CN102077463A - 响应于音量控制而对功耗进行控制的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于音频处理的装置，包括：第一设备(例如，乘法器、数字信号增益模块等)，用于将一增益应用于第一数字音频信号，以生成第二数字音频信号；第二设备(例如，数字-模拟变换器(DAC)等)，用于根据所述第二数字音频信号，生成模拟音频信号；第三设备(例如，检测器、感应器、用户接口等)，用于生成与所述第一或第二数字音频信号或所述模拟音频信号的特性相关的音频特性信号；以及第四设备(例如，控制器、控制模块等)，用于：基于所述音频特性信号的第一函数，控制所述第一设备的增益；以及基于所述音频特性信号的第二函数，控制提供给所述第二设备的功率。

Description

响应于音量控制而对功耗进行控制的系统和方法
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2008年6月30日提交的、名称为“SYSTEM AND METHOD OF CONTROLLING POWER CONSUMPTION IN RESPONSE TO VOLUME CONTROL”的临时申请No.61/077,023的优先权，在此将其明确地引入作为参考。
技术领域
本公开通常涉及音频和通信系统，并且更为具体地，涉及响应于音量控制而对音频和/或通信系统中的功耗进行控制的系统和方法。
背景技术
当前正被开发的许多音频设备是便携式的，并且以相对紧凑的方式进行配置。因为音频设备的便携性，音频设备通常从有限的功率源获得功率，比如电池。由于来自此种源的功率是有限的，所以所述设备的连续使用取决于所消耗的功率量。因此，这些音频设备通常被设计为高效地消耗功率。
配置音频设备来进行更好的功率高效操作的一种示例性方法是根据输出音频信号的电平来改变所述输出音频级的供给电压。在该配置中，所述供给电压通常被改变为稍微大于输出音频信号的峰-峰波动(swing)。然而，如果所述音频信号的电平非常小，那么供给电压可能降到低于用于操作所述音频输出级的有源设备的最小供给电压。如果是这样，那么所述音频输出级的供给电压可能不再能够控制所述输出音频信号的电平。
发明内容
所述公开的一个方面涉及用于信号处理的装置。所述装置包括第一设备、第二设备、第三设备和第四设备，所述第一设备用于将一增益应用于第一数字信号，以生成第二数字信号；所述第二设备用于根据所述第二数字信号生成模拟信号；所述第三设备用于生成与所述第一或第二数字信号或所述模拟信号的特性相关的特性信号；以及所述第四设备用于基于所述特性信号的第一函数来控制所述第一设备的所述增益，以及基于所述特性信号的第二函数来控制提供给所述第二设备的功率。在另一方面，所述第一和第二数字信号分别包括第一和第二数字音频信号，而所述模拟信号包括模拟音频信号。
在另一方面，所述第三设备包括音量控制模块，用于生成与所述音量电平设置相关的音频特性信号。在另一方面，所述第一函数包括如果所述音量电平信号高于阈值音量电平，则将所述增益维持为基本恒定，以及如果所述音量电平信号低于所述阈值音量电平，则改变所述增益。在另一方面，改变所述增益包括随着音量电平增加而增加所述增益。所述第二函数包括如果所述音量电平信号低于阈值音量电平，则将提供给所述第二设备的功率维持为基本恒定，以及如果所述音量电平信号高于所述阈值音量电平，则改变提供给所述第二设备的功率。在另一方面，改变提供给所述第二设备的功率包括随着音量电平增加而增加提供给所述第二设备的功率。
在又一方面，所述第三设备包括检测器，用于感测与所述第一或第二数字信号相关的所述特性。在另一方面，与所述第一或第二数字信号相关的所述特性包括所述第一或第二数字信号的包络、平均值、均方根值(RMS)或能量。在另一方面，接收机用于接收射频(RF)信号，根据所述RF信号导出所述第一数字信号。在另一方面，所述接收机可以被配置为接收具有20％或更多的量级的部分频谱(fractional spectrum)、500MHz或更多的量级的频谱或20％或更多的量级的部分频谱、500MHz或更多的量级的频谱的信号。
在其它方面，所述第一设备包括乘法器或数字信号增益模块，所述第二设备包括数字-模拟变换器(DAC)，所述第三设备包括检测器、感应器或音量电平控制模块，以及所述第四设备包括控制器或控制模块。
当结合附图考虑时，根据本公开的下述详细描述，本公开的其它方面、优点和新颖性特征将变得显而易见。
附图说明
图1A例示了根据本公开的一个方面的示例性音频系统的方框图；
