CN107529113B - 使用多个频带的信号处理器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及使用多个频带的信号处理器。公开了用于对音频信号滤波的电路和方法。电路具有：第一正交源；以及乘法器，用于使输入信号乘以正交源的I输出和Q输出。然后使经相乘输入通过一对低通滤波器，其可以具有可调Q因子。然后使低通滤波器的输出在第二对乘法器中分别乘以第二正交源的I输出和Q输出，第二正交源与第一正交源通常频率相同，但幅度和相位不同。然后由加法器将经两次相乘信号相加以提供输出信号。电路可以被修改为包括低通滤波器与第二对乘法器之间的压扩电路，压扩电路确定输入信号幅度、对其滤波以及在压扩器中压扩信号。压扩器可以具有可调参数。因此，与现有技术电路相比，该电路允许更大灵活性以及控制对输入信号的处理。

Description

使用多个频带的信号处理器
本申请要求于2016年6月15日提交的临时申请第62/350,542号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及信号处理，更具体地涉及图形均衡器和压扩器。
背景技术
现在，人们使用诸如智能电话或其他移动媒体播放器(统称为“智能电话”)的移动设备来听音乐较为常见。用户已经快速习惯于通过这些设备回放音乐或其他音频，并且通常往往会随时携带他们的智能电话。在一些情况下，用户可能希望通过扬声器而不是通过耳机播放音频。
由于智能电话的尺寸较小，所以包含在智能电话中的扬声器也必须较小。还有许多小型便携式外部扬声器可用，其可以用于再现来自智能电话的音频输出；这样的外部扬声器可以通过例如诸如有线的物理连接或通过诸如蓝牙、已知无线技术标准的无线连接来连接到智能电话。
在一些情况下，智能电话可以具有将均衡器应用于音频输出的能力；均衡器是下述电路，其允许调节音频信号的频率分量之间的平衡并且因此允许调节(一个或更多个)扬声器的频率响应。在一些情况下，均衡器可以具有预设功能，而在其他情况下，它可以是图形均衡器，图形均衡器使得用户能够看到频率响应的视觉表示，并且使用可以改变不同频带中的响应的“滑块”来调节该视觉表示。可以出于各种原因进行均衡，包括满足用户例如或多或少对再现的音频中的低音或高音的特定审美偏好。
智能电话还可以包括压扩器(也称为压缩扩展器)。压扩器是用于压缩或扩展信号的电路或其一部分。在智能电话中，压扩器通常有两个不同的目的。一个目的在于在扬声器温度过高时保护扬声器免受损坏，或者保护扬声器免受在扬声器的谐振频率处太大的信号的影响。太大的信号会导致扬声器的振膜超过其最大位移或偏移极限。另一目的在于通过增加安静信号的输出电平和降低非常响亮的信号的输出电平来调整输出电平，以使音频更加令用户满意。
发明内容
描述了一种用于在连续时间内处理流式音频输入信号的新型电路。所选频带中的输入信号的一部分被滤波、放大或抑制，这允许使用该电路作为均衡器的一个通道，或作为针对所选频带的压扩器。
一种实施方式公开了一种处理音频输入信号的方法，包括：使输入信号与第一正交源的I输出和Q输出相乘；使与第一正交源的I输出相乘后的输入信号通过第一低通滤波器，并且使与第一正交源的Q输出相乘后的输入信号通过第二低通滤波器；使第一低通滤波器的输出与第二正交源的I输出相乘，并且使第二低通滤波器的输出与第二正交源的Q输出相乘，第二正交源与第一正交源具有不同相位和幅度，但频率相同；以及将与第二正交源的输出相乘后的低通滤波器的输出相加，以提供输出信号。
该方法的实施方式还包括：对第一低通滤波器和第二低通滤波器的输出进行压扩，并将作为结果的压扩信号作为输入提供给第二正交源。
该方法的另一实施方式还包括：生成表示输入信号的幅度的幅度信号；对幅度信号进行滤波；使用非线性增益函数对经滤波的幅度信号进行压扩；以及将经压扩的信号作为输入提供给第二正交源。
另一实施方式公开了一种用于处理音频输入信号的装置，包括：第一正交源，其产生I输出和Q输出；第一乘法器和第二乘法器，分别用于使输入信号与第一正交源的I输出和Q输出相乘；第一低通滤波器和第二低通滤波器，分别用于对与正交源的I输出相乘后的输入信号和与正交源的Q输出相乘后的输入信号进行滤波；第二正交源，其产生I输出和Q输出；第三乘法器和第四乘法器，用于使第一低通滤波器的输出与第二正交源的I输出相乘以及使第二低通滤波器的输出与第二正交源的Q输出相乘，第二正交源与第一正交源具有不同相位和幅度，但频率相同；以及加法器，用于将与第二正交源的输出相乘后的低通滤波器的输出相加以提供输出信号。
