CN102122918B - 减小pwm放大器中空闲信道电流和噪声最低值的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本文提供的系统和方法在低功率音频设备的空闲信道输入期间减小空闲信道噪声最低值并降低功率，该低功率音频设备包括具有噪声整形器的数字脉宽调制(PWM)放大器。针对空闲信道状态监视音频数据信号。噪声整形器执行对音频数据信号的量化并使用噪声整形器滤波系数来成形源自量化的噪声。噪声整形器滤波系数的预定值被用来在未检测到空闲信道状况的同时形成由量化产生的噪声。当检测到空闲信道状况时，噪声整形器滤波系数值减小以使这些值朝向零移动，并且噪声整形器滤波系数的减小值用来衰减源自量化的噪声。当不再检测到空闲信道状态时，使噪声整形器滤波系数返回至预定值。也可提供替代性实施例。

Description

减小PWM放大器中空闲信道电流和噪声最低值的系统和方法

本申请要求以下美国专利申请的优先权： 

Travis Guthrie和Daniel Chieng于2010年1月8日提交的题为“SYSTEMS AND METHODS TO REDUCE IDLE CHANNEL CURRENTAND NOISE FLOOR BY RAMPING DOWN NOISE SHAPERCOEFFICIENTS(通过持续降低噪声整形器系数来减小空闲信道电流和噪声最低值的系统和方法)(委托案号No.ELAN-01252US0)”的美国临时专利申请No.61/293,586；以及 

Travis Guthrie和Daniel Chieng于2010年8月18日提交的题为“SYSTEMS AND METHODS TO REDUCE IDLE CHANNEL CURRENTAND NOISE FLOOR IN A PWM AMPLIFIER(减小PWM放大器中空闲信道电流和噪声最低值的系统和方法)(委托案号No.ELAN-01252US1)”的美国专利申请No.12/858,700，这些文献均援引包含于此。 

技术领域

本发明的实施例总地涉及脉宽调制(PWM)放大器及其使用方法。 

背景技术

图1包含示出示例性脉宽调制(PWM)放大器100的组件的方框图，该PWM放大器100包括PWM控制器102、输出级128和选用的输出滤波器130。PWM放大器100图示为用来驱动可能是扬声器的负载132。PWM控制器102通常为单片集成电路(IC)器件，它包括输入/输出(I/O)接口104、用于信号处理的数字信号处理器(DSP)内核106以及PWM引擎110。 

I/O接口104通常以例如44.1kHz、48kHz、96kHz或192kHz的音频采 样率接收经脉冲代码调制的(PCM)音频信号。这通常支持例如S/PDIF、I2S或HAD的多种音频输入格式。DSP内核106从I/O接口104接收音频采样，实现例如跨越(crossover)、音调控制或均衡器的信号处理效果，并将得到的数字音频信号108传至PWM引擎110。 

提供给PWM引擎110的数字音频信号108在下文中经常被称为音频数据信号108，也就是输入至PWM引擎110的数据信号。PWM引擎110将执行额外信号处理和PCM-PWM转换。PWM引擎110包括内插器块112、PWM校正块120、噪声整形器122、选用的限幅器124以及PWM调制器126。 

在图1的示例性设计中，音频数字信号108可以是例如24位2的补码脉冲码调制的(PCM)音频数据信号，该音频数据信号具有48kHz的音频采样频率。其它示例性音频采样频率包括44.1kHz、96kHz和192kHz，但也可采用其它采样频率。 

音频数据信号108(例如具有48kHz的音频采样频率)然后通过内插器块112内插，直至预定的脉宽调制(PWM)率为止。例如，内插器块112可从例如48kHz的DSP采样率至例如384kHz的PWM切换率对(例如从DSP内核106接收的)音频数据信号108进行升频采样。如图1所示，内插器块112可包括例如前端内插器114、后端内插器116和增益级118，但不仅限于此。前端内插器114可升频内插采样频率高至4倍频并可包括例如具有相对尖锐截止的有限脉冲响应(FIR)滤波器。后端内插器116可升频内插采样频率高至另一4倍频并可包括例如具有相对平坦截止的简单低成本仿形内插器。内插器增益级118例如可被调整以补偿内插器块112中的非同式增益，或用来调节音频数据信号108的增益。 