图1B例示了根据本公开的另一个方面的示例音频系统的数字部分的增益和数字-模拟变换器(DAC)的电源电压的示例图；
图2例示了根据本公开的另一方面的另一示例音频系统的方框图；
图3例示了根据本公开的另一方面的又一示例音频系统的方框图；
图4例示了根据本公开的另一方面的又一示例音频系统的方框图；
图5例示了根据本公开的另一方面的示例性通信设备的方框图；
图6例示了根据本公开的另一方面的另一示例性通信设备的方框图；
图7A-D例示了根据本公开的另一方面的各种脉冲调制技术的时序图；
图8例示了根据本公开的另一方面的经由各种信道彼此通信的各种通信设备的方框图。
具体实施方式
下面描述本公开的各个方面。应该明白的是，本文的教导可以以非常多的形式来体现，并且本文所公开的任何特定的结构、功能或两者仅仅是代表性的。基于本文的教导，本领域的技术人员应该明白的是，本文所公开的一个方面可以独立于任何其它方面实现，并且这些方面中的两个或多个可以以各种方式组合。例如，可以通过使用本文所阐述的任何数目的方面来实现装置或实施方法。另外，可以除本文所阐述的所述方面中的一个或多个之外还使用其它结构、功能性或结构和功能性或使用除本文所阐述的所述方面中的一个或多个之外的其它结构、功能性或结构和功能性来实现此种装置或实施方法。
作为上述概念中的一些的实例，在一些方面，本公开涉及一种用于音频处理的装置，包括：第一设备、第二设备、第三设备和第四设备，所述第一设备(例如，乘法器、数字信号增益模块等)用于将一增益应用于第一数字音频信号，以生成第二数字音频信号；所述第二设备(例如，数字-模拟变换器(DAC)等)用于根据所述第二数字音频信号生成模拟音频信号；所述第三设备(例如，检测器、感应器、用户接口等)用于生成与所述第一或第二数字音频信号或所述模拟音频信号的特性相关的音频特性信号；以及所述第四设备(例如，控制器、控制模块等)用于基于所述音频特性信号的第一函数来控制所述第一设备的所述增益，以及基于所述音频特性信号的第二函数来控制提供给所述第二设备的功率。下面的图形例示了本发明的一个方面，即，“音频”方面。然而，应该理解的是，本文所描述的系统所处理的信号不必限于音频。
图1A例示了根据本公开的一个方面的示例音频系统100的方框图。简而言之，在高于所定义的音量电平阈值时，所述音频系统100随着音量电平增加而增加模拟音频级(例如，数字-模拟变换器(DAC))的供给电压，以在功率使用时实现相对高的效率；而在低于所定义的音量电平阈值时，将所述供给电压维持为基本恒定，从而维持所述模拟音频级中的一个或多个有源设备正确地操作。响应于音量控制模块所生成的音量电平信号，高于所述音量电平阈值的电源电压用来控制所生成的声音的音量。
另外，在低于所定义的音量电平阈值时，所述音频系统100随着音量电平增加而增加数字级(例如，乘法器)的增益，而高于所定义的音量电平阈值时，将所述增益维持为基本恒定。响应于音量控制模块所生成的音量电平信号，低于所述音量电平阈值的数字增益用于控制所生成的声音的音量。
具体地，音频系统100包括音量控制模块102、数字增益控制104、电源106、乘法器108和DAC 110。第一数字音频信号被施加到乘法器108的第一输入端，在乘法器108的输出端(或DAC 110的输入端)生成第二数字音频信号，以及在DAC 110的输出端生成模拟音频信号。音量控制模块102响应于来自用户接口(U1)的所选音量电平设置而生成音量电平信号。数字增益控制104响应于音量控制模块102所生成的音量电平信号，生成乘法器109的增益因子。电源106响应于音量控制模块102所生成的音量电平信号，生成DAC 110的电源电压。
乘法器108将第一数字音频信号与数字增益控制104所生成的增益因子相乘，以便生成第二数字音频信号。接着，DAC 110将第二数字音频信号变换为模拟音频信号。尽管未示出，换能器，比如扬声器，可以耦合到DAC 110的输出端，以基于所述模拟音频信号生成声音。
如本文稍后所进一步说明的，在低于所定义的音量电平阈值时，所述数字增益控制104随着音量电平信号增加而增加所述增益因子，以便控制音频系统100所生成的声音的音量。而且，在低于所定义的音量电平阈值时，电源106将DAC 110的供给电压维持为基本恒定，并且将其维持在足以维持DAC 110的一个或多个有源设备正确地操作的电平上。在高于所定义的音量电平阈值时，数字增益控制104将所述乘法器108的增益因子维持为基本恒定。另外，在高于所定义的音量电平阈值时，电源106增加DAC110的供给电压，以便控制音频系统100所生成的声音的音量。下述实例用于更好地说明这些概念。
