[发明专利]执行增强的Σ-Δ调制

说明书

技术领域

本发明涉及信号的编码，且更明确地说涉及使用∑-Δ调制对信号进行的编码。

背景技术

一般来说，∑-Δ调制(SDM)指使用脉冲密度调制(PDM)将高分辨率信号(例如，模拟信号)编码成较低分辨率信号(例如，数字信号)的过程。PDM指用数字数据表示模拟信号使得由脉冲密度调制产生的信号通过其相对位密度来表示模拟信号的振幅的调制形式。∑-Δ调制指逆过程，即从较低分辨率数字信号重建模拟信号。通常，∑-Δ调制和解调制由模/数转换器(ADC)、数/模转换器(DAC)、频率合成器、切换模式电力供应器、用于D类放大器和电动机控制的控制电路(仅举几个实例)使用。

∑-Δ调制器重建为积分器单元与量化器单元的线性组合，其中积分器单元的输出馈入到量化器单元的输入中。量化器单元的输出为∑-Δ调制器的输出信号。此输出还是将输出信号反馈到求和单元的反馈回路的一部分，求和单元的输出馈送到积分器单元的输入。此求和单元、积分器单元和量化器单元形成通常所称作的一阶∑-Δ调制器。在求和单元之前串联地添加额外积分器单元使在求和单元之前串联地添加的每一额外积分器的阶数增加一。

为了实现所要信噪比(SNR)(例如对于∑-Δ调制器的输出信号为90到100dB SNR)，可用两种方式修改∑-Δ调制器。在第一种方式中，可增加∑-Δ调制器的阶数，但使阶数增加到四阶或五阶以上通常会导致不稳定的∑-Δ调制器。在第二种方式中，可增加∑-Δ调制器的重复取样速率(OSR)。然而，增加∑-Δ调制器的OSR会增加准确地表示输入信号所需要的位数。增加位数可为∑-Δ调制器应用的重要考虑，∑-Δ调制器应用在有限带宽信道(例如，无线信道)上传送输出信号，其中∑-Δ调制器可用于移动电话中的模/数(A/D)转换器或数/模(D/A)转换器中。位增加可消耗更多无线信道带宽。

发明内容

一般来说，本发明描述用于执行增强的∑-Δ调制的技术。在一些实例中，本发明中描述的∑-Δ调制可视为增强的，因为其可提供具有比常规∑-Δ调制产生的信噪比(SNR)好的SNR的信号。在一些实例中，本发明中描述的∑-Δ调制可增加SNR，而与一些常规∑-Δ调制器相比不会大体上增加增强的∑-Δ调制器的复杂性。当增强的和常规的∑-Δ调制器两者使用相同OSR时，配置有给定阶时的本发明中描述的∑-Δ调制器与同一阶的常规∑-Δ调制器相比可改进所得信号的SNR。在这方面，如本发明中描述而配置的∑-Δ调制器与类似的常规∑-Δ调制器相比可视为增强的。

在一个实例中，一种执行增强的∑-Δ调制的方法，所述方法包括：用设备对输入信号应用预测滤波器以便从所述输入信号产生经滤波信号；以及将预测增益的估计计算为随所述输入信号的能量和所述经滤波信号的能量而变。所述方法还包括：基于所述预测增益的所述估计而用所述设备放大所述经滤波信号以产生经放大信号；根据重复取样速率用所述设备对所述经放大信号重复取样以产生经重复取样的信号；以及对所述经重复取样的信号执行∑-Δ调制以产生经调制信号。

在另一实例中，一种设备包括：预测滤波器单元，其对输入信号执行预测滤波以产生经滤波信号且将预测增益的估计计算为随所述输入信号的能量和所述经滤波信号的能量而变；以及放大器，其接收所述经滤波信号且基于所述预测增益而放大所述经滤波信号以产生经放大信号。所述设备还包含：重复取样单元，其接收所述放大信号且根据重复取样速率执行重复取样以产生经重复取样的信号；以及∑-Δ调制单元，其接收所述经重复取样的信号且执行∑-Δ调制以产生经调制信号。

在另一实例中，一种设备包括：用于对输入信号执行预测滤波以产生经滤波信号且将预测增益的估计计算为随所述输入信号的能量和所述经滤波信号的能量而变的装置；以及用于基于所述预测增益而放大所述经滤波信号以产生经放大信号的装置。所述设备还包括：用于根据重复取样速率对所述经放大信号重复取样以产生经重复取样的信号的装置；以及用于对所述经重复取样的信号执行∑-Δ调制以产生经调制信号的装置。

在另一实例中，一种计算机可读存储媒体编码有指令，所述指令致使可编程处理器：对输入信号应用预测滤波器以便从所述输入信号产生经滤波信号；将预测增益的估计计算为随所述输入信号的能量和所述经滤波信号的能量而变；基于所述预测增益的所述估计而放大所述经滤波信号以产生经放大信号；根据重复取样速率对所述经放大信号重复取样以产生经重复取样的信号；以及对所述经重复取样的信号执行∑-Δ调制以产生经调制信号。