本发明提供一种模拟至数字转换器。于一实施例中,该模拟至数字转换器包括一切换检测模块、一第一数据处理模块、一第二数据处理模块、以及一多工器。该第一数据处理模块处理该第一频道选择信号以产生一第二频道选择信号。该第二数据处理模块对该第一声音信号进行模拟至数字转换以产生一第二声音信号。当该时钟信号振荡至该逻辑低电位时该多工器输出该第二频道选择信号的数据位作为该模拟至数字转换器的一输出信号;当该时钟信号振荡至该逻辑高电位时该多工器输出该第二声音信号的数据位作为该模拟至数字转换器的该输出信号。
1.一种模拟至数字转换器,自一麦克风接收第一声音信号,并接收第一频道选择信号以及时钟信号,包括:切换检测模块,检测是否该第一频道选择信号于逻辑低电位与逻辑高电位之间切换以产生控制信号;第一数据处理模块,处理该第一频道选择信号以产生第二频道选择信号;第二数据处理模块,对该第一声音信号进行模拟至数字转换以产生第二声音信号;以及多工器,若该控制信号指示该第一频道选择信号于该逻辑低电位与该逻辑高电位之间切换,当该时钟信号振荡至该逻辑低电位时输出该第二频道选择信号的数据位作为该模拟至数字转换器的一输出信号,以及当该时钟信号振荡至该逻辑高电位时输出该第二声音信号的数据位作为该模拟至数字转换器的该输出信号。
2.根据权利要求1所述的模拟至数字转换器,其中该第二数据处理模块包括:前置放大器,放大该第一声音信号以得到第三声音信号;一位Δ∑调制器,对该第三声音信号进行模拟至数字转换以产生第四声音信号;以及信号编码模块,当该控制信号指示该第一频道选择信号于该逻辑低电位与该逻辑高电位之间切换时依据该第四声音信号编码该第二声音信号,当控制信号指示该第一频道选择信号未于该逻辑低电位与该逻辑高电位之间切换时直接将该第四声音信号输出作为该第二声音信号。
3.根据权利要求1所述的模拟至数字转换器,其中若该控制信号指示该第一频道选择信号维持于该逻辑低电位,当该时钟信号振荡至该逻辑低电位时该多工器输出该第二声音信号的数据位以作为该模拟至数字转换器的该输出信号,当该时钟信号振荡至该逻辑高电位时该模拟至数字转换器的一输出端被切换至高阻抗状态。
4.根据权利要求1所述的模拟至数字转换器,其中若该控制信号指示该第一频道选择信号维持于该逻辑高电位,当该时钟信号振荡至该逻辑高电位时该多工器输出该第二声音信号的数据位以作为该模拟至数字转换器的该输出信号,当该时钟信号振荡至该逻辑低电位时该模拟至数字转换器的一输出端被切换至高阻抗状态。
5.根据权利要求1所述的模拟至数字转换器,其中该模拟至数字转换器的该输出信号被反馈为该第一频道选择信号。
6.根据权利要求1所述的模拟至数字转换器,其中该第一数据处理模块将该第一频道选择信号的数据位值反相以得到该第二频道选择信号的数据位。
7.根据权利要求2所述的模拟至数字转换器,其中该信号编码模块将一直流偏压值加至该第四声音信号以得到该第二声音信号。
8.根据权利要求2所述的模拟至数字转换器,其中该信号编码模块将该第四声音信号乘上一乘数以得到该第二声音信号。
9.根据权利要求2所述的模拟至数字转换器,其中该信号编码模块将该第四声音信号延迟一段延迟时间以得到该第二声音信号。
10.一种模拟至数字转换方法,其中一模拟至数字转换器包括切换检测模块、第一数据处理模块、第二数据处理模块以及多工器,该方法包括:自一麦克风接收第一声音信号;接收第一频道选择信号以及时钟信号;以该切换检测模块检测是否该第一频道选择信号于逻辑低电位与逻辑高电位之间切换以产生控制信号;以该第一数据处理模块处理该第一频道选择信号以产生第二频道选择信号;以该第二数据处理模块对该第一声音信号进行模拟至数字转换以产生第二声音信号;以及若该控制信号指示该第一频道选择信号于该逻辑低电位与该逻辑高电位之间切换,当该时钟信号振荡至该逻辑低电位时以该多工器输出该第二频道选择信号的数据位作为该模拟至数字转换器的一输出信号,当该时钟信号振荡至该逻辑高电位时以该多工器输出该第二声音信号的数据位作为该模拟至数字转换器的该输出信号。
