用于輸出音頻信號(hào)的方法和設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】提供一種用于輸出具有改良音質(zhì)的音頻信號(hào)的設(shè)備。所述設(shè)備包括：調(diào)制和放大單元，用于對(duì)輸入音頻信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制和開(kāi)關(guān)放大并產(chǎn)生與輸入音頻信號(hào)相應(yīng)的放大的信號(hào)；真空管放大單元，用于將真空管信號(hào)輸入到調(diào)制和放大單元以提供柔和聲音，其中，通過(guò)對(duì)放大的信號(hào)進(jìn)行衰減并將真空管的諧波添加到放大的信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述真空管信號(hào)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于輸出音頻信號(hào)的方法和設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明構(gòu)思涉及一種用于輸出音頻信號(hào)的方法和設(shè)備。更具體地講，本發(fā)明構(gòu)思涉及一種用于輸出音頻信號(hào)的方法和設(shè)備，借此可提高音頻信號(hào)的音質(zhì)。
[0002]本發(fā)明構(gòu)思還涉及一種用于輸出音頻信號(hào)的方法和設(shè)備，借此可減少在開(kāi)關(guān)放大操作期間會(huì)發(fā)生的噪聲和誤差。
【背景技術(shù)】
[0003]A類(lèi)放大器、B類(lèi)放大器、AB類(lèi)放大器和D類(lèi)放大器被用作音頻功率放大器，其中，所述音頻功率放大器可響應(yīng)于音頻信號(hào)輸出聽(tīng)覺(jué)上可被識(shí)別的信號(hào)。在這些放大器之中，由于D類(lèi)放大器降低發(fā)生在A級(jí)放大器、B類(lèi)放大器和AB類(lèi)放大器上的放大效率退化，因此D類(lèi)放大器被廣泛使用。
[0004]D類(lèi)放大器是數(shù)字放大器，其中，所述數(shù)字放大器將以模擬形式輸入的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，對(duì)經(jīng)數(shù)字轉(zhuǎn)換的音頻信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理(諸如噪聲消除等)，并對(duì)經(jīng)數(shù)字轉(zhuǎn)換的音頻信號(hào)進(jìn)行放大。經(jīng)數(shù)字轉(zhuǎn)換的音頻信號(hào)被放大為處于高壓電平的信號(hào)。這里，由開(kāi)關(guān)放大器執(zhí)行放大操作。處于高壓電平和低壓電平的電源被提供給開(kāi)關(guān)放大器。開(kāi)關(guān)放大器根據(jù)輸入到開(kāi)關(guān)放大器的數(shù)字信號(hào)來(lái)執(zhí)行開(kāi)關(guān)操作，從而分別輸出處于高壓電平的音頻信號(hào)和處于低壓電平的音頻信號(hào)。
[0005]數(shù)字放大器具有高放大效率。然而，輸出音頻信號(hào)的聲音是生硬的而不是柔和的。例如，“生硬的聲音”相應(yīng)于機(jī)械聲音或具有單調(diào)聲調(diào)的聲音，“柔和的聲音”相應(yīng)于諧音或具有柔和聲調(diào)的聲音。另外，由于由數(shù)字放大器產(chǎn)生的諧波分量可發(fā)生聲音的簡(jiǎn)單失真。
[0006]另外，當(dāng)由開(kāi)關(guān)放大器執(zhí)行開(kāi)關(guān)操作時(shí)，發(fā)生開(kāi)關(guān)噪聲。此外，開(kāi)關(guān)噪聲造成開(kāi)關(guān)放大器的信噪比(SNR)降低。此外，電源噪聲(諸如漣波)存在于提供給開(kāi)關(guān)放大器的電源中。電源噪聲也造成SNR降低。另外，在開(kāi)關(guān)放大期間發(fā)生的開(kāi)關(guān)損耗和開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降時(shí)間和上升時(shí)間的延遲造成輸出音頻信號(hào)的非線(xiàn)性。
[0007]因此，需要提供一種可解決涉及單調(diào)聲音、SNR降低和非線(xiàn)性的問(wèn)題的方法和設(shè)備。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]技術(shù)問(wèn)題
[0009]本發(fā)明構(gòu)思提供一種用于輸出音頻信號(hào)的方法和設(shè)備，其中，所述方法和設(shè)備可提聞首頻?目號(hào)的首質(zhì)。
[0010]本發(fā)明構(gòu)思還提供一種用于輸出音頻信號(hào)的方法和設(shè)備，其中，所述方法和設(shè)備可實(shí)現(xiàn)與真空管相應(yīng)的聲音并可同時(shí)執(zhí)行高速開(kāi)關(guān)放大操作。
[0011]本發(fā)明構(gòu)思還提供一種用于輸出音頻信號(hào)的方法和設(shè)備，其中，所述方法和設(shè)備可實(shí)現(xiàn)與真空管相應(yīng)的聲音并可同時(shí)降低可在開(kāi)關(guān)放大操作期間發(fā)生的噪聲和非線(xiàn)性，借此提聞首頻?目號(hào)的首質(zhì)。[0012]解決方案
[0013]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一方面，提供一種用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備，所述設(shè)備包括:調(diào)制和放大單元，用于對(duì)輸入音頻信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制和開(kāi)關(guān)放大并產(chǎn)生與輸入音頻信號(hào)相應(yīng)的放大的信號(hào)；真空管放大單元，將真空管信號(hào)輸入到調(diào)制和放大單元，其中，通過(guò)對(duì)放大的信號(hào)進(jìn)行衰減并將真空管的諧波添加到放大的信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述真空管信號(hào)。
[0014]真空管放大單元可包括:真空關(guān)衰減器，通過(guò)將預(yù)定負(fù)增益值和二次諧波兩者施加到放大的信號(hào)來(lái)產(chǎn)生真空管信號(hào)。
[0015]真空管衰減器可包括:真空管放大器，具有預(yù)定負(fù)增益值，并通過(guò)施加預(yù)定負(fù)增益值來(lái)對(duì)放大的信號(hào)進(jìn)行負(fù)放大并輸出負(fù)放大的信號(hào)。
[0016]調(diào)制和放大單元可包括:脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元，接收輸入音頻信號(hào)并通過(guò)脈沖調(diào)制來(lái)產(chǎn)生與輸入音頻信號(hào)相應(yīng)的調(diào)制的信號(hào)；驅(qū)動(dòng)器，產(chǎn)生與調(diào)制的信號(hào)相應(yīng)并控制開(kāi)關(guān)放大操作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；功率開(kāi)關(guān)放大單元，用于通過(guò)響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)執(zhí)行開(kāi)關(guān)放大操作來(lái)輸出放大的信號(hào)。
[0017]脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元可通過(guò)從輸入音頻信號(hào)減去真空管信號(hào)來(lái)產(chǎn)生校正后的音頻信號(hào)，并可通過(guò)對(duì)校正后的音頻信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制來(lái)產(chǎn)生調(diào)制的信號(hào)。
[0018]脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元可包括:三角積分調(diào)制器(SDM)，用于通過(guò)對(duì)輸入音頻信號(hào)進(jìn)行三角積分調(diào)制來(lái)輸出調(diào)制的信號(hào)。
[0019]三角積分調(diào)制器(SDM)可包括:加法器，用于從輸入音頻信號(hào)減去真空管信號(hào)；環(huán)路濾波器，用于接收加法器的輸出信號(hào)，對(duì)加法器的輸出信號(hào)進(jìn)行積分和輸出；量化單元，用于對(duì)環(huán)路濾波器的輸出信號(hào)進(jìn)行量化并輸出調(diào)制的信號(hào)。
[0020]SDM可還包括高階I比特單回路SDM。
[0021]功率開(kāi)關(guān)放大單元可包括響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)被打開(kāi)或關(guān)閉的放大器，并可包括用于執(zhí)行開(kāi)關(guān)放大操作的至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件。
