CN109150125B - 执行增益控制和增益压缩的电子电路及电子装置 - Google Patents

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Abstract

一种电子电路，包括峰检测器、增益控制器和压缩器。峰检测器检测数字输入的峰电平。增益控制器输出关于将峰电平增大至目标电平的数字增益。压缩器基于检测到的峰电平为增益控制器提供将作为数字增益输出的压缩的增益。在峰电平大于阈值电平的压缩区间中，输出的数字增益随着峰电平减小而增大。压缩器产生压缩的增益，使得压缩区间中的输出数字增益的增量与峰电平的减量的比率小于参考比率。

Description

执行增益控制和增益压缩的电子电路及电子装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年6月19日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0077429的优先权，该申请的全部内容以引用方式并入本文中。
技术领域
示例实施例涉及电子电路和/或电子装置。例如，至少一些示例实施例涉及用于在电子电路和/或电子装置中进行信号处理的构造和操作。
背景技术
近年来，各种电子装置被使用。电子装置根据包括在其中的电子电路的操作来执行其自己的功能。例如，诸如台式计算机、智能电话、平板计算机等的各种电子装置被用户广泛使用，并且每种电子装置均为用户提供服务。
一些电子装置用于播放音频。用户可以通过电子装置播放包括诸如音乐、语音消息、视频等的声音信息的多媒体内容。同时，最近使用的电子装置大多可基于数字声源的数据播放音频。
然而，信息可基于数字域中的离散量来表示，因此在音频播放中会丢失信息。另外，在模拟域中存在各种噪声，因此噪声会包括在被播放的音频中。因此，由于来自诸如模拟域的驱动器之类的电路的噪声，最终输出的音频质量相对于原数字声源会降低。
除了音频播放之外，电子装置还可基于数字格式的数据向用户提供各种模拟信息。因此，很难避免关于电子装置的服务的诸如信息丢失和噪声之类的意外影响。
发明内容
示例实施例提供用于在电子电路和/或电子装置中执行增益控制和增益压缩以提高模拟输出的特性的构造和操作。
在一些示例实施例中，提供一种电子电路,包括：峰检测器，其被构造为检测数字输入的峰电平，数字输入在数字域中；增益控制器，其被构造为，基于压缩的增益设置数字增益，使得数字增益将峰电平增大至目标电平，目标电平大于峰电平并且小于或等于数字域中可允许的最大电平，并且在峰电平大于阈值电平的压缩区间中，随着峰电平减小而增大数字增益；以及压缩器，其被构造为基于峰电平设置压缩的增益，使得在压缩区间中，数字增益的增量与峰电平的减量的比率小于参考比率。
在一些示例实施例中，提供一种电子电路,包括：峰检测器，其被构造为检测数字输入的峰电平，数字输入在数字域中；增益控制器，其被构造为，基于压缩的增益设置数字增益，使得数字增益将峰电平增大至目标电平，目标电平大于峰电平并且小于或等于数字域中可允许的最大电平，并且随着峰电平减小而增大数字增益；以及压缩器，其被构造为基于峰电平设置压缩的增益，使得第一区间中的第一比率小于第二区间中的第二比率，其中第一区间是峰电平大于阈值电平的区间，第二区间是峰电平小于阈值电平的区间，并且第一比率是第一区间中的数字增益的增量与峰电平的减量的比率，第二比率是第二区间中的数字增益的增量与峰电平的减量的比率。
在一些示例实施例中，提供一种电子装置,包括：存储器，其被构造为存储与数字输入关联的数据，数字输入在数字域中；以及输出增益控制器电路，其被构造为设置数字增益，使得电子装置基于数字增益将数字输入的峰电平增大至目标电平，目标电平大于峰电平并且小于或等于数字域中可允许的最大电平，其中在峰电平大于阈值电平的压缩区间中，输出增益控制器电路被构造为随着峰电平减小而增大数字增益，使得压缩区间中的数字增益的增量与峰电平的减量的比率小于参考比率。
在一些示例实施例中，提供一种电子电路,包括：峰检测器，其被构造为检测数字输入的峰电平；以及增益控制器，其被构造为设置数字增益，使得数字增益将峰电平增大至目标电平，目标电平大于峰电平，增益控制器被构造为通过以下步骤设置数字增益：在峰电平大于阈值电平的第一区间中，随着峰电平减小而增大数字增益，使得第一区间中的数字增益的增量与峰电平的减量的比率小于参考比率,以及在峰电平小于阈值电平的第二区间中，将数字增益保持在参考增益。
在一些示例实施例中，提供一种电子电路,包括：增益控制器，其被构造为基于压缩的增益设置数字增益，以将数字输入的峰电平增大至目标电平，使得在第一区间和第二区间二者中，数字增益随着峰电平减小而增大，数字输入在数字域中，目标电平大于峰电平并且小于或等于数字域中可允许的最大电平，第一区间是峰电平大于第一阈值电平的数字输入的区间，第二区间是峰电平小于第一阈值电平且大于第二阈值电平的数字输入的区间；以及压缩器，其被构造为设置压缩的增益，使得第一区间中的数字增益的增量与峰电平的减量的第一比率小于参考比率，以及第二区间中的数字增益的增量与峰电平的减量的第二比率小于参考比率，第一比率与第二比率不同。
根据一些示例实施例，噪声可被减弱，因此可关于模拟输出提高信噪比(SNR)特性。另外，可减小电子电路和电子装置的功耗。在一些示例实施例中，可基于数字声源的数据关于被播放的音频提高动态范围特性，并且可提高音频的质量。因此，可增加用户满意度。
附图说明
根据以下参照附图的描述，以上及其它目的和特征将变得清楚，其中除非另有说明，否则相同的标号在不同的附图中始终指代相同的部件，附图中：
图1是示出可根据示例实施例构造和操作的电子装置的示例实施的概念图；
图2是示出包括可根据示例实施例构造和操作的电子电路的图1的电子装置的示例构造的框图；
图3是示出图2的音频信号处理器的示例构造的框图；
图4是示出关于图3的音频信号处理器的数字输入的峰电平与数字输出的目标电平之间的示例关系的曲线图；
图5是用于描述由图3的输出增益控制器电路执行的示例增益控制的概念图；
图6A至图6C是用于更完全地描述图5的示例增益控制的图表和曲线图；
图7是用于描述通过图5的示例增益控制在数字输出中发生的信息丢失的概念图；
图8是示出根据一些示例实施例的图3的输出增益控制器电路的示例构造的框图；
图9A至图10C是用于描述由图8的输出增益控制器电路执行的示例增益控制和增益压缩的图表和曲线图；
图11是示出根据一些示例实施例的图3的输出增益控制器电路的示例构造的框图；
图12是用于描述由图11的输出增益控制器电路执行的示例增益控制的概念图；
图13A至图13C是用于更完全地描述图11和图12的示例增益控制的图表和曲线图；
图14是示出根据一些示例实施例的图3的输出增益控制器电路的示例构造的框图；
图15A至图15C是用于描述由图14的输出增益控制器电路执行的示例增益控制和增益压缩的图表和曲线图；
图16是示出根据一些示例实施例的图3的输出增益控制器电路的示例构造的框图；
图17A至图17C是用于描述由图16的输出增益控制器电路执行的示例增益控制和增益压缩的图表和曲线图；以及
图18是示出根据一些示例实施例的图3的输出增益控制器电路的示例构造的框图。
具体实施方式
