专利名称：动态音源放大电路及其方法
技术领域：
本发明涉及一种音源放大电路及其方法，特别是关于一种动态音源放大电路及其 方法，以产生不易失真与低杂音的音源输出信号，而提高音源输出装置的播放品质。
背景技术：
随着科技日新月异，音源输出装置的设计越来越精密，并且为了提供高音质的享 受给予使用者，业者会常常针对某音域去做设计，以推出各自具有擅长音域的不同类型的 音源输出装置。
但，现今的音源输出装置普遍存在着失真与噪声的问题，失真的问题将造成音源 输出装置所输出的音质完全走样，而噪声的问题会产生杂音而影响音源输出装置的播放品 质。所以，音源输出装置的设计人员，为了解决因失真与噪声而降低音源输出的品质的问 题，设计人员无所不用其极的尝试各种办法去解决音源输出装置所产生的窘境。
现今音源输出装置的放大电路的前级增益值与后级增益值皆为固定值，其在音源 输出装置出厂后即无法调整。当使用者将输出音量调整为低音量或者为高音量时，现有的 放大电路会放大噪声或者导致音源输出信号产生失真情形。因此，现有放大电路以固定的 增益值放大音源输入信号所产生的音源输出信号，其将会含有被放大的噪声或者失真，所 以会降低音源输出装置的播放品质。因此，现有放大电路的传统设计方式会导致音源输出 装置的播放品质受到限制，而无法提供使用者较佳的听觉感受。
因此，本发明即在针对上述问题而提出一种动态音源放大电路及其方法，其可改 善音源输出装置的现有放大电路的失真与噪声的问题，而克服现有放大电路的缺点，如此 即可改善上述现有缺点，以解决上述问题。发明内容
本发明的目的之一，在于提供一种动态音源放大电路及其方法，其提供不易失真 与低杂音的一音源输出信号，其依据一音量调整信号控制一前级处理模块的一前级增益值 与一后级处理模块的一后级增益值，以处理一音源输入信号而产生该音源输出信号，所以 放大电路可随该音量调整信号动态调整该前级增益值与该后级增益值，以提供不易失真与 低杂音的音源输出信号，进而提高音源输出装置的播放品质。
本发明的动态音源放大电路，其包含一处理器、一前级处理模块及一后级处理模 块。处理器接收一音量调整信号，并依据音量调整信号产生一前级控制信号及一后级控制 信号，且前级控制信号及后级控制信号分别相对应于一前级增益值及一后级增益值，而前 级处理模块接收一音源输入信号及前级控制信号，并依据前级控制信号处理音源输入信 号，而产生并输出一前级音源信号，以及该后级处理模块接收该前级音源信号及该后级控 制信号，且依据该后级控制信号处理该前级音源信号，而产生及输出一音源输出信号。
本发明的动态音源放大方法，其接收一音源输入信号及一音量调整信号，且依据 该音量调整信号产生一前级控制信号及一后级控制信号，而分别传送至一前级处理模块及一后级处理模块，且该前级控制信号及该后级控制信号分别相对应于一前级增益值及一后 级增益值，如此，该前级处理模块依据该前级控制信号处理该音源输入信号，而产生并输出 一前级音源信号，以及该后级处理模块依据该后级控制信号处理该前级音源信号，产生及 输出一音源输出信号。
图1为本发明的一实施例的动态音源放大电路的方块图2为本发明的另一实施例的动态音源放大电路的方块图3为本发明的一实施例的动态音源放大方法的流程图4为本发明的又一实施例的动态音源放大电路的方块图。
其中，附图标记说明如下
10 :前级处理模块
11 :信号处理器
12 :储存单元
13:前级增益电路
15:第一前级增益电路
16:第二前级增益电路
17 :第三前级增益电路
20:后级处理模块
21 :后级增益电路
23 :第一后级增益电路
24 :第二后级增益电路
25 :第三后级增益电路
30 :处理器
40 :播放单元
41 :第一播放单元
42 :第二播放单元
43 :第三播放单元
Sad:音量调整信号
SAUD_P :前级音源信号
SAUD_P1 :第一前级音源信号
SAUD_P2 :第二前级音源信号
SAUD_P3 :第三前级音源信号
SAUD_s :音源处理信号
Sctel1:前级控制信号
Sctel2 :后级控制信号
Sin :音源输入信号
Sout :音源输出信号
Sout1:第一音源输出信号
Sout2 :第二音源输出信号
Sout3 :第三音源输出信号具体实施方式
首先，请参阅图1，其为本发明的一实施例的动态音源放大电路的方块图。本发明的动态音源放大电路及方法可运用于任何电子产品的各种类型的音源输出装置，像是电视的音源输出装置、笔记本电脑的音源输出装置或一般交通工具的音源输出装置等，所以本发明并不局限用于固定领域的电子产品中。
