專(zhuān)利名稱(chēng)：信號(hào)電平檢測(cè)裝置和方法,以及信號(hào)電平指示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及信號(hào)電平檢測(cè)裝置和方法，具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及檢測(cè)通過(guò)Δ-∑調(diào)制得到的1比特?cái)?shù)字信號(hào)的電平的裝置和方法，以及指示信號(hào)電平檢測(cè)器所檢測(cè)的信號(hào)電平的裝置。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的光盤(pán)(CD)中，采樣頻率fs大約為44.1kHz，對(duì)于每個(gè)信道，用PCM方法將一個(gè)樣本記錄為16比特的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。業(yè)已提出一種所謂的超級(jí)音頻光盤(pán)(SACD)，其中用通過(guò)DSD(直接流式數(shù)字)方法產(chǎn)生的很高的采樣頻率(例如是普通CD中的采樣頻率fs的64倍)記錄1比特音頻流數(shù)據(jù)。
通過(guò)用64fs對(duì)輸入信號(hào)的Δ-∑調(diào)制進(jìn)行過(guò)采樣，產(chǎn)生一個(gè)1比特音頻數(shù)字信號(hào)。在采用PCM方法的CD中，再將這1比特音頻數(shù)字信號(hào)抽選為一個(gè)多比特PCM碼。然而，在采用DSD方法的SACD中，直接將這1比特音頻數(shù)字信號(hào)記錄在SACD上。
記錄在SACD上的1比特音頻信號(hào)的頻帶大約為100kHz。這個(gè)頻帶比在CD中采用的PCM方法得到的信號(hào)的頻帶要寬一些。
在重放以這樣寬的頻帶記錄有與CD中同樣的音頻信號(hào)的SACD時(shí)，可以再現(xiàn)人耳可以聽(tīng)得到的一些頻率比較低的聲分量。例如，即使在用一個(gè)諸如家庭音頻播放機(jī)之類(lèi)的沒(méi)有豐富的聲壓頻率響應(yīng)的播放機(jī)播放SACD時(shí)，可以重放記錄在SACD上的人耳可以聽(tīng)得到的聲音。然而，人耳幾乎不能聽(tīng)到從SACD重放的諸如20kHz或者更高的高頻聲分量。在從SACD重放一個(gè)包括高頻的寬帶音頻信號(hào)時(shí)，人耳聽(tīng)得到這個(gè)音頻信號(hào)在低頻帶內(nèi)的聲分量，但是聽(tīng)不到在高頻帶內(nèi)的聲分量。
在從一個(gè)包括高到諸如100kHz左右的高頻率的聲分量、而且人耳聽(tīng)不到的高頻帶內(nèi)的聲分量的聲電平高于低頻帶內(nèi)的聲分量的聲電平的聲源重放音頻信號(hào)時(shí)，考慮到人耳的能力而提高用來(lái)重放音頻信號(hào)的音頻播放機(jī)的重放電平使得人耳可以聽(tīng)得到的低頻帶內(nèi)的聲分量達(dá)到充分高的聲壓電平，將導(dǎo)致在該高重放電平使高頻帶內(nèi)的聲分量的聲壓電平提高。由于人耳聽(tīng)不到任何在這個(gè)高頻帶內(nèi)的聲分量，因此可能將重放電平提高到超過(guò)音頻播放機(jī)的能力，導(dǎo)致音頻播放機(jī)的功率放大器和揚(yáng)聲器很可能負(fù)荷過(guò)大，在有些情況下會(huì)遭到損害。
因此，在設(shè)計(jì)成重放包括從低頻到諸如100kHz的高頻的寬頻帶內(nèi)的音頻信號(hào)(諸如記錄在SACD上的音頻信號(hào))的播放機(jī)內(nèi)，或者在記錄這樣的音頻信號(hào)的記錄機(jī)以及制造諸如光盤(pán)之類(lèi)的媒體的設(shè)備內(nèi)，應(yīng)該提供監(jiān)視人耳很難感覺(jué)的聲分量的聲電平的功能。
另一方面，與用傳統(tǒng)的PCM方法得到的多比特?cái)?shù)字信號(hào)不同，用Δ-∑調(diào)制得到的1比特?cái)?shù)字信號(hào)還包括超出人耳聽(tīng)得到的頻率的音頻帶的頻率分量。因此，如果還是象原來(lái)那樣，就不能知道1比特?cái)?shù)字信號(hào)的電平。通常地，為了知道一個(gè)信號(hào)的電平，用一個(gè)數(shù)字濾波器僅提取信號(hào)的一個(gè)必需的頻率分量，再根據(jù)這樣提取的數(shù)據(jù)指示信號(hào)的電平。
然而，在采用數(shù)字濾波器時(shí)，同樣的輸入信號(hào)可能得到不同的輸出，這取決于數(shù)字濾波器是怎樣設(shè)計(jì)的，也就是取決于數(shù)字濾波器的類(lèi)型、因數(shù)和計(jì)算字長(zhǎng)。例如，由于很難唯一確定信號(hào)的電平，因此送至一個(gè)播放機(jī)的同樣的信號(hào)的指示可能由于設(shè)備不同而不同。由于數(shù)字濾波器用了乘法器和加法器，因此它的電路很可能是復(fù)雜的，規(guī)模也大，這將導(dǎo)致制造成本高和電路的功率消耗大。
此外，如果將數(shù)字濾波器嚴(yán)格地設(shè)計(jì)成從一個(gè)輸入得出完全相同的輸出，那么它在性能和制造成本方面不大靈活，因此產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)際上將是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是通過(guò)提供一種用一個(gè)簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)檢測(cè)1比特?cái)?shù)字信號(hào)的電平的裝置和方法來(lái)克服相關(guān)技術(shù)的上述缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于指示信號(hào)電平檢測(cè)器所檢測(cè)的信號(hào)電平的信號(hào)電平指示裝置，這種信號(hào)電平指示裝置能解決1比特?cái)?shù)字信號(hào)的電平指示因裝置的類(lèi)型不同而不同的常規(guī)問(wèn)題。
