TW200906076A - Adaptive dynamic range control - Google Patents

Description

200906076 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本揭示案大體而言係關於電子技術，且更具體言之係關 於用於西格瑪-德耳塔調變器及其他電路之適應性動態範 圍控制的裝置及技術。 本專利申請案主張2007年7月18日所申請之名為,，適應性 動態範圍控制（ADAPTIVE DYNAMIC RANGE CONTROL)"的

臨時申請案第60/950,590號之優先權，該案已讓與給其受 讓人，且在此以引用之方式明確地併入本文中。 【先前技術】 西格瑪-德耳塔調變器及其他類似電路已存在多年且具 有廣泛範圍之應用，諸如通信系統、音訊系統、精密量測 设備及許多其他系統及設備。舉例而言，在音訊應用中， 西格瑪-德耳塔調變器經常用於將音訊信號轉換為一個位 元的數位信號流。轉換過程係藉由過取樣音訊信號來執 行，因此在較大頻譜上展開量化雜訊。調變器進一步修改 量化雜訊之頻譜特性，使得其在所關注的頻帶（亦即7音 訊頻帶）中為低，而在其他頻帶中為高。 在許多音訊系統中，數位位元流係在轉換回至音訊信號 以進行回放之前經處理、儲存、擷取或傳輸。在此等系： 中’歸因於處理誤差、不可靠的儲存媒體或傳輸媒體中之 干擾，誤差可引人數位位元流中。此等誤差可導致顯著的 音訊假影。 在許多音訊系統中，更希望降低過取樣率以節省計算能 128490.doc 200906076 傳輸頻寬。置化雜訊隨過取樣率減小而在所關注的頻 帶（亦即，音訊頻帶）中增加。 因此此項技術中需要經改良之西格瑪_德耳塔調變器 及類似備’其處理歸因於數位位元流中之誤差及功率、 頻寬限制之音訊品質。 【發明内容】 在本揭示案 恶樣中，一

w W，’一用於匙理信號之裝置包括一 格馬德耳調變器及_適應性動態範圍控制器，該適 應性動態範圍控制器經組態以適應性地調整-自該西格 瑪·德耳塔調變器輸出之信號的動態範圍。 在本揭示案之另-態樣中，—裝置經組態以接收一自一 西格瑪-德耳塔調變器輪屮 @ 掏出之k唬，其中所接收信號之動 態範圍已經適應性調整。該奘 A 忑裝置包括—濾波器及一適應性 動態範圍控制器，該適廉性叙能f <您「生動態乾圍控制器經組態以產生 —包含動態範圍經反向調整的所桩 里的所接收化唬之輸出且將該輸 出提供至該濾波器。 在本揭示案之又一態樣中，一用於處理信號之裝置包括 —西格瑪·德耳塔調變器，及用於適應性地調整—自該西 格瑪-德耳塔調變器輸出之信號之動態範圍的構件。 在本揭示案之另一態樣中’ 一裝置經組態以接收一自一 西格瑪-德耳塔調變器輸出 U就其中所接收信號之動 態範圍已經適應性調整。該裝置句挺 衮罝包括用於處理該所接收信 號以產生一包含動態範圍經反向調整 J碉埜的該所接收信號之輸 出的構件，及用於濾波該輸出之構件。 128490.doc 200906076 使: 又―態樣中’ 一用於處理信號之方法包括 自^ Φ格瑪德耳塔調變器，及適應性地調整 '"瑪_德耳塔調變器輸出之信號之動態範圍。 示案之再'態樣中’ 一用以處理-自-西袼瑪- :…之—輪出接收的信號(其中所接收信號之動 =已經適應性調整）之方法包括處理該所接收信號以 生一包含動態範圍經反向調整的該所接收信號之輪出， 及遽波該輸出。

