Un procedimiento para la generación digital de un sonido a partir de una información de fase (110) y de amplitud (108) de una señal con un ancho de banda estrecho,

comprendiendo las etapas de:

(1) la recepción (402, 406, 502, 506) de dicha información de amplitud y de dicha información de fase de dicha señal con un ancho de banda estrecho;

(2) la determinación (408, 508) de la información de derivación de fase (122) a partir de dicha información de fase;

(3) la aplicación (412, 512) de una ganancia de frecuencia a dicha información de verificación de fase (122);

(4) la suma (414, 514) de los resultados de la etapa (3) con una portadora de audio (132) que presenta una frecuencia de banda audio, y la generación de salida de una información de control (136) que incluye dichos resultados de la etapa (3) transmitidos hacia dicha portadora de audio (132) y la cual se centra alrededor de la frecuencia de portadora de audio;

(5) el control (416, 516) de un oscilador (138) con dicha información de control, en el que dicho oscilador genera de salida una información modulada en frecuencia (140) que varía con respecto a dicha información de derivación de fase; y

(6) la conversión (418, 518), a una tasa de muestreo de salida superior a dicha frecuencia de banda audio, que dicha información en amplitud y que dicha información modulada en frecuencia (140) en una señal de control de altavoz modulada en amplitud/frecuencia analógica (144)

Procedimiento y sistemas de generación de sonido por derivación de fase.

Antecedentes de la invención

La invención se refiere a la generación de sonido.

Técnica relacionada

La información puede estar incluida en unas señales eléctricas mediante la variación de la amplitud, la fase, o la frecuencia de las señales. Las variaciones pueden ser utilizadas para activar un altavoz para generar sonido que represente la información.

En algunas situaciones, las variaciones son relativamente pequeñas. Las señales con variaciones relativamente pequeñas se designan como señales de ancho de banda estrecha. En ausencia de un procesamiento adicional, es difícil que la mayoría de las personas perciben las variaciones tonales generadas a partir de las señales de ancho de banda estrecho. Como resultado de ello, a menudo se emplean complejos algoritmos para expandir las variaciones a través de un rango más amplio. Dichos algoritmos tienden a requerir capacidades de procesamiento de la señal mayores.

En la técnica anterior una solución para amplificar las variaciones de amplitud y fase para hacerlas audibles es conocida a partir del documento US 3,955,050 que utiliza una solución de procesamiento de señales analógicas puras.

Las señales de información de baja frecuencia tienen que ser ascendidas de frecuencia a frecuencias audio para que el sonido resultante sea percibido por las personas. En sistemas digitales, las tasas de muestreo deben ser mucho mayores que la frecuencia audio para que haya suficientes muestras para cada ciclo de audio. A tasas de transmisión de datos más altas, sin embargo, los complejos algoritmos expuestos con anterioridad requieren unas capacidades de procesamiento aún mayores.

Se necesitan unos procedimientos y unos sistemas para generar sonido a partir de unas señales de ancho de banda estrecho que presenten unos condicionamientos de procesamiento de señales digitales reducidos.

Sumario de la invención

De acuerdo con la invención el sonido es generado digitalmente a partir de una información de fase y de amplitud de una señal de ancho de banda estrecho que comprende las etapas de:

La información de amplitud y fase es recibida a una tasa de muestreo de entrada. La entrada de muestreo puede ser una tasa de muestreo relativamente baja, por ejemplo, a partir de una señal de localizador) o una tasa de muestreo relativamente alta (por ejemplo, a partir de una señal de RF). Cuando la tasa de muestreo de entrada es una entrada de muestreo relativamente baja, la información de amplitud y fase es muestreada por elevación a una tasa de muestreo mayor que una frecuencia audio deseada. La tasa de muestreo más alta asegura que haya suficientes muestras de la señal durante cada ciclo o periodo de la frecuencia audio. La tasa de muestreo más alta es típicamente también la tasa de muestreo de salida de un convertidor digital - analógico que genera de salida una señal analógica hasta un altavoz. Cuando la tasa de muestreo de entrada es más baja que la tasa de muestreo de salida, la información de derivación de fase debe ser calculada o medida a una tasa de muestreo de entrada o a la tasa de muestreo de salida. La información de amplitud y/o la información de fase son opcionalmente puestas en correlación con la ganancia del sistema.

La invención puede ser implementada con una trayectoria de procesamiento de amplitud y una trayectoria de procesamiento de fase. La trayectoria de procesamiento de amplitud recibe la información de amplitud de una señal de ancho de banda estrecho. Cuando la tasa de muestreo de entrada es una tasa de muestreo relativamente baja, la información de amplitud es muestreada por elevación hasta la tasa de muestreo de salida. La tasa de muestreo de salida es, de modo preferente, más alta que una frecuencia audio deseada. En una forma de realización, la información de amplitud muestreada por elevación es filtrada para suprimir los componentes de la tasa de muestreo de entrada.