以上目的可以通過(guò)配置一種按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的信號(hào)電平檢測(cè)器達(dá)到。這種信號(hào)電平檢測(cè)器包括一個(gè)被相繼提供通過(guò)Δ-∑調(diào)制得到的1比特?cái)?shù)字信號(hào)、并對(duì)包括預(yù)定數(shù)量1比特?cái)?shù)字信號(hào)的1比特?cái)?shù)字信號(hào)行(row)內(nèi)的零(0)或一(1)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)裝置。
在上述信號(hào)電平檢測(cè)器中，根據(jù)計(jì)數(shù)裝置所計(jì)的零(0)或一(1)的個(gè)數(shù)檢測(cè)1比特?cái)?shù)字信號(hào)的電平。
此外，以上目的可以用一種按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的信號(hào)電平檢測(cè)方法達(dá)到。這種方法包括下列步驟相繼接收通過(guò)Δ-∑調(diào)制得到的1比特?cái)?shù)字信號(hào)，對(duì)包括預(yù)定數(shù)量1比特?cái)?shù)字信號(hào)的1比特?cái)?shù)字信號(hào)行內(nèi)的零(0)或一(1)進(jìn)行計(jì)數(shù)；以及根據(jù)在計(jì)數(shù)步驟中所計(jì)的零(0)或一(1)的個(gè)數(shù)檢測(cè)所述1比特?cái)?shù)字信號(hào)的電平。
此外，以上目的可以通過(guò)配置一種按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的信號(hào)電平指示裝置達(dá)到。這種信號(hào)電平指示裝置包括一個(gè)被相繼提供通過(guò)Δ-∑調(diào)制得到的1比特?cái)?shù)字信號(hào)的計(jì)數(shù)裝置，所述計(jì)數(shù)裝置對(duì)包括預(yù)定數(shù)量1比特?cái)?shù)字信號(hào)的1比特?cái)?shù)字信號(hào)行內(nèi)的零(0)或一(1)進(jìn)行計(jì)數(shù)；以及用于指示根據(jù)所述計(jì)數(shù)裝置提供的計(jì)數(shù)結(jié)果所檢測(cè)的信號(hào)電平的裝置。
從以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式的詳細(xì)說(shuō)明中可以更清楚地看到本發(fā)明的這些和其他一些目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1為按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種光盤(pán)播放機(jī)的方框圖。
圖2為Δ-∑調(diào)制器的方框圖。
圖3為按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的光盤(pán)播放機(jī)內(nèi)包括的電平指示裝置的方框圖。
圖4為流動(dòng)平均數(shù)濾波器的方框圖。
圖5示出了流動(dòng)平均數(shù)濾波器的頻率響應(yīng)。
圖6示出了在具有n個(gè)數(shù)據(jù)(n＝28)的序列內(nèi)一(1)的個(gè)數(shù)m和數(shù)據(jù)的相應(yīng)信號(hào)電平A。
圖7為按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的電平指示裝置的一種變型的方框圖。
圖8為按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種光盤(pán)記錄機(jī)的方框圖。
圖9為按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種光盤(pán)編輯裝置的方框圖。
本發(fā)明的最佳實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
現(xiàn)在來(lái)看圖1，圖中以方框圖形式例示了按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的一個(gè)配有電平指示裝置的光盤(pán)播放機(jī)的實(shí)施例。
為了由一個(gè)與作為記錄媒體的超級(jí)音頻光盤(pán)(SACD)兼容的唱盤(pán)播放機(jī)組成一個(gè)光盤(pán)播放機(jī)，或者用數(shù)/模(D/A)變換器、放大器等與該唱光盤(pán)播放機(jī)一起組成一個(gè)光盤(pán)播放系統(tǒng)，所希望的是配置一個(gè)還可以用來(lái)監(jiān)視人耳不能感覺(jué)的高頻聲音的電平表。為了組成采用SACD的唱盤(pán)播放機(jī)或者作為家電設(shè)備的光盤(pán)播放系統(tǒng)，必須配置一個(gè)諸如電平表之類(lèi)的電平指示裝置，以使唱盤(pán)播放機(jī)和唱盤(pán)播放系統(tǒng)不會(huì)很不經(jīng)濟(jì)。
