專利名稱：使數(shù)字信號處理系統(tǒng)中冗余最小的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般說來，本發(fā)明關(guān)于數(shù)字信號處理。更具體地說，本發(fā)明關(guān)于使包含有數(shù)字控制環(huán)的信號處理路徑中的系統(tǒng)冗余最小。
背景技術(shù)：
數(shù)字信號處理在通信系統(tǒng)(如電纜傳輸系統(tǒng)與衛(wèi)星傳輸系統(tǒng))中的應(yīng)用早已為此項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域中的人們所熟知。當(dāng)今，這些數(shù)字系統(tǒng)廣泛地用于在幾乎所有類型的通信裝置之間建立鏈接，在這些通信裝置中，兩個或多個此類裝置需要在相互之間進(jìn)行高質(zhì)量通信。結(jié)果，這些系統(tǒng)為應(yīng)用高級通信應(yīng)用做好了準(zhǔn)備，在這些通信應(yīng)用中，每個成員可以與其它成員和其它裝置進(jìn)行通信。在多種多樣的電光制造和電路設(shè)置結(jié)構(gòu)中，已經(jīng)根據(jù)預(yù)定用途開發(fā)了此類數(shù)字信號處理裝置。當(dāng)今用于通信系統(tǒng)中的一種數(shù)字信號處理裝置形式是一個有源噪聲消除(ANC)裝置。該有源噪聲消除裝置經(jīng)常用于一種聲音環(huán)境中，在此環(huán)境中存在一個或多個干擾信號或噪聲信號，其傾向于遮蓋期望信號或目標(biāo)信號。傳統(tǒng)有源噪聲消除裝置一般包括一個反饋電路，其使用一個輸入轉(zhuǎn)換器(如一個話筒)檢測環(huán)境噪聲，使用一個輸出轉(zhuǎn)換器(如一個揚(yáng)聲器或接收器)產(chǎn)生一個消除環(huán)境噪聲的抗噪聲信號，并傳遞該期望信號。這些特定電路元件隨著實(shí)施的不同而變化。
現(xiàn)在可以通過引入一個對消抗噪聲信號以模擬形式實(shí)現(xiàn)有源噪聲消除。通過一個或多個話筒檢測實(shí)際噪聲。生成一個幅度相等、相位相反的抗噪聲信號，并將其與實(shí)際噪聲合并。如果能夠正確實(shí)現(xiàn)，其應(yīng)當(dāng)使得兩個噪聲互相對消。噪聲消除的數(shù)量決定于所生成抗噪聲信號的幅度與相位的準(zhǔn)確性。有源噪聲消除可以是衰減低頻噪聲的有效方法，已經(jīng)證實(shí)，利用無源噪聲控制技術(shù)來消除該種低頻噪聲非常困難，并且成本很高。
首先參見圖1，其給出了在美國專利第4,455,675號與第4,644,581號中所揭示的一個第一現(xiàn)有技術(shù)反饋有源噪聲消除系統(tǒng)10的一個框圖。該系統(tǒng)10以一個期望信號和一個噪聲信號作為輸入信號并生成一個輸出信號。為進(jìn)行討論，假定該期望信號是一個輸入聲音(Vin)信號，該輸出信號是一個輸出聲音(Vout)信號。假定該噪聲信號是該聲音環(huán)境中該期望信號之外的任意干擾信號。該Vout信號是該Vin信號、該噪聲信號與由該系統(tǒng)10所生成的抗噪聲信號的合并信號。上面已經(jīng)指出，在理論上，該抗噪聲信號完全消除該噪聲信號，只留下未被衰減的Vin信號作為Vout信號。事實(shí)上，結(jié)果總是并非如此。該系統(tǒng)10嘗試在一個預(yù)先確定的頻率范圍內(nèi)獲得盡可能高的整體環(huán)增益，同時維持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該系統(tǒng)10的前向路徑包括一個壓縮器12、一個補(bǔ)償器14、一個功率放大器16與一個接收器18。例如，該接收器18可以是包括一個揚(yáng)聲器在內(nèi)的任意輸出轉(zhuǎn)換器。該系統(tǒng)10的反饋路徑包括一個作為輸入轉(zhuǎn)換器的話筒20和一個話筒前置放大器22。在一個第一求和節(jié)點(diǎn)24將該Vin信號與該反饋路徑信號合并。在一個第二求和節(jié)點(diǎn)26將該前向路徑信號與該噪聲信號合并。
現(xiàn)在參見圖2，其給出了在美國專利第5,182,774號中所揭示的一個第二現(xiàn)有技術(shù)反饋有源噪聲消除系統(tǒng)30的一個框圖。人們將注意到，該系統(tǒng)30與圖1中的系統(tǒng)10非常類似，除了該前向路徑包括一個高通濾波器32、一個低通濾波器34和一個中心頻段濾波器36，以及該接收器18。此外，該反饋路徑除了該話筒20與該話筒前置放大器22之外，還增加了一個高通濾波器38。
