專利名稱：具有調(diào)幅能力的一位信號處理儀或在該信號處理儀上加載的記錄或再現(xiàn)儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于在幅度范圍執(zhí)行信號處理的數(shù)字信號處理方法和儀器，該信號是具有少量位的，例如1位的數(shù)字化輸入信號。
迄今早已應用的n種記錄/再現(xiàn)儀，例如一種密盤(CD)或數(shù)字音頻帶(DAT)，或一種數(shù)字音頻廣播，例如衛(wèi)星廣播的用于記錄、再生和傳輸?shù)臄?shù)字化的音頻信號的方法。在這種數(shù)字音頻傳輸儀中，48KHz的采樣頻率和16量化位數(shù)是早經(jīng)規(guī)定的量化格式。
在這種轉(zhuǎn)換數(shù)字音頻傳輸儀中，該數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的量化位的數(shù)量一般都規(guī)定解調(diào)音頻信號的動態(tài)范圍。為傳輸較高信號質(zhì)量的音頻信號，必須從當前的16位到20或24位值增加量化位數(shù)量。然而，一旦該格式被設置下來，該信號處理電路就被固定，量化位的數(shù)量不再容易增加。
作為數(shù)字化音頻信號的一種方法，sigma—delta方法(∑Δ方法)已披露在日本聲學會雜志的46卷第3號(1990)，251頁至257頁中的Yoshio Yamazaki“AD/DA轉(zhuǎn)換器和數(shù)字濾波器”中。


圖1所示是用于1位∑Δ調(diào)制電路的結(jié)構，在該圖中，來自輸入端61的輸入音頻信號經(jīng)由加法器62送到積分儀63。積分儀63的信號被送到比較器64，在這里，該信號同，例如該輸入音頻信號的中性點電壓相比較，并由，例如每采樣周期1位量化來量化。就該采樣周期(采樣頻率)的頻率來說，該頻率等于被使用的48KHz或44.1KHz的轉(zhuǎn)換采樣頻率的64或128倍。量化位的數(shù)量可以是2或4位。
被量化的數(shù)據(jù)被提供到一采樣延遲電路65，在這里被延遲一個采樣周期。該被延遲的數(shù)據(jù)被，例如一位D/A轉(zhuǎn)換器66轉(zhuǎn)換為模擬信號并被送到加法器62，以便于被加到進入該輸入端61的該輸入音頻信號。從比較器64輸出的量化數(shù)據(jù)被輸出到輸出端67。這樣，由∑Δ調(diào)制電路執(zhí)行的具有1位∑Δ調(diào)制的高動態(tài)范圍的音頻信號，利用足夠高的采樣頻率用少量位，例如1位就可以被產(chǎn)生。另外，也可以達到寬的傳輸頻率范圍，而且，∑Δ調(diào)制電路也適于集成并能實現(xiàn)高精度A/D轉(zhuǎn)換，因此它被經(jīng)常應于A/D轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部電路。被∑Δ調(diào)制的信號可以通過一簡化設計的模擬低通濾波器以再生模擬音頻信號。利用這些特點，∑Δ調(diào)制電路能被應用于記錄器或用于處理高質(zhì)量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸。
同時，在幅度范圍方面的信號處理，這包括信號衰減，例如衰減，量化，濾波，交叉衰減或混合，這些能夠在處理多位，例如16位，格式的數(shù)字信號的數(shù)字音頻傳輸儀中實現(xiàn)的(可參考下文中的多位數(shù)字音頻傳輸儀)這些信號處理，如果進行適當處理，例如傳輸范圍或高動態(tài)范圍被滿意解決，利用∑Δ調(diào)制電路的數(shù)字音頻傳輸儀能沒有大困難地實現(xiàn)。
衰減，例如，包括隨著時間的消逝而逐漸變低的再生信號的漸弱，或從零電平開始逐漸增加音頻信號電平的漸強。這種衰減是在音頻信號的幅度范圍內(nèi)通常的信號處理技術。
