专利名称：信号传送设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及信号传送设备，更具体地说，涉及适合于传送经Δ- Σ调制的1位信号 的信号传送设备。
背景技术：
诸如DVC(数字摄像机)和DSC(数字静态照相机)之类的最近的便携式电子设备 具有各种功能，除了运动图像拍摄功能、静态图像拍摄功能和音频记录功能之外，还包括重 放拍摄的图像和记录的声音的功能、编辑拍摄的图像和记录的声音的功能以及数据传送功 能等等。另一方面，为了实现高水平的便携性，在这种电子设备的极其有限的空间中布置大 量电子元件。因此，所述大量电子元件必须以采用多层布线板和细微图的非常密集的配置 来安装，并且连接电子元件的布线图被布置成彼此邻近。采取措施应对由这样紧密布置的 布线图之间的串扰产生的噪声是设计这种便携式电子设备时的主要挑战之一。例如，音频功能可能具有如下问题，S卩，传送从Δ- Σ调制器输出的1位数字音频 信号的传送线路以及驱动传送线路的数字电路影响模拟信号和时钟信号。Δ-Σ调制器通 常用于音频信号处理，因为它们在音频信号带中具有高水平的动态范围特性并且提供能够 容易地传送的1位数字输出。另一方面，从△-Σ调制器输出的1位数字音频信号的低频分量是模拟音频信号。 因此，当在传送线路和驱动传送线路的数字电路中生成的噪声与模拟输入信号或采样时钟 信号混合时，与模拟音频信号高度相关的该噪声导致音质降低。为了解决这种问题，日本专利特许公开No. 9-186728教导利用为1位数字音频信 号的数据速率的两倍的数据速率来多路复用1位数字音频信号的反相信号，并传送所述反 相信号，从而，包括在1位数字音频信号中的模拟音频信号分量被消除。另外，日本专利特许公开No. 6-021824教导对1位数字音频信号进行RTZ(归零) 编码，随后向其中添加反相信号，以便对于输出给传送线路的每个数字状态，获得相同数目 的逻辑1，从而可以使在电源上出现的瞬变电流的图与1位数字音频信号无关，并且来自传 送线路和数字电路的噪声分量被消除。但是，就日本专利特许公开No. 9-186728来说，与采样时钟的前沿同步的输出信 号仍然与模拟信号高度相关。因此，存在当与时钟同步的噪声被引入采样时钟信号中时，音 质可能恶化的可能性。另外，就日本专利特许公开No. 6-021824来说，由于提供分离的传送线路，即正相 信号传送线路和反相信号传送线路，于是紧密布置的布线图之间的串扰未被完全消除。此外，就日本专利特许公开No. 9-186728和No. 6-021824来说，数字输出的转变点 (transition point)的数目为Δ - Σ调制器的输出的转变点数目的两倍。因此，这些传统 技术还存在增大了驱动传送线路的数字电路的功耗的问题。
发明内容
本发明提供一种能够实现更高质量的数字信号传送的信号传送设备。本发明还提 供一种抑制能耗增大并且能够实现更高质量的数字信号传送的信号传送设备。按照本发明的一个方面，一种传送通过Δ- Σ调制获得的1位信号的信号传送 设备包括生成单元，被配置成生成数据速率与1位信号的数据速率相同的伪随机噪声图 (pattern)；码调制单元，被配置成利用由生成单元生成的伪随机噪声图，对1位信号进行 码调制；传送单元，被配置成传送由生成单元生成的伪随机噪声图和由码调制单元获得的 码调制信号；和码解调单元，被配置成利用由传送单元传送的伪随机噪声图，解调由传送单 元传送的码调制信号按照本发明的另一个方面，一种传送通过Δ- Σ调制获得的1位信号的信号传送 设备，包括第一生成单元，被配置成根据输入的同步信号，生成数据速率与1位信号的数 据速率相同的伪随机噪声图；多个码调制单元，被配置成利用由第一生成单元生成的伪随 