器400 的單元能夠用硬件、軟件或它們的組合實(shí)現(xiàn)?？勺冮L度的FIR濾波器400 能夠用來實(shí)現(xiàn)圖3的可變長度的FIR濾波器302。
參考圖4，可變長度的FIR濾波器400包括N個(gè)延遲模塊402 A-N、 N 個(gè)加法器404 A-N,和N個(gè)開關(guān)406 A-N。延遲模塊402 A接收輸入信號(hào) 408。剩余的每個(gè)延遲才莫塊402B-N接收之前的延遲沖莫塊402的輸出。每個(gè) 延遲模塊402通過固定的延遲來延遲它的輸入信號(hào)。
在一些實(shí)施方式中，可變長度的FIR濾波器400包括N個(gè)乘法器412 A-N。每個(gè)乘法器412使相應(yīng)延遲模塊402的輸出乘以各自的系數(shù)C( A-N )。 每個(gè)開關(guān)406依照控制信號(hào)414使其中一個(gè)加法器404與相應(yīng)的乘法器412 耦合。
加法器404 A接收輸入信號(hào)408，而輸出輸入信號(hào)408與乘法器412 A 的輸出的和。剩余的每個(gè)加法器404B-N輸出之前的加法器404的輸出與 相應(yīng)乘法器412的輸出的和。
控制信號(hào)414能夠由圖3的控制器304提供，并能夠?qū)崿F(xiàn)為傳輸越過 多條控制線的向量，每條控制線控制其中一個(gè)開關(guān)406。控制信號(hào)414通 過打開或閉合一個(gè)或更多個(gè)開關(guān)406來改變可變長度的FIR濾波器400的 長度，因此改變?yōu)V波器400的階數(shù)、濾波器400的抽頭的數(shù)量或兩者皆有。
圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，包括串聯(lián)連接的多個(gè)固定長度的FIR 濾波器的可變長度的FIR濾波器500。雖然在描述的實(shí)施方式，可變長度 的FIR濾波器500的單元以一種排列出現(xiàn)，但是其他的實(shí)施方式可展示其他的排列，如基于這里提供的公開內(nèi)容和教導(dǎo)，將對(duì)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員來
說是明顯的。例如，可變長度的FIR濾波器500的單元能夠用硬件、軟件 或它們的組合實(shí)現(xiàn)?？勺冮L度的FIR濾波器500能夠用來實(shí)現(xiàn)圖3的可變 長度的FIR濾波器302。
參考圖5,可變長度的FIR濾波器500包括N個(gè)固定長度的FIR濾波 器502 A-N和輸出模塊504。固定長度的FIR濾波器502能夠?qū)崿F(xiàn)為常規(guī) FIR濾波器。固定長度的FIR濾波器502能夠具有相同的長度或不同的長 度。
固定長度的FIR濾波器502 A接收輸入信號(hào)508，并基于輸入信號(hào)輸 入信號(hào)508提供經(jīng)濾波的信號(hào)506 A。剩余的每個(gè)固定長度的FIR濾波器 502 B-N接收之前的固定長度的FIR濾波器502輸出的經(jīng)濾波的信號(hào)506。 輸出模塊504依照控制信號(hào)514提供其中一個(gè)經(jīng)濾波的信號(hào)506 B-N作為 輸出信號(hào)510。控制信號(hào)514可由控制器提供，例如圖3的控制器304。
控制信號(hào)514通過選擇其中一個(gè)經(jīng)濾波的信號(hào)506提供為輸出信號(hào) 510來改變可變長度的FIR濾波器500的長度。例如，考慮N二2的情形， 固定長度的FIR濾波器502 A具有的長度為2，而固定長度的FIR濾波器 502N具有的長度為3。在這個(gè)實(shí)施例，輸出模塊504能夠通過分別提供經(jīng) 濾波的信號(hào)506 A或506N作為輸出信號(hào)510而把可變長度的FIR濾波器 500的長度調(diào)整到2或5。
圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式包括并聯(lián)連接的多個(gè)固定長度的FIR 濾波器的可變長度的FIR濾波器600。雖然在描述的實(shí)施方式中，可變長 度的FIR濾波器600的單元以一種排列出現(xiàn)，但是其他實(shí)施方式可展示其 他排列，如基于這里提供的公開內(nèi)容和教導(dǎo)，將對(duì)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員來說 是明顯的。例如，可變長度的FIR濾波器600的單元能夠用硬件、軟件或 它們的組合實(shí)現(xiàn)?？勺冮L度的FIR濾波器600能用來實(shí)現(xiàn)圖3的可變長度 的FIR濾波器302。
