PCM信号的处理方法、装置、数字音频系统及电子设备
本发明提供一种PCM信号的处理方法、装置、数字音频系统及电子设备，包括：对原始PCM信号进行上采样，得到高采样率的PCM信号；将高采样率的PCM信号转换成PDM信号；根据音频接口的位宽对PDM信号进行合并，得到与音频接口的位宽相匹配的宽比特PDM信号；根据重新配置的位时钟信号将宽比特PDM信号从音频接口输出。
发明专利
CN202311162993.8
2023-09-11
CN116913294A
2023-10-20
G10L19/008(2013.01)
归芯科技(深圳)有限公司
任印堂;熊胤达;吴昌盛;王雨生
518045 广东省深圳市福田区福保街道福保社区市花路南侧长富金茂大厦2号楼701-730
北京兰亭信通知识产权代理有限公司
孙峰芳
广东;44
1.一种PCM信号的处理方法，其特征在于，包括： 对原始PCM信号进行上采样，得到高采样率的PCM信号； 将所述高采样率的PCM信号转换成PDM信号； 根据音频接口的位宽对所述PDM信号进行合并，得到与音频接口的位宽相匹配的宽比特PDM信号； 根据重新配置的位时钟信号将所述宽比特PDM信号从音频接口输出。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述音频接口为I2S接口，所述重新配置的位时钟信号是根据上采样倍数和所述I2S接口的位宽得到的，其表达式为： BCLK = (SR * W * CHN) << (log2N - log2W) 其中BCLK为重新配置的位时钟信号，SR为原始PCM信号的采样率，W为I2S接口的位宽，CHN为声道数，N为上采样倍数，N、W为2的幂，<<表示左移运算。 3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述I2S接口被配置为工作在主模式，且只用于传输输出特性的数据信号。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对原始PCM信号进行上采样，得到高采样率的PCM信号包括： 先通过FIR滤波器对原始PCM信号进行第一级上采样； 再通过CIC滤波器对第一级上采样后的PCM信号进行第二级上采样。 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，第一级上采样的倍数为2，第二级上采样的倍数可配置，取值为16、32和64的任意一种。 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述高采样率的PCM信号转换成PDM信号包括： 通过软件实现的delta-sigma调制器对所述高采样率的PCM信号进行1比特量化处理，得到PDM信号，其中delta-sigma调制器为一阶至三阶的delta-sigma调制器中的任意一种。 7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过二阶delta-sigma调制器对所述高采样率的PCM信号进行1比特量化处理，所述二阶delta-sigma调制器包括前向通路和反馈通路，前向通路包括依次连接的第一减法器、第一积分器、第二减法器、第二积分器和二值量化器，反馈通路包括延迟器、第一比例器和第二比例器，延迟器的输出端分别与第一比例器的输入端以及第二比例器的输入端连接，第一比例器的输出端与第二减法器连接，第二比例器的输出端与第一减法器连接； 其中，第一积分器和第二积分器的增益为k，第一比例器的增益为g，第二比例器的增益为g2，g和k均取值为1。 8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过三阶delta-sigma调制器对所述高采样率的PCM信号进行1比特量化处理，所述三阶delta-sigma调制器包括前向通路和反馈通路，前向通路包括依次连接的第一减法器、第一积分器、第二减法器、第二积分器、第三减法器、第三积分器和二值量化器，反馈通路包括延迟器、第一比例器、第二比例器和第三比例器，延迟器的输出端分别与第一比例器的输入端、第二比例器的输入端以及第三比例器的输入端连接，第一比例器的输出端与第三减法器连接，第二比例器的输出端与第二减法器连接，第三比例器的输出端与第一减法器连接； 其中，第一积分器、第二积分器和第三积分器的增益为k，第一比例器的增益为g，第二比例器的增益为g2，第三比例器的增益为g3，g取值为1.65，k取值为0.25。 9.一种PCM信号的处理装置，其特征在于，包括： 上采样模块，用于对原始PCM信号进行上采样，得到高采样率的PCM信号； 转换模块，用于将所述高采样率的PCM信号转换成PDM信号； 合并模块，用于根据音频接口的位宽对所述PDM信号进行合并，得到与音频接口的位宽相匹配的宽比特PDM信号； 输出模块，用于根据重新配置的位时钟信号将所述宽比特PDM信号从音频接口输出。 10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述音频接口为I2S接口，所述重新配置的位时钟信号是根据上采样倍数和所述I2S接口的位宽得到的，其表达式为： BCLK = (SR * W * CHN) << (log2N - log2W) 其中BCLK为重新配置的位时钟信号，SR为原始PCM信号的采样率，W为I2S接口的位宽，CHN为声道数，N为上采样倍数，N、W为2的幂，<<表示左移运算。 11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述上采样模块，用于先通过FIR滤波器对原始PCM信号进行第一级上采样；再通过CIC滤波器对第一级上采样后的PCM信号进行第二级上采样。 12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述转换模块，用于通过delta-sigma调制器对所述高采样率的PCM信号进行1比特量化处理，得到PDM信号，其中delta-sigma调制器为一阶至三阶的delta-sigma调制器中的任意一种。 13.一种主控制器，其特征在于，所述主控制器包括： 至少一个处理器；以及 与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中， 所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至8中任一项所述的方法。 14.一种数字音频系统，其特征在于，包括如权利要求13所述的主控制器，还包括：低通滤波器，用于对所述主控制器输出的所述宽比特PDM信号进行滤波，以得到模拟音频信号。 15.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求14所述的数字音频系统。