专利名称：音频输入/输出设备及方法
技术领域：
本发明涉及一种音频输入/输出设备及方法，特别涉及一种可以有选择地 传输需要的频率的音频输入/输出设备及方法。
背景技术：
在噪音环境下，为了抑制噪音，减少噪音对人的刺激和干扰，人们经常 使用 一种可以隔绝噪音的设备，如采用隔音效果好的材料做成一种多层的耳 机套，佩戴这种耳机套即可以降低外界入侵的噪音。但是这种耳机套依赖于 将耳机套和人体紧密接触而隔音，使用时要将耳机套紧贴在耳朵周围，紧紧压迫住人耳，会使人产生不舒服的感觉，而且这种耳机套的隔音效果也不甚 理想。还有一种耳机，其可以根据所接收到的声音进行模拟，并产生与所接收 到的声音的相位相反的"反噪音"，用以与所接收的声音相抵消，从而达到隔 音的效果。上述的耳机不适合应用在某些需要有选择地使声音透过的场合，例如在 工厂的机器旁边进行操作时，这些耳机在将机器发出的噪音隔绝或者抵消过 滤掉的同时，也将操作人员之间的交流语音隔绝或过滤掉，从而使得有用的 声音信息不能传递，给交流带来不方便。发明内容有鉴于此，有必要提供一种可以选择性地传输需要的音频信号的音频输 入/输出设备。此外，还有必要提供一种可以选择性地传输需要的音频信号的音频输入/ 丰餘出方法。一种音频输入/输出设备，包括音频输入单元、选频滤波单元和音频输出 单元。所述音频输入单元接收外界输入的音频信号，并将所述音频信号转化
为电信号。所述选频滤波单元对所述电信号进行选频滤波；所述音频输出单 元将经选频滤波后的信号转化为音频信号输出。所述音频输入/输出设备还包 括参數设置单元，所述参数设置单元接收预定的所述选频滤波单元的参数值，并将所述参数值送至所述选频滤波单元。所述选频滤波单元根据所述参数值 调整其滤波频率范围，并根据所述频率范围进行选频滤波。 一种音频输入/输出方法，包括接收音频信号输入；将音频信号转化为电信号；接收预定的参数值；根据所述参数值调整选频滤波的频率范围；根据所述频率范围对所述电信号进行选频滤波；将经选频滤波的信号转化为音频信号输出。 使用上述音频输入/输出设备和方法，可以有选择地将外界的音频输入信 号中需要的频率部分放大输出，而将不需要的部分过滤掉，从而实现有选择 性地传输需要的音频信号，而抑制不需要部分的噪音。
图1为第一较佳实施方式的音频输入/输出设备的电路结构示意图。 图2为较佳实施方式的选频滤波单元的幅频特性曲线图。 图3为第二较佳实施方式的音频输入/输出设备的电路结构示意图。 图4为较佳实施方式的音频输入/输出方法流程图。
具体实施方式
如图1所示，其为第一较佳实施方式的音频输入/输出设备10的电路结 构示意图。该音频输入/输出设备10包括音频输入单元102、前置放大单 元104、选频滤波单元106、功率放大单元108、音频输出单元110以及参数 设置单元112。音频输入单元102接收外界输入的音频信号，将所接收的音频信号转化 成为电信号，并将所述电信号传送到前置放大单元104。较佳地，该音频输 入单元102为一种采音麦克风。
前置i丈大单元104用于将所^接收的电信号进行;故大和高频整波后送至选 频滤波单元106，从而将信号幅值放大，同时将信号中的高频部分过滤，以 利于后续的信号处理。选频滤波单元106用于将经前置放大单元104放大后的信号进行中频滤 波。较佳地，该选频滤波单元106表现为带通的特性，其带通频率范围为预 定的值。如图2所示，其为一种较佳实施方式的选频滤波单元106的幅频特性曲 线。由图2可见，该选频滤波单元106呈现带通特性，其两个半功率点A1、 A2所对应的频率fl f2之间的频率范围，即该选频滤波单元106的通带频率 范围约为600Hz至1000Hz。通过该选频滤波单元106，可以-使得信号中的所需要的频率部分祐j文大 通过；而不需要的频率部分的信号则被抑制、不能通过。经过选频滤波单元 106选频滤波后的信号被送到功率放大单元108。功率放大单元108对经选频滤波后的信号进行放大并将放大后的信号送 至音频输出单元110，从而使得信号强度足以驱动音频输出单元110输出预 定强度的声音。