机噪声图，并行地对通过Δ- Σ调制而获得的多个1位信号进行码调制；多路复用单元，被 配置成多路复用由所述多个码调制单元输出的码调制信号和所述同步信号，并输出所得到 的信号；传送单元，被配置成传送经多路复用单元输出的码调制信号和同步信号；分离单 元，被配置成把传送单元传送的码调制信号和同步信号多路分解成各个码调制信号和同步 信号；第二生成单元，被配置成根据分离单元获得的同步信号，生成数据速率与1位信号的 数据速率相同的伪随机噪声图；和码解调单元，被配置成利用由第二生成单元生成的伪随 机噪声图，解调由分离单元获得的码调制信号。按照本发明的另一方面，一种传送通过Δ- Σ调制获得的1位信号的信号传送设 备，包括生成单元，被配置成生成数据速率与1位信号的数据速率相同的伪随机噪声图； 多路复用单元，被配置成多路复用通过Δ-Σ调制而获得的多个1位信号，并输出所得到的 信号；码调制单元，被配置成利用由生成单元生成的伪随机噪声图，对经多路复用单元输出 的多个1位信号进行码调制，并输出为码调制信号；传送单元，被配置成传送由生成单元生 成的伪随机噪声图和由码调制单元获得的码调制信号；码解调单元，被配置成利用由传送 单元传送的伪随机噪声图，解调由传送单元传送的码调制信号；和分离单元，被配置成把由 码解调单元解调的多路复用信号多路分解成各个1位信号。参考附图，根据例证实施例的下述说明，本发明的其它特征将变得明显。
图1是表示包括按照实施例1的信号传送设备的音频信号处理系统的整体配置的 示图。图2是表示按照实施例1的码生成器的整体配置的示图。图3是图解说明按照实施例1的音频信号处理系统的操作的时间图。图4是按照实施例1的Δ- Σ调制输出的频谱分析图。图5是按照实施例1的码调制信号的频谱分析图。图6是表示按照实施例2的音频信号处理系统的整体配置的示图。图7是图解说明按照实施例2的音频信号处理系统的操作的时间图。图8是表示按照实施例2的变形1的音频信号处理系统的整体配置的示图。
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图9是图解说明按照实施例2的变形1的音频信号处理系统的操作的时间图。图10是表示按照实施例2的变形2的音频信号处理系统的整体配置的示图。图11是图解说明按照实施例2的变形2的音频信号处理系统的操作的时间图。图12是表示按照实施例3的音频信号处理系统的整体配置的示图。图13是图解说明按照实施例3的音频信号处理系统的操作的时间图。
具体实施例方式图1是表示按照实施例1的音频信号处理系统的整体配置的示图。音频信号处理 系统包括Δ - Σ调制器2、1位数字音频信号传送设备100和数字低通滤波器(LPF)8。Δ-Σ 调制器2对于从时钟输入端子10供给的时钟CLK的每个周期，把从模拟音频信号输入端子 1输入的信号调制成1位数字音频信号Si，该1位数字音频信号Sl是1位信号。1位数字音频信号传送设备100包括码调制器3、传送单元5、码解调器6和码生成 器7。码调制器3例如由对1位数字音频信号Sl和伪随机噪声(PRN)图S3进行异或运算 的异或门构成。码调制器3通过对1位数字音频信号Sl和伪随机噪声(PRN)图S3进行异 或运算，输出码调制信号S2。换句话说，在每个时钟周期，如果1位数字音频信号Sl和伪随 机噪声图S3相同，那么输出0。如果它们不相同，那么输出1。码生成器7对于1个时钟周期生成为0或1的1位伪随机噪声图。传送单元5包 括传送码调制信号S2的传送线路51和传送从码生成器7供给的伪随机噪声图S3的传送 线路52。码解调器6具有D-锁存器61和64以及异或门65。D-锁存器61与时钟脉冲的 前沿同步地锁存经传送线路51输入的信号，从而获得码调制信号S2 *。