内插器112的输出被提供给PWM校正块120，该校正块也被称为非线性校正块。PWM校正块120施加预校正(也称预失真)至数字音频信号，这近似地校正由PCM-PWM转换形成的非线性人为杂波。 

由PWM校正块120输出的预校正(也称预失真)数字音频信号则通过噪 声整形器122作噪声整形。噪声整形器122可使用预定的存储的噪声整形器滤波系数值和量化器来降低位分辨率，例如降低至大约8-14位的范围。对于一特例来说，噪声整形器122可将每个24位PCM数字音频采样量化成10位PCM数字音频采样并使用噪声成形技术来减小感兴趣音频段内的量化噪声(感兴趣音频段也被称为“带内”)，感兴趣音频段通常为DC至20kHz或40kHz。噪声整形器122可以例如为七阶噪声整形器，但不限于此。七阶噪声整形器可例如使用21个独立的14位噪声整形器滤波系数来成形量化噪声，其中每个系数可具有从0至2^14的值(根据场合可以是符号值也可以不是)。噪声整形器122高效地使通过降低信号位分辨率导致的附加量化噪声移出感兴趣音频段以使感兴趣带宽的动态范围不局限于输出数据的位分辨率。 

选用的限幅块124图示为在噪声整形器122和PWM调制器块126之间。限幅块124可选择地基于(例如由未示出的过电流检测器检测出的)过电流检测来选择地对通过噪声整形器122输出的信号进行限幅，从而提供放大器和负载保护。 

PWM调制器块126对数字音频信号(例如10位信号)执行PCM-PWM转换，它接收并产生PWM输出信号。PWM输出信号用来驱动输出级128，该输出级128可包括例如一对高电压功率FET。高电压功率FET的输出可选择地由例如LC滤波器的滤波器130滤波，从而去除切换载波并去除带外噪声。滤波器130可以是放大器的一部分，或位于放大器外部。然后将FET的经滤波(或非经滤波)输出施加于负载132。该负载132通常为将FET经滤波的输出转化成音频信号的扬声器。在一具体实施例中，输出级是3层PWM输出级，在这种情形下不需要选用的滤波器130，并因此一般不包括滤波器130。输出级128通常由相对高电压(HV+)供电，并因此经常是放大器100的最高功耗级。可使用与图1所示不同的输出级和滤波器。 

如前面提到的，噪声整形器122使用噪声整形器滤波系数预定值和量化器执行数字滤波和量化。通常来说，噪声整形器122使用其量化器执行 音频数据信号108的量化(在音频数据信号108已被升频采样并预校正之后)并使用预定的噪声整形器滤波系数值(也称噪声整形器滤波系数用预定值或噪声成形滤波系数的预定值)对音频数据信号量化得到的噪声整形，以使感兴趣特定带宽的动态范围增大。这使附加的量化噪声功率移出感兴趣音频段，并使量化噪声功率(也就是带外噪声)在负载中被消耗掉。 

典型地，噪声整形器122减小了数字PWM放大器系统的带内量化噪声。然而，当音频数据信号108下降至低于噪声整形器122的带内噪声最低值时，噪声整形器122是对于噪声整形器122添加的量化噪声的性能限制因素。滤波器(例如滤波器130)可减小带外噪声功率，但在无滤波器设计中，多数带外噪声功率直接耗散在负载132中。音频数据信号108例如当某种空闲信道状态发生时可降低至噪声整形器的带内噪声最低值之下。 

发明内容

本发明的具体实施例可在低功率音频设备的空闲信道输入期间减小空闲信道噪声最低值并降低功率，所述低功率音频设备包括具有噪声整形器的数字脉宽调制(PWM)放大器。这种噪声整形器适于执行音频数据信号的量化并使用噪声整形器滤波系数对音频数据信号量化产生的噪声整形。 