[0022]至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件可包括從由氮化鎵(GaN)晶體管、砷化鎵(GaAs)晶體管和碳化硅(SiC)晶體管組成的組選擇的至少一個(gè)。
[0023]脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元可通過(guò)使用具有第一頻率的第一載波信號(hào)或第一采樣時(shí)鐘信號(hào)對(duì)一個(gè)信道中的輸入音頻信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制來(lái)產(chǎn)生調(diào)制的信號(hào)，并且驅(qū)動(dòng)器可通過(guò)使用具有第二頻率的第二載波信號(hào)或第二采樣時(shí)鐘信號(hào)對(duì)調(diào)制的信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0024]第二頻率的值可等于或大于第一頻率的值。
[0025]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供一種輸出音頻信號(hào)的設(shè)備，所述設(shè)備包括:真空管放大單元，通過(guò)將真空管的諧波添加到輸入音頻信號(hào)來(lái)產(chǎn)生真空管信號(hào)；脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元，產(chǎn)生與真空管信號(hào)相應(yīng)并被脈沖調(diào)制的調(diào)制的信號(hào)；驅(qū)動(dòng)器，用于產(chǎn)生與調(diào)制的信號(hào)相應(yīng)并控制開(kāi)關(guān)放大操作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；功率開(kāi)關(guān)放大單元，用于通過(guò)響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)執(zhí)行開(kāi)關(guān)放大操作來(lái)輸出放大的信號(hào)。
[0026]所述設(shè)備可還包括反饋回路。
[0027]反饋回路可包括:衰減器，通過(guò)將預(yù)定負(fù)增益值施加到放大的信號(hào)來(lái)對(duì)放大的信號(hào)進(jìn)行衰減；加法器，用于將通過(guò)從輸入音頻信號(hào)減去衰減器的輸出信號(hào)而產(chǎn)生的校正后的音頻信號(hào)發(fā)送到真空管放大單元。[0028]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供一種輸出音頻信號(hào)的方法，所述方法包括:對(duì)輸入音頻信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制和開(kāi)關(guān)放大；產(chǎn)生與輸入音頻信號(hào)相應(yīng)的放大的信號(hào)；將真空管信號(hào)反映到輸入音頻信號(hào)，其中，通過(guò)對(duì)放大的信號(hào)進(jìn)行衰減并將真空管的諧波添加到放大的信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述真空管信號(hào)。
[0029]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供一種輸出音頻信號(hào)的方法，所述方法包括:通過(guò)將真空管的諧波添加到輸入音頻信號(hào)來(lái)產(chǎn)生真空管信號(hào)；產(chǎn)生與真空管信號(hào)相應(yīng)并被脈沖調(diào)制的調(diào)制的信號(hào)；產(chǎn)生與調(diào)制的信號(hào)相應(yīng)并控制開(kāi)關(guān)放大操作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；并通過(guò)響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)執(zhí)行開(kāi)關(guān)放大操作來(lái)輸出放大的信號(hào)。
[0030]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供一種輸出音頻信號(hào)的設(shè)備，所述設(shè)備包括:調(diào)制器和放大器，產(chǎn)生與輸入音頻信號(hào)相應(yīng)的放大的信號(hào)；真空管放大器，輸入真空管信號(hào)，其中，通過(guò)對(duì)放大的信號(hào)進(jìn)行衰減并將真空管放大器的調(diào)制器和放大器諧波添加到放大的信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述真空管信號(hào)。真空管放大器可包括真空管衰減器，其中，所述真空管衰減器通過(guò)將預(yù)定負(fù)增益值施加到放大的信號(hào)并將二次諧波添加到放大的信號(hào)來(lái)產(chǎn)生真空管信號(hào)。
[0031]有益效果
[0032]根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)例性實(shí)施例的輸出音頻信號(hào)的設(shè)備和方法，通過(guò)將真空管的諧波與音頻信號(hào)進(jìn)行混合來(lái)執(zhí)行脈沖調(diào)制操作。因此，可輸出具有與真空管相應(yīng)的柔和聲音的音頻信號(hào)。另外，可提高輸出音頻信號(hào)的音質(zhì)。
[0033]此外，在根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)例性實(shí)施例的輸出音頻信號(hào)的設(shè)備和方法中，通過(guò)使用包括可高速運(yùn)行的開(kāi)關(guān)元件的功率開(kāi)關(guān)放大單元根據(jù)高頻來(lái)執(zhí)行開(kāi)關(guān)放大操作。因此，可使開(kāi)關(guān)噪聲最小化，并可提高信噪比(SNR)。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0034]通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，本發(fā)明構(gòu)思的上述和其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，其中:
[0035]圖1是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備的框圖；
[0036]圖2是示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備的框圖；
[0037]圖3是示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備的框圖；
[0038]圖4A至圖4C示出將由圖3中示出的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備輸入/輸出的信號(hào);
[0039]圖5是示出由圖1中示出的真空管放大單元輸出的信號(hào)的分量的曲線(xiàn)圖；
[0040]圖6A和圖6B示出將由圖1中示出的設(shè)備輸出的信號(hào)；
[0041]圖7是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的信號(hào)處理方法的流程圖；
[0042]圖8是示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的信號(hào)處理方法的流程圖；
[0043]圖9是示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備的框圖；
[0044]圖10是示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備的框圖；以及
[0045]圖11是示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的信號(hào)處理方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)列出項(xiàng)目中的一個(gè)或更多個(gè)的任意組合和全部組合。當(dāng)諸如“……中的至少一個(gè)”的表達(dá)位于一列元件之后時(shí)，所述表達(dá)修飾整列元件而不修飾所述列中的單個(gè)元件。
[0047]現(xiàn)將參照附圖對(duì)本發(fā)明構(gòu)思進(jìn)行更全面的描述，在所述附圖中，本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例被示出。
[0048]模擬放大器可以是A級(jí)模擬放大器、B類(lèi)模擬放大器或AB類(lèi)模擬放大器。A類(lèi)模擬放大器、B類(lèi)模擬放大器和AB類(lèi)模擬放大器均使用晶體管或真空管作為它們各自的輸出單元，并保證輸出音頻信號(hào)的線(xiàn)性。模擬放大器具有極好的線(xiàn)性但電源使用效率比數(shù)字放大器低的多。另外，由于低電源使用效率，熱量可從模擬放大器散發(fā)。結(jié)果，模擬放大器的老化特性受到不利影響。此外，由于低電源使用效率，可增加模擬放大器的內(nèi)部元件的尺寸以達(dá)到高輸出，并且可增加模擬放大器的尺寸。
[0049]然而，模擬放大器具有輸出音頻信號(hào)的良好的線(xiàn)性并可從真空管實(shí)現(xiàn)足夠的聲
曰?