為了滿足以上要求，按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的光盤(pán)播放機(jī)包括一個(gè)如圖1中所示的電平指示裝置11。這個(gè)電平指示裝置11指示從SACD 1重放的1比特音頻信號(hào)的電平。電平指示裝置11的結(jié)構(gòu)和功能將在稍后詳細(xì)說(shuō)明。
在詳細(xì)說(shuō)明按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的光盤(pán)播放機(jī)前，首先對(duì)作為在光盤(pán)播放機(jī)中播放的記錄媒體的SACD 1進(jìn)行說(shuō)明。
SACD 1中直接記錄了通過(guò)對(duì)來(lái)自聲源的音頻信號(hào)進(jìn)行Δ-∑調(diào)制而得到的1比特音頻信號(hào)。圖2示出了這種產(chǎn)生1比特音頻信號(hào)的Δ-∑調(diào)制器。如圖所示，Δ-∑調(diào)制器包括加法器15、1比特量化器16和積分器17。在Δ-∑調(diào)制器中，加法器15確定通過(guò)加法器15的輸入端15a提供的模擬信號(hào)與1比特輸出信號(hào)的累計(jì)值(∑)之差(Δ)，將它提供給1比特量化器16。輸出信號(hào)包括一些分別表示作為實(shí)際值的-1和+1的邏輯零(0)和邏輯一(1)。積分器17將1比特輸出信號(hào)累加起來(lái)，輸出一個(gè)跟隨模擬輸入信號(hào)的值的累加值。每當(dāng)1比特量化器16產(chǎn)生一個(gè)比特，它就將累加值加1或減1。采樣頻率高到可以產(chǎn)生一系列其累加值將跟隨模擬輸入信號(hào)的輸出比特。例如，采樣頻率為64fs(fs(＝44.1kHz)的64倍)。在加法器15的輸出端15b上給出一個(gè)64fs的1比特?cái)?shù)字音頻信號(hào)。Δ-∑調(diào)制器輸出的這個(gè)64fs的1比特?cái)?shù)字音頻信號(hào)被記錄到SACD1上。
在圖1所示的光盤(pán)播放機(jī)中，SACD 1例如由一個(gè)主軸電動(dòng)機(jī)(M)7以恒定線速度(CLV)轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸電動(dòng)機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)的SACD 1由一個(gè)配置在沿SACD 1徑向移動(dòng)的光傳感器2內(nèi)的光源發(fā)出的讀取激光對(duì)其信號(hào)記錄區(qū)進(jìn)行掃描。投射到SACD 1上再?gòu)腟ACD 1上反射的激光由一個(gè)配置在光傳感器2內(nèi)的光檢測(cè)器檢測(cè)，從而讀出記錄在SACD 1上的1比特音頻信號(hào)。光傳感器2讀出的信號(hào)提供給RF放大器3。RF放大器3輸出的RF信號(hào)送至前端處理器4，進(jìn)行解調(diào)和糾錯(cuò)，產(chǎn)生具有例如為2064字節(jié)的固定長(zhǎng)度的扇區(qū)數(shù)據(jù)。扇區(qū)數(shù)據(jù)送至配置在前端處理器4下游的音頻解碼器5。
音頻解碼器5從前端處理器4逐個(gè)接收具有2064個(gè)字節(jié)的固定長(zhǎng)度的扇區(qū)數(shù)據(jù)，分析從每個(gè)扇區(qū)的頂端開(kāi)始的音頻字頭，將數(shù)據(jù)以1/75秒的幀為單位記錄至一個(gè)內(nèi)部或外部?jī)?chǔ)存器的每個(gè)塊。
以幀為單位記錄在內(nèi)部或外部?jī)?chǔ)存器的每個(gè)塊內(nèi)的數(shù)據(jù)送至配置在音頻解碼器5內(nèi)的壓縮解碼器(未示出)，予以解碼。經(jīng)解碼的數(shù)據(jù)根據(jù)需要在淡入淡出器內(nèi)淡入淡出后由D/A變換器8變換成一個(gè)模擬音頻信號(hào)，再?gòu)妮敵龆?提供給外部放大器、揚(yáng)聲器等。音頻解碼器5還將經(jīng)解碼的1比特音頻信號(hào)提供給電平指示裝置11。
RF放大器3還根據(jù)光傳感器2檢測(cè)到的讀出信號(hào)產(chǎn)生跟蹤誤差信號(hào)和聚焦誤差信號(hào)，提供給伺服信號(hào)處理電路6。根據(jù)來(lái)自RF放大器3的跟蹤和聚焦誤差信號(hào)，伺服信號(hào)處理電路6移動(dòng)將光傳感器2發(fā)出的讀取激光聚集起來(lái)引導(dǎo)到SACD 1的信號(hào)記錄面上的物鏡。隨著分別與聚焦和跟蹤誤差信號(hào)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流提供給一個(gè)諸如操控物鏡的致動(dòng)器之類(lèi)的物鏡驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，物鏡在與它的光軸平行的聚焦方向和在與光軸正交的跟蹤方向上移動(dòng)。當(dāng)物鏡根據(jù)聚焦和跟蹤誤差信號(hào)移動(dòng)時(shí)，使光傳感器2內(nèi)的光源發(fā)出的讀取激光聚焦在SACD 1的信號(hào)記錄面上，控制成跟隨在SACD 1上形成的記錄音軌。此外，伺服信號(hào)處理電路6還控制主軸電動(dòng)機(jī)7的旋轉(zhuǎn)。
音頻解碼器5、伺服信號(hào)處理電路6等在控制器10的控制下進(jìn)行工作?？刂破?0連接有一個(gè)用戶操作單元14?？刂破?0包括一個(gè)稍后將詳細(xì)說(shuō)明的電平檢測(cè)器12。