根据一个实施例，对空闲信道状态监视音频数据信号。噪声整形器滤波系数的预定值被用来在空闲信道状态未被检测出的同时对音频数据信号的量化产生的噪声整形。当检测到空闲信道状态时，噪声整形器滤波系数值减小以使该值朝向零移动，并且噪声整形器滤波系数的减小值用来衰减由音频数据信号的量化产生的噪声。如果全部噪声整形器滤波系数值在检测到空闲信道状态时减小至零，则噪声整形器滤波系数值保持为零直到不再检测到空闲信道状态为止。当不再检测到空闲信道状态时，噪声整形器滤波系数返回到预定值。 

根据一个实施例，可通过将音频数据信号与预定信号电平阈值比较并根据比较结果检测空闲信道状态而针对空闲信道状态监视音频数据信号。 可根据噪声整形器的带内噪声最低值指定预定信号电平阈值，该带内噪声最低值对应于使用具有预定噪声整形器滤波系数值的噪声整形器。例如，预定信号电平阈值可等于噪声整形器的带内噪声最低值。替代地，预定信号电平阈值可等于噪声整形器的带内噪声最低值减去预定偏移量(例如大约6dB)。 

根据一个实施例，可通过在检测到空闲信道状态的同时周期地递减噪声整形器滤波系数值而减小噪声整形器滤波系数值。这些值可以例如线性或非线性方式减小。 

根据本发明的替代实施例，当检测到空间信道状态时不是减小噪声整形器滤波系数值，而是当检测到空闲信道状态时减小(位于噪声整形器下游的)增益级的增益。更具体地，在这些实施例中，当未检测到空闲信道状态时则使用增益级的预定增益。然后，当检测到空闲信道状态时，增益级的增益减小(例如向下斜变)以使增益向零移动。这里，减小的增益在检测到空闲信道状态的同时衰减因噪声整形器对音频数据信号的量化产生的噪声。如果在检测到空闲信道状态的同时增益级的增益降为零，则增益保持为零直到空闲信道状态不再被检测出。当不再检测到空闲信道状态时，增益级的增益增大(例如向上斜变)至预定增益。 

本发明内容部分无意于概括本发明的所有实施例。根据下面给出的详细说明、附图以及权利要求，本发明的其他和替代实施方式以及特征、方面以及优点将变得更加显而易见。 

附图说明

图1是示例性脉宽调制(PWM)放大器的方框图。 

图2是根据本发明一个实施例的PWM放大器的方框图。 

图3是根据本发明一个实施例的图2中介绍的信号电平监视器的方框图。 

图4是用来概括本发明的实施例的各种方法的高级流程图。 

图5是根据本发明另一实施例的PWM放大器的方框图。 

图6是用来概括本发明其它实施例的各种方法的高级流程图。 

具体实施方式

如前面提到的，参见图1，例如当空闲信道状态出现时，音频数据信号108可下降至低于噪声整形器122的带内噪声最低值。如前面同样提到的，当音频数据信号108下降至噪声整形器122的带内噪声最低值以下时，噪声整形器122是相对噪声整形器122添加的量化噪声的性能限制因素。如下文所述，本发明的实施例可用于在低功耗音频设备的空闲信道输入期间减小空闲信道噪声最低值并减小功率。 

在正常操作中，带外功率远低于音频数据信号，而音频数据信号远高于带内噪声最低值。然而，当音频数据信号下降至噪声整形器122的带内噪声最低值以下时，噪声整形器122不再改善所得到的音频输出。此外，如果在输出级128和由输出级驱动的负载132之间没有滤波器(例如没有滤波器130)，当音频数据信号下降至带内噪声最低值之下时负载由于带外噪声而消耗过多的功率。 

根据一个实施例，通过选择地减小噪声整形器滤波系数值，带内噪声最低值下降同时带外功率消耗也降低，并且基本没有音频人为杂波。更具体地，当输入数据信号下降至某一水平以下时，输出功率耗散变得相对于音频数据信号主要受宽带噪声支配。在那时，根据本发明的一个实施例，噪声整形器滤波系数值向下斜变至零。当噪声整形器滤波系数值向下斜变至零，噪声整形器不再发挥噪声整形器的作用，最终仅仅输出零。此时，带内噪声消失并因此是宽带噪声。结果，这造成PWM调制器以恒定50％占空比调制，由于来自噪声整形器的量化噪声这样做不具有任何功率耗散。此时，带内噪声最低值将为其它噪声支配，例如锁相环(未示出)的电源和时钟抖动的噪声。 