下面，将参照附图详细和清楚地描述一些示例实施例，使得本领域技术人员可容易地实施示例实施例。
I、整体系统构造
图1是示出可根据示例实施例构造和操作的电子装置1000的示例实施的概念图。
参照图1，电子装置1000可通过诸如智能电话、平板计算机、笔记本计算机等的电子装置来实现。然而，示例实施例不限于此。与图1所示的不同，电子装置1000可通过诸如可佩戴装置、台式计算机、视频游戏机、工作站、服务器、电动车等的其它类型的电子装置之一来实现。
电子装置1000可根据包括在电子装置1000中的电子电路的操作向用户提供各种服务。例如，电子装置1000可为用户播放音频。用户可通过电子装置1000播放包括诸如音乐、语音消息、视频等的声音信息的多媒体内容。
例如，电子装置1000可包括输出为用户播放的音频的扬声器1330。例如，电子装置1000可包括可与输出为用户播放的音频的头戴式耳机或入耳式耳机连接的音频端子1340。例如，电子装置1000可包括用于将播放的音频无线地输出至扬声器和/或头戴式耳机的通信电路。因此，用户可收听通过电子装置1000播放的音频。
然而，音频播放是为了有利于更好的理解提供的示例，而不旨在限制示例实施例。除了音频播放之外，电子装置1000还可提供各种其它功能。
图2是示出包括根据示例实施例构造和操作的电子电路的图1的电子装置1000的示例构造的框图。
参照图2，电子装置1000可包括各种电子电路。例如，电子装置1000的电子电路可包括图像处理块1100、通信块1200、音频处理块1300、缓冲存储器1400、非易失性存储器1500、用户接口1600、主处理器1800和电源管理器1900。
图像处理块1100可通过透镜1110接收光。包括在图像处理块1100中的图像传感器1120和图像信号处理器1130可基于接收到的光产生与外部对象关联的图像信息。
通信块1200可通过天线1210与外部装置/系统交换信号。通信块1200的收发器1220和调制器/解调器(MODEM)1230可根据诸如长期演进(LTE)、全球互通微波接入(WIMAX)、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、蓝牙、近场通信(NFC)、无线保真(Wi-Fi)、射频识别(RFID)等的无线通信协议处理与外部装置/系统交换的信号。
音频处理块1300可利用音频信号处理器1310处理声音信息，因此可播放和输出音频。音频处理块1300可通过麦克风1320接收音频输入。音频处理块1300可通过扬声器1330输出播放的音频。头戴式耳机1301可与音频处理块1300的音频端子1340连接，并且音频处理块1300可通过头戴式耳机1301输出播放的音频。
在一些情况下，头戴式耳机1302可(例如，根据诸如蓝牙或NFC的无线通信协议)与通信块1200无线地连接。可将音频处理块1300播放的音频的信号通过通信块1200无线地输出至头戴式耳机1302。这样，音频处理块1300可直接或通过主处理器1800与通信块1200通信。
缓冲存储器1400可存储将用于电子装置1000的操作的数据。例如，缓冲存储器1400可暂时存储由或将由主处理器1800处理的数据。例如，缓冲存储器1400可包括诸如静态随机存取存储器(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)等的易失性存储器和/或诸如闪速存储器、相变RAM(PRAM)、磁阻RAM(MRAM)、电阻RAM(ReRAM)、铁电RAM(FRAM)等的非易失性存储器。
非易失性存储器1500不管是否供电都可存储数据。例如，非易失性存储器1500可包括诸如闪速存储器、PRAM、MRAM、ReRAM、FRAM等的各种非易失性存储器中的至少一种。例如，非易失性存储器1500可包括诸如硬盘驱动(HDD)、固态驱动(SSD)、安全数字(SD)卡等的可拆卸的存储器装置和/或诸如嵌入式多媒体卡(eMMC)等的嵌入式存储器。
用户接口1600可仲裁用户与电子装置1000之间的通信。例如，用户接口1600可包括诸如键盘、鼠标、键区、按钮、触摸面板、触摸屏、触摸板、触摸球、回转仪传感器、振动传感器、加速传感器等的输入接口。例如，用户接口1600可包括诸如液晶显示(LCD)装置、发光二极管(LED)显示装置、有机LED(OLED)显示装置、有源矩阵OLED(AMOLED)显示装置、电机等的输出接口。
主处理器1800可控制电子装置1000的整体操作。主处理器1800可控制/管理电子装置1000的组件的操作。主处理器1800可处理各种操作，以操作电子装置1000。例如，主处理器1800可通过通用处理器、专用处理器或应用处理器来实现。
电源管理器1900可为电子装置1000的组件供电。例如，电源管理器1900可适当地转换从电池和/或外部电源接收到的电力，并且可将转换后的电力传输至电子装置1000的组件。
然而，提供图2所示的示例组件是为了有利于更好地理解，而不旨在限制示例实施例。电子装置1000可不包括图2所示的组件中的一个或多个，或者还可包括图2中未示出的至少一个组件。
同时，缓冲存储器1400和/或非易失性存储器1500可存储数字格式的数据。电子装置1000可基于存储在缓冲存储器1400和/或非易失性存储器1500中的数字数据提供服务。例如，非易失性存储器1500可存储用户提供的数字声源的数据。例如，缓冲存储器1400可存储流过通信块1200的数字声源的数据。电子装置1000可基于数字声源的数据通过音频处理块1300播放音频。
然而，由于基于离散量表达信息的数字域的特性，关于基于数字声源的数据播放的音频，会发生信息丢失。另外，由于提供将播放的音频输出至用户的路径的模拟域的特性，因此音频中会包括各种噪声(例如，由于供电导致的白噪声、由于处理或元件特性导致的热噪声等)。
除了音频播放以外，电子装置1000可基于数字数据将多种模拟信息提供至用户。因此，关于电子装置1000的操作，会导致诸如信息丢失和噪声的意外结果。例如，由于诸如模拟域的驱动器的电路的噪声，最终模拟输出的音频质量相对于原数字声源会降低。示例实施例可提供用于减小或解决意外结果的电子电路的构造和操作。
在下面的描述中，将提供与能够根据一些示例实施例构造和操作的音频信号处理器1310关联的示例。然而，提供以下示例是为了有利于更好地理解，而不是为了限制示例实施例。容易理解的是，示例实施例应用于除音频信号处理器1310以外的任何电子电路和任何电子装置。
II、增益控制的概述
图3是示出图2的音频信号处理器1310的示例构造的框图。
参照图3，在一些示例实施例中，音频信号处理器1310可包括输出增益控制器电路100、数字混合器电路200、数模转换器电路400、模拟混合器电路500和延迟电路600。然而，示例实施例不限于图3所示的情况。音频信号处理器1310可不包括图3所示的组件中的一个或多个，或者还可包括图3中未示出的至少一个组件。
在一些示例实施例中，音频信号处理器1310可包括离散处理电路，在其它示例实施例中，音频信号处理1310可在主处理器1800中实施。
音频信号处理器1310(或可替换地，实现为音频信号处理器1310的主处理器1800)可为算术逻辑单元、数字信号处理器、微计算机、现场可编程阵列、可编程逻辑单元、微处理器或能够按照限定的方式响应和执行指令的任何其它装置。
