专利名称：数字式调频立体声发射器及数字式调频立体声多工电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种调频立体声发射器，尤指一种使用数字式多工电路的数字 化调频立体声发射器，令调频立体声发射器可直接接收数字声音信号并加以处 理后对外发射。
背景技术：
早期欲达到立体声调频无线信号，曾有人提出以两组调频无线发射器分别 发射左、右声道的声音信号，再分别由两台无线接收机分别接收后同时播放左
右声道的声音信号以达到收听立体声的效果；然而此一技术太不经济实用而作 罢。
目前常见的调频立体声发射器的作法是主要将左、右声道的模拟声音信号 (一般连接AUX模拟声音端子)先通过一模拟多工器进行分时多工(Time Division Multipexing)的切才奂，再与一指引4言号(pilot signal)合成出一立体 声复合信号(Stereo composition signal )，最后再将此一立体声复合信号通过一 调频调变电路，将一立体声复合信号与一载波进行调变，最后由天线对外发射。 请参阅图6所示，为一既有调频立体声发射器的电路模块图，其包含有
一右声道声音处理单元50，连接至模拟声音端子的右声道声音，其包含 有一音量调节器51、 一预强调电路52、 一限位器53及一低通滤波器54;首 先右声道声音信号通过音量调节器以调整其振幅大小，再由预强调电路52提 高高频信号的位准，以利接收解强调后，可提升信号噪声比(S/N),后经限位 器53及低通滤波器54处理后，再输出；
一左声道声音处理单元60,连接至模拟声音端子的左声道声音，其包含 有一音量调节器61、 一预强调电路62、 一限位器63及一低通滤波器64;作 用与右声道声音处理单元50相同，在此不再贽述；
一立体声调变单元70,连接至左/右声道声音处理单元50和60，其包含
有一模拟多工器71、 一合成器73、 一静音电路74及一切换信号(38KHz)及 一指引信号(19KHz);其中该模拟多工器71连接左/右声道声音处理单元 50和60的输出端及切换信号，依据切换信号的频率依序切换输出左/右声道 声音信号至该合成器73，该合成器73与指引信号(19KHz)连接，以合成出 立体声复合信号，最后经静音电路74后输出；
一调频单元90，其输入端连接至该立体声调变单元70的输出端，而输出 端则连接一射频天线(图中未见)，以将立体声复合信号加载于一射频载波上， 由射频天线对外发射；其中该调频单元卯包含有可变电容VC1和VC2、电感 L、电阻rl和r2、振荡电路91及射频放大器102和103,其中该可变电容VC1 和VC2连接立体声调变单元70的输出端，藉由立体声复合信号的电压振幅调 整电容值，而射频放大器102和103则供射频天线连接；
一锁相回路频率同步单元80,由一频率产生电路80-1及一相位比较电 路80-2所组成，其中该频率产生电路80-1包含有一石英振荡电路81及多 个分频器82~85,由多个分频器82 85对石英振荡电路81所产生的基频信 号(7.6MHz )进行除频，以产生供该立体声调变单元70用的切换信号(38KHz) 及指引信号(19KHz)，以及其它基频信号；至于相位比较电路80-2包含有 一相位比较器87、 一计数器86及一低通滤波器88,其中该相位比较器87的 两输入端分别连接至该频率产生电路80-1的其中一分频器85及计数器86 的输出端，而相位比较器87的输出端则通过该低通滤波器88连接至调频单元 90的输可变电容VC1和VC2，又该计数器86经设定电^各101设定除频值后， 提供该相位比较器87 —广播传送信号，令相位比较器87对该广播传送信号及 基频信号进行相位比对，再将比对结果信号通过低通滤波器88输出至调频单 元的输可变电容，以调整该可变电容的电容值，达到设定频道的载波频率。
由上述说明可知，目前调频立体声发射器主要用以处理模拟声音信号，并 且大量采用模拟电路设计，对于集成电路化的成本无法有效下降外，又其抗噪 声干扰效果不佳，易受干扰而降低声音清晰度。
发明内容
为此，本发明的主要目的是提供一种使用数字式多工器的数字式调频立体