本发明的动态音源放大电路及方法所输出的一音源输出信号Sotjt低杂音且不易失真，而能将一音源输入信号Sin的原有音质完整的播放呈现予使用者。如图1所示，音源输出装置的动态音源放大电路包含一前级处理模块10、一后级处理模块20以及一处理器30， 而用于降低音源输出信号Stot的失真与受噪声影响的程度，如此音源输出装置的一播放单兀40播放音源输出信号Squt,即可以完整呈现音源输入信号Sin的原有音质。
前级处理模块10用于接收音源输入信号Sin,以处理音源输入信号Sin而产生并输出一前级音源信号SAUD_P。音源输入信号Sin可来自于储存媒体,例如光盘、携带式储存装置 (随身碟、存储器)，或者网络伺服器。前级处理模块10会对音源输入信号SIN进行一般音频处理，例如均衡(equalization)处理、立体声处理、多声道处理等，其为现有技术所以于此不再详述。此外，前级处理模块10具有一前级增益值，前级处理模块10还会依据前级增益值处理音源输入信号SIN，而产生前级音源信号SAUD_P，并输出至后级处理模块20。前级处理模块10可不需对音源输入信号Sin进行一般音频处理，而直接依据前级增益值处理音源输入信号Sin,以产生前级音源信号SAUD_P。
后级处理模块20具有一后级增益值，后级处理模块20会接收前级音源信号SAUD_P， 并依据后级增益值处理前级音源信号S__P，以产生音源输出信号Stot并输出至播放单元 40，以供播放单元40播放音源输出信号SQUT。播放单元40为耳机或扬声器等播放硬件。后级处理模块20除了会依据后级增益值处理前级音源信号SAUD_P之外，也会依据播放单元40 的需求而进行其他处理，此为现有技术所以于此不再详述。
处理器30用于控制前级处理模块10与后级处理模块20。处理器30是依据一音量调整信号Sad而产生一前级控制信号Sctku与一后级控制信号SCT&2，并分别传送至前级处理模块10与后级处理模块20，而调整前级处理模块10的前级增益值与后级处理模块20的后级增益值。音量调整信号Sad为使用者调整音源输出装置的播放音量，而所产生的信号。 音源输出装置产生音量调整信号Sad的方式族繁不及备载，例如，使用者旋转音量调整钮或者调整电脑显示的音量卷动轴(scrolling bar)时，音源输出装置的硬件或者软件所产生的信号。
所以当音源输出装置的播放单元40发出声音后，使用者调整音源输出装置的播放音量，以调整欲聆听的音量，如此，音源输出装置内部的动态音源放大电路的处理器30 会接收到音量调整信号SAD，处 理器30再依据音量调整信号Sad产生前级控制信号Sctku及后级控制信号Sctim,并分别传送至前级处理模块10与后级处理模块20。前级处理模块10 可依据前级控制信号Sctku处理音源输入信号SIN，并产生前级音源信号S__P。后级处理模块20可依据后级控制信号SctrL2处理前级音源信号SAUD_P,以产生音源输出信号SQUT。因此可动态调整前级处理模块10的前级增益值与后级处理模块20的后级增益值，来降低失真与噪声对音源输出信号Sott的影响，故可提高音源输出装置的播放品质。
更详细地说，当使用者调低该音源输出装置的播放音量时，处理器30即会依据音量调整信号Sad而调低后级处理模块20的后级增益值。如此，音源输出装置的播放音量调低时，后级处理模块20即不会过度放大噪声，以降低噪声对音源输出信号Stot的影响程度， 而避免播放单元40播放音源输出信号Squt时产生明显的杂音。另外，处理器30会调高前级处理模块10的前级增益值，以保持一定的放大增益。反之，当使用者调高音源输出装置的播放音量时，处理器30会依据音量调整信号Sad调低前级处理模块10的前级增益值。如此，音源输出装置的播放音量调高时，前级处理模块10处理音源输入信号Sin所产生的前级音源信号SAUD_P不容易会有失真，因此音源输出信号Sott即不易有失真。另外，处理器30会调高后 级处理模块20的后级增益值，以保持一定的放大增益。
基于上述说明，处理器30依据音量调整信号Sad产生前级控制信号Sctku与后级控制信号SCTM，以调整前级处理模块10的前级增益值与后级处理模块20的后级增益值。换言之，前级控制信号Sctku与后级控制信号Sctim分别相对应于前级增益值及后级增益值。当使用者改变音源输出装置的播放音量时，处理器30所产生的前级控制信号Sctku及后级控制信号Sem2也随的改变。也就是说，当使用者对音源输出装置的播放音量做出任何改变时， 前级处理模块10与后级处理模块20会具有随的改变前级增益值与后级增益值的能力，即本发明的动态音源放大电路具有动态调整的能力。
