CN110299917A - 操作数模处理链路的方法、对应的设备和装置 - Google Patents

操作数模处理链路的方法、对应的设备和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及操作数模处理链路的方法、对应的设备和装置。根据数字输入信号产生模拟输出信号的信号处理链路通过生成用于模拟输出信号的第一标记信号以及用于数字输入信号的一个或多个第二标记信号来操作，其中每个标记信号呈现第一电平和第二电平，并且每个标记信号在生成标记所根据的信号具有在特定幅度窗口内的值时被设置成所述第一电平。可以计算用于模拟输出信号的第一标记信号与用于数字输入信号的第二标记信号彼此匹配的量，用于例如在发出指示操作受损的警报标记中的可能的使用。还可以在操作期间计算信号处理链路的一个或多个操作参数的估计。

Description

操作数模处理链路的方法、对应的设备和装置
本申请是申请日为2015年9月23日、申请号为201510614126.2、发明名称为“操作数模处理链路的方法、对应的设备和装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本描述涉及数模(D/A)处理链路。
一个或多个实施例可以应用于检测和/或补偿对这样的数字处理链路的可能的损害。检测和/或补偿音频系统的功率放大器中的非期望的DC偏移是一个或多个实施例的可能的应用的示例。
背景技术
可以在放大器的输入侧使用电容器以去除放大器输入信号中的任何DC偏移，从而防止DC电流流向扬声器。在这些电容器发生故障或者不存在(例如由于错误的布线)的情况下，可能引起对放大器和/或扬声器的实质损害。
例如用于汽车音频的音频系统可以包括基于在模拟域中实现的不同方法的DC偏移检测函数。
这样的方法的示例是限幅事件计数或者检测在模拟信号的连续过零事件之间(即在导致模拟信号进入/离开特定幅度窗口的事件之间)逝去的时间。在后面的情况下，可能由DC偏移生成的音频信号的“竖直”位移可以引起指示过零出现、消失、移动、混合在一起或者改变长度的脉冲。对这样的事件敏感的DC偏移检测电路因此可以检测在例如音频功率放大器的输出与馈送这样的放大器的音频处理器之间的偏移电压差。
在某些实施方式中，可以使用过零窗口标记作为用于这样的电路的反馈信号，该电路在内部对过零窗口仿真，并且可以检查例如音频功率放大器的扬声器输出处的信号是否与音频处理器的输出在相同时间跨过零电平。在旨在减小成本的某些实施方式中，来自4/6扬声器的标记可以“混合”在一起(例如求或)并且然后被发送给模拟处理器。可调谐外部电容器可以将一定数量的回路延迟考虑在内。
这样的实施方式依赖于可能相当庞大且昂贵的专用模拟部件。另外，不能检测DC偏移的量并且没有将损害的其他可能的源考虑在内。检测过程可能受到由于参数(例如门限水平、增益、……)的不确定性而产生的固有不精确性的影响。
发明内容
一个或多个实施例具有提供克服以上列出的缺陷的改进的布置的目的。
一个或多个实施例可以涉及包括这样的设备的对应的设备和装置(例如音频链路)以及涉及在至少一个处理设备(例如DSP)的存储器中可加载并且包括当产品在至少一个计算机上运行时用于执行方法的步骤的计算机程序产品。如本文中所使用的，对这样的计算机程序产品的引用被理解为等同于对包含用于控制处理系统以便协调根据本发明的方法的实施方式的指令的计算机可读装置的引用。对“至少一个处理器设备”的引用意在强调本发明有可能以模块和/或分布式形式来实现。
一个或多个实施例可以基于以下认识：(全)数字解决方案可以用于检测非期望的模拟信号分量，因为在处理的输入处可获得经历DAC转换的信号的采样版本：比如，在使用常规的数字音频信号(例如根据CD“红皮书”标准)馈送的音频处理链路的情况下，在数字检测器处可获得音频流的采样版本(44.1/48.0kHz Fs)。
附图说明
现在将参考附图仅通过非限制性示例的方式来描述一个或多个实施例，在附图中：
-图1是可以导致信号进入/离开特定幅度窗口的过零事件的示意性表示；
-图2是用于检查数模处理链路的操作的系统的总体框图；
-图3是根据一个或多个实施例的系统的示例性电路图；
-图4到图7是信号的过零事件可以如何受到各种因素的影响的示意性表示；
-图8和图9是例示了可以在一个或多个实施例中执行的各种函数的框图；
图10(包括分别被表示为a)、b)和c)的三个部分)是实施例的可能的操作的示例；
图11到图13是例示了可以在一个或多个实施例中执行的各种函数的框图；以及
图14是例示了根据实施例的可能的操作的图。
具体实施方式
在随后的描述中，说明一个或多个特定细节，旨在提供对实施例的示例的深入理解。可以在没有特定细节中的一个或多个的情况下或者在使用其他方法、部件、材料等的情况下来获得实施例。在其他情况下，没有详细说明或者描述已知的结构、材料或操作，使得不会模糊实施例的某些方面。
本描述的框架中对“实施例”或者“一个实施例”的引用意在表明关于该实施例描述的特定的配置、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，可以存在于本描述的一个或多个点中的诸如“在实施例中”或者“在一个实施例中”等短语不一定指代一个和相同的实施例。另外，可以在一个或多个实施例中以任何适当的方式来组合特定的构造、结构或特性。
本文中所使用的附图标记被提供仅为了方便并且因此不限定保护的范围或者实施例的范围。
图1是可以导致信号S(例如模拟音频信号)进入/离开宽度由门限值T来标识的特定幅度窗口ZCW的过零事件的示意性表示。
出于简化的目的，遍及本描述，将参考以零值为中心的窗口ZCW，即在-T到+T之间的对称窗口。因此，信号S在具有在-T到+T之间的值时在窗口ZCW“内部”，而在具有在-T以下或者+T以上的值时在窗口ZCW“外部”。