图1B例示了根据本公开的另一方面的示例性的数字增益因子和电源电压与音量设置之间的关系的图形。与实线响应相关联的y轴或垂直轴表示由数字增益控制104产生的以分贝(dB)表示的数字增益因子。与虚线响应相关联的y轴或垂直轴表示由电源106产生的以伏特表示的电源电压。X轴或水平轴表示由音量控制模块102接收的以百分比表示的音量设置，其中0％音量设置表示最小音量设置，以及100％音量设置表示最大音量设置。在该实例中，音量设置的调整分辨度是百分之五。应该理解的是，音量设置可以离散地调整，如图所示，或者可以连续地调整。
在该实例中，所定义的音量阈值被设置为65％。因此，如图所示，随着音量设置从10％增加到60％，由实线所表示的数字增益因子从-55dB增加到0dB。这提供了在低于60％的音量电平阈值时对由音频系统100产生的声音的音量的控制。高于该阈值时，数字增益因子保持为基本上恒定在0dB。尽管未例示，应该理解的是，数字增益因子可以具有正增益值。
类似地，在低于65％音量电平阈值时，由虚线表示的电源电压保持为基本上恒定在0.65伏特，以便维持DAC 110的一个或多个有源设备正确地工作。在高于该阈值时，随着音量设置从65％增加到100％，电源电压从0.65伏特增加到1.3伏特。这提供了在高于65％的音量电平阈值时对由音频系统100产生的声音的音量的控制。为了改善功率使用效率，对电源电压维持比模拟音频信号的峰-峰电压大的限定容差。尽管在该实例中，与数字增益对应的60％的音量设置阈值不同于与电源电压对应的65％的音量设置阈值，但是应该理解的是，它们可以被设置为相同的音量设置阈值。
图2例示了根据本公开的另一方面的另一示例音频系统200的方框图。在先前讨论的音频系统100中，数字部分的增益和模拟部分的电源电压响应于用户音量设置而变化。用户音量设置与音频系统100所产生的数字和/或模拟音频信号的电平相关。在音频系统200中，数字部分的增益和模拟部分的电源电压响应于对至少一个所述音频信号的特性进行的直接感测而变化。在该实例中，将数字音频信号施加到乘法器的输入端。
具体地，音频系统200包括控制器202、音频信号特性检测器204、电源206、乘法器208和DAC 210。将第一数字音频信号施加到乘法器208的第一输入端，在乘法器208的输出端(或DAC 210的输入端)生成第二数字音频信号，并且在DAC 210的输出端生成模拟音频信号。音频信号特性检测器204生成音频特性信号，该音频特性信号与施加到乘法器208的第一输入端的第一数字音频信号相关。例如，音频特性信号可以与所述第一数字音频信号的包络、平均值、均方根值(RMS)或能量相关。
基于该音频特性信号，控制器202生成乘法器208的增益因子和电源206的控制信号。更为具体地，控制器202生成数字增益因子，在低于所定义的音频特性阈值时，该数字增益因子随着音频特性信号增加(例如，随着包络、平均值、RMS或能量增加)而增加；在高于所定义的音频特性阈值时，将所述数字增益因子维持为恒定。另外，控制器202生成电源206的控制信号，使得在低于所定义的音频特性阈值时，所述电源电压保持基本恒定，以及在高于所定义的音频特性阈值时，随着音频特性信号增加(例如，随着包络、平均值、RMS或能量增加)而增加。
类似于音频系统100，在低于所定义的阈值时，数字增益随着音频特性信号增加而增加，这提供了对由音频系统200产生的声音的音量的控制；在高于所定义的阈值时，增加电源电压，这提供了对由音频系统200产生的声音的音量的控制。同样，为了改善功率使用效率，对电源电压维持比模拟音频信号的峰-峰电压大的限定容差。尽管在该实例中，音频信号特性检测器204被配置为感测或检测在乘法器208的输入端处的数字音频信号的特性，但是应该理解的是，检测器204可以被配置为感测或检测音频系统200中的任何其它信号的特性，比如乘法器208的输出端(或DAC 210的输入端)处或DAC 210的输出端处的数字音频信号。
图3例示了根据本公开的另一方面的另一示例音频系统300的方框图。简而言之，音频系统300包括音频系统100和200两者的特征来实现所定义的功能。也就是，类似于音频系统100，音频系统300根据UI音量设置的第一函数f1改变数字部分的数字增益，以及根据UI音量设置的第二函数f2改变模拟部分的电源电压。类似于音频系统200，音频系统300根据所感测或检测的系统300的数字或模拟音频信号的特性的第三函数f3改变数字部分的数字增益，以及根据所感测或检测的系统300的数字或模拟音频信号的特性的第四函数f4改变模拟部分的电源电压。