声发射器，令调频立体声发射器可直接接收数字声音信号，并以纯数字化进行 多工调变处理，提供优于模拟处理的抗噪声能力，再经载波发射电路对外发射。 欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该数字式多工器的数字式调频
立体发射器包含有
一数字音效输入/输出接口，供连接兼容格式的数字音效存储装置，以取
得数字声音数据；
一数字式调频立体声多工电路，通过该数字音效输入/输出接口取得数字 声音数据，并进行数字化的声音处理后，输出一串行数字数据形式的立体声复
合信号；
一低通滤波器，连接至该数字式调频立体声多工电路，以将串行数字数据 转换为模拟式立体声复合信号后输出；
一调频电路，其输入端连接至该低通滤波器的输出端，而输出端则连接一 射频天线，以将立体声复合信号加载于一射频载波上，由射频天线对外发射；
上述本发明主要提供一数字式调频立体声多工电路，以直接处理数字化声 音数据，令其仅需经一低通滤波器后即可直接还原成模拟式立体声复合信号， 供调频电路配合射频天线对外发送；再者，由于数字式调频立体声多工电路采 数字电路设计，能直接使用整个系统内既有的系统时钟信号频率(system clock),并且不局限于特定系统时钟信号频率值，而能通过匹配电路直接转换 为立体声无线发射器所需的时钟信号(8 40MHz均可)，亦即，可直接取用外 围装置(如数字存储装置)的系统时钟信号，如此一来更毋需额外加装立体声 调变专用的石英振荡器。
图1为本发明调频触控面板第一较佳实施例的示意图。
图2为本发明数字数字式调频立体声多工电路的电路模块图。
图3为本发明立体声多工器的一详细电路图。
图4为本发明匹配电路的详细电路图。
图5为本发明调频电路的电路模块图。
图6为一现有调频立体声发射器的电路模块图。
10数字音效输入/输出接口
20数字式调频立体声多工电路
21数字音效解码器22预强调电路
23过取样电路24立体声多工
241第一加法器242减法器
243切换暨指引信号产生单元
244地址计数器245存储单元
246第二加法器247合成器
25匹配电3各251相位检测器
252累加器253分频器
254D型正反器26噪声调整器
30寸氐通滤波器40调频电路
41谐振电路42压控振荡器
43电容器431电子开关
44相位4企测器441升压器
442电子开关驱动电路
45程序式分频器451设定接口
46分频器47放大器
48天线
50右声道声音处理单元
51音量调节器52预强调电路
53限位器54{氐通滤波器
60左声道声音处理单元
61音量调节器62预强调电路
63限位器64低通滤波器
70立体声调变单元
71模拟多工器73合成器
74静音电路90调频单元
91振荡电路102射频;故大器
103 射频放大器
80 锁相回路频率同步单元 80-l频率产生电路
80-2相位比较电路
81 石英振荡电路81 82~85分频器
86 计数器 87 相位比较器
88 低通滤波器 90 连接至调频单元
具体实施例方式
本发明的调频立体声发射电路直接接收数字化串行声音数据，内部更以数 字化方式进行多工调变处理，最后再转换为模拟式立体声复合信号，藉数字化 多工处理程序，获得优于模拟式多工处理的信号噪声比，提高接收端收听声音 质量。
请参阅图1所示，为本发明调频立体声发射器的一较佳实施例，其包含有
一数字音效输入/输出接口 10,供连接兼容格式的数字音效存储装置， 以取得数字声音数据；其中该数字音效输入/输出接口为IIS或IIC数字音效 格式接口 (即CD-ROM、旨3..等数字输出接口 )；
一数字式调频立体声多工电路20，通过该数字音效输入/输出接口 10取 得并行数字声音数据，并进行数字化的多工调变处理后，由图面下方的单支接 脚输出 一 串行数字数据形式的立体声复合信号；
一低通滤波器30，连接至该数字式调频立体声多工电路20，以将串行数 字数据转换为模拟式立体声复合信号后输出；
一调频电路40,其输入端连接至该低通滤波器30的输出端，而输出端则 连接一射频天线48,以将立体声复合信号加载于一射频载波上，由射频天线 48对外发射。
请配合参阅图2所示，为上述数字式调频立体声多工电路20的详细电路 模块图，其包含有