本领域技术人员将认识到，在一个或多个实施例中，窗口ZCW可以是非对称的和/或以非零值为中心，使得导致信号S进入/离开幅度窗口ZCW的横跨事件可以不一定是过“零”事件。因此，遍及本示例性描述，对过“零”的引用仅出于简洁和简单的目的，而没有限制实施例。
图1的图通常例示生成(通过用于该目的的任何方式，例如门限比较器)“标记”信号ZCF的可能性，标记信号ZCF指示生成标记所根据的信号S的值落在窗口ZCW内还是落在窗口ZCW外部。
比如，如在图1中所例示的，如果信号S在窗口ZCW内，则可以将标记ZCF设置为“1”，而如果信号S在窗口ZCW外部，则可以将标记ZCF设置为“0”。然而互补的选择(例如，如果S在窗口ZCW内，则标记ZCF为“0”，而如果S在窗口ZCW外部，则标记ZCF为“1”)是可能的。
图1的图例示了导致信号S“向下滑动”并且因此变为信号S'的DC偏移的可能的影响，信号S'相对于信号S在不同时间进入/离开窗口ZCW，正如用标记信号ZCF'的对应变化所反映的。图1的图因此例示了基于标记信号ZCF的可能的变化来检测DC偏移的可能性。
然而，在尝试例如在D/A处理链路(例如使用来自CD播放器的音频信号馈送的音频放大器链路)的检查操作中应用这样的构思时，可能出现大量问题。
由于D/A转换而产生的实际最终模拟信号的信息内容实际上可能不同于通过数字版本传达的内容，使得由于D/A转换而产生的实际信号的过“零”行为可能不同于音频流的数字版本的行为。
这可能是由于各种因素，诸如例如由于数字流处理与功率放大器之间的硬件(模拟和数字二者)所致的模拟信号相对于数字版本的延迟(通常未知)。
一个或多个实施例可以通过产生标记信号ZCF(用作例如来自音频功率放大器的模拟输出的反馈信号)的采样版本而依赖于图1示意性地表示的方法，使得可以在数字域中处理相关信息。在一个或多个实施例中，这可以经由数字硬件和/或软件来进行，从而增加模拟环境的监控水平。
一个或多个实施例因此可以利用两种类型的数据，即：
-要向模拟环境发送的在D/A转换之前的信号的数字版本(例如输入数字音频流)，以及
-从模拟环境(例如从模拟功率放大器的输出，比如从用于连接到扬声器线缆的电线端子)接收的ZCF标记信号的采样版本。
一个或多个实施例因此可以在数字域(例如44.1kHz SW)中生成(模拟)标记ZCF的预期的预测的行为：标记的预测版本(例如Est.ZCF)与来自D/A处理链路的输出(例如来自音频功率放大器)的实际标记HW ZCF的采样版本之间的任何差异因此可以指示产生性能损害的“问题”的出现。
一个或多个实施例因此可以依赖于以下认识：可以在数字域中预测/估计D/A处理链路对向其馈送的信号的影响以便增加模拟波形的很好的复制。
图2的图中示意性地表示这一构思，其中IS表示来自源CD的数字信号；信号IS被输入到“物理系统”100中，“物理系统”100根据其产生模拟输出信号OS，例如要向一个或多个扬声器LS馈送的音频信号。
在102，信号OS经历(以公知的方式，例如经由使用门限比较器的定限(thresholding))如在图1中所例示的ZCF处理以产生ZCF信号，ZCF信号可以是“开/关”信号。另外，可以以例如与在系统100中执行的D/A的精度可比较的精确程度来对这一“开/关”ZCF信号采样，以生成适合用于在数字域中处理的对应的数据流。
比如，在一个或多个实施例中，可以向性能仪表电路/函数104馈送采样的“硬件”ZCF信号HW ZCF以将其与借助于系统模型电流/函数106“估计”(例如预测)的ZCF信号Est.ZCF相比较。
性能仪表104因此可以将两个ZCF信号(即从系统100的输出处采样的HW ZCF以及在系统106中预测的Est.ZCF)相比较，并且基于比较结果，发出可能指示系统100的性能行为“背离”期望的/预期的行为的输出信号(例如警报标记AF)。
在一个或多个实施例中，如在下面更好地详述的，系统模型106可以作用于信号IS以及作用于由参数估计电路/函数108提供的输入，参数估计电路/函数108又可以作用于信号IS和在102处获得的采样ZCF信号二者。
将图2中(以及下面讨论的其他附图中)的块称为电路/函数块是指上面已经提及的可以借助于数字硬件和/或软件来执行相关处理的可能性(例如数字信号处理器或DSP中的处理函数)。
图3是图2中呈现的方法可以在其中应用的根据一个或多个实施例的系统的示例性电路图。再次出于简化的目的而参考接收数字输入信号IS(例如44.1kHz/16比特“红皮书”音频信号)的音频链路的示例性情况。
图3中的附图标记200表示被适于处理信号IS并且执行例如在图2中通过块104、106和108例示的处理任务的整个数字处理器(例如DSP)。
块202、204、206和208例示了被配置成作用于输入信号IS并且包括数字部分D和模拟部分A的处理链路。
所讨论的块可以包括例如：
-数字硬件，诸如插值器/纠错码(例如里德所罗门Reed-Solomon)电路202；
-数模(DAC)转换器级204；
-模拟电路，诸如例如立体声/多通道预放大器/均衡器206；以及
-功率放大器级208(例如多通道)，用以产生用于驱动扬声器LS的集合的模拟输出信号OS；功率放大器级208中可以可能地设置有DC偏移滤波电容器208a。
图2的电路/函数102在图3中被例示为包括对输出信号OS敏感以产生如上文中所讨论的“硬件”ZCF标记(“1”或“0”)的定限级102a。
在一个或多个实施例中，如图3中所例示的，输出信号OS实际上可以包括多个输出信号分量(例如立体声/多通道功率放大器的输出信号)。在一个或多个实施例中，定限级102a因此可以包括例如执行相应的加窗(windowing)函数的多个比较器(具有相应的门限，其对于各种信号分量可以相同或者不同)，其中针对模拟输出信号OS的标记信号HW ZCF被产生作为对多个不同的输出信号分量执行定限操作的结果的例如在“或”门102a'中产生的组合。