具体地，音频系统300包括控制器302、音量控制模块303、音频信号特性检测器304、电源306、乘法器308和DAC 310。将第一数字音频信号施加到乘法器308的第一输入端，在乘法器308的输出端(或DAC 310的输入端)生成第二数字音频信号，并且在DAC 310的输出端生成模拟音频信号。音频信号特性检测器304生成音频特性信号，该音频特性信号与施加到乘法器308的第一输入端的第一数字音频信号相关。例如，音频特性信号可以与所述第一数字音频信号的包络、平均值、均方根值(RMS)或能量相关。
基于该音频特性信号，控制器302生成乘法器308的增益因子和电源306的控制信号。更为具体地，控制器302生成数字增益因子，该数字增益因子根据音频信号特性检测器304所生成的音频特性信号的第一函数f1改变。而且，控制器302生成电源306的控制信号，使得电源电压根据音频特性信号的第二函数f2改变。另外，控制器302根据音量控制模块303生成的音量电平信号的第三函数f3改变数字增益因子。而且，控制器302改变电源306的控制信号，使得电源电压根据音量电平信号的第四函数f4改变。函数f1-f4可以被配置为实现音频系统300的特定功能。
图4例示了根据本公开的另一方面的另一示例信号处理系统400的方框图。可以参考系统400来对上述概念进行概括。具体地，系统400包括信号特性模块402、控制模块404、数字信号增益模块406以及模拟信号增益模块408。将第一数字信号施加到数字信号增益模块406的输入端，在数字信号增益模块406的输出端(或模拟信号增益模块408的输入端)生成第二数字信号，并且在模拟信号增益模块408的输出端生成模拟信号。
信号特性模块402生成与音频系统400所处理的信号的特性相关的信号。如前所讨论的，信号特性的实例包括信号的音量设置或电平、包络、平均值、均方根(RMS)或能量。随后，控制模块404生成第一控制信号来根据信号特性模块402生成的信号的第一函数改变数字信号增益模块406的增益。控制模块404还生成第二控制信号来根据信号特性模块402生成的信号的第二函数改变提供给模拟信号增益模块408的功率。第一和第二函数可以被配置为实现系统400的特定功能。
图5例示了根据本公开的另一方面的包括示例音频系统的示例通信设备500的方框图。通信设备500可以特别适合于向其它通信设备发送数据和从其它设备接收数据。通信设备500包括天线502、Tx/Rx隔离设备504、前端接收机部分506、RF-基带接收机部分508、基带单元510、音频系统512、扬声器513、数据发生器514、基带-RF发射机部分516和RF发射机518。音频系统512可以被配置为包括先前讨论的音频系统100、200、300和400的任何特征、概念和方面。
在操作时，音频系统512可以经由天线502、Tx/Rx隔离设备504、接收机前端506、RF-基带接收机部分508和基带单元510，从远程通信设备接收音频数据，其中天线502用于从远程通信设备拾取RF信号，Tx/Rx隔离设备504将该信号发送到前端接收机部分506，接收机前端506对所接收的信号进行放大，RF-基带接收机部分508将RF信号转换为基带信号，基带单元510对基带信号进行处理以确定所接收的音频数据。音频系统512基于所接收的音频数据，生成扬声器513的模拟音频信号。
此外，在操作时，数据发生器514可以生成输出信号，以供经由基带单元510、基带-RF发射机部分516、RF发射机518、Tx/Rx隔离设备504和天线502，发送到另一通信设备，其中基带单元510将所述输出信号处理为基带信号以供发送，基带-RF发射机部分516将基带信号转换为RF信号，发射机518调节所述RF信号，以供经由无线介质进行传输，Tx/Rx隔离设备504将RF信号路由到天线502同时隔离接收机前端506的输入端，以及天线502将RF信号发射到无线介质。数据发生器514可以是感应器或其它类型的数据发生器。例如，数据发生器518可以包括微处理器、微控制器、RISC处理器、键盘、比如鼠标或跟踪球的指示设备、比如耳机的音频设备(包括比如麦克风的换能器)、医疗设备、音靴(shoe)、用于生成数据的机器人或机械设备、用户接口(比如显示器)、一个或多个发光二极管等。