現(xiàn)在參見圖3，其給出了在美國專利第5,604,813號中所揭示的一個第三現(xiàn)有技術(shù)反饋有源噪聲消除系統(tǒng)40的一個框圖。在此實(shí)例中，已經(jīng)在在該閉合環(huán)之外，即在該第一求和節(jié)點(diǎn)24之前，增加了一個升壓電路42，用于對該期望信號進(jìn)行均衡。該系統(tǒng)40的該反饋路徑包括該話筒20、多個帶通濾波器44和一個低通濾波器46。
盡管廣泛應(yīng)用于該技術(shù)領(lǐng)域，但用于降低系統(tǒng)中噪聲的傳統(tǒng)模擬方法并非不存在問題。在理論上，有源噪聲消除通過產(chǎn)生一個相位相反的抗干擾噪聲可以使噪聲為零，但是作為一個實(shí)際因素，該系統(tǒng)中的各種元件，如輸入與輸出轉(zhuǎn)換器將引入一定的不希望存在的延遲。這些延遲反過來會影響可以消除噪聲的頻率范圍、可對噪聲進(jìn)行消除的程度，以及該噪聲消除系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，人們希望能夠使該電路中的該等相關(guān)延遲最小化。同樣，還希望能夠調(diào)整該電路，對元件差異和制造容差以及使用條件進(jìn)行補(bǔ)償，從而使干擾消除頻率范圍和噪聲消除比最大。使用模擬技術(shù)是難以實(shí)現(xiàn)這種可調(diào)整能力的。另一個經(jīng)證明難以在模擬技術(shù)中實(shí)現(xiàn)的期望功能是信號均衡，用于因后續(xù)處理功能所引起的與頻率相關(guān)的衰減。

發(fā)明內(nèi)容
本文揭示了一種使數(shù)字信號處理路徑中冗余最小的方法及裝置。一個實(shí)例為一種有源噪聲消除組件。該系統(tǒng)包括一個數(shù)字閉合反饋環(huán)，其擁有一個前向路徑和一個反饋路徑。該前向路徑包括一個補(bǔ)償濾波器、一個數(shù)模轉(zhuǎn)換器和一個輸出轉(zhuǎn)換器。該反饋路徑包含一個輸入轉(zhuǎn)換器、一個反饋Delta-sigma調(diào)制器和一個反饋采樣率轉(zhuǎn)換器。通過幾種方式之一對一個輸入信號進(jìn)行處理，使其變?yōu)橐粋€具有一個預(yù)選中間采樣率的處理后數(shù)字輸入信號。通過該反饋路徑，將一個模擬輸出信號處理為一個采樣率與該預(yù)選中間采樣率大體相同的數(shù)字反饋信號。通過該前向路徑將該處理后數(shù)字輸入信號與該數(shù)字反饋信號進(jìn)行合并和處理，以產(chǎn)生一個反干擾信號，該信號與一個干擾信號信號進(jìn)行合并，生成該模擬輸出信號。


該等附圖包含于本說明書中并構(gòu)成其一部分，其說明了本發(fā)明的一個或多個具體實(shí)施例，并且與該詳細(xì)說明一道用于解釋本發(fā)明之原理與實(shí)施。
在該等附圖中圖1是一個第一現(xiàn)有技術(shù)反饋有源噪聲消除系統(tǒng)的一個框圖；圖2是一個第二現(xiàn)有技術(shù)反饋有源噪聲消除系統(tǒng)的一個框圖；圖3是一個第三現(xiàn)有技術(shù)反饋有源噪聲消除系統(tǒng)的一個框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個反饋有源噪聲消除系統(tǒng)的一個示范具體
具體實(shí)施例方式
此處所說明之本發(fā)明之各個示范具體實(shí)施例，用于說明使數(shù)字信號處理路徑中冗余最小的一種方法與裝置。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，關(guān)于本發(fā)明的以下詳細(xì)描述只是說明性，而無意進(jìn)行任何限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以很容易地想到具有本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)的其它具體實(shí)施例?，F(xiàn)在將詳細(xì)引用在該等附圖中所說明的本發(fā)明之示范具體實(shí)施例。在該等附圖和以下的詳細(xì)說明中將始終使用相同的引用符號，并指代相同或類似的元件。
