CN101371446A - 用于控制噪声整形设备的输出中的瞬态响应的系统和方法 - Google Patents

Abstract

在多位数字噪声整形设备中实现的、用于当噪声整形设备退出限幅状态时减少或消除不期望的瞬态响应的系统和方法。在一个实施方式中，噪声整形设备包括量化器、滤波器和滤波器控制单元，所述滤波器控制单元检测量化器中的限幅并动态调整滤波器的内部状态值的允许范围。在一个实施方式中，为滤波器中的每个状态值提供限幅机构以便如果状态值超过相应的限幅水平则对该状态值限幅。当量化器限幅时，每个状态值的限幅水平较低，而当量化器没有限幅时，每个状态值的限幅水平较高。每个状态值的限幅水平可从当前水平直接转变或逐渐地转变到目标水平(目标水平在量化器限幅时较低，且在量化器没有限幅时较高)。

Description

用于控制噪声整形设备的输出中的瞬态响应的系统和方法

发明背景

发明领域

本发明一般涉及噪声整形设备，例如在数字音频放大器中使用的噪声整形设备，并且更特别地涉及当噪声整形设备停止限幅输出信号时，用于控制噪声整形设备的输出中的瞬态响应的系统和方法。

相关技术

数字放大器可以各种方式处理信号。例如，脉宽调制(PWM)数字放大器通常使用噪声整形设备量化输入信号(即，将信号从N位信号变换到可能具有最大幅值的M位输出信号)。噪声整形设备同样提供一些基于输入信号与输出信号间的滤波的差值的反馈以成形输出信号的噪声谱。

参考图1，显示了示出传统的噪声整形设备一般结构的原理框图。噪声整形设备110通常包括量化器120和滤波器130。输入数字音频(例如，脉码调制，或者说PCM)信号输入到噪声整形设备110。在输入信号输入到量化器120之前，反馈信号加到输入信号中。量化器120产生相应于输入信号的输出数字音频信号。输入信号和输出信号间的差值被提供到滤波器130，滤波器130处理此差值以产生反馈信号，所述反馈信号在输入信号被量化前加到输入信号中。

量化器120获得经常具有高分辨率(例如，16-24位)的信号并产生输出数字音频信号，所述输出数字音频信号具有由放大器的数据通路中的后继组件要求的特定的分辨率(例如，9位)。量化器120不但变换输入信号到期望的分辨率，而且如果输入信号超过阈值(最大值或最小值)可以限幅该信号。

滤波器130产生反馈信号以再成形由噪声整形设备110接收的音频信号和量化的输出信号的噪声谱。如上面所提到的，从输入音频信号中减去输出音频信号以产生差值信号。滤波器130接收差值信号并滤波此差值信号以产生反馈信号。滤波器130通常保持内部状态数据，使得在每个音频取样周期，差值信号的滤波是基于先前取样周期中的差值信号值的。

如在图1中显示的噪声整形设备中可能遇到的问题之一涉及量化器限幅输出信号。当输出信号的限幅发生时，输入信号和输出信号间的差值开始增加。随着这些信号间的差值的增加，滤波器试图补偿以减少差值。例如，当输入为高时，滤波器产生更高的信号以增加量化器的输出(其已被限幅)至输入的水平。然而，因为量化器在相同的水平限幅信号，因此增加的滤波器信号不会影响量化器的输出。滤波器因此继续增加其输出以试图使输入信号和输出信号相等。如果滤波器使用积分法，随着滤波器继续试图使输入信号和输出信号相等，滤波器的内部状态“饱和”(wind up)。也就是说，状态值增加到一般比它们的正常操作范围高得多的水平。

当量化器继续限幅输出信号时，滤波器的内部状态的饱和不明显。然而，当信号降到量化器限幅信号的水平以下时，滤波器仍试图提供基于输入信号和输出信号间的大的差值的反馈。结果是，滤波器实际上引入了一个相对大的误差。当滤波器处理此误差时，滤波器信号可能在过高和过低间振荡，在量化器输出信号中引起尖峰信号或其他不期望的伪像(artifact)。图2中显示了信号的瞬态响应中的这些尖峰信号。图2A示出输入信号和噪声整形设备限幅信号的水平。图2B示出由噪声整形设备产生的输出信号。可以看到当噪声整形设备停止限幅信号时，噪声整形设备的内部状态的饱和引起信号中的尖峰信号。