然而，(例如根据单个输出信号或者经由多个输出信号分量的组合)产生的，硬件ZCF标记可以以和与处理器200的操作频率一致的精确程度一致的采样频率(例如44.1/48kHz Fs)在采样级(可能是采样和保持级)102b中被采样。
在执行期望的A/D转换时，如在图3中例示的处理链路可以例如通过以下方式来不同地影响在其中处理的信号：
-对于每个功率放大器208引入可能依赖于频率且不同的模拟/数字回路延迟，
-在A/D接口(例如S&H 102b)处产生可变采样效果，
-应用对于每个放大器/通道可能不同的可变模拟增益(例如在206和208处)和门限值(在102a处)，
-引入对于每个功率放大器/通道可能不同的DC偏移。
在一个或多个实施例中，可以基于表示根据在102b处采样的链路的输出(例如功率放大器208的输出)生成的标记ZCF信号的“硬件”反馈信号HW ZCF与由处理器200预测的一个或多个相应的“估计”标记(例如Est.ZCF)的比较来检查这样的处理链路的正确操作。
在一个或多个实施例中，各种情况因此可以在比较如在下表中示意性地图示的两个ZCF标记时应用。
HW ZCF 数字预测的副本(例如Est.ZCF)
0 0 没有有用的含义
0 1 错误的ZCF
1 0 错过的ZCF
1 1 正确的ZCF检测
对于比较两个ZCF信号而言，可以对“没有ZCF”的情况(例如HW ZCF＝0Est.ZCF＝0)(也就是两个信号都“在窗口外面”)以及“错误的ZCF”和“错过的ZCF”的情况(也就是任一信号“在窗口外面”)几乎不感兴趣，因为在这些情况下实际输出模拟信号OS的值可以完全不同于其任何数字估计。
在一个或多个实施例中，可以在比较信号IS与OS时(例如在通过评估两个ZCF的匹配来检查链路的性能时)仅将‘1-1’情况(例如HW ZCF＝1Est.ZCF＝1)(也就是两个信号都在相应的门限窗口内)考虑在内。
另外指出，在一个或多个实施例中，可以选择仅在所讨论的两个ZCF信号可以被认为根据幅度落在相应的窗口ZCW内的信号而产生时(例如在(例如来自功率放大器208的输出的)链路的输出在相应的窗口ZCW内时(参见图1))执行两个ZCF信号的比较，并且其可以被保持以应用于在处理器200中预测的任何相应的“估计”信号。
如所指出的，图3中所例示的处理链路可以不同地影响在其中处理的信号，使得例如HW ZCF标记的特性可以被影响。图4到6的图例示了这可以如何发生。
图4的图通过示例的方式示出回路延迟(例如由于图3的元件202到208)的可能的影响；这对于例如每个功率放大器208可能可以是依赖于频率的和不同的，并且可以在HWZCF标记中产生对应的延迟(ZCF到ZCF')。
图5的图例示了可以在HW ZCF标记中引起宽度变化和延迟(ZCF到ZCF')二者的门限变化。应当理解，如果图3中的例如102a处设置的门限保持恒定同时向经历加窗或定限的信号应用的增益变化(例如由于音频链路中的音量调节)，则可以出现完全相似的效果。本文中将门限变化理解为门限相对于门限对其应用的信号的幅度(增益)的相对变化。
图6的图例示了采样过程的可能的效果(例如用于否则恒定的采样速率的采样时刻的变化)：如果采样时刻对应于周期，则可以对理论上具有用实线图示的时间行为的标记ZCF采样作为不同宽度的时间偏移标记ZCF'，并且如果采样时刻对应于三角形，则可以对其采样甚至作为“无标记”ZCF信号。
图7的图例示了在用圆表示的时刻DC偏移对采样过程的可能的影响：甚至在相同的采样时刻，可以对理论上具有用实线图示的时间行为的标记ZCF采样作为时间偏移(延迟)标记ZCF'或者作为时间偏移(预期)标记ZCF″。
本领域技术人员应当理解，以上讨论适用，而不管向ZCF标记分配“1”还是“0”以指示对应的信号落在窗口ZCW内。
在一个或多个实施例中，可以通过作用于估计参数来“调整”在200处的数字输入数据流(例如44.1kHz)的处理，以便在D/A处理链路(例如202，204，206，208)正确操作时匹配模拟输出信号，使得可以可靠地将可能的失配作为操作不再符合要求的指示。
一个或多个实施例因此可以涉及比较(例如在图2中的104处)两个标记信号HWZCF(根据模拟输出获得的)与Est.ZCF(根据数字输入获得的)并且根据ZCF比较的结果来计算指示上述相应的标记信号HW ZCF、Est.ZCF彼此对应(即匹配)的量的性能检查信号。
所讨论的性能检查信号因此可以指示上述处理链路(202，204，206，208)的性能质量并且可以采用例如在标记信号HW ZCF、Est.ZCF的匹配程度下降到特定性能质量门限以下时(即在发现两个标记信号HW ZCF、Est.ZCF不再彼此符合要求地匹配时)从性能仪表块104发出的警报标记AF的形式。
在一个或多个实施例中，系统(诸如例如本文中所例示的音频链路)可以“预加载”(例如在生产中)有例如向如在图8中示意性地表示的“系统模型块”106应用的估计参数的值。比如，数字输入信号IS可以经历例如大的“整数”延迟1060、在1062处增加/减去DC偏移、另外的“分数”延迟1064和加窗(定限)操作中的一个或多个以便产生估计ZCF值Est.ZCF，其在系统如期望地工作时匹配(例如在特定容差范围内)被获得用于例如来自S&H块102b的模拟输出信号OS的标记信号HW ZCF。
因此，可以保持标记信号HW ZCF、Est.ZCF的可能的失配以指示性能下降(例如故障)，使得可以(例如从图2的块104)发出对应的警报标记AF作为例如报警信号(例如光和/或声音)。
在如下面结合图9到图14讨论的一个或多个实施例中，系统(如本文中所解释的音频链路)可以被配置用于在“运行时间”(例如在可以例如从参数估计块108向“系统模型块”106馈送的操作参数的操作期间)执行的可能的估计。例如，这可以鉴于基于图10中给出的构思的可能操作被布置为图9中的示例，其中估计参数收敛到正确的值EV。