為了簡潔，這里并未給出和說明所述該等示范具體實(shí)施例的全部常規(guī)特色。當(dāng)然，應(yīng)了解，在開發(fā)任意此類實(shí)際實(shí)施例之前，必須做出多個與具體實(shí)施例相關(guān)的決定，以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，比如遵守與應(yīng)用相關(guān)和商務(wù)相關(guān)的限制條件，并且這些特定目標(biāo)隨實(shí)施和開發(fā)人員的不同而變化。而且，應(yīng)了解這樣一種開發(fā)努力可能非常復(fù)雜且耗時，但對于那些擁有本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)的所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，這不過是一個常規(guī)工作任務(wù)。
根據(jù)本發(fā)明，可以利用各種類型的操作系統(tǒng)、計算平臺、計算機(jī)程序，以及/或者通用機(jī)器來實(shí)施該等組件、處理步驟及/或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。此外，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，也可使用那些通用性較弱的裝置，諸如硬布線裝置、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)或類似裝置，而不會脫離此處所揭示本發(fā)明概念之范圍與精神。
現(xiàn)在參見圖4，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個反饋有源噪聲消除系統(tǒng)50的一個示范具體實(shí)施例的一個框圖。在該閉合環(huán)之外，該系統(tǒng)50包括一個輸入處理器52。下面將更詳細(xì)地討論該輸入處理器52的細(xì)節(jié)。一般情況下，該輸入處理器52取得一個輸入信號，或是模擬信號或是數(shù)字信號，并產(chǎn)生一個處理后數(shù)字輸入信號，其具有一個等于Fs的I倍的中間(I)采樣率，其中I的數(shù)值大于1，F(xiàn)s是該輸入信號奈奎斯特采樣率(Fmax)的兩倍。該前向路徑包括一個補(bǔ)償濾波器54、一個數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)56和一個輸出轉(zhuǎn)換器58。該前向路徑的結(jié)果是一個模擬前向路徑信號。該反饋路徑包含一個輸入轉(zhuǎn)換器60、一個反饋Delta-sigma調(diào)制器62和一個反饋采樣率轉(zhuǎn)換器64。該反饋Delta-sigma調(diào)制器62輸出的采樣率等于Fs的N倍，其中N大于1。N還大于I。但是，因?yàn)镮Fs為該期望采樣率，所以需要利用該反饋采樣率轉(zhuǎn)換器64對該輸出NFs進(jìn)行下采樣至一個較低采樣率。其結(jié)果是一個數(shù)字反饋信號，其采樣率與該處理后數(shù)字輸入信號的采樣率相同。選擇該中間采樣率，以在該反饋路徑中產(chǎn)生一個可以接受的低延遲。其代價是增加了電路的復(fù)雜性和成本。在一個第一求和節(jié)點(diǎn)66，由該處理后數(shù)字輸入信號中減去該數(shù)字反饋信號。還有可能將該反饋Delta-sigma調(diào)制器62與該反饋采樣率轉(zhuǎn)換器64合并為一個輸出采樣率為IFs的反饋模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。在一個第二求和節(jié)點(diǎn)68將該模擬前向路徑信號與一個模擬干擾信號進(jìn)行合并。該第二求和節(jié)點(diǎn)68的輸出是該反饋路徑的輸入與該系統(tǒng)50的輸出，并且是一個模擬聲學(xué)輸出信號(Yout)。
現(xiàn)在參見圖5，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個反饋有源噪聲消除系統(tǒng)70的另一個示范具體實(shí)施例的一個框圖。該系統(tǒng)70大體上與圖4的系統(tǒng)50相同，除了該補(bǔ)償濾波器54已經(jīng)如圖所示那樣由該前向路徑移向了該反饋路徑。有可能實(shí)現(xiàn)方框圖操作的一整個陣列，并為所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。此類操作所得到的任意具體實(shí)施例都被認(rèn)為位于如圖4與圖5所例示本發(fā)明的范圍之內(nèi)。為了簡潔，沒有詳細(xì)給出其它此類具體實(shí)施例。