La trayectoria de procesamiento de fase recibe la información de fase de la señal de ancho de banda estrecho. La información de fase tiene la tasa de muestreo de entrada. La información de derivación de fase se determina a partir de la información de fase. Cuando la tasa de muestreo de entrada es más baja que la tasa de muestreo de salida, la información de derivación de fase es muestreada por derivación a la tasa de muestreo de salida. La información de derivación de fase es opcionalmente retardada para que coincida con un retardo de filtro de la trayectoria de amplitud. Una ganancia de frecuencia es aplicada a la información de derivación de fase, de modo preferente a la tasa de muestreo de salida. La ganancia de frecuencia extiende las variaciones de frecuencia a través de un ancho de banda más amplia. La información de frecuencia extendida se suma a la portadora de onda audio, teniendo la portadora de onda audio una frecuencia más baja que la tasa de muestreo de salida. La información de control resultante incluye una frecuencia extendida, una información de derivación de fase, a la tasa de muestreo de salida, transmitida a la portadora de onda audio. Un oscilador es controlado de manera digital con la información de control. El oscilador genera de salida una información modulada en frecuencia que varía con respecto a la información de derivación de fase. Los resultados de la trayectoria de procesamiento de amplitud y de la trayectoria de procesamiento de fase, son, a continuación, combinados en una o más señales audio moduladas en amplitud y frecuencia analógicas.

Otras características y ventajas de la invención, así como la estructura y funcionamiento de diversas formas de realización de la misma, se describen con detalle más adelante con referencia a los dibujos que se acompañan. Debe destacarse que la invención no está limitada a las formas de realización descritas en la presente memoria. Dichas formas de realización se presentan en la presente memoria solo con finalidad ilustrativa.

Breve descripción de los dibujos/figuras

La presente invención se describirá con referencia a los dibujos que se acompañan. El dibujo en el cual un elemento aparece en primer lugar se indica típicamente mediante el (los) dígitos de más a la izquierda en el número de referencia correspondiente.

La Fig. 1 es un diagrama de bloques de alto nivel de un sistema de generación de sonido para generar de manera digital sonido a partir de una información de fase y amplitud de una señal de ancho de banda estrecho, de acuerdo con la invención.

La Fig. 2 ilustra el sistema de generación de sonido de la Fig. 1 que recibe unos componentes en fase y de fase encuadratura, de acuerdo con un aspecto de la invención.

La Fig. 3 ilustra un ejemplo de un sistema informático en el cual la presente invención puede ser implementada.

La Fig. 4 ilustra un diagrama de flujo de proceso ejemplar para generar digitalmente sonido a partir de una información de amplitud y fase de una señal de ancho de banda estrecho, de acuerdo con un aspecto de la invención.

La Fig. 5 ilustra un diagrama de flujo de proceso ejemplar para generar digitalmente sonido a partir de una información de amplitud...

1. Un procedimiento para la generación digital de un sonido a partir de una información de fase (110) y de amplitud (108) de una señal con un ancho de banda estrecho, comprendiendo las etapas de:

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha información de amplitud y dicha información de fase tienen una tasa de muestreo de entrada inferior a dicha frecuencia de banda audio, en el que la etapa (3) comprende el muestreo por elevación (410) de dicha información de derivación de fase a dicha tasa de muestreo de salida y la aplicación de dicha ganancia de frecuencia a dicha información de derivación de fase muestreada por elevación, comprendiendo así mismo el procedimiento:

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la etapa (7) comprende así mismo unos componentes de filtrado de dicha tasa de muestreo de entrada a partir de dicha información de amplitud muestreada por elevación.

4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dicho filtrado comprende la ejecución de una operación de interpolación sobre dicha información de amplitud muestreada por elevación.

5. El procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 3 o 4, en el que dicho filtrado comprende una operación de interpolación de filtro paso bajo de sincronización en dos etapas.

6. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que la etapa (3) comprende el retardo de dicha información de derivación de fase para mantener la coherencia con dicho filtrado.

7. El procedimiento de acuerdo con la una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, que comprende así mismo la puesta en correlación de dicha información de amplitud con la ganancia del sistema.

8. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, que comprende así mismo la puesta en correlación de dicha información de derivación de fase con una ganancia del sistema.

9. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, en el que dicha tasa de muestreo de entrada es, de modo aproximado, de 200 Hz, dicha tasa de muestreo de salida es, de modo aproximado, de 48,8 kHz, y dicha frecuencia de banda audio está centrada, de modo aproximado, alrededor de los 680 Hz.

10. El procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que dicha información de amplitud y dicha información de fase tienen una tasa de muestreo de entrada sustancialmente igual a dicha tasa de muestreo de salida.

11. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende así mismo la puesta en correlación de dicha información de amplitud con una ganancia del sistema.

12. El procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 10 u 11, que comprende así mismo la puesta en correlación de dicha información de derivación de fase con una ganancia del sistema.

13. Un aparato (100) para generar digitalmente un sonido a partir de una información de fase (110) y de amplitud (108) de una señal con un ancho de banda estrecho, que comprende:

14. El aparato de acuerdo con la reivindicación 13, en el que dicha información de amplitud y dicha información de fase tienen una tasa de muestreo de entrada menor que dicha frecuencia de banda audio, comprendiendo así mismo dicho aparato:

15. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, en el que dicha tasa de muestreo de entrada es, de modo aproximado, de 200 Hz, dicha tasa de muestreo de salida es, de modo aproximado, de 48,8 kHz, y dicha frecuencia de banda audio está, de modo aproximado, centrada alrededor de 680 Hz.

16. El procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 13 o 14, en el que dicha información de amplitud y dicha información de fase tienen una tasa de muestreo de entrada que es sustancialmente igual a dicha tasa de muestreo de salida.

17. Un producto de programa informático que comprende un medio utilizable por computadora que incorpora una lógica de programa informático adaptada para controlar una computadora para llevar a cabo el procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.