:本揭示案之另一態樣中’ 一用於處理信號之電腦程式 產品包括一包含可由一處理系統執行之指令的機器可讀媒 體，該等指令包括用於執行以下操作的程式碼：使一來自 一西格瑪-德耳塔調變器之信號通過，及適應性地調整自 該西格瑪-德耳塔調變器輸出之信號之動態範圍。 在本揭示案之又一態樣中，一用於處理信號之電腦程式 產品包括一包含可由一處理系統執行之指令的機器可讀媒 體’ 3亥處理系統經組態以接收一自一西格瑪-德耳塔調變 器輸出之信號，其中所接收信號之動態範圍已經適應性調 整’該等指令包括用於執行以下操作的程式碼：處理該所 接收彳§5虎以產生一包含動態範圍經反向調整的該所接收信 破之輸出，及滤波該輸出。 在本揭示案之再一態樣中，一用於處理信號之裝置包 括：一濾波器’其經組態以接收一輸入信號及一縮放信號 且產生一經濾、波信號；一量化器’其經組態以基於該經據 波信號產生一量化信號；及一適應性動態範圍控制器，其 128490.doc 200906076 經組態以基於該量化信號產生該縮放信號。 在本揭示案之另一態樣中’ 一裝置經組態以接收一自一 西格瑪-德耳塔調變器輸出之信號，其中所接收信號之動 態範圍已經適應性調整。該裝置包括：一適應性動態範圍 控制器’其經組態以自該西格瑪-德耳塔調變器接收信號 並產生一縮放仏號，及一濃波器，其經組態以接收該縮放 信號。 在本揭示案之又一態樣中，一用於處理信號之裝置包括 用於基於一縮放信號濾波一輸入信號以產生一經濾波信號 之構件，用於基於該經濾波信號產生一量化信號之構件， 及用於基於該量化信號產生該縮放信號之構件。 在本揭示案之再一態樣中，一裝置經組態以接收一自一 西格瑪-德耳塔調變器輸出之信號，其中所接收信號之動 態範圍已經適應性調整。該裝置包括用於基於該自該西格 瑪-德耳塔調變器輸出之所接收信號產生一縮放信號之構 件，及用於濾波該縮放信號之構件。 在本揭示案之另一態樣中，一用於處理信號之方法包括 基於一縮放信號濾波一輸入信號以產生一經濾波信號，基 於該經濾波信號產生一量化信號，及基於該量化信號產生 該縮放信號。 在本揭示案之又—態樣中，一用於處理一自一西格瑪_ 德耳塔調變器之一輸出接收之信號（其中所接收信號之動 態範圍已經適應性調整）的方法包括基於該自該西格瑪_德 耳塔調變器輸出之所接收信號產生一縮放信號，及濾波該 128490.doc 200906076 縮放信號。 在本揭示幸夕i .. 產”括：、1樣中’ -用於處理信號之電腦程式 座口口包括一包令i 體，該等指人包括用一处理系統執行之指令的機器可讀媒 放執行以下操作的程式碼：基於一縮 波俨號“ ^號以產生-經濾波信號，基於該經濾 =就產生-量化信號，及基於該量化信號產生該縮放信 Γ: 基 案之另—態樣中’—用於處理信號之電腦程式 = 包含可由-處理系統執行之指令的機器可讀媒 考於^ f系統經組態以接收-自—西格瑪·德耳塔調變 ^，\ μ號’其中所接收信號之動態範圍已經適應性調 該等指令包括用於執行以下操作的程式碼：基於該自 =西格瑪_德耳塔調變器輸出之所接收信號產生—縮放信 號’及濾波該縮放信號。 :在本揭示案之又一態樣中，一頭戴耳機包括：一信號 源：其經組態以產生—信號；一西格瑪-德耳塔調變器， :、絰組態以接收來自該信號源之信號並產生一輸出；及一 l應!·生動態範圍控制器，其經組態以適應性地調整來自該 西格瑪-德耳塔調㈣之輸出的動態範圍。 在本揭7F案之再-態樣中頭戴耳機經組態以接收一 自一西格瑪-德耳塔調變器輪出之信號，其中所接收信號 之動態範圍已經適應性調整。該頭戴耳機包括：一信號負 載；一適應性動態範圍控制器，其經組態以產生一包含動 態範圍經反向調整的該所接收信號之輸m皮器， I28490.doc 200906076 其經組態以濾波來自該適應性動態範圍控制器之輸出並將 該經濾波輸出提供至該信號負載。 在本揭示案之另一態樣中’一頭戴耳機包括：一信號 源，其經組態以產生一信號；一濾波器，其經組態以接收 來自該信號源之信號及一縮玫信號並產生一經滤波信號； 一量化器’其經組態以基於該經濾波信號產生一量化信 號；及一適應性動態範圍控制器，其經組態以基於該量化 k號產生該縮放信號。 在本揭示案之又一態樣中，一頭戴耳機經組態以接收一 自一西格瑪-德耳塔調變器輸出之信號，其中所接收信號 之動態範圍已經適應性調整’該頭戴耳機包括：一適應性 動態範圍控制器，其經組態以接收來自該西格瑪-德耳塔 調變器之信號並產生一縮放信號；一濾波器，其經組態以 接收該縮放信號並產生一經濾波信號；及一信號負載，其 經組態以接收該經濾波信號。 應理解，熟習此項技術者將易於自下面的實施方式瞭解 本發明之其他態樣，其中本發明之各種態樣係以說明方式 展示及描述。如將認識到的，本發明能夠具有其他及不同 組態及實施且本發明之若干細節在各種其他態樣中能夠具 有修改’其全部不脫離本揭示案之範疇。因此，將圖式及 實施方式視作本質上為說明性的而非限制性的。 【實施方式】 下面結合附加圖式所陳述的實施方式意⑨作為本發明之 各種組態之㈣’且不欲表示可實踐本發明之僅有組態。 128490.doc 200906076 實施方式包括特定細節以用於提供對本發明之透徹理解之 目的。然而’熟習此項技術者應瞭解，可實踐本發明而無 需此等特定細節。在一些例子中，以方塊圖形式展示熟知 的結構及組件以避免使本發明之概念模糊。