現(xiàn)在參見圖6，其顯示了根據(jù)本發(fā)明之圖4與圖5的輸入處理器52的一個示范具體實(shí)施例的一個框圖?；貞浬厦嫠鰞?nèi)容，該輸入處理器52取得一個輸入信號，或者為模擬信號或者為數(shù)字信號，并產(chǎn)生一個具有該中間采樣率(IFs)的處理后數(shù)字輸入信號。該輸入處理器52的元件部分取決于該輸入信號的特性。在下面將作為實(shí)例來概括元件的各種組合，但根據(jù)設(shè)計選擇與環(huán)境，也可能有其它一些組合。所示示例元件假定該輸入信號為一個模擬信號(Xin)。該輸入處理器的元件可以包括一個輸入Delta-sigma調(diào)制器72、一個第一輸入采樣率轉(zhuǎn)換器74、一個均衡器76和一個第二輸入采樣率轉(zhuǎn)換器78。該輸入Delta-sigma調(diào)制器72輸出的采樣率等于Fs的M倍，其中M大于1并大于I。于是利用該第一采樣率轉(zhuǎn)換器74對該輸出進(jìn)行下采樣，使采樣率等于Fs的K倍。K大于或等于1且小于I。因此，在后面必須由該第二輸入采樣率轉(zhuǎn)換器78將該第一采樣率轉(zhuǎn)換器74的輸出上采樣至該中間采樣率(IFs)。與上述相類似，也有可能將該輸入Delta-sigma調(diào)制器72與該第一輸入采樣率轉(zhuǎn)換器74合并為一個輸出速率為KFs的輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。除了假定K值小于M外，M、N與K之間不必相關(guān)。M可以等于也可以不等于N。另一點(diǎn)需要注意的事實(shí)是，該均衡器76未處于該關(guān)鍵延遲路徑之內(nèi)，即它位于該閉合環(huán)之外。其結(jié)果是，可以利用高階有限脈沖響應(yīng)(FIR)或無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器來獲得更好的均衡。作為所示實(shí)例的另一選擇，該第一采樣率轉(zhuǎn)換器74(可以是獨(dú)立的，也可以是該輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一部分)的輸出采樣率也可能等于該中間采樣率。在此情況下，可以省去該第二輸入采樣率轉(zhuǎn)換器78。在后一種情況下，也可以省去該均衡器76，只留下該輸入Delta-sigma調(diào)制器72與該第一輸入采樣率轉(zhuǎn)換器74?；貞浽撦斎隓elta-sigma調(diào)制器72與該第一輸入采樣率轉(zhuǎn)換器74也可以用該輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器來代替。如果這樣，將僅留下該輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器作為該輸入處理器52的唯一元件。
現(xiàn)在不再假定該輸入信號是一個模擬信號，而是一個數(shù)字信號(Din)。如果這樣，就不再需要所顯示的該輸入Delta-sigma調(diào)制器72與該第一輸入采樣率轉(zhuǎn)換器74。它們都可被省去。而留下該均衡器76與該第二輸入采樣率轉(zhuǎn)換器78。當(dāng)然，由于現(xiàn)在只有一個轉(zhuǎn)換器，所以可以去掉“第二”一詞，只留下一個輸入采樣率轉(zhuǎn)換器78。根據(jù)環(huán)境不同，剩下的兩個元件可以是四種配置之一，即某一個、另一個、兩個都有，或者一個也沒有。當(dāng)該數(shù)字信號的采樣率已經(jīng)等于該中間采樣率后，就不再需要該采樣率轉(zhuǎn)換器78。當(dāng)該采樣率不等于該中間采樣率時，就需要由該輸入采樣率轉(zhuǎn)換器78根據(jù)環(huán)境進(jìn)行上采樣或下采樣。與此類似，根據(jù)環(huán)境不同，可能存在進(jìn)行均衡的需要或期望，也有可能不存在，當(dāng)不存在這種需要或期望時，就可以去除該均衡器76。因此有可能在一個數(shù)字環(huán)境中，該輸入處理器52可以僅通過圖4與圖5的第一求和節(jié)點(diǎn)66傳遞該信號，而不進(jìn)行轉(zhuǎn)換。但是，為了統(tǒng)一，仍將該信號稱為處理后的數(shù)字輸入信號，以將其同可能需要也可能不需要轉(zhuǎn)換的廣義輸入信號相區(qū)別。