传统上，此问题的解决方案是限制(例如，限幅)滤波器的内部状态值使得这些值不能变得太高，从而限制当量化器停止限幅时引起的尖峰信号。然而，存在折衷——状态值被限制越多，将发生越少的内部状态的饱和(以及输出中的尖峰信号或伪像)，但滤波器同样具有较少的补偿输入信号和输出信号间的差值的自由。同样，如果内部状态的限幅经常发生，这可能在输出中引起噪声。如果较少限制状态值，则滤波器将能更好地补偿输入信号和输出信号间的差值，但尖峰信号和伪像将更严重。因此传统的解决方案是通过为状态值选取极限值以在噪声谱再成形和尖峰信号或伪像的减少之间折衷，所述为状态值选取的极限值足够低以在一定程度上限制尖峰信号或伪像，并且足够高以允许滤波器提供一些反馈用于再成形音频信号的噪声谱。

此传统的解决方案对于尖峰信号和伪像的问题或反馈信号的产生来说不是最佳的。而且，因为人工地确定每个状态值应该限制在什么水平是一个冗长的过程，因此此解决方案可能很难实现。因此期望提供系统和方法，所述系统和方法当量化器停止限幅时，减少或消除输出信号中的尖峰信号或伪像，但当量化器没有限幅时，通过限制滤波器的内部状态而不减少滤波器的效用。

发明概述

本公开针对在多位数字噪声整形设备中实现的、用于当噪声整形设备退出限幅状态时减少或消除尖峰信号或其他不期望的瞬态响应的系统和方法。(应注意在此处提到的“尖峰信号”、“伪像”或类似名词应解释为包括任何类型的不期望的瞬态响应。)在一个实施方式中，噪声整形设备包括类似于传统噪声整形设备包括的量化器和滤波器，以及包括滤波器控制单元，所述滤波器控制单元检测量化器中的限幅并动态调整滤波器的内部状态值的允许范围。在此实施方式中，为滤波器内的每个状态值提供限幅机构以在状态值超过相应限幅水平时，限幅状态值。每个状态值的限幅水平是可更改的，以使得当量化器限幅时限幅水平设置为第一(例如，低)水平，而当量化器没有限幅时限幅水平设置为第二(例如，高)水平。每个状态值的限幅水平可被立即或逐渐地从当前水平转变为目标水平(目标水平在量化器限幅时较低，而在量化器没有限幅时较高。)

一个实施方式包括一种在多位数字噪声整形设备中实现的方法。此方法包括量化输入数字音频信号以产生输出数字音频信号，当输入数字音频信号超过阈值时限幅输出数字音频信号，以及包括当噪声整形设备停止限幅输出数字音频信号时抑制输出数字音频信号中的不期望的瞬态响应。在一个实施方式中，当量化器限幅时，通过在噪声整形设备中限制滤波器的内部状态值的范围，来抑制输出数字音频信号中的不期望的瞬态响应。通过以可变的水平限幅状态值，可限制状态值，其中当量化器限幅时，状态限幅水平降低而当量化器没有限幅时，状态限幅水平升高。在一个实施方式中，当量化器限幅时，状态限幅水平减少到0。限幅水平的升高及/或降低可以是立即的或逐渐的。

另一个实施方式包括具有量化器的多位数字噪声整形设备，所述量化器配置成当输入数字音频信号超过阈值时，限幅输出数字音频信号以及当量化器停止限幅输出数字音频信号时，抑制输出数字音频信号中的不期望的瞬态响应。在一个实施方式中，通过在噪声整形设备中限制滤波器的内部状态值的范围来抑制输出数字音频信号中的不期望的瞬态响应。通过以可更改的水平限幅状态值，可限制状态值。当量化器限幅时，这些水平降低，而当量化器没有限幅时，这些水平升高。例如，在一个实施方式中，当量化器限幅时，状态限幅水平减少到0。限幅水平的升高及/或降低可以是立即的或逐渐的。在一个实施方式中，对简单的限幅检测信号滤波(例如，使用单极IIR低通滤波器)以产生在高状态限幅水平和低状态限幅水平间逐渐转变的信号。