電平指示裝置11包括檢測(cè)來(lái)自音頻解碼器5的1比特?cái)?shù)字信號(hào)的電平的電平檢測(cè)器12和指示電平檢測(cè)器12所檢測(cè)的信號(hào)電平的指示器單元13。
電平檢測(cè)器12被提供一個(gè)從SACD 1讀出的1比特?cái)?shù)字信號(hào)的序列，并對(duì)包括在一個(gè)由n個(gè)1比特?cái)?shù)字信號(hào)組成的1比特?cái)?shù)字信號(hào)行內(nèi)的零(0)或一(1)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以檢測(cè)1比特?cái)?shù)字信號(hào)的電平。
圖3詳細(xì)示出了包括電平檢測(cè)器12和指示器單元13的電平指示裝置11。
電平檢測(cè)器12包括一個(gè)存儲(chǔ)1比特?cái)?shù)字信號(hào)行的移位寄存器23、一個(gè)對(duì)1比特?cái)?shù)字信號(hào)行內(nèi)的零(0)和一(1)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器24、以及一個(gè)將計(jì)數(shù)器24提供的計(jì)數(shù)結(jié)果與一個(gè)內(nèi)建的轉(zhuǎn)換表進(jìn)行比較的比較器25。指示器單元13包括四個(gè)指示器131、132、133和134，例如按比較器25提供的比較結(jié)果相應(yīng)接通。移位寄存器23對(duì)音頻解碼器5通過(guò)輸入端21提供的1比特音頻信號(hào)進(jìn)行移位，以存儲(chǔ)一個(gè)包括預(yù)定n個(gè)1比特?cái)?shù)字信號(hào)的1比特?cái)?shù)字信號(hào)行。計(jì)數(shù)器24對(duì)包括在移位寄存器23所存儲(chǔ)的1比特?cái)?shù)字信號(hào)行內(nèi)的零(0)和一(1)進(jìn)行計(jì)數(shù)。比較器25將計(jì)數(shù)器24的計(jì)數(shù)結(jié)果與一些在稍后將予以說(shuō)明的存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器26內(nèi)的轉(zhuǎn)換表內(nèi)的值進(jìn)行比較，以提供一個(gè)用于確定接通指示器單元13內(nèi)的哪一個(gè)指示器的電平A(dB)。
下面將說(shuō)明如上構(gòu)成的電平指示裝置11的工作情況。
首先，移位寄存器23和計(jì)數(shù)器24由控制器10通過(guò)接線端22提供的復(fù)位信號(hào)復(fù)位。復(fù)位信號(hào)被消除后，每當(dāng)輸入端21提供一個(gè)1比特音頻信號(hào)，計(jì)數(shù)器24就監(jiān)視移位寄存器23的輸出，以統(tǒng)計(jì)移位寄存器23內(nèi)有多少個(gè)零(0)和一(1)。
計(jì)數(shù)器24所統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)發(fā)送給比較器25，后者根據(jù)該數(shù)據(jù)并參照存儲(chǔ)器26內(nèi)的轉(zhuǎn)換表定位電平A(dB)的值，從而確定需接通哪一個(gè)指示器。
下面將說(shuō)明電平檢測(cè)器12的工作情況。
模擬輸入波形越正，Δ-∑調(diào)制器產(chǎn)生的1比特?cái)?shù)字信號(hào)輸出為一(1)的次數(shù)越多。相反，模擬輸入波形越負(fù)，1比特?cái)?shù)字信號(hào)輸出為零(0)的次數(shù)越多。在零點(diǎn)，幾乎交替地輸出零(0)和一(1)，即輸出零(0)和一(1)的次數(shù)相同。因此，模擬輸入波形的振幅的變化分別由像脈沖密度那樣的一和零的密度表示。
因此，列出同樣多的一(1)和零(0)的一行數(shù)據(jù)，例如“0101010101010101010101010101”，是PCM方法中的“0”。類(lèi)似，一(1)比零(0)多的一行數(shù)據(jù)表示一個(gè)正信號(hào)電平，而零(0)比一(1)多的一行數(shù)據(jù)表示一個(gè)負(fù)信號(hào)電平。
此外，一行全為“1”的數(shù)據(jù)表示最大的正信號(hào)電平，而一行全為“0”的數(shù)據(jù)表示最大的負(fù)信號(hào)電平。
這里，假設(shè)一個(gè)具有n個(gè)數(shù)據(jù)的序列包括m個(gè)一(1)。這個(gè)信號(hào)的調(diào)制因數(shù)η表示為η＝|2m-n|/n
例如，在m＝n或m＝0時(shí)，調(diào)制因數(shù)η為100％。在m＝(3/4)n或(1/4)n時(shí)，調(diào)制因數(shù)η為50％。在m＝n/2時(shí)，調(diào)制因數(shù)η為0％。
由于聲電平被認(rèn)為是與調(diào)制因數(shù)η成正比，因此假設(shè)調(diào)制因數(shù)η為50％相應(yīng)于0dB，聲電平A就表示為A(dB)＝20log{|2(2m-n)|/n}注意，對(duì)包括在一個(gè)如上所述長(zhǎng)度為n的數(shù)據(jù)行內(nèi)的一(1)進(jìn)行計(jì)數(shù)要使用一個(gè)如圖4所示的長(zhǎng)度為n的流動(dòng)平均數(shù)濾波器。這個(gè)流動(dòng)平均數(shù)濾波器包括n個(gè)對(duì)輸入數(shù)據(jù)Din A移位的觸發(fā)器FF 511、512、513、...、51n-2、51n-1和51n和一個(gè)將n個(gè)FF的輸出加在一起以給出流動(dòng)平均數(shù)濾波器輸出Fout的加法器52。