一数字音效解码器21，以连接至该数字音效输入/输出接口 10，于取得
并行数字声音数据后，加以解码分别输出左/右声道(L/R)的声音信号； 两预强调电路22，分别连接该数字音效解码器21的输出端，并对其所对
应左/右声道声音信号(L/R)的高频区域提高其信号噪声比(S/N)，避免受
到高频环境的噪声干扰；
两过取样电路23，分别对应连接预强调电路22,以对左/右声道的声音
信号进行高倍率的取样后输出，其中本实施例的各过取样电路23为八倍取样
率；
一立体声多工器24,连接至两过取样电路23的输出端，以将取样后的左 /右声道的声音信号与指引信号(Pilot signal)合成后输出一数字立体声数据 (m(t));
一匹配电路25,请参阅图4所示，其包含有一相位检测器251、 一累加器 252、 一分频器(除N) 253及一 D型正反器254,其中该相位检测器251连 接一参考时钟信号(REF_CK),以与一系统时钟信号(SYSj:K)(可为 8-40MHz)进行比对，即该系统时钟信号(SYS—CK)输入累加器252，再经 分频器253后与参考时钟信号(REF—CK)同时输入相位检测器251,此时， 该相位检测器251比对出两时钟信号的相位差再输入累加器252中，最后即能 输出一个除N倍频(本实施例为除八倍频)的参考信号至该D型正反器254
输出端；如此，该数字立体声数据即可通过D型正反器254与参考信号同步 匹配；亦即，无论时钟信号频率如何变动，均可相互搭配，此为本发明可适用 于不同系统时钟的理由所在。
一噪声调整器26,连接至该匹配电路25的输出端，以取得数字立体声数 据，以将数字立体声信号的噪声提高至信号的高频区域，再将数字立体声信号 输出至低频滤波器30，以将高频区域的噪声滤除，该噪声调整器为一i:-A调 变器。
请参阅图3所示，为立体声多工器24的详细电路示意图，其全部由数字 化电路构成，包含有
一第一加法器241,连接至两过取样电路23,以获得取样后左/右声道声 音信号，以产生一主信号(L+R); 一减法器242，连接至两过取样电路23，以获得取样后左/右声道声音信 号(L/R)，以产生一副信号(L-R);及
一切换暨指引信号产生单元243，主要由一地址计数器244及一存储单元 245组成，其中该存储单元244存储有多个不同频率的弦波信号取样及量化后 数值，即依照弦波信号的相位变化于连续地址存储有弦波信号于不同相位点所 对应的电压值，是以配合地址计数器244的循环计数，即令存储单元245不断 地令输出符合目前所需的切换信号及指引信号的正弦波信号，此称查表法；于 本实施例，该切换信号及指引信号的正弦波分别以及表示，其中该 fc=19KHz;故切换信号为38KHz而指引信号为19KHz,该切换信号与副信号 合成后输出至一第二加法器246，而第二加法器246再以合成器247与合成信 号、副信号及指引信号相加后输出一数字立体声数据，此数字多工电路基本上 为数字化仿真出多工调变信号。
由上述数字式调频立体声多工电路20架构可知，当数字声音数据输入时， 会先由数字音效解码器21对数字声音数据进行解码后取得数字声音数据中的 左声道声音信号及右声道声音信号，之后再将左/右声道声音信号输入至对应 过取样器23,进行取样输出至音体声多工器24,该立体声多工器以取样后的 左/右声道的声音信号产生出主/副信号，并同时通过地址计数器244自存储 单元245中取出适当的切换信号及指引信号，将主/副信号与指引信号合成出 一数字立体声数据，之后再将该数字立体声数据进行同步匹配及噪声调整后， 令数字立体声数据以一连串 一位的数据串输出至低通滤波器，由于数字立体声 数据在输出之前其噪声被调整至高频区域，故经过低通滤波器后即可将其高频 区域的噪声滤除，还原为高质量的模拟立体声信号。请参阅图5所示，该调频 电-各40包含有
一谐振电路41，包含有两变容二极管42及多个电容器43、 一电感(L ) 所组成，其中多个电容器43分别与两变容二极管42及电感(L )并联，又各 电容器43串联有一电子开关431;
一相位检测器44,其中一输出端通过一电子开关驱动电路442连接至该 谐振电路多个电子开关431的控制端，另 一输出端则通过升压器(charge pump ) 441连接至谐振电路41两变容二极管42的串联节点，此举，令谐振电路(41 )