图2示出根据本发明一实施例的PWM放大器200。在图2中，放大器200中与放大器100(图1所示)的组件相同或相似的组件用相同附图标记 标示并不再予以重复。参见图2，PWM放大器200图示为包括能检测空闲信道状态的信号电平监视器240，例如当输入信号低于预定信号电平阈值达至少规定的时间段(或者达第二更长的规定时间段内的至少一个规定时间段)时。信号电平监视器240可在PWM引擎110之内或之外，并图示为在PWM控制器202内。用于定义空闲信道状态的预定信号电平阈值可例如是噪声整形器的带内噪声最低值，该最低值对应于使用具有预定噪声整形器滤波系数值的噪声整形器，或者是噪声整形器122的带内噪声最低值减去一偏移值(例如6dB)，但不仅限于此。该带内噪声最低值可根据场合计算或测量。 

响应检测到空闲信道状态，信号电平监视器240可发出提供给噪声整形器122的空闲信道指示信号242。响应所发出的空闲信道指示信号，噪声整形器122能通过逐渐将噪声整形器122的滤波系数值向下斜变至零而将其衰减，这导致较低的带内噪声最低值和降低的带外功率耗散。 

衰减可使用简单周期递减(例如简单地减一)以线性方式执行或者以非线性方式执行，但不仅限于此。之后，当信号电平监视器240检测到音频数据信号108上升至预定信号电平阈值之上时，信号电平监视器可对信道指示信号242取消发出，并且噪声整形器122可使用其噪声整形器滤波系数的预定值而恢复其正常工作。 

信号电平监视器240的示例性实现示出于图3中。参见图3，信号电平监视器240可包括数字比较器302、向上/向下计数器304和另一数字比较器306。数字比较器302图示为将音频数据信号108与存储在寄存器、ROM等内的预定信号电平阈值比较。如前所述，预定信号电平阈值可以是例如噪声整形器122的带内噪声最低值，或者是噪声整形器122的带内噪声最低值减去一偏移值(例如6dB)，但不仅限于此。比较器302可配置成当音频数据信号108低于预定信号电平阈值时其输出为高(HIGH)，而当音频数据信号108高于预定信号电平阈值时其输出为低(LOW)。比较器302的输出连同时钟信号(CLK)一起被提供给向上/向下计数器304，当其输入为HIGH 时其向上计数而当其输入为LOW时其向下计数。比较器306将向上/向下计数器作为计数值的输出与存储在寄存器、ROM等的预定计数值阈值作比较。在这种实现中，当超出预定计数值阈值时，发出空闲信道指示信号(例如变为HIGH)，而当未超出预定计数值阈值时，取消空闲信道指示信号(例如变为LOW)。可用其它类型的低通滤波器、积分器和/或逻辑来实现信号电平监视器240，这也落在本发明的范围内。 

现在参照图4的高级流程图来概述本发明实施例的方法。参照图4，在步骤410噪声整形器滤波系数的值例如通过从寄存器、ROM等装置中读取这些值而被设定至预定值。如前所述，这种噪声整形器滤波系数可包括多个(例如21个)独立的多位(例如14位)噪声整形器滤波系数，其中每个系数可具有在规定范围内的一个值(例如从0-2^14的范围)。 

在步骤412，存在是否检测到空闲信道状态的判断(例如由信号电平监视器240作出)。步骤412可包括例如将音频数据信号108与预定信号电平阈值作比较，并根据比较的低通滤波结果检测空闲信道状态。如前面提到的，预定信号电平阈值可等于噪声整形器测得或计算得的带内噪声最低值，该最低值对应于使用具有预定噪声整形器滤波系数值的噪声整形器，或者等于噪声整形器的带内噪声最低值减去一规定偏移值，但不仅限于此。 