11.根据权利要求10所述的模拟至数字转换方法,其中该第二数据处理模块包括前置放大器、一位Δ∑调制器以及信号编码模块,该第一声音信号的处理步骤包括:以该前置放大器放大该第一声音信号以得到第三声音信号;以该一位Δ∑调制器对该第三声音信号进行模拟至数字转换以产生第四声音信号;当该控制信号指示该第一频道选择信号于该逻辑低电位与该逻辑高电位之间切换时以该信号编码模块依据该第四声音信号编码该第二声音信号;以及当控制信号指示该第一频道选择信号未于该逻辑低电位与该逻辑高电位之间切换时以该信号编码模块直接将该第四声音信号输出作为该第二声音信号。
12.根据权利要求10所述的模拟至数字转换方法,还包括:若该控制信号指示该第一频道选择信号维持于该逻辑低电位,当该时钟信号振荡至该逻辑低电位时该多工器输出该第二声音信号的数据位以作为该模拟至数字转换器的该输出信号,当该时钟信号振荡至该逻辑高电位时该模拟至数字转换器的一输出端被切换至高阻抗状态。
13.根据权利要求10所述的模拟至数字转换方法,还包括:若该控制信号指示该第一频道选择信号维持于该逻辑高电位,当该时钟信号振荡至该逻辑高电位时该多工器输出该第二声音信号的数据位以作为该模拟至数字转换器的该输出信号,当该时钟信号振荡至该逻辑低电位时该模拟至数字转换器的一输出端被切换至高阻抗状态。
14.根据权利要求10所述的模拟至数字转换方法,还包括:将该模拟至数字转换器的该输出信号反馈为该第一频道选择信号。
15.根据权利要求10所述的模拟至数字转换方法,其中该第一频道选择信号的处理步骤包括:以该第一数据处理模块将该第一频道选择信号的数据位值反相以得到该第二频道选择信号的数据位。
16.根据权利要求11所述的模拟至数字转换方法,其中该第一频道选择信号的处理步骤包括:以该信号编码模块将一直流偏压值加至该第四声音信号以得到该第二声音信号。
17.根据权利要求11所述的模拟至数字转换方法,其中该第一频道选择信号的处理步骤包括:以该信号编码模块将该第四声音信号乘上一乘数以得到该第二声音信号。
18.根据权利要求11所述的模拟至数字转换方法,其中该第一频道选择信号的处理步骤包括:以该信号编码模块将该第四声音信号延迟一段延迟时间以得到该第二声音信号。技术领域
本发明是有关于信号处理,特别是有关于模拟至数字转换。
背景技术
图1为一声音处理装置150的区块图。于一实施例中,声音处理装置150包括多个麦克风151~15n,多个模拟至数字转换器161~16n,以及一数字信号处理器170。麦克风151~15n于不同位置检测声压以产生多个模拟声音信号Ka~Kn。模拟至数字转换器161~16n分别对多个模拟声音信号Ka~Kn进行模拟至数字转换以产生多个数字声音信号Da~Dn。数字信号处理器170接着接收并处理该等数字声音信号Da~Dn以产生输出声音信号I。为了转换模拟声音信号Ka~Kn为数字声音信号Da~Dn,声音处理装置150需要包含模拟至数字转换器161~16n。具有有效率的功能设计的模拟至数字转换器161~16n可降低数字信号处理器170的数据处理负担。此外,具有良好的输出设计的模拟至数字转换器161~16n可简化模拟至数字转换器161~16n的输出端与数字信号处理器170的输入端之间的电路整合。因此,需要一种具良好设计的模拟至数字转换器。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种模拟至数字转换器,以解决已知技术存在的问题。