可受控于两种信号控制其谐振频率，亦即，该多数电容器43为形成一数字化 的频率粗调功能，而两变容二极管42提供模拟式频率微调功能，提供有别于 传统谐振回路；
一程序式分频器(program counter) 45，其输入端通过一设定接口 451供 使用者设定除频值，该输出端连接至该相位检测器(44)的输入端；
一分频器46,其输入端连接至系统时钟信号(SYS—CK),以将该系统时 钟信号(SYS一CK)予以除频后输出至该相位检测器44的输入端；及
一射频放大器47,其输入端连接至该谐振电路41的输出端，供天线48 连接；
前述调频电路利用程序式分频器输出 一对应使用者设定的调频信号至相 位检测器，此时该相位检测器会与系统时钟信号除频后的信号的相位进行比 对，令电子开关驱动电路及升压器441依据比对结果以粗调及微调方式校准谐 振电路的谐振频率，最后再通过放大器将经调变的立体声信号输出至射频天 线。
由上述说明可知，本发明主要提供一数字式调频立体声多工电路，以直接 处理数字化声音数据，而且由于数字式调频立体声多工电路采纯数字电路设 计，除能达到优于传统模拟回路的高抗噪声比之外，其数字输出亦可完全省略 掉D/A转换器，仅以简单的低通滤波器即可转换为模拟信号，具简化效益， 其更能直接运用8 40MHz的既有系统时钟信号，而无需专供多工调变的石英 振荡器，谐振电路亦混合使用数字与模拟粗微调功能，更显得较为精确，为一 结构新颖且具进步性的设计。
权利要求
1.一种数字式调频立体声发射器，其包含有一数字音效输入/输出接口，供连接兼容格式的数字音效存储装置，以取得数字声音数据；一数字式调频立体声多工电路，通过该数字音效输入/输出接口取得转换为并行的数字声音数据，并进行数字化的多工调变处理后，输出一串行数字数据形式的立体声复合信号；一低通滤波器，连接至该数字式调频立体声多工电路，以将串行数字数据转换为模拟式立体声复合信号后输出；一调频电路，其输入端连接至该低通滤波器的输出端，而输出端则连接一射频天线，以将立体声复合信号加载于一射频载波上，由射频天线对外发射。
2. 如权利要求1所述数字式调频立体声发射器，该数字式调频立体声多 工电路包含有一数字音效解码器，以连接至该数字音效输入/输出接口，于取得并行数 字声音数据后，加以解码分别输出左/右声道的声音信号；两预强调电路，分别连接该数字音效解码器的输出端，并对其所对应左/ 右声道声音讯的高频区域提高其信号电位，避免受到高频环境的噪声干扰；两过取样电路，分别对应连接预强调电路，以对左/右声道的声音信号进 行取样后输出；一立体声多工器，连接至两过取样电路的输出端，以将取样后的左/右声 道的声音信号与一指引信号合成后输出 一数字立体声数据；一匹配电路，连接至该立体声多工器的输出端及一参考信号，令数字立体 声数据即与参考信号同步匹配；及一噪声调整器，连接至该匹配电路的输出端，以取得数字立体声数据，以 将数字立体声信号的噪声提高至信号的高频区域，最后，通过前述低频滤波器， 以将高频区域的噪声滤除及转换为模拟信号。
3. 如权利要求2所述数字式调频立体声发射器，该匹配电路包含有一相 位检测器、 一累加器、 一分频器及一 D型正反器，其中该相位检测器连接一 参考时钟信号，以与一系统时钟信号进行比对，即该系统时钟信号输入累加器， 再经分频器后与参考时钟信号同时输入相位检测器，此时，该相位检测器比对出两时钟信号的相位差再输入累加器中，最后即能输出一个N倍频的参考信 号至该D型正反器的频率端，此时该D型正反器的输入端则连接立体声多工 器的输出端。
4. 如权利要求2或3所述数字式调频立体声发射器，该立体声多工器包 含有..一第 一加法器，连接至两过取样电路，以获得取样后左/右声道声音信号， 以产生一主信号；一减法器，连接至两过取样电路，以获得取样后左/右声道声音信号，以 产生一副信号；及一切换暨指引信号产生单元，主要由一地址计数器及一存储单元组成，其 中该存储单元依照弦波信号的相位变化，于其连续地址存储有代表弦波信号于 不同相位点所对应的电压值，故可藉由地址计数器令存储单元送出所需的切换 信号及指引信号的弦波信号，其中该切换信号与副信号合成后输出至一第二加 法器，而第二加法器再以合成器与合成信号、副信号及指引信号相加后输出一 数字立体声数据。