參考圖2，被現(xiàn)的衰減由上述多位數(shù)字音頻傳輸儀加以解釋。在圖2中，一多位數(shù)字音頻信號，例如-16位信號被送到輸入端71，經(jīng)由乘法器72被輸出到輸出端73。如果規(guī)定衰減開始定時或衰減速度的一控制信號被送到一控制輸入端74，該控制信號被送到一控制電路75，在這里產(chǎn)生一隨機衰減信號。作為該衰減信號被送一系數(shù)發(fā)生器76，逐漸變化該音頻信號電平到零電平的系數(shù)被產(chǎn)生并送到乘法器72。
當數(shù)字音頻信號被送到數(shù)字信號輸入端71時，有一在輸出端73處被產(chǎn)生和被輸出的由控制信號規(guī)定的定時形式以指定速度逐漸衰減到零電平的音頻信號，這種衰減是依上述衰落的方式進行的。從零電平逐漸增加音頻信號電平的漸強可根據(jù)反向該由系數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的系數(shù)發(fā)生順序來實現(xiàn)。
然而，這樣的處理不能用∑Δ調(diào)制的數(shù)字音頻信號實現(xiàn)。那就是，由于，例如1位信號的∑Δ調(diào)制的數(shù)字信號具有在時間軸上表示1位模式的幅度信息，它不能利用乘法器72倍乘該信號以完成幅度處理操作的轉(zhuǎn)換。
從而本發(fā)明的一個目的就是提供一種數(shù)字信號處理方法和儀器，它能夠傳輸在少量位上，例如1位上的數(shù)字信號在幅度范圍內(nèi)完成信號處理的高質(zhì)量音頻信號，以便對少量位上的數(shù)字信號開發(fā)該寬的傳輸范圍和高動態(tài)范圍。
一方面，本發(fā)明提供了一種數(shù)字信號處理儀器，它包括用于改變相應于由一用戶啟動而產(chǎn)生的多位系數(shù)的系數(shù)發(fā)生裝置；一計算裝置，用于在1位上基于輸入的數(shù)字信號和由該系數(shù)發(fā)生裝置產(chǎn)生的一多位信號的系數(shù)的條件下執(zhí)行一預置處理操作；和轉(zhuǎn)換裝置，用于再量化由處理裝置輸出的多位信號組成的處理運算的結(jié)果。
另一方面，本發(fā)明提供了一種數(shù)字信號處理裝置，它包括輸入裝置，用于輸入至少兩個1位數(shù)字信號；和系數(shù)發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生由多位構成的預置系數(shù)。該系數(shù)同進入輸入裝置的1位數(shù)字信號相結(jié)合。該數(shù)字信號處理裝置還包括若干計算裝置，用于在進入輸入裝置的1位數(shù)字信號和通過系數(shù)發(fā)生裝置產(chǎn)生的由多位構成的系數(shù)的基礎上執(zhí)行預置處理操作；用于加由處理裝置處理的結(jié)果的第一加法裝置；用于對由加法裝置的加的結(jié)果進行預量化為1位數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換裝置，和，用于將來自加法裝置的加的結(jié)果和由轉(zhuǎn)換裝置產(chǎn)生的1位數(shù)字信號進行加的第二加法裝置。
還有另一方面，本發(fā)明提供了一種用于將1位數(shù)字信號記錄在一記錄介質(zhì)上的記錄儀器。該記錄儀器包括用于改變由對應于用戶啟動而產(chǎn)生的一多位系數(shù)的系數(shù)發(fā)生裝置；用于在輸入數(shù)字信號的1位和通過系數(shù)發(fā)生裝置產(chǎn)生的多位信號構成的一系數(shù)的基礎上執(zhí)行一預置處理操作的計算裝置；用于將通過處理裝置輸出的多位構成的處理結(jié)果預量化為1位數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換裝置，和，用于將由轉(zhuǎn)換裝置預置化的1位數(shù)字信號記錄到一記錄介質(zhì)上的記錄裝置。