该装置的实施方式还包括电路，所述电路用于对第一低通滤波器和第二低通滤波器的输出进行压扩，并且将作为结果的压扩信号作为输入提供给第二正交源。
该装置的另一实施方式还包括：第五乘法器和第六乘法器，用于将来自第一低通滤波器和第二低通滤波器的输出与其自身相乘，以提供表示输入信号的幅度的幅度信号；第三滤波器，用于对幅度信号进行滤波；压扩器，用于使用非线性增益函数对经滤波的幅度信号进行压扩。
附图说明
图1是根据现有技术的包括多个通道的典型均衡器的框图。
图2是根据现有技术的可以用作诸如图1的均衡器的均衡器的一个通道的一种类型的电路的框图。
图3是根据一种实施方式的可以用作均衡器的一个通道的电路的框图。
图4是一种实施方式中提供表示频带中的信号幅度的信号的电路的框图。
图5是一种实施方式中可以用作均衡器的一个通道的电路的框图，其中，再合成的信号的幅度可以被控制。
图6是在替选实施方式中可以用作均衡器的一个通道的电路的框图，其中，再合成的信号的幅度可以被控制。
图7是包括多个如图5所示的电路的均衡器的框图。
图8是根据现有技术的压扩器的框图。
图9是根据现有技术的图8的压扩器的一部分的框图。
图10是如在现有技术中可能发现的压扩器的非线性增益的曲线图。
图11是一种实施方式中包括压扩器并且可以用作均衡器的一个通道的电路的框图。
图12是另一实施方式中包括压扩器并且可以用作均衡器的一个通道的电路的框图。
图13是示出了可以根据一种实施方式进行调整的压扩器的非线性增益的曲线图。
图14是另一实施方式中包括可调压扩器并且可以用作均衡器的一个通道的电路的框图。
图15是包括多个如图14所示的电路的均衡器的框图。
图16是根据一种实施方式的处理输入音频信号的方法的流程图。
具体实施方式
本文中描述了一种用于在连续时间内处理流式音频输入信号的电路和方法。所选择的频带中的输入信号的一部分被滤波，使得能够使用该电路作为均衡器的一个通道，或者作为所选择的频带的压扩器。可以使用多个电路来构造均衡器或者多频带压扩器。
电路具有第一正交源和乘法器，乘法器用于使输入信号与正交源的I输出和Q输出相乘。然后使经相乘的输入通过成对低通滤波器，其可以具有可调Q因子。然后使低通滤波器的输出在第二对乘法器中分别与第二正交源的I输出和Q输出相乘，第二正交源与第一正交源通常频率相同，但幅度和相位不同。然后，由加法器将经两次相乘的信号相加以提供输出信号。
电路还可以被修改为包括低通滤波器与第二对乘法器之间的压扩电路，该压扩电路确定输入信号的幅度、对其进行滤波、以及在压扩器中对信号进行压扩。压扩器可以具有可调参数。因此，与现有技术电路相比，该电路允许大得多的灵活性并允许控制对输入信号的处理。
图1是现有技术的典型均衡器的框图。如图所示，均衡器100由一系列通道1至8组成。每个通道包括具有增益输入Gi和信号输入Si的信号处理器。在一些实施方式中，信号处理器是对输入信号的每个采样执行操作而不是以批处理模式一次操作多个采样的流信号处理器(SSP)。
在一些实施方式中，包括不用于处理信号而是仅通过向增益输入G1至G8发送增益设置信号来设置电路的增益的CPU 102。因此，均衡器处理流信号，而不需要软件来处理输入的信号S1至S8。增益输入中的每一个接收来自CPU 102的控制信号，该控制信号设置对电路的幅度响应。这些被表示为均衡器的增益“滑块”。增益可以是预设的，或者可以由系统的用户通过均衡器调节控制旋钮或者滑动开关(也称为滑块)来设置。因此，输出Out1至Out8被配置成从SSP通道1至8中的每个通道发送输出信号。
图2是可以被用作图1的通道1至8之一的电路200的框图，如美国专利第7,349,491号(“'491专利”)中所描述的那样；在'491专利中，电路200是SSP。电路200包括输入信号Si和输出Outi，并且操作为计算输入信号Si与正交源的相关性。术语“正交源”在本领域中是已知的，并且指代相位相差90度(即所谓的“正交”)的两个正弦信号。来自正交源的两个信号通常称为“I”信号和“Q”信号。