音频信号处理器1310(或可替换地，实现为音频信号处理器1310的主处理器1800)可从存储器(例如，缓冲存储器1400和/或非易失性存储器1500)读取计算机可读代码。当计算机可读代码由音频信号处理器1310(或可替换地，实现为音频信号处理器1310的主处理器1800)执行时，可将音频信号处理器1310(或可替换地，实现为音频信号处理器1310的主处理器1800)构造为用于执行输出增益控制器电路100、数字混合电路200、数模转换器电路400、模拟混合器电路500和延迟电路600的操作的专用计算机。
例如，当计算机可读代码由音频信号处理器1310(或可替换地，实现为音频信号处理器1310的主处理器1800)执行时，可构造音频信号处理器1310(或可替换地，实现为音频信号处理器1310的主处理器1800)，以基于数字信号的峰电平设置压缩的增益，使得在峰电平大于阈值电平的压缩区间中，数字增益的增量与峰电平的减量之比小于参考比率，基于压缩的增益设置数字增益，使得数字增益随着峰电平减小而增大，并且基于数字增益将数字信号的峰电平增大至目标电平，目标电平大于峰电平且小于或等于数字域中可允许的最大电平。
可将数字输入10提供至音频信号处理器1310。例如，数字输入10可包括数字声源的数据。例如，缓冲存储器1400和/或非易失性存储器1500可存储与数字输入10关联的数据。
音频信号处理器1310可接收包括在数字输入10中的数字输入DI。数字输入DI可包括与数字输入10关联的数据的一些或所有部分。例如，数字输入DI可包括与音频的波形、音频的信号特性(例如，信号电平、采样频率和比特率)等关联的数据。
输出增益控制器电路100可接收数字输入DI。输出增益控制器电路100可检测数字输入DI的信号电平。例如，可在各个和每个采样周期中检测信号电平。例如，输出增益控制器电路100可检测数字输入DI的峰电平。峰电平可对应于检测到的信号电平的改变从增大变为减小的时间点的检测到的信号电平。
输出增益控制器电路100可基于峰电平输出数字增益DG。数字增益DG可与将峰电平增大至目标电平关联。目标电平可大于峰电平，但是等于或小于数字域中可允许的最大电平。因此，在输出增益控制器电路100的控制下，即使峰电平增大至目标电平，峰电平也不超过可允许的最大电平。
数字增益DG可对应于将峰电平增大至目标电平参考的值。数字增益DG可对应于峰电平与目标电平之间的电平差。可将数字增益DG提供至数字混合器电路200。
延迟电路300可接收数字输入DI。延迟电路300可通过输出增益控制器电路100的传输延迟来延迟数字输入DI的传输。延迟电路300可将延迟的数字输入DI提供至数字混合器电路200。
因此，数字混合器电路200可接收与数字增益DG同步的延迟的数字输入DI。然而，当数字混合器电路200自己具有缓冲能力时，音频信号处理器1310可不包括延迟电路300。数字混合器电路200可将从(延迟的)数字输入DI检测到的峰电平增大数字增益DG。因此，峰电平可增大至目标电平。
数字混合器电路200可产生数字输出DO。基于数字增益DG，可产生具有目标电平的数字输出DO。可将数字输出DO提供至数模转换器电路400。数模转换器电路400可将数字输出DO转换为模拟输出AO1。例如，数模转换器电路400可包括数字滤波器。可将模拟输出AO1提供至模拟混合器电路500。
同时，输出增益控制器电路100还可输出模拟增益AG。模拟增益AG可与减小模拟输出AO1的信号电平关联。
延迟电路600可接收模拟增益AG。延迟电路600可通过数模转换器电路400的传输延迟来延迟模拟增益AG的传输。延迟电路600可将延迟的模拟增益dAG提供至模拟混合器电路500。
因此，模拟混合器电路500可接收与延迟的模拟增益dAG同步的模拟输出AO1。模拟混合器电路500可将模拟输出AO1的信号电平减小延迟的模拟增益dAG。因此，模拟混合器电路500可产生最终模拟输出AO2。例如，可将最终模拟输出AO2发送至头戴式耳机1301(在一些情况下，发送至扬声器1330和/或头戴式耳机1302)，因此，用户可收听基于最终模拟输出AO2播放的音频。
例如，模拟增益AG的幅值可近似于(或者可替换地，等于)数字增益DG的幅值，并且模拟增益AG的正负可与数字增益DG的正负相反。在该示例中，模拟输出AO1的信号电平可基于模拟增益AG减小至模拟输出AO2的信号电平，其减小的量相当于数字输入DI的峰电平基于数字增益DG增大至数字输出DO的目标电平的增大的量。
也就是说，模拟增益AG可补偿基于数字增益DG执行的电平提升。因此，在输出增益控制器电路100的控制下，在音频信号处理器1310的全路径上，净增益可保持为零(0)。
因此，即使数字输入DI的峰电平基于数字增益DG增大，用户也可基于具有最初在数字输入10中期望的信号电平的最终模拟输出AO2收听音频。将参照图5至图6C进一步描述这种增益控制。
图4是示出关于图3的音频信号处理器1310的数字输入DI的峰电平与数字输出DO的目标电平之间的示例关系的曲线图。
参照图4，下面，为了有利于更好地理解，将关于数字输入DI或数字输出DO的信号电平使用“dBFS(满刻度分贝)”为单位。例如，关于dBFS单位，可选择0dBFS作为数字域中可允许的最大电平，并且可基于数字域的分辨率确定最小电平。下面，将假设最小电平为-100dBFS。
同时，为了有利于更好地理解，将关于模拟输出AO1或AO2的信号电平使用“dBV(伏特分贝)”为单位。例如，关于dBV单位，可选择0dBV作为对应于1V的信号电平。dBV单位的单位幅值可与dBFS单位的单位幅值相同。
然而，提供dBFS单位、dBV单位、以上示例和以上假设是为了有利于更好地理解，而不旨在限制示例实施例。在音频信号处理器1310中处理的信号电平的单位可进行各种改变，并且单位幅值、参考电平、最大电平和最小电平可根据电路设计进行各种修改或改变。
与图3所示的不同，当音频信号处理器1310不包括输出增益控制器电路100，并且不产生数字增益DG和模拟增益AG时，如图4所示，数字输入DI的峰电平可等于数字输出DO的目标电平(即，可理解为数字增益DG为0)。例如，当数字输入DI的峰电平为-60dBFS时，数字输出DO的目标电平也可为-60dBFS。另一方面，当音频信号处理器1310如图3所示包括输出增益控制器电路100时，可执行将参照图5至图6C描述的示例增益控制。
图5是用于描述由图3的输出增益控制器电路100执行的示例增益控制的概念图。
参照图5的左曲线图，数字输入DI可具有在数字域中可允许的最大电平与最小电平之间的信号电平。如上面的假设，最大电平可为0dBFS，最小电平可为-100dBFS。最大电平与最小电平之间的全范围可根据数字域的分辨率改变。
例如，数字输入DI在特定时间点可具有峰电平P1。输出增益控制器电路100可输出将峰电平P1增大至目标电平P1a所参照的数字增益DG。因此，参照图5的中间曲线图，数字输出DO在特定时间点可具有目标电平P1a。另外，模拟输出AO1可从数字输出DO转换而来，并且在特定时间点可具有对应于目标电平P1a的信号电平。
输出增益控制器电路100可输出减小基于数字增益DG增大的信号电平所参照的模拟增益AG。模拟增益AG可与将信号电平P1a减小至信号电平P1b关联。信号电平P1b可对应于信号电平P1。