图6例示了根据本公开的另一方面的包括示例音频系统的示例通信设备600的方框图。通信设备600可以特别适合于从其它通信设备接收音频数据。通信设备600包括天线602、前端接收机部分604、RF-基带接收机部分606、基带单元608、音频系统610和扬声器612。音频系统610可以被配置为包括先前讨论的音频系统100、200、300和400的任何特征、概念和方面。
在操作时，音频系统610可以经由天线602、接收机前端604、RF-基带接收机部分606和基带单元608，从远程通信设备接收音频数据，其中天线602用于从远程通信设备拾取RF信号，接收机前端604对所接收的信号进行放大，RF-基带接收机部分606将RF信号转换为基带信号，基带单元608对基带信号进行处理以确定所接收的音频数据。音频系统610基于所接收的音频数据，生成扬声器513的模拟音频信号。通信设备600可以被配置为包括微处理器、微控制器、缩减指令集计算机(RISC)处理器、显示器、比如耳机的音频设备(包括比如扬声器的换能器)、医疗设备、音靴、手表、响应于所述数据的机器人或机械设备、用户接口(比如显示器)、一个或多个发光二极管等。
图7A例示了采用不同的脉冲重复频率(PRF)作为脉冲调制的实例而定义的不同信道(信道1和2)，其中该脉冲调制可以用于本文所描述的任何通信系统。特别地，信道1的脉冲具有与脉冲-脉冲延迟时间段702对应的脉冲重复频率(PRF)。相反，信道2的脉冲具有与脉冲-脉冲延迟时间段704对应的脉冲重复频率(PRF)。这种技术因此可以用于定义伪正交信道，其中两个信道之间的脉冲碰撞的可能性非常低。具体地，可以通过针对所述脉冲使用低占空比来实现脉冲碰撞的低可能性。例如，通过合适地选择脉冲重复频率(PRF)，可以在与任何其它信道的脉冲不同的时间发送给定信道的基本上所有脉冲。
针对给定信道定义的脉冲重复频率可以取决于该信道所支持的一个数据速率或多个数据速率。例如，支持非常低的数据速率(例如，每秒几千比特或Kbps的量级)的信道可以使用对应的低脉冲重复频率(PRF)。相反，支持相对高的数据速率(例如，每秒几兆比特或Mbps的量级)的信道可以使用对应的较高脉冲重复频率(PRF)。
图7B例示了采用不同的脉冲位置或偏移作为脉冲调制的实例而定义的不同信道(信道1和2)，其中该脉冲调制可以用于本文所描述的任何通信系统。在根据第一脉冲偏移(例如，相对于给定时间点，未示出)由线706表示的时间点生成信道1的脉冲。相反，在根据第二脉冲偏移由线708表示的时间点生成信道2的脉冲。考虑到脉冲之间的脉冲偏移差(如箭头710所示)，这种技术可以用于降低两个信道之间的脉冲碰撞的可能性。取决于针对所述信道定义的任何其它信令参数(如本文所讨论的)和设备之间的定时的准确度(例如，相对时钟漂移)，对不同脉冲偏移的使用可以用来提供正交信道或伪正交信道。
图7C例示了采用不同的跳时序列调制定义的不同的信道(信道1和2)，其中该调制可以用于本文所描述的任何通信设备。例如，可以在根据一个跳时序列的时间生成信道1的脉冲712，而在根据另一个跳时序列的时间生成信道2的脉冲714。取决于所使用的具体序列和设备之间的定时的准确度，这种技术可以用来提供正交信道或伪正交信道。例如，所述跳时脉冲位置可以不是周期性的，以降低来自邻居信道的重复脉冲碰撞的可能性。
图7D例示了采用不同时隙作为脉冲调制的实例而定义的不同信道，其中该调制可以用于本文所描述的任何通信设备。在特定的时间场合生成信道1的脉冲L1。类似地，在其它时间场合生成信道2的脉冲L2。按照类似的方式，在另一其它时间场合生成信道3的脉冲L3。通常，与不同信道相关的时间场合不重合，或者可以正交以降低或减少不同信道之间的干扰。
应该明白的是，可以使用其它技术来根据脉冲调制方案定义信道。例如，可以基于不同的扩频伪随机数序列或者一些其它合适的参数来定义信道。而且，可以基于两个或多个参数的组合来定义信道。
图8例示了根据本公开的另一方面的经由各种信道彼此相互通信的各种超宽带(UWB)通信设备的方框图。例如，UWB设备1802经由两个并行的UWB信道1和2与UWB设备2804通信。UWB设备1802经由单个信道3与UWB设备3 806通信。随后，UWB设备3 806经由单个信道4与UWB设备4808通信。其它配置也是可能的。通信设备可以用于许多不同的应用，并且可以例如在耳机、麦克风、生理感测器、心跳监测器、步数计、EKG设备、手表、音靴、远程控制、开关、胎压监测器或其它通信设备中实现。医疗设备可以包括智能补缀(band-aid)、感测器、生命体征监测器等。本文所描述的通信设备可以用于任何类型的感测应用，比如用于感测自动的、运动的和生理(医学)反应。