[0050]以下，將詳細(xì)描述用于輸出音頻信號(hào)的方法和設(shè)備，借此使用真空管來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字放大器以通過(guò)去除數(shù)字放大器的缺點(diǎn)提高音頻信號(hào)的線(xiàn)性并實(shí)現(xiàn)足夠的聲音。
[0051]圖1是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備100的框圖。
[0052]參照?qǐng)D1，根據(jù)本不例性實(shí)施例的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備100可包括修改和放大單元110和真空管放大單元120。
[0053]修改和放大單元110可對(duì)輸入音頻信號(hào)S_IN進(jìn)行脈沖調(diào)制和開(kāi)關(guān)放大以產(chǎn)生與輸入音頻信號(hào)S_IN相應(yīng)的放大的信號(hào)S_0UT。
[0054]真空管放大單元120可對(duì)放大的信號(hào)S_0UT進(jìn)行衰減并將真空管信號(hào)SI輸入到修改和放大單元110。通過(guò)將真空管的二次諧波添加到放大的信號(hào)S_0UT將真空管信號(hào)SI產(chǎn)生到修改和放大單元110。
[0055]真空管的二次諧波是當(dāng)預(yù)定信號(hào)通過(guò)真空管元件(即，真空管放大單元120)時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)分量。真空管的二次諧波指示具有作為預(yù)定信號(hào)的頻率的偶數(shù)倍的頻率的二次諧波，其中，所述預(yù)定信號(hào)被輸入到真空管元件。二次諧波通過(guò)增強(qiáng)預(yù)定信號(hào)來(lái)產(chǎn)生整體聲音諧波和柔和聲調(diào)。因此，真空管信號(hào)Si包括放大的信號(hào)S_0UT的原始頻率信號(hào)分量和與原始頻率信號(hào)分量相應(yīng)的二次諧波。以下將參照?qǐng)D5詳細(xì)描述上述二次諧波。
[0056]圖2是示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備200的框圖。
[0057]參照?qǐng)D2，用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備200包括修改和放大單元210和真空管放大單兀220。由于圖2中不出的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備200的修改和放大單兀210和真空管放大單元220分別與圖1中示出的修改和放大單元110和真空管放大單元120相應(yīng)，所以將省略對(duì)修改和放大單元210和真空管放大單元220的多余描述。
[0058]修改和放大單元210包括脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元211、驅(qū)動(dòng)器212和功率開(kāi)關(guān)放大單元213。
[0059]將輸入音頻信號(hào)3_爪輸入到脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元211，并且脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元211產(chǎn)生與輸入音頻信號(hào)S_IN相應(yīng)并被脈沖調(diào)制的修改的信號(hào)。
[0060] 具體說(shuō)來(lái)，脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元211通過(guò)從輸入音頻信號(hào)S_IN減去真空管信號(hào)SI來(lái)產(chǎn)生校正后的音頻信號(hào)(未示出)，并通過(guò)對(duì)校正后的音頻信號(hào)(未示出)進(jìn)行脈沖調(diào)制來(lái)產(chǎn)生修改的信號(hào)S2。[0061]例如，脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元211可包括脈寬調(diào)制(PWM)單元(未示出)或脈沖密度調(diào)制(PDM)單元(未示出)。
[0062]例如，當(dāng)脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元211包括PWM單元(未示出)時(shí)，脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元211通過(guò)對(duì)輸入音頻信號(hào)S_IN進(jìn)行脈寬調(diào)制來(lái)產(chǎn)生脈寬調(diào)制的信號(hào)作為調(diào)制的信號(hào)S2。
[0063]具體說(shuō)來(lái)，PWM單元(未示出)將作為具有預(yù)定頻率的載波信號(hào)的第一載波信號(hào)與作為模擬信號(hào)的輸入音頻信號(hào)S_IN進(jìn)行比較。另外，PWM單元(未示出)根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生與輸入音頻信號(hào)S_IN相應(yīng)的脈寬調(diào)制信號(hào)作為調(diào)制的信號(hào)S2。例如，通過(guò)將載波信號(hào)的電平與輸入音頻信號(hào)S_IN的電平進(jìn)行比較，PWM單元(未示出)可在輸入音頻信號(hào)S_IN的電平高于載波信號(hào)的電平的區(qū)段產(chǎn)生處于邏輯高電平的調(diào)制的信號(hào)S2，并可在輸入音頻信號(hào)S_IN的電平低于載波信號(hào)的電平的區(qū)段產(chǎn)生處于邏輯低電平的調(diào)制的信號(hào)S2。
[0064]作為另一示例，當(dāng)脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元211包括PDM單元(未示出)時(shí)，脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元211通過(guò)使用第一采樣時(shí)鐘信號(hào)對(duì)輸入音頻信號(hào)S_IN進(jìn)行脈沖密度調(diào)制來(lái)產(chǎn)生脈沖密度調(diào)制的信號(hào)作為調(diào)制的信號(hào)S2，其中，第一采樣時(shí)鐘信號(hào)是具有預(yù)定頻率的采樣時(shí)鐘信號(hào)。例如，PDM單元(未示出)可包括三角積分調(diào)制器(SDM)。
[0065]以下，在脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元211中使用的第一載波信號(hào)和第一采樣時(shí)鐘信號(hào)的頻率稱(chēng)為第一頻率。
[0066]驅(qū)動(dòng)器212產(chǎn)生與調(diào)制的信號(hào)S2相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3，并且驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3用于控制開(kāi)關(guān)放大操作。
[0067]功率開(kāi)關(guān)放大單元213通過(guò)響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3執(zhí)行開(kāi)關(guān)放大操作來(lái)產(chǎn)生放大的信號(hào)S_0UT。
[0068]真空管放大單元220可包括真空管衰減器221，其中，真空管衰減器221通過(guò)將預(yù)定負(fù)增益值施加到放大的信號(hào)S_0UT并通過(guò)將二次諧波添加到放大的信號(hào)S_0UT來(lái)產(chǎn)生真空管信號(hào)SI。
[0069]具體說(shuō)來(lái)，由于作為功率開(kāi)關(guān)放大單元213的輸出信號(hào)的放大的信號(hào)S_0UT是具有高電壓的信號(hào)，因此在放大的信號(hào)S_0UT沒(méi)有任何改變的情況下將放大的信號(hào)S_0UT輸入到脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元211時(shí)，由于高輸入電壓可發(fā)生振蕩。因此，真空管衰減器221根據(jù)輸入音頻信號(hào)S_IN的電平降低放大的信號(hào)S_0UT的電壓電平以便防止這種振蕩。
[0070]在通過(guò)功率開(kāi)關(guān)放大單元213后輸出的真空管信號(hào)SI包括真空管分量并具有衰減的振幅。