如果在步骤412存在检测到空闲信道状态的判定，则流程进至步骤412，在那里判断噪声整形器滤波系数的一个或多个值是否大于零。如果检测到空闲信道状态(在步骤412)，则判断噪声整形器滤波系数的一个或多个值大于零(在步骤414)，然后在步骤416将噪声整形器滤波系数的值(这些值大于零)向零减小(例如递减)。如果噪声滤波系数是无符号值，则这能使用简单的减法来完成。如果噪声滤波系数是带符号的值，这意味着其中的一些可能是负值，那么可采用加法来使负值(更具体说是负值的大小)朝向零减小。以其它方式——包括但不局限于使用分数的除法或乘法——来减小噪声整形器滤波系数同样落在本发明范围内。对于另一示例，可使用算术移位来实现将相对简单的移位除以2的幂。由于不同噪声滤波系数可具有不 同的值，因此一些系数在其它系数之前到达零。事实上，一些系数值一开始就是零，在这种情形下它们不再会有任何减小。 

只要检测到空闲信道状态(在步骤412)，并且噪声整形器滤波系数的至少一个值被确定大于零(在步骤414)，则在步骤416噪声整形器滤波系数的值再次向零减小，但这些值不应当过零减小。减小噪声整形器滤波系数使噪声整形对量化噪声的影响减小。然而，当存在空闲信道状态时，基本上没有信号要量化，因此不需要噪声整形。 

如果在步骤414判断出噪声整形器滤波系数的全部值已减小至零，则它们不再进一步减小且流程返回到步骤412。更具体地，一旦系数变为零，则它们保持在零，直到空闲信道状态不再被检测出为止。当这些系数等于零时，噪声整形器122将零输出至PWM调制器126，这导致超出PWM调制器126的50％占空比，当运行在3层调制时不对负载产生功率输出并导致最小的带内噪声电平。 

当在步骤412不再检测出空闲信道状态时，在步骤410噪声整形器滤波系数再次设定其预定值，因此在非空闲信道音频数据信号的数据到达噪声整形器122之前，噪声整形器能高效地对噪声整形。不再检测到空闲信道状态的时间可能发生在全部噪声整形器滤波系数值已减至零之后、仅一些噪声整形器滤波系数值已减小至零之后、或任何噪声整形器滤波系数值完全减至零之前。 

在替代实施例中，不是响应重复检测空闲信道状态而将噪声整形器滤波系数值向下斜变至零，而是在噪声整形器122的下游新增一附加的增益级，并且增益级的增益能响应重复检测空闲信道状态而从初始预定水平向零向下斜变。然后，当不再检测到空闲信道状态时，增益级的增益增加至其最初预定的水平。这些实施例同样产生较低的带内噪声最低值和降低的带外功率耗散。可通过迅速使增益回归至其最初预定值而将增益增大至其最初水平，或者该增益也可向上斜变至其最初预定水平。图5中示出其一个例子，其中示出在PWM放大器500的噪声整形器122和PWM调制器 126之间增设增益级525。尽管图示为增设在可选用的限幅器124后面，然而增益级525可替代地添加增设在限幅器124前面。在该实施例中，当信号电平监视器240发出空闲信道指示信号242时，增益级525的增益可以线性(或非线性)方式减小。当不再宣告空闲信道指示信号242时，增益级525的增益可迅速增加，或以线性(或非线性)方式向上斜变至其最初水平。在一个实施例中，当不再检测到空闲信道状态时，增益级525的增益逐渐增大(例如向上斜变)至其预定增益，与迅速返回至其预定增益相反。图6的高级流程图，包括步骤610、612、614、616、618和620，用来总结本发明的一些方法，这些方法依赖于调整增益级的增益以降低带内噪声最低值和减小带外功率。对于增益级迅速增大至其最初预定值的实施例，当不再检测到空闲信道状态时，步骤620也可以是“设定增益至预定增益”。 