參考圖6，可變長度的FIR濾波器600包括N個(gè)固定長度的FIR濾波 器602 A-N和輸出模塊604。固定長度的FIR濾波器602能實(shí)現(xiàn)為常規(guī)FIR 濾波器。每個(gè)固定長度的FIR濾波器602具有不同的長度。每個(gè)固定長度的FIR濾波器602 A-N接收輸入信號(hào)608，并基于輸入 信號(hào)輸入信號(hào)608提供各自的經(jīng)濾波的信號(hào)606 A-N。輸出模塊604依照 控制信號(hào)614提供經(jīng)濾波的信號(hào)606 B-N中之一作為輸出信號(hào)610?？刂?信號(hào)614可由控制器提供，例如圖3的控制器304。
控制信號(hào)614通過選擇其中一個(gè)經(jīng)濾波的信號(hào)606提供為輸出信號(hào) 610來改變可變長度的FIR濾波器600的長度。例如，考慮N=2的情形， 固定長度的FIR濾波器602 A具有的長度為2，而固定長度的FIR濾波器 602N具有的長度為4。在這個(gè)實(shí)施例，輸出模塊604通過分別提供經(jīng)濾波 的信號(hào)606 A或606 N作為輸出信號(hào)610而把可變長度的FIR濾波器600 的長度調(diào)整到2或4。
D類放大器500能夠在便攜設(shè)備中實(shí)現(xiàn)，例如移動(dòng)電話機(jī)，等等。例 如，圖7顯示包括根據(jù)一種實(shí)施方式圖5的D類放大器500的移動(dòng)電話機(jī) 700。雖然在描述的實(shí)施方式，移動(dòng)電話機(jī)700的單元以一種排列出現(xiàn)， 但是其他實(shí)施方式可展示其他排列，如基于這里提供的公開內(nèi)容和教導(dǎo)， 將對(duì)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員來說是明顯的。例如，移動(dòng)電話機(jī)700的單元能夠 用硬件、軟件或它們的組合實(shí)現(xiàn)。
參考圖7，移動(dòng)電話才幾700包括D類》文大器500、天線702、前端706、 存儲(chǔ)器712、媒體播放器714、音頻開關(guān)718、揚(yáng)聲器720和鍵區(qū)722。當(dāng) 然，移動(dòng)電話機(jī)700能夠包括其他單元，例如麥克風(fēng)、顯示器，等等，但 是為了清楚起見，這些單元未在圖7中顯示。
圖8顯示#4居本發(fā)明的實(shí)施方式圖7的移動(dòng)電話才幾700的過程。雖然 在描述的實(shí)施方式，過程800的單元以一種排列出現(xiàn)，但是其他實(shí)施方式 可展示其他排列，如基于這里提供的公開內(nèi)容和教導(dǎo)，將對(duì)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù) 人員來說是明顯的。例如，在各種實(shí)施方式中，過程800的一些或所有步 驟能夠用不同的序列執(zhí)行，同時(shí)地執(zhí)行，等等。
參考圖8,天線702接收表示語音音頻信號(hào)708的無線信號(hào)704 (步 驟802 )。前端706從無線信號(hào)704中恢復(fù)語音音頻信號(hào)708 (步驟804 )。 存儲(chǔ)器712存儲(chǔ)一個(gè)或更多個(gè)音樂文件。i某體播放器714作為音樂音頻信 號(hào)播放音樂文件(步驟806)。音頻開關(guān)718向放大器500提供語音信號(hào)708或音樂信號(hào)716 (步驟808 )。開關(guān)718能夠根據(jù)鍵區(qū)722產(chǎn)生的鍵區(qū) 信號(hào)724操作。