D-锁存器64与时 钟脉冲的前沿同步地锁存经传送线路52输入的信号，从而获得伪随机噪声图S3 *。异或 门65利用码调制信号S2 *和伪随机噪声图S3 *的异或，把信号解调成1位数字音频信号 Sl *。为了准确地解调1位数字音频信号Si，必须在调制时把该信号乘以与该信号同相的 伪随机噪声图。在本实施例中，同步由D-锁存器61和64实现。数字LPF 8是把传送的1位数字音频信号转换成能够被记录在⑶等上的音频格 式的数字音频信号并通过数字音频信号输出端子9输出转换后的信号的数字信号处理单元。将参考图2说明码生成器7的例子。码生成器7包括7位移位寄存器，其中通过 顺序连接七个D触发器111、112、113、114、115、116和117的输入端和输出端，串联连接所 述七个D触发器。码生成器7还包括异或门118，异或门118接收来自移位寄存器的第6位 的D触发器116的输出端Q和来自第7位的D触发器117的输出端Q的输入。异或门118 的输出与第一级中的D触发器111的输入端D连接。作为每个D触发器111、112、113、114、 115、116和117的初始值，给出(0，0，0，0，0，0，1)，对于供给移位寄存器的每个时钟，取出从 第七级的D触发器117获得的输出。这样获得的输出图被用作伪随机噪声图S3。将参考图3的时间图说明如图1中构成的1位数字音频传送设备100的操作。与 从时钟输入端子10供给的时钟CLK同步地输出来自Δ - Σ调制器2的1位数字音频信号 Si。同样地，也与从时钟输入端子10供给的时钟CLK同步地输出来自码生成器7的伪随机 噪声图S3。产生1位数字音频信号Sl和伪随机噪声图S3的异或，从而获得码调制信号S2。 随后，经传送线路51传送码调制信号S2。在码调制信号S2中，1位数字音频信号Sl的低频分量散布在对应于伪随机噪声图S3的宽频带中，散布的1位数字音频信号Sl的频谱的 功率级被抑制。因此，能够防止由于1位数字音频信号Sl的低频分量是模拟音频信号分量 而由传送系统中的噪声造成的信号质量劣化的常规问题。下面将参考图4和5，说明1位数字音频信号传送设备100的效果。图4是通过输 IOkHz音频信号并进行Δ- Σ调制而获得的1位数字音频信号的频谱分析图。图5是通过 利用图2中所示的码生成器7对图4中所示的信号进行码调制而获得的码调制信号的频谱 分析图。从图4和5的比较可看出，图4中在IOkHz处观察到的波峰在图5中受到抑制，这 表面1位数字音频信号Sl的低频分量散布在与伪随机噪声图S3对应的宽频带中。换句话 说，当传送经码调制的1位数字音频信号时，流过传送线路以及驱动传送线路的数字电路 的模拟音频信号分量能够被减小到低水平，从而使得能够实现高质量数字信号传送。另外， 由于通过传送线路的码调制信号S2具有与Σ调制的输出速率相同的数据速率，因此能 够抑制由于驱动传送线路的数字电路引起的功耗的增大。下面，将参考图6说明按照实施例2的音频信号处理系统。在实施例2中，音频信 号处理系统包括并行地对从Δ - Σ调制器获得的多个1位数字音频信号S11、S12和S13编 码的多个单元。随后，编码信号被多路复用，并通过传送线路51传送。这里省略已说明过 的附图标记的描述。所述多个1位数字音频信号S11、S12和S13由包括在码调制器3中的异或门31、 32和33转换成码调制信号S21、S22和S23。随后，并串转换器41利用时分多路复用，把码 调制信号S21、S22和S23组合成单一流，并串转换器41输出多路复用信号S4。传送线路 51传送多路复用信号S4。串并转换器42把多路复用信号S4转换成多个码调制信号S24、 S25和S26。D-锁存器61与时钟脉冲的前沿同步地锁存码调制信号S24，从而获得码调制 信号S21女。类似地，D-锁存器62、63和64与时钟脉冲的前沿同步地锁存码调制信号S25 和S26，以及伪随机噪声图S3。