因此，参照图5的右曲线图，最终模拟输出AO2在特定时间点可具有信号电平P1b。从而，信号电平P1a可减小至信号电平P1b，其减小的量相当于峰电平P1增大至目标电平P1a的增大的量，并且在音频信号处理器1310的全路径上可将净增益保持为零。
可基于离散量化的数据表达数字输入DI和数字输出DO。离散量化的数据可不包括噪声。
另一方面，模拟输出AO1和最终模拟输出AO2中的每一个可包括噪声。例如，噪声可包括由于从电源管理器1900供电导致的白噪声、包括在音频信号处理器1310中的组件的特性和制造组件的处理的特性导致的热噪声等。当最终模拟输出AO2包括噪声时，提供至用户的服务质量降低。
然而，基于数字域中的数字增益DG提升信号电平可不增大噪声，并且基于模拟域中的模拟增益AG恢复信号电平可减弱噪声。因此，根据示例实施例，增益控制可在音频信号处理器1310的全路径上减小包括在最终模拟输出AO2中的噪声的量或强度。
因此，可关于最终模拟输出AO2提高信噪比(SNR)特性，并且由于噪声导致的功耗可减小。另外，将在下面描述的一组操作，包括基于数字增益DG提升信号电平，可改进动态范围特性，并且可提高播放的音频的质量。
例如，可选择目标电平P1a，以具有数字域中可允许的最大电平(例如，0dBFS)。然而，目标电平P1a不超过最大电平。将峰电平P1增大至最大电平可最大地扩大动态范围，因此可最大化特性和质量的提高。
参照图5描述了一个峰电平P1，但是输出增益控制器电路100可在各个和每个采样周期检测数字输入DI的信号电平。因此，输出增益控制器电路100可随时间检测到几个峰电平，并且可关于峰电平中的每一个基于数字增益DG和模拟增益AG实时地提供动态增益控制。数字增益DG和模拟增益AG可基于检测到的峰电平而变化。
采样周期可与数字输入DI的周期相同或不同。采样周期可与增益控制的性能和效率关联，并且可根据设计师的意图以各种方式实施。采样周期可为固定的，或者可动态地变化。
为了有利于更好地理解，图5示出了数字输入DI和数字输出DO中的每一个具有连续波的波形。然而，在一些情况下，数字输入DI和数字输出DO可基于量化的数据具有不连续的波形。示例实施例不限于图5所示的。
图6A至图6C是用于更完全地描述图5的示例增益控制的图表和曲线图。
参照图6A，图6A的图表示出了数字输入DI的峰电平、数字增益DG和数字输出DO的目标电平之间的示例关系。此外，图6A的图表额外示出了关于模拟增益AG和最终模拟输出AO2的信号电平的示例关系。
如参照图5的描述，可执行示例增益控制，以将数字输入DI的峰电平增大至数字域中可允许的最大电平。例如，参照图6A，例如，当数字输入DI的峰电平是-30dBFS时，数字增益DG可为+30dBFS。因此，数字输出DO的目标电平可变为最大电平(例如，0dBFS)。
在该示例中，模拟增益AG可为-30dBV，以补偿基于数字增益DG提供的电平提升。因此，最终模拟输出AO2的信号电平可为-30dBV。可以理解，最终模拟输出AO2可具有数字输入DI中最初期望的信号电平。
图6B的曲线图示出了图6A的图表中的数字输入DI的峰电平与数字增益DG之间的关系。当想将数字输入DI的峰电平增大至最大电平时，数字增益DG可随着数字输入DI的峰电平减小而增大。例如，数字增益DG增大的量可相当于数字输入DI的峰电平减小的量。
在图6B的示例中，当数字输入DI的峰电平的单位幅值等于数字增益DG的单位幅值时，数字增益DG的增量与数字输入DI的峰电平的减量的比率可为1:1。然而，当数字输入DI的峰电平的单位幅值与数字增益DG的单位幅值不同时，该比率的值不同于1:1。为了有利于更好的理解，下面，在数字增益DG增大的量相当于数字输入DI的峰电平减小的量的情况下，可将数字增益DG的增量与数字输入DI的峰电平的减量的比率称作“参考比率”。
图6C的曲线图示出了图6A的图表中的数字输入DI的峰电平与数字输出DO的目标电平之间的关系。例如，可选择数字输出DO的目标电平，以具有数字域中可允许的最大电平(例如，0dBFS)。
图7是用于描述通过图5的示例增益控制在数字输出中发生的信息丢失的概念图。
参照图5至图7，如参照图5至图6C的描述，在一些情况下，可选择数字输出DO的目标电平以具有数字域中可允许的最大电平。参照图7的左曲线图，输出增益控制器电路100可输出数字增益DG，使得峰电平P1增大至目标电平P1a。
然而，在一些情况下，输出增益控制器电路100的采样周期可比数字输入DI的周期更长，或者数字输入DI的信号电平可突然或快速变化。在这些情况下，输出增益控制器电路100可能不能适当地响应于数字输入DI的峰电平的改变。在一些情况下，数字混合器电路200可能不能适当地处理数字输入DI的峰电平的改变。
例如，在检测到峰电平P1的采样周期之后，数字输入DI可具有峰电平P2。当输出增益控制器电路100不能适当地响应于峰电平P2时，数字增益DG可不改变为对应于峰电平P2，而是可保持为对应于峰电平P1。在这种情况下，峰电平P2可基于数字增益DG增大至信号电平P2a。例如，信号电平P2a可超过数字域中可允许的最大电平。
参照图7的右曲线图，当信号电平P2a超过数字域中可允许的最大电平时，对应于信号电平P2a与最大电平之间的余量的信息会丢失。数字输出DO的波形被削峰，并且基于被削峰的数字输出DO产生的最终模拟输出AO2会导致失真的音频播放。
III、伴随着增益压缩的增益控制
图8是示出根据一些示例实施例的图3的输出增益控制器电路100的示例构造的框图。
参照图3和图8，在一些示例实施例中，图3的输出增益控制器电路100可包括图8的输出增益控制器电路100a。例如，输出增益控制器电路100a可包括峰检测器110、增益控制器130和压缩器150。
峰检测器110可接收数字输入DI。峰检测器110可检测数字输入DI的峰电平PL。例如，在各个和每个采样周期中，峰检测器110可检测数字输入DI的信号电平。例如，峰检测器110可检测检测到的信号电平的改变从增大变为减小的时间点的检测到的信号电平作为峰电平PL。例如，峰检测器110可跟踪检测到的信号电平的绝对值，以检测正峰电平和负峰电平二者。
增益控制器130可控制产生数字增益DG和模拟增益AG。增益控制器130可输出数字增益DG和模拟增益AG。已参照图3至图6C描述了数字增益DG和模拟增益AG。
在一些情况下，可基于由峰检测器110检测到的峰电平PL产生数字增益DG。例如，可产生数字增益DG以将峰电平PL增大至数字域中可允许的最大电平。然而，如参照图7的描述，在一些情况下，数字增益DG可导致超过最大电平的目标电平。
因此，压缩器150可基于峰电平PL产生压缩的增益CG。可以理解为压缩器150通过压缩数字增益DG的增大速率产生压缩的增益CG。压缩器150可将压缩的增益CG提供至增益控制器130。在一些情况下，增益控制器130可输出压缩的增益CG作为数字增益DG。
例如，压缩器150可基于阈值电平和压缩比率的参数操作。例如，压缩器150可根据压缩比率压缩超过阈值电平的输入电平，因此可输出与压缩之前相比更缓慢地增大的压缩的电平。
同时，在示例实施例中，可采用压缩器150来压缩数字增益DG的增大速率，不压缩信号电平的增大速率。将参照图9A至图10C描述压缩器150提供的示例增益压缩。