在一个或多个实施例中，可以在适合于在运行时间(例如在系统操作期间)执行的这样的估计过程中使用包括从模拟输出OS获得的“硬件”标记信号(例如HW ZCF)的标记信号与通过处理数字输入信号IS获得的某些标记信号的匹配的计数作为度量。
在一个或多个实施例中，可以使用如本文中所考虑的这样的估计参数(例如DC偏移、延迟)来生成警报信号(例如如先前所描述的AF)。
在一个或多个实施例(例如在本描述中的最终部分中另外讨论)中，可以使用如本文中所考虑的一个或多个这样的估计参数(例如DC偏移、延迟)来驱动控制回路以便补偿导致对性能的损害的现象。
在这些情况下，系统能够自补偿损害的源，从而确保例如先前讨论的HW ZCF和Est.ZCF最大程度上匹配，使得这两个ZCF的直接比较不再必要。
然而，如在图9所示的示例性估计部署中执行的，可以在参数估计/跟踪中执行例如HW ZCF和从数字输入信号IS获得的其他ZCF标记之间的类似比较，其中块108除了可能的可调节整数或大批量延迟ADJ(被适配成用于例如“微调(trimming)”估计器)之外还包括：
-用于要在1064处施加的“分数”(例如细调节)延迟的第一估计电路/函数1082；
-用于在1066处加窗的一个或多个门限的第二估计电路/函数1084；
-用于要在1062处施加的DC偏移的第三估计电路/函数1086。
在本文中例示的一个或多个实施例中，要在1080处施加的大批量或整数延迟可以是意在随后不修改的系统的初始“粗略”调节参数ADJ。
一个或多个实施例可以提供估计的参数的不同选择：比如，在一个或多个实施例中，并非考虑所有延迟、门限和DC偏移，而是仅可以考虑这些参数中的一个或两个；在一个或多个实施例中，可以向延迟、门限和DC偏移添加其他参数和/或其他参数可以代替延迟、门限和DC偏移。
图10到图14的图例示了其中可以在系统的操作期间(例如在训练阶段期间和/或在正常操作期间)确定估计参数(例如图2中的块108)使得能够检测(并且例如通过发出警报标记AF而可能变为已知)和/或补偿产生受损害的系统性能的事件的一个或多个实施例。
在图9中例示的一个或多个实施例中，估计器块1082、1084和1086可以通过确定用于每个参数的精确的(目标)值EV作为用于性能函数的驻点来操作。
这样的方法在图10的图中示意性地表示，其中：
-a)部分示出当前估计值CE，其例如小于精确值EV，使得对应的“性能函数”呈现出朝着峰(例如最优)值的正的梯度PG；
-b)部分示出当前估计值CE，其例如大于精确值EV，使得对应的性能函数呈现出远离峰值的负的梯度NG；
-c)部分示出当前估计值CE，其在精确值EV处或其附近，使得对应的性能函数不再呈现出梯度，即零(或者几乎零)梯度，GRAD＝0，这表示当前估计值CE已经到达精确值EV。
在一个或多个实施例中，可以对于每个参数定义特定的性能函数。比如，可以选择用于分数延迟和用于DC偏移二者的有用的性能函数作为例如基于所谓的积分消除(I&D)方法的在固定的时间帧上的下面讨论的某些ZCF标记的成功检测(1-1：参见前面的表格中的最后一行)的差异。
在一个或多个实施例中，可以选择用于门限的有用的性能函数作为例如基于I&D方法的在固定的时间帧上的下面讨论的某些ZCF标记的“错误检测”(1-0)事件与“错过检测”(0-1)事件(参见前面的表格中的第二行和第三行)的差异。
在一个或多个实施例中，可以在两个附近点处估计性能函数(例如如先前例示的而选择的)，并且可以使用控制回路来调节参数的估计值。在一个或多个实施例中，这样的回路可以包括“积分”运算符。
在一个或多个实施例中，估计过程对于所有的参数收敛到正确的值，同时用于每个参数的估计作为副作用可以变为对于用户可用。
在一个或多个实施例中，估计过程可以收敛到正确的值，即使使用被获得作为来自不同的信号分量(例如来自图3中例示的链路中的不同的放大器208)的各个标记的组合(例如图3中的102a处例示的“求或”配置)的硬件标记HW标记来馈送。
整个这一处理适用于例如借助于例如下面例示的常规DSP以数字形式起作用。
图11的图表示用以向图8的延迟元件(滤波器)1064提供估计的分数延迟值的分数延迟估计器1082的示例性布置。
在一个或多个实施例中，到估计器1082的输入可以包括：
-在1060处的整数或大批量延迟的施加之后的输入数据流，其被表示为IS'；
-由估计器1086估计的DC偏移值；
-由估计器1084估计的门限值T；
-来自块102的“硬件”ZCF标记HW ZCF。
在一个或多个实施例中，数据流IS'和DC偏移值在节点300中相加并且向两个分数延迟块302a、302b馈送，向两个分数延迟块302a、302b馈送分别具有所添加的正的和负的“增量”+Δ和-Δ的当前分数延迟估计(即图10的图中的CE)。分数延迟块302a、302b因此可以应用两个不同值的分数延迟，使得可以计算对应梯度的种类：参见例如图10中的a)和b)部分中的PG或NG。
来自块302a、302b的输出在“过零”块304a、304b中被加窗(根据门限T)，并且可以向逻辑乘积(AND)块306a、306b馈送由此获得的ZCF(例如ZCF'FD和ZCF″FD)，AND块306a、306b的其他输入被馈送信号HW ZCF并且输出收敛到差异节点308并且接着到积分消除(I&D)块310。
这样的处理在固定的时间帧上产生成功检测(本质上如同前面的表格中的1-1事件)的差异，其可以用作先前讨论的性能函数。
312处的可能的低通滤波根据310处的I&D处理的结果得到分数延迟估计误差，用于由积分器块314来使用。变得恒定的来自积分器314的输出——参见例如图10中的GRAD＝0，c)部分——将对应于例如用于馈送到图8的分数延迟滤波器1064(以及可能馈送到另外详细描述的其他处理块)的分数延迟的正确的估计值EV。
来自块314的输出还被馈送给两个增量生成块316a、316b用于馈送到先前讨论的分数延迟块302a、302b。
图12的图表示用以向图8的求和节点1062提供估计的DC偏移值的DC偏移估计器1086的示例性布置。