结果，获得与时钟脉冲同步的码调制信号S21 ^、S22 *和 S23女，以及伪随机噪声图S3 *，异或门65、66和67随后把这些信号解调成1位数字音频 信号 Sll *、S12 *和 S13 *。下面，将参考图7的时间图更详细地说明该操作。通过顺序选择与时钟脉冲的前 沿同步的码调制信号S21、S22和S23，获得多路复用信号S4。在传送多路复用信号S4之后， 通过与包括在多路复用信号S4中的信号S21同步地进行锁存，获得码调制信号S24。同样 地，通过与包括在多路复用信号S4中的信号S22和S23中每一个同步地进行锁存，获得码 调制信号S25和S26。此外，与时钟脉冲的前沿同步地再次锁存信号S24、S25和S26，以获 得其相位彼此匹配的码调制信号S21 *、S22 *和S23女。D-锁存器64也与时钟脉冲的前 沿同步地锁存伪随机噪声图S3，以获得伪随机噪声图S3 ^。此时，伪随机噪声图S3 ^与码 调制信号S21 *、S22 *和S23 *彼此同相。在实施例2中，通过传送线路51传送的信号的数据速率由并串转换器41根据要 多路复用的并行信号的数目确定，于是，能够使数据速率的增大最小化。作为实施例2的变 形1，可以使伪随机噪声图S3与多路复用信号S4多路复用。将参考图8说明实施例2的变形1。在该变形1中，并串转换器41把多个码调制 信号S21和S22以及伪随机噪声图S3组合成单一流，并输出为多路复用信号S4。传送线路 51传送多路复用信号S4。串并转换器42把多路复用信号S4转换成多个码调制信号S24
7和S25以伪随机噪声图S26。D-锁存器61、62和64与时钟脉冲的前沿同步地锁存码调制 信号S24和S25以及伪随机噪声图S26。结果，获得与时钟脉冲同步的码调制信号S21 *和 S22 *以及伪随机噪声图S3 *。作为例子，图8表示其中并行地输入来自多个Δ- Σ调制器的信号的配置，不过， 该实施例并不局限于此。具体地说，也可采用其中多路复用从一个Δ- Σ调制器和一个异 或门的组合输出的信号与从一个码生成器输出的信号的配置。将参考图9的时间图更详细地说明该操作。通过与时钟脉冲的前沿同步地顺序选 择码调制信号S21和S22以及伪随机噪声图S3，获得多路复用信号S4。在传送多路复用信 号S4之后，通过与包括在多路复用信号S4中的信号S21同步地进行锁存，获得码调制信号 S24。同样地，通过与包括在多路复用信号S4中的信号S22和伪随机噪声图S3中每一个同 步地进行锁存，获得码调制信号S25和S26。此外，再次与时钟脉冲的前沿同步地锁存信号 S24、S25和S26，以获得相位彼此匹配的码调制信号S21 *和S22 以及伪随机噪声图S3 *。在变形1中，传送伪随机噪声图S3的传送线路52是不必要的，从而能够使传送线路更 简单。下面将参考图10说明实施例2的变形2。在变形2中，在多路复用信号S4的传送 源和传送目的地中设置第一码生成器71和第二码生成器72。这种情况下，必须在第一码 生成器71和第二码生成器72之间建立同步。因此，并串转换器41把各个码调制信号S21 和S22以及同步信号S5组合成单一流，并输出为多路复用信号S4。传送线路51传送多路 复用信号S4。串并转换器42把多路复用信号S4多路分解成各个码调制信号S24和S25以 及同步信号S27。D-锁存器61、62和64与时钟脉冲的前沿同步地锁存码调制信号S24和 S25以及同步信号S27,以获得与时钟脉冲同步的码调制信号S21 *和S22女以及同步信号 S5 *。与同步信号S5 *同步的来自第二码生成器72的输出S3 *与码调制信号S21 *和 S22 *彼此同相，异或门65和66把这些信号解调成1位数字音频信号Sll *和S12女。