图8示出压缩器150与增益控制器130分离。然而，在一些示例实施例中，增益控制器130可包括压缩器150，或者增益控制器130可执行压缩器150的功能。
图9A至图9C是用于描述由图8的输出增益控制器电路100a执行的示例增益控制和增益压缩的图表和曲线图。
参照图9A和图9C，图9A和图9C示出了压缩器150的阈值电平为-40dBFS并且压缩器150的压缩比率为2:1的示例。在该示例中，压缩器150可根据压缩比率2:1压缩超过-40dBFS的输入电平。然而，提供该示例是为了有利于更好的理解，而不旨在限制示例实施例。阈值电平和压缩比率可根据压缩器150和输出增益控制器电路100a的实施进行各种改变或修改。
图9A的图表示出了数字输入DI的峰电平、数字增益DG和数字输出DO的目标电平之间的示例关系。此外，图9A的图表额外示出了关于模拟增益AG和最终模拟输出AO2的信号电平的示例关系。然而，关于模拟增益AG和最终模拟输出AO2的信号电平的示例关系可与参照图6A描述的基本相同或相似，因此下面将省略重复描述。
图9B的曲线图示出了图9A的图表中的数字输入DI的峰电平与数字增益DG之间的关系。图9C的曲线图示出了图9A的图表中的数字输入DI的峰电平与数字输出DO的目标电平之间的关系。
压缩器150可接收数字输入DI的峰电平作为输入电平。参照图9B，数字输入DI的峰电平大于-40dBFS的区间可为输入电平被压缩器150压缩的压缩区间。另一方面，数字输入DI的峰电平小于-40dBFS的区间可为压缩器150不操作的非压缩区间。
关于峰电平超过-40dBFS的数字输入DI，压缩器150可输出根据压缩比率2:1压缩的数字增益DG，即，可输出压缩的增益CG。在压缩区间中，压缩器150可产生压缩的增益CG，使得数字增益DG增大的量小于数字输入DI的峰电平减小的量。
例如，参照图9A和图9B，在压缩区间中，数字增益DG的增量与数字输入DI的峰电平的减量的比率可为2:1(即，在数字输入DI的峰电平减小两个单位幅值的同时，数字增益DG增大一个单位幅值)。例如，可选择该比率使得在压缩区间中数字输出DO的目标电平随着数字输入DI的峰电平增大而增大(参照图9C)。在压缩区间中，增益控制器130可输出压缩器150提供的压缩的增益CG作为数字增益DG。
另一方面，关于峰电平小于-40dBFS的数字输入DI，压缩器150可不压缩数字增益DG。在非压缩区间中，增益控制器130可控制产生数字增益DG而不进行增益压缩，使得数字增益DG增大的量相当于数字输入DI的峰电平减小的量。
例如，参照图9A和图9B，在非压缩区间中，数字增益DG的增量与数字输入DI的峰电平的减量的比率可与参考比率相同，例如，为1:1(即，在数字输入DI的峰电平减小一个单位幅值的同时，数字增益DG增大一个单位幅值)。例如，可选择该比率使得数字输出DO的目标电平在非压缩区间中保持不变(参照图9C)。在非压缩区间中，增益控制器130可输出不带压缩的增益CG的数字增益DG。
与图6B相比，可以理解，在图9B的压缩区间中，数字增益DG的增大速率被压缩。例如，压缩器150可产生压缩的增益CG，使得在压缩区间中数字增益DG的增量与数字输入DI的峰电平的减量的比率小于参考比率(例如，1:1)。例如，压缩器150可产生压缩的增益CG，使得压缩区间中的数字增益DG的增量与数字输入DI的峰电平的减量的比率小于非压缩区间中的数字增益DG的增量与数字输入DI的峰电平的减量的比率。
参照图9B，在压缩区间和非压缩区间中，数字增益DG可随着数字输入DI的峰电平减小而增大。因此，参照图9A和图9C，在压缩区间和非压缩区间中，数字输入DI的峰电平可基于数字增益DG增大至数字输出DO的目标电平。例如，在压缩区间中，数字输出DO的目标电平可随着数字输入DI的峰电平增大而增大。例如，在非压缩区间中，数字输出DO的目标电平可保持不变。
与图6B相比，图9B的示例中的数字增益DG的增量可相对小。因此，参照图9A和图9C，数字输出DO的目标电平可小于数字域中可允许的最大电平，因此，在目标电平与最大电平之间可存在裕量。在这种情况下，即使数字输入DI的信号电平突然或快速变化，也可防止数字输出DO的目标电平超过最大电平的情况(参照图7)。
压缩器150可包括被构造为执行增益压缩的硬件电路。例如，压缩器150的硬件电路可包括用于存储诸如阈值电平、压缩比率等的相关信息的存储器(例如，寄存器)。存储在存储器中的信息可固定或者可修改。另外，压缩器150的硬件电路可以各种方式实施以提供图9B的增益压缩。
例如，压缩器150可包括硬连线电路，其被构造为执行对应于图9B的曲线图的算术操作(例如，DG＝0.5×|DI|，其中-40≤DI≤0，以及DG＝|DI|-20，其中DI＜-40)。例如，压缩器150可包括用于存储图9A的图表的信息的存储器和用于计算图9A的图表未指示的值的插值器电路。例如，压缩器150可包括用于基于存储在存储器中的信息灵活地执行操作的可重构电路。
然而，提供以上示例是为了有利于更好的理解，而不旨在限制示例实施例。输出增益控制器电路100的其它组件(例如，峰检测器110、增益控制器130和将在下面描述的组件)以及压缩器150可通过被构造为执行上面已描述的和下面将描述的操作的硬件电路以各种方式实施。在一些情况下，峰检测器110、增益控制器130和压缩器150的一些功能可按照程序代码的指令集实施，以通过处理器核处理。
图10A至图10C是用于描述由图8的输出增益控制器电路100a执行的示例增益控制和增益压缩的图表和曲线图。
参照图10A至图10C，图10A至图10C示出了压缩器150的阈值电平为-46dBFS并且压缩器150的压缩比率为2:1的示例。在该示例中，压缩器150可根据压缩比率2:1压缩超过-46dBFS的输入电平。然而，提供该示例是为了有利于更好的理解，而不旨在限制示例实施例。
将图10A至图10C的示例与图9A至图9C的示例进行比较，压缩器150的阈值电平可不同，但其它条件可相同。因此，与图10A至图10C的示例关联的压缩区间和非压缩区间可与参照图9A至图9C描述的那些基本相同或相似。
然而，随着压缩器150的阈值电平改变，可具有数字增益DG为零的零增益区间。例如，参照图10A和图10B，随着在压缩区间中，数字输入DI的峰电平增大并且数字增益DG减小，当数字输入DI的峰电平为-6dBFS时，数字增益DG可变为零。因此，在数字输入DI的峰电平大于-6dBFS的零增益区间中，数字增益DG可为零。
可提供示例实施例以通过提升数字输入DI的峰电平来提高SNR特性和动态范围特性。因此，数字增益DG可不具有负值。
参照图10A和图10C，在零增益区间中，数字输入DI的峰电平可与数字输出DO的目标电平相同。同时，在零增益区间中，可不压缩数字增益DG的增量。因此，压缩区间中的数字输出DO的目标电平的增量与数字输入DI的峰电平的增量的比率可小于零增益区间中的数字输出DO的目标电平的增量与数字输入DI的峰电平的增量的比率。
IV、利用参考增益的增益控制
图11是示出根据一些示例实施例的图3的输出增益控制器电路100的示例构造的框图。