[0071]具體說(shuō)來(lái)，真空管衰減器221可被配置為具有預(yù)定負(fù)增益值的真空管放大器，并通過(guò)施加預(yù)定負(fù)增益值來(lái)對(duì)放大的信號(hào)s_0UT進(jìn)行負(fù)放大和輸出。這里，可根據(jù)用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備200的額定輸出、規(guī)格等對(duì)預(yù)定負(fù)增益值進(jìn)行優(yōu)化和設(shè)置?？捎捎糜谳敵鲆纛l信號(hào)的設(shè)備200或用戶(hù)調(diào)整設(shè)置。例如，預(yù)定負(fù)增益值可被設(shè)置為通過(guò)根據(jù)輸入音頻信號(hào)S_IN的電平降低放大的信號(hào)S_0UT的電平獲得的增益值。
[0072]圖3是示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備300的框圖。圖3中用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備300更詳細(xì)地示出了圖2中示出的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備200。具體地講，由于脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元310、驅(qū)動(dòng)器320、功率開(kāi)關(guān)放大單元330和真空管放大單元340分別與脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元211、驅(qū)動(dòng)器212、功率開(kāi)關(guān)放大單元213和真空管放大單元220相應(yīng)，所以將省略圖2的多余描述。另外，與圖2中示出的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備200不同,用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備300可還包括低通濾波器350和揚(yáng)聲器單兀360。
[0073]在用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備300中，脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元310包括三角積分調(diào)制器(SDM)。以下，脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元310被稱(chēng)為SDM310。
[0074]具體說(shuō)來(lái)，SDM310通過(guò)對(duì)輸入音頻信號(hào)S_IN進(jìn)行三角積分調(diào)制來(lái)輸出調(diào)制的信號(hào)S2。詳細(xì)地，SDM310通過(guò)執(zhí)行噪聲整形操作來(lái)輸出噪聲分量被過(guò)濾的調(diào)制的信號(hào)S2，借此將包括在輸入音頻信號(hào)S_IN中的噪聲分量移動(dòng)到不同于有效頻帶的帶外。噪聲分量可包括在開(kāi)關(guān)放大操作期間發(fā)生的開(kāi)關(guān)噪聲，包括在供應(yīng)的電力中的噪聲等。
[0075]另外，SDM310可包括高階I比特單回路SDM。高階I比特單回路SDM將包括在輸入音頻信號(hào)S_IN中的噪聲分量進(jìn)一步移動(dòng)到不同于有效頻帶的帶外，導(dǎo)致高噪聲過(guò)濾性能。
[0076]SDM310包括加法器311、環(huán)路濾波器312和量化單元314。另外，SDM310可還包括時(shí)鐘產(chǎn)生器313。
[0077]加法器311從輸入音頻信號(hào)S_IN減去真空管信號(hào)SI。
[0078]具體說(shuō)來(lái)，真空管信號(hào)SI和輸入音頻信號(hào)S_IN被輸入到加法器311。另外，加法器311通過(guò)從輸入音頻信號(hào)S_IN減去真空管信號(hào)SI來(lái)輸出校正后的音頻信號(hào)S_IN1。通過(guò)使用加法器311將真空管信號(hào)SI的值反映到輸入音頻信號(hào)S_IN來(lái)產(chǎn)生校正后的音頻信號(hào)S_IN1，使得SDM310可根據(jù)用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備300的目標(biāo)增益或最大額定輸出來(lái)執(zhí)行精確增益控制。
[0079]具體說(shuō)來(lái)，SDM310包括加法器311，借此鑒于放大的信號(hào)S_0UT的增益和相位來(lái)調(diào)整被輸入到SDM310的環(huán)路濾波器312的校正后的音頻信號(hào)S_IN1的增益和相位中的至少一個(gè)。因此，SDM310可根據(jù)用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備300的目標(biāo)增益或最大額定輸出來(lái)執(zhí)行精確增益控制。
[0080]作為加法器311的輸出信號(hào)的校正后的音頻信號(hào)S_IN1被輸入到環(huán)路濾波器312，并且環(huán)路濾波器312對(duì)輸入的校正后的音頻信號(hào)S_IN1進(jìn)行積分和輸出。
[0081]具體說(shuō)來(lái)，環(huán)路濾波器312包括通過(guò)使用至少一個(gè)積分器(未示出)來(lái)對(duì)校正后的音頻信號(hào)S_IN1進(jìn)行積分的至少一個(gè)積分器(未示出)。另外，環(huán)路濾波器312根據(jù)預(yù)定噪聲傳遞函數(shù)(NTF)朝外部頻帶對(duì)包括在校正后的音頻信號(hào)S_IN1中的噪聲進(jìn)行整形。
[0082]從環(huán)路濾波器312輸出的信號(hào)被輸入到量化單元314，并且量化單元314對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行量化并產(chǎn)生脈沖信號(hào)形式的調(diào)制的信號(hào)S2。
[0083]時(shí)鐘產(chǎn)生器313產(chǎn)生用于設(shè)置環(huán)路濾波器312的采樣周期的時(shí)鐘信號(hào)S_CLK，以將具有第一頻率的時(shí)鐘信號(hào)S_CLK提供給環(huán)路濾波器312。因此，環(huán)路濾波器312通過(guò)使用作為采樣時(shí)鐘信號(hào)的具有第一頻率的時(shí)鐘信號(hào)S_CLK來(lái)執(zhí)行積分操作。
[0084]如上所述，圖3中示出的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備300通過(guò)包括SDM310作為脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元310來(lái)執(zhí)行噪聲整形操作，借此過(guò)濾包括在用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備300中發(fā)生的量化噪聲、電源噪聲和電源開(kāi)關(guān)噪聲等的噪聲分量，并過(guò)濾包括在輸入音頻信號(hào)3_IN中的噪聲分量。
[0085]另外，將調(diào)制的信號(hào)S2輸入到驅(qū)動(dòng)器320。驅(qū)動(dòng)器320可根據(jù)作為輸入信號(hào)的調(diào)制的信號(hào)S2產(chǎn)生用于控制開(kāi)關(guān)放大操作的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3。使用布置在功率開(kāi)關(guān)放大單元330中的至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件332來(lái)執(zhí)行開(kāi)關(guān)放大操作。驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3是用于控制開(kāi)關(guān)元件332的打開(kāi)或關(guān)閉的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。[0086]具體說(shuō)來(lái)，驅(qū)動(dòng)器320可包括脈沖調(diào)制單元(未示出)，其中，所述脈沖調(diào)制單元輸出用于打開(kāi)或關(guān)閉開(kāi)關(guān)元件332的脈沖形式的信號(hào)。
[0087]當(dāng)驅(qū)動(dòng)器320被配置為如關(guān)于圖2的脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元211描述的脈沖調(diào)制單元(未示出)時(shí)，作為驅(qū)動(dòng)器320的脈沖調(diào)制單元(未示出)可包括PWM單元(未示出)或PDM單元(未示出)。因此，驅(qū)動(dòng)320通過(guò)使用具有第二頻率的第二采樣時(shí)鐘信號(hào)和第二載波信號(hào)來(lái)執(zhí)行脈沖調(diào)制操作。