取决于是否存在空闲信道状态(如参照图5和图6所述)的增益级(例如增益级525)调整可以相同方式实现在模拟放大器系统中，这落在本发明实施例的范围内。 

本发明前述实施例可在低输入信号电平期间通过减小输出噪声电平、形成功耗并以没有可闻人为杂波的合理方式完成而增进放大器性能。 

在替代实施例中，不是减小噪声整形器滤波系数值或减小增益级的增益，而是当检测到空闲信道状态时立即静音或完全切断输出级128。然而，静音或切断选项可能在输出中产生可闻的音频人为杂波。 

本发明前述实施例当用于低功耗电子设备时尤为有益。例如，通常当该设备上电但音频静音时，即使不存在信号也有大量功率消耗在负载中。然而，如果这种设备应用本发明的实施例，可降低功耗由此允许最终产品更长的电池寿命(特别是因为在提供最高系统电压时功率降低，这时通常造成最大比例的总功率耗散)。 

上述描述是本发明的优选实施例。出于说明和描述目的而提供这些实施例，但它们不旨在穷举或将本发明限制在所公开的精确形式。许多修改和变化对本领域普通技术人员而言将显而易见。 

选择和描述了实施例以最好地描述本发明的原理及其实际应用，从而使本领域其它技术人员能理解本发明。微小的修改和变化被认为落在本发明的精神和范围内。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等效方案界定。 

附图中主要部件的附图标记一览 

100，200，500              脉宽调制(PWM)放大器 

102                        PWM控制器 

104                        输入/输出(I/O)接口 

106                        数字信号处理器(DSP)内核 

108                        数字音频信号 

110                        PWM引擎 

112                        内插器块 

114                        前端内插器 

116                        后端内插器 

120                        PWM校正块 

122                        噪声整形器 

124                        限幅块 

126                        PWM调制器 

128                        输出级 

130                        输出滤波器 

132                        负载，例如扬声器 

202                        PWM控制器 

240                        信号电平监视器 

242                        空闲信道指示信号 

302，306                   数字比较器 

304                        向上/向下计数器 

410，412，414， 

416，610，612，            步骤 

614，616，618，620。 

Claims (25)

1.一种用于数字脉宽调制PWM放大器的方法，所述数字脉宽调制PWM放大器包括适配成执行音频数据信号的量化并使用噪声整形器滤波系数对源自所述音频数据信号的量化的噪声进行整形的噪声整形器，所述方法包括：

监视音频数据信号上的空闲信道状态；

当未检测到所述空闲信道状态时，对所述噪声整形器滤波系数使用预定值来对源自所述音频数据信号的量化的噪声进行整形；

当检测到所述空闲信道状态时，减小所述噪声整形器滤波系数的值以使所述值朝向零移动，并使用所述噪声整形器滤波系数的减小的值来衰减源自所述音频数据信号的量化的噪声；

如果在检测到所述空闲信道状态时所述噪声整形器滤波系数所有的值均是减小至零的，则将所述噪声整形器滤波系数的值保持在零直到不再检测到所述空闲信道状态为止；以及

当不再检测到所述空闲信道状态时，使所述噪声整形器滤波系数返回至所述预定值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，监视所述音频数据信号上的所述空闲信道状态的步骤包括将所述音频数据信号与预定信号电平阈值作比较，并根据所述比较的结果来检测所述空闲信道状态。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定信号电平阈值是根据所述噪声整形器的带内噪声最低值来指定的，所述带内噪声最低值对应于所述噪声整形器滤波系数使用所述预定值的所述噪声整形器的使用。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预定信号电平阈值等于所述噪声整形器的所述带内噪声最低值。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预定信号电平阈值等于所述噪声整形器的所述带内噪声最低值减去预定偏移量。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监视音频数据信号上的空闲信道状态的步骤在所述噪声整形器的上游、在所述音频数据信号被升频采样并针对由下游的PCM-PWM转换产生的非线性人为杂波进行预校正之前发生的。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述减小噪声整形器滤波系数的值的步骤包括在检测到所述空闲信道状态时周期地递减所述噪声整形器滤波系数的值以使所述值朝向零移动。