注意，在數(shù)據(jù)行的采樣周期為在超級(jí)音頻CD(SACD)中所用的44.1kHz×64＝2.8244MHz而濾波器長(zhǎng)度n＝28時(shí)，流動(dòng)平均數(shù)濾波器的頻率響應(yīng)如圖5所示。也就是說(shuō)，圖4所示的流動(dòng)平均數(shù)濾波器使信號(hào)電平在頻率50kHz附近降低3dB左右，即是一個(gè)100kHz左右的濾波器。換句話說(shuō)，通過(guò)對(duì)包括在一個(gè)具有28個(gè)數(shù)據(jù)的序列內(nèi)的零(0)或一(1)計(jì)數(shù)，可以只檢查在100kHz左右的頻率處的信號(hào)電平。
圖6示出了在序列內(nèi)的數(shù)據(jù)數(shù)n＝28時(shí)的一(1)的個(gè)數(shù)m與信號(hào)電平值A(chǔ)的關(guān)系，也就是轉(zhuǎn)換表的內(nèi)容。信號(hào)電平值A(chǔ)是對(duì)數(shù)值。
在圖3所示的電平檢測(cè)器12內(nèi)的計(jì)數(shù)器24的計(jì)數(shù)高于21或低于7時(shí)，指示器單元13內(nèi)的指示器132接通。指示器132相應(yīng)于+0dB，它可以指示輸入信號(hào)電平高于+0dB。
如上所述，由于重放Δ-∑調(diào)制得到的1比特?cái)?shù)字信號(hào)的光盤(pán)播放機(jī)采用信號(hào)的調(diào)制因數(shù)檢查信號(hào)電平，因此圖3所示的電平指示裝置11不需要乘法器和加法器，從而設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單。由于電路簡(jiǎn)化，這種電平指示裝置11能以較低的成本制造，而且工作時(shí)的功率消耗較小。按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的電平指示裝置11可以不是任何專(zhuān)用電路，而用一個(gè)CPU及其軟件形成。因此，它的結(jié)構(gòu)本身可以設(shè)計(jì)成比較簡(jiǎn)單。此外，由于信號(hào)處理的精度取決于CPU及其軟件，因此信號(hào)電平可以唯一地確定。
通過(guò)在光盤(pán)播放機(jī)內(nèi)配置按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的電平指示裝置11，可以避免在用多種光盤(pán)播放機(jī)重放同樣的音樂(lè)時(shí)所指示的音樂(lè)數(shù)據(jù)的電平因播放機(jī)類(lèi)型不同而不同。此外，通過(guò)為調(diào)制因數(shù)選擇適當(dāng)?shù)膮?shù)，可以使調(diào)制因數(shù)與預(yù)定的頻帶匹配。
圖7詳細(xì)示出了電平指示裝置11的一個(gè)變型的結(jié)構(gòu)。這個(gè)電平指示裝置標(biāo)為40。
在電平指示裝置40中，電平檢測(cè)器12還包括一個(gè)異-或運(yùn)算電路27，而計(jì)數(shù)器28配置在移位寄存器23和比較器25之間。異-或電路27對(duì)來(lái)自輸入端21的1比特?cái)?shù)字信號(hào)和移位寄存器23的輸出進(jìn)行異-或運(yùn)算。計(jì)數(shù)器28對(duì)異電路27的輸出進(jìn)行計(jì)數(shù)。
下面將說(shuō)明如上構(gòu)成的電平指示裝置40的工作情況。
首先，來(lái)自控制器10的復(fù)位信號(hào)通過(guò)接線端22送至移位寄存器23和計(jì)數(shù)器28。復(fù)位信號(hào)將移位寄存器23復(fù)位成表示1比特?cái)?shù)字音頻信號(hào)為零(0)的“0101010101010101010101010101”。計(jì)數(shù)器28設(shè)置為1比特?cái)?shù)字音頻信號(hào)內(nèi)的一(1)的個(gè)數(shù)(在這種情況下為14)。復(fù)位信號(hào)被清除后，異-或電路27對(duì)來(lái)自輸入端21的1比特?cái)?shù)字音頻信號(hào)和來(lái)自移位寄存器23的輸出進(jìn)行異-或運(yùn)算。在異-或電路27的輸出為零(0)時(shí)，所提供的1比特?cái)?shù)字信號(hào)與移位寄存器23的輸出在值上相等，這意味著在移位寄存器23內(nèi)零(0)的個(gè)數(shù)等于一(1)的個(gè)數(shù)。在這種情況下，計(jì)數(shù)器28內(nèi)的計(jì)數(shù)不需要改變。在異-或電路27的輸出為一(1)時(shí)，確定所提供的1比特?cái)?shù)字信號(hào)與來(lái)自移位寄存器23的輸出在值上相互不同。因此，在移位寄存器23的輸出為零(0)時(shí)，計(jì)數(shù)器28內(nèi)的計(jì)數(shù)加1。在輸出為一(1)時(shí)，計(jì)數(shù)器28內(nèi)的計(jì)數(shù)減1。通過(guò)用以上方式檢查移位寄存器的輸入和輸出，就可以知道零(0)和一(1)的個(gè)數(shù)，而不需要象如圖3構(gòu)成的電平檢測(cè)器12那樣每次都要檢查移位寄存器23的全部?jī)?nèi)容。
在采用Δ-∑調(diào)制得到的1比特?cái)?shù)字信號(hào)的光盤(pán)播放機(jī)中，在知道了零(0)或一(1)的個(gè)數(shù)后，圖3所示的電平指示裝置11就可以用信號(hào)的調(diào)制因數(shù)檢測(cè)信號(hào)電平，予以指示。也就是說(shuō)，可以以較少的數(shù)據(jù)處理達(dá)到前面提到的效果。