正交源202连接至乘法器204和206并且连接至低通滤波器(LPF)LPF_2和LPF_3，以在通道中心频率下提供参考信号。低通滤波器LPF_1和LPF_4建立通道的带通宽度。乘法器204和206将输入信号乘以正交源202的相应输出I和Q，并将结果分别输出到LPF_1和LPF_4。增益控制Gainj根据来自CPU或者用户控制的增益输入来衰减通道信号。
经衰减的信号被最后一组调制器210和216重新调制回到基带。在乘法器208中使LPF_4的输出与增益输入Gainj相乘。然后，在乘法器210中使乘法器208的输出与LPF_2的输出相乘。类似地，乘法器206的输出被输入到LPF_1，并且在乘法器212中使LPF_1的输出与增益信号Gainj相乘。
来自LPF_3的输出信号由反相器214反相90度，然后在乘法器216中使输出212与LPF_3的被反相的输出相乘。该操作补偿了离开调制器的混叠(alias)信号的压缩不足(通常，如本文中描述的正交源的输出需要滤波器来抑制由振荡器信号与输入信号相乘的动作产生的谐波)。然后，在加法器218中使所得到的乘法器210和216的再调制的输出相加在一起，以给出通道输出Out。
可以认为，电路200“分析”所输入的输入信号，对该信号进行滤波，然后将该信号“再合成”为输出信号，使得输出信号不同于输入信号，但是输出信号是以期望的和可预测的方式基于输入信号。
图3是根据本方法的一个实施方式的电路300的框图，电路300类似地对输入信号进行分析和再合成，并且可以类似地被用作图形均衡器中的通道(例如图1中的通道1至8)之一。电路300的一些元件与电路200的元件相同。同样存在输入信号Si和输出Outi以及乘法器304和306，乘法器304和306将输入信号乘以正交源302的相应输出I和Q，并且将结果分别输出到低通滤波器LPF_1和LPF_4。
然而，在电路300中，对电路200进行了被认为在现有技术中不存在的各种变化。低通滤波器LPF_2和LPF_3以及反相器214被第二正交源301替代。正交源301以与正交源302不同的幅度和/或相位提供其I信号和Q信号。这提供了由LPF_2和LPF_3在电路200中提供的幅度和相移。正交源301的频率可以与正交源302的频率不同，但是如下面将进一步讨论的那样，正交源301通常将与正交源302具有相同的频率。虽然现有技术确实显示了使用两个正交源，例如在这种两个正交源具有不同的频率而不是相同的频率的情况下在用于改变信号的频带的常规交织(Weaver)架构中。
因为正交源301的输出幅度可以被修改，因此这取代了乘法器208和212的功能，并且电路200的增益输入Gainj和这些部件不再是必要的。现在，乘法器310和316分别将低通滤波器LPF_1和LPF_4的输出乘以来自正交源301的I信号和Q信号。
此外，在电路300中，低通滤波器LPF_1和LPF_4被提供有“Q控制”输入，该“Q控制”输入允许相对于被称为Q因子的中心频率来修改滤波器的带宽。这允许在操作期间在这些滤波器中提供故意的过冲或衰减，而不是像现有技术那样将滤波器预先设置为特定的Q因子。
与电路200一样，电路300提供对低通滤波器输出进行相加，同时保持原始信号的相位信息。例如，考虑到正交源302生成1千赫兹(KHz)信号而输入信号Si为900赫兹(Hz)的信号的情况。然后，来自乘法器304和306的输出分别是处于1KHz和900Hz的和与差的信号，即这些信号是具有100Hz和1.9KHz分量的信号。
低通滤波器LPF_4和LPF_1移除1.9KHz分量，并且仅将相应信号的100Hz分量呈现给第二组乘法器310和316。这些100Hz分量乘以第二正交源301的输出，第二正交源301的输出也是处于1K Hz，因此，当相加时，在输出端重新创建900Hz的信号。因此，可以看出，在Si处进入系统的900Hz信号导致在Out处离开系统的900Hz的信号。因此，900Hz的信号在该正交解析器的频带内，并且LPF_4和LPF_1的滤波输出的相位差与第二正交振荡器的相位差相结合已经再现了该信号。
还可以进一步修改电路300以提供附加的功能。图4是电路400的框图，电路400允许以标量方式使输入信号的经滤波分量相加，以提供在一个实施方式中由(如上所述由低通滤波器LPF_4和LPF_1设置的)电路处理的频带中的信号的幅度的信号表示。