[0088]功率開(kāi)關(guān)放大單元330響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3被打開(kāi)或關(guān)閉并可包括放大器331，其中，放大器331包括用于執(zhí)行開(kāi)關(guān)放大操作的至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件332。在圖3中，一個(gè)開(kāi)關(guān)元件332包括在放大器331中。
[0089]高電源電壓+VDD和低電源電壓？？ VDD被提供給放大器331。放大器331響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3輸出在高電源電壓+VDD與低電源電壓？？ VDD之間轉(zhuǎn)變的放大的信號(hào)S_0UT。
[0090]詳細(xì)地，包括在放大器331中的開(kāi)關(guān)元件332包括來(lái)自氮化鎵(GaN)晶體管、砷化鎵(GaAs)晶體管和碳化硅(SiC)晶體管中的至少一個(gè)。
[0091]GaN晶體管和GaAs晶體管具有短傳播延遲并可在高電壓下高速運(yùn)行。這里，傳播延遲指示用于打開(kāi)晶體管的控制信號(hào)被輸入到晶體管的柵極并隨后飽和的電壓信號(hào)被輸出到作為晶體管的輸出端子的源端子或漏端子的時(shí)間。
[0092]放大的信號(hào)S_0UT的處于邏輯高電平的電源電壓+VDD越高，從OV上升到高電源電壓所需的傳播延遲時(shí)間越長(zhǎng)。因此，為了實(shí)施達(dá)到高輸出的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備300，需要高速執(zhí)行功率開(kāi)關(guān)操作，并且放大的信號(hào)S_0UT需要從OV轉(zhuǎn)變到高電源電壓+VDD0
[0093]當(dāng)GaN晶體管或GaAs晶體管被用作用于執(zhí)行功率開(kāi)關(guān)操作的開(kāi)關(guān)元件332時(shí)，可高速執(zhí)行功率開(kāi)關(guān)操作。
[0094]另外，由于高速執(zhí)行功率開(kāi)關(guān)操作，因此可使開(kāi)關(guān)噪聲最小化，并且可增加用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備300的信噪比(SNR)。
[0095]另外，用作開(kāi)關(guān)元件的GaN晶體管可以是GaN異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(GaN HFET)。
[0096]如上所述，具有高頻的驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3對(duì)于高速驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)放大單元330是必要的。因此，第二頻率可等于或大于第一頻率。
[0097]低通濾波器350將從功率開(kāi)關(guān)放大單元330輸出的放大的信號(hào)S_0UT解調(diào)為模擬音頻信號(hào)并輸出解調(diào)后的信號(hào)。也就是說(shuō)，由于從功率開(kāi)關(guān)放大單元330輸出的信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，所以低通濾波器350將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)并輸出模擬信號(hào)。
[0098]揚(yáng)聲器單元360將低通濾波器350的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為可被用戶(hù)的耳朵識(shí)別的物理振動(dòng)信號(hào)，并輸出所述信號(hào)。
[0099]圖4A至圖4C示出將由圖3中示出的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備輸入/輸出的信號(hào)。詳細(xì)地，圖4A示出輸入音頻信號(hào)S_IN的信號(hào)波形，圖4B示出從真空管放大單元340輸出的真空管信號(hào)SI的信號(hào)波形，圖4C示出從加法器311輸出的校正后的音頻信號(hào)S_IN1。在圖4A至圖4C中，X軸表示時(shí)間，y軸表示作為信號(hào)的幅度的電壓電平。
[0100]參照?qǐng)D4A,輸入音頻信號(hào)S_IN410從時(shí)間tl到時(shí)間t2被輸入作為處于邏輯高電平的信號(hào)。
[0101]參照?qǐng)D4B，當(dāng)輸入音頻信號(hào)S_IN410通過(guò)脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元310、驅(qū)動(dòng)器320和功率開(kāi)關(guān)放大單元330時(shí)，需要預(yù)定時(shí)間。因此，真空管信號(hào)S1420與輸入音頻信號(hào)S_IN410進(jìn)行比較并具有與時(shí)間(t3-tl)相應(yīng)的延遲時(shí)間。
[0102]參照?qǐng)D4C，通過(guò)從輸入音頻信號(hào)S_IN410減去真空管信號(hào)S1420來(lái)輸出校正后的音頻信號(hào)S_IN1430。
[0103]環(huán)路濾波器312對(duì)校正后的音頻信號(hào)S_IN1430進(jìn)行積分和輸出，借此將作為從功率開(kāi)關(guān)放大單元330實(shí)際輸出的放大的信號(hào)S_0UT的相位和振幅調(diào)整為與放大的信號(hào)S_OUT的目標(biāo)相位和目標(biāo)振幅相同。
[0104]圖5是不出由圖1中不出的真空管放大單兀340輸出的信號(hào)的分量的曲線(xiàn)圖。在圖5中，X軸表示頻率，y軸表示信號(hào)的振幅。
[0105]參照?qǐng)D5,由真空管放大單兀340輸出的音頻信號(hào)包括多個(gè)信號(hào)分量550、551、552和553。信號(hào)分量550表示具有作為放大的信號(hào)S_0UT的主頻的基頻Ik的音頻信號(hào)分量。曲線(xiàn)圖551和553表示與二次諧波相應(yīng)的音頻信號(hào)分量，其中，所述二次諧波是當(dāng)音頻信號(hào)通過(guò)真空管放大單元340時(shí)產(chǎn)生的真空管分量。曲線(xiàn)圖552表示三次諧波。這里，三次諧波指示具有作為基頻Ik的奇數(shù)倍的頻率的信號(hào)分量。
[0106]如上所述，二次諧波通過(guò)對(duì)作為基本音的目標(biāo)音頻信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)來(lái)產(chǎn)生具有柔和聲調(diào)的整體聲音。另外，可獲得聲音的自然感，可表達(dá)聲音中的微妙變化，可獲得可在廣域上聽(tīng)到的柔和聲音。
[0107]與此相反，三次諧波具有單調(diào)聲調(diào)或機(jī)械聲并被認(rèn)為是簡(jiǎn)單噪聲。因此，三次諧波造成基本聲音的簡(jiǎn)單失真。
[0108]包括圖5中示出的信號(hào)分量的真空管信號(hào)SI被輸入到脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元310并被脈沖調(diào)制。因此，最后輸出的放大的信號(hào)S_0UT和低通濾波器350和揚(yáng)聲器單元360的輸出信號(hào)包括真空管分量。因此，圖1、圖2或圖3中示出的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備100、200或300可輸出具有柔和聲音的音頻信號(hào)。
[0109]圖6A和圖6B不出將由圖1中不出的設(shè)備輸出的信號(hào)。圖6A表不不包括作為真空管分量的二次諧波的放大的信號(hào)S_0UT610。圖6B表示包括作為真空管分量的二次諧波的放大的信號(hào)S_0UT620。由于圖6A和圖6B中示出的tl、t2、t3和t4分別與圖4A、圖4B和圖4C中示出的tl、t2、t3和t4相應(yīng)，因此將省略圖4的多余描述。
[0110]參照?qǐng)D6A和圖6B，在將包括作為真空管分量的二次諧波的放大的信號(hào)S_0UT620與不包括作為真空管分量的二次諧波的放大的信號(hào)S_0UT610進(jìn)行比較的情況下，由于真空管分量，放大的信號(hào)S_0UT620的邏輯高電平可從Vl增大到V2。
