DE102017121311A1

DE102017121311A1 - Baugruppe zum vermeiden eines phasenfehlers

Info

Publication number: DE102017121311A1
Application number: DE102017121311.2A
Authority: DE
Inventors: Dimitris Grimanis; Jason Anthony Greenslade
Original assignee: Tymphany Hong Kong Ltd
Current assignee: Tymphany Hong Kong Ltd
Priority date: 2016-12-05
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2018-06-07
Anticipated expiration: 2037-09-15
Also published as: CN107579737A; DE102017121311B4; CN107579737B; DK201770694A1; US9838788B1; CN207304524U; GB2557394A; GB201714781D0

Abstract

Eine Baugruppe, welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, enthält eine Eingangseinheit, eine Filtereinheit, eine Begrenzereinheit, eine Subtraktionseinheit und eine Additionseinheit. Die Eingangseinheit stellt ein ursprüngliches Audiosignal bereit. Die Filtereinheit wählt einen Anteil von einem ursprünglichen Audiosignal in Übereinstimmung mit einer zuvor eingestellten Bandbreiten-Einstellung bei der Filtereinheit aus, um ein erstes Audiosignal auszubilden, und gibt das Audiosignal über einen zweiten Ausgangsanschluss aus. Die Begrenzereinheit analysiert die Amplitudengröße in Übereinstimmung mit einem zuvor eingestellten Amplituden-Schwellwert, um ein zweites Audiosignal auszubilden. Die Subtraktionseinheit subtrahiert das erste Audiosignal vom ursprünglichen Audiosignal, um ein drittes Audiosignal auszubilden. Das zweite Audiosignal und das dritte Audiosignal haben die gleiche Phasenverzögerung. Die Additionseinheit addiert das zweite Audiosignal und das dritte Audiosignal, um ein viertes Audiosignal auszubilden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Audiosignal-Verarbeitungstechniken, und genauer gesagt auf ein Audiosystem, welches dazu konfiguriert ist, um verschiedene Fehler zu kompensieren, die in Audiosignalen auftreten.
HINTERGRUND
Wie in 1 gezeigt, verwendet eine herkömmliche Technik eine Frequenzweiche 1, um ein Audiosignal X zu analysieren. Die Frequenzweiche 1 filtert das Audiosignal X in zwei unterschiedliche Frequenzbänder X1 und X2 (engl. band waves). Eine erste Frequenz X1 (engl. first wave) wird an einen Begrenzer 2 (engl. slicer) oder Hochpassfilter übertragen und als ein gefiltertes Signal X3 ausgegeben. Eine zweite Frequenz X2 wird von der Frequenzweiche ausgegeben und mittels eines Summierers 3 mit der ersten Frequenz X1 zusammengefasst, um ein Ausgangssignal (X2 + X3) zu erzeugen. Die Frequenzweiche 1 kann jedoch einen Phasenfehler einführen. Beispielsweise kann ein Tiefpassfilterabschnitt von der Frequenzweiche 1 eine nachlaufende Phasenverschiebung mit zunehmender Frequenz einführen, während ein Hochpassabschnitt von der Frequenzweiche 1 eine voreilende Phasenverschiebung einführen kann. Es besteht ebenso ein Phasenfehler zwischen der Frequenz X1 und dem Audiosignal X, da die Frequenz X1 durch den Begrenzer 2 beeinflusst werden kann, wenn die Frequenz X1 von dem Begrenzer 2 (nämlich Frequenz X3) ausgegeben wird. Es gibt ebenso einige überlappte Frequenzen, welche aufgrund eines Differenz-Phasenfehlers erzeugt werden, welcher zwischen den Frequenzen X2 und X3 auftritt, während die Frequenz X2 zur Frequenz X3 addiert wird. Somit hat das Audiosignal X eine Störung.