确定信号的幅度通常是有用的。本领域技术人员将理解，可能难以准确地做到这一点，特别是当信号由变化的频率组成时。由于任何给定分量都是正弦波，所以在多个点处幅度为零，这意味着信号幅度的测量精度可以取决于进行测量的具体时刻。
在电路400中，通过从电路300中移除第二正交源301来解决该问题，并且替代地在乘法器410和416中通过使每个分量分别与自身相乘来将由低通滤波器LPF_4和LPF_1提供的输入信号的两个分量求平方。然后，由加法器418使两个经平方的分量相加。如本领域中已知的那样，低通滤波器LPF_4和LPF_1的输出的平方之和是电路400的频带中的信号的幅度的平方。下面将进一步说明该原理和电路的使用。
图5是在一个实施方式中可以控制输出信号的幅度的电路500的框图。除了第二正交源501现在接受用于控制来自第二正交源501的I信号和Q信号的幅度的信号A以外，电路500与图3的电路300相同。通过改变第二正交源501的输出的幅度，对再合成信号Out的幅度进行控制。如在图3的电路300中，在乘法器510和516中然后将来自第二正交源501的信号乘以来自低通滤波器LPF_1和LPF_4的信号，然后在加法器518中相加以获得输出信号Out。
如果像通常情况那样，第二正交源501具有与第一正交源502相同的频率，则可以以稍微不同的方式获得与电路500类似的结果，如图6中电路600所示。电路600省略了第二正交源，并且替代地增加了乘法器619和620，以将来自正交源602的I信号和Q信号乘以增益A。然后在乘法器610和616中将这些信号乘以来自低通滤波器LPF_1和LPF_4的信号，然后以类似于电路500的方式在加法器618中相加。
如在现有技术中，一旦电路被选择用于单个通道，则可以并行放置各自在不同频带下工作的多个这样的电路以形成均衡器，如图1的均衡器100可以由图2的电路200的8个实例构成。
类似地，图5或图6所示的多个电路可以用于制造均衡器。图7是包括如图5所示的多个电路500的均衡器的框图。在这种情况下，电路700被示出为具有16个通道，每个通道同样各自在不同的频带下工作。使16个通道的所有输出相加以创建最终的单个输出Out。然而，每个通道具有用于低通滤波器的单独的Q控制以及用于第二正交源的单独的增益控制。当以这种方式构造时，电路700是16频带或16通道均衡器。
所描述的电路架构允许附加的功能。音频压缩与扩展电路(或者“压扩器”)操作为当信号较低时增加信号的幅度，并且当信号高时压缩信号。有时完成该操作以例如使音频信号的声音更大，以提供更多的低音响应或者防止在共振频率下或者由于高温而损坏扬声器。例如，可以扩展50Hz至300Hz区域中的信号，以在一段音乐中强调低音音符。特别地，通常进行压扩，以通过小型扬声器(例如在智能电话和其他移动装置中使用或与智能电话和其他移动装置一起使用的扬声器)来获得更令人“愉快”的声音。
在现有技术中，以类似于均衡的方式在单独的频带上执行压扩。例如，图8是根据现有技术的压扩电路800的框图。与如上所述的均衡器的单独通道一样，在压扩电路800中，不同的频带或通道各自由成对的带通滤波器f0和f1、f1和f2、f2和f3一直到fn和fm限定。在本示例中，一个频带的上限是下一个频带的下限，因此，例如，带通滤波器f1将第一频带的顶端限定为下一个频带的底端。然而，虽然图8示出了每两个相邻频带的共同频率，但这是各种元件的功能性图示；应当理解，不需要以任何特定的顺序来放置物理电路，因为这些物理电路的功能不会随其物理定向而改变。
每个频带包含压扩器(即，压缩/扩展部件)802，在该频带中的信号被馈送至压扩器802，并且压扩器802对在该频带中的信号进行压缩或扩展(即增大或减小)。所有的压扩器802的输出由加法器803求和，以提供压扩电路800的输出。
每个压扩器802由如在图9的压扩器900中示出的若干元件组成。第一元件901估计信号的幅度。然后，由滤波器902对信号幅度进行滤波，该滤波器902具有不同的“攻击”响应和“衰减”响应，即，分别对上升输入信号和下降输入信号的不同的响应；这些是本领域中公知的。