在一个或多个实施例中，到估计器1086的输入可以包括：
-在1060处的整数或大批量延迟的施加之后的输入数据流，其被表示为IS'；
-由先前讨论的估计器1082估计的分数延迟值；
-由估计器1084估计的门限值T；
-来自块102的“硬件”ZCF标记HW ZCF。
在一个或多个实施例中，数据流IS'和分数延迟值在分数延迟块400中被组合，其中可用于分数延迟的上一(即最近的)估计应用于要向两个求和节点402a、402b馈送的数据流IS'，向两个求和节点402a、402b分别馈送具有所添加的正的和负的“增量”+Δ和-Δ的当前DC偏移估计(即图10的图中的CE)，使得可以计算对应梯度的种类：参见例如图10中的a)和b)部分中的PG或NG。
来自节点402a、402b的输出在“过零”块404a、404b中被加窗(根据门限T)，并且可以向逻辑乘积(AND)块406a、406b馈送由此获得的ZCF(例如ZCF'DC和ZCF″DC)，AND块406a、406b的其他输入被馈送信号HW ZCF并且其输出收敛到差异节点408并且接着收敛到积分消除(I&D)块410。
这样的处理在固定的时间帧上产生成功检测(本质上如同前面的表格中的1-1事件)的差异，其可以用作先前讨论的性能函数。
412处的可能的低通滤波根据410处的I&D处理的结果得到分数延迟估计误差，用于在积分器块414中使用。
如同在先前讨论的积分器块314的情况下，变得恒定的来自积分器414的输出——再次参见例如图10中的GRAD＝0，c)部分——对应于例如用于馈送到图8的DC偏移求和节点1062(以及可能馈送到另外详细描述的其他处理块)的DC偏移的正确的估计值EV。
来自块414的输出还被馈送给两个增量生成块416a、416b，用于馈送到先前讨论的求和节点402a、402b。
最后，图13的图表示用以向图8的加窗逻辑1066提供至少一个估计的门限值的门限估计器1084的示例性布置。虽然例如在非对称窗口ZCW的情况下可以估计多个门限，然而在此为了简化的目的而考虑单个门限值T(例如用于产生对称的-T、+T窗口)。
在一个或多个实施例中，到估计器1084的输入可以包括：
-输入数据流IS；
-由先前讨论的估计器1082估计的分数延迟值；
-由估计器1086估计的DC偏移值；
-来自块102的“硬件”ZCF标记HW ZCF。
在一个或多个实施例中，数据流IS和分数延迟值在分数延迟块500中被组合，其中(与在先前讨论的分数延迟块400的情况下相同)可用于分数延迟的上一(即最近的)估计应用于要向求和节点502馈送的数据流IS，求和节点502被馈送当前DC偏移估计(即图10的图中的CE)。
来自节点502的输出在“过零”块504a、504b中根据当前估计门限T分别以所添加的正的和负的“增量”+Δ和-Δ被加窗，使得再一次可以计算对应梯度的种类：参见例如图10中的a)和b)部分中的PG或NG。
由此获得的ZCF(例如ZCF'T和ZCF″T)在逻辑逆(即否定的形式)之后被馈送给逻辑乘积(AND)块406a、406b，AND块506a、506b的其他输入被馈送信号HW ZCF并且输出收敛到差异节点508并且接着到积分消除(I&D)块510。
这样的处理在固定的时间帧上产生“错误检测”(本质上如同前面的表格中的0-1事件)与“错过的检测”(本质上如同前面的表格中的1-0事件)的差异，其可以用作先前讨论的性能函数。
在图14中进一步例示这一方法。a)部分的上图中示出“精确”门限ET，而c)部分中用完整的线(full line)示出用于信号S的对应ZCF。
增加(+Δ)和减小(-Δ)在门限(出于简化目的而再次假定以零为中心的对称门限)中在错过的检测MD和错误检测FD方面的影响在图中的b)部分和d)部分中例示。
在512处的可能的低通滤波根据510处的I&D处理的结果得到门限估计误差，用于在积分器块514中使用。
如同在先前讨论的积分器块314和414的情况下，变得恒定的来自积分器514的输出——参见例如图10中的GRAD＝0，c)部分——将对应于例如用于馈送到图8的加窗逻辑1066(以及可能馈送到另外详细描述的其他处理块)的正确的估计值EV。
来自块514的输出还被馈送给两个增量生成块516a、516b，用于馈送到先前讨论的“过零”块504a、504b。
本文中所公开的基本布置适用于各种可能模式的操作。
比如，在一个或多个实施例中，可以通过将以上讨论的处理分为例如两个步骤来节省计算功率。
这可以包括在产生阶段期间(例如在工厂中，可能通过使用优化的信号用于系统训练)测量感兴趣的参数并且假定这些参数在与被检查的处理链路正确操作一样长的时间期间可以基本上保持恒定。可以将用于参数的这些值作为调节参数输入到系统模型块(参见例如图2中的106)，使得在系统生命周期期间，(仅)在性能示出劣化时，发出警报标记AF。以这一方式，通过相应地减小处理需求，可以不执行参数的运行时间估计。
在一个或多个实施例中，以上考虑的两阶段方法可以减小计算复杂性，同时允许音频流送期间的ZCF校正(例如匹配)，其中参数和通道没有不同并且训练时间吸收生产过程中的时间。
特定的应用选项/需求可以表明这样的方法是否可以优于参数的连续跟踪，例如在背景技术中在音频流送期间运行的跟踪过程，其可以提供所有参数可能通过不同的通道而受控的优点。
在一个或多个实施例中，一个或多个操作参数的连续跟踪可以允许落在预定义的可接受范围外部的任何参数(例如DC偏移)的迅速检测，使得可以发出对应的警报标记AF以表明性能劣化，甚至在不存在HW ZCF与ESt.ZCF的任何比较的情况下，而在其中没有实现连续跟踪的一个或多个实施例中，通过例如确定根据D/A处理链路的输出(例如根据图3的功率放大器208的输出)得到的HW ZCF是否不同于(例如不匹配)(例如在图2的块106中的)针对数字输入信号IS预测的ESt.ZCF，性能参数的检查可以仅基于HW ZCF和ESt.ZCF。