Angesichts dessen stellt die zumindest eine nicht-einschränkende Ausführungsform eine Baugruppe bereit, welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, um die zuvor genannten Probleme im Zusammenhang mit herkömmlichen Techniken zu lösen.
ZUSAMMENFASSUNG
Verschiedene nicht-einschränkende Ausführungsformen stellen eine Baugruppe bereit, welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, um den Einsatzzweck zu erreichen, dass eine Störung durch eine Filtereinheit, eine Begrenzereinheit, eine Subtraktionseinheit und eine Additionseinheit verhindert wird.
Die zumindest eine Ausführungsform stellt eine Baugruppe bereit, welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, um den Einsatzzweck einer Phasenkompensation über die mehrstufige Schaltung zu erreichen, um die Phasenverzögerung zu synchronisieren.
Die zumindest eine Ausführungsform stellt eine Baugruppe bereit, welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, wobei sie bei einer linearen Verdichterschaltung (engl. compressor linear circuit) oder einer analogen Phasenverzögerungsschaltung angewendet wird.
Um die zuvor genannten Einsatzzwecke und Weiteres zu erreichen, stellt die zumindest eine nicht-einschränkende Ausführungsform eine Baugruppe bereit, welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, umfassend eine Filtereinheit, eine Begrenzereinheit (engl. slicer unit), eine Subtraktionseinheit und eine Additionseinheit. Es ist optional eine Eingabeeinheit bereitgestellt, welche einen ersten Eingangsanschluss und einen ersten Ausgangsanschluss enthält. Der erste Eingangsanschluss kann dazu verwendet werden, um ein ursprüngliches Audiosignal zu empfangen. Die Filtereinheit umfasst einen zweiten Eingangsanschluss und einen zweiten Ausgangsanschluss. Der zweite Eingangsanschluss kann mit dem ersten Ausgangsanschluss verbunden werden. Die Filtereinheit ist mit einer zuvor eingestellten und abstimmbaren Bandbreite eingestellt. Die Filtereinheit wählt einen Anteil des ursprünglichen Audiosignals gemäß der zuvor eingestellten Bandbreite aus, um ein erstes Audiosignal vom zweiten Ausgangsanschluss auszugeben. Die Begrenzereinheit enthält einen dritten Eingangsanschluss und einen dritten Ausgangsanschluss. Der dritte Eingangsanschluss ist mit dem zweiten Ausgangsanschluss verbunden. Die Begrenzereinheit ist mit einem abstimmbaren Amplituden-Schwellwert eingestellt. Die Begrenzereinheit bildet ein zweites Audiosignal, indem die erste Audiosignalamplitude gemäß dem Amplituden-Schwellwert analysiert wird. Das zweite Audiosignal wird vom dritten Ausgangsanschluss ausgegeben. Die Subtraktionseinheit enthält einen vierten Eingangsanschluss, einen fünften Eingangsanschluss und den vierten Ausgangsanschluss. Der vierte Eingangsanschluss ist mit dem ersten Eingangsanschluss verbunden, und der fünfte Eingangsanschluss ist mit dem zweiten Ausgangsanschluss verbunden. Die Subtraktionseinheit subtrahiert das erste Audiosignal vom ursprünglichen Signal, um ein drittes Audiosignal auszubilden, welches vom vierten Ausgangsanschluss ausgegeben wird. Sowohl das dritte Audiosignal als auch das zweite Audiosignal haben die gleiche Phasenverzögerung. Die Additionseinheit enthält einen sechsten Eingangsanschluss, einen siebten Eingangsanschluss und einen fünften Ausgangsanschluss. Der sechste Eingangsanschluss ist mit dem vierten Ausgangsanschluss verbunden, und der siebte Eingangsanschluss ist mit dem dritten Ausgangsanschluss verbunden. Die Additionseinheit addiert das zweite Audiosignal mit dem dritten Audiosignal, um ein viertes Audiosignal auszubilden, und das vierte Audiosignal wird vom fünften Ausgangsanschluss ausgegeben. Das vierte Audiosignal ist gleich dem ursprünglichen Audiosignal, und es liegt zwischen ihnen ein Phasenfehler vor.