许多其他的实施方式同样是可能的。

附图的简要说明

通过阅读下面详细的说明并参考附图，本发明的其他目的和优点将变得显而易见。

图1是示出传统噪声整形设备一般结构的原理框图。

图2是示出在现有技术的一些噪声整形设备中的音频信号的限幅以及由内部状态的饱和造成的尖峰信号的示意图。

图3是示出根据一个实施方式的噪声整形设备的结构的原理框图。

图4是示出在图3的噪声整形设备中的滤波器控制单元的运行的简单流程图。

图5是示出根据一个实施方式的噪声整形设备的结构的更详细的原理框图。

图6是示出在图5的噪声整形设备中的各种信号之间关系的示意图。

尽管本发明服从于各种更改和可供选择的形式，但是其中具体的实施方式以实施例的方式在附图和随附的详细说明中显示出。然而应该理解，附图和详细说明并不旨在将本发明限于所描述的特定的实施方式。相反本发明旨在包含落在由所附权利要求界定的本发明范围内的所有的更改、等价形式和可供选择的形式。

详细说明

下面描述了本发明的一个或多个实施方式。应该注意到下面描述的这些以及任何其他实施方式是示例性的并旨在说明本发明而不是限制本发明。

如在此描述的，本发明的各种实施方式包括用于在数字放大器中减少或消除被限幅的音频信号中的不期望的瞬态响应的系统和方法。

在一个实施方式中，数字脉宽调制(PWM)放大器包括噪声整形设备，所述噪声整形设备量化并再成形输入音频信号的噪声谱以产生输出音频信号。噪声整形设备包括量化器，所述量化器配置成量化输入音频信号并且必要时限幅该信号。噪声整形设备此外包括滤波器，所述滤波器配置成接收差值信号(相应于输出音频信号和输入音频信号间的差值)，滤波差值信号并在提供输入信号到量化器前将滤波的反馈信号加到输入信号中。

为了减少输出信号中的不期望的瞬态响应，噪声整形设备包括限幅检测器，所述限幅检测器配置成检测量化器对音频信号的限幅并提供限幅指示给滤波器。当量化器没有限幅音频信号时，允许滤波器(一般为积分滤波器)的内部状态值在第一值域内变化。当量化器限幅音频信号时，滤波器的内部状态值被限制在减少的值域内，所述减少的值域是第一值域的子集。滤波器内部状态的减少的值域不允许内部状态“饱和”，从而当量化器停止限幅时，减少量化器输出信号中的不期望的瞬态响应。

在一个实施方式中，状态值的范围由滤波器中的一组限幅机构(量化器)控制。允许每个状态值自由地变化到一极限值，在此极限值处相应的限幅机构限幅状态值。限幅每个状态值的水平由滤波器控制单元确定。当噪声整形量化器(noise shaper quantizer)没有限幅时，这升高限幅水平到它们各自的最大值，并且当噪声整形设备量化器限幅时，降低限幅水平到较低水平。限幅水平可在较高水平和较低水平间直接转变，或者它们可以逐渐转变到这些水平(例如，通过低通滤波限幅检测信号。)

参考图3，显示了示出根据本发明的一个实施方式的噪声整形设备的结构的原理框图。在此实施方式中，噪声整形设备310在数字脉宽调制(PWM)放大器中实现。噪声整形设备310与传统的噪声整形设备设计相似，包括量化器320和滤波器330。然而噪声整形设备310还包括在量化器320和滤波器330间耦合的滤波器控制单元340。

滤波器控制单元340配置成监控量化器320并确定量化器320是否限幅输入音频信号。滤波器控制单元340产生基于量化器320是否限幅的控制信息并提供此信息给滤波器330。控制信息用以更改滤波器330中的状态数据。如果量化器320限幅，则更改状态数据以限制由滤波器330产生的反馈信号的量值。否则，控制信息允许滤波器330的状态正常地变化。

参考图4，显示了示出图3的噪声整形设备中的滤波器控制单元的运行的简单的流程图。如在此图中所示的，滤波器控制单元340不间断地执行一个控制循环，在所述控制循环中，噪声整形设备的量化器320的限幅被监控(功能块410)。如果量化器没有限幅，则允许滤波器330的状态值在其可能值的满域内变化(功能块420)。另一方面，如果量化器限幅，则滤波器330的状态值被限制在减少的值域内(功能块430)。应该注意到滤波器控制单元可被配置成在允许的状态值的满域和减少的值域间缓慢地转变，而不是在其间突变。