下面，將說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例。
第二實(shí)施例是本發(fā)明在采用按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的電平指示裝置的光盤(pán)記錄機(jī)中的應(yīng)用。
在諸如記錄室之類(lèi)的場(chǎng)所，必須在始終監(jiān)視信號(hào)狀態(tài)的情況下錄取信號(hào)。信號(hào)狀態(tài)的監(jiān)視是必要的，因?yàn)樗椭林T如光盤(pán)記錄機(jī)之類(lèi)的記錄機(jī)的信號(hào)電平過(guò)高會(huì)使需錄取的信號(hào)飽和、使所錄取的聲音失真或在有些情況下使記錄機(jī)損壞。相反，在送至記錄機(jī)的信號(hào)電平太低時(shí)，信號(hào)就會(huì)以不良的聲音質(zhì)量錄取(沒(méi)有動(dòng)態(tài)范圍)。因此，記錄電平指示裝置應(yīng)該精確，因?yàn)橛涗涬娖綄?duì)記錄質(zhì)量影響很大。也就是說(shuō)，電平指示裝置必須為同樣的信號(hào)提供同樣的電平指示，而與記錄時(shí)間、記錄場(chǎng)所和記錄機(jī)類(lèi)型無(wú)關(guān)。
現(xiàn)在來(lái)看圖8，圖中以方框圖形式例示了一種按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的光盤(pán)記錄機(jī)。如圖所示，這種光盤(pán)記錄機(jī)采用了電平指示裝置40來(lái)檢測(cè)和指示需錄到SACD上的1比特?cái)?shù)字音頻信號(hào)的輸出電平。
這種光盤(pán)記錄機(jī)包括一個(gè)發(fā)射記錄激光的激光源31、一個(gè)稍后將詳細(xì)說(shuō)明的用記錄數(shù)據(jù)調(diào)制激光源31發(fā)射的激光的光調(diào)制器32、一個(gè)子碼信號(hào)發(fā)生器36、一個(gè)產(chǎn)生1比特?cái)?shù)字音頻信號(hào)的Δ-∑調(diào)制器35、一個(gè)根據(jù)子碼信號(hào)和1比特音頻信號(hào)產(chǎn)生記錄數(shù)據(jù)的記錄數(shù)據(jù)發(fā)生器37、以及一個(gè)包括在饋送機(jī)構(gòu)內(nèi)的使由調(diào)制器32調(diào)制的激光沿由主軸電動(dòng)機(jī)39轉(zhuǎn)動(dòng)的光盤(pán)38的徑向移動(dòng)的反光鏡33。
激光源31用He-Ne氣體激光器、Ar氣體激光器之類(lèi)產(chǎn)生記錄激光。記錄激光送至光調(diào)制器32予以調(diào)制。
光調(diào)制器32是一個(gè)EOM(電光調(diào)制器)，它的折射率取決于加到它上的電壓。應(yīng)指出的是，可以不用EOM而用通過(guò)一個(gè)壓電部件在媒體中產(chǎn)生超聲(壓縮波)這種類(lèi)型的AOM(聲光調(diào)制器)。
子碼信號(hào)發(fā)生器36產(chǎn)生諸如內(nèi)容數(shù)據(jù)之類(lèi)的子碼信號(hào)提供給記錄數(shù)據(jù)發(fā)生器37。記錄數(shù)據(jù)發(fā)生器37還從Δ-∑調(diào)制器35接收1比特?cái)?shù)字音頻信號(hào)。
從圖7可見(jiàn)，在作為本發(fā)明的第二實(shí)施例的光盤(pán)記錄機(jī)中采用的電平指示裝置40在結(jié)構(gòu)上與圖3所示的電平指示裝置11類(lèi)似。也就是，它包括一個(gè)電平檢測(cè)器和一個(gè)指示器單元。電平指示裝置40包括如圖7所示構(gòu)成的電平檢測(cè)器12。由于用電平檢測(cè)器12提供的信號(hào)調(diào)制因子檢查信號(hào)電平，因此不需要乘法器和加法器，從而導(dǎo)致一個(gè)簡(jiǎn)化的電路配置。按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的電平指示裝置40于是在電路配置上是簡(jiǎn)單的，所以它能以較小的成本制造，而且消耗較小的功率。此外，電平指示裝置40可以不是任何專(zhuān)用電路，而用一個(gè)CPU及其軟件形成。因此，這種結(jié)構(gòu)本身不會(huì)是復(fù)雜的，而且由于信號(hào)處理的精度取決于軟件，因此信號(hào)電平可以唯一確定。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在光盤(pán)記錄機(jī)內(nèi)配置前面提到的電平指示裝置40，可以避免在用多種光盤(pán)記錄機(jī)錄取相同的音樂(lè)時(shí)所指示的音樂(lè)數(shù)據(jù)的電平因記錄機(jī)類(lèi)型不同而不同。此外，通過(guò)為調(diào)制因數(shù)選擇適當(dāng)?shù)膮?shù)，可以使調(diào)制因數(shù)與預(yù)定的頻帶匹配。
下面，將說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施例。
第三實(shí)施例是本發(fā)明在采用按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的電平指示裝置的光盤(pán)編輯裝置中的應(yīng)用。