圖1為說明音訊系統之一實例的概念圖。音訊系統100展 不為具有一將—來自一信號源102之音訊信號轉換為一數 位位兀流之編碼器104。數位位元流可在由一解碼器1〇8轉 換回至一音訊信號以呈現給一信號負載110之前經處理' 儲存、擷取或傳輸。數位位元流之處理、儲存、擷取或傳 輸在圖1中被廣泛地表示為一通道1〇6。 圖1所示組件之全體意欲廣泛地表示許多不同類型之音 3系先u實例說日月，音訊系統1 〇〇可表$ -參加與蜂巢 式電話、個人數位助理(PDA)、桌上型或膝上型電腦或任 何其他適當設備進行無線通信之頭戴耳機。在此實例中， 信號源H)2及編碼器⑽表示發送設備，且解碼器⑽及信 说負載110表示接收兮供 接收叹備。信號源102包含與麥克風相關聯 之曰訊電4 編碼器1G4將來自該音訊電路之 轉換為一數位位元汽。、s 4 _ 曰H就 J,通道106表示兩個設備之間的無線 通道，其包括各種實體層步π, 無綠 層處理（例如，RF前端處理、符號 映射：渦輪編碼等)。解數位位元流轉換成一音 訊“號並將該信號呈現給 收電話上之揚聲器、纪情：號負載110…虎負載可為接 的組件。 錢體、用於音訊錢之進-步投送 音訊系統之另一 實例為數位音訊播放器 其由於MP3格 128490.doc 200906076 式之普遍性而有時稱為MP3播放器。數位音訊播放器可為 -獨立設備或整合於蜂巢式電話、pDA、桌上型或膝上型 電腦或任何其他適當設備中。在此實射，信號源1〇2可 為一整合FM調諧器。編碼器1〇4將來自諧器之音訊信 號轉換成數位資料流並將此資訊以音訊檔案之形式儲存於 己隐體中。5己憶體及相關聯處理係由通道1 〇 6表示。自記 憶體讀出數位資料流或音訊檔案之内容並由解碼器ι〇8轉 換成一類比信號，且將該信號呈現給信號負載11〇(通常為 揚聲器）。 現將參考圖1之編碼器1〇4及解碼器1〇8呈現各種概念。 此等概念經設計以藉由根據原始音訊信號之瞬時振幅調變 解碼器108處之干擾的振幅來處理歸因於數位位元流中之 誤差的音訊品質。儘管此等概念很好地適合於迄今所論述 之音訊系統，但熟習此項技術者應容易認識到，此等概念 可擴展至許多其他類型之音訊系統’且亦可應用於支援其 他類型媒體之系統。 圖2為說明編碼器之一實例的概念方塊圖。在此實例 中，將編碼器1 04描述為一類比至數位轉換器（ADC)，但熟 習此項技術者應容易瞭解’所呈現的各種概念可同等地應 用於一組態為數位至類比轉換器（DAC)之編碼器。 參看圖2，編碼器1 〇4包括一階西格瑪·德耳塔調變器， 但高階調變器可用以減少量化雜訊。在此實例中，將一音 訊信號輸入至一求和節點2 〇 6。求和節點2 〇 6亦接收一來自 適應性動態範圍控制器2〇4之輸入。將兩個輸入之間的 128490.doc •13- 200906076 差提供至一提供一積分功能的濾波器208。接著將經濾波 輸出提供至一個位元的量化器21〇。量化器210以過取樣頻 率（亦即，一比奈奎斯特（NyqUist)頻率大得多的頻率）產生 包含一數位位元流之編碼器輸出。亦將該數位位元流反饋 至適應性動態範圍控制器204以產生至求和節點206之輸 適應性動態範圍控制器204經組態以適應性地調整一自 西格瑪-德耳塔調變器2〇2輸出之信號的動態範圍。此係藉 由使自西格瑪-德耳塔調變器2〇2輸出之數位位元流通過一 信號重建單元212及一包絡偵測器214且接著使用該結果縮 放通過乘法節點2 16之數位位元流而達成。將來自乘法節 點2 16之經縮放輸出提供至西格瑪_德耳塔調變器，在 該調變器4 ’於求和節點206處自音訊輸入信號減去該輸 出。結果，自西格瑪-德耳塔調變器2〇2輸出之信號的動態 範圍係與音訊輸入信號之瞬時振幅成反比地調整。換言 之，音訊信號中之低信號振幅區域承受動態範圍中之最大 增加。因此，在低信號振幅區域（其中音訊最易受雜訊影 響）中’在通道巾拾取的任何音訊假影在解碼器1()8(參見圖 1)處將顯著減少。 如較早所論述，高階調 ，高階調變可用以較好地塑造音訊信號頻

塔調變器之擴展。 〜w Μ合圖2所論述之一階西格瑪_德耳 用三個濾波器208a至208c實施若干積分 128490.doc -14· 200906076 級。在每一級之輸入處提供求和節點2〇6&至2〇6c以減法輸 出（subtract out)來自適應性動態範圍控制器2〇4之經縮放輸 出。亦在最後一級之輸出與第二級之輸入之間引入一反饋 路徑。 圖4為更詳細地說明適應性動態範圍控制器之一實例的 概念圖。信號重建單元212包括一單極點濾波器，該濾波 器包含一用於延遲輸入之延遲元件404及一用以組合輸入 與延遲輸入之求和節點408。濾波器及反饋路徑中之增益 係用放大器402、406個別地控制。濾波器起作用以提供輸 入至編碼器之音訊信號之粗略重建。 包絡偵測係藉由使一來自信號重建單元212之經整流輸 出通過一單極點濾波器以使歸因於音訊信號之粗略重建之 任何不連續性平滑且進一步減少自該西格瑪-德耳塔調變 器輸出之高頻量化雜訊而類似地進行。包絡偵測器214包 括一整流器410，整流器之後是一包含一用於延遲來自信 號重建單元212之輸入的延遲元件416及一用以組合輸入與 延遲版本的求和節點414之單極點濾波器。濾波器及反饋 路徑中之增益係用放大器412、418個別地控制。 適應性動態範圍控制器204亦可包括一在包絡偵測器214 之輸出處的可變增益放大器420。放大器420之可變增益可 用以改變包絡信號之振幅。 圖5為說明解碼器之一實例的示意圖。解碼器1〇8包括一 適應性動態範圍控制器204，該控制器起作用以調整數位 位元流之動態範圍以恢復音訊信號。更準確地，適應性動 128490.doc -15- 200906076 w圍控制器204與音訊信號之瞬時振幅成反比地適應性 調整數位位元流之動態範圍。結果，音訊信號中之低信號 振幅區域承受動態範圍中之最大減小，此顯著減少在通道 中拾取的任何音訊假影。 Γ ί. *適應性動態範圍控制謂4類似於結合編碼器搬較早所 描述=控制器。其具有-繼之以—包絡债測器214之信號 _建單元212。仏號重建單元212及包絡偵測器皆被展 厂、：、、單極點濾波器，並且滤波器及反饋路徑中之增益係獨 立地受控。較佳地，每一濾波器之增益之組合為一。在一 些組態中，放大器搬、楊、412、418之增益可為可調參 數。可變增益放大II42G提供-可調參數且削波電路5〇2防 止適應性動態範圍控制器之輸出飽和。可調參數可用以處 理諸如包絡偵測之回轉率控制及核心西格瑪_德耳塔調變 器迴路之穩定性的問題。 解碼器108亦包括一低通濾波器5〇4。濾波器5〇4充當一 抽取器，其將數位位元流濾波至奈奎斯特取樣速率以恢復 下層音訊頻寬。可將來自遽波器5{)4之輸出提供至信號負 載ιι〇(參見圖1)，該信號負載可為音訊揚聲器、記憶體、 傳輪器或其他ϋ當設備。在音訊揚聲器之狀況下，可將來 2適純動態範圍控制器之數位位元流提供至驅動一包含 —揚聲器及一低通濾波器之音訊輸出的1)類放大器。由於 此解碼器組態’ D類放大器所消耗之功率與音訊信號位準 (亦即’響度）成比例。此可能在必須節省電池組電力之消 費者電子設備中提供一額外益處。 12849〇.d〇c -16- 200906076 圖6A及圖6B為說明編碼器之實例的功能方塊圖。在圖 6A中，一用於處理信號之裝置包括一西格瑪-德耳塔調變 器602A及一用於適應性地調整一自該西格瑪-德耳塔調變 器輸出之信號之動態範圍的模組6〇4A。在圖6B中，一用 於處理信號之裝置包括一用於基於一縮放信號遽波一輸入 信號以產生-經渡波信號之模組6〇2B，—用於基於該經滤 波信號產生-量化信號之模組賴，及—用於基於該量化 k號產生該縮放信號的模組6〇6B。 圖7A及圖7B為說明解碼器之實例的功能方塊圖。在圖 7A中，一裝置經組態以接收一自一西格瑪-德耳塔調變器 輸出之信號，其中所接收信號之動態範圍已經適應性調 整。該裝置包括-用於處理該所接收信號以產生—包含動 態範圍經反向調整的該所接收信號之輸出的模組7〇2A，及 一用於濾波該輸出之模組7〇4A。在圖7B中，一裝置亦經