還有另一方面，本發(fā)明提供了一種用于從一記錄介質(zhì)上再生一位數(shù)字信號的再現(xiàn)儀器。該再現(xiàn)儀器包括用于改變由對應于用戶啟動而產(chǎn)生的一多位系數(shù)的系數(shù)發(fā)生裝置；用于在從記錄介質(zhì)再現(xiàn)的1位數(shù)字信號構成的一系數(shù)和由系數(shù)發(fā)生裝置產(chǎn)生的多位信號的基礎上執(zhí)行預置處理操作的記算裝置；用于將由處理裝置輸出的多重信號構成的處理結(jié)果預量化為1位數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換裝置；和，用于將由處理裝置的預量化過的1位數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為一模擬信號并該產(chǎn)生的模擬信號輸出的輸出裝置。
由于是以這樣一種方式進行處理操作，即相應于在幅度范圍內(nèi)，例如衰減或混合的信號處理的類型，以一定的控制方法，增加或減少被輸入數(shù)字信號的少量位的幅度分量，和，該處理結(jié)果被預轉(zhuǎn)換為少量位數(shù)字信號，這就使得少量位數(shù)字信號的特性變得令人滿意。
使用對應于本發(fā)明的數(shù)字信號處理儀器，該計算處理是在少量位組成的輸入信號上執(zhí)行處理操作；而少量位轉(zhuǎn)換處理是將計算處理的輸出信號轉(zhuǎn)換為較少量位的信號；該少量位，例如1位組成的數(shù)字信號，能在幅度范圍被加以處理。這就使得有可能利用適于少量位的數(shù)字信號的寬的傳輸范圍和高的動態(tài)范圍，以便于實現(xiàn)高質(zhì)量音頻信號的傳輸。
使用對應于本發(fā)明的數(shù)字信號處理儀器，由于計算處理通過控制對由該少量位組成的輸入數(shù)字信號敏感的多位信號來執(zhí)行對少量位組成的輸入信號方面的處理操作，而該位數(shù)轉(zhuǎn)換處理將計算處理的輸出信號轉(zhuǎn)換為較少量位的信號，該由少量位組成的數(shù)字信號，例如1位，能在幅度范圍被加以處理。這樣，就有可能利用適于少量位數(shù)字信號的寬的傳輸范圍和高動態(tài)范圍，以便實現(xiàn)高質(zhì)量音頻信號的傳輸。
圖1簡略示明一種∑Δ調(diào)制電路；
圖2表示通常的多位數(shù)字信號處理電路的沿幅度范圍的控制；圖3是對應于本發(fā)明的用于控制在幅度范圍上的1位數(shù)字信號；圖4是描述在幅度范圍控制1位數(shù)字信號的特定配置的第一實施例；圖5是描述在幅度范圍控制1位數(shù)字信號的特定配置的第二實施例；圖6A和6B分別表示在幅度處理之前和之后的信號波形；圖7是對應于本發(fā)明的一種記錄儀器的方框圖；圖8是對應于本發(fā)明的一種再現(xiàn)儀器的方框圖；圖9是在本發(fā)明的記錄介質(zhì)上數(shù)據(jù)被記錄和將被記錄的結(jié)構；圖10是作為多路混合器的數(shù)字信號處理電路的第三實施例。
參照這些附圖，將詳細解釋對應于本發(fā)明的數(shù)字信號處理方法和儀器的這些實施例。
本發(fā)明的第一實施例的目標是適合應用于對一輸入音頻信號是用∑Δ調(diào)制的，以便在一記錄介質(zhì)上，例如一磁帶上記錄-1位數(shù)字信號或1位數(shù)字數(shù)據(jù)和從該記錄介質(zhì)再生和輸出該1位數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字音頻/再現(xiàn)儀器。該數(shù)字信號處理儀器能夠在該1位數(shù)字數(shù)據(jù)上在幅度范圍，例如均衡，濾波或作為衰減一種的衰落方面執(zhí)行信號處理。在幅度范圍的處理是沿時間軸對該1位數(shù)字數(shù)據(jù)處理幅度分量的增加或減少。