此外，此实施例的处理器30是耦接于前级处理模块10与后级处理模块20，但其仅是本发明的一实施方式，该处理器30也可为前级处理模块10或后级处理模块20内部的处理器，而控制前级处理模块10与后级处理模块20。所以，本发明的动态音源放大电路的处理器不限定设置于何处，也不限定该处理器所执行的工作由前级处理模块10或后级处理模块20内部的处理器执行，或由外部处理器30执行，或其他任何可执行处理器30的处理动作的控制电路。
再者，请参阅图2，其为本发明的动态音源放大电路的另一实施例的方块图。本实施例的动态音源放大电路包含前级处理模块10与后级处理模块20，前级处理模块10包含一信号处理器11、一储存单元12及一前级增益电路13，后级处理模块20包含一后级增益电路21。信号处理器11用于接收音源输入信号SIN，以进行一般音频处理而产生一音源处理信号SAUD_s，例如均衡(equalization)处理、立体声处理、多声道处理等。信号处理器 11可不需对音源输入信号Sin进行音频处理，而直接输出音源输入信号Sin为音源处理信号 SAUD_s。前级增益电路13接收音源处理信号S__s与前级控制信号Sctku,并依据前级控制信号Sctku放大处理音源处理信号SAUD_s,以产生前级音源信号SAUD_P。换言之,前级处理模块10 的前级增益电路13是依据前级控制信号Sctku处理音源输入信号Sin，而产生前级音源信号Saud-ρ。
此外，信号处理器11用于控制前级增益电路13与后级增益电路21。信号处理器 11是依据音量调整信号SAD产生前级控制信号Sctku与后级控制信号SCT&2，并分别传送至前级增益电路13与后级增益电路21，而调整前级增益电路13的前级增益值与后级增益电路21的后级增益值。换言之，信号处理器11用于控制前级处理模块10的前级增益值与后级处理模块20的后级增益值。
前级增益电路13接收音源处理信号S__s与前级控制信号Sctku,并依据前级控制信号Sctru处理音源处理信号SAUD_s,而产生前级音源信号SAUD_P。后级增益电路21接收前级音源信号S__P与后级控制信号SCTm，并依据后级控制信号SCTm放大处理前级音源信号 Saud-p 而产生音源输出信号Squt。
此实施例是利用信号处理器11作为本发明的动态音源放大电路的处理器，以控制前级处理模块10与后级处理模块20。于本发明的一实施例中，信号处理器11与前级增益电路13分别为数字信号处理器(digital signal processor,DSP)与数字增益电路。储存单元12用于储存该信号处理器11执行的程序及所需的数据，以提供信号处理器11执行， 而储存单元12可以为随机存储器(Random Access Memory, RAM)、只读存储器(Read Only Memory, ROM)、暂存器(Register)、快闪存储器(Flash)或其它型式的储存单元。
本发明的动态音源放大电路的处理器产生前级控制信号Sctku与后级控制信号 Sctel2的方式甚多，其中的一实施方式是依据音量调整信号Sad与一对照表产生前级控制信号Sctru及后级控制信号Sem2。此外，利用对照表产生前级控制信号Sctku及后级控制信号 Sctel2仅为本发明的一实施例，并非限定处理器仅能依据对照表产生前级控制信号Sctku及后级控制信号SCT&2。此外，本发明的对照表储存于储存单元12。以下为说明本发明的对照表与处理器依据对照表产生前级控制信号Sctku及后级控制信号Sctim的方式。
如表一所示，对照表包含多个音量参考信息、多个前级参考增益值与多个后级参考增益值。于此实施例中，将播放音量的最大值定为100，且分为七个区间范围用以作为所述多个音量参考信息。所述多个音量参考信息包 含O 20、21 40. .. 71 80、81 100 等区间范围。总增益值为前级增益值与后级增益值的和，且总增益值是一固定值，于此实施利中为6dB。所述多个前级参考增益值包含6dB、5dB. . . ldB、0dB,所述多个后级参考增益值包含0dB、ldB. . . 5dB、6dB。所述多个音量参考信息的O 20区间范围分别相对于前级参考增益值的6dB与后级参考增益值的OdB，所述多个音量参考信息的21 40区间范围分别相对于前级参考增益值的5dB与后级参考增益值的ldB，其余以此类推。
本发明的信号处理器11比对音量调整信号Sad与所述多个音量参考信息，先得知音量调整信号Sad对应于哪一音量参考信息,进而得知相对应的音量参考信息的前级参考增益值与后级参考增益值，例如使用者将欲聆听的音量调整为30时，信号处理器11会接收到表示音量为30的音量调整信号Sad，信号处理器11会比对音量调整信号Sad与所述多个音量参考信息，而得知音量调整信号Sad位于21 40的区间范围，进而得知相对应于21 40区间范围的前级参考增益值与后级参考增益值分别为5dB与ldB。