[0111]圖7是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的信號(hào)處理方法700的流程圖。圖7中示出的信號(hào)處理方法700可由圖1、圖2或圖3中示出的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備100、200或300執(zhí)行。以下，將參照?qǐng)D3和圖7描述根據(jù)本實(shí)例性實(shí)施例的信號(hào)處理方法700。
[0112]參照?qǐng)D7，在操作710，根據(jù)本實(shí)施例的信號(hào)處理方法700包括輸入音頻信號(hào)S_IN的脈沖調(diào)制和開(kāi)關(guān)放大以及產(chǎn)生與輸入音頻信號(hào)S_IN相應(yīng)的放大的信號(hào)S_0UT。操作710由圖1的調(diào)制和放大單元110執(zhí)行。另外，操作710可由與圖1的調(diào)制和放大單元110相應(yīng)的圖3的脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元310、驅(qū)動(dòng)器320和功率開(kāi)關(guān)放大單元330執(zhí)行。
[0113]在操作720，信號(hào)處理方法700還包括將真空管信號(hào)反映到輸入音頻信號(hào)S_IN上，其中，通過(guò)對(duì)在操作710中產(chǎn)生的放大的信號(hào)S_0UT進(jìn)行衰減并通過(guò)將真空管的諧波添加到放大的信號(hào)S_OUT來(lái)產(chǎn)生所述真空管信號(hào)。具體說(shuō)來(lái)，操作720可包括通過(guò)將預(yù)定負(fù)增益值施加到放大的信號(hào)S_OUT并通過(guò)將二次諧波添加到放大的信號(hào)S_OUT來(lái)產(chǎn)生(未示出)真空管信號(hào)SI，并從輸入音頻信號(hào)S_IN減去(未示出)真空管信號(hào)SI。這里，可由真空管放大單元340執(zhí)行產(chǎn)生真空管信號(hào)SI的步驟。可由加法器311執(zhí)行從輸入音頻信號(hào)S_IN減去真空管信號(hào)SI的步驟。
[0114]如參照?qǐng)D1至圖6詳細(xì)描述，圖7中示出的信號(hào)處理方法700包括與圖1、圖2或圖3中示出的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備100、200或300的操作配置相同的技術(shù)精神。因此，將省略圖1至圖6的多余描述。
[0115]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的信號(hào)處理方法800的流程圖。由于圖8的操作810和830分別與圖7的操作710和720相應(yīng)，因此將省略圖7的多余描述。將參照?qǐng)D3和圖8描述根據(jù)本實(shí)例性實(shí)施例的信號(hào)處理方法800。
[0116]參照?qǐng)D8，在操作815，產(chǎn)生與輸入音頻信號(hào)S_IN相應(yīng)并被脈沖調(diào)制的調(diào)制的信號(hào)
S2。具體說(shuō)來(lái)，操作815可包括通過(guò)校正后的音頻信號(hào)S_IN1的三角積分調(diào)制(SMD)來(lái)產(chǎn)生調(diào)制的信號(hào)，其中，通過(guò)從輸入音頻信號(hào)3_爪減去真空管信號(hào)SI來(lái)獲得所述校正后的音頻信號(hào)S_IN1。由脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元310執(zhí)行操作815。
[0117]在操作820，產(chǎn)生與在操作815產(chǎn)生的調(diào)制的信號(hào)S2相應(yīng)并被用于控制開(kāi)關(guān)放大操作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3。由驅(qū)動(dòng)器320執(zhí)行操作820。
[0118]在操作825，通過(guò)響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3執(zhí)行開(kāi)關(guān)放大操作來(lái)輸出放大的信號(hào)S_0UT。操作825包括:通過(guò)使用響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3被打開(kāi)或關(guān)閉的至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件來(lái)執(zhí)行(未示出)開(kāi)關(guān)放大操作，并通過(guò)開(kāi)關(guān)放大操作來(lái)產(chǎn)生和輸出放大的信號(hào)S_0UT。這里，開(kāi)關(guān)元件可包括GaN晶體管、GaAs晶體管和SiC晶體管中的至少一個(gè)。由功率開(kāi)關(guān)放大單元330執(zhí)行操作825。
[0119]如參照?qǐng)D1至圖6詳細(xì)描述，圖8中示出的信號(hào)處理方法800包括與圖2或圖3中示出的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備200或300的操作配置相同的技術(shù)精神。因此，將省略圖1至圖6的多余描述。在操作720，信號(hào)處理方法700還包括將真空管信號(hào)反映到輸入音頻信號(hào)S_IN，其中，通過(guò)對(duì)在操作710產(chǎn)生的放大的信號(hào)S_0UT進(jìn)行衰減并通過(guò)將真空管的諧波添加到放大的信號(hào)S_0UT來(lái)產(chǎn)生所述真空管信號(hào)。
[0120]圖9是示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備900的框圖。
[0121]參照?qǐng)D9，根據(jù)本實(shí)例性實(shí)施例的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備900包括真空管放大單元910、脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元930、驅(qū)動(dòng)器940和功率開(kāi)關(guān)放大單元950。這里，包括脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元930、驅(qū)動(dòng)器940和功率開(kāi)關(guān)放大單元950的塊構(gòu)造與圖1的調(diào)制和放大單元110相應(yīng)。
[0122]真空管放大單元910通過(guò)將真空管的諧波添加到輸入音頻信號(hào)S_IN來(lái)產(chǎn)生真空管信號(hào)SI。除真空管放大單元910被布置在脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元930的前端并且負(fù)增益未施加到輸入信號(hào)之外，真空管放大單元910與圖1、圖2或圖3中示出的真空管放大單元120、220或340相同。因此，將省略真空管放大單元910的詳細(xì)描述。
[0123]脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元930產(chǎn)生與真空管信號(hào)SI相應(yīng)并被脈沖調(diào)制的調(diào)制的信號(hào)S2。由于脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元930與圖2或圖3中示出的脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元211或310相同，因此將省略脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元930的詳細(xì)描述。[0124]驅(qū)動(dòng)器940產(chǎn)生與由脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元930發(fā)送的調(diào)制的信號(hào)S2相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3，并且驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3被用于控制開(kāi)關(guān)放大操作。由于驅(qū)動(dòng)器940與上述驅(qū)動(dòng)器212或320相同，因此將省略驅(qū)動(dòng)器940的詳細(xì)描述。
[0125]功率開(kāi)關(guān)放大單元950通過(guò)響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3執(zhí)行開(kāi)關(guān)放大操作來(lái)輸出放大的信號(hào)S_0UT。由于功率開(kāi)關(guān)放大單元950與上述功率開(kāi)關(guān)放大單元213或330相同，因此將省略功率開(kāi)關(guān)放大單元950的詳細(xì)描述。