实际的压扩由具有对信号的非线性响应的压缩/扩展元件903来执行。通常，元件903具有大于1的特定标称增益，以使得压扩器的输出OUT大于输入Si。然而，该标称增益是通过由元件903从滤波器元件902接收的经滤波的幅度信号修改的。通常，对于经滤波的幅度小于预设值的信号，元件903的增益比其标称增益大，从而使到输出的增益增大，而对于经滤波的幅度大于预设值的信号，元件903的增益比其标称增益小，从而使到输出的增益减小。
图10示出了可以在现有技术中找到的非线性元件903的性能的一个示例的曲线图。在图10中，标称增益为10分贝(db)，并且如可从图10的曲线图的部分1001看出，该标称增益被应用于范围从约-23db到-10db的输入信号。因此，在该范围内的所有信号增强10db，并且声音将更响亮。
当输入信号变得更大，即，高于-10db(图10的曲线图的部分1002)时，增益减小；在输入信号为0db时，将不具有增益并且输出信号也将处于0db。在另一方面，对于小于-23db(图10的曲线图的部分1003)的信号，增益增大；例如，-32db处的信号将被放大约19db而不是标称10db。
可以修改图5的新型电路500，以便包括图4的电路400的幅度测量功能，以及图9的压扩器900的压扩功能。图11的电路1100示出了该修改。
在图11中，可以看出，电路1100包含图7的电路700的元件。第一正交源1102和第二正交源1101、低通滤波器LPF_4和低通滤波器LPF_1、乘法器1104、1106、1110和1116以及加法器1118都用作如上面关于电路700描述的相应部件。
电路1100增加了图4的电路400以及图9的压扩器900的功能。电路1100的乘法器1107和乘法器1105如图4的电路400中的乘法器410和乘法器416那样，将低通滤波器LPF_4和低通滤波器LPF_1的输出乘以本身以获得来自低通滤波器的信号的平方，并且电路1100的加法器1108如电路400的加法器418那样，使所述平方相加。因此，乘法器1107和乘法器1105以及加法器1108提供了为来自低通滤波器LPF_4和低通滤波器LPF_1的信号的平方的和的信号，所述平方的和如图9的电路900的元件901那样，指示所述输入信号的幅度(没有必要对平方的和求平方根来确定输入信号的幅度，尽管如果需要的话可以这么做)。
电路1100还包括：另一滤波器1109，其执行与图9中的电路900的滤波器元件902相同的功能；以及压扩器1110，其执行与电路900的压扩器903相同的功能。压扩器1110的输出被作为输入施加到第二正交源1101；如果压扩器1110的输出为高，则来自第二正交源1101的I和Q的幅度将为高；并且如果压扩器1110的输出为低，则来自第二正交源1101的I和Q的幅度将为低。因此，图9的电路900中的乘法器904的功能是通过使用压扩器1110来调整第二正交源1101的幅度执行的，并且不需要另一乘法器。此外，压扩器1110还可以控制来自第二正交源1101的I信号和Q信号的相位。相位控制可以用于例如防止来自任何给定频带的信号的相位以积极的方式与另一频带对准，而将如此大的幅度加至输出信号Out，从而引起扬声器过度偏移，同时仍保持所述输出音频信号的质量。
图12是电路1200的框图，电路1200是图11的电路1100的替选实施方式。如上所述，不需要对来自低通滤波器的输出的平方的和求平方根。然而，如果希望这样做，这通过在对平方进行求和之后且在滤波器1209之前在电路1200的压扩部添加平方根计算器元件1212来很容易完成。
因为压扩器现在位于每个频带的信号的再合成之前，所以电路1100和电路1200与现有技术不同。这允许压扩器访问作为正交信号的输入信号，即，输入信号表示作为矢量量(有时称为“相量”)，这相比于现有技术如上那样允许对输入信号的瞬时幅度进行改进的估计，而现有技术必须适应信号的过零点(并且因此对每个不同频带需要不同优化的幅度估计滤波器)。此外，现有技术的压扩器只提供对信号的幅度的调整，而上述实施方式还允许对相位(以及甚至频率)进行调整。
与现有技术的图1和图2的示例以及图7的电路700类似，图11的电路1100(或图12的电路1200)的多个实例可以被放置成并行的，其中每个单独的电路在不同的频带上操作，以构成新型多频带压扩器。通过如下那样添加另外的输入，也可以类似的方式构造均衡器。可以使用任意数量的频带。