在一個(gè)產(chǎn)生可以用記錄機(jī)在記錄時(shí)錄到SACD上的聲學(xué)數(shù)據(jù)重放包括在寬頻帶內(nèi)的信號(hào)的媒體的編輯裝置中，信號(hào)應(yīng)經(jīng)過(guò)諸如聲電平調(diào)整、均衡、動(dòng)態(tài)范圍變動(dòng)之類(lèi)的編輯。因此，除非對(duì)編輯后的聲電平進(jìn)行監(jiān)視，記錄到唱盤(pán)上的信號(hào)的電平將比較高，這可能會(huì)損壞播放唱盤(pán)的播放機(jī)。由于在聲音重放中執(zhí)行細(xì)致的電平調(diào)整，因此電平表應(yīng)該精確。
為了滿足以上要求，按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的這種光盤(pán)編輯裝置結(jié)構(gòu)成如圖9所示。在圖9所示的光盤(pán)編輯裝置中，重放錄在SACD上的音頻數(shù)據(jù)，由內(nèi)置的電平指示裝置11檢測(cè)和顯示所編輯的1比特?cái)?shù)字信號(hào)的輸出電平。
按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的光盤(pán)編輯裝置是圖1所示的光盤(pán)播放機(jī)(但其中省略了D/A變換器8而在音頻解碼器5的下游另外配置了一個(gè)編輯處理器18代替D/A變換器8)與圖8所示的光盤(pán)記錄機(jī)(其中的Δ-∑調(diào)制器35接到編輯處理器18上)的組合。
在電平指示裝置11中，Δ-∑調(diào)制器35產(chǎn)生的1比特?cái)?shù)字信號(hào)的電平由電平檢測(cè)器12檢測(cè)，電平檢測(cè)器12檢測(cè)到的信號(hào)電平由指示器單元13指示。具體地說(shuō)，電平檢測(cè)器12被提供一個(gè)來(lái)自Δ-∑調(diào)制器35的1比特?cái)?shù)字信號(hào)的序列，并對(duì)包括在具有預(yù)定n個(gè)1比特?cái)?shù)字信號(hào)的行內(nèi)的零(0)或一(1)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以檢測(cè)1比特?cái)?shù)字信號(hào)的電平。
注意，Δ-∑調(diào)制器35通過(guò)對(duì)編輯處理器18輸出的一個(gè)多比特?cái)?shù)字信號(hào)進(jìn)行Δ-∑調(diào)制，產(chǎn)生1比特?cái)?shù)字信號(hào)。
編輯處理器18按用戶對(duì)用戶操作單元14的操作，相應(yīng)對(duì)經(jīng)音頻解碼器5解碼的1比特?cái)?shù)字信號(hào)進(jìn)行諸如聲電平調(diào)整、均衡、動(dòng)態(tài)范圍變動(dòng)之類(lèi)的編輯。編輯處理器18的輸出是一個(gè)多比特?cái)?shù)字信號(hào)。這個(gè)數(shù)字信號(hào)再由Δ-∑調(diào)制器35變換成1比特?cái)?shù)字信號(hào)。
此時(shí)，電平指示裝置11內(nèi)的電平檢測(cè)器12對(duì)這樣編輯過(guò)的1比特?cái)?shù)字信號(hào)的電平進(jìn)行檢測(cè)，予以指示。因此，用戶可以監(jiān)視記錄到唱盤(pán)上的信號(hào)的電平，從而可以防止播放媒體的播放機(jī)會(huì)遭到前面提到的損害。
由于配置成如圖3或7所示的電平檢測(cè)器用信號(hào)的調(diào)制因數(shù)檢查信號(hào)的電平，因此這種電平指示裝置11不需要任何乘法器和加法器，從而使電路配置簡(jiǎn)單。因?yàn)殡娐放渲玫玫竭@樣簡(jiǎn)化，這種裝置能以較低的成本制造，而且消耗較小的功率。此外，采用按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的信號(hào)電平檢測(cè)方法，電平指示裝置11可以不是任何專(zhuān)用電路，而可以用一個(gè)CPU及其軟件形成。因此，這種結(jié)構(gòu)本身不會(huì)是復(fù)雜的，而且由于信號(hào)處理的精度取決于軟件，因此信號(hào)電平可以唯一確定。
通過(guò)在按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的光盤(pán)編輯裝置內(nèi)配置前面提到的電平指示裝置11，可以避免在將相同的音樂(lè)記錄到多種光盤(pán)時(shí)所指示的音樂(lè)數(shù)據(jù)的電平因唱盤(pán)類(lèi)型不同而不同。此外，通過(guò)為調(diào)制因數(shù)選擇適當(dāng)?shù)膮?shù)，可以使調(diào)制因數(shù)與預(yù)定的頻帶匹配。
在前面提到的本發(fā)明的每個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)電平檢測(cè)器用電平檢測(cè)器檢測(cè)1比特?cái)?shù)字信號(hào)的電平以告知用戶需重放或記錄的信號(hào)的電平，用指示器單元予以指示。按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的信號(hào)電平檢測(cè)器可以設(shè)計(jì)成使電平檢測(cè)器始終監(jiān)視音頻播放機(jī)的重放電平，在所提供的信號(hào)電平高于預(yù)定電平時(shí)自動(dòng)減小輸出，以便保護(hù)放大器和揚(yáng)聲器。