放大器500放大音頻開關(guān)718提供的信號(hào)(步驟810)。再次參考圖5， 控制器526選擇可變長度的FIR濾波器502的長度?？刂破?26能夠基于 鍵區(qū)信號(hào)724，通過檢測(cè)音頻信號(hào)的帶寬等等，來選擇濾波器的長度。當(dāng) 放大器500包括其他多模式模塊時(shí)，控制器526也還能選擇多模式模塊的 操作模式。再次參考圖8,放大器500將放大的音頻信號(hào)提供給揚(yáng)聲器720 (步驟812)。
本發(fā)明的實(shí)施方式能夠用數(shù)字電子電路、或用計(jì)算機(jī)硬件、固件、軟 件或它們的組合實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的裝置能夠用明確地包含在機(jī)器可讀的存儲(chǔ) 設(shè)備中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)，以由可編程處理器執(zhí)行；以及本發(fā)明的方 法步驟能夠由執(zhí)行指令程序的可編程處理器實(shí)現(xiàn)，以通過對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行 操作并產(chǎn)生輸出來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能。本發(fā)明能夠用可編程系統(tǒng)上可執(zhí)行 的一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)程序有利地實(shí)現(xiàn)，可編程系統(tǒng)包括耦合為從數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)和指令并傳輸數(shù)據(jù)和指令到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的至少一個(gè)可 編程處理器、至少一個(gè)輸入設(shè)備和至少一個(gè)輸出設(shè)備。每個(gè)計(jì)算機(jī)程序能 夠用高級(jí)程序或面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)，或若期望以匯編語言或機(jī) 器語言實(shí)現(xiàn)；以及在任何情形，語言能夠是被編譯的語言或解釋語言。舉 例來說，合適的處理器同時(shí)包括通用和專用微處理器。 一般地，處理器將 從只讀存儲(chǔ)器和/或隨機(jī)存取存儲(chǔ)器接收指令或數(shù)據(jù)。 一般地，計(jì)算機(jī)將包 括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件的一個(gè)或更多個(gè)大容量存儲(chǔ)設(shè)備；這種設(shè)備包括磁 盤，例如內(nèi)部硬盤和可移動(dòng)盤；磁光盤；和光盤。適合明確地包含計(jì)算機(jī) 程序指令和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備包括所有形式的非易失性存儲(chǔ)器，舉例來說， 包括半導(dǎo)體存儲(chǔ)器設(shè)備，例如EPROM、 EEPROM和閃存設(shè)備；磁盤，例 如內(nèi)部硬盤和可移動(dòng)盤；》茲光盤；和CD-ROM盤。前述的任一個(gè)可通過 ASIC (專用集成電路)補(bǔ)充或包含在ASIC中。
已經(jīng)描述了發(fā)明的許多種實(shí)現(xiàn)。然而，應(yīng)該理解可進(jìn)行各種更改而不 背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，其他實(shí)現(xiàn)處于以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多模式音頻放大器，包括模式控制器，其適合提供控制信號(hào)；以及至少一個(gè)多模式模塊，其中每個(gè)所述多模式模塊具有多個(gè)操作模式，其中所述操作模式依照所述控制信號(hào)而被選擇，其中改變所述操作模式導(dǎo)致所述多模式音頻放大器的至少一個(gè)特征的可測(cè)量的改變；其中所述多模式音頻放大器的所述特征由下述組成信噪比(SNR)；全諧波失真和噪聲(THD+N)；輸入輸出延遲；功耗；以及效率。
2. 如權(quán)利要求1所述的放大器，其中，所述至少一個(gè)多模式模塊包括 下述中至少一個(gè)均衡器；取樣模塊；噪聲整形器；脈寬調(diào)制器；以及模擬輸出模塊。