參考圖3，該數(shù)字信號處理儀器1包括乘法器3，它是通過控制對應于該1位數(shù)字數(shù)據(jù)的多位信號在從輸入端2來的被∑Δ調(diào)制過的1位數(shù)字數(shù)據(jù)基礎上執(zhí)行一算術運算的算述單元；和，∑Δ調(diào)制單元7作為少量位轉(zhuǎn)換裝置，用于將乘法器3的輸出再轉(zhuǎn)換為1位數(shù)字數(shù)據(jù)。
乘法器3是一系數(shù)乘裝置，它對應于1位數(shù)字數(shù)據(jù)，將該1位數(shù)字數(shù)據(jù)同多位乘系數(shù)，例如在系數(shù)發(fā)生器4產(chǎn)生的-16位乘系數(shù)相乘。
系數(shù)發(fā)生器4相應于稍后將解釋的，提供到一控制電路5的一命令信號，以產(chǎn)生該16位乘系數(shù)。連接于控制電路5的一控制信號輸入端6加一命令信號以便執(zhí)行在幅度范圍的，例如由用戶選定的衰落的信號處理?？刂齐娐?對應于執(zhí)行衰落的命令信號以產(chǎn)生該多位乘系數(shù)。
乘法器3輸出即是一多位數(shù)字數(shù)據(jù)的該乘的結(jié)果，送到作為∑Δ調(diào)制單元7的一部分的加法器8。該∑Δ調(diào)制單元7包括，還有加法器8；積分器9，用于積分該加法器8的加的輸出；量化器10，用于將在每個采樣周期從積分器9來的數(shù)據(jù)量化為1位數(shù)字數(shù)據(jù)。量化器10的被量化的輸出經(jīng)由延遲單元11被負反饋到加法器8，以便減去被加的到乘法器3的乘輸出。作為量化器10的量化輸出的1位數(shù)字數(shù)據(jù)在輸出端12被輸出。
該數(shù)字信號處理儀器1的操作如下如圖4所示，1位數(shù)字數(shù)據(jù)經(jīng)由輸入端2被送到然后對應于1位數(shù)字數(shù)據(jù)的二進制狀態(tài)的乘法器3，即無論數(shù)據(jù)是“1”還是“-1”，都分別去乘具有正的或負的多位(這里是16位)乘系數(shù)的1位數(shù)字數(shù)據(jù)，那就是，由基于提供到控制電路5的命令信號的系數(shù)發(fā)生器4產(chǎn)生的正的或負的多位系數(shù)的被選擇取決于該1位數(shù)字數(shù)據(jù)的二進制狀態(tài)，以便用該1位數(shù)字數(shù)據(jù)去乘。乘法器3的多位乘輸出被送到∑Δ調(diào)制單元7。
圖5所示的加法器/減法器13可替代乘法器3。加法器/減法器13對應于該1位數(shù)字數(shù)據(jù)的二進制狀態(tài)，即無論該1位數(shù)字數(shù)據(jù)是“1”或“-1”，去分別是加或減該系數(shù)發(fā)生器4輸出的到或從該延遲單元11的被延遲的輸出的多位乘系數(shù)。由于從輸入端提供的1位數(shù)字數(shù)據(jù)是“1”或“-1”，那就是絕對值是相等的，使得這種替換成為可能。該加法器/減法器13可使∑Δ調(diào)制單元7的乘法器3和加法器8合成一體來實現(xiàn)。
由多位乘輸出供給的該下游側(cè)電路在結(jié)構上的差別取于由乘法器3所假定的圖4和5所示的結(jié)構。如果，乘法器3的操作如圖4所示，該多位乘輸出如上所述被送到加法器8，在這里延遲單元11的負延遲輸出被加到該多位乘輸出。如果乘法器3如圖5所示被替換，該多位乘輸出如上所述被送到積分器9。
如果該乘法器3的結(jié)構如圖4所示，如上所述由加法器8減去該延遲輸出的多位乘輸出由積分器9積分并在等于采樣周期的一個周期里由量化器10量化，以便再轉(zhuǎn)換為在輸出端12輸出的1位數(shù)字數(shù)據(jù)。
由乘法器3在1位數(shù)字數(shù)據(jù)的基礎上執(zhí)行的信號處理是幅度范圍的信號處理，如已清楚解釋過的，例如量化或作為衰減一種的衰減。為了簡化，現(xiàn)在解釋由乘法器3所執(zhí)行的將輸入信號幅度降低一半的一種信號處理的處理。