可以在许多不同的设备中实施本公开的任何上述方面。例如，除了上述医疗应用之外，本公开的方面可以应用于健身应用。另外，本公开的方面可以在用于不同类型的应用的音靴中实现。存在可以结合本文所描述的本公开的任何方面的多种其它应用。
如上描述了本公开的各个方面。显而易见的是，本文的教导可以以非常多的形式来体现，并且本文所公开的任何特定的结构、功能或两者仅仅是代表性的。基于本文的教导，本领域的技术人员应该明白的是，本文所公开的一个方面可以独立于任何其它方面实现，并且这些方面中的两个或多个可以以各种方式组合。例如，可以通过使用本文所阐述的任何数目的方面来实现装置或实施方法。另外，可以除本文所阐述的所述方面中的一个或多个之外还使用其它结构、功能性或结构和功能性或使用除本文所阐述的所述方面中的一个或多个之外的其它结构、功能性或结构和功能性来实现此种装置或实施方法。作为上述概念的一些的实例，在一些方面，可以基于脉冲重复频率来建立并行的信道。在一些方面，可以基于跳时序列来建立并行的信道。在一些方面，可以基于脉冲重复频率、脉冲位置或偏移以及跳时序列来建立并行的信道。
本领域技术人员应当理解，信息和信号可以使用多种不同的技术和方法中的任何一种来表示。例如，在贯穿上面的描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或者其任意组合来表示。
本领域技术人员还应当明白，结合本文所公开的方面描述的各种示例性的逻辑块、模块、处理器、单元、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件(例如，数字实现、模拟实现或两者的组合，其可以使用信源编码或一些其它技术来设计)、包含指令的各种形式的程序或设计代码(为了方便，在本文中，其可以称为“软件”或“软件模块”)或两者的组合。为了清楚地例示硬件和软件的这种互换性，已经就各种例示性组件、方块、模块和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为硬件或软件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以变化的方式来实现所述的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明的范围。
结合本文所公开的方面描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以在下述元件中实现或由其执行：集成电路(“IC”)、接入终端或接入点。IC可以包括被设计来执行本文所述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件、电子组件、光组件、机械组件或者其任意组合，并且IC可以执行驻留在IC内部、IC外部或两者的代码或指令。通用处理器可以是微处理器，但是在替换实例中，所述处理器可以是常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可能实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它此种结构。
要理解的是，任何公开的过程中的步骤的任何具体顺序或层次是样本方案的一个例子。基于设计偏好，要理解的是，可以重新安排所述过程中的步骤的特定顺序或层次，并且保持在本公开的范围内。所附方法权利要求按照样本顺序来呈现各种步骤中的元素，但是并不意味着被限制到所呈现的具体顺序或层次。
结合本文所公开的方面描述的方法或者算法的步骤可以直接体现在硬件、由处理器执行的软件模块或者二者的组合中。软件模块(包括可执行指令和相关数据)和其它数据可以驻留在数据存储器中，比如RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域熟知的任何形式的存储介质。样本存储介质耦合到机器，比特计算机/处理器(为了方便，在本文中，其可以称为“处理器”)，从而使处理器能够从该存储介质读取信息(例如，代码)，且可以向该存储介质写入信息。样本存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。该ASIC可以驻留在用户终端中。在替换实例中，处理器和存储介质也可以作为分立组件驻留在用户终端中。而且，在一些方面，任何合适的计算机程序产品可以包括计算机可读介质，该计算机可读介质包括与本公开的一个或多个方面相关的代码。在一些方面，计算机程序产品可以包括封装材料。