于一实施例中,该模拟至数字转换器自一麦克风接收一第一声音信号,并接收一第一频道选择信号以及一时钟信号。该模拟至数字转换器包括一切换检测模块、一第一数据处理模块、一第二数据处理模块、以及一多工器。该切换检测模块检测是否该第一频道选择信号于一逻辑低电位与一逻辑高电位之间切换以产生一控制信号。该第一数据处理模块处理该第一频道选择信号以产生一第二频道选择信号。该第二数据处理模块对该第一声音信号进行模拟至数字转换以产生一第二声音信号。若该控制信号指示该第一频道选择信号于该逻辑低电位与该逻辑高电位之间切换,当该时钟信号振荡至该逻辑低电位时该多工器输出该第二频道选择信号的数据位作为该模拟至数字转换器的一输出信号;当该时钟信号振荡至该逻辑高电位时该多工器输出该第二声音信号的数据位作为该模拟至数字转换器的该输出信号。本发明还提供一种模拟至数字转换方法。于一实施例中,一模拟至数字转换器包括一切换检测模块、一第一数据处理模块、一第二数据处理模块、以及一多工器。首先,自一麦克风接收一第一声音信号。接着,接收一第一频道选择信号以及一时钟信号。接着,以该切换检测模块检测是否该第一频道选择信号于一逻辑低电位与一逻辑高电位之间切换以产生一控制信号。接着,以该第一数据处理模块处理该第一频道选择信号以产生一第二频道选择信号。接着,以该第二数据处理模块对该第一声音信号进行模拟至数字转换以产生一第二声音信号。最后,若该控制信号指示该第一频道选择信号于该逻辑低电位与该逻辑高电位之间切换,当该时钟信号振荡至该逻辑低电位时以该多工器输出该第二频道选择信号的数据位作为该模拟至数字转换器的一输出信号,当该时钟信号振荡至该逻辑高电位时以该多工器输出该第二声音信号的数据位作为该模拟至数字转换器的该输出信号。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,下文特举数较佳实施例,并配合所附图示,作详细说明如下。
附图说明
图1为一声音处理装置的区块图;图2为一模拟至数字转换器的区块图;图3为依据本发明的模拟至数字转换器的区块图;图4为依据本发明的模拟至数字转换器的输出信号的时序的示意图;图5为依据本发明的模拟至数字转换器的区块图;图6为依据本发明的对应于频道选择信号的不同值的模拟至数字转换器的输出数据;图7为依据本发明的具有反馈输入的频道选择信号的模拟至数字转换器的区块图;图8为图7的模拟至数字转换器的输出数据位的示意图。[主要元件标号说明](图1)151,152,15n~麦克风;161,162,16n~模拟至数字转换器;170~数字信号处理器;(图2)102~麦克风;xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0104~模拟至数字转换器;112~前置放大器;xa0xa0xa0xa0xa0xa0114~Δ∑调制器;(图3)302~麦克风;xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0304~模拟至数字转换器;312~前置放大器;xa0xa0xa0xa0xa0xa0314~一位Δ∑调制器;316~编码选择模块;xa0xa0xa0xa0318~信号编码模块;(图5)202~麦克风;xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0204~模拟至数字转换器;212~前置放大器;xa0xa0xa0xa0xa0xa0214~一位Δ∑调制器;216~信号编码模块;xa0xa0xa0xa0218~切换检测模块;220~数据处理模块;(图7)402~麦克风;xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0404~模拟至数字转换器;412~前置放大器;xa0xa0xa0xa0xa0xa0414~一位Δ∑调制器;416~信号编码模块;xa0xa0xa0xa0418~切换检测模块;420~数据处理模块;