音频输出单元IIO将经过功率放大单元108放大后的电信号转化为声音 信号送出。较佳地，该音频输出单元IIO为一种电声换能装置，如扬声器或 嘲叭等。参数设置单元112与选频滤波单元106相连，其可用于接收用户调节的 预定的选频滤波单元106的参数值，并将该预定的参数值输入到选频滤波单 元106。因此，选频滤波单元106可以根据该预定的参数值调整其进行选频 滤波的频率范围，以调整信号通过的频率。一种可能的示例为选频滤波单元106为一种RCL串联滤波电路，其通带频率范围由算式/;，=」A十丄TA决定，其中R、 C、 L分别为串联滤波电路中电阻元件的阻值、电容元件的容值和电感元件的感值大小，参数设置单元112可用于接收经用户调节的预定的R、 C、 L值，并将这些经调节的R、 C、 L值送至选频滤波单元106，从而选频滤波单元106的通带频率范围可以 被调整。 因此，本实施方式提供的音频输入/输出设备10采用选频滤波单元106 与参数设置单元112的结合，可以将外界的声音中选定的频率部分的信号被 通过并^皮放大输出，而抑制其他频率部分的信号输出。这样可以使得用户有 选择地只听到外界声音中的预定频率部分，而听不到其他频率部分的声音。 例如，在工厂环境中，可以选择过滤掉机器的噪音而放大工作人员之间的交 流的语音。又如，在学校课堂上，学生可以使用该设备放大老师讲课的声音， 而过滤掉除老师讲课频率之外的杂音。如图3所示，其为第二较佳实施方式的音频输入/输出设备20的电路结 构示意图。该音频输入/输出设备20与第 一较佳实施方式中的音频输入/输出 结构大体相似，也包括音频输入单元102、前置放大单元104、选频滤波单元 106、功率放大单元108、音频输出单元110以及参数设置单元112，但该音 频输入/输出设备20还包括模式选择开关202和音源信号输入单元204。该 音源信号输入单元204输入的信号可以是各种音响设备的输出信号，如CD、 DVD、 MP3播放器的输出信号等；也可以是无线传输的电磁波信号的解码信 号，如收音机或移动电话的解调信号等。模式选择开关202的一端连接功率放大单元108，另一端连接选频滤波 单元106和音源信号输入单元204，用于在选频滤波单元106的输出信号和 音源信号输入单元204的输出信号之间选择一个信号输入到功率放大单元 108进行放大，进而输出到音频输出单元110。第二较佳实施方式的音频输入/输出设备20不但可以如第一较佳实施方 式的音频输入/输出设备10 —般进行有选择的频率输出，而且还可以在外界 声音输入和其他音频输入信号之间进行切换，从而可以在不需要过滤放大外 界声音的时候收听由其他的音源信号输入单元204发出的信号，达到一机两 用的效果。如图4所示，其为较佳实施方式的音频输入/输出设备20进行音频输入/ 输出的方法流程图。首先，步骤302,音频输入/输出设备20检测其被调整在何种工作模式。 步骤304，如果该音频输入/输出设备20被调整在选频滤波输出模式，即 模式选择开关202被调到将选频滤波单元106与功率放大单元108相连的状 态时，音频输入单元102接收外界的音频信号输入，并将该音频信号转换为 电信号输出到前置》欠大单元104。步骤306,前置放大单元104对所接收的电信号进行前置放大，并将经 前置放大的信号送至选频滤波单元106。步骤308,参数设置单元112接收预定的选频滤波单元106的参数值， 并将所接收的参数值传送给选频滤波单元106。步骤310,选频滤波单元106根据步骤308中所接收的参数值调整其通 带频率范围。步骤312，选频滤波单元106根据调整后的通带频率范围对由步骤306 中所得的经前置放大的信号进行选频滤波，并将经选频滤波后的信号通过模 式选择开关202的连4妄送至功率放大单元108。步骤314，功率放大单元108对所接收的信号进行功率放大，并将经功 率放大的信号送至音频输出单元110。步骤316,音频输出单元IIO将经功率放大单元108放大后的信号转化 为音频信号输出。