参考图5，显示了示出根据一个实施方式的噪声整形设备的结构的更详细的原理框图。在此实施方式中，由噪声整形设备510接收输入音频信号，以及由滤波器530产生的反馈信号被加到输入信号以产生更改的输入信号。该更改的输入信号被提供到量化器520，量化器520产生相应于输入信号的输出音频信号，其中，输出信号被量化并可能被限幅。与图3的实施方式一样，滤波器控制单元540检测量化器520中的限幅并提供相应的控制信号到滤波器530。滤波器530同样接收是输入音频信号和输出音频信号间的差值的信号。滤波器530产生基于此差值信号和从滤波器控制单元540接收的控制信号的反馈信号。

滤波器控制单元540包括限幅检测器542和低通滤波器544。限幅检测器542简单地检测量化器520中的限幅并产生指示量化器520是否限幅的二进制信号。此信号由低通滤波器544接收并滤波。低通滤波器544的作用是应用“平滑”函数并从而产生不在高值和低值间急剧转变而是在高值和低值间更逐步地移动的信号。由低通滤波器544产生的信号由滤波器控制单元540输出并提供到滤波器530。

可以看到滤波器530包括一系列的积分器531-533。差值信号提供到积分器中第一个积分器(531)，此积分器的输出提供到此系列积分器中的下一个积分器(532)。积分器532的输出随即提供到下一个积分器533。接着每个积分器的输出都与原始差值信号相加求和。求和的结果由滤波器530作为反馈信号输出，并加到输入音频信号。

应该注意到如在图5中示出的滤波器530的结构是一般在噪声整形设备中实现的此类型滤波器的简化的实施例。这些滤波器可能具有比图中示出的3个积分器更多的积分器(或谐振器)。滤波器可能还具有许多其他的为了简洁目的而从图中省略的组件。因为附加的组件和其运行是在数字放大器设计领域熟知的和被理解的，所以在此不再详述。

滤波器530中的每一个积分器531-533都保持内部状态数据，所述内部状态数据在每个PWM开关周期(switch period)内更新。在一个实施方式中，状态包括储存在相应寄存器内的状态值。另外，每个积分器包括限幅机构，该限幅机构配置成当状态值超过相应的最大值限幅水平时限幅积分器的状态值。(这里使用的“最大值”，指限幅水平的量值——信号可以因此在正的最大值和负的最大值之间变化，或者说从+最大值到-最大值变化。)

当量化器没有限幅时，每个积分器的状态值通常保持远低于最大水平。在这种情况下，输出音频信号和输入音频信号间的差值一般从负二分之一到正二分之一输出音频信号中对水平量化的步长变化。因此反馈信号只需处理此相对小的差值。然而当量化器限幅时，输出音频信号和输入音频信号间的差值增加，并且随着滤波器试图补偿输出音频信号和输入音频信号间增加的差值，积分器的状态值增加。因为量化器的限幅保持输出信号和输入信号间的(有时为相当大的)差值，因此状态值继续增加，通常直到状态值达到其最大值(状态值被限幅处的值)为止。

如上面所指出的，传统的噪声整形设备设置状态值被限幅处的水平为折衷值。也就是，当量化器没有限幅时，限幅水平低于运行的期望值，而当量化器限幅时，限幅水平高于限制状态值的饱和的期望值。然而在本系统和方法中，每个积分器的限幅水平是可变的。当量化器没有限幅时，限幅水平设置为较高值，而当量化器限幅时，限幅水平设置为较低值。因此，必要时状态值可具有较宽的值域以对非限幅的信号执行噪声整形，但当试图对限幅的信号执行噪声整形时，状态值被限于较窄的值域。通过限制状态值的范围，当量化器停止限幅信号时，系统防止滤波器的内部状态的饱和和因而发生的不期望的瞬态响应。

再次参考图5，每一个积分器531-533分别具有相关联的内部状态S1-S3。滤波器530的数据通路更新内部状态S1-S3。传统上，每个积分器的内部状态在设置的水平QNSLEV处限幅，根据状态限幅函数QNS()：

if(x>QNSLEV)

y＝QNSLEV；

else if(x<-QNSLEV)

y＝-QNSLEV；

else

y＝x；

其中x是限幅前的状态，y是限幅后的状态。如上面提到的，状态限幅水平QNSLEV传统上设置为不变的折衷值。限幅水平一般设置为一值，在所述值处滤波器的内部状态的饱和在一定程度上被限制，但仍能充分地变化以执行合理的输入音频信号的噪声再成形。