參考圖6A和6B，解釋利用乘法器3執(zhí)行減少輸入信號幅度一半的操作情況下的該數(shù)字信號處理儀器1的處理結(jié)果。圖6A所示是提供給圖3的輸入端2的1位數(shù)字數(shù)據(jù)的情況時的一信號波形，通過一模擬低通濾波器再次轉(zhuǎn)換為模擬信號。圖6B表示由圖3所示的由數(shù)字信號處理儀器1執(zhí)行的通過信號處理所獲得的在1位數(shù)字數(shù)據(jù)情況下的信號波形被再次轉(zhuǎn)換為模擬形式。對這兩個數(shù)據(jù)來說，雖然輸入/輸出位長是1位，但這兩個數(shù)據(jù)在模式上明顯不同，那就是，通過簡單設計的模擬濾波器所獲得的模擬音頻信號降低了它的一半幅度。
采用該數(shù)字信號處理儀器1，如上所述，該乘法器執(zhí)行的操作是，它控制對應于處理類型的系數(shù)發(fā)生器所產(chǎn)生的多位乘系數(shù)，即衰減或混合取決于作為少量位輸入數(shù)字信號的該1位數(shù)字信號的二進制狀態(tài)。該乘法器3的多位乘輸出通過∑Δ調(diào)制單元7再次轉(zhuǎn)換為少量位數(shù)字信號，這里是1位數(shù)字信號。這樣就可能利用適合于少量位數(shù)字信號的寬的傳輸范圍和高動態(tài)范圍，以便實現(xiàn)高質(zhì)量音頻信號的傳輸。
該數(shù)字信號處理儀器1被提供給包括有圖7所示的記錄單元20，和圖8所示的再現(xiàn)單元30的數(shù)字音頻記錄/再現(xiàn)儀器。該記錄單元20∑Δ調(diào)制該輸入音頻信號以形成1位數(shù)字數(shù)據(jù)并在作為一單元的預置位數(shù)的間隔處附加一同步信號和一誤差校正碼，以實現(xiàn)該記錄，而再現(xiàn)單元30再生由記錄單元20在磁帶29上記錄的1位數(shù)字數(shù)據(jù)并最終輸出該模擬音頻數(shù)據(jù)的再現(xiàn)數(shù)據(jù)。雖然該數(shù)字信號處理儀器1被提供在再現(xiàn)單元30中，但為了解釋的方便還是首先解釋記錄單元20。
參考圖7，來自輸入端21的一輸入音頻信號由乘法器3用從系數(shù)發(fā)生器4來的多位乘系數(shù)相乘。由系數(shù)發(fā)生器4產(chǎn)生的系數(shù)經(jīng)由被控制電路5控制的加法器22送到積分器23。積分器23的輸出信號被送到比較器24，在這里它同例如，輸入音頻信號的中性點(“0V”)電勢相比較，以便在每個采樣周期用1位量化來加以量化。采樣周期的頻率，即采樣頻率被置于等于64或128倍的通常使用的48KHz或44.1KHz采樣頻率的較高頻率。
被量化的數(shù)據(jù)被送到一采樣延遲單元，在這里它被延遲一個采樣周期。該被延遲的數(shù)據(jù)經(jīng)由1位數(shù)字/模擬(D/A轉(zhuǎn)換器)26送到加法器22，在這里它被加到來自輸入端21的輸入音頻信號。這樣，比較器24輸出被量化的數(shù)據(jù)該數(shù)據(jù)是被該∑Δ調(diào)制的輸入音頻信號。比較器24的輸出量化數(shù)據(jù)被送到附加電路，用于將同步信號和誤差校正碼(ECC)附加到每個預置采樣數(shù)的被量化了的數(shù)據(jù)上。
采用這種記錄格式，作為一位置化數(shù)據(jù)的1位數(shù)字數(shù)據(jù)被分裂為每四個1位數(shù)據(jù)，例如如圖9所示的數(shù)據(jù)項D0至D3作為一個單元，和，同步信號S0，S1-組和誤差校正碼P0，P1-組被附加于每四個1位數(shù)字數(shù)據(jù)。在記錄/再現(xiàn)期間產(chǎn)生的傳輸誤差可由同步信號和誤差校正碼附加電路7附加的誤差校碼P0，P1來檢測和校正。
在圖8所示的再現(xiàn)單元30中，由再現(xiàn)頭31記錄在磁帶29上的1位數(shù)字數(shù)據(jù)由再現(xiàn)頭31加以再現(xiàn)。由于該1位數(shù)字數(shù)據(jù)這種以同步信號和誤差校正碼被附加到每四個1位數(shù)字數(shù)據(jù)的這種記錄格式，當送到一同步信號分離和誤差校正電路32的1位數(shù)據(jù)與同步信號脫離和進行誤差的校正，僅只由輸入音頻信號的∑Δ調(diào)制產(chǎn)生的1位數(shù)字數(shù)據(jù)被產(chǎn)生。這樣產(chǎn)生的1位數(shù)字數(shù)據(jù)被送到圖3詳細示明的數(shù)字信號處理儀器1。
