专利名称：音频解码器以及相关的电子装置的利记博彩app
技术领域：
本发明有关于一种音频解码器，特别是有关于 一种能够抑制来自接地端 的高频调制信号的音频解码器。
背景技术：
在通用串行总线(USB)音频解码器(audio codec)中，通常会使用USB 1. 1 协议来进行数据传输，其传输方式为每1ms以12Mbps的位率(bit rate)发送 或接收一个数据包，相当于12MHz的高频信号被周期为1ms的低频信号所调 制，因而在k*12MHz(k=0、 1、 3、…)的频率处产生了以lKHz为间隔的频率 成分，即k*12MHz+/-n*kHz(n=0、 1、 3、…)的频率分量。举例而言，图1A 中所示为一个频率为12MHz、振幅为50mV、工作周期(duty cycle)为40%的 脉沖信号，而如图IB中所示是图1A中所示的脉沖信号被周期1ms的低频信 号调制后的波形。图2A与图2B是分別为图IA与图IB中的脉冲信号的振幅 频谱特性，而图3A与图3B为图2A与图2B中的^c沖信号的频谱在12MHz处 的局部放大图，由此可明显地看出被调制后的脉沖信号的频谱比未调制的脉 冲信号多了 n*KHz的部分。再者，这种被调制的高频信号将可能以噪声的形式(例如背景或电源噪声) 传播到音频解码器的其它部分，特别是比较敏感的单端仿真信号十分容易受 到影响。这种噪声如果传播到音频解码器中模拟数字转换器的单端输入信号 中，并且模拟数字转换器的采样频率fs恰好为12MHz的整数分之一时，即 fs=12MHz/m(m=l、 2、 3、…)，根据采样定理，模拟数字转换器就会将 hl2匪z+i^kHz的噪声频率分量采样到音频信号频带以内，因而在其输出产 生频率为n*kHz的音频噪声。发明内容本发明提供一种音频解码器，包括模拟数字转换单元，具有第一输入端 与第二输入端用以接收第一音频信号以及参考电位，以便根据第 一音频信号与参考电位间的电压差，进行模拟数字转换，产生输出信号；以及第一抗混 迭滤波器与第二抗混迭滤波器，分别耦接于模拟数字转换器的第 一输入端与 接地电压之间以及模拟数字转换器的第二输入端与接地电压之间，用以抑制 接地电压所导致的高频调制噪声。本发明亦提供一种电子装置，包括音频来源电路，用以产生第一音频信号；以及音频解码器，用以将第一音频信号转换成数字信号，并且音频解码 器包括前置放大器，用以放大第一音频信号，以产生第二音频信号；模拟数 字转换单元，具有第一输入端与第二输入端用以接收第二音频信号以及参考 电位，以便根据第二音频信号与参考电位间的电压差，进行模拟数字转换， 产生输出信号；以及第一抗混迭滤波器与第二抗混迭滤波器，分别耦接于模 拟数字转换器的第 一输入端与接地电压之间以及模拟数字转换器的第二输入 端与接地电压之间，用以抑制接地电压所导致的高频调制噪声。本发明亦提供一种抑制高频调制噪声的方法，应用于音频解码器，上述 音频解码器包含模拟数字转换器，该方法包括分别于上述模拟数字转换器 的第 一输入端与接地电压之间以及上述模拟数字转换器的第二输入端与上述 接地电压之间设置第一抗混迭滤波器和第二抗混迭滤波器；分別输入第一音 频信号和参考电位至上述模拟数字转换器的上述第一输入端和上述第二4入 端；根据上述第一音频信号与上述参考电位间的电压差，进行模拟数字转换 以产生输出信号。为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特 举一较佳实施例，并配合所附图示，作详细说明如下。
