TWI303515B - - Google Patents

Description

1303515 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係一可調整D類放大器之切換頻率 之數位音訊放大為。 ‘ 【先前技術】 m 近年來之音訊播放系統，其訊號來源幾乎 • 都是由數位化媒體提供，透過數位類比轉換 器，將數位訊號轉換為類比訊號，再將此類比 訊號輸入至類比功率放大器驅動揚聲器，而類 比功率放大器之架構可分為A類、B類或AB 類’就放大器之功率效應而言，一般常見之類 比功率放大器多由AB類放大器所構成。該Μ 類放大益架構係提供良好之總諧波失真效能， • 屬於、’泉陡曰矾放大器的-種’這種放大器傳統 上在輸出端使用電晶體組構成—個線性驅動器 來限制輸出負載上的電壓振幅而使放大器能工 作在線性區，阳士道 b 口此v致大置的功率損耗於輸出

級的电f體，由於放大器的高功率損耗使得AB 類放大器整體效率不佳’使得d類放大器被提 5 1303515 果目前之D類放。大器為了達到高傳真之效 糸將D類放大态的切換頻率 〜 換頻率，使立1始女哭从认，U疋在一向切 〜 使曰成放大益的輸出失真能儘量降5 取低。傳統之全數位式音吨放士 σ 至 力口祖 、曰Λ放大态相關的系絲 木構均採固定切換頻率方式。但在語立、'先 應用上，有許多情況如靜音、 21衹的 Β τ N月景雜訊時， π不需要如此高的切換頻率。由於功耗 切換頻率成正比，在這此 > Λ 下，尚切換頻率 k成了不必要的功率消耗。 σ雖然上述之習知技術，可達到高傳真及言 扣貝、之語音播放，但是增加功率消耗，無法達 W電之功效。故，一般習用者係無法符合使 用者於實際使用時之所需。 【發明内容】 本發明主要目的係在於，可調整D類放大 器之切換頻率，達到省電之效果。 ，達上述之目的，本發明係為一數位音訊 放大π °亥數位音訊放大器係包含一音框分類 裝置、一頻譜計算裝置、一擴展取樣率產生裝 置 擴展取樣裝置、一雜訊塑型及PCM至 PWM轉換裝置、_ D類放大器、一類比低通濾 波衣置及揚聲益。該數位音訊放大器於一適 6 1303515 2為fs Lx fc，该fe係為該訊號χ[η]在擴增取樣 則之頻率。該輸出訊號Xq[n]的每個取樣點為前 口位元其中b〈b。在該數位音訊放大器的 處理心私中，係以該輸出訊號χ“η]直接轉換成 脈衝寬度調變訊號去驅動該〇類放大器。經由 上述可知，該脈衝寬度調變訊號的轉換過程係 可包含一具L xfeX2b，時脈之計數裝置。 。月參閱『第3 B圖』所示，係為本發明之雜 汛塑型及PCM至PWM轉換裝置之雜訊塑型處 理之z-領域（z-d〇main)分析示意圖。如圖所示·· 係以z領域角度分析該雜訊塑型處理14之原 理。係將輸入訊號x[n]與輸出訊號Xq[n]2 z轉 換分别為X(z)及Xq(z)，其中該Xq(z)S可表示 為：

Xq(z)= X(z) + ens(z) 其中該ens(z)係為經雜訊塑型處理14後訊 號誤差之z轉換，該erq(z)係為量化誤差之z轉 換。為分析該ens (z)及erq (z)之轉換函數，係假 設該輸入訊號Χ(ζ) = 0，可得到下列關係式： when Χ(ζ) = 0 •H(z) erq (z)- ens (z) = - erq (z) ens (z)= erq (z)-H(z) erq (z) = (l-H(z)) erq (z) 1303515 二):上述之關係式係得到一雜訊轉移函數 、 啊)=讀—） :::轉移函數係為_ 轉移函數NTF(Z)=I_H ^亥心 該高通濾'波器之階數1(士 )其中n係為 移函數係為—3 ，於本發明中，該雜訊轉 型處理14··、 ^向通濾波器。利用該雜訊塑 = 於該雜訊塑型及腦至_轉換 衣置内之计數努$ 低至L f，/ 脈係可由L xfCz減 二置，，其中，當b，減少-位元 之時脈係減低為原來之1/2。該雜訊塑 .^ 係可將一數位語音資料由PCM格式 之16位兀，降低至9位元。 凊蒼閱『第4 - y A匕一立 图』所不，係為本發明之效 ::不心圖。如圖所示：該數位音訊放大器經由 核擬測試與固定切換頻率於256咖時相比較， 該數位音訊放大器之平均總功率消耗15為 67.〇7町’該固定切換頻率於256kHz時相之細 功率消耗16為87·〇8ηιν ’由此可知該數位音 訊放大II係可維持高品質之語音訊號及同時降 低2 3 %之功率消杯，；查 千坰牦這到即省功率消耗及省《電 之效果。 1303515 綜上所述’本發明數位音訊放大器可有效 改善習用之種種缺點，可使該數位音訊放大器 知疋提ί、同品質之語音訊號，並達到降低功 率:肖耗及省電之效果’進而使本創作之產生能 更進ν更貫用、更符合使用者之所須，確已 符合創作專利申請之要件，爰依法提出專利申 請。 心惟^上所述者，僅為本創作之較佳實㈣ 太：不能以此限定本創作實施之範圍；故， 凡依本創作申請專利範圍及創作 乍之間早的等效變化與修飾，庙 專利涵蓋之範圍内。 白應仍屬本創作 ^03515 【圖式簡單說明】 ，1圖，係本發明之結構示意圖。 第2圖’係本發明之擴展取樣率產生裝置之流程 圖。