下面将参考图11的时间图，更详细地说明该操作。通过顺序选择与时钟脉冲的前 沿同步的码调制信号S21和S22以及同步信号S5，获得多路复用信号S4。在传送多路复用 信号S4之后，通过与包括在多路复用信号S4中的信号S21同步地进行锁存，获得码调制信 号S24。同样地，通过与包括在多路复用信号S4中的信号S22和同步信号S5中每一个同步 地进行锁存，获得码调制信号S25和同步信号S27。此外，再次与时钟脉冲的前沿同步地锁 存信号S24、S25和S27，获得相位彼此匹配的码调制信号S21 *和S22女以及同步信号S5 女。此外，已被输入了同步信号S5 *的码生成器72输出伪随机噪声图S3 *。此时，伪随 机噪声图S3 *与码调制信号S21 *和S22 *彼此同相。同样在变形2中，传送伪随机噪声 图S3的传送线路52是不必要的，从而能够使传送线路更简单。下面将参考图12说明按照实施例3的数字音频信号处理系统。实施例3和上面 说明的实施例1及2的不同之处在于多个1位数字音频信号S11、S12和S13首先被多路复 用，随后被码调制和传送。时钟输入端子12供给的时钟CLK2是速率与码调制信号S2的数据速率相同的时 钟。通过时分多路复用把多个1位数字音频信号Sll、S12和S13组合成单一流，并输出为 多路复用信号S14。随后，在码调制器3中，异或门31把多路复用信号S14和伪随机噪声 图S3转换成多路复用码调制信号S2。传送线路51传送多路复用码调制信号S2。传送线路52传送伪随机噪声图S3。码解调器6把与时钟CLK2同步锁存的多路复用码调制信号 S2 *解调成多路复用信号S14 *。串并转换器42把多路复用信号S14 *转换成多个1位 数字音频信号Sll *、S12 *和S13 *。下面将参考图13的时间图，更详细地说明该操作。通过顺序选择与从时钟输入端 子10供给的时钟CLKl的前沿同步的1位数字音频信号S11、S12和S13，获得多路复用信号 S14。随后，通过利用多路复用信号S14和伪随机噪声图S3的异或，获得多路复用码调制信 号S2。在传送多路复用码调制信号S2和伪随机噪声图S3之后，通过与时钟CLK2的前沿同 步地进行锁存，获得同相的多路复用码调制信号S2 *和伪随机噪声图S3 *。此外，通过利 用异或，获得多路复用信号S14 *。随后，通过与包括在多路复用信号S14 *中的信号Sll 同步地进行锁存，获得1位数字音频信号Sll女。同样地，通过与包括在多路复用信号S14 *中的信号S12和S13同步地进行锁存，获得信号S12 *和S13 *。由于多个1位数字音频信号预先被多路复用，随后被码调制，因此仅仅使用一个 码调制电路就能够实现实施例3。因此，能够使码调制器和码解调器更简单。应注意本发明并不局限于采用上述1位数字音频信号传送设备的实施例。另外， 本发明也可适用于1位数字音频信号被传送并被转换成模拟音频信号的情况。其它实施例本发明的各个方面也可由读出并执行记录在存储器上的程序以执行上述实施例 的功能的系统或设备的计算机(或者诸如CPU或MPU之类的器件)实现，以及由如下方法 来实现，该方法的步骤由读出并执行记录在存储器上的程序以执行上述实施例的功能的系 统或设备的计算机执行。为此，通过网络或者从充当存储器的各种记录介质(例如，计算机 可读介质)向计算机提供程序。尽管参考例证实施例说明了本发明，不过要明白本发明并不局限于公开的例证实 施例。下述权利要求的范围应被给予最宽的解释，以包含所有这样的修改及等同的结构和 功能。
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权利要求