图1A中用以显示脉冲信号。图1B中所示是图1A中所示的脉沖信号调制后的波形。图2A与图2B是分别用以显示图1A与图1B中的脉沖信号的振幅频语特性。图3A与图3B为图2A与图2B中的脉冲信号的频谱在12MHz处的局部放 大图。图4所示为本发明的一音频解码器的一实施例。 图5为本发明的一电子装置的一实施例。[主要元件标号说明]10:前置放大器；20A、 20B:抗混迭滤波器;30:模拟数字转换器 210:音频来源电路； VREF:参考电位；VIN(t)、 VINl(t):音频信号; RS、 RF、 R1 R2:电阻； 0P:运算放大器；100:音频解码器; 200:电子装置；CF、 C1 C2:电容; GND: ^妾地电压；D0UT:数字信号。
具体实施方式
图4所示为本发明的一音频解码器的一实施例。如图所示，音频解码器 100包括前置放大器10、抗混迭滤波器(anti-alias filter; AAF)20A与20B、 以及模拟数字转换器(analog-to-digital converter; ADC) 30。举例而言， 音频解码器100为使用通用串行总线(USB) 1. 1协议来进行数据传输的音频解 码器，其传输方式为每lras以12Mbps的位率(bit rate)发送或接收一个数据 包。前置放大器10耦接音频信号VIN(t)以及参考电位VREF,用以放大音频 信号VIN(t)并输出对应的音频信号VIN1 (t)，输出至抗混迭滤波器(AAF) 20A。 前置放大器10包括电阻RS与RF、电容CF以及运算放大器0P。举例而言， 电阻RS具有第一端耦接至音频信号VIN (t)，电阻RF具有第一端耦接至电阻 RS的第二端与运算放大器OP的反相输入端，以及第二端耦接运算放大器OP 的输出端。电容CF是耦接于运算放大器OP的反相输入端与输出端之间，运 算放大器OP的非反相输入端是耦接至参考电位VREF。于此实施例中，音频 信号VIN(t)为来自仿真收音电路(未图标)，但不限定于此。抗混迭滤波器20A与20B是分别耦接于模拟数字转换器30的输入端IP 与前置放大器10的输出端之间以及模拟数字转换器30的输入端IM与参考电 位VREF之间，用以抑制高频调制噪声。举例而言，抗混迭滤波器20A包括电 阻Rl与电容Cl,电阻Rl具有第一端耦接运算放大器OP的输出端，以及第 二端耦接模拟数字转换器30的输入端IP，而电容CI是耦接于接地电压GND 与模拟数字转换器30的输入端IP之间。举例而言，抗混迭滤波器20A与20B 为低通滤波器，但不限定于此。在此实施例中，抗混迭滤波器20A与20BRC电路所构成的被动式的(passive)滤波器，但不限定于此，抗混迭滤波器 20A与20B亦可以运算放大器所构成的为主动式滤波器。模拟数字转换器30具有输入端IP耦接至抗混迭滤波器20A与前置放大 器10的输出端、输入端IM耦接抗混迭滤波器20B与参考电位VREF,以及输 出端用以输出数字信号D0UT。模拟数字转换器30根据音频信号VIN1 (t)与参 考电位VREF间的电压差，进行模拟数字转换，产生数字信号DOUT。如前所述，在传统的音频解码器中，由于高频调制噪声可能出现在电源、 接地端、或芯片村底(基板)上，如果前置放大器IO对高频调制噪声的电源抑 制能力(PSR)不够，或者抗混迭滤波器20A的接地电压GND上出现了高频噪声， 这将使得模拟数字转换器30的输入端IP与IM上的噪声不对称，故模拟数字 转换器30的输出(即数字信号D0UT)中就会含有高频噪声成份，因而降低了 模拟数字转换器30的信号噪声比(signal-to-noise rate; SNR)与总谐波失 真(total harmonic distortion; THD)在本发明的实施例中，抗混迭滤波器20A与20B是分别耦接至模拟数字 转换器30的输入端IP与输入端IM，用以抑制高频调制噪声。为了达到最佳 的噪声抵消效果，抗混迭滤波器20A与20B是互相匹配的，即具有相同或相近的频率特性，例如使截止频率相同或相近，即<formula>formula see original document page 8</formula>。