一个或多个实施例因此可以基于以下认识：
-可以通过以数字形式估计——例如通过基于给定门限向数字输入信号IS施加例如时间延迟(大批量或者分数)、DC偏移和加窗——来生成一个或多个ZFC标记(诸如Est.ZCF；ZCF'FD和ZCF″FD；ZCF'DC和ZCF″DC；ZCF'T和ZCF″T)，而没有数字输入信号IS的D/A转换。
-虽然在模拟情境中生成，然而根据D/A处理链路的输出得到的HW ZCF本质上是二进制信号(或者为“1”或者为“0”)；一旦例如以与数字输入信号相同的采样频率被采样，则HW ZCF是数字信号，该数字信号适于与针对数字输入信号生成的任何ZCF标记(例如Est.ZCF；ZCF'FD和ZCF″FD；ZCF'DC和ZCF″DC；ZCF'T和ZCF″T)相比较。
通过非限制性示例，用于将HW ZCF与针对数字输入信号生成的任何ZCF标记(例如Est.ZCF)相比较的可能的选项可以包括：对定义的时间帧内的匹配的数目进行计数，计算特定时间帧上匹配的数目与HW ZCF标记的总数目之比，计算特定时间帧上的连续匹配的数目的变化，或者任何其他确定两个ZCF标记彼此对应(例如一致)的范围或程度的方法。
在一个或多个实施例中，除了或者代替生成指示例如故障的警报标记AF，可以开发(例如通过块200中的处理)如前面例示的性能检查处理以补偿/解决不满意的性能。
在一个或多个实施例中，这样的处理可以包括控制回路，诸如例如输入可以是比如诸如来自图12的DC偏移估计器1086的估计的DC偏移之类的参数并且输出是要从输入数据流(例如数字输入信号IS，这样的处理例如在图3的DSP 200中发生)减去/向输入数据流添加的值的积分器。这样的控制回路的收敛将产生实际上被测量为零的DC偏移以及DC值要被补偿的积分器输出。
一个或多个实施例可以实时地实现这样的控制函数，同时系统(例如音频链路)处理实际(例如音频)信号和积分器跟踪，例如DC偏移变化。
在一个或多个实施例中，可以计算然后要从输入数据流中减去的DC偏移值(例如在开环布置中)。在这样的实施例中，将不跟踪DC偏移，但是可以经由先前讨论的匹配函数来以间接方式监测这一值的未知变化。
在一个或多个实施例中，如先前讨论的被数字补偿的DC偏移将使得能够免除任何DC去耦合电容器，从而产生可感知的HW优化，因为测量的DC偏移值将借助于例如实现相关控制回路的简单的PID控制器来恒定地保持为零。
在一个或多个实施例中，DC偏移的精确的闭环实时测量将是可用的。
在一个或多个实施例中，也可以采用类似的方法用于以上讨论的其他参数中的任何参数(延迟、门限等)。
更一般地，可以采用各种不同模式的操作用于前面例示的系统(数模处理链路)。
比如，一个或多个实施例可以涉及用于参数的识别的初始训练；这些估计参数然后可以以“静态”方式应用于系统模型(例如图2的块106)。也就是，系统的模型不会随着时间变化，并且可以将基于以上例示的任何度量所测量的HW ZCF和Est.ZCF的可能的失配(缺乏对应)解释为表示系统的电气参数(例如DC偏移)的非期望的变化。基于此，可以出现警报标记AF以向用户建议例如这样的非期望的模式的操作。
在这一操作模式下，可以使用两个标记信号HW ZCF和Est.ZCF用于初始参数估计和检测警报情况。
一个或多个实施例可以涉及以下操作模式：其中，在其中预期地检测HW ZCF和Est.ZCF之间的失配(即它们之间缺乏对应)的启动阶段之后，系统将使用由估计回路在运行时间更新并且经由例如涉及结合图10到图14讨论的ZCF标签(ZCF'FD和ZCF″FD；ZCF'DC和ZCF″DC；ZCF'T和ZCF″T)的处理应用于系统的估计参数来实现跟踪方案。
一旦实现收敛，则在参数估计有效的范围内，HW ZCF和Est.ZCF将被预期相似，即基本上匹配。
在这种情况下，可以基于例如估计参数的值而非HW ZCF和Est.ZCF的匹配来发出警报标记AF，因为例如特定参数的估计值落在可用于操作的特定范围外部。
两个ZCF信号的任何可能的失配(缺乏对应)可以表明估计值不可靠，因为例如估计过程尚未收敛或者因为其尚未改变，有可能或多或少很快地再次收敛。然而，很可能慢慢地发生系统的物理变化的任何变化(例如DC偏移)，使得它们被跟踪回路有效地跟踪。出于这一原因，可以基于例如估计参数的值来发出警报标记AF。
前面的描述的最后部分中例示的一个或多个实施例可以包括被适配成影响向系统输入的数字数据流IS的控制回路。在这种情况下，不可以仅监测参数的估计值来理解“正在发生什么”，而是可以开发参数的估计值用于预先补偿数字输入IS以便消除对输出信号的非期望的最终影响。比如，可以通过向样本数据添加或从其减去对应于所添加/减去的偏移的特定比特集合来向数字输入信号IS添加或从其减去数字DC偏移，以便补偿(即消除)向扬声器LS施加的非期望的DC偏移。
再比如，可以向数字输入信号IS施加数字延迟以便补偿(即消除)立体声通道上的不同延迟。
在这种情况下，系统将继续操作，甚至在存在故障的可能的源的情况下(通过对其进行补偿)，由于输入信号的(预)补偿而使得故障的可能的源的影响最小化。
在一个或多个实施例中，各种模拟部件因此可以通过朝着全数字方法移动来被免除，同时具有成本和空间方面的优点，其中SW实施方式是可能的，同时允许相关参数的实时测量。
一个或多个实施例因此可以允许操作根据数字输入信号IS产生模拟输出信号OS的信号处理链路(例如图3中的202、204、206、208)。
在一个或多个实施例中，针对模拟输出信号OS生成至少一个第一标记信号(例如HW ZCF)，并且针对数字输入信号IS生成至少一个第二标记信号(例如Est.ZCF；ZCF'FD，ZCF″FD；ZCF'DC，ZCF″DC；ZCF'T，ZCF″T)。
在一个或多个实施例中，这些标记信号中的每个呈现第一电平和第二电平(例如“1”和“0”)，并且每个标记信号在生成标记所根据的信号具有在特定幅度窗口内的值时被设置成第一电平。