組態以接收一自-西格瑪-德耳塔調變器輸出之信號，A 中所接收信號之動態範圍已經適應性調整。該裝置包括二 用於基於該自該西格瑪-德耳塔調變器輸出之所接收信號 產生-縮放信號之模組胸，及—用於驗該縮放信號之 模組704B。 -口本文中所揭不之態樣描述的各種說明性邏輯區塊、 模組及電路可實施在積體電路（"IC")、存取終端機或存取 點内，或藉由積體電路(實)、存取終端機或存取點執 行。1C可包含通用處理器、數位信號處理器卿）、特殊 應用積體電路（ASIC)、搭 )% 了程式化閘陣列（FPGA)或其他可 128490.doc 17 200906076 程式化邏輯設借、離散 電力组件、^體朴、離散硬體組件、 電力，，且件先學組件、機械组件或其經設相執 所描述之功能的任何組合， 文中 Γ執仃駐留於ic内、ΤΓ认+、 ::的程式碼或指令。通用處理器可為微處理器，= 控制器或狀態機。處理器亦可實施_算設化=二 如，一 DSP與一微處理5|之細人 之、、且5、複數個微處理器、紝人 DSP核心的-或多個微處理器，或任何其他此組態。― 本文中之教示可併入多種裝置(例如，設備)中⑽如，實 施於該等裝置内或由該等裝置執行）。舉例而言，本文中 所教示之-或多個態樣可併入電話(例如，蜂巢式電話卜 個人資料助理("叫娛樂設備(例如，音樂或視訊設 備）、頭戴耳機（例如，耳機、聽筒等）、麥克風、醫療設備 (例如，生物測定感測器、心率監視器、計步器、EKG設 備等）、使用者UO設備（例如，手錶、遙控器、光開關、$ 盤、滑鼠等）、輪胎壓力監視器、電腦、銷售點設備、娛 樂設備、助聽器、視訊轉換器或任何其他適當設備中。 提供先前描述以使得任何熟習此項技術者能夠實踐本文 中所描述之各種態樣。熟習此項技術者將易於瞭解對此等 態樣之各種修改，且本文十所界定之一般原理可應用於其 他態樣。因此’申請專利範圍不欲限於本文中所示之態 樣，而應符合與語言請求項相一致的完全範疇，其中除非 明確如此規定，否則對元件之單數形式引用不欲意謂，，一 個且僅一個"，而是”一或多個”。除非另外明確規定，否 128490.doc 200906076 則術語”一*，，指代一或多個。貫穿本揭示案所描述的一般 熟習此項技術者已知或稱後變得已知的各種態樣之元件的 所有結構及功能等效物係以引用的方式清楚地併入且意欲 為申請專利範圍所包含。此外，不管此揭示案是否在申請 專利範圍中明確敍述，本文中所揭示之内容皆不欲專用於 公眾。除非使用短語”用於……之構件”清楚地敍述請求項 要素’或在方法項中使用短語”用於......的步驟"敍述要素 、之情況下，否則無請求項要素將按照35 U.S.C. §112，第 六段之規定來解釋。 【圖式簡單說明】 圖1為說明音訊系統之一實例的概念圖； 圖2為說明具有一階西格瑪_德耳塔調變器之編碼器之— 實例的概念方塊圖； 圖3為說明具有三階西格瑪_德耳塔調變器之編碼器之— 實例的概念方塊圖； 圖4為說明適應性動態範圍控制器之一實例的概念圖； 圖5為說明解碼器之一實例的示意圖； 圖6A及圖6B為說明編碼器之一實例的功能方i鬼圖；及 圖7A及圖7B為說明解碣器之一實例的功能方塊圖。 【主要元件符號說明】 100 音訊系統 102 信號源 104 編碼器 106 通道 128490.doc 200906076 108 解碼器 110 信號負載 202 西格瑪-德耳塔調變器/編碼器 204 適應性動態範圍控制器 206 求和節點 206a 求和節點 206b 求和節點 206c 求和節點 208 濾、波器 208a 渡波器 208b 濾波器 208c 渡波器 210 量化器 212 信號重建單元 214 包絡偵測器 216 乘法節點 402 放大器 404 延遲元件 406 放大器 408 求和節點 410 整流器 412 放大器 414 求和節點 416 延遲元件 128490.doc -20- 200906076 418 放大器 420 可變增益放大器 504 低通濾波器 602A 西格瑪-德耳塔調變器 602B 用於基於一縮放信號濾波一輸入信號以產生 一經濾波信號之模組 604A 用於適應性地調整一自該西格瑪-德耳塔調變 器輸出之信號之動態範圍的模組 604B 用於基於該經濾波信號產生一量化信號之模 組 606B 用於基於該量化信號產生該縮放信號的模組 702A 用於處理該所接收信號以產生一包含動態範 圍經反向調整的該所接收信號之輸出的模組 702B 用於基於該自該西格瑪-德尊塔調變器輪出之 所接收信號產生一縮放信號之模組 704A 用於濾波該輸出之模組 704B 用於濾、波該縮放信號之模組 128490.doc •21 -