本發(fā)明的其它具體實(shí)施例包括(但不限于)結(jié)合可編程或自適應(yīng)均衡器與補(bǔ)償濾波器、有限脈沖響應(yīng)與無限脈沖響應(yīng)，以及相關(guān)的硬件與軟件能力，以達(dá)到相同目標(biāo)。應(yīng)注意，為了說明的清晰，僅對前述示范具體實(shí)施例的各種特色進(jìn)行了獨(dú)立討論，它們可以作為整體和部體結(jié)合于本發(fā)明的一個單一具體實(shí)施例中，其具有全部這些特色或者其中一部分。還應(yīng)注意，本發(fā)明并不局限于有源噪聲消除，而是可以很容易與其它信號處理裝置(如具有不合需要冗余的通信系統(tǒng))一起使用。
通過對前述說明的考慮，以及對本發(fā)明的實(shí)踐與此處所揭示的替代具體實(shí)施例與方法，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以明了本發(fā)明的其它具體實(shí)施例、特色與優(yōu)勢。因此，應(yīng)強(qiáng)調(diào)該等說明與具體實(shí)施例僅僅是示范性的，本發(fā)明的真正范圍與精神僅由權(quán)利要求書進(jìn)行限制。
權(quán)利要求
1.一種具有一個輸入、一個輸出、一個第一求和節(jié)點(diǎn)和一個第二求和節(jié)點(diǎn)的數(shù)字閉合反饋環(huán)，其中一個處理后的數(shù)字輸入信號被饋至該第一求和節(jié)點(diǎn)的一個第一輸入，該處理后的數(shù)字輸入信號具有一個中間采樣率，一個干擾信號被饋至該第二求和節(jié)點(diǎn)的一個第一輸入，該數(shù)字閉合反饋環(huán)包括一個補(bǔ)償濾波器，其一個輸入被耦合至該第一求和節(jié)點(diǎn)的一個輸出；一個數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其一個輸入被耦合至該補(bǔ)償濾波器的一個輸出；一個輸出轉(zhuǎn)換器，其一個輸入被耦合至該數(shù)模轉(zhuǎn)換器的一個輸出，一個輸出被耦合至該第二求和節(jié)點(diǎn)的一個第二輸入；一個輸入轉(zhuǎn)換器，其一個輸入被耦合至該第二求和節(jié)點(diǎn)的一個輸出；一個Delta-sigma調(diào)制器，其一個輸入被耦合至該輸入轉(zhuǎn)換器的一個輸出，其中該Delta-sigma調(diào)制器的輸出信號具有一個第一采樣率，該采樣率高于該中間采樣率；以及一個反饋采樣率轉(zhuǎn)換器，其一個輸入被耦合至該Delta-sigma調(diào)制器的一個輸出，一個輸出被耦合至該第一求和節(jié)點(diǎn)的一個第二輸入，其中該Delta-sigma調(diào)制器的輸出信號自該第一采樣率被下采樣至該中間采樣率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字閉合反饋環(huán)，其進(jìn)一步包括一個輸入處理器，用于將一個輸入信號轉(zhuǎn)換為該處理后的數(shù)字輸入信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字閉合反饋環(huán)，其中該輸入處理器進(jìn)一步包括一個輸入Delta-sigma調(diào)制器，其具有一個接收該輸入信號之輸入，其中該輸入信號被調(diào)制至一個第二采樣率，該采樣率高于該中間采樣率；一個第一輸入采樣率轉(zhuǎn)換器，其一個輸入被耦合至該輸入Delta-sigma調(diào)制器的一個輸出，其中該第二采樣率被下采樣至一個第三采樣率；以及一個均衡器，其一個輸入被耦合至該第一輸入采樣率轉(zhuǎn)換器的一個輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字閉合反饋環(huán)，其中該第三采樣率等于該中間采樣率，自該均衡器的一個輸出得到的輸出信號是該處理后的數(shù)字輸入信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字閉合反饋環(huán)，其中該第三采樣率小于該第中間采樣率，并且，該輸入處理器進(jìn)一步包括一個第二輸入采樣率轉(zhuǎn)換器，其一個輸入被耦合至該均衡器的一個輸出，其中該第三采樣率被上采樣至該中間采樣率，自該第二輸入采樣率轉(zhuǎn)換器的一個輸出得到的輸出信號為該處理后數(shù)字輸入