8.一种数字脉宽调制PWM放大器，包括：

信号电平监视器，所述信号电平监视器配置成监视音频数据信号上的空闲信道状态；

噪声整形器，所述噪声整形器适配成执行所述音频数据信号的量化并使用噪声整形器滤波系数对源自所述音频数据信号的量化的噪声进行整形；

其中当所述信号电平监视器没有检测到所述空闲信道状态时，所述噪声整形器对所述噪声整形器滤波系数使用预定值来对源自所述音频数据信号的量化的所述噪声进行整形；

其中当所述信号电平监视器检测到所述空闲信道状态时，所述噪声整形器减小所述噪声整形器滤波系数的值以使所述值向零移动，由此衰减源自所述音频数据信号的量化的噪声；并且

其中如果当所述信号电平监视器检测到所述空闲信道状态时所述噪声整形器将所述噪声整形器滤波系数所有的值均减小至零，则所述噪声整形器将所述噪声整形器滤波系数的值保持在零直到不再检测到所述空闲信道状态为止；并且

其中当所述信号电平监视器不再检测到所述空闲信道状态时，所述噪声整形器使所述噪声整形器滤波系数返回至所述预定值。

9.如权利要求8所述的数字脉宽调制PWM放大器，其特征在于，所述信号电平监视器包括：

比较器，所述比较器配置成将所述音频数据信号与预定信号电平阈值作比较；并且

其中所述信号电平监视器根据所述比较器的输出来监视所述空闲信道状态。

10.如权利要求9所述的数字脉宽调制PWM放大器，其特征在于，所述预定信号电平阈值是根据所述噪声整形器的带内噪声最低值来指定的，所述带内噪声最低值对应于所述噪声整形器滤波系数使用所述预定值的所述噪声整形器的使用。

11.如权利要求10所述的数字脉宽调制PWM放大器，其特征在于，所述预定信号电平阈值等于所述噪声整形器的所述带内噪声最低值、或等于所述噪声整形器的所述带内噪声最低值减去指定偏移量。

12.如权利要求8所述的数字脉宽调制PWM放大器，其特征在于，所述噪声整形器执行所述音频数据信号的量化并对源自所述音频数据信号的量化的噪声进行整形是在所述信号电平监视器监视所述音频数据信号上的所述空闲信道状态的下游、并在所述音频数据信号已被升频采样并针对由下游PCM-PWM转换所产生的非线性人为杂波进行预校正之后发生的。

13.如权利要求8所述的数字脉宽调制PWM放大器，其特征在于，当所述信号电平监视器检测到所述空闲信道状态时，所述噪声整形器通过周期地递减所述噪声整形器滤波系数的值来减小所述噪声整形器滤波系数的值。

14.如权利要求8所述的数字脉宽调制PWM放大器，其特征在于，还包括：

数字信号处理器DSP核，所述DSP核配置成处理接收到的PCM音频信号；

内插器，所述内插器配置成将所述DSP核的输出从DSP采样率升频采样至PWM切换率；

PWM校正块，所述PWM校正块配置成接收所述内插器的输出；

PWM调制器，所述PWM调制器配置成接收所述噪声整形器的输出，所述输出可以是经限幅的也可以未经限幅，并执行PCM-PWM转换以由此产生PWM信号；并且

其中所述PWM校正块配置成对由所述PCM-PCM转换产生的非线性人为杂波执行校正；并且

其中所述PWM校正块的输出是提供给所述噪声整形器的所述音频数据信号。

15.如权利要求14所述的数字脉宽调制PWM放大器，其特征在于，还包括：

限幅器，所述限幅器配置成在将所述噪声整形器的输出提供给PWM调制器前有选择地对所述噪声整形器的所述输出进行限幅。

16.如权利要求14所述的数字脉宽调制PWM放大器，其特征在于，还包括：

输出级，所述输出级配置成根据所述PWM信号被驱动。

17.一种用于数字脉宽调制PWM放大器的方法，所述PWM放大器包括适配成执行音频数据信号的量化并使用噪声整形器滤波系数对源自所述音频数据信号的量化的噪声进行整形的噪声整形器，所述方法包括：