Claims (1)

1. 200906076 十、申請專利範圍： 1. 一種用於處理信號之裝置，其包含： 一西格瑪-德耳塔調變器；及 一適應性動態範圍控制器，其 一 6衫 π 組態以適應性地令届敕 自該西格瑪-德耳塔調變器輪 "整 ? ^ Λ, 之^號的動態範圍。 2_如叫求項1之裝置，其中該適庫 土 — λ ’從生動態範圍控制器谁— 步匕3 ~包絡偵測器，該包絡彳貞s At 彳貝捌器經組態以產生一鉍 ^該西格瑪·德耳塔調變器之信號之—包絡、將該包络 施加至該自該西格瑪-德耳塔調變器輪出之信號以產生： ^饋ϋ，且將該反饋信號提供至該西格瑪德耳塔調變 斋0 3. 如θ求項2之裝置’其中該適應性動態範圍控制器進— 步包含-乘法器’該乘法器經組態以將該包絡施加至該 自該西格瑪·德耳塔調變器輸出之信號以產生該反饋^ 號。 ° 4. 如吻求項2之裝置，其中該適應性動態範圍控制器進一 步i 3 —可變增益放大器，該可變增加放大器經組態以 調整該包絡之一振幅。 5. 如請求項2之裝置，其中該適應性動態範圍控制器進一 步包含一信號重建單元’該信號重建單元經組態以重建 6亥輸入至該西格瑪-德耳塔調變器之信號，該包絡偵測器 進一步經組態以自該重建信號產生該包絡。 6'如清求項5之裝置’其中該包絡偵測器進一步包含一整 流器’該整流器經組態以整流該重建信號。 128490.doc 200906076 7. 如》月求項6之裝置，其中該包絡偵測器進一步包含一濾 波器：且其令該整流器進一步經組態以將該經整流的重 建k號提供至該濾波器。 8. 如清求項5之裝置’其中該信號重建單元進—步經組態 以自該反饋信號重建該輸入至該西格瑪德耳 信號。 9. 如請求項5之裝置，其中該信號重建單元包含一滤波 H慮波H經組態以重建該輸人至該西格瑪·德耳塔調 變器之信號。 10. 如請求項2之裝置，其中該西格瑪_德耳塔調變器包含一 反饋迴路，且其中該適應性動態範圍控制器進-步經組 態以將該反饋信號提供至該西格瑪_德耳塔調變器中之該 反饋迴路。 11. =種經組態以接收一自一西格瑪_德耳塔調變器輸出之信 號之裝置’其中該所接收信號之動態範圍已經適應性調 整’該裝置包含： 一濾波器；及 A :適應性動態範圍控制器，其經組態以產生一包含動 ί圍、工反向調整的該所接收信號之輸出並將該輸出提 供至該濾波器。 /項11之裝置’其中該適應性動態範圍控制器進一 步包含-包絡㈣器，該包絡㈣器經組態以產生一輸 入至该西格瑪.德耳塔調變器之信號之—包絡，並將該包 絡施加至該所接收信號。 128490.doc 200906076 13.如明求項12之裝置，其中該適應性動態範圍控制器進一 步包含一乘法器’該乘法器經組態以將該包絡施加至該 所接收信號。 14. 15. Ο 16. 17. 18.