信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字閉合反饋環(huán)，其中該輸入處理器進(jìn)一步包括一個輸入Delta-sigma調(diào)制器，其具有一個接收該輸入信號之輸入，其中該輸入信號被調(diào)制至一個第二采樣率，該采樣率高于該中間采樣率；以及一個輸入采樣率轉(zhuǎn)換器，其一個輸入被耦合至該輸入Delta-sigma調(diào)制器的一個輸出，其中該第二采樣率被下采樣至該中間采樣率，自該輸入采樣率轉(zhuǎn)換器的一個輸出得到的輸出信號為該處理后數(shù)字輸入信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字閉合反饋環(huán)，其中該輸入處理器進(jìn)一步包括一個均衡器，其一個輸入用于接收該輸入信號，一個輸出是該處理后數(shù)字輸入信號的信號源。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字閉合反饋環(huán)，其中該輸入處理器進(jìn)一步包括一個均衡器，具有一個接收該輸入信號的輸入；以及一個輸入采樣率轉(zhuǎn)換器，其一個輸入被耦合至該均衡器的一個輸出，其中該輸入信號被由一第二采樣率轉(zhuǎn)換為該中間采樣率，自該輸入采樣率轉(zhuǎn)換器的一個輸出得到的輸出信號為該處理后數(shù)字輸入信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字閉合反饋環(huán)，其中該輸入處理器進(jìn)一步包括一個輸入采樣率轉(zhuǎn)換器，其一個輸入接收該輸入信號，其一個輸出是該處理后數(shù)字輸入信號的信號源，其中該輸入信號被由一個第二采樣率轉(zhuǎn)換至該中間采樣率。
10.一種具有一個輸入、一個輸出、一個第一求和節(jié)點(diǎn)和一個第二求和節(jié)點(diǎn)的閉合反饋環(huán)，其中一個處理后的數(shù)字輸入信號被饋至該第一求和節(jié)點(diǎn)的一個第一輸入，該處理后數(shù)字輸入信號具有一個中間采樣率，一個干擾信號被饋至該第二求和節(jié)點(diǎn)的一個第一輸入，該數(shù)字閉合反饋環(huán)包括一個數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其一個輸入被耦合至該第一求和節(jié)點(diǎn)的一個輸出；一個輸出轉(zhuǎn)換器，其一個輸入被耦合至該數(shù)模轉(zhuǎn)換器的一個輸出，一個輸出被耦合至該第二求和節(jié)點(diǎn)的一個第二輸入；一個輸入轉(zhuǎn)換器，其一個輸入被耦合至該第二求和節(jié)點(diǎn)的一個輸出；一個Delta-sigma調(diào)制器，其一個輸入被耦合至該輸入轉(zhuǎn)換器的輸出，其中該Delta-sigma調(diào)制器的輸出信號具有一個第一采樣率，該采樣率高于該中間采樣率；一個反饋采樣率轉(zhuǎn)換器，其一個輸入被耦合至該Delta-sigma調(diào)制器的一個輸出，其中該Delta-sigma調(diào)制器的該輸出信號自一個第一采樣率被下采樣至該中間采樣率；以及一個補(bǔ)償濾波器，其一個輸入被耦合至該反饋采樣率轉(zhuǎn)換器的一個輸出，一個輸出被耦合至該第一求和節(jié)點(diǎn)的一個第二輸入。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的數(shù)字閉合反饋環(huán)，其進(jìn)一步包括一個輸入處理器，用于將一個輸入信號轉(zhuǎn)換為該處理后的數(shù)字輸入信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的數(shù)字閉合反饋環(huán)，其中該輸入處理器進(jìn)一步包括一個輸入Delta-sigma調(diào)制器，其具有一個接收該輸入信號之輸入，其中該輸入信號被調(diào)制至一個第二采樣率，該采樣率高于該中間采樣率；一個第一輸入采樣率轉(zhuǎn)換器，其一個輸入被耦合至該輸入Delta-sigma調(diào)制器的一個輸出，其中該第二采樣率被下采樣至一個第三采樣率；以及一個均衡器，其一個輸入耦合至該第一輸入采樣率轉(zhuǎn)換器的一個輸出。