尽管已经结合各个方面描述了本发明，要理解的是，本发明能够进行进一步的修改。本申请意在涵盖对本发明进行的任何变型、使用和修改，所述任何变型、使用和修改通常符合本发明的原理，并且包括诸如本发明所属技术领域中的公知或常用实践内可以得到的对本公开的偏离。

Claims (40)

1.一种用于信号处理的装置，包括：
第一设备，用于将一增益应用于第一数字信号，以生成第二数字信号；
第二设备，用于根据所述第二数字信号，生成模拟信号；
第三设备，用于生成与所述第一或第二数字信号或所述模拟信号的特性相关的特性信号；以及
第四设备，用于：
基于所述特性信号的第一函数，控制所述第一设备的增益；以及
基于所述特性信号的第二函数，控制提供给所述第二设备的功率。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一和第二数字信号分别包括第一和第二数字音频信号，以及其中所述模拟信号包括模拟音频信号。
3.如权利要求2所述的装置，其中，所述第三设备包括控制模块，并且其中所述特性信号包括音量电平信号。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述第一函数包括：
如果所述音量电平信号高于阈值音量电平，则将所述增益维持为基本恒定；以及
如果所述音量电平信号低于所述阈值音量电平，则改变所述增益。
5.如权利要求4所述的装置，其中，改变所述增益包括随着音量电平增加而增加所述增益。
6.如权利要求3所述的装置，其中，所述第二函数包括：
如果所述音量电平信号低于阈值音量电平，则将提供给所述第二设备的功率维持为基本恒定；以及
如果所述音量电平信号高于所述阈值音量电平，则改变提供给所述第二设备的功率。
7.如权利要求6所述的装置，其中，改变提供给所述第二设备的功率包括随着音量电平增加而增加提供给所述第二设备的功率。
8.如权利要求1所述的装置，其中，所述第三设备包括检测器，用于感测与所述第一或第二数字信号相关的所述特性。
9.如权利要求8所述的装置，其中，与所述第一或第二数字信号相关的所述特性包括所述第一或第二数字信号的包络、平均值、均方根值(RMS)或能量。
10.如权利要求1所述的装置，还包括接收机，用于接收射频(RF)信号，根据该射频信号可以导出所述第一数字信号。
11.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一设备包括乘法器或数字信号增益模块。
12.如权利要求1所述的装置，其中，所述第二设备包括数字-模拟变换器(DAC)。
13.如权利要求1所述的装置，其中，所述第四设备包括音量控制模块、控制器或控制模块。
14.一种处理信号的方法，包括：
将一增益应用于第一数字信号，以生成第二数字信号；
根据所述第二数字信号，生成模拟信号；
生成用于指示与所述第一或第二数字信号或所述模拟信号相关的特性的特性信号；
基于所述特性信号的第一函数，控制应用于所述第一数字信号的增益；以及
基于所述特性信号的第二函数，控制在生成所述模拟信号时提供的功率。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述第一和第二数字信号分别包括第一和第二数字音频信号，以及其中所述模拟信号包括模拟音频信号。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述特性信号包括音量电平信号。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述第一函数包括：
如果所述音量电平信号高于阈值音量电平，则将所述增益维持为基本恒定；以及
如果所述音量电平信号低于所述阈值音量电平，则改变所述增益。
18.如权利要求17所述的方法，其中，改变所述增益包括随着音量电平增加而增加所述增益。
19.如权利要求16所述的方法，其中，所述第二函数包括：
如果所述音量电平信号低于阈值音量电平，则将在生成所述模拟音频信号时提供的功率维持为基本恒定；以及
如果所述音量电平信号高于所述阈值音量电平，则改变在生成所述模拟音频信号时提供的功率。
20.如权利要求19所述的方法，其中，改变在生成所述模拟音频信号时提供的功率包括随着音量电平增加而增加所述功率。
21.如权利要求14所述的方法，其中，生成所述特性信号包括感测与所述第一或第二数字信号相关的所述特性。
22.如权利要求21所述的方法，其中，与所述第一或第二数字信号相关的所述特性包括所述第一或第二数字信号的包络、平均值、均方根值(RMS)或能量。