比如，在存在单个输出信号OS的情况下，如果输出信号OS落在其定限窗口内，则标记HW ZCF可以是“1”，反之则为“0”。
在本文中在图3所示的示例性情况下，由于102a处的定限，各种模拟输出信号分量生成相应的“开/关”信号，其由于在102a'处执行的或函数而可以产生用于输出信号OS的标记HW ZCW，其在102a处经历定限的任何模拟输出信号分量落在其定限窗口内时可以是“1”。
同样的内容应用于“第二”标记信号中的任何标记信号，诸如Est.ZCF；ZCF'FD，ZCF″FD；ZCF'DC，ZCF″DC；ZCF'T，ZCF″T，其中：
-Est.ZCF经由图8中的1066处的定限根据分数延迟滤波器1064的信号输出来生成；
-ZCF'FD、ZCF″FD经由图11中的304a、304b处的定限根据分数延迟块302a、302b的输出信号来生成；
-ZCF'DC、ZCF″DC经由图12中的404a、404b处的定限根据求和节点402a、402b的输出信号来生成；
-ZCF'T、ZCF″T经由图13中的504a、504b处的定限根据求和节点502的输出信号来生成。
在本文中例示的一个或多个实施例中，在操作如本文中例示的数模信号处理链路时，可以以各种方式来开发第一标记信号HW ZCF以及第二标记信号Est.ZCF；ZCF'FD，ZCF″FD；ZCF'DC，ZCF″DC；ZCF'T，ZCF″T中的一个或多个。为此，在一个或多个实施例中，可以以数字输入信号IS相同的采样频率来对用于模拟输出信号OS的第一标记信号HW ZCF采样。
比如，在一个或多个实施例中，可以将根据模拟输出OS获得的第一标记信号HWZCF与根据数字输入信号IS获得的第二标记信号Est.ZCF相比较(例如，在图2中的104处)以计算第一标记信号HW ZCF与第二标记信号Est.ZCF彼此相匹配的量。
在一个或多个实施例中，所述量可以选自：
-在特定时间帧上第一标记信号HW ZCF与第二标记信号Est.ZCF的匹配的计数，
-在特定时间帧上第一标记信号HW ZCF与第二标记信号Est.ZCF的匹配的数目与任一类型(HW ZCF或Est.ZCF)的标记信号的总数目的比率，
-在特定时间帧上第一标记信号HW ZCF与第二标记信号Est.ZCF的匹配的数目的变化。
在一个或多个实施例中，例如在其中处理链路“预加载”有用于Est.ZCF的估计参数(其在操作期间不再修改)的这些实施例中，可以生成指示用于模拟输出信号OS的第一标记信号HW ZCF与用于数字输入信号IS的第二标记信号Est.ZCF彼此相匹配的量的性能检查信号AF。这样的性能检查信号可以包括在所述匹配的量下降到特定性能质量门限以下时发出的警报标记AF。
除了或者代替以上内容，在一个或多个实施例中，可以处理结合图10到图14例示的根据模拟输出OS获得的第一标记信号HW ZCF以及以各种方式根据数字输入信号IS获得的各种第二标记信号ZCF；ZCF'FD，ZCF″FD；ZCF'DC，ZCF″DC；ZCF'T，ZCF″T以计算(例如在图9中的块1082、1084、1086中)信号处理链路202、204、206、208的至少一个操作参数(例如FD、DC偏移、T)的估计。如结合图10所例示的，可以计算信号处理链路202、204、206、208的至少一个操作参数(FD、DC偏移、T)的估计作为目标值EV，目标值EV优化性能函数，优选地通过最小化其梯度(参见例如图10中的GRAD＝0)。
在一个或多个实施例中，如果估计操作参数包括延迟FD和/或DC偏移，则可以选择性能函数作为在由例如积分消除块310、410确定的时间帧上第一标记信号HW ZCF和第二标记信号(参见例如图11中用于分数延迟的ZCF'FD、ZCF″F或者图12中用于DC偏移的ZCF'DC、ZCF″DC)的成功检测(前面的表格中的1-1)的差异(例如在图11和图12中的节点308、408处计算的)。
在一个或多个实施例中，如果估计的操作参数包括加窗门限T，则可以选择性能函数作为在由例如图13中的积分消除块510确定的时间帧上第一标记信号HW ZCF和第二标记信号ZCF'T、ZCF″T的错误检测事件和错过的检测事件(参见例如图14中的FD和MD)的差异(例如在图13的节点508处计算的)。
在一个或多个实施例中，如果至少一个操作参数(诸如例如FD、DC偏移或T)的估计值落在可用于操作的特定范围外部，则可以发出性能检查信号，诸如警报标记AF。
在一个或多个实施例中，其中计算信号处理链路202、204、206、208的至少一个操作参数(例如FD、DC偏移、T)的估计，可以向优选地作用于数字输入信号IS的控制回路馈送估计的操作参数(诸如例如DC偏移)以补偿例如可能由于估计操作参数移动到可用于操作的特定范围外部而产生的系统性能损害。
在一个或多个实施例中，生成用于数字输入信号IS的一个或多个第二标记信号可以包括向数字输入信号IS应用以下各项中的一项或多项：
-延迟，如同在图8中向IS应用以生成Est.ZCF的延迟1060和1064的情况，或者图9到图13中的延迟ADJ，302a，302b；ADJ，400；500的情况；
-DC偏移，如同在图8中向IS应用以生成Est.ZCF的DC偏移1062的情况，或者图9到图13中的延迟300，302b；402a，402b；502的情况；
-根据一个或多个门限来加窗，如同在图8中向IS应用以生成Est.ZCF的加窗1066的情况，或者图9到图13中的加窗块304a，304b；404a，404b；504a，504b的情况。
在不偏离根本原理的情况下，细节和实施例可以关于本文中仅通过非限制性示例的方式说明的内容来变化、甚至明显变化，而没有偏离保护范围。保护范围由下面的权利要求来确定。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
通过处理链路从数字输入信号生成模拟输出信号；