   如咕求項12之裝置，其中該適應性動態範圍控制器進一 步匕3 —可變增益放大器，該可變增加放大器經組態以 調整該包絡之一振幅。 如明求項12之裝置，其中該適應性動態範圍控制器進一 乂匕3 —栺號重建單元，該信號重建單元經組態以重建 該輸入至a玄西格瑪_德耳塔調變器之信號，該包絡偵測器 進一步經組態以自該重建信號產生該包絡。 :請求項15之裝置，其中該包㈣測器進—步包含一整 流器，該整流器經組態以整流該重建信號。 如請求項16之裝置’其中該包絡偵測器進一步包含一濾 =器’其中該整流H進—步經組態以將該經整流的重建 信號提供至該濾波器。 如請求項15之裝置，其中該 、^ τ邊乜現重建早兀進一步經組態 以自該所接收信號重建該輸 /糊八主該西格瑪-德耳塔調變器 之信號。 19. 如明求項15之裝置，其 „„ Υ及七唬重建皁元包含一濾波 益，該濾波器經組態以重建嗜給 變器之信號。 輪入至该西格瑪-德耳塔調 20. —種用於處理信號之裝置，其包含： 一西格瑪-德耳塔調變器；及 用於適應性地調整-自該西格瑪_德耳塔調變器輸出之 128490.doc 200906076 6號之動態範圍的構件。 21.如請求項20之裝置’其中該用於適應性地調整 格瑪-德耳塔調變器輸出之信號之動態範圍的構件包:用 於產生-輸入至該西格瑪_德耳塔調變器之信號之 的構件’及用於將該包絡施加至該自該西格瑪_德耳⑼ 變器輸出之信號以產生一用於該西格瑪·德耳塔調 反饋信號的構件。 ° 22. 如請求項21之裝置’其中該用於將該包絡施加至該自該 西格瑪-德耳塔調變器輸出之信號的構件包含-乘法器X 23. 如請求項21之裝置’其中該用於適應性地調整一自該西 格瑪k耳塔6周變||輸出之信號之動態範圍的構件進 包含用於調整該包絡之-振幅之構件。 ^ 月求項21之裝置’其中該用於適應性地調整一自該西 格瑪德耳塔_器輸出之信號之動態㈣㈣件 3用於重建該輸人至該西格瑪_德耳塔調變器之信號之 〇 _八中°亥用於產生一輸入至該西格瑪-德耳塔調變 信號之-包絡的構件經組態以自該重建信號產生該 2=請求項24之|置，其巾則於產生—輸人至該西 = 耳塔調變器之信號之一包絡的構件包含用於整 建信號之構件。 里 26 項25之農置，其中該用於產生—輸人至該西格瑪_ 德耳塔調變器之#缺> , 唬之一包絡的構件進一步包含用於滹 波5亥經整流的重建信號之構件。 w 128490.doc 200906076 27. 如請求項24之I置，其中該用於重建該輸人至該西格瑪_ 德耳塔調變器之信號的構件經組態以自該反饋信號重建 該輸入至該西格瑪_德耳塔調變器之信號。 28. 如請求項27之裝置’其中該用於重建該輸入至該西格瑪_ 德耳塔調變器之信號的構件包含用於濾波該反饋信號之 構件。 29·如請求項21之裝置’其中該西格瑪_德耳塔調變器包含一 反饋迴路，且其中該用於適應性地調整一自該西格瑪-德 耳塔調變器輸出之信號之動態範圍的構件經組態以將反 饋信號提供至該西格瑪.德耳塔調變器中之該反饋迴路。 3 0. H组態以接收一自一西格瑪·德耳塔調變器輸出之信 號之裝置’其中該所接收信號之動態範圍已經適應性調 整，該裝置包含： 用於處理該所接收信號以產生一包含動態範圍經反向 調整的該所接收信號之輸出之構件；及 用於濾波該輸出之構件。 .如請求項30之裝置，其中該用於處理該所接收信號之構 件進#包含用於產生一輸入至該西格瑪_德耳塔調變器 號之包絡的構件及用於將該包絡施加至該所接收 信號之構件。 32·如請求項31之裝置，其中該用於將該包絡施加至該所接 收仏號之構件包含—乘法器。 33_如請求们丨之裝置’以㈣於處理該所接㈣號之構 件進一步包含用於調整該包絡之一振幅之構件。 128490.doc 200906076 34.如明求項31之裝置’其中該用於處理該所接收信號之構 件進一步包含詩重建該輪人至該西格瑪·德耳塔調變器 之信號之構件，且其中該用於產生一輸入至該西格瑪-梓 耳塔調變II之信號之-包絡的構件纟自該 號產生該包絡。 35_如請求項34之裝置’其中該用於產生—輸入至該西格瑪_ 德耳塔調變器之信號之_包絡的構件包含用於整流該重 建信號之構件。 36. 胃求項35之裝置’其中該用於產生一輸入至該西格瑪_ 德耳塔調變器之信號之—包絡的構件進—步包含用於渡 波該經整流的重建信號之構件。 37. 如請求項34之裝置’其中㈣於重建該輸人至該西格瑪_ 德耳塔調變器之信號的構件經组態以自該所接收信號重 建該輸入至該西格瑪-德耳塔調變器之信號。 38. 〇 如請求項34之裝置，其中該用於重建該輸人至該西格瑪_ 德耳塔調變器之信號的構件包含用於較該所接收信號 之構件。 39· —種用於處理信號之方法，其包含·· 使t號通過一西格瑪-德耳塔調變器；及 適應陡地調整遠自該西格瑪_德耳塔調變器輸出之信號 之動態範圍。 40.如》月求項39之方法’其中_自該西格瑪德耳塔調變器輸 出之信號之該動態範圍的該適應性調整包含產生一輸入 至該西格瑪-德耳塔調變器之信號的一包絡，及將該包絡 128490.doc 200906076 施加至該自該西格瑪-德耳塔調變器輪出之信號以產生一 用於該西格瑪·德耳塔調變器之反饋作號。 .如請求項40之方法’其中該包絡至該自該西袼瑪-德耳塔 調變器輸出之信號的該施加包含將該包絡與該自該西格 瑪-德耳塔調變器輸出之信號相乘。 42. 如請求項40之方法，其中一自嗜西坆从贯 目这西格瑪_德耳塔調變器輸 出之仏號之該動態範圍的該適應性調整進一步包含調整 該包絡之一振幅。 43. 如請求項40之方法，其中一自續西炊冰甘 9忑西格瑪·德耳塔調變器輸 出之信號之該動態範圍的該適應性調整包含重建該輸入 至該西格瑪-德耳塔調變器之信號，且其中一輸入至該西 格瑪-德耳塔調變器之信號之該包絡係自該重建信：產 生0 44_如請求項43之方法，其巾—輪人至該西格瑪.德耳塔調變 器之信號之一包絡的該產生包含整流該重建信號。 45.如請求項44之方法，其卜輸人至該西格瑪·德耳塔調變 器之信號之-包絡的該產生進一步包含濾波該經整流的 重建信號。 46. 如請求項43之方法，其中該輸人至該西袼瑪德耳塔調變 器之信號係自該反饋信號重建。 47. 如料項46之方法，其中該輸人至該西格瑪_德耳塔調變 器之信號的該重建包含濾波該反饋信號。 48. 如請求項4〇之方法，其中該西格瑪德耳塔調變器包含— 反饋迴路，且其中-自該西格瑪·德耳塔調㈣輸出之信 128490.doc 200906076 號之該動態範圍的該適應性調整包含㈣反饋㈣提供 至該西格瑪-德耳塔調變器中之該反饋迴路。 八 49. 一種用以處理一自一西格m沾 & 格瑪·德耳塔5周變器之一輸出接收 之號的方法，其中該所接你栏缺夕包作钟 所接收t號之動態靶圍已經適應 性調整，該方法包含： 〜 處理該所接收信號以產生一 展王巴3動態範圍經反向調整 的該所接收信號之輸出；及 濾波該輸出。 Γ 5〇.如請求項49之方法，其中該所接收信號之該處理包含產 生一輸入至該西格瑪_德耳塔調變器之信號之一包絡及將 該包絡施加至該所接收信號。 51.如请求項5〇之方法，其中該包絡至該所接收信號之該施 加包含將該包絡與該所接收信號相乘。 52·如请求項5〇之方法，其中該所接收信號之該處理進一步 包含調整該包絡之一振幅。 53. ^求項5〇之方法，其中該所接收信號之該處理進一步 包3重建該輸入至該西格瑪·德耳塔調變器之信號，且其 中该包絡係自該重建信號產生。 54·如請求jgu 士、+ ^ 、53之方法，其中一輸入至該西袼瑪-德耳塔調變 器之仏說之一包絡的該產生包含整流該重建信號。 55·:::項“之方法，其中一輸入至該西格瑪-德耳塔調變 鱿之一包絡的該產生進一步包含濾波該經整流的 重建信鱿。 56.如請求箱</5 、 之方法，其中該輸入至該西格瑪-德耳塔調變 128490.doc 200906076 器之信號係自該所接收信號重建。 57. 如請求項53之方法，其中該輸入至該西格瑪_德耳塔調變 益之信號之該重建包含濾波該所接收信號。 58. —種用於處理信號之電腦程式產品，其包含： 包3可由冑理系統執行之指令的機器可讀媒體， 該等指令包含用於執行以下操作的程式碼·· 使一來自一西格瑪.德耳塔調變器之信號通過；及 適應性地調整該自該西格瑪_德耳塔調變器輸出之信號 之動態範圍。 59. —種用於處理信號之電腦程式產品，其包含： 一包含可由一經組態以接收一自一西格瑪_德耳塔調變 器輸出之信號的處理系統執行之指令的機器可讀媒體， 其中該所接收信號之動態範圍已經適應性調整，該等指 令包含用於執行以下操作的程式碼： 處理該所接收信號以產生一包含動態範圍經反向調整 的該所接收信號之輸出；及 濾、波該輸出。 60. —種用於處理信號之裝置，其包含： 一濾波器’其經組態以接收一輸入信號及一縮放信號 並產生一經濾波信號； 一量化器，其經組態以基於該經濾波信號產生一量化 信號；及 一適應性動態範圍控制器，其經組態以基於該量化信 號產生該縮放信號。 128490.doc 200906076 61. 如請求項60之裝置，其中該適應性動態範圍控制器進一 步包含一經組態以產生一包絡信號之包絡偵測器，及一 經組態以將該量化信號與該包絡信號相乘以產生該縮放 信號之乘法器。 62. 如明求項61之裝置，其中該適應性動態範圍控制器進一 步包含一經組態以調整該包絡信號之一振幅之可變增益 放大器。 63.如喷求項61之裝置，其中該適應性動態範圍控制器進一 步包含一信號重建單元，該信號重建單元經組態以接收 該縮放信號並產生一輸出’該包絡偵測器進一步經組態 以基於δ亥來自該信號重建單元之輸出產生該包絡信號。 64. 如叫求項63之裝置，其中該包絡偵測器進一步包含一經 組態以整流該來自該信號重建單元之輸出的整流器。 65. 如清求項64之裝置’其中該包絡偵測器進一步包含一濾 波器。且其中该整流器進—步經組態以將該來自該信號 重建單元之經整流輸出提供至該濾波器。 66. 如叫求項63之裝置，其中該信號重建單元包含—經組態 以濾波該縮放信號之濾波器。 6 7 · —種經組熊以垃收 ‘ 接收—自一西格瑪-德耳塔調變器輸出之信 襄置，复φ ’/、中該所接收信號之動態範圍已經適應性調 整’該裝置包含： 一適應性動態範 西格瑪-德耳塔調變 圍控制器，其經組態以接收該來自該 器之信號並產生一縮放信號；及 濾波器’其經組態以接收該縮放信號。 128490.doc 200906076 吻求項67之裝置，其中該適應性動態範圍控制器進一 步包冬~ ^ 、·生組態以產生一包絡信號之包絡偵測器，及一 丄、且悲以將該包絡信號與該來自該西格瑪-德耳塔調變器 之所接收信號相乘以產生該縮放信號之乘法器。 69如明求項68之裝置，其中該適應性動態範圍控制器進一 乂匕3 ~經組態以調整該包絡信號之一振幅之可變增益 放大器。