图13是示出了可以根据一种实施方式做出调整的压扩器的非线性增益的曲线图。图13的曲线图与图10所示的现有技术的压扩器的增益的曲线图具有相同的一般形状。然而，在诸如电路1100或电路1200的电路下，可以对非线性增益的各种参数进行控制。
因此，如由图13的曲线图的部分1301所示，虽然压扩器的标称增益被再次示出为10db，这可以针对在响度的中心范围内的信号向上或向下调整，即，大于10db或小于10db。如曲线图的部分1302和部分1303所示，可以分别对压扩器提供的增益大于或小于标称增益处的输入信号响度的阈值进行调节，从而允许根据需要在响度的更大或更小范围内增强或抑制标称增益。最后，如曲线图的部分1304和部分1305所示，可以分别对增益曲线的增益增强部分的斜率和增益抑制部分的斜率进行改变，使得小于和大于相应响度阈值的输入信号分别根据需要接收更多或更少的增益增强或抑制。
以这种方式，可以针对每个单独的频带对压扩器的非线性增益部分进行完全的调整和控制。这允许改变输入信号，以在例如扬声器温度太热或扬声器移动太多时保护扬声器，因为这时输入信号在或接近扬声器的谐振频率。
相比于目前可用的方案，这提供了更多的控制和灵活性。例如，当前可供在智能电话中使用的典型压扩器被限制为三个频带：一个频带在扬声器的谐振频率附近，一个频带高于该谐振频率，以及一个频带小于该谐振频率。压扩通常仅在扬声器的谐振频率附近的频带中执行。在此描述的架构允许类似和更多的调整。在一些实施方式中，可以改变音频信号以适应环境，例如，增加在诸如机动车或飞机引擎的环境噪声附近的频带中的信号电平，以允许用户更好地听到音频信号。
图14示出了图11的电路1100的修改，其中可以做出该修改以允许图13的曲线图中示出的调整。非线性压缩/扩展元件1410现在接收控制信号N作为输入，该控制信号N对元件的非线性函数的各种参数进行调整。因为控制信号N提供了用于用户调整电路的标称增益以及增益与频率的曲线的平坦度二者以采用使用户“听起来最佳”的方式调整音频的装置，因此控制信号N允许使用电路1400作为均衡器的一个频带。
图15是包括多个如图14所示的电路的均衡器的框图。与现有技术图1和图2的示例以及图7的电路700相同，这是通过使用多个电路1400来实现的，所述多个电路1400中的每一个覆盖不同的频带，并且各自接收去往低通滤波器的独立信号Q和去往非线性压缩/扩展元件1410的控制信号N。
图16是根据一种实施方式的处理输入音频信号的方法1600的流程图。在步骤1602，使输入信号与第一正交源的I输出和Q输出相乘。这例如是由图14的乘法器1404和乘法器1406使用正交源1402的输出来完成的。
在步骤1604，通过诸如图14中的低通滤波器LPF_1和低通滤波器LPF_4的低通滤波器对与第一正交源的输出相乘后的输入信号进行滤波。
如果该方法仅用于在均衡器的一个信道中处理信号，则步骤1606至步骤1610不是必要的。然而，如果音频信号处理要包括压扩以及如果电路被设置成包括压扩，则步骤1606至步骤1610被包括。在步骤1606，生成表示输入信号的幅度的幅度信号。这可以例如通过以下步骤来完成：将来自低通滤波器LPF_1和低通滤波器LPF_4的经滤波信号自身与自身相乘而对其求平方，然后，通过如图14的加法器1408对所述两个信号求和。
接下来，在步骤1608，通过诸如图14中的滤波器1409的滤波器对幅度信号进行滤波，所述滤波器可以具有不同的攻击率和衰减率。在此之后，在步骤1610中，例如由图14中的非线性元件1410使用非线性增益函数对经滤波的幅度信号进行压扩，并且将结果作为输入提供给第二正交源1401。
在步骤1612中，使来自低通滤波器的经滤波的输入信号与第二正交源(例如图14中的正交源1401)的I输出和Q输出相乘。如上所述，如果包括压扩，则第二正交源接收来自电路的压扩部分的经压扩的幅度信号，这允许对由压扩器施加的增益和第二正交源的输出的相位二者进行调整。
最后，在步骤1614中，例如通过图14中的加法器1418对与第二正交源的输出相乘的结果进行求和，以获得输出信号。