23.如权利要求14所述的方法，还包括接收射频(RF)信号，根据该射频信号可以导出所述第一数字信号。
24.一种用于信号处理的装置，包括：
增益应用模块，用于将一增益应用于第一数字信号，以生成第二数字信号；
模拟信号生成模块，用于根据所述第二数字信号，生成模拟信号；
特性信号生成模块，用于生成与所述第一或第二数字信号或所述模拟信号的特性相关的特性信号；
增益控制模块，用于基于所述特性信号的第一函数，控制应用于所述第一数字信号的增益；以及
功率控制模块，用于基于所述特性信号的第二函数，控制提供给所述模拟信号生成模块的功率。
25.如权利要求24所述的装置，其中，所述第一和第二数字信号分别包括第一和第二数字音频信号，以及其中所述模拟信号包括模拟音频信号。
26.如权利要求25所述的装置，其中，所述特性信号生成模块包括音量控制模块，并且其中所述特性信号包括音量电平信号。
27.如权利要求26所述的装置，其中，所述第一函数包括：
如果所述音量电平信号高于阈值音量电平，则将所述增益维持为基本恒定；以及
如果所述音量电平信号低于所述阈值音量电平，则改变所述增益。
28.如权利要求27所述的装置，其中，改变所述增益包括随着音量电平增加而增加所述增益。
29.如权利要求26所述的装置，其中，所述第二函数包括：
如果所述音量电平信号低于阈值音量电平，则将提供给所述模拟信号生成模块的功率维持为基本恒定；以及
如果所述音量电平信号高于所述阈值音量电平，则改变提供给所述模拟信号生成模块的功率。
30.如权利要求29所述的装置，其中，改变提供给所述模拟信号生成模块的功率包括随着音量电平增加而增加所述功率。
31.如权利要求24所述的装置，其中，所述特性信号生成模块包括用于感测与所述第一或第二数字信号相关的所述特性的模块。
32.如权利要求31所述的装置，其中，与所述第一或第二数字信号相关的所述特性包括所述第一或第二数字信号的包络、平均值、均方根值(RMS)或能量。
33.如权利要求24所述的装置，还包括用于接收射频(RF)信号的模块，根据该射频信号可以导出所述第一数字信号。
34.如权利要求24所述的装置，其中，所述增益应用模块包括乘法器或数字信号增益模块。
35.如权利要求24所述的装置，其中，所述模拟信号生成模块包括数字-模拟变换器(DAC)。
36.如权利要求24所述的装置，其中，所述增益控制模块包括音量控制模块、控制器或控制模块。
37.一种计算机可读介质，包括一个或多个用于执行下述操作的软件模块：
将一增益应用于第一数字信号，以生成第二数字信号；
根据所述第二数字信号，生成模拟信号；
生成与所述第一或第二数字信号或所述模拟信号的特性相关的特性信号；
基于所述特性信号的第一函数，控制所述增益；以及
基于所述特性信号的第二函数，控制被提供来生成所述模拟信号的功率。
38.一种耳机，包括：
第一设备，用于将一增益应用于第一数字音频信号，以生成第二数字音频信号；
第二设备，用于根据所述第二数字音频信号，生成模拟音频信号；
第三设备，用于生成与所述第一或第二数字音频信号或所述模拟音频信号的特性相关的音频特性信号；以及
第四设备，用于：
基于所述音频特性信号的第一函数，控制所述第一设备的增益；以及
基于所述音频特性信号的第二函数，控制提供给所述第二设备的功率；以及
换能器，用于根据所述模拟音频信号生成声音。
39.一种手表，包括：
第一设备，用于将一增益应用于第一数字信号，以生成第二数字信号；
第二设备，用于根据所述第二数字信号，生成模拟信号；
第三设备，用于生成与所述第一或第二数字信号或所述模拟信号的特性相关的特性信号；以及
第四设备，用于：
基于所述特性信号的第一函数，控制所述第一设备的增益；以及
基于所述特性信号的第二函数，控制提供给所述第二设备的功率；以及
用户接口，用于根据所述模拟信号生成指示。
40.一种感测设备，包括：
数字增益模块，用于将一增益应用于第一数字信号，以生成第二数字信号；
数字-模拟变换器(DAC)，用于根据所述第二数字信号，生成模拟信号；
检测器，用于生成与所述第一或第二数字信号或所述模拟信号的特性相关的特性信号；以及
控制器，用于：
基于所述特性信号的第一函数，控制所述数字增益模块的增益；以及
基于所述特性信号的第二函数，控制提供给所述数字-模拟变换器的功率；以及
感应器，用于生成感应数据，该感应数据导致生成所述第一数字信号。
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