[发明专利]信号发射系统、信号处理系统及其方法

说明书

本申请公开一种信号发射系统、信号处理系统及其方法。频率相关的动态范围控制方法使用于在高频区域具有较低阻抗的信号发射系统中，借此动态估计电流频谱和调节参数以降低高频区域中的电流。此方法有利地避免了电流过载而不需使用串联电阻器作为电流限制器。

技术领域

本发明涉及信号处理装置、系统和方法。更具体地，本发明的实施例在信号发射系统中使用频率相关的动态范围控制技术，以避免电流过载。在一些实施例中，该技术应用于压电扬声器(piezo speaker)系统。

背景技术

压电扬声器的特征在于高频区域中的阻抗较小，代表电容性负载。因此，较高频率的信号会导致电流过载。已知的动态范围控制方法通常使用串联电阻作为限流器，但是会导致所有频率的信号衰减。

因此，需要解决上述一些问题的改进方法和系统。

发明内容

在本发明的实施例中，频率相关的动态范围控制方法被用在信号发射系统，其高频区域中有较低阻抗。本发明实施一种有效的技术来动态估计电流频谱和调节参数以降低高频区域中的电流。本发明的方法有利地避免了电流过载，且不需使用串联电阻器作为电流限制器。

本发明的实施例提供了一种信号发射系统，其包含信号发射器、放大器和处理器。信号发射器具有随信号频率增加的导纳，该信号发射器用以基于放大信号发射输出信号。放大器耦接到该信号发射器，该放大器用以接收动态调节的来源信号，并基于该动态调节的来源信号产生该放大信号，以及将该放大信号传输至该信号发射器。

处理器耦接到该放大器并用以接收来源信号并产生该动态调节的来源信号给该放大器，该处理器包含频率转换模块、频谱-电压转移函数模块、导纳特性模块、参数提取模块、动态调节滤波器模块、逆转换模块以及后处理模块。频率转换模块用以将该来源信号转换为频域表示，其中该频域表示包含多个频率区间。频谱-电压转移函数模块用以将该频域表示转换为电压表示。导纳特性模块用以将该电压表示转换为电流频谱。参数提取模块用以确定击穿频率区间索引和滚降因子，其中该击穿频率区间索引是累积电流不超过电流限制的最高频率区间索引，并且使用该滚降因子以指数方式衰减该频域表示，其中该滚降因子是动态确定的数值，范围从0到1，迭代确定使得总电流低于该电流限制。动态调节滤波器模块用以为该多个频率区间构建调节增益向量，其中该调节增益向量包含具有单位增益的平带部分以及具有衰减增益的滚降部分，其中基于该击穿频率区间索引，该平带部分的该频率区间的区间索引低于平带区间索引，该滚降部分的该频率区间的区间索引高于该平带区间索引，以及将该调节增益向量应用于该频域表示，以产生经调节的频域表示。逆转换模块用以将该经调节的频域表示逆转换为中间时域信号。后处理模块用以对该中间时域信号进行梯度控制，以限制该中间时域信号的连续样本之间的差异，以产生该动态调节的来源信号，并将该动态调节的来源信号发送到该放大器。

在上述信号发射系统的一些实施例中，该参数提取模块被配置为使用二分搜索来迭代地确定该滚降因子，并且其中该滚降部分中的第一区间的该增益会通过该滚降因子而减小，并且该滚降部分中剩余区间的增益通过该滚降因子的指数减小。

在一些实施例中，该信号发射器为压电扬声器，该输出信号为音讯信号。

在一些实施例中，该频域表示包含快速傅里叶转换(FFT)、离散傅里叶转换(DFT)、修正型离散余弦转换(MDCT)、修正型离散正弦转换(MDST)、常数Q转换(CQT)、和使用根据等效矩形带宽(ERB)或巴克尺度的滤波器通道分布的变数Q转换(VQT)。

在一些实施例中，电流频谱根据膨胀因子修改，该膨胀因子大于1。

在一些实施例中，后处理模块基于该来源信号以及该中间时域信号的特性确定梯度控制的差阈值，该来源信号以及该中间时域信号的特性包含波峰因数、平均值、标准偏差、均方根、最大幅度、平均幅度、波峰因数、频谱质心、以及频谱扩展中的至少一个。