[发明专利]基于编码转换的数字扬声器驱动方法和装置

权利要求书

1.一种基于编码转换的数字扬声器驱动方法，包括如下步骤：

（1）输入格式转换；

（2）多比特∑-Δ调制；

（3）温度计编码转换；

（4）动态失配整形处理；

（5）脉冲宽度调制编码转换；

（6）控制全桥功放网络的MOSFET管进行开关状态切换，驱动数字化扬声器负载发声。

2.根据权利要求1所述基于编码转换的数字扬声器驱动方法，其特征在于：所述步骤1中所述输入格式转换分为模拟信号和数字信号两种情况，针对模拟信号情况，首先需要经过模数转换操作，转换为基于PCM编码的数字信号，然后按照指定位宽和采样率的参数要求进行变换，转换为满足参数要求的PCM编码信号；针对数字信号情况，仅需要按照指定位宽和采样率的参数要求进行变换，转换为满足参数要求的PCM编码信号。

3.根据权利要求1所述基于编码转换的数字扬声器驱动方法，其特征在于：所述步骤2中所述多比特∑-Δ调制，其处理过程如下：首先，通过插值滤波器，将均衡处理后的高比特PCM编码按照指定的过采样因数进行插值滤波处理，获得过采样的PCM编码信号；然后，进行多∑-Δ调制处理，将音频带宽范围内的噪声能量推挤到音频带之外。

4.根据权利要求1所述基于编码转换的数字扬声器驱动方法，其特征在于：所述步骤2中所述多比特∑-Δ调制，其所采用的多比特∑-Δ调制器结构，是按照高阶单级串行调制方法或者多级并行调制方法进行调制器结构和参数设计，对插值滤波器输出的过采样信号进行噪声整形处理，将噪声能量推挤到音频带之外。

5.根据权利要求1所述基于编码转换的数字扬声器驱动方法，其特征在于：所述步骤3中所述温度计编码转换，将位宽为M的低比特PCM编码信号转换为对应于2^M个通道的数字功放和扬声器负载的1比特编码信号，将M比特编码信号按照同等权重分配给2^M个数字通道，各通道上的数字信号仅有“0”和“1”两种编码状态。

6.根据权利要求1所述基于编码转换的数字扬声器驱动方法，其特征在于：所述步骤4中所述动态失配整形处理，将温度计编码获得的2^M个通道的二元状态码矢量，进行基于0和1二元状态码的动态失配整形处理，消除2^M个通道后级数模转换负载之间频响差异所造成的谐波失真分量，降低噪声幅度。

7.根据权利要求1所述基于编码转换的数字扬声器驱动方法，其特征在于：所述步骤4中所述动态失配整形处理，采用DWA 、VFMS和TSMS算法之一进行动态失配整形器的结构和参数设计，将由多个数字通道频响差异引入的非线性谐波失真频谱进行白化和整形处理，压低带内谐波失真成份的强度，将其功率推挤到带外高频段，消除带内谐波失真同时提升带内信噪比强度。

8.根据权利要求1所述基于编码转换的数字扬声器驱动方法，其特征在于：所述步骤5中所述脉冲宽度调制编码转换，将动态失配整形器获得的2^M个通道、开关速率为f_o的1比特数据流，按照PWM的编码方式转换为2^M个通道、开关速率为f_M的1比特数据流，将每个通道上原来开关速率过高的PDM编码信号转换为开关速率较低的PWM编码信号。

9.根据权利要求1所述基于编码转换的数字扬声器驱动方法，其特征在于：步骤5中所述脉冲宽度调制编码转换，是将多比特∑-Δ调制器和动态失配整形器处理后所获得的每个传输通道上PDM格式的编码信号转换为PWM编码信号，其具体转换流程如下：PDM格式编码向PWM格式编码的转换，是按照数据帧长度相等的原则进行的，在一个数据帧长度内，PDM编码信号包含多个高电平，在转换为PWM编码时，仍然保留相同数量的高电平，在PWM编码信号中，高电平的脉冲宽度等于PDM编码信号中所有高电平的脉冲宽度之和；在进行PDM编码到PWM编码的转换过程中，两者之间的每个数据帧在时间上对齐。

10.根据权利要求1所述基于编码转换的数字扬声器驱动方法，其特征在于：所述步骤6中所述开关状态切换，是指每个数据传输通道通过转换后的PWM编码信号以及与其反相信号组成差分PWM的控制信号，去控制全桥功放电路进行开关动作。