在一些示例实施例中，图3的输出增益控制器电路100可包括图11的输出增益控制器电路100b。例如，输出增益控制器电路100b可包括峰检测器110、增益控制器130和参考增益管理器170。峰检测器110和增益控制器130可按照与参照图8描述的那些基本相同或相似地构造和操作，因此下面将省略重复描述。
在图11的示例实施例中，增益控制器130可基于由峰检测器110检测到的峰电平PL输出数字增益DG和模拟增益AG。另外，增益控制器130可基于从参考增益管理器170提供的参考电平RL和参考增益RG输出数字增益DG和模拟增益AG。例如，参考增益管理器170可包括用于存储参考电平RL和参考增益RG的存储器。参考电平RL和/或参考增益RG可为固定或可变的。
如参照图5至图6C的描述，在一些情况下，可选择数字输出DO的目标电平以具有数字域中可允许的最大电平。然而，可由于处理/装置特性出现各种噪声(例如，热噪声等)。
当特定时间点的最终模拟输出AO2的信号电平较小时，该小的信号电平会极大地受噪声影响。因此，即使最大程度地执行增益控制，使得数字输出DO的目标电平具有最大电平，由于噪声导致的不足可大于从增益控制获得的动态范围扩大的优点。在这种情况下，最大程度地执行增益控制为低效的。
可以考虑噪声的量或强度来选择参考电平RL和参考增益RG。例如，可以考虑动态范围扩张的优点与由于噪声导致的不足之间的平衡点来选择参考电平RL和参考增益RG。在一些示例实施例中，增益控制器130可基于参考电平RL与参考增益RG之间的幅值关系以不同方式执行增益控制。
图12是用于描述由图11的输出增益控制器电路100b执行的示例增益控制的概念图。
例如，数字输入DI可包括峰电平P1至P4。同时，峰电平P1和P4可低于参考电平，峰电平P2和P3可高于参考电平。
增益控制器130可关于峰电平P1和P4提供恒定模式的增益控制。在恒定模式中，增益控制器130可将峰电平P1和P4增大恒定参考增益RG。例如，峰电平P1可基于参考增益RG增大至数字输出DO的目标电平P1c，并且峰电平P4可基于参考增益RG增大至数字输出DO的目标电平P4a。也就是说，在恒定模式中，数字增益DG可恒定地具有参考增益RG。
如上所述，小信号电平会极大地被噪声影响。因此，由于热噪声导致的不足，过度提升小于参考电平RL的峰电平P1和P4为低效的。因此，可仅将峰电平P1和P4提升参考增益RG。根据该示例实施例，增益控制和电源管理的效率可提高。
同时，增益控制器130可关于峰电平P2和P3提供可变模式的增益控制。在可变模式中，增益控制器130可将峰电平P2和P3增大可变增益VG1和VG2。例如，峰电平P3可基于可变增益VG1增大至数字输出DO的目标电平P3a，并且峰电平P2可基于可变增益VG2增大至数字输出DO的目标电平P2b。
例如，可选择目标电平P2b和P3a中的每一个以具有数字域中可允许的最大电平。也就是说，在可变模式中，数字增益DG可根据峰电平变化。大于参考电平RL的峰电平P2和P3可相对少地受噪声的影响。因此，将峰电平P2和P3提升至最大电平可有助于提高动态范围特性。
图13A至图13C是用于更完全地描述图11和图12的示例增益控制的图表和曲线图。
参照图13A至图13C，图13A至图13C示出了参考电平RL为-20dBFS并且参考增益RG为+20dBFS的情况的示例。在该示例中，增益控制器130可将小于-20dBF的峰电平增大20dBFS。然而，提供该示例是为了有利于更好的理解，而不旨在限制示例实施例。参考电平RL和参考增益RG可根据参考增益管理器170和输出增益控制器电路100a的实施进行各种改变或修改。
图13A的图表示出了数字输入DI的峰电平、数字增益DG和数字输出DO的目标电平之间的示例关系。此外，图13A的图表额外示出了与模拟增益AG和最终模拟输出AO2的信号电平相关的示例关系。然而，与模拟增益AG和最终模拟输出AO2的信号电平相关的示例关系可与参照图6A描述的基本相同或相似，因此下面将省略重复描述。
图13B的曲线图示出了图13A的图表中的数字输入DI的峰电平与数字增益DG之间的关系。图13C的曲线图示出了图13A的图表中的数字输入DI的峰电平与数字输出DO的目标电平之间的关系。
参照图13A和图13B，在数字输入DI的峰电平小于参考电平RL的恒定模式区间中，数字增益DG可一直具有参考增益RG。另一方面，在数字输入DI的峰电平大于参考电平RL的可变模式区间中，数字增益DG可根据数字输入DI的峰电平而变化。例如，当选择数字输出DO的目标电平以具有数字域中可允许的最大电平时，可变模式区间中的数字增益DG的增量与数字输入DI的峰电平的减量的比率可与参考比率(例如，1:1)相同。
参照图13A和图13C，在可变模式区间中，数字输出DO的目标电平可一直具有最大电平。另一方面，在恒定模式区间中，数字输出DO的目标电平可随着数字输入DI的峰电平增大而增大。例如，在恒定模式区间中，数字输出DO的目标电平增大的量与数字输入DI的峰电平增大的量相同。
V、基于增益压缩和参考增益的增益控制
图14是示出根据一些示例实施例的图3的输出增益控制器电路100的示例构造的框图。
在一些示例实施例中，图3的输出增益控制器电路100可包括图14的输出增益控制器电路100c。例如，输出增益控制器电路100c可包括峰检测器110、增益控制器130、压缩器150和参考增益管理器170。峰检测器110、增益控制器130、压缩器150和参考增益管理器170可与参照图8和11描述的那些基本相同或相似地构造和操作，因此下面将省略重复描述。
输出增益控制器电路100c可采用图11的输出增益控制器电路100c的操作以及图8的输出增益控制器电路100a的操作。例如，当数字输入DI的峰电平高于压缩器150的阈值电平时，数字增益DG的增大速率可被压缩。另一方面，当数字输入DI的峰电平低于压缩器150的阈值电平时，数字增益DG可一直具有参考增益RG。同时，根据压缩器150的阈值电平，可存在数字增益DG变为零的零增益区间。
图15A至图15C是用于描述由图14的输出增益控制器电路100c执行的示例增益控制和增益压缩的图表和曲线图。
图15A至图15C示出了压缩器150的阈值电平为-46dBFS的情况的示例，压缩器150的压缩比率为2:1，并且参考增益RG为+20dBFS。在该示例中，压缩器150可根据压缩比率2:1压缩超过-46dBFS的输入电平，并且增益控制器130可将小于-46dBFS的峰电平增大20dBFS。然而，提供该示例是为了有利于更好的理解，而不旨在限制示例实施例。阈值电平、压缩比率和参考增益RG可根据压缩器150、参考增益管理器170和输出增益控制器电路100c的实施进行各种改变或修改。
图15A的图表示出了数字输入DI的峰电平、数字增益DG和数字输出DO的目标电平之间的示例关系。此外，图15A的图表额外示出了与模拟增益AG和最终模拟输出AO2的信号电平关联的示例关系。然而，与模拟增益AG和最终模拟输出AO2的信号电平关联的示例关系可与参照图6A描述的基本相同或相似，因此下面将省略重复描述。
图15B的曲线图示出了图15A的图表中的数字输入DI的峰电平与数字增益DG之间的关系。图15C的曲线图示出了图15A的图表中的数字输入DI的峰电平与数字输出DO的目标电平之间的关系。
压缩器150可接收数字输入DI的峰电平作为输入电平。参照图15B，数字输入DI的峰电平大于-46dBFS的区间可为输入电平被压缩器150压缩的压缩区间。另一方面，数字输入DI的峰电平小于-46dBFS的区间可为压缩器150不操作并且数字增益DG保持不变的恒定模式区间。