具体实施方式
图2为一模拟至数字转换器100的区块图。于一实施例中,模拟至数字转换器100有三个输入端。第一输入端接收一时钟信号,该时钟信号于逻辑高电位与逻辑低电位间振荡。第二输入端自麦克风102接收一模拟声音信号Ya。频道选择输入端可耦接至地电位Vsxa0s或电压源Vdd。模拟至数字转换器100包括一前置放大器112及一Δ∑调制器114。前置放大器112放大该模拟声音信号Ya以得到放大声音信号Ya’。Δ∑调制器114对放大声音信号Ya’进行模拟至数字转换以得到数字声音信号。若频道选择输入端可耦接至地电位Vss,模拟至数字转换器100于时钟信号振荡至逻辑低电位时输出数字声音信号的数据位。若频道选择输入端可耦接至电压源Vdd,模拟至数字转换器100于时钟信号振荡至逻辑高电位时输出数字声音信号的数据位。图3为依据本发明的模拟至数字转换器304的区块图。模拟至数字转换器304具有4个输入端及一个输出端。模式输入端及频道选择输入端。模式输入端及频道选择输入端可被耦接至电压源Vdd或地电位Vss。因此,模拟至数字转换器304可分别经由模式输入端及频道选择输入端接收一模式信号及一频道选择信号。当模式输入端被耦接至电压源Vdd,模式信号便位于逻辑高电位,以表示一编码模式被选取。当模式输入端被耦接至地电压Vss,模式信号便位于逻辑低电位,以表示编码模式未被选取。模拟至数字转换器304的一时钟输入端接收周期性地振荡于逻辑高电位与逻辑低电位之间的一时钟信号。麦克风302检测声压以产生一模拟声音信号Sa。模拟至数字转换器304接着自麦克风302接收声音信号Sa并依据模式信号处理模拟声音信号Sa以产生一数字声音信号。模拟至数字转换器304接着依据频道选择信号及时钟信号产生数字声音信号的输出数据以输出至输出端。于一实施例中,模拟至数字转换器304包括前置放大器312、一位Δ∑调制器314、信号编码模块318、以及编码选择模块316。前置放大器312放大模拟声音信号Sa以得到一放大声音信号Sa’。一位Δ∑调制器314接着对放大声音信号Sa’进行模拟至数字转换以得到一数字声音信号Sa”。编码选择模块316接收模式信号及频道选择信号并依据模式信号及频道选择信号产生一控制信号。控制信号接着被送至信号编码模块318。当控制信号表示一编码模式被选择时,信号编码模块318依据数字声音信号Sa”编码一编码声音信号以作为模拟至数字转换器304的输出信号。当控制信号表示编码模式未被选择时,信号编码模块318直接将一位Δ∑调制器314所产生的数字声音信号Sa”作为模拟至数字转换器304的输出信号。频道选择信号决定模拟至数字转换器304的输出信号的格式。当频道选择输入端耦接至地电位Vss而使频道选择信号维持于逻辑低电位时,模拟至数字转换器304仅于时钟信号振荡至逻辑低电位时输出输出信号的数据位,并于时钟信号振荡至逻辑高电位时停止输出信号。换句话说,当时钟信号振荡至逻辑高电位时,模拟至数字转换器304的输出端切换至高阻抗(high-impedance)状态,如图4中的Z所示。当频道选择输入端耦接至电位源Vdd而使频道选择信号维持于逻辑高电位时,模拟至数字转换器304仅于时钟信号振荡至逻辑高电位时输出输出信号的数据位,并于时钟信号振荡至逻辑低电位时停止输出信号。换句话说,当时钟信号振荡至逻辑低电位时,模拟至数字转换器304的输出端切换至高阻抗状态,如图4中的Z所示。