在所述噪声整形器上游监视所述音频数据信号上的空闲信道状态；

在未检测到所述空闲信道状态时，对位于所述噪声整形器下游的增益级使用预定增益；

当检测到所述空闲信道状态时，减小用于所述增益级的增益以使所述增益向零移动，并使用减小的增益来衰减源自由所述噪声整形器对所述音频数据信号的量化的噪声；

如果在检测到所述空闲信道状态时用于所述增益级的增益是减小至零的，则将所述增益保持在零直到不再检测到所述空闲信道状态为止；以及

当不再检测到所述空闲信道状态时，将用于所述增益级的增益增大至所述预定增益。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述监视音频数据信号上的空闲信道状态的步骤包括将所述音频数据信号与预定信号电平阈值作比较，并根据所述比较的结果来检测所述空闲信道状态。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述当不再检测到空闲信道状态时将增益增大至预定增益的步骤包括下面步骤中的一者：

周期地递增所述增益直到所述增益等于所述预定增益为止；以及

将所述增益设定至所述预定增益。

20.一种数字脉宽调制PWM放大器，包括：

信号电平监视器，所述信号电平监视器配置成监视音频数据信号上的空闲信道状态；

噪声整形器，所述噪声整形器适配成执行所述音频数据信号的量化并对源自使用噪声整形器滤波系数对所述音频数据信号的量化的噪声进行整形；以及

在所述噪声整形器下游的增益级；

其中当所述信号电平监视器未检测到所述空闲信道状态时，对所述增益级使用预定增益；

其中当所述信号电平监视器检测到所述空闲信道状态时，用于所述增益级的增益被减小以使所述增益向零移动，由此衰减源自所述音频数据信号的量化的噪声；并且

其中如果在所述信号电平监视器检测到所述空闲信道状态时所述增益级的增益是减小至零的，则将用于所述增益级的增益保持在零直到不再检测到所述空闲信道状态为止；并且

其中当所述信号电平监视器不再检测到所述空闲信道状态时，将用于所述增益级的增益增大至所述预定增益。

21.如权利要求20所述的数字脉宽调制PWM放大器，其特征在于，所述信号电平监视器包括：

比较器，所述比较器配置成将所述音频数据信号与预定信号电平阈值作比较；并且

其中所述信号电平监视器根据所述比较器的输出来监视所述空闲信道状态。

22.如权利要求20所述的数字脉宽调制PWM放大器，其特征在于：

当所述信号电平监视器检测到所述空闲信道状态时，是通过周期地递减用于所述增益级的增益来减小所述增益的；并且

当所述信号电平监视器不再检测到所述空闲信道状态时，是通过周期地递增用于所述增益级的增益来增大所述增益的。

23.如权利要求20所述的数字脉宽调制PWM放大器，其特征在于：

当所述信号电平监视器不再检测到所述空闲信道状态时，是通过将用于所述增益级的增益设定至所述预定增益来增大所述增益的。

24.如权利要求20所述的数字脉宽调制PWM放大器，其特征在于，所述噪声整形器执行所述音频数据信号的量化并对源自所述音频数据信号的量化的噪声进行整形是在所述信号电平监视器监视所述音频数据信号上的所述空闲信道状态的下游、并在所述音频数据信号已被升频采样并针对由下游PCM-PWM转换所产生的非线性人为杂波进行预校正之后发生的。

25.如权利要求20所述的数字脉宽调制PWM放大器，其特征在于，还包括：

数字信号处理器DSP核，所述DSP核配置成处理接收到的PCM音频信号；

内插器，所述内插器配置成将所述DSP核的输出从DSP采样率升频采样至PWM切换率；

PWM校正块，所述PWM校正块配置成接收所述内插器的输出；

PWM调制器，所述PWM调制器配置成接收所述噪声整形器下游的所述增益级的输出，所述输出可以是经限幅的也可以是未经限幅的，并执行PCM-PWM转换以由此产生PWM信号；并且

其中所述PWM校正块配置成针对由所述PCM-PWM转换产生的非线性人为杂波执行校正；并且

其中所述PWM校正块的输出是提供给所述噪声整形器的所述音频数据信号。