如已清楚解釋過的，該1位數(shù)字數(shù)據(jù)在幅度范圍由該數(shù)字信號處理儀器1所控制。由該數(shù)字信號處理儀器1這樣處理的1位數(shù)字數(shù)據(jù)由模擬濾波器33恢復成模擬音頻信號并在監(jiān)視器端34處被輸出。
由數(shù)字信號處理儀器1輸出的∑Δ再調(diào)制過的1位數(shù)字數(shù)據(jù)由是一種10進制(decimation)濾波器的數(shù)字濾波器35轉(zhuǎn)換為任選信號格式的數(shù)據(jù)，例如CD或DAT格式。該轉(zhuǎn)換為任選格式的數(shù)字信號經(jīng)由任選格式的數(shù)字記錄器的再現(xiàn)系統(tǒng)36，一用CD或DAT的再現(xiàn)系統(tǒng)37或用于DCC(數(shù)字錄音機)的再現(xiàn)系統(tǒng)38送到一通常的D/A轉(zhuǎn)換器39。
這樣，采用使用本實施例的數(shù)字信號處理儀器1的該數(shù)字音頻記錄/再生儀器，這就能利用適于少量位數(shù)字信號的寬的傳輸范圍和高動態(tài)范圍，以實現(xiàn)高質(zhì)量的音頻信號的傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字信號處理方法和儀器不限于上述實施例，例如，該數(shù)字信號處理儀器的構成可以用于處理如圖10所示的若干個1位數(shù)字數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在描述的數(shù)字信號處理儀器是作為一種改進的實施例，用這種改進的實施例可以以任選的混合比去混合兩個或多個，例如三個一位數(shù)字數(shù)據(jù)通道的一位數(shù)字數(shù)據(jù)的通道并輸出一唯一的1位數(shù)字數(shù)據(jù)。
分別的∑Δ調(diào)制的1位數(shù)字數(shù)據(jù)被劃定給該改進實施例的輸入端41，43，和45。送到輸入端41的1位數(shù)字數(shù)據(jù)進行入乘法器42，在乘法器42中該1位數(shù)字數(shù)據(jù)與由系數(shù)發(fā)生器47產(chǎn)生的一多位，例如16位的乘系數(shù)相乘。該多位乘系數(shù)能被選擇控制這取決于，如下文中一實施例中將要解釋的該1位數(shù)字數(shù)據(jù)所設定的二進制狀態(tài)。進入輸入端43的該1位數(shù)字數(shù)據(jù)進入乘法器44，然后該1位數(shù)字數(shù)據(jù)同多位，例如16位的由該系數(shù)發(fā)生器47產(chǎn)生的乘系數(shù)相乘。送到輸入端45的該1位數(shù)字數(shù)據(jù)進到乘法器46，然后該1位數(shù)字數(shù)據(jù)同由系數(shù)發(fā)生器47產(chǎn)生的多位，例如16位的乘系數(shù)相乘。該系數(shù)發(fā)生器47由控制電路48加以控制去產(chǎn)生多位，這里是16位的乘系數(shù)。連接到控制電路48的一控制輸入端55被提供一與在幅度范圍，例如由用戶用定的混合處理的信號相一致的信號。該系數(shù)發(fā)生器47在與混合相一致信號的基礎上，然后在控制電路48的控制下產(chǎn)生一多位乘系數(shù)。
來自乘法器42，44和46的多位乘輸出被送到∑Δ調(diào)制單元49的加法器50。該調(diào)制單元49，除加法器50還有，用于積分加法器50的和輸出的積分器51；用于在每個采樣周期量化來自積分器51的1位信號的量化器52，和用于延遲時間上等于1個采樣周期的量化器52的輸出的延遲單元53。量化器52的被量化過的輸出經(jīng)由延遲單元53負反饋到加法器50，在這里它負向加到該多位乘輸出的和輸出上。量化器52的被量化過的輸出的1位數(shù)字數(shù)據(jù)在輸出端54被輸出。