关于峰电平超过-46dBFS的数字输入DI，压缩器150可输出根据压缩比率2:1压缩的数字增益DG，即，可输出压缩的增益CG。在压缩区间中，压缩器150可产生压缩的增益CG，使得数字增益DG增大的量小于数字输入DI的峰电平减小的量。例如，压缩器150可产生压缩的增益CG，使得压缩区间中的数字增益DG的增量与数字输入DI的峰电平的减量的比率小于参考比率(例如，1:1)。
例如，参照图15A和图15B，在压缩区间中，数字增益DG的增量与数字输入DI的峰电平的减量的比率可为2:1(即，在数字输入DI的峰电平减小两个单位幅值的同时，数字增益DG增大一个单位幅值)。例如，该比率可选为使得在压缩区间中数字输出DO的目标电平随着数字输入DI的峰电平增大而增大(参照图15C)。在压缩区间中，增益控制器130可输出从压缩器150提供的压缩的增益CG作为数字增益DG。
另一方面，关于峰电平小于-46dBFS的数字输入DI，压缩器150可不操作。作为代替，在恒定模式区间中，增益控制器130可控制产生数字增益DG，使得数字增益DG一直具有参考增益RG。因此，增益控制器130可输出产生以具有参考增益RG的数字增益DG，而不进行增益压缩。
参照图15B，在压缩区间中，数字增益DG可随着数字输入DI的峰电平减小而增大。因此，参照图15A和图15C，在压缩区间中，数字输入DI的峰电平可基于数字增益DG增大至数字输出DO的目标电平。例如，在压缩区间中，数字输出DO的目标电平可随着数字输入DI的峰电平增大而增大。
同时，在恒定模式区间中，数字输出DO的目标电平可随着数字输入DI的峰电平增大而增大。例如，在恒定模式区间中，数字输出DO的目标电平增大的量与数字输入DI的峰电平增大的量相同。
根据压缩器150的阈值电平，可存在数字增益DG变为零的零增益区间。例如，参照图15A和图15B，随着在压缩区间中数字输入DI的峰电平增大而数字增益DG减小，当数字输入DI的峰电平为-6dBFS时，数字增益DG可变为零。因此，在数字输入DI的峰电平大于-6dBFS的零增益区间中，数字增益DG可为零。
在零增益区间中，数字输入DI的峰电平可与数字输出DO的目标电平相同。同时，在零增益区间中，数字增益DG的增大速率可不被压缩。因此，压缩区间中的数字输出DO的目标电平的增量与数字输入DI的峰电平的增量的比率可小于零增益区间中的数字输出DO的目标电平的增量与数字输入DI的峰电平的增量的比率。
图16是示出根据一些示例实施例的图3的输出增益控制器电路100的示例构造的框图。
在一些示例实施例中，图3的输出增益控制器电路100可包括图16的输出增益控制器电路100d。例如，输出增益控制器电路100d可包括峰检测器110、增益控制器130、压缩器块150a和参考增益管理器170。峰检测器110、增益控制器130和参考增益管理器170可与参照图8、图11和图14描述的那些基本相同或相似地构造和操作，因此下面将省略重复描述。
压缩器块150a可包括两个压缩器151和152。压缩器151和152中的每一个可与参照图8和图14描述的压缩器150基本相同或相似地构造和操作。然而，压缩器151和152可基于不同的阈值电平和不同的压缩比率操作，因此，压缩器块150a可提供两个阈值电平和两个压缩比率。
图17A至图17C是用于描述由图16的输出增益控制器电路100d执行的示例增益控制和增益压缩的图表和曲线图。
在图17A至图17C的示例中，第一阈值电平可为-36dBFS，并且第一压缩比率可为2:1。第二阈值电平可为-24dBFS，并且第二压缩比率可为1.5:1。同时，参考增益RG可为+20dBFS。然而，提供该示例是为了有利于更好的理解，而不旨在限制示例实施例。阈值电平、压缩比率和参考增益RG可根据压缩器块150a、参考增益管理器170和输出增益控制器电路100d的实施进行各种改变或修改。
图17A的图表示出了数字输入DI的峰电平、数字增益DG和数字输出DO的目标电平之间的示例关系。此外，图17A的图表额外示出了与模拟增益AG和最终模拟输出AO2的信号电平关联的示例关系。然而，与模拟增益AG和最终模拟输出AO2的信号电平关联的示例关系可与参照图6A描述的基本相同或相似，因此下面将省略重复描述。
图17B的曲线图示出了图17A的图表中的数字输入DI的峰电平与数字增益DG之间的关系。图17C的曲线图示出了图17A的图表中的数字输入DI的峰电平与数字输出DO的目标电平之间的关系。
参照图17B和图17C，数字输入DI的峰电平大于-24dBFS的区间可为输入电平被压缩器块150a根据压缩比率1.5:1压缩的第一压缩区间。数字输入DI的峰电平小于-24dBFS并且大于-36dBFS的区间可为输入电平被压缩器块150a根据压缩比率2:1压缩的第二压缩区间。同时，数字输入DI的峰电平小于-36dBFS的区间可为压缩器块150不操作并且数字增益DG保持恒定的恒定模式区间。
在第一压缩区间和第二压缩区间中，数字增益DG可随着数字输入DI的峰电平减小而增大。第一压缩区间中的数字增益DG的增量与数字输入DI的峰电平的减量的第一比率小于参考比率(例如，1:1)。第二压缩区间中的数字增益DG的增量与数字输入DI的峰电平的减量的第二比率小于参考比率。在一些示例实施例中，第一比率可与第二比率不同。
第一压缩区间和第二压缩区间可与参照图15A至图15C描述的压缩区间基本相同或相似。恒定模式区间可与参照图15A至图15C描述的恒定模式区间基本相同或相似。在一些情况下，可存在数字增益DG为零的零增益区间。零增益区间可与参照图15A至图15C描述的零增益区间基本相同或相似。因此，下面将省略重复描述。
图16至图17C关于两个压缩器151和152，但是示例实施例不限于此。在一些示例实施例中，输出增益控制器电路100d可实施为包括三个或更多个压缩器。
VI、附加构造
图18是示出根据一些示例实施例的图3的输出增益控制器电路100的示例构造的框图。
在一些示例实施例中，图3的输出增益控制器电路100可包括图18的输出增益控制器电路100e。例如，输出增益控制器电路100e可包括峰检测器110、增益控制器130、压缩器150、参考增益管理器170、平滑器180和刻度计算器190。峰检测器110、增益控制器130、压缩器150和参考增益管理器170可与参照图8、图11和图14描述的那些基本相同或相似地构造和操作，因此下面将省略重复描述。
平滑器180可使由峰检测器110检测到的峰电平的变化稳定。平滑器180可产生稳定的峰电平。例如，当峰电平PL突然或快速变化时，难以稳定地跟踪峰电平PL。因此，平滑器180可对峰电平PL进行后处理，使得峰电平PL稳定地变化。
刻度计算器190可从平滑器180接收稳定的峰电平。刻度计算器190可将稳定的峰电平转换为参考刻度的值pPL。例如，参考刻度可包括单位dBFS。刻度计算器190可提供刻度转换，以容易地理解在输出增益控制器电路100e中处理的信号电平。
在图18的示例实施例中，压缩器150可基于参考刻度的值pPL操作，而不是基于峰电平PL操作。在这种情况下，可以理解，直观地应用参照图3至图17C描述的示例。