在本系统和方法中，限幅水平被动态地调整，其取决于量化器是否限幅，而不是使用限幅水平的设置值。在这种情况下，仍能使用状态限幅函数QNS()，但限幅水平QNSLEV是可变的。

在一个简单的实现中，当量化器限幅时，限幅水平设置为较低值，而当量化器没有限幅时，限幅水平设置为较高值。这可表示为：

if(CLIP)

QNSLEV＝LEVLO；

else

QNSLEV＝LEVHI；

其中CLIP是二进制信号，当量化器限幅时此信号为真，当量化器没有限幅时此信号为假。LEVLO是较低的限幅水平值，LEVHI是较高的限幅水平值。尽管LEVLO和LEVHI可被设置为对QNSLEV来说可能的任何值，但它们优选地选定为使得LEVHI高于传统上为QNSLEV选择的值(例如，1)且LEVLO低于传统上为QNSLEV选择的值(例如，1/128)。

应注意到量化器可能为单个样值，或甚至为少数几个样值限幅，而不引起内部状态饱和。在这种情况下，不通过过快降低限幅水平QNSLEV(例如，通过在高限幅水平和低限幅水平间直接转换QNSLEV)而过多限制噪声整形设备的内部状态可能是有利的。举例来说，以通过单极IIR(无限冲激响应)低通滤波器(例如，544)对目标限幅水平(其为高水平或低水平)滤波的方法，可控制QNSLEV在高低水平间转换的速率。在目标限幅水平转变后，滤波器的输出逐渐接近目标水平，而不是直接在高低水平间转换。滤波器输出接近目标限幅水平的速度由可设置为适当值的时间常数确定。

再次参考图5，限幅检测器542产生目标限幅水平信号，TC，且低通滤波器544滤波目标限幅水平信号以产生实际限幅水平信号，AC。实际的限幅水平信号随即被提供给滤波器530中的每个积分器531-533，在每个积分器中用作动态限幅水平，QNSLEV。

TC可由下述函数表示：

if(CLIP)

TC＝LEVLO；

else

TC＝LEVHI.

对于在数字逻辑中的实现，AC于是可由一阶IIR滤波器函数方便并充分地表示出：

AC(n)＝AC(n-1)+(TC(n)-AC(n-1))*1/(2^QEPS)，

其中n是被处理的输入音频信号的样值的数量，QEPS是为低通滤波器设置“时间常数”(ε＝1/2＾QEPS)的值。

参考图6，显示了示出在图5的噪声整形设备中的不同信号间的关系的示意图。图6包括信号CLIP、TC和AC。CLIP是指示量化器520是否限幅输入音频信号的二进制信号。当量化器限幅时，CLIP为高，且当量化器没有限幅时，CLIP为低。信号TC对应于目标限幅水平，在两个限幅水平间交替，为LEVLO或LEVHI。TC从这两个值中的一个值直接转换到另一个值。提供给滤波器530的实际限幅水平，即信号AC不是二进制的，而是渐近地接近TC值。

图6中示出了几种形式的AC。AC的每种示出的形式对应于QEPS的不同值，如上面指出的，QEPS控制AC接近TC值的速率。QPES的大值将引起限幅水平非常缓慢地变化，导致基本上固定的限幅水平(见AC4)。QPES的小值将引起限幅水平非常快地变化。例如，0值将引起限幅水平完全跟随目标水平，在水平LEVHI和LEVLO间直接转换(见TC)。QEPS的中间值将导致限幅水平逐渐地接近目标水平(见AC1，AC2，AC3)。

一个在数字逻辑中用足够大范围的水平和时间常数提供有效解决方案的实施方式中，由储存在控制寄存器的3位字段中的值(QLEV)控制QNSLEV。在此实施方式中，QNSLEV＝1/(2＾QLEV)。因为QLEV可从0到7变化，因此QNSLEV可从1到1/128(近似0.0078)变化。QEPS同样储存在控制寄存器的3位字段中。如果QEPS设置为7，这将选择很大的(实际上为无穷大的)时间常数，ε，使得QNSLEV基本上固定在1/2＾QLEV。如果QEPS设置为0，则ε为1，这将引起滤波器在高状态限幅水平和低状态限幅水平间直接转变。例如，当在噪声整形设备量化器中发生限幅时，QNSLEV可直接降至0，这样所有的状态值将被有效地清除。当主噪声整形设备限幅时，将QEPS从1设置至6将选择逐渐“变缓慢的”时间常数来朝0降低QNSLEV。可选择QLEV和QEPS以确保限幅后噪声整形设备的缓慢恢复。