基于所述模拟输出信号来生成第一数字信号，所述第一数字信号指示所述模拟输出信号的幅度在一值范围内的时间段；
基于所述数字输入信号和所述第一数字信号来确定所述处理链路的至少一个参数；
基于所述至少一个参数和所述数字输入信号来生成第二数字信号；以及
比较所述第一数字信号和所述第二数字信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二数字信号包括所述第一数字信号的估计。
3.根据权利要求1所述的方法，其中比较所述第一数字信号和所述第二数字信号包括：确定在一个时间帧内所述第一数字信号的幅度等于所述第二数字信号的幅度的次数。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：基于所述第一数字信号和所述第二数字信号的比较，生成性能指示信号，所述性能指示信号指示所述第一数字信号和所述第二数字信号之间的失配度。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述性能指示信号是响应于所述第一数字信号和所述第二数字信号之间的失配大于阈值而生成的。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：响应于所述第一数字信号与所述第二数字信号之前的失配大于所述阈值，调节所述处理链路的所述至少一个参数。
7.一种方法，包括：
从数字输入信号生成模拟输出信号；
基于所述模拟输出信号来生成第一数字信号；
基于所述数字输入信号和所述第一数字信号，确定分数延迟、加窗门限或偏移中的至少一项；
基于所述分数延迟、所述加窗门限或所述偏移中的至少一项和所述数字输入信号，生成所述第一数字信号的估计；以及
基于所述第一数字信号和所述第一数字信号的估计的比较，生成报警信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其中从所述数字输入信号生成所述模拟输出信号包括：
通过数模处理链路从所述数字输入信号生成所述模拟输出信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其中确定所述分数延迟、所述加窗门限或所述偏移中的至少一项包括：分别估计所述数模处理链路的分数延迟、所述数模处理链路的加窗门限或所述数模处理链路的直流DC偏移。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一数字信号与所述第一数字信号的估计之前的比较包括以下至少一项：
在一个时间帧上所述第一数字信号与所述第一数字信号的估计的匹配计数；
在所述时间帧上所述第一数字信号与所述第一数字信号的估计的匹配的数目与任一类型信号的总数之比；或者
在所述时间帧上所述第一数字信号与所述第一数字信号的估计的匹配的数目的方差。
11.根据权利要求7所述的方法，其中响应于所述模拟输出信号的幅度在幅度窗口内，所述第一数字信号具有第一幅度，并且其中响应于所述模拟输出信号的幅度在所述幅度窗口之外，所述第一数字信号具有不同于所述第一幅度的第二幅度。
12.根据权利要求7所述的方法，其中基于所述第一数字信号与所述第一数字信号的估计之间的比较来生成所述报警信号包括响应于所述第一数字信号与所述第一数字信号的估计之间的差异大于预定阈值，生成所述报警信号。
13.根据权利要求7所述的方法，其中基于所述分数延迟、所述加窗门限或所述偏移中的至少一项和所述数字输入信号，生成所述第一数字信号的估计包括：
向所述数字输入信号应用整数延迟，以产生第一中间信号；
向所述第一中间信号应用所述偏移，以产生第二中间信号；
向所述第二中间信号应用所述分数延迟，以产生第三中间信号；以及
使用所述加窗阈值对所述第三中间信号执行定限操作，以产生所述第一数字信号的估计。
14.一种设备，包括：
处理链路，被配置为从数字输入信号生成模拟输出信号；
第一电路，被配置为基于所述模拟输出信号生成第一数字信号，所述第一数字信号指示所述模拟输出信号的幅度在一值范围内的时间段；
处理器，被配置为基于所述数字输入信号和所述第一数字信号来确定所述处理链路的至少一个参数；以及
第一电路，被配置为基于所述至少一个参数和所述数字输入信号来生成第二数字信号，其中所述处理器被进一步配置为比较所述第一数字信号和所述第二数字信号。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述第二数字信号包括所述模拟输出信号的幅度在所述值范围内的时间段的估计。
16.根据权利要求14所述的设备，其中比较所述第一数字信号和所述第二数字信号包括：确定在一个时间帧内所述第一数字信号的幅度等于所述第二数字信号的幅度的次数。
17.根据权利要求14所述的设备，其中所述处理器被进一步配置为：基于所述第一数字信号和所述第二数字信号的比较，生成性能指示信号，所述性能指示信号指示所述第一数字信号和所述第二数字信号之间的失配度。
18.根据权利要求17所述的设备，其中所述性能指示信号是响应于所述第一数字信号和所述第二数字信号之间的失配大于阈值而生成的。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述处理器被进一步配置为：响应于所述第一数字信号与所述第二数字信号之前的失配大于所述阈值，调节所述处理链路的所述至少一个参数。
20.根据权利要求17所述的设备，其中所述第一数字信号和所述第二数字信号的比较包括以下至少一项：
在一个时间帧上所述第一数字信号与所述第二数字信号的匹配计数；
在所述时间帧上所述第一数字信号与所述第二数字信号的匹配的数目与任一类型信号的总数之比；或者
在所述时间帧上所述第一数字信号与所述第二数字信号的匹配的数目的方差。
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