如此，信号处理器11即可依据前级参考增益值与后级参考增益值分别决定前级增益值及后级增益值分别为5dB与ldB，且产生分别相对应于前级增益值及后级增益值的前级控制信号Sctku及后级控制信号Sem2，以利用前级控制信号Sctku及后级控制信号Sem2 动态调整音源处理信号SAUD_s及前级音源信号SAUD_P,而产生音源输出信号Smjt,以降低音源输出装置的失真与杂音的情形发生。
权利要求
1.一种动态音源放大电路，其包含一处理器，接收一音量调整信号，并依据该音量调整信号产生一前级控制信号及一后级控制信号，该前级控制信号及该后级控制信号分别相对应于一前级增益值及一后级增益值；一前级处理模块，接收一音源输入信号及该前级控制信号，并依据该前级控制信号处理该音源输入信号，而产生并输出一前级音源信号；以及一后级处理模块，接收该前级音源信号及该后级控制信号，且依据该后级控制信号处理该前级音源信号，而产生及输出一音源输出信号。
2.如权利要求1所述的动态音源放大电路，其中该处理器还依据该音量调整信号与一对照表产生该前级控制信号及该后级控制信号。
3.如权利要求2所述的动态音源放大电路，还包含一储存单元，储存该对照表，该对照表包含多个音量参考信息、多个前级参考增益值与多个后级参考增益值，所述多个音量参考信息分别对应所述多个前级参考增益值与所述多个后级参考增益值，该处理器根据该音量调整信号与所述多个音量参考信息决定该前级增益值及该后级增益值，并产生该前级控制信号及该后级控制信号。
4.如权利要求1所述的动态音源放大电路，其中该前级增益值及该后级增益值的总和为一固定增益值。
5.如权利要求1所述的动态音源放大电路，其中该前级处理模块包含一前级增益电路，依据该前级控制信号处理该音源输入信号，产生该前级音源信号。
6.如权利要求5所述的动态音源放大电路，其中该前级处理模块还包含一信号处理器，接收该音源输入信号，并处理该音源输入信号产生一音源处理信号，该前级增益电路接收该音源处理信号，并依据该前级控制信号放大该音源处理信号，而产生该前级音源信号，其中该信号处理器为该处理器而依据该音量调整信号产生该前级控制信号及该后级控制信号。
7.如权利要求1所述的动态音源放大电路，其中该后级处理模块包含一后级增益电路，接收该前级音源信号及该后级控制信号，且依据该后级控制信号放大该前级音源信号，而产生及输出该音源输出信号。
8.—种动态音源放大方法,其包含接收一音源输入信号及一音量调整信号；依据该音量调整信号产生一前级控制信号及一后级控制信号，该前级控制信号及该后级控制信号分别相对应于一前级增益值及一后级增益值；依据该前级控制信号处理该音源输入信号，产生并输出一前级音源信号；以及依据该后级控制信号处理该前级音源信号，产生及输出一音源输出信号。
9.如权利要求8所述的动态音源放大方法，其中依据该音量调整信号产生一前级控制信号及一后级控制信号的步骤还包含依据该音量调整信号与一对照表产生该前级控制信号及该后级控制信号。
10.如权利要求9所述的动态音源放大方法,其中该对照表包含多个音量参考信息、 多个前级参考增益值与多个后级参考增益值，所述多个音量参考信息分别对应所述多个前级参考增益值与所述多个后级参考增益值，其中依据该音量调整信号与该对照表产生该前级控制信号及该后级控制信号的步骤，还包含根据该音量调整信号与所述多个音量参考信息，决定该前级增益值及该后级增益值，并产生该前级控制信号及该后级控制信号。
11.如权利要求8所述的动态音源放大方法，其中该前级增益值及该后级增益值的总和为一固定增益值。
12.如权利要求8所述的动态音源放大方法，还包含处理该音源输入信号而产生一音源处理信号，且依据该前级控制信号处理该音源处理信号，而产生并输出该前级音源信号。
全文摘要
本发明公开了一种动态音源放大电路及其方法，该动态音源放大电路包含有一处理器、一前级处理模块与一后级处理模块。该处理器依据一音量调整信号控制该前级处理模块的一前级增益值与该后级处理模块的一后级增益值，以处理一音源输入信号而产生及输出一音源输出信号。故，该动态音源放大电路与方法可依据该音量调整信号动态调整该前级增益值与该后级增益值，以产生不易失真及低杂音的该音源输出信号，以提高音源输出装置的播放品质。
文档编号H03F1/26GK103001588SQ201110331400
公开日2013年3月27日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年9月8日
发明者吴弘圣 申请人:纬创资通股份有限公司