应注意到，期望上面所描述的实施方式是说明性的。可供选择的实施方式可使用除了上面所描述外的机构或算法实现上述的一个或多个特征。例如，尽管一些实施方式可能基于量化器中限幅的简单检测限制滤波器的内部状态值，而其他的实施方式可能基于更复杂的限幅条件限制状态值(例如，限幅持续几个取样时间间隔的条件下)。在另一个实施例中，一个实施方式可能使用单极IIR滤波器函数以转变限幅水平，其他的实施方式为此目的可能使用其他类型的函数。在还有的另外一个实施例中，尽管一些实施方式可能通过限制滤波器的内部状态，控制滤波器的信号输出，而其他的实施方式可能通过可调整地限幅输入到滤波器的差值信号或甚至限幅滤波器的输出，来获得相似的结果。

本领域中的技术人员应该理解信息和信号可使用各种不同的术语(technology)和技术中任一种来表示出。例如，整个上面的描述中可能被引用的数据、信息、信号、位等可由电压、电流、电磁波或类似的量，包括这些量的组合来表示出。使用任何合适的，包括电线、金属记录线等的传输媒介可在本公开的系统中的组件间传递信息和信号。

技术人员将进一步认识到与在此公开的实施方式结合描述的各种说明性的逻辑块、模块、线路和算法步骤可作为电子硬件、计算机软件或两者的组合来实现。为了清楚地说明此硬件和软件的可互换性，上面一般根据其功能性来描述的各种说明性的组件、块、模块、线路和步骤。这样的功能性是否能够作为硬件或软件实现由加于整个系统上的特定的应用和设计限制决定。本领域中的技术人员对每一特殊的应用可以不同的方式实现所描述的功能性，但这样的实现决定不应解释为导致偏离了本发明的范围。

与在此公开的实施方式结合描述的各种说明性的逻辑块、模块和线路可通过专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、通用处理器、数字信号处理器(DSP)或其他逻辑器件、分立门电路(discrete gate)或晶体管逻辑电路、分立硬件组件(discrete hardware component)，或设计以执行在此所描述的功能的其任何组合来实现或执行。

根据具体的实施方式，已在上面描述了可由本发明提供的益处和优点。这些益处和优点，以及任何可引起这些益处和优点发生或变得更明显的元件或条件限制不被解释为任何的或所有的权利要求的重要的、必需的或本质的特征。在此使用的名词“包括”(“comprises，”“comprising”)或其任何其他的变化的形式，旨在被解释为非排他地包括这些术语之后的元件或条件限制。相应地，包括一组元件的系统、方法或其他实施方式不是仅限于那些元件，并可能包括其他对所要求的实施方式来说没有特别列出的或固有的元件。

尽管根据特定的实施方式描述了本发明，但应该理解实施方式是说明性的，并且本发明的范围不限于这些实施方式。许多对上面描述的实施方式的变化的形式、更改、添加和改进是有可能的。预期这些变化的形式、更改、添加和改进落在如在下面的权利要求中详述的本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种多位数字噪声整形设备，其包括：

噪声整形量化器，其配置成量化输入数字音频信号并产生输出数字音频信号，及当所述输入数字音频信号超过阈值时限幅所述输出数字音频信号；以及

滤波器，其耦合到所述噪声整形量化器并配置成对所述输入数字音频信号和所述输出数字音频信号间的差值滤波并将滤波的所述差值加到所述输入数字音频信号，

其中所述噪声整形设备配置成当所述噪声整形量化器停止限幅所述输出数字音频信号时，抑制所述输出数字音频信号中的不期望的瞬态响应。

2.如权利要求1所述的噪声整形设备，其中所述噪声整形设备配置成通过当所述噪声整形量化器没有限幅输入信号时，使所述噪声整形设备的内部状态能够在第一值域内变化，以及当所述噪声整形量化器限幅所述输入信号时，使所述噪声整形设备的所述内部状态能够在第二值域内变化的方式，来抑制所述输出数字音频信号中的所述不期望的瞬态响应，其中所述第二值域小于所述第一值域。