上面参照若干实施方式说明了所公开的系统和方法。鉴于本公开，其他实施方式对于本领域技术人员而言将是明显的。所描述的方法和装置的某些方面可以容易使用与上述实施方式中描述的配置或步骤不同的配置或步骤或者结合不同于上述元件或除了上述元件之外的元件来实现。
例如，虽然所描述的电路和方法预期在诸如可用于智能电话或其他移动设备的小型扬声器驱动器中使用，鉴于本文的教导，对本领域技术人员将明显的是，所描述的电路和方法也可以与其中包括图形均衡器的均衡器或多频带压扩器期望被使用的任何音频系统一起使用。
在元件被示为连接情况下，所述元件可以在一些实施方式中通过另一个元件或部件彼此耦接。本领域的技术人员也将理解，如何根据智能电话或移动设备中的其他部件来确定所述部件的参数。
实施方式的这些和其他变型旨在由本公开涵盖，其仅由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种处理音频输入信号的方法，包括：
使所述输入信号与第一正交源的I输出和Q输出相乘；
使与所述第一正交源的I输出相乘后的输入信号通过第一低通滤波器，并且使与所述第一正交源的Q输出相乘后的输入信号通过第二低通滤波器；
使所述第一低通滤波器的输出与第二正交源的I输出相乘，并且使所述第二低通滤波器的输出与所述第二正交源的Q输出相乘，与所述第一正交源相比，所述第二正交源具有不同的相位和幅度，但具有相同的频率；以及
将与所述第二正交源的输出相乘后的低通滤波器的输出相加，以提供输出信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一低通滤波器和所述第二低通滤波器具有可调Q因子。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：压扩所述第一低通滤波器和所述第二低通滤波器的输出，并且将作为结果的压扩信号作为输入提供给所述第二正交源。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使来自所述第一低通滤波器和所述第二低通滤波器的输出与其自身相乘，以生成表示输入信号的幅度的幅度信号；
对所述幅度信号进行滤波；
使用非线性增益函数对经滤波的幅度信号进行压扩；以及
将经压扩的信号作为输入提供给所述第二正交源。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，对所述幅度信号进行滤波还包括：使用具有不同攻击率和衰减率的滤波器对所述幅度信号进行滤波。
6.一种用于处理音频输入信号的装置，包括：
第一正交源，其产生I输出和Q输出；
第一乘法器和第二乘法器，分别用于使所述输入信号与所述第一正交源的I输出和Q输出相乘；
第一低通滤波器和第二低通滤波器，分别用于对与所述正交源的I输出相乘后的输入信号和与所述正交源的Q输出相乘后的输入信号进行滤波；
第二正交源，其产生I输出和Q输出；
第三乘法器和第四乘法器，用于使所述第一低通滤波器的输出与所述第二正交源的I输出相乘，并且使所述第二低通滤波器的输出与所述第二正交源的Q输出相乘，与所述第一正交源相比，所述第二正交源具有不同的相位和幅度，但具有相同的频率；以及
加法器，用于将与所述第二正交源的输出相乘后的低通滤波器的输出相加，以提供输出信号。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述第一低通滤波器和所述第二低通滤波器被配置成使得其Q因子能够调节。
8.根据权利要求6所述的装置，还包括电路，所述电路用于对所述第一低通滤波器和所述第二低通滤波器的输出进行压扩，并且将作为结果的压扩信号作为输入提供给所述第二正交源。
9.根据权利要求8所述的装置，还包括：
第五乘法器和第六乘法器，用于使来自所述第一低通滤波器和所述第二低通滤波器的输出与其自身相乘，以提供表示输入信号的幅度的幅度信号；
第三滤波器，用于对所述幅度信号进行滤波；以及
压扩器，用于使用非线性增益函数对经滤波的幅度信号进行压扩。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，用于对所述幅度信号进行滤波的滤波器具有不同攻击率和衰减率。
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