一种传送通过Δ ∑调制获得的1位信号的信号传送设备，包括生成单元，被配置成生成数据速率与1位信号的数据速率相同的伪随机噪声图；码调制单元，被配置成利用由生成单元生成的伪随机噪声图，对1位信号进行码调制；传送单元，被配置成传送由生成单元生成的伪随机噪声图和由码调制单元获得的码调制信号；和码解调单元，被配置成利用由传送单元传送的伪随机噪声图，解调由传送单元传送的码调制信号。
2.按照权利要求1所述的信号传送设备，其中码调制单元包括第一逻辑运算单元，该第一逻辑运算单元被配置成输出由生成单 元生成的伪随机噪声图和1位信号的异或，作为码调制信号，和码解调单元包括第二逻辑运算单元，该第二逻辑运算单元被配置成输出由传送单元传 送的码调制信号和由传送单元传送的伪随机噪声图的异或。
3.按照权利要求1所述的信号传送设备，还包括 彼此并行排列的多个所述码调制单元；和设置在所述多个码调制单元和传送单元之间的多路复用单元，该多路复用单元被配 置成多路复用由所述多个码调制单元输出的码调制信号，并把所得到的信号输出给传送单元。
4.按照权利要求1所述的信号传送设备，其中多路复用单元被配置成多路复用由码调制单元输出的码调制信号和由生成单元 生成的伪随机噪声图，并把所得到的信号输出给传送单元。
5.一种传送通过Δ- Σ调制获得的1位信号的信号传送设备，包括第一生成单元，被配置成根据输入的同步信号，生成数据速率与1位信号的数据速率 相同的伪随机噪声图；多个码调制单元，被配置成利用由第一生成单元生成的伪随机噪声图，并行地对通过 Δ-Σ调制而获得的多个1位信号进行码调制；多路复用单元，被配置成多路复用由所述多个码调制单元输出的码调制信号和所述同 步信号，并输出所得到的信号；传送单元，被配置成传送经多路复用单元输出的码调制信号和同步信号； 分离单元，被配置成把传送单元传送的码调制信号和同步信号多路分解成各个码调制 信号和同步信号；第二生成单元，被配置成根据分离单元获得的同步信号，生成数据速率与1位信号的 数据速率相同的伪随机噪声图；和码解调单元，被配置成利用由第二生成单元生成的伪随机噪声图，解调由分离单元获 得的码调制信号。
6.按照权利要求5所述的信号传送设备，其中所述多个码调制单元中每一个包括第一逻辑运算单元，该第一逻辑运算单元被配 置成输出由第一生成单元生成的伪随机噪声图和1位信号的异或，作为码调制信号，和码解调单元包括第二逻辑运算单元，该第二逻辑运算单元被配置成输出由传送单元传 送的码调制信号和由第二生成单元生成的伪随机噪声图的异或。
7. —种传送通过Δ- Σ调制获得的1位信号的信号传送设备，包括 生成单元，被配置成生成数据速率与1位信号的数据速率相同的伪随机噪声图； 多路复用单元，被配置成多路复用通过Δ-Σ调制而获得的多个1位信号，并输出所得 到的信号；码调制单元，被配置成利用由生成单元生成的伪随机噪声图，对经多路复用单元输出 的多个1位信号进行码调制，并输出为码调制信号；传送单元，被配置成传送由生成单元生成的伪随机噪声图和由码调制单元获得的码调 制信号；码解调单元，被配置成利用由传送单元传送的伪随机噪声图，解调由传送单元传送的 码调制信号；和分离单元，被配置成把由码解调单元解调的多路复用信号多路分解成各个1位信号。
全文摘要
本申请提供一种信号传送设备，该信号传送设备传送通过Δ-∑调制获得的1位信号。在该信号传送设备中，生成数据速率与经Δ-∑调制的1位信号的数据速率相同的伪随机噪声图，利用生成的伪随机噪声图，对1位信号进行码调制。通过传送线路传送生成的伪随机噪声图和通过码调制获得的码调制信号。利用传送的伪随机噪声图，解调传送的码调制信号。
文档编号H04N1/40GK101902224SQ20101018198
公开日2010年12月1日 申请日期2010年5月20日 优先权日2009年5月25日
发明者乾文洋 申请人:佳能株式会社