图4为依据本发明的模拟至数字转换器304的输出信号的时序的示意图。当模式信号位于逻辑低电位时,编码模式未被选取,因此一位Δ∑调制器产生的数字声音信号Sa”未经过编码而被直接当作模拟至数字转换器304的输出信号。若频道选择信号位于逻辑低电位,模拟至数字转换器304于时钟选择信号位于逻辑低电位时送出数字声音信号Sa”的数据位。若频道选择信号位于逻辑高电位,模拟至数字转换器304于时钟选择信号位于逻辑高电位时送出数字声音信号Sa”的数据位。当模式信号位于逻辑高电位时,编码模式被选取,因此信号编码模块308将数字声音信号Sa”编码而得到编码声音信号Sb或Sc以作为模拟至数字转换器304的输出信号。若频道选择信号位于逻辑低电位,模拟至数字转换器304于时钟选择信号位于逻辑低电位时送出编码声音信号Sb的数据位。若频道选择信号位于逻辑高电位,模拟至数字转换器304于时钟选择信号位于逻辑高电位时送出编码声音信号Sc的数据位。信号编码模块308于频道选择信号位于不同电位时亦具有不同的编码方式以产生不同的编码声音信号Sb或Sc。信号编码模块318以不同方式进行编码,例如加上直流偏压值、增益调整、相位调整、以及延迟。于一实施例中,信号编码模块318于频道选择信号位于逻辑低电位时将一正偏移值加至数字声音信号Sa”以得到编码声音信号,而信号编码模块318于频道选择信号位于逻辑高电位时将一负偏移值加至数字声音信号Sa”以得到编码声音信号。于另一实施例中,信号编码模块318于频道选择信号位于逻辑低电位时将数字声音信号Sa”乘上一第一乘数以得到编码声音信号,而信号编码模块318于频道选择信号位于逻辑高电位时将数字声音信号Sa”乘上一第二乘数以得到编码声音信号,其中第一乘数大于一而第二乘数小于一。于另一实施例中,信号编码模块318于频道选择信号位于逻辑低电位时不改变数字声音信号Sa”以得到编码声音信号,而信号编码模块318于频道选择信号位于逻辑高电位时反转数字声音信号Sa”的相位以得到编码声音信号。于另一实施例中,信号编码模块318于频道选择信号位于逻辑低电位时延迟数字声音信号Sa”以得到编码声音信号,而信号编码模块318于频道选择信号位于逻辑高电位时不延迟数字声音信号Sa”而得到编码声音信号。图5为依据本发明的模拟至数字转换器204的区块图。模拟至数字转换器204有三个输入端。频道选择信号输入端可耦接至电压源Vdd或地电位Vss。频道选择信号输入端亦可接收于逻辑低电位与逻辑高电位间切换的一数据信号。时钟信号输入端接收于逻辑低电位与逻辑高电位间振荡的一时钟信号。麦克风202检测声压产生一模拟声音信号Sa。模拟至数字转换器204接着接收并处理模拟声音信号Sa。于一实施例中,模拟至数字转换器204包括切换检测模块218、两个数据处理模块220及224、以及多工器222。频道选择信号输入端所接收的频道选择信号被送至切换检测模块218以及数据处理模块220。切换检测模块218决定是否频道选择信号于逻辑高电位与逻辑低电位之间切换以产生一控制信号。若频道选择信号于逻辑高电位与逻辑低电位之间切换的频率高于一界限值,切换检测模块218决定频道选择信号于逻辑高电位与逻辑低电位之间切换。亦即,当频道选择信号输入端耦接至电压源Vdd或地电位Vss,频道选择信号维持其电压于逻辑高电位或逻辑低电位,因此切换检测模块218决定频道选择信号不于逻辑高电位与逻辑低电位之间切换。当频道选择信号输入端接收于逻辑高电位或逻辑低电位间切换的一数据信号作为频道选择信号,切换检测模块218决定频道选择信号是于逻辑高电位与逻辑低电位之间切换。数据处理模块220处理频道选择信号以产生一处理后频道选择信号CS’。于一实施例中,数据处理模块220将频道选择信号的数据位的值反相以产生一处理后频道选择信号CS’。