第3A圖，係本發明之雜訊塑型及PCM至pWM 轉換裝置之雜訊塑型處理之時域示意 圖。 第3B圖，係本發明之雜訊塑型及pCM至 轉換裝置之雜訊塑型處理之z-領域 (z-domain)分析示意圖。 第4圖，係本發明之效能示意圖。 【主要元件符號說明】 音框分類裝置1 頻譜計算裝置2 擴展取樣率產生裝置3 擴展取樣裝置4 雜訊塑型及PCM至PWM轉換裝置5 D類放大器ό 類比低通濾波裝置7 揚聲器8 步驟（1)9 步驟（2)10 14 1303515 步驟（3)1 1 步驟（4)12 步驟（5)13 雜訊塑型處理1 4 數位音訊放大器之平均總功率消耗1 5 固定切換頻率於256kHz時相之總功率消耗16

Claims (1)

1303515 \TfU^ 、申請專利範圍 種數位音訊放大器，其至少包含： 曰框分類裝置，係可將一語音訊號切割成語音 曰框，該語音音框並分為有聲音框、無聲音框或 靜音音框； 項卩计算裝置，其輸入端係耦接於該音框分類

裝置之輸出端，係以離散傅立葉轉換計算該語音 音框之頻率成份； 。曰 擴展取樣產生裝置，其輸入端係耦接於該頻譜 S十异裝置之輸出端，係決定各語音音框之D類放大 器之切換頻率； 擴展取樣裝置，其第—輸人端係純於該音框

刀類裝置之輸出端，且第二輸人端_接於該擴 展取樣產生裝置之輸出端，係提升D類放大器之切 換頻率； 雜》fl塑型及PCM至PWM轉換裝置，其輸入端係 :接於該擴展取樣裝置之輸出端，係使一數位語 音訊號重新量化’並轉換該數位語音訊號為脈波 寬度調變訊號； 一 D類放大器 其輸入端係耦接於該雜訊塑型及 1303515 Γ?7

係放大該脈波寬 PCM至PWM轉換裝置之輸出端 度調變訊號之音頻訊號； 一類比低通濾波裝置，其輸入端係耦接於該D類放 大器之輸出端，係轉換該脈波寬度調變訊號為一 音源訊號，並濾除該脈波寬度調變訊號中音頻訊 號之高頻成份；以及 揚聲裔，其輸入端係耦接於該類比低通濾波裝 置之輸出端，係播放該音源訊號。 2·依申請專利範圍第丨項所述之數位音訊放大器，其 中’該語音音框為靜音音框時係於數位語音訊號 傳送至該數位音訊放大器前清除。 依申明專利範圍第！項所述之數位音訊放大器，其 中，忒浯音音框為有聲音框時係進行計算該語音 音框之頻率成份及切換頻率。 依申叫專利範圍第1項所述之數位音訊放大器，其 中，該擴展取樣率產生裝置係依訊號之頻率成份 及切換頻率模式來預估該數位音訊放大器於使用 時之輸出失真。 又申 '專利範圍第丨項所述之數位音訊放大器，其 17 1303515 9m!正猶頁 中 該擴展取樣率產生裝置決定該 邊音音框之切 換頻率時’將該切換頻率於一語音訊號編碼流程 中嵌入壓縮後之語音訊號。 6.依申請專利範圍第！項所述之數位音訊放大器，其 中-玄雜5fl塑型及PCM至PWM轉換裝置係可包含 一計數裝置。

贫申明專利範圍第丨項所述之數位音訊放大器，其 立雜衹塑型及1>CM至PWM轉換裝置係將數位 6吾音貪料由16位元之PCM格式轉為9位元。 8 ·依《申含龙宙 月利範圍第4項所述之數位音訊放大 器’其中，該 率，分別為8、 切換頻率模式係有4種之擴展取樣 16 1303515 7 £· 7t 丁日 頁

丽I派 1303515

-R ο >Η - 頁 e， οι

碧搬 1303515

1303515 (Ni+NXNP· 寸一

_ae搬