Figurenliste

1 veranschaulicht ein herkömmliches technisches Blockdiagramm von einer Baugruppe zum Vermeiden eines Phasenfehlers;
2 veranschaulicht ein Blockdiagramm, welches eine Baugruppe darstellt, welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, gemäß einer ersten nicht-einschränkenden Ausführungsform; und
3 veranschaulicht verschiedene Wellenformen, welche durch die in 2 dargestellte Baugruppe erzeugt werden.

GENAUE BESCHREIBUNG
Es werden verschiedene nicht-einschränkende Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung beschrieben, bei welchen sich durchweg gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen.
2 zeigt ein Blockdiagramm von einer Baugruppe 10, welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, gemäß einer ersten nicht-einschränkenden Ausführungsform. Die Baugruppe 10 ist dazu konfiguriert, um den Phasenfehler zu vermeiden, und kann bei einer Phasenkompensation implementiert werden, um den Einsatzzweck zum Vermeiden einer Störung zu erfüllen.
Die Baugruppe 10 enthält eine optionale Eingangseinheit 12, eine Filtereinheit 14, eine Begrenzereinheit 16 oder ein Hochpassfilter 16, eine Subtraktionseinheit 18 und eine Additionseinheit 20.
Die Eingangseinheit 12 enthält einen ersten Eingangsanschluss 122 und einen ersten Ausgangsanschluss 124. Die Eingangseinheit 12 kann ein leitfähiges Verdrahtungsmuster, ein Anschlussschnittstellenmuster oder irgendein weiteres Schaltungselement sein. Der erste Eingangsanschluss 122 ist dazu in der Lage, ein ursprüngliches Audiosignal (OAS) zu empfangen, und empfängt dieses. Ein Beispiel von der OAS-Wellenform ist ferner in 3 dargestellt. Das OAS ist beispielsweise als eine Sinuswelle dargestellt, welche eine positive Halbwelle und eine negative Halbwelle enthält.
Die Filtereinheit 14 enthält einen zweiten Eingangsanschluss 142 und einen zweiten Ausgangsanschluss 144. Die Filtereinheit 14 kann als ein Filterschaltkreis aufgebaut sein, welcher zumindest eines und vorzugsweise zumindest zwei von einem Widerstandselement (nicht gezeigt), einem kapazitiven Element (nicht gezeigt) und einem induktiven Element (nicht gezeigt) enthält. Der zweite Eingangsanschluss 142 ist mit dem ersten Ausgangsanschluss 124 verbunden. Die Filtereinheit 14 ist vorzugsweise mit einer zuvor eingestellten Bandbreite und/oder vorzugsweise ebenso mit einer abstimmbaren Bandbreite eingestellt. Indem der Widerstand des Widerstandselements, die Kapazität des Kondensators und die Induktivität des induktiven Elements eingestellt werden, um die gesamte Impedanz, die Aufladezeit und die Entladezeit zu bestimmen, hat die Filtereinheit 14 eine zuvor eingestellte und abstimmbare Bandbreite.
In zumindest einer Ausführungsform enthält die Filtereinheit 14 zumindest einen von einem Tiefpassfilter (nicht gezeigt), einem Bandpassfilter (nicht gezeigt) und einem Hochpassfilter (nicht gezeigt), in Übereinstimmung mit ihrem Entwurf. Beispielsweise ist der Tiefpassfilter dazu konfiguriert, um eine Wellenform mit einer tiefen Frequenz durchzulassen, ist der Hochpassfilter dazu konfiguriert, um eine Wellenform mit einer hohen Frequenz durchzulassen, und ist der Bandpassfilter dazu konfiguriert, um eine Wellenform mit einer mittleren Frequenz durchzulassen, wenn die Wellenform eine tiefe Frequenz, mittlere Frequenz und hohe Frequenz enthält.