[0126]圖10是不出根據(jù)另一不例性實(shí)施例的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備1000的框圖。圖10中示出的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備1000更詳細(xì)地示出了圖9中示出的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備900。由于包括在用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備1000中的真空管放大單元1010、脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元1030、驅(qū)動(dòng)器1040和功率開(kāi)關(guān)放大單元1050分別與真空管放大單元910、脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元930、驅(qū)動(dòng)器940和功率開(kāi)關(guān)放大單元950相應(yīng)，因此將省略圖9的多余描述。
[0127]參照?qǐng)D10，真空管放大單元1010通過(guò)將真空管的諧波添加到輸入音頻信號(hào)S_IN來(lái)產(chǎn)生真空管信號(hào)SI。
[0128]由于脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元1030、驅(qū)動(dòng)器1040和功率開(kāi)關(guān)放大單元1050分別與參照?qǐng)D3描述的脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元310、驅(qū)動(dòng)器320和功率開(kāi)關(guān)放大單元330相應(yīng)，所以將省略脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元1030、驅(qū)動(dòng)器1040和功率開(kāi)關(guān)放大單元1050的詳細(xì)描述。
[0129]用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備1000可還包括反饋回路。這里，反饋回路1080包括衰減器1081和加法器1082。
[0130]衰減器1081通過(guò)將預(yù)定負(fù)增益值施加到放大的信號(hào)S_0UT對(duì)放大的信號(hào)S_0UT進(jìn)行衰減。詳細(xì)地，衰減器1081可將放大的信號(hào)S_0UT衰減為處于與輸入音頻信號(hào)S_IN的電平相同或相似的電平。
[0131]加法器1082將校正后的音頻信號(hào)S_IN1輸入到真空管放大單元1010，其中，通過(guò)從輸入音頻信號(hào)S_IN減去衰減器1081的輸出信號(hào)S4來(lái)產(chǎn)生所述校正后的音頻信號(hào)。
[0132]當(dāng)用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備1000還包括反饋回路1080時(shí)，真空管放大單元1010通過(guò)將真空管的諧波添加到校正后的音頻信號(hào)S_IN1來(lái)產(chǎn)生真空管信號(hào)SI。
[0133]另外，用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備1000可還包括低通濾波器1060和揚(yáng)聲器單兀1070。由于低通濾波器1060和揚(yáng)聲器單元1070分別與圖3的低通濾波器350和揚(yáng)聲器單元360相應(yīng)，所以將省略低通濾波器1060和揚(yáng)聲器單元1070的詳細(xì)描述。
[0134]圖11是示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的信號(hào)處理方法1100的流程圖?？捎蓤D10中示出的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備1000執(zhí)行圖11的信號(hào)處理方法1100。以下，將參照?qǐng)D10和圖11描述根據(jù)本實(shí)例性實(shí)施例的信號(hào)處理方法1100。
[0135]參照?qǐng)D11，在操作1110，通過(guò)將真空管的諧波添加到輸入音頻信號(hào)S_IN來(lái)產(chǎn)生真空管信號(hào)SI。另外，當(dāng)用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備1000還包括反饋回路1080時(shí)，可通過(guò)將真空管的諧波添加到校正后的音頻信號(hào)S_IN1來(lái)產(chǎn)生真空管信號(hào)SI。由真空管放大單元1010執(zhí)行操作1110。
[0136]在操作1120，產(chǎn)生與真空管信號(hào)SI相應(yīng)并被脈沖調(diào)制的調(diào)制的信號(hào)S2。由脈沖信號(hào)產(chǎn)生單元1030執(zhí)行操作1120。
[0137]在操作1130，產(chǎn)生與調(diào)制的信號(hào)S2相應(yīng)并被用于控制開(kāi)關(guān)放大操作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3。可由驅(qū)動(dòng)器1040執(zhí)行操作1130。
[0138]在操作1140，通過(guò)響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3執(zhí)行開(kāi)關(guān)放大操作來(lái)輸出放大的信號(hào)S_OUT。由功率開(kāi)關(guān)放大單元1050執(zhí)行操作1140。
[0139]圖11中示出的信號(hào)處理方法1100包括與圖10中示出的用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備1000的操作構(gòu)造相同的技術(shù)精神。因此，將省略圖10的多余描述。
[0140]如上所述，在根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)例性實(shí)施例的輸出音頻信號(hào)的設(shè)備和方法中，由將真空管的混合諧波與音頻信號(hào)混合來(lái)執(zhí)行脈沖調(diào)制操作。因此，可輸出具有與真空管相應(yīng)的柔和聲音的音頻信號(hào)。另外，可提高輸出音頻信號(hào)的音質(zhì)。
[0141]此外，在根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)例性實(shí)施例的輸出音頻信號(hào)的設(shè)備和方法中，通過(guò)使用包括可高速運(yùn)行的開(kāi)關(guān)元件的功率開(kāi)關(guān)放大單元根據(jù)高頻來(lái)執(zhí)行開(kāi)關(guān)放大操作。因此，可使開(kāi)關(guān)噪聲最小化，并可提高信噪比(SNR)。
[0142]本發(fā)明也可被實(shí)施為計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀代碼。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)是可存儲(chǔ)隨后可由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取的數(shù)據(jù)的任何數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)的示例包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤(pán)和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置等。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)也可被分布在聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，使得計(jì)算機(jī)可讀代碼以分布式方式被存儲(chǔ)并被執(zhí)行。
