[发明专利]信号传输方法和信号传输设备

说明书

本发明涉及用来传输sigma-dleta调制的1-比特信号的信号传输方法和设备。

通常，将音频信号数字化的为人所知的方法是，将模拟音频信号转换成例如44.1千赫取样频率和16比特数据字长的多-比特音频信号。

除了此方法，最近还发明了这样的方法，其主要是使用称为sigma-delta调制的方法，在高频将音频信号数字化，并直接将合成的1-比特音频信号转换成模拟音频信号。

由该sigma-delta调制得到的1-比特数字数据，由足够高的取样频率和足够短的数据字长来表示，该取样频率(例如44.1千赫×64)和数据字长(例如1比特)，显著地高于和短于至今在传统的多-比特音频信号(例如64千赫的取样频率和16比特的数据字长)中使用的数据形式的取样频率和数据字长，并且该1-比特数字数据的特点是传输频率范围较宽。通过该sigma-delta调制，保证获得音频范围内的高的动态范围，与64元组重复取样频率相比，后者具有极低的频率范围。该特性能够被利用来实现高音质的数据记录或传输。

由于在IC容易适应高精度模/数转换的需要的情况下，能够容易地设计所述电路结构，所以，sigma-deltad调制电路本身是为人熟知技术，该电路经常被用作模/数转换器的部分电路。

通过使信号经过简单的模拟低通滤波器，可将经sigma-delta调制的信号再转换成模拟音频信号。

同时，通过使信号经过模拟低通滤波器，可将由1和0组成的纯数字信号的1-比特音频信号恢复成模拟音频信号。这说明1-比特音频信号的各低频分量就是模拟音频信号各分量。

图1显示了接近50千赫的管弦乐的频谱特性的分析结果。现在说明1-比特音频信号的各低频分量的模拟音频信号各分量。图1中，显示了接近50千赫的管弦乐的频谱分析结果。可以认为，30千赫以上的信号电平的上升归因于sigma-delta调制时产生的成形噪音分量。低于30千赫范围的信号对应于模拟音频信号分量。这说明在sigma-delta调制时获得的1-比特音频信号的各低频分量是各模拟音频信号，该1-比特音频信号是由1和0组成的纯数字信号。

因为各模拟音频信号分量包含于传输的1-比特数字信号中，所以，由传输引起的数字电路中电源波动或辐射噪音，将影响传输的1-比特数字信号。例如，电源波动在振幅方向上调制传输的1-比特数字信号，结果，将产生与各模拟音频分量密切相关的抖动变化，以致降低了音质。由于用作为基准的预置的阈值来甄别所述数字信号，所以，由电源波动引起的小的振幅变化将导致超过上述阈值的时序方面的变化，因此产生抖动波动。

另外，数字电路引起的辐射噪音被有害地混入模拟音频部分。因为各模拟音频信号分量包含于辐射噪音中，所以，在数-模转换前包含于1-比特数字信号中的各模拟音频信号分量将通过辐射噪音影响模拟音频部分。

因此，本发明的目的是提供一种信号传输方法和设备，其中，为了实现数字信号的高质传输，在sigma-delta调制的1-比特信号的传输过程中，抑制各模拟音频信号分量。

一方面，本发明提供一种信号传输设备，在该设备中，将通过传输系统传输由sigma-delta调制器输出的1-比特数字信号。该信号传输设备包括：相位调制器，用来对由sigma-delta调制器输出的1-比特数字信号进行相位调制，以便产生相位调制信号，该信号被传输到传输系统；以及相位解调器，用来解调由传输系统输出的相位调制信号，因此，传输的1-比特数字信号可避免由电源变化和辐射噪音引起的音质降低现象。

另一方面，本发明提供一种信号传输方法，其中，由sigma-delta调制器输出的1-比特数字信号通过传输系统传输。信号传输方法包括以下步骤，1)将相位调制的信号输入传输系统，该信号是在对由sigma-delta调制器输出的1-比特数字信号进行相位调制时获得的；2)对传输系统输出的相位调制信号进行解调，以避免由于电源变化或辐射噪音引起的音质降低现象。

使用根据本发明的信号传输方法和设备，因为sigma-delta调制时获得的1-比特信号被相位调制，以提供相位调制信号，且该信号将被解调，所以在sigma-delta调制的1-比特数字信号的传输过程中，各模拟音频信号分量将被抑制，因此可高质量地传输数字信号。

图1显示了预置的音频信号的频谱分量。

图2显示了本发明的第一实施例。

图3是根据本发明的sigma delta调制器的方框图。

图4A显示了由sigma delta调制器输出的1-比特音频信号。

图4B显示了D-锁存器5的参考时钟CK1。