Die Filtereinheit 14 wählt einen Anteil des ursprünglichen Audiosignals (OAS) gemäß der zuvor eingestellten Bandbreite aus und gibt ein erstes Audiosignal (FAS) über den zweiten Ausgangsanschluss 144 aus. In 3 ist die zuvor eingestellte Bandbreite der Filtereinheit 14 derart ausgewählt, um zu ermöglichen, dass die positive Halbwelle des ursprünglichen Audiosignals OAS, nämlich das erste Audiosignal FAS, durchgelassen wird. Da es möglich ist, eine Phasenänderung zu erzeugen, wenn das OAS durch die Filtereinheit 14 durchläuft, ist sie, zum Zwecke der besseren Erläuterung und einer weiteren Betrachtung der Phasenänderung, derart eingestellt, dass, verglichen mit dem ursprünglichen Audiosignal OAS, eine Phasenverzögerung des ersten Audiosignals FAS vorliegt. Die Phasenverzögerung kann beispielsweise ein Mehrfaches von 180 Grad betragen.
Die Begrenzereinheit 16 oder der Hochpassfilter 16 enthält einen dritten Eingangsanschluss 162 und einen dritten Ausgangsanschluss 164. Der dritte Eingangsanschluss 162 ist mit dem zweiten Ausgangsanschluss 144 verbunden, um das FAS zu empfangen. Die Begrenzereinheit 16 ist vorzugsweise mit einem zuvor eingestellten und/oder abstimmbaren Amplituden-Schwellwert versehen. Beispielsweise wird das FAS auf den Amplituden-Schwellwert begrenzt, um eine abnormale Spannung zu vermeiden (die abnormale Spannung hat im Allgemeinen eine höhere Amplitude), wenn die FAS-Amplitude größer oder gleich dem Amplituden-Schwellwert ist. Die Begrenzereinheit 16 bestimmt die Intensität der Ausgangsamplitude von dem FAS in Übereinstimmung mit dem Amplituden-Schwellwert, und bildet ein zweites Audiosignal (SAS). Das SAS wird über den dritten Ausgangsanschluss 164 ausgegeben. In 3 ist die Ausgangswelle der Begrenzereinheit 16 eine positive Halbwelle, und zwar auf die gleiche Art und Weise wie bei der Filtereinheit 14. Jedoch, unter Betrachtung der zuvor erwähnten Phasenänderungssituation, ist sie derart eingestellt (oder wird derart gewürdigt), dass das SAS im Hinblick auf das FAS einen Phasenfehler hat. Beispielsweise kann ein Phasenfehler, welcher beispielsweise ein Mehrfaches von 180 Grad ist, eingeführt werden.
Die Subtraktionseinheit 18 enthält einen vierten Eingangsanschluss 182, einen fünften Eingangsanschluss 184 und einen vierten Ausgangsanschluss 186. Der vierte Eingangsanschluss 182 ist mit dem ersten Ausgangsanschluss 124 verbunden, und der fünfte Eingangsanschluss 184 ist mit dem zweiten Ausgangsanschluss 144 verbunden. Die Subtraktionseinheit 18 subtrahiert das FAS vom OAS, um ein drittes Audiosignal (TAS) zu erzeugen. Unter Betrachtung der zuvor erwähnten Phasenänderungssituation ist es klar und deutlich, dass das dritte Audiosignal TAS im Hinblick auf das zweite Audiosignal TAS verzögert ist. Die Phasenverzögerung kann beispielsweise ein Mehrfaches von 180 Grad betragen. Es ist zu erwähnen, dass das FAS anstelle dessen in der Begrenzereinheit 16 invertiert und auf eine negative Halbwelle geändert werden kann, und ferner mit dem OAS addiert werden kann, sodass es das Merkmal einer Subtraktion des FAS vom OAS erzielt. Das TAS wird vom vierten Ausgangsanschluss 186 ausgegeben.