数据处理模块224自麦克风202接收模拟声音信号Sa并将模拟声音信号转换为数字声音信号Da。于一实施例中,数据处理模块224包括前置放大器212、一位Δ∑调制器214、以及信号编码模块216。前置放大器212放大模拟声音信号Sa以得到放大声音信号Sa’。一位Δ∑调制器214对放大声音信号Sa’进行模拟至数字转换以得到数字声音信号Sa”。信号编码模块216接着依据数字声音信号Sa”编码一编码声音信号Da。信号编码模块216依据数字声音信号Sa”编码一编码声音信号Da或直接将数字声音信号Sa”作为编码声音信号Da输出。当频道选择信号耦接至电压源Vdd或地电位Vss,信号编码模块216直接将数字声音信号Sa”作为编码声音信号Da输出。当切换检测模块218决定频道选择信号是于逻辑高电位与逻辑低电位之间切换,信号编码模块216依据数字声音信号Sa”编码一编码声音信号Da。信号编码模块216可用多种不同的方式进行编码。于一实施例中,信号编码模块216将一直流偏压值加至数字声音信号Sa”以产生一编码声音信号Da。于一实施例中,信号编码模块216将数字声音信号Sa”乘上一乘数以产生一编码声音信号Da。于一实施例中,信号编码模块216将数字声音信号Sa”的数据位反相以产生一编码声音信号Da。于一实施例中,信号编码模块216将数字声音信号Sa”延迟一段延迟时间以产生一编码声音信号Da。多工器222依据控制信号产生模拟至数字转换器204的输出信号。图6为依据本发明的对应于频道选择信号的不同值的模拟至数字转换器的输出数据。若控制信号指示频道选择信号是维持于逻辑低电位,当时钟信号振荡至逻辑低电位时,多工器222输出编码声音信号Da的数据位。当时钟信号振荡至逻辑高电位时,多工器222不输出编码声音信号Da的数据位,而模拟至数字转换器的输出端被切换为高阻抗状态。相反的,若控制信号指示频道选择信号是维持于逻辑高电位,当时钟信号振荡至逻辑高电位时,多工器222输出编码声音信号Da的数据位。当时钟信号振荡至逻辑低电位时,多工器222不输出编码声音信号Da的数据位,而模拟至数字转换器的输出端被切换为高阻抗状态。若控制信号指示频道选择信号是于逻辑高电位与逻辑低电位之间切换,当时钟信号振荡至逻辑低电位时多工器222输出处理后频道选择信号CS’的数据位,当时钟信号振荡至逻辑高电位时多工器222输出编码声音信号Da的数据位。于一实施例中,模拟至数字转换器的输出数据被反馈至频道选择输入端作为频道选择信号。图7为依据本发明的具有反馈输入的频道选择信号的模拟至数字转换器404的区块图。模拟至数字转换器404的电路功能与运作与图5的模拟至数字转换器204相同。模拟至数字转换器404的输出信号被反馈至频道选择输入端作为频道选择信号。因为模拟至数字转换器404的输出信号是于逻辑高电位与逻辑低电位之间切换,当时钟信号振荡至逻辑高电位时多工器222输出处理后频道选择信号CS’的数据位,当时钟信号振荡至逻辑低电位时多工器222输出编码声音信号Da的数据位,如图8所示。若数据处理模块420将频道选择信号的数据位的值反相以产生一处理后频道选择信号CS’,处理后频道选择信号CS’的数据位值会等于编码声音信号Da的反相数据位-Da,如图8所示。因此,当时钟信号振荡至逻辑高电位时模拟至数字转换器404输出反相的编码声音信号-Da的数据位,当时钟信号振荡至逻辑低电位时模拟至数字转换器404输出编码声音信号Da的数据位。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,当可作些许的更动与润饰,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。