[0143]雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的優(yōu)選示例性實(shí)施例具體地示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解:在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對(duì)其做出形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。所述優(yōu)選實(shí)施例應(yīng)被視為僅僅是描述性意義并不是為了限制的目的。因此，本發(fā)明的范圍不由本發(fā)明的詳細(xì)描述來(lái)限定，而是由權(quán)利要求來(lái)限定，并且所述范圍內(nèi)的所有不同將被解釋為包括在本發(fā)明中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 調(diào)制器和放大器，用于對(duì)輸入音頻信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制和開(kāi)關(guān)放大，并產(chǎn)生與輸入音頻信號(hào)相應(yīng)的放大的信號(hào)；以及 真空管放大器，輸入真空管信號(hào)，其中，通過(guò)對(duì)放大的信號(hào)進(jìn)行衰減并將真空管的調(diào)制器和放大器諧波添加到放大的信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述真空管信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，真空管放大器包括:真空管衰減器，通過(guò)將預(yù)定負(fù)增益值施加到放大的信號(hào)并將二次諧波添加到放大的信號(hào)來(lái)產(chǎn)生真空管信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，真空管衰減器包括:真空管放大器，具有預(yù)定負(fù)增益值，通過(guò)施加預(yù)定負(fù)增益值對(duì)放大的信號(hào)進(jìn)行負(fù)放大并輸出負(fù)放大的信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，調(diào)制器和放大器包括: 脈沖信號(hào)產(chǎn)生器，接收輸入音頻信號(hào)并通過(guò)脈沖調(diào)制來(lái)產(chǎn)生與輸入音頻信號(hào)相應(yīng)的調(diào)制的信號(hào)； 驅(qū)動(dòng)器，產(chǎn)生與調(diào)制的信號(hào)相應(yīng)并控制開(kāi)關(guān)放大操作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及 功率開(kāi)關(guān)放大器，用于通過(guò)響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)執(zhí)行開(kāi)關(guān)放大操作來(lái)輸出放大的信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，脈沖信號(hào)產(chǎn)生器通過(guò)從輸入音頻信號(hào)減去真空管信號(hào)來(lái)產(chǎn)生校正后的音頻信號(hào)，并通過(guò)對(duì)校正后的音頻信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制來(lái)產(chǎn)生調(diào)制的信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，脈沖信號(hào)產(chǎn)生器包括:三角積分調(diào)制器(SDM)，用于通過(guò)對(duì)輸入音頻信號(hào)進(jìn)行三角積分調(diào)制來(lái)輸出調(diào)制的信號(hào)，并且 其中，三角積分調(diào)制器(SDM)包括:加法器，從輸入音頻信號(hào)減去真空管信號(hào)；環(huán)路濾波器，接收加法器的輸出信號(hào)，對(duì)加法器的輸出信號(hào)進(jìn)行積分和輸出；量化器，對(duì)環(huán)路濾波器的輸出信號(hào)進(jìn)行量化并輸出量化的信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，SDM還包括高階I比特單回路SDM。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，功率開(kāi)關(guān)放大器包括響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)被打開(kāi)或關(guān)閉的放大器，并包括用于執(zhí)行開(kāi)關(guān)放大操作的至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，放大器中的至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件包括從由氮化鎵(GaN)晶體管、砷化鎵(GaAs)晶體管和碳化硅(SiC)晶體管組成的組選擇的至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，脈沖信號(hào)產(chǎn)生器通過(guò)使用具有第一頻率的第一載波信號(hào)或第一采樣時(shí)鐘信號(hào)對(duì)一個(gè)信道中的輸入音頻信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制來(lái)產(chǎn)生調(diào)制的信號(hào)，驅(qū)動(dòng)器通過(guò)使用具有第二頻率的第二載波信號(hào)或第二采樣時(shí)鐘信號(hào)對(duì)調(diào)制的信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，第二頻率的值等于或大于第一頻率的值。
12.一種用于輸出音頻信號(hào)的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 真空管放大器，通過(guò)將真空管的諧波添加到輸入音頻信號(hào)來(lái)產(chǎn)生真空管信號(hào)； 脈沖信號(hào)產(chǎn)生器，產(chǎn)生與真空管信號(hào)相應(yīng)并被脈沖調(diào)制的調(diào)制的信號(hào)； 驅(qū)動(dòng)器，產(chǎn)生與調(diào)制的信號(hào)相應(yīng)并控制開(kāi)關(guān)放大操作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及 功率開(kāi)關(guān)放大器，通過(guò)響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)執(zhí)行開(kāi)關(guān)放大操作來(lái)輸出放大的信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，還包括反饋回路，其中，反饋回路包括:衰減器，通過(guò)將預(yù)定負(fù)增益值施加到放大的信號(hào)來(lái)對(duì)放大的信號(hào)進(jìn)行衰減；以及加法器，將通過(guò)從輸入音頻信號(hào)減去衰減器的輸出信號(hào)而產(chǎn)生的校正后的音頻信號(hào)發(fā)送到真空管放大器。
14.一種輸出音頻信號(hào)的方法，所述方法包括: 對(duì)輸入音頻信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制和開(kāi)關(guān)放大，并產(chǎn)生與輸入音頻信號(hào)相應(yīng)的放大的信號(hào)；并且 將通過(guò)對(duì)放大的信號(hào)進(jìn)行衰減并將真空管的諧波添加到放大的信號(hào)而產(chǎn)生的真空管信號(hào)反映到輸入音頻信號(hào)。
15.一種輸出音頻信號(hào)的方法，所述方法包括: 通過(guò)將真空管的諧波添加到輸入音頻信號(hào)來(lái)產(chǎn)生真空管信號(hào)；產(chǎn)生與真空管信號(hào)相應(yīng)的調(diào)制的信號(hào)； 產(chǎn)生與調(diào)制的信號(hào)相應(yīng)并控制開(kāi)關(guān)放大操作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及通過(guò)響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)執(zhí)行開(kāi)關(guān)放大操作來(lái)輸 出放大的信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H04R3/00GK104011999SQ201280062488
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月17日
【發(fā)明者】樸海光, 文元亨 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社