按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的信號(hào)電平檢測(cè)器還可用來(lái)檢驗(yàn)電子存檔的聲數(shù)據(jù)的電平。近來(lái)，聲數(shù)據(jù)在很多情況下作為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)文件予以錄取、重放和編輯。為了檢驗(yàn)在這樣的聲音文件內(nèi)的聲音的聲電平，按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的信號(hào)電平檢測(cè)方法既不需要任何復(fù)雜的信號(hào)處理又不需要專(zhuān)用的硬件，可以只用CPU及其軟件來(lái)檢驗(yàn)作為一個(gè)電子文件的聲數(shù)據(jù)的電平，檢查在這個(gè)文件內(nèi)是否包括任何聲電平異常高的聲音，而不需要重放一次該聲數(shù)據(jù)。
工業(yè)應(yīng)用如在上面所說(shuō)明的那樣，按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的信號(hào)電平檢測(cè)裝置和方法可以用一種簡(jiǎn)單的小型電路配置來(lái)檢測(cè)1比特?cái)?shù)字信號(hào)的電平。
此外，按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的信號(hào)電平指示裝置在應(yīng)用于播放機(jī)、記錄機(jī)和編輯裝置時(shí)可以避免信號(hào)電平指示由于裝置類(lèi)型不同而不同。
權(quán)利要求
1.一種信號(hào)電平檢測(cè)器，所述信號(hào)電平檢測(cè)器包括一個(gè)被相繼提供通過(guò)Δ-∑調(diào)制得到的1比特?cái)?shù)字信號(hào)的計(jì)數(shù)裝置，所述計(jì)數(shù)裝置對(duì)包括預(yù)定數(shù)量1比特?cái)?shù)字信號(hào)的1比特?cái)?shù)字信號(hào)行內(nèi)的零(0)或一(1)進(jìn)行計(jì)數(shù)。
2.如在權(quán)利要求1中所提出的裝置，所述裝置還包括計(jì)數(shù)裝置所計(jì)的零(0)或一(1)的個(gè)數(shù)與信號(hào)電平之間的轉(zhuǎn)換表。
3.如在權(quán)利要求2中所提出的裝置，其中所述轉(zhuǎn)換表存儲(chǔ)有以對(duì)數(shù)表示的信號(hào)電平和相應(yīng)的零(0)或一(1)的個(gè)數(shù)。
4.一種信號(hào)電平檢測(cè)方法，所述方法包括下列步驟相繼接收通過(guò)Δ-∑調(diào)制得到的1比特?cái)?shù)字信號(hào)，并對(duì)包括預(yù)定數(shù)量1比特?cái)?shù)字信號(hào)的1比特?cái)?shù)字信號(hào)行內(nèi)的零(0)或一(1)進(jìn)行計(jì)數(shù)；以及根據(jù)在計(jì)數(shù)步驟中所計(jì)的零(0)或一(1)的個(gè)數(shù)來(lái)檢測(cè)所述1比特?cái)?shù)字信號(hào)的電平。
5.如在權(quán)利要求4中所提出的方法，其中在所述電平檢測(cè)步驟，參照一個(gè)存儲(chǔ)有以對(duì)數(shù)表示的信號(hào)電平和相應(yīng)的零(0)或一(1)的個(gè)數(shù)的轉(zhuǎn)換表來(lái)檢測(cè)信號(hào)電平。
6.一種信號(hào)電平指示裝置，所述信號(hào)電平指示裝置包括一個(gè)被相繼提供通過(guò)Δ-∑調(diào)制得到的1比特?cái)?shù)字信號(hào)的計(jì)數(shù)裝置，所述計(jì)數(shù)裝置對(duì)包括預(yù)定數(shù)量1比特?cái)?shù)字信號(hào)的1比特?cái)?shù)字信號(hào)行內(nèi)的零(0)或一(1)進(jìn)行計(jì)數(shù)；以及用于指示根據(jù)所述計(jì)數(shù)裝置提供的計(jì)數(shù)結(jié)果所檢測(cè)的信號(hào)電平的裝置。
7.如在權(quán)利要求6中所提出的裝置，所述裝置還包括所述計(jì)數(shù)裝置所計(jì)的零(0)或一(1)的個(gè)數(shù)與信號(hào)電平之間的轉(zhuǎn)換表。
8.如在權(quán)利要求7中所提出的裝置，其中所述轉(zhuǎn)換表存儲(chǔ)有以對(duì)數(shù)表示的信號(hào)電平和相應(yīng)的零(0)或一(1)的個(gè)數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種檢測(cè)1比特?cái)?shù)字信號(hào)的電平的信號(hào)電平檢測(cè)器。這種信號(hào)電平檢測(cè)器包括一個(gè)被提供經(jīng)音頻解碼器(5)解碼的1比特?cái)?shù)字信號(hào)的序列、并對(duì)包括在具有預(yù)定的n個(gè)1比特?cái)?shù)字信號(hào)的行內(nèi)的0(零)或1(一)進(jìn)行計(jì)數(shù)以檢測(cè)1比特?cái)?shù)字信號(hào)的電平的電平檢測(cè)器(12)；以及一個(gè)指示電平檢測(cè)器(12)所檢測(cè)的信號(hào)電平的指示器單元(13)。
文檔編號(hào)G11B20/10GK1465070SQ02802251
公開(kāi)日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2002年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月27日
發(fā)明者小倉(cāng)康弘, 鈴木忠男 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社