   70·如吻求項68之裝置，其中該適應性動態範圍控制器進一 步包含一經組態以接收該縮放信號並產生一輸出的信號 重建單元’該包絡偵測器進一步經組態以基於該信號重 建單元之該輸出產生該包絡信號。 71 ·如咕求項7〇之裝置，其中該包絡偵測器進一步包含一經 組態以整流該來自該信號重建單元之輸出的整流器。 72. 如請求項71之裝置，其中該包絡偵測器進一步包含一濾 波器’其中該整流器進一步經組態以將該來自該信號重 建單元之經整流輸出提供至該濾波器。 73. 如請求項7〇之裝置，其中該信號重建單元包含一經組態 以濾波該縮放信號之濾波器。 74. —種用於處理信號之裝置，其包含： 用於基於一縮放信號濾波一輸入信號以產生一經濾波 信號之構件； 用於基於該經濾波信號產生一量化信號之構件；及 用於基於該量化信號產生該縮放信號之構件。 75·如請求項74之裝置’其中該用於產生該縮放信號之構件 128490.doc 200906076 包含用於產& , ^ 、生一包絡信號之構件及用於將該包絡信號施 力至忒量化信號以產生該縮放信號之構件。 76.如-求項75之裴置，其中該用於產生該縮放信號之構件 、步包含用於調整該包絡信號之一振幅的構件。 77·如請求項75之裝置， 進—步包含用於自該 其中該用於產生該縮放信號之構件 縮放信號重建該輸入信號之構件，