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的數(shù)字閉合反饋環(huán)，其中該第三采樣率等于該中間采樣率，自該均衡器的一個輸出得到的輸出信號是該處理后的數(shù)字輸入信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的數(shù)字閉合反饋環(huán)，其中該第三采樣率小于該第中間采樣率，并且，該輸入處理器進(jìn)一步包括一個第二輸入采樣率轉(zhuǎn)換器，其一個輸入被耦合至該均衡器的一個輸出，其中該第三采樣率被上采樣至該中間采樣率，自該第二輸入采樣率轉(zhuǎn)換器的一個輸出得到的輸出信號為該處理后數(shù)字輸入信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的數(shù)字閉合反饋環(huán)，其中該輸入處理器進(jìn)一步包括一個輸入Delta-sigma調(diào)制器，其具有一個接收該輸入信號之輸入，其中該輸入信號被調(diào)制至一個第二采樣率，該采樣率高于該中間采樣率；以及一個輸入采樣率轉(zhuǎn)換器，其一個輸入被耦合至該輸入Delta-sigma調(diào)制器的一個輸出，其中該第二采樣率被下采樣至該中間采樣率，自該輸入采樣率轉(zhuǎn)換器的一個輸出得到的輸出信號為該處理后數(shù)字輸入信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的數(shù)字閉合反饋環(huán)，其中該輸入處理器進(jìn)一步包括一個均衡器，其一個輸入用于接收該輸入信號，一個輸出是該處理后數(shù)字輸入信號的信號源。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的數(shù)字閉合反饋環(huán)，其中該輸入處理器進(jìn)一步包括一個均衡器，具有一個接收該輸入信號的輸入；以及一個輸入采樣率轉(zhuǎn)換器，其一個輸入被耦合至該均衡器的一個輸出，其中該輸入信號被由一第二采樣率轉(zhuǎn)換為該中間采樣率，自該輸入采樣率轉(zhuǎn)換器的一個輸出得到的輸出信號為該處理后數(shù)字輸入信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的數(shù)字閉合反饋環(huán)，其中該輸入處理器進(jìn)一步包括一個輸入采樣率轉(zhuǎn)換器，其一個輸入接收該輸入信號，其一個輸出是該處理后數(shù)字輸入信號的信號源，其中該輸入信號被由一個第二采樣率轉(zhuǎn)換至該中間采樣率。
19.一種數(shù)字閉合反饋環(huán)方法，包括將一個輸入信號處理為一個處理后數(shù)字輸入信號，該信號具有一個預(yù)選中間采樣率；將一個模擬輸出信號轉(zhuǎn)換為一個數(shù)字反饋信號，該信號具有與預(yù)選中間采樣率大致相同之采樣率；將該處理后數(shù)字輸入信號與該數(shù)字反饋信號合并，形成一個合并后的數(shù)字信號；由該合并后數(shù)字信號產(chǎn)生一個數(shù)字反干擾信號；將該數(shù)字反干擾信號轉(zhuǎn)換為一個模擬反干擾信號；以及將該模擬反干擾信號與一個干擾信號合并，形成該模擬輸出信號。
全文摘要
一種使數(shù)字信號處理系統(tǒng)中冗余最小的方法及裝置。該系統(tǒng)包括一個擁有一個前向路徑和一個反饋路徑的數(shù)字閉合反饋環(huán)。該前向路徑包括一個補(bǔ)償濾波器、一個數(shù)模轉(zhuǎn)換器和一個輸出轉(zhuǎn)換器。該反饋路徑包含一個輸入轉(zhuǎn)換器、一個反饋Delta－sigma調(diào)制器和一個反饋采樣率轉(zhuǎn)換器。通過幾種方式之一對一個輸入信號進(jìn)行處理，使其變?yōu)橐粋€具有一個預(yù)選中間采樣率的處理后數(shù)字輸入信號。通過該反饋路徑，一個模擬輸出信號被處理為一個采樣率與該預(yù)選中間采樣率大體相同的數(shù)字反饋信號。通過該前向路徑將該處理后數(shù)字輸入信號與該數(shù)字反饋信號進(jìn)行合并和處理，產(chǎn)生一個反干擾信號，該信號與一個干擾信號進(jìn)行合并，生成一個模擬輸出信號。
文檔編號H04R3/00GK1541496SQ02815786
公開日2004年10月27日 申請日期2002年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月26日
發(fā)明者方小玲, 戴維斯·L·基思, 約翰遜·R·馬丁, L 基思, R 馬丁 申請人:索尼克創(chuàng)新有限公司