Die Additionseinheit 20 enthält einen sechsten Eingangsanschluss 202, einen siebten Eingangsanschluss 204 und einen fünften Ausgangsanschluss 206. Der sechste Eingangsanschluss 202 ist mit dem vierten Ausgangsanschluss 186 verbunden, und der siebte Ausgangsanschluss 204 ist mit dem dritten Ausgangsanschluss 164 verbunden. Die Additionseinheit 20 addiert das SAS mit dem TAS, um ein viertes Audiosignal (FAS') auszubilden. Es ist zu erwähnen, dass sowohl das SAS als auch das TAS die gleiche Phasenverschiebung haben, und dass die positive Halbwelle von dem SAS gleich der negativen Halbwelle von dem TAS ist. Daher löschen (engl. wipe) sich die positive Halbwelle und die negative Halbwelle während des Additionsprozesses einander aus (das heißt, sie löschen (engl. cancel) sich einander aus), und nehmen dann das OAS an, nämlich das vierte Audiosignal FAS'. Der fünfte Ausgangsanschluss 206 gibt das FAS' aus, wobei das FAS' gleich dem OAS ist. In zumindest einer Ausführungsform gibt es eine Phasenverschiebung zwischen dem FAS' und dem OAS. Die Phasenverschiebung zwischen ihnen kann beispielsweise ungefähr 90 Grad betragen.
Die Subtraktionseinheit 18 und die Additionseinheit 20 können jeweils eines oder mehrere von einem Operationsverstärker (nicht gezeigt) und zumindest eines von einem Widerstandselement (nicht gezeigt), einem kapazitiven Element (nicht gezeigt) und einem induktiven Element (nicht gezeigt) enthalten.
In zumindest einer Ausführungsform ist die Anzahl von der Filtereinheit 14 und der Begrenzereinheit 16 lediglich ein Beispiel. In einer weiteren Ausführungsform kann die Anzahl von der Filtereinheit 14 und der Begrenzereinheit 16 ein Mehrfaches sein.

Claims

Baugruppe (10), welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, wobei die Baugruppe (10) enthält: eine Filtereinheit (14) mit einem Eingangsanschluss (142), welcher hier als ein zweiter Eingangsanschluss (142) bezeichnet ist, und einem Ausgangsanschluss (144), welcher hier als ein zweiter Ausgangsanschluss (144) bezeichnet ist, wobei die Filtereinheit (14) einen Anteil von einem ursprünglichen Audiosignal (OAS) in Übereinstimmung mit einer zuvor eingestellten und/oder abstimmbaren Bandbreiten-Einstellung aussucht oder auswählt, um ein erstes Audiosignal (FAS) über den zweiten Ausgangsanschluss (144) auszugeben; eine Begrenzereinheit (16) mit einem Eingangsanschluss (162), welcher hier als ein dritter Eingangsanschluss (162) bezeichnet ist, und einem Ausgangsanschluss (164), welcher hier als ein dritter Ausgangsanschluss (164) bezeichnet ist, wobei der dritte Eingangsanschluss (162) mit dem zweiten Ausgangsanschluss (144) verbunden ist, wobei die Begrenzereinheit (16) dazu konfiguriert ist, um eine Amplitudengröße in Übereinstimmung mit einem zuvor eingestellten Amplituden-Schwellwert zu analysieren, um ein zweites Audiosignal (SAS) auszubilden und das zweite Audiosignal (SAS) über den dritten Ausgangsanschluss (164) auszugeben; eine Subtraktionseinheit (18) mit einem Eingangsanschluss (182), welcher hier als ein vierter Eingangsanschluss (182) bezeichnet ist, zum Empfangen des ursprünglichen Audiosignals (OAS), einem weiteren Eingangsanschluss (184), welcher hier als ein fünfter Eingangsanschluss (184) bezeichnet ist, welcher mit dem zweiten Ausgangsanschluss (144) verbunden ist, und einem Ausgangsanschluss (186), welcher hier als ein vierter Ausgangsanschluss (186) bezeichnet ist, wobei die Subtraktionseinheit (18) dazu konfiguriert ist, um das erste Audiosignal (FAS) von dem ursprünglichen Audiosignal (OAS) zu subtrahieren, um