5. 如权利要求2或3所述数字式调频立体声发射器，该调频电路包含有 一谐振电路，包含有两变容二极管、多个电容器及一电感，其中多个电容器则分别与两变容二极管及电感并联，又各电容器串联有一电子开关；一相位检测器，其中 一输出端通过一电子开关驱动电路连接至该谐振电路 多个电子开关的控制端，另一输出端则通过升压器连接至变容二极管上；一程序式分频器，其输入端通过一设定接口供使用者设定除频值，该输出 端连接至该相位检测器的输入端；一分频器，其输入端连接至统时钟信号，以将该系统时钟信号予以分频后 输出至该相位检测器的输入端；及一放大器，其输入端连接至该谐振电路的输出端，供一天线连接。
6. 如权利要求2所述数字式调频立体声发射器，该噪声调整器为一E-A调变器。
7. —种供数字式调频立体声发射器使用的数字式调频立体声多工电路， 其包含有一数字音效解码器，以连接至该数字音效输入/输出"l妾口，于取得并行数 字声音数据后，加以解码分别输出左/右声道的声音信号；两预强调电路，分别连接该数字音效解码器的输出端，并对其所对应左/ 右声道声音讯的高频区域提高其信号电位，避免受到高频环境的噪声干扰；两过取样电路，分别对应连接预强调电路，以对左/右声道的声音信号进 行取样后输出；一立体声多工器，连接至两过取样电路的输出端，以将取样后的左/右声道的声音信号与指引信号合成后输出 一数字立体声数据；一匹配电路，连接至该立体声多工器的输出端及一参考信号，令数字立体 声数据即与参考信号同步匹配；及一噪声调整器，连接至该匹配电路的输出端，以取得数字立体声数据，以 将数字立体声信号的噪声提高至信号的高频区域，最后，通过前述低频滤波器， 以将高频区域的噪声滤除及转换为模拟信号。
8. 如权利要求7所述供调频立体声发射器使用的数字式调频立体声多工 电路，该匹配电路包含有一相位检测器、 一累加器、 一分频器及一 D型正反 器，其中该相位检测器连接一参考时钟信号，以与一系统时钟信号进行比对， 即该系统时钟信号输入累加器，再经分频器后与参考时钟信号同时输入相位检 测器，此时，该相位检测器比对出两时钟信号的相位差再输入累加器中，最后 即能输出 一个N倍频的参考信号至该D型正反器的频率端，此时该D型正反 器的输入端则连接立体声多工器的输出端。
9. 如权利要求7或8所述供调频立体声发射器使用的数字式调频立体声 多工电路，该立体声多工器包含有一第 一加法器，连接至两过取样电路，以获得取样后左/右声道声音信号， 以产生一主信号；一减法器，连接至两过取样电路，以获得取样后左/右声道声音信号，以 产生一副信号；及一切换暨指引信号产生单元，主要由一地址计数器及一存储单元组成，其中该存储单元依照弦波信号的相位变化，于其连续地址存储有代表弦波信号于 不同相位点所对应的电压值，故可藉由地址计数器令存储单元送出所需的切换 信号及指引信号的弦波信号，其中该切换信号与副信号合成后输出至一第二加 法器，而第二加法器再以合成器与合成信号、副信号及指引信号相加后输出一 数字立体声数据。
10.如权利要求7所述供调频立体声发射器使用的数字式调频立体声多工电路，该噪声调整器为一i:-A调变器。
全文摘要
本发明关于一数字式调频立体声发射器及其使用的数字式调频立体声多工电路，主要提供一数字式调频立体声多工电路，有别于传统模拟式多工调变，而是直接数字化多工处理，多工电路的输出端仅经过简单的低通滤波器即可直接还原成模拟式立体声复合信号，提供极佳的噪声比(S/N)；由于数字式调频立体声多工电路采用数字电路设计，更能直接使用其它外部电路的系统时钟信号作为时序信号，且能在合理的范围下(8～40MHz)直接转换至立体声调变发射器所需的各种时序信号；无须刻意地使用与时序呈倍数关系的石英振荡器，达到优异的应用变化性。
文档编号H04B1/04GK101359918SQ20071013983
公开日2009年2月4日 申请日期2007年8月2日 优先权日2007年8月2日
发明者林万荣, 江建山, 温世斌, 陈天任 申请人:合邦电子股份有限公司