3.如权利要求2所述的噪声整形设备，其中所述噪声整形设备的所述内部状态包括储存在所述滤波器中的一组状态值。

4.如权利要求3所述的噪声整形设备，其中所述滤波器包括一个或多个配置成将所述一组状态值限幅在相应限幅水平的内部量化器。

5.如权利要求4所述的噪声整形设备，其进一步包括耦合到所述滤波器并配置成为所述滤波器的内部量化器设置所述限幅水平的滤波器控制单元。

6.如权利要求5所述的噪声整形设备，其中所述滤波器控制单元配置成当所述噪声整形量化器没有限幅时，将用于所述滤波器的内部量化器的所述限幅水平设置在第一预定限幅水平组，并当所述噪声整形量化器限幅时，将用于所述滤波器的内部量化器的所述限幅水平设置在第二预定限幅水平组，其中所述第一预定限幅水平组高于所述第二预定限幅水平组。

7.如权利要求6所述的噪声整形设备，其中所述第二预定限幅水平组包括0。

8.如权利要求5所述的噪声整形设备，其中用于所述滤波器的内部量化器的所述限幅水平是可变的，并且其中所述滤波器控制单元配置成将用于所述滤波器的内部量化器的所述限幅水平转变到目标限幅水平组，其中所述目标限幅水平组包括当所述噪声整形量化器没有限幅时的第一预定限幅水平组以及当所述噪声整形量化器限幅时的第二预定限幅水平组，其中所述第一预定限幅水平组高于所述第二预定限幅水平组。

9.如权利要求8所述的噪声整形设备，其中所述滤波器控制单元配置成在所述第一预定限幅水平组和所述第二预定限幅水平组之间直接转变用于所述滤波器的内部量化器的所述限幅水平。

10.如权利要求8所述的噪声整形设备，其中所述滤波器控制单元配置成在所述第一预定限幅水平组和所述第二预定限幅水平组之间逐渐地转变用于所述滤波器的内部量化器的所述限幅水平。

11.如权利要求10所述的噪声整形设备，其中所述滤波器控制单元配置成根据平滑函数来转变用于所述滤波器的内部量化器的所述限幅水平。

12.如权利要求10所述的噪声整形设备，其中所述滤波器控制单元包括单极IIR滤波器，所述单极IIR滤波器配置成对指示所述噪声整形量化器是否限幅的限幅检测信号滤波，并配置成根据滤波的所述限幅检测信号来转变用于所述滤波器的内部量化器的所述限幅水平。

13.一种在多位数字噪声整形设备中实现的方法，其包括以下步骤：

量化输入数字音频信号以产生输出数字音频信号；

当所述输入数字音频信号超过阈值时，限幅所述输出数字音频信号；以及

当所述噪声整形设备停止限幅所述输出数字音频信号时，抑制所述输出数字音频信号中的不期望的瞬态响应。

14.如权利要求13所述的方法，其中抑制所述输出数字音频信号中的不期望的瞬态响应的所述步骤包括：当所述量化器没有限幅输入信号时，使所述噪声整形设备的内部状态能够在第一值域内变化，以及当所述量化器限幅所述输入信号时，使所述噪声整形设备的所述内部状态能够在第二值域内变化，其中所述第二值域小于所述第一值域。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述噪声整形设备的所述内部状态包括储存在所述噪声整形设备的滤波器中的一组状态值。

16.如权利要求15所述的方法，其中使所述噪声整形设备的内部状态能够在第一值域内变化的所述步骤包括限幅内部状态值的组在第一状态限幅水平组，以及其中使所述噪声整形设备的所述内部状态能够在第二值域内变化的所述步骤包括限幅所述内部状态值的组在第二状态限幅水平组。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述第一状态限幅水平组包括预定的高状态限幅水平以及所述第二状态限幅水平组包括预定的低状态限幅水平。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述预定的低状态限幅水平是0。

19.如权利要求16所述的方法，其中所述第二状态限幅水平组是可变的，并且其中根据低通平滑函数，所述第二状态限幅水平组处于上限和下限之间。

20.如权利要求19所述的方法，其中所述第二状态限幅水平组通过用单极IIR滤波器对一组目标限幅水平滤波来确定。

Images