ein drittes Audiosignal (TAS) auszubilden, wobei das zweite Audiosignal (SAS) und das dritte Audiosignal (TAS) eine gleiche oder ähnliche Phasenverzögerung haben; und eine Additionseinheit (20) mit einem Eingangsanschluss (202), welcher hier als ein sechster Eingangsanschluss (202) bezeichnet ist, welcher mit dem vierten Ausgangsanschluss (186) verbunden ist, und einem weiteren Eingangsanschluss (204), welcher hier als ein siebter Eingangsanschluss (204) bezeichnet ist, welcher mit dem dritten Ausgangsanschluss (164) verbunden ist, und einem Ausgangsanschluss (206), welcher hier als ein fünfter Ausgangsanschluss (206) bezeichnet ist, wobei die Additionseinheit (20) das zweite Audiosignal (SAS) und das dritte Audiosignal (TAS) addiert, um ein viertes Audiosignal (FAS') auszubilden, welches über den fünften Ausgangsanschluss (206) ausgegeben wird, wobei das vierte Audiosignal (FAS') gleich dem ursprünglichen Audiosignal (OAS) ist und zwischen ihnen eine Phasenabweichung oder -differenz vorliegt.
Baugruppe (10), welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, nach Anspruch 1, wobei eine Amplitude von dem ersten Audiosignal (FAS) nicht kleiner ist als der zuvor eingestellte Amplituden-Schwellwert.
Baugruppe (10), welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Filtereinheit (14) zumindest eines ist von einem Tiefpassfilter, einem Bandpassfilter und einem Hochpassfilter.
Baugruppe (10), welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filtereinheit (14) einen Filterschaltkreis enthält, welcher zumindest eines, vorzugsweise zumindest zwei enthält von einem Widerstandselement, einem kapazitiven Element und einem induktiven Element.
Baugruppe (10), welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filtereinheit (14) die zuvor eingestellte Bandbreiten-Einstellung einstellt.
Baugruppe (10), welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Filterschaltkreis die zuvor eingestellte Bandbreiten-Einstellung einstellt.
Baugruppe (10), welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Begrenzereinheit (16) einen Begrenzerschaltkreis enthält, welcher zumindest eines, vorzugsweise zumindest zwei enthält von einem Widerstandselement, einem kapazitiven Element und einem induktiven Element.
Baugruppe (10), welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Begrenzerschaltkreiseinheit (16) den zuvor eingestellten Amplituden-Schwellwert einstellt.
Baugruppe (10), welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Begrenzerschaltkreis den zuvor eingestellten Amplituden-Schwellwert einstellt.
Baugruppe (10), welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Subtraktionseinheit (18) und die Additionseinheit (20) beide einen Operationsverstärker und zumindest eines von einem Widerstandselement, einem kapazitiven Element und einem induktiven Element enthalten.
Baugruppe (10), welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Eingangseinheit (12) mit einem Eingangsanschluss (122), welcher hier als ein erster Eingangsanschluss (122) bezeichnet ist, welcher dazu konfiguriert ist, um das ursprüngliche Audiosignal (OAS) zu empfangen, und einem Ausgangsanschluss (124), welcher hier als ein erster Ausgangsanschluss (124) bezeichnet ist, wobei der zweite Eingangsanschluss (142) mit dem ersten Ausgangsanschluss (124) verbunden ist.
Baugruppe (10), welche dazu konfiguriert ist, um einen Phasenfehler zu vermeiden, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 11, wobei der vierte Eingangsanschluss (182) mit dem ersten Ausgangsanschluss (124) verbunden ist.