需要说明 的是，在实际实施时电气上可能无法达成完全没有误差的等同，但只需使二 者的频率特性尽量相等，就可达到本发明的抑制高频调制噪声的效果。因此， 在接地电压GND上的高频调制噪声通过电容C1与C2后会几乎等量地分别出 现在模拟数字转换器30的输入端IP与IM上，并且具有相同的振幅与相位。 由于模拟数字转换器30是对输入端IP与IM上的电压差进行模拟数字转换， 所以输入端IP与IM上的噪声电压就能相互抵消，使得模拟数字转换器30所 输出的数字信号DOUT就不再存在MkHz的噪声成分。因此，音频解码器100 可效地抑制与抵消来自接地电压GND的高频调制噪声。图5为本发明的一电子装置的一实施例。如图所示，电子装置200包括 音频来源电路210以及图4中所示的音频解码器100。音频来源电路210用 以将声音转换成音频信号VIN(t)输出至音频解码器100，而音频解码器100 用以将音频信号转译成数字信号D0UT。举例而言，音频来源电路210可为麦 克风，但不限定于此，而电子装置200可为消费性电子产品或可携式电子装置，例如移动电话、个人数字助理、数字相机、笔记本型计算机、桌上型计 算机、MP3播放器、随身碟或录音笔，但不限定于此。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何 本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰， 因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。
权利要求
1.一种音频解码器，包括模拟数字转换器，具有第一输入端和第二输入端分别用以接收第一音频信号以及参考电位，以便根据上述第一音频信号与上述参考电位间的电压差，进行模拟数字转换以产生输出信号；以及第一抗混迭滤波器和第二抗混迭滤波器，分别耦接于上述模拟数字转换器的第一输入端与接地电压之间以及上述模拟数字转换器的第二输入端与上述接地电压之间，用以抑制上述接地电压所导致的高频调制噪声。
2. 根据权利要求1所述的音频解码器，其中上述第一抗混迭滤波器和第 二抗混迭滤波器具有相同的频率特性。
3. 根据权利要求2所述的音频解码器，其中上述第一抗混迭滤波器和第 二抗混迭滤波器具有相同的截止频率。
4. 根据权利要求1所述的音频解码器，其中上述第一抗混迭滤波器包括 第一电阻耦接于上述第一音频信号与上述模拟数字转换器的第一输入端之 间，以及第一电容耦接于上述模拟数字转换器的第一输入端与上述接地电压 之间；上述第二抗混迭滤波器包括第二电阻耦接于上述参考电位与上述模拟 数字转换器的第二输入端之间，以及第二电容耦接于上述模拟数字转换器的 第二输入端与上述接地电压之间。
5. 根据权利要求4所述的音频解码器，还包括前置放大器，用以放大来 源音频信号，以产生上述第一音频信号。
6. 根据权利要求5所述的音频解码器，其中上述前置放大器包括 第三电阻，具有第一端耦接上述来源音频信号；第四电阻，具有第一端耦接上述第三电阻的第二端；第三电容，具有第一端耦接上述第四电阻的第一端，以及第二端耦接至 上述第四电阻的第二端；以及运算放大器，具有反相输入端耦接上述第四电阻与上述第三电容的第一 端，非反相输入端耦接上述参考电位，以及输出端耦接上述第四电阻与上述 第三电容的第二端以及上述第一电阻的第一端。
7. —种电子装置，包括 音频来源电路，用以产生第一音频信号；以及音频解码器，用以将上述第一音频信号转换成^:字信号，并且上述音频 解码器包括前置放大器，用以放大上述第一音频信号，以产生第二音频信号； 模拟数字转换器，具有第一输入端和第二输入端分别用以接收上述第二音频信号以及参考电位，以便根据上述第二音频信号与上述参考电位间的 电压差，进行模拟数字转换以产生输出信号；以及第 一抗混迭滤波器和第二抗混迭滤波器，分别耦接于上述模拟数字转 换器的第 一输入端与接地电压之间以及上述模拟数字转换器的第二输入端与 上述接地电压之间，用以抑制上述接地电压所导致的高频调制噪声。