采用該改進實施例的數(shù)字信號處理儀器1，若干個1位數(shù)字數(shù)據(jù)通過乘法器42、44和46分別與單獨的分別對應的1位數(shù)字數(shù)據(jù)的二進制狀態(tài)相聯(lián)系的多位乘系數(shù)相乘。該乘法器42、44和46的多位乘輸出由加法器50求和并通過∑Δ調(diào)制單元49傳輸，以再轉(zhuǎn)換為1個1位數(shù)字信號。送到相應的單獨乘法器42，44和46的該多位乘系數(shù)是由控制電路48控制和產(chǎn)生。采用該改進，這樣就可能再輸出在若于輸入信號以任選比率混合幅度分量的基礎上所獲得的1位數(shù)字數(shù)據(jù)。假如該改進被用于，例如，用于傳輸和記錄∑Δ調(diào)制的1位數(shù)字數(shù)據(jù)構成的數(shù)字音頻傳輸儀器，它就能傳輸和記錄在若干輸入信號以任選比率混合幅度分量的基礎上所獲得的音頻信號。該改進不限于上述混合，例如，通控制多位乘系數(shù)和改變在乘法器42，44和46內(nèi)所執(zhí)行的算術運算的內(nèi)容，也可以實現(xiàn)交叉衰減或其它衰減。
權利要求
1.一種數(shù)字信號處理儀器包括系數(shù)發(fā)生裝置，用于改變對應于由用戶啟動而產(chǎn)生的一多位系數(shù)；計算裝置，用于在以位為基礎的輸入數(shù)字信號和由所述系數(shù)發(fā)生裝置產(chǎn)生的作為一多位信號的一系數(shù)的基礎上執(zhí)行一預置處理操作；和轉(zhuǎn)換裝置，用于再量化由所述處理裝置輸出的一多位信號組成的處理操作的結(jié)果。
2.根據(jù)權利要求1的數(shù)字信號處理儀器，其中所述處理裝置由一乘法器組成，用于將以該位為基礎的數(shù)字化的輸入數(shù)字信號和由系數(shù)發(fā)生裝置產(chǎn)生的一多位信號組成的系數(shù)相乘。
3.根據(jù)權利要求2的數(shù)字信號處理儀器進一步包括選擇裝置，用于選擇依賴于該數(shù)字化的輸入的1位數(shù)字信號的用于所述處理裝置處理的該系數(shù)。
4.根據(jù)權利要求1的數(shù)字信號處理儀器，其中所述轉(zhuǎn)換裝置由∑Δ(sigma—delta)調(diào)制電路構成。
5.根據(jù)權利要求1的數(shù)字信號處理儀器，其中該被數(shù)字化的輸入1位數(shù)字信號由∑Δ調(diào)制電路產(chǎn)生。
6.根據(jù)權利要求2的數(shù)字信號處理儀器，其中所述處理裝置是一加法器/減法器，進一步包括在該被數(shù)字化的輸入以位為基礎的數(shù)字信號的基礎上用于選擇的選擇裝置，它選擇該被量化的1位數(shù)字信號和由所述系數(shù)發(fā)生裝置產(chǎn)生的多位信號相互之間是否是加還是減。
7.一種數(shù)字化信號處理儀器包括輸入裝置，用于輸入至少兩個1位數(shù)字信號；系數(shù)發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生由多位構成的預置系數(shù)，所述系數(shù)與進入所述輸入裝置的1位數(shù)字信號相關聯(lián)；若干個計算裝置，用于在進入所述輸入裝置的1位數(shù)字信號和由所述系數(shù)發(fā)生裝置產(chǎn)生的由多位構成的系數(shù)的基礎上執(zhí)行預置處理操作；第一加法裝置，用于將由所述處理裝置的處理的結(jié)果相加；轉(zhuǎn)換裝置，用于將所述加法裝置的加的結(jié)果再量化為1位數(shù)字信號；和第二加法裝置，用于將從所述加法裝置來的結(jié)果和由所述轉(zhuǎn)換裝置產(chǎn)生的1位數(shù)字信號相加。