   該用於產生一包絡信號之構件經組態以基於該重建輸入 信號產生該包絡信號。 78.如叫求項77之裝置’其中該用於產生該包絡信號之構件 包含用於整流該重建輸入信號之構件。 79. 如叫求項78之裝置’其中該用於產生該包絡之構件進— 步包含用於濾波該經整流的重建輸入信號之構件。 80. 如叫求項77之裝置’其中該用於重建該輸入信號之構件 包含用於濾波該縮放信號之構件。 81 · 一種經組態以接收一自一西格瑪-德耳塔調變器輸出之信 號之裝置’其中該所接收信號之動態範圍已經適應性調 整’該裝置包含： 用於基於該自該西格瑪·德耳塔調變器輸出之所接收信 號產生一縮放信號之構件；及 用於濾波該縮放信號之構件。 82.如請求項81之裝置，其中該用於濾波該縮放信號之構件 包含用於產生一包絡信號之構件及用於將該包絡信號施 加至該來自該西格瑪_德耳塔調變器之所接收信號以產生 該縮放信號之構件。 128490.doc -12· 200906076 83 ’如求項82之裝置，其中該用於濾波該縮放信號之構件 進 v包含用於調整該包絡信號之一振幅之構件。 84. 如咕求項82之裝置，其中該用於濾波該縮放信號之構件 進步包含用於重建一輸入至該西格瑪_德耳塔調變器之 仏號之構件’該包絡偵測器經組態以基於該重建信號輪 入產生該包絡信號。 85. 如請求項84之裝置，其中該用於產生一包絡之構件包含 用於整流該重建信號輸入之構件。 86. 如請求項85之裝置，其中該用於產生一包絡之構件進— 步包含用於濾波該經整流的重建信號輸入之構件。 87·如請求項84之裝置，其中該用於重建一輸入至該西格瑪_ 德耳塔調變器之信號的構件包含用於濾波該縮放信號之 構件。 88. 一種用於處理信號之方法，其包含： 基於—縮放信號濾波一輸入信號以產生一經遽波信 號； 基於該經濾波信號產生一量化信號；及 基於該量化信號產生該縮放信號。 89. 如請求項88之方法，其中該縮放信號之該產生包含產生 一包絡信號及將該包絡信號施加至該量化信號以產生該 縮放信號。 90_如請求項89之方法’其中該縮放信號之該產生進一步包 含調整該包絡信號之一振幅。 91_如請求項89之方法，其中該縮放信號之該產生進一步包 128490.doc 13· 200906076 含自該縮放信號重建該輸入信號’且其中該包絡信號之 該產生係基於該重建輸入信號。 92·如請求項9 1之方法，其中該包絡信號之該產生包含整流 該重建輸入信號。 93. 如請求項92之方法，其中該包絡之該產生進一步包含遽 波該經整流的重建輸 入信號。 94. 如請求項91之方法，其中該輸入信號之該重建包含濾波 該縮放信號。 (

   95. —種用於處理一自一西格瑪_德耳塔調變器之一輸出接收 之信號的方法，其中該所接收信號之動態範圍已經適應 性調整’該方法包含： 基於該自該西格瑪-德耳塔調變器輸出之所接收信號產 生一縮放信號；及 濾波該縮放信號。 96.如請求項95之方法，其中該縮放信號之該濾波包含產生 一包絡信號及將該包絡信號施加至該來自該西格瑪-德耳 塔調變器之所接收信號以產生該縮放信號。 97.如請求項96之方法，其中該縮放信號之該濾波進一步包 含調整該包絡信號之一振幅。 98· 2請求項96之方法，其中該縮放信號之該濾波進一步包 3重建一輪入至該西格瑪_德耳塔調變器之信號，且其中 °亥包絡仏號之該產生係基於該重建輸入信號。 其中一包絡之該產生包含整流該重 99.如請求項98之方法 建信號輪入。 128490.doc -14- 200906076 ιοο_如請求項99之方法，其中一包絡之該產生進一步包含濾 波該經整流的重建信號輸入。 101.如請求項98之方法，其中一輸入至該西格瑪-德耳塔調變 器之信號的該重建包含濾波該縮放信號。 102· —種用於處理信號之電腦程式產品，其包含： 包含可由一處理系統執行之指令的機器可讀媒體， 該等指令包含用於執行以下操作的程式碼··

   ί. 基於一縮放信號濃波一輸入信號以產生一經渡波信 號； 基於該經濾波信號產生一量化信號；及 基於該量化信號產生該縮放信號。 103. —種用於處理信號之電腦程式產品，其包含： 。匕3可由一經組態以接收一自一西格瑪-德耳塔調變 器輸出之信號的處理系統執行之指令的機器可讀媒體， 其中該所接收信號之動態範圍已經適應性調整，該等指 令包含用於執行以下操作的程式碼： 基於該自該西格瑪德耳塔調㈣輸出之所接收信號產 生一縮放信號；及 濾波該縮放信號。 1〇4_—種頭戴耳機，其包含： 一信號源，其經組態以產生—信號； 一西格瑪-德耳塔調變器，盆 號泝之t & π $ & ，、焱組態以接收該來自該信 疏源之仏號並產生一輪出；及 一適應性動態範圍控制器， ° ，、經組態以適應性地調整 128490.doc -15- 200906076 該來自該西格瑪_德耳塔調變器之輸出之動態範圍。 1〇5·-種經組態以接收—自—西格瑪德耳塔調變器輪 戴耳機’其中該所接收信號之動態範圍已經適； 性调整，該頭戴耳機包含： … 一信號負載； =適應性動態範圍控制器，其經組態以產生一包含動 態範圍經反向調整的該所接收信號之輸出；及

   一濾波器，其經組態以濾波該來自該適應性動態範圍 控制器之輸出並將該經濾波輸出提供至該信號負載。 106. —種頭戴耳機，其包含： 一 k號源’其經組態以產生一信號； 一遽波器’其經組態以接收該來自該信號源之信號及 一縮放信號並產生一經濾波信號； 置化器，其經組態以基於該經渡波信號產生一量化 信號；及 一適應性動態範圍控制器，其經組態以基於該量化信 號產生該縮放信號。 107· —種經組態以接收一自一西格瑪_德耳塔調變器輸出之信 號之頭戴耳機，其中該所接收信號之動態範圍已經適應 性調整，該頭戴耳機包含： 一適應性動態範圍控制器，其經組態以接收該來自該 西格瑪-德耳塔調變器之信號並產生一縮放信號； 一遽波器’其經組態以接收該縮放信號並產生一經濾 波信號；及 一信號負載，其經組態以接收該經濾波信號。 128490.doc -16 -