8. 根据权利要求7所述的电子装置，其中上述第一抗混迭滤波器和第二 抗混迭滤波器具有相同的频率特性。
9. 根据权利要求8所述的电子装置，其中上述第一抗混迭滤波器和第二 抗混迭滤波器具有相同的截止频率。
10. 根据权利要求7所述的电子装置，其中上述第一抗混迭滤波器包括 第一电阻耦接于上述第二音频信号与上述模拟数字转换器的第一输入端之 间，以及第一电容耦接于上述模拟数字转换器的第一输入端与上述接地电压 之间；上述第二抗混迭滤波器包括第二电阻耦接于上述参考电位与上述模拟 数字转换器的第二输入端之间，以及第二电容耦接于上述模拟数字转换器的 第二输入端与上述接地电压之间。
11. 根据权利要求10所述的电子装置，其中上述前置放大器包括 第三电阻，具有第一端耦接上述第一音频信号；第四电阻，具有第一端耦接上述第三电阻的第二端；第三电容，具有第一端耦接上述第四电阻的第一端，以及第二端耦接至 上述第四电阻的第二端；以及运算放大器，具有反相输入端耦接上述第四电阻的第一端与上述第三电 容的第一端，非反相输入端耦接上述参考电位，以及输出端耦接上述第四电 阻的第二端与上述第三电容的第二端以及上述第一电阻的第一端。
12. 根据权利要求7所述的电子装置，其中上述音频解码器使用通用串 行总线协议来进行数据传输。
13. 根据权利要求7所述的电子装置，其中上述音频来源电路为麦克风。
14. 根据权利要求7所述的电子装置，其中上述电子装置为移动电话、个人数字助理、数字相机、笔记本型计^机、桌上型计算机、MP3播放器、随身碟或录音笔。
15. —种抑制高频调制噪声的方法，应用于音频解码器，上述音频解码 器包含模拟数字转换器，该方法包括分别于上述模拟数字转换器的第 一输入端与接地电压之间以及上述模拟 数字转换器的第二输入端与上述接地电压之间设置第一抗混迭滤波器和第二 抗混迭滤波器；分别输入第一音频信号和参考电位至上述^f莫拟^:字转换器的上述第一输 入端和上述第二输入端；根据上述第一音频信号与上述参考电位间的电压差，进行模拟数字转换 以产生输出信号。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中上述第一抗混迭滤波器和第二抗 混迭滤波器具有相同的频率特性。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中上述第一抗混迭滤波器和第二抗 混迭滤波器具有相同的截止频率。
18. 根据权利要求16所述的方法，还包括步骤 通过前置放大器放大来源音频信号，以产生上述第一音频信号。
19. 根据权利要求16所述的方法，其中上述第一抗混迭滤波器包括第一 电阻耦接于上述第一音频信号与上述模拟数字转换器的第一输入端之间，以 及第 一 电容耦接于上述模拟数字转换器的第 一输入端与上述接地电压之间； 上述第二抗混迭滤波器包括第二电阻耦接于上述参考电位与上述模拟数字转 换器的第二输入端之间，以及第二电容耦接于上述模拟数字转换器的第二输 入端与上述接地电压之间。
全文摘要
一种音频解码器，包括模拟数字转换单元，具有第一、第二输入端用以接收第一音频信号以及参考电位，以便根据第一音频信号与参考电位间的电压差，进行模拟数字转换，产生输出信号；以及第一、第二抗混迭滤波器，分别耦接于模拟数字转换器的第一输入端与接地电压之间以及模拟数字转换器的第二输入端与接地电压之间，用以抑制接地电压所导致的高频调制噪声。
文档编号H03F3/45GK101329870SQ200810145519
公开日2008年12月24日 申请日期2008年8月1日 优先权日2008年8月1日
发明者刘中鼎, 卫 石 申请人:威盛电子股份有限公司