3. —種便攜設(shè)備，其包括權(quán)利要求1所述的放大器。
4. 一種移動(dòng)電話機(jī)，其包括權(quán)利要求1所述的放大器。
5. 如權(quán)利要求1所述的放大器，進(jìn)一步包括可變長度的有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波器，其適合基于輸入信號(hào)提供 輸出信號(hào)，其中所述可變長度的FIR濾波器的長度依照所述控制信號(hào)而被選擇，其中所述可變長度的FIR濾波器的所述長度表示下述中至少一個(gè)所述可變長度的FIR濾波器的階數(shù)，以及 所述可變長度的FIR濾波器的抽頭的數(shù)量。
6. —種多模式音頻放大器，包括 用于提供控制信號(hào)的裝置；以及用于以多個(gè)模式操作的至少一個(gè)多模式模塊裝置，其中每個(gè)所述模塊 裝置具有多個(gè)模式，其中所述模式依照所述控制信號(hào)而被選擇，其中改變 所述模式導(dǎo)致所述多模式音頻放大器的至少一個(gè)特征的可測(cè)量的改變；其中所述多模式音頻放大器的所述特征由下述組成信噪比(SNR);全諧波失真和噪聲(THD+N);輸入輸出延遲；功庫毛；以及效率。
7. 如權(quán)利要求6所述的放大器，其中，所述至少一個(gè)多模式模塊裝置 包括下述中至少一個(gè)均衡器；取樣模塊；噪聲整形器；脈寬調(diào)制器；以及模擬輸出模塊。
8. —種便攜設(shè)備，其包括權(quán)利要求6所述的放大器。
9. 一種移動(dòng)電話機(jī)，其包括權(quán)利要求6所述的放大器。
10. 如權(quán)利要求6所述的放大器，進(jìn)一步包括用于基于輸入信號(hào)提供輸出信號(hào)的濾波器裝置，其中所述濾波器裝置的長度依照所述控制信號(hào)而被選擇，其中所述濾波器裝置的所述長度表示下述中至少一個(gè)所述濾波器裝置的階數(shù)，以及 所述濾波器裝置的抽頭的數(shù)量。
11. 一種裝置，包括濾波器控制器，其適合提供控制信號(hào)；以及可變長度的有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波器，其適合基于輸入信號(hào)提供 輸出信號(hào)，其中所述可變長度的FIR濾波器的長度依照所述控制信號(hào)而被 選擇，其中所述可變長度的FIR濾波器的所述長度表示下述中至少一個(gè)所述可變長度的FIR濾波器的階數(shù)，以及所述可變長度的FIR濾波器的抽頭的數(shù)量。
12. 如權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述可變長度的FIR濾波器包括多個(gè)固定長度的FIR濾波器，其中每個(gè)所述固定長度的FIR濾波器適 合基于所述輸入信號(hào)提供各自的經(jīng)濾波的信號(hào)，并進(jìn)一步，其中每個(gè)所述 固定長度的FIR濾波器具有不同的長度；以及輸出模塊，其適合依照所述控制信號(hào)，提供所述經(jīng)濾波的信號(hào)中之一 作為所述輸出信號(hào)。
13. 如權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述可變長度的FIR濾波器包括第一 固定長度的FIR濾波器，其適合基于所述輸入信號(hào)提供第一經(jīng)濾 波的信號(hào)；第二固定長度的FIR濾波器，其適合基于所述第一經(jīng)濾波的信號(hào)提供 第二經(jīng)濾波的信號(hào)；以及輸出模塊，其適合依照所述控制信號(hào)，提供所述第一經(jīng)濾波的信號(hào)和 所述第二經(jīng)濾波的信號(hào)中之一作為所述輸出信號(hào)。
14. 如權(quán)利要求11所述的裝置其中所述濾波器控制器基于下述中至少一個(gè)來提供所述控制信號(hào) 所述輸入信號(hào)的特征，以及為所述可變長度的FIR濾波器供電的電池的電池電平。
15. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述輸入信號(hào)的所述特征包括下 述中至少一個(gè)所述輸入信號(hào)的類型；以及所述輸入信號(hào)的帶寬。
16. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述輸入信號(hào)的類型包括下述 中至少一個(gè)語音；以及音樂。
17. —種放大器，其包括權(quán)利要求11所述的裝置。
18. 如權(quán)利要求17所述的放大器，進(jìn)一步包括至少 一個(gè)多模式模塊，其中每個(gè)所述多模式模塊具有多個(gè)操作模式， 并且其中所述操作模式依照所述控制信號(hào)而被選擇。
19. 如權(quán)利要求18所述的放大器，其中，所述至少一個(gè)多模式模塊包 括下述中至少一個(gè)均衡器；取樣模塊；噪聲整形器；脈寬調(diào)制器；以及模擬輸出模塊。
20. —種便攜設(shè)備，其包括權(quán)利要求17所述的放大器。
21. —種移動(dòng)電話機(jī)，其包括權(quán)利要求17所述的放大器。
22. —種裝置，包括用于提供控制信號(hào)的濾波器控制裝置；以及用于基于輸入信號(hào)提供輸出信號(hào)的濾波器裝置，其中所述濾波器裝置 的長度依照所述控制信號(hào)而被選擇，其中所述濾波器裝置的所述長度表示 下述中至少一個(gè)所述濾波器裝置的階數(shù)，以及所述濾波器裝置的抽頭的數(shù)量。
23. 如權(quán)利要求22所述的裝置，其中，所述濾波器裝置包括用于基于所述輸入信號(hào)提供各自的經(jīng)濾波的信號(hào)的多個(gè)濾波器裝置， 其中每個(gè)所述濾波器裝置具有不同的長度；以及輸出裝置，用于依照所述控制信號(hào)，提供所述經(jīng)濾波的信號(hào)中之一作 為所述輸出信號(hào)。
24. 如權(quán)利要求22所述的裝置，其中，所述濾波器裝置包括第一濾波器裝置，用于基于所述輸入信號(hào)提供第一經(jīng)濾波的信號(hào)；第二濾波器裝置，用于基于所述第一經(jīng)濾波的信號(hào)提供第二經(jīng)濾波的 信號(hào)；以及輸出裝置，用于依照所述控制信號(hào)，提供所述第一經(jīng)濾波的信號(hào)和所 述第二經(jīng)濾波的信號(hào)中之一作為所述輸出信號(hào)。
25. 如權(quán)利要求22所述的裝置其中所述濾波器控制裝置基于下述中至少 一個(gè)來提供所述控制信號(hào) 所述輸入信號(hào)的特征，以及 為所述濾波器裝置供電的電池的電池電平。
26. 如權(quán)利要求25所述的裝置，其中所述輸入信號(hào)的所述特征包括下 述中至少一個(gè)所述輸入信號(hào)的類型；以及所述輸入信號(hào)的帶寬。
27. 如權(quán)利要求26所述的裝置，其中，所述輸入信號(hào)的類型包括下述 中至少一個(gè)語音；以及 音樂。
28. —種放大器，其包括權(quán)利要求22所述的裝置。
29. 如權(quán)利要求28所述的放大器，進(jìn)一步包括用于以多個(gè)模式操作的至少一個(gè)多模式模塊裝置，其中每個(gè)所述模塊 裝置具有多個(gè)操作模式，其中所述搡作模式依照所述控制信號(hào)而被選擇， 其中改變所述操作模式導(dǎo)致所述多模式音頻放大器的至少一個(gè)特征的可 測(cè)量的改變。
30. 如權(quán)利要求29所述的放大器，其中，所述至少一個(gè)多模式模塊裝 置包括下述中至少一個(gè)用于均衡的裝置； 用于取樣的裝置；用于噪聲整形的裝置； 用于脈寬調(diào)制的裝置；以及 用于模擬輸出的裝置。
31. —種便攜設(shè)備，其包括權(quán)利要求28所述的放大器。
32. —種移動(dòng)電話機(jī)，其包括權(quán)利要求28所述的放大器。
全文摘要
一種多模式音頻放大器包括模式控制器，其適合提供控制信號(hào)；和至少一個(gè)多模式模塊，其中每個(gè)多模式模塊具有多個(gè)操作模式，其中操作模式依照控制信號(hào)而被選擇，其中改變操作模式導(dǎo)致多模式音頻放大器的至少一個(gè)特征的可測(cè)量的改變；其中多模式音頻放大器的特征由信噪比(SNR)、全諧波失真和噪聲(THD+N)、輸入輸出延遲、功耗和效率組成。
文檔編號(hào)H03H17/02GK101682301SQ200880017466
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月25日
發(fā)明者吳子寧 申請(qǐng)人:馬維爾國際貿(mào)易有限公司