8.根據(jù)權利要求7的數(shù)字信號處理儀器，其中所述處理裝置是由乘法器組成和其中的被數(shù)字化的1位輸入數(shù)字信號同由所述系數(shù)發(fā)生裝置產(chǎn)生的由多位信號組成的系數(shù)相乘。
9.根據(jù)權利要求8的數(shù)字信號處理儀器，進一步包括選擇裝置，用于選擇依賴于該數(shù)字化的輸入1位數(shù)字信號由所述處理裝置處理的該系數(shù)。
10.根據(jù)權利要求7的數(shù)字信號處理儀器，其中所述轉(zhuǎn)換裝置是由一∑Δ調(diào)制電路構成。
11.根據(jù)權利要求7的數(shù)字信號處理儀器，其中該被數(shù)字化的輸入1位數(shù)字信號是由該∑Δ調(diào)制電路產(chǎn)生的。
12.根據(jù)權利要求7的數(shù)字信號處理儀器，其中所述處理裝置是一加法器/減法器，進一步包括選擇裝置，用于在該被數(shù)字化的輸入以位為基礎的數(shù)字信號的基礎上進行選擇的選擇裝置，它選擇該被再量化的1位數(shù)字信號和由所述系數(shù)發(fā)生裝置產(chǎn)生的多位信號相互之間是否是加還是減。
13.一種在一記錄介質(zhì)上用于記錄1位數(shù)字信號的記錄儀器包括系數(shù)發(fā)生裝置，用于改變相應于用戶啟動而產(chǎn)生的一多位系數(shù)；計算裝置，在以位為基礎的輸入數(shù)字信號和由所述系數(shù)發(fā)生裝置產(chǎn)生的由多位信號構成的一系數(shù)的基礎用于執(zhí)行一預置處理操作；和轉(zhuǎn)換裝置，用于將由所述處理裝置輸出的由多位構成的處理結(jié)果再量化為1位數(shù)字信號；和記錄裝置，用于記錄介質(zhì)上記錄由所述轉(zhuǎn)換裝置再量化的1位數(shù)字信號。
14.一種用于從記錄介質(zhì)上再現(xiàn)1位數(shù)字信號的再現(xiàn)儀器包括系數(shù)發(fā)生裝置，用于改變對應于由用戶啟動而產(chǎn)生的一多位系數(shù)；系數(shù)發(fā)生裝置，用于改變對應于用戶啟動而產(chǎn)生的由多位構成的一系數(shù)；計算裝置，在從該記錄介質(zhì)上再現(xiàn)的一1位數(shù)字信號構成的一系數(shù)和由所述系數(shù)發(fā)生裝置產(chǎn)生的該多位信號的基礎上用于執(zhí)行預置處理操作；轉(zhuǎn)換裝置，用于將由所述處理裝置輸出的多位信號構成的處理結(jié)果再量化為1位數(shù)字信號；和輸出裝置，用于將所述處理裝置再量化的1位數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為一模擬信號并輸出該產(chǎn)生的模擬信號。
15.一種從一記錄介質(zhì)上再生1位數(shù)字信號的再生儀器包括系數(shù)發(fā)生裝置，用于改變對應于用戶啟動而產(chǎn)生的多位構成的一系數(shù)；計算裝置，在其位數(shù)較少于多位的位數(shù)的一輸入的數(shù)字化的數(shù)字信號和由所述系數(shù)發(fā)生裝置產(chǎn)生的由多位信號構成的該系數(shù)的基礎上用于執(zhí)行預置處理操作；和轉(zhuǎn)換裝置，用于將由所述處理裝置輸出的多位信號再量化為少量位的數(shù)字信號。
全文摘要
一種適合于在幅度范圍改變1位數(shù)字信號的數(shù)字信號處理儀器，它在一多位系數(shù)發(fā)生器，一由該系數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的系數(shù)和1位數(shù)字信號，和載有該數(shù)字信號處理電路的一記錄/再生儀器的基礎上執(zhí)行預置處理操作。
文檔編號H03M7/50GK1139839SQ96107258
公開日1997年1月8日 申請日期1996年3月30日 優(yōu)先權日1995年3月31日
發(fā)明者市村元, 野口雅義 申請人:索尼公司