回到步骤302，如果该音频输入/输出设备20被调整在音源输出模式，即 模式选择开关202被调到将音源信号输入单元204与功率放大单元108相连 的状态时，执行步骤320,音源信号输入单元204接收其他信号源输入的音 源信号，并将该音源信号通过模式选择开关202的连接送至功率放大单元 108。随后执行步骤314、 316，功率放大单元108将音源信号进行功率放大后 送至音频输出单元110，音频输出单元110将经功率放大后的音源信号转化 为音频信号输出。应用上述音频输入/输出方法，可以有选择地将外界的音频信号中需要的 频率部分放大输出，而将不需要的部分过滤掉。应用该音频输入/输出方法还 可以在外界的音频信号和其他音源设备的输入信号之间进行切换，从而，在 不需要使用选频滤波输出功能的时候，用户还可以收听到由其他的音源设备 传送的声音信号。
权利要求
1. 一种音频输入/输出设备，包括音频输入单元、选频滤波单元和音频输出单元；所述音频输入单元接收外界输入的音频信号，并将所述音频信 号转化为电信号；所述选频滤波单元对所述电信号进行选频滤波；所述 音频输出单元将经选频滤波后的信号转化为音频信号输出，其特征在 于所述音频输入/输出设备还包括参数设置单元，所述参数设置单元 接收预定的所述选频滤波单元的参数值，并将所述参数值送至所述选频 滤波单元，所述选频滤波单元根据所述参数值调整其滤波频率范围，并 根据所述频率范围进行选频滤波。
2. 如权利要求1所述的音频输入/输出设备，其特征在于所述选频滤波 单元为RCL滤波电路，所述参数值可以为所述RCL滤波电路中电阻的 阻值、电容的容值、电感的感值。
3. 如权利要求1所述的音频输入/输出设备，其特征在于所述音频输入/ 输出设备还包括前置放大单元和功率放大单元；所述前置放大单元对经 所述音频输入单元转化的电信号进行前置放大；所述功率放大单元将经 所述选频滤波单元选频滤波后的信号进行功率放大，并将经功率放大后 的信号送至所述音频输出单元。
4. 如权利要求1所述的音频输入/输出设备，其特征在于所述音频输入/ 输出设备还包括模式选择开关和音源信号输入单元，所述模式选择单元 可以有选择地将所述音频输入单元或所述音源信号输入单元与所述音 频输出单元相连。
5. 如权利要求4所述的音频输入/输出设备，其特征在于所述音频输入/ 输出设备还包括功率放大单元，所述功率放大单元连接在所述音频输出 单元与所述模式选择开关之间。
6. —种音频输入/l俞出方法，包括接收音频信号输入；将音频信号转化为电信号；接收预定的参数值；根据所述参数值调整选频滤波的频率范围；才艮据所述频率范围对所述电信号进行选频滤波； 将经选频滤波的信号转化为音频信号输出。
7. 如权利要求6所迷的音频输入/输出方法，其特征在于，所述音频输入/ 输出方法还包括将所述由音频信号转化而成的电信号进行前置放大。
8. 如权利要求6所述的音频输入/输出方法，其特征在于所述音频输入/ 输出方法还包括将所迷经选频滤波的信号进行功率放大。
9. 如权利要求6所述的音频输入/输出方法，其特征在于所述音频输入/ 输出方法在接收音频信号输入之前还包括检测工作模式；当工作模式为音源输入模式时，接收音源设备输出的音源信号； 将音源信号转化为音频信号并输出。
10. 如权利要求9所述的音频输入/输出方法，其特征在于所述音频输入/ 输出方法还包括将所述音源信号进行功率放大。
全文摘要
一种音频输入/输出设备，包括音频输入单元、参数设置单元、选频滤波单元和音频输出单元。音频输入单元接收外界输入的音频信号，并将音频信号转化为电信号送至选频滤波单元。参数设置单元接收预定的选频滤波单元的参数值，并将参数值送至选频滤波单元。选频滤波单元根据参数值调整其滤波频率范围，并根据该频率范围对电信号进行选频滤波。音频输出单元将经选频滤波后的信号转化为音频信号输出。
文档编号H04R3/00GK101146373SQ200610062609
公开日2008年3月19日 申请日期2006年9月15日 优先权日2006年9月15日
发明者刘建林, 庄宗仁, 翁世芳 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司