虽然已经描述了一些示例实施例，但是本领域技术人员应该清楚，可在不脱离示例实施例的精神和范围的情况下作出各种改变和修改。因此，应该理解，以上示例实施例不是限制性的，而是说明性的。

Claims (24)

1.一种电子电路，包括：
峰检测器，其被构造为检测数字输入的信号电平，数字输入在数字域中，并且
检测作为所述信号电平从增大变为减小的点的所述数字输入的峰电平；
增益控制器，其被构造为，
设置所述数字输入的在所述数字域中能够允许的最大电平，确定所述数字输入的目标电平，以使得所述目标电平大于所述数字输入的峰电平并且小于或等于所述数字域中能够允许的所述最大电平，
基于压缩的增益设置数字增益，使得数字增益将所述数字输入的峰电平增大至所述目标电平，并且
在峰电平大于阈值电平的压缩区间中，随着所述峰电平减小而增大数字增益；以及
压缩器，其被构造为基于峰电平设置所述压缩的增益，使得在压缩区间中，数字增益的增量与峰电平的减量的比率小于参考比率。
2.根据权利要求1所述的电子电路，其中，峰检测器还被构造为，
在每个采样周期中检测数字输入的所述信号电平。
3.根据权利要求1所述的电子电路，其中，数字增益对应于峰电平与目标电平之间的差。
4.根据权利要求1所述的电子电路，其中，在数字增益增大的量与峰电平减小的量相同的情况下，所述参考比率对应于数字增益的增量与峰电平的减量的比率。
5.根据权利要求1所述的电子电路，其中，
在峰电平小于阈值电平的非压缩区间中，数字增益随着峰电平减小而增大，并且
增益控制器还被构造为控制产生数字增益，使得非压缩区间中的数字增益的增量与峰电平的减量的比率等于所述参考比率。
6.根据权利要求1所述的电子电路，其中，增益控制器还被构造为控制产生数字增益，使得数字增益在恒定模式区间中具有参考增益，恒定模式区间是峰电平小于阈值电平的区间。
7.根据权利要求6所述的电子电路，其中，增益控制器还被构造为，
在压缩区间中，输出压缩的增益作为数字增益；并且
在恒定模式区间中，输出参考增益作为数字增益。
8.根据权利要求6所述的电子电路，其中，在压缩区间和恒定模式区间中，目标电平随着峰电平增大而增大。
9.根据权利要求1所述的电子电路，其中，随着在压缩区间中峰电平增大并且数字增益减小，在数字增益为零的零增益区间中，峰电平等于目标电平。
10.一种电子电路，包括：
峰检测器，其被构造为检测数字输入的信号电平，数字输入在数字域中，以及
检测作为所述信号电平从增大变为减小的点的所述数字输入的峰电平；
增益控制器，其被构造为，
设置所述数字输入的在所述数字域中能够允许的最大电平，确定所述数字输入的目标电平，以使得所述目标电平大于所述数字输入的峰电平并且小于或等于所述数字域中能够允许的所述最大电平，
基于压缩的增益设置数字增益，使得数字增益将所述数字输入的峰电平增大至所述目标电平，并且
随着峰电平减小而增大数字增益；以及
压缩器，其被构造为基于峰电平设置所述压缩的增益，使得第一区间中的第一比率小于第二区间中的第二比率，其中
第一区间是峰电平大于阈值电平的区间，第二区间是峰电平小于阈值电平的区间，并且
第一比率是第一区间中的数字增益的增量与峰电平的减量的比率，第二比率是第二区间中的数字增益的增量与峰电平的减量的比率。
11.根据权利要求10所述的电子电路，其中，压缩器还被构造为设置第一区间中的压缩的增益，使得当峰电平在第一区间中减小时，数字增益的增大小于峰电平的减小。
12.根据权利要求10所述的电子电路，其中，增益控制器还被构造为控制在第二区间中产生数字增益，使得当峰电平在第二区间中减小时，数字增益增大的量与峰电平减小的量相同。
13.根据权利要求12所述的电子电路，其中，增益控制器还被构造为：
在第一区间中输出所述压缩的增益作为数字增益，并且
在第二区间中直接向增益控制器输出数字增益。
14.根据权利要求10所述的电子电路，其中，增益控制器被构造为基于第一区间中的第一比率设置数字增益，使得在第一区间中目标电平随着峰电平增大而增大。
15.根据权利要求10所述的电子电路，其中，增益控制器被构造为基于第二区间中的第二比率设置数字增益，使得在第二区间中目标电平保持恒定。
16.根据权利要求10所述的电子电路，其中，随着在第一区间中峰电平增大并且数字增益减小，在数字增益为零的零增益区间中，峰电平等于目标电平。
17.根据权利要求16所述的电子电路，其中，第一区间中的目标电平的增量与峰电平的增量的第三比率小于零增益区间中的目标电平的增量与峰电平的增量的第四比率。
18.根据权利要求10所述的电子电路，还包括：
平滑器，其被构造为使峰电平的变化稳定，以产生稳定的峰电平；以及
刻度计算器，其被构造为将稳定的峰电平转换为参考刻度的值，其中
增益控制器被构造为基于参考刻度的值设置数字增益。
19.一种电子装置，包括：
存储器，其被构造为存储与数字输入关联的数据，数字输入在数字域中；以及
输出增益控制器电路，其被构造为
检测数字输入的信号电平，数字输入在数字域中，
检测作为所述信号电平从增大变为减小的点的所述数字输入的峰电平，
设置所述数字输入的在所述数字域中能够允许的最大电平，
确定所述数字输入的目标电平，以使得所述目标电平大于所述数字输入的峰电平并且小于或等于所述数字域中能够允许的所述最大电平，
设置数字增益，使得电子装置基于数字增益将所述数字输入的峰电平增大至所述目标电平，其中
在峰电平大于阈值电平的压缩区间中，输出增益控制器电路被构造为随着峰电平减小而增大数字增益，使得压缩区间中的数字增益的增量与峰电平的减量的比率小于参考比率。
20.根据权利要求19所述的电子装置，其中，电子装置被构造为通过基于数字增益将数字输入增大至目标电平来产生数字输出，并且输出增益控制器电路还被构造为设置模拟增益，其中电子装置还包括：
数模转换器电路，其被构造为将数字输出转换为模拟输出，并且其中
电子装置基于模拟增益减小模拟输出的信号电平。
21.根据权利要求20所述的电子装置，其中
模拟增益的幅值与数字增益的幅值相同，并且
模拟增益的正负与数字增益的正负相反。
22.根据权利要求20所述的电子装置，其中，输出增益控制器电路还被构造为设置模拟增益，使得电子装置基于模拟增益将模拟输出的信号电平减小的量与基于数字增益将峰电平增大以达到目标电平而增大的量相同。
23.根据权利要求20所述的电子装置，还包括：
混合器电路，其被构造为基于模拟增益减小模拟输出的信号电平，以产生最终模拟输出。
24.一种电子电路，包括：
峰检测器，其被构造为
检测数字输入的信号电平，数字输入在数字域中，并且
检测作为所述信号电平从增大变为减小的点的所述数字输入的峰电平；以及
增益控制器，其被构造为
设置所述数字输入的在所述数字域中能够允许的最大电平，
确定所述数字输入的目标电平，以使得所述目标电平大于所述数字输入的峰电平并且小于或等于所述数字域中能够允许的所述最大电平，
设置数字增益，使得数字增益将所述数字输入的峰电平增大至所述目标电平，
在峰电平大于阈值电平的第一区间中，增益控制器随着峰电平减小而增大数字增益，使得第一区间中的数字增益的增量与峰电平的减量的比率小于参考比率，并且
在峰电平小于阈值电平的第二区间中，增益控制器将数字增益保持在参考增益。
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