声音输出的控制电路的制作方法
【专利摘要】本发明有关于一种声音输出的控制电路，其外接一具有负载阻抗的声音输出装置。控制电路包括一声音放大单元及一控制单元。声音放大单元用以接收至少一声音讯号，利用一放大倍率放大声音讯号，并通过声音输出装置输出放大后的声音讯号。控制单元检测声音输出装置的负载阻抗的阻值以调整声音放大单元的放大倍率。借由检测声音输出装置的负载阻抗的阻值以调整放大声音讯号的倍率，则，放大后的声音讯号其最大电压有效值可以不超过且趋近于声音输出装置的最大不失真电压，以令声音输出装置能够操作在最佳的工作状态。
【专利说明】声音输出的控制电路
【技术领域】
[0001]本发明有关于一种声音输出的控制电路，尤指一种自动检测声音输出装置的负载 阻抗的阻值以调整欲输出的声音讯号的放大倍率的控制电路。
【背景技术】
[0002]当今声^输出装置（如耳机、喇叭）的阻抗范围很大，如3?600欧姆，使得一般电 子装置在驱动声音输出装置运作时，造成输出功率匹配比较困难。
[0003]如一个3欧姆的声音输出装置，最适合的最大不失真电压（Full Scale 0utput Voltage，FSOV)是0· 6VRMS，但是，电子装置的音频编解码器最大可以产生1VRMS的声音讯 号。当使用1VRMS的声音讯号去驱动3欧姆的声音输出装置输出声音时，会有破音、失真， 甚至烧毁等等状况。此时，必须手动地将声音产生单元所产生的声音讯号从 1VRMS调整至 0· 6VRMS，以让声音输出装置的音量调小，才不会有上述状况出现。
[0004]或者，如一个6〇〇欧姆的声音输出装置，最适合的FS0V是2. 5VRMS，然而，音频编解 码器只能产生1VRMS的声音讯号。当使用1VRMS的声音讯号去驱动600欧姆的声音输出装 置输出声音时，会有音量过小，无法达到最大输出功率的问题存在。此时，必须搭配扩大器 (或称放大器）将声音讯号从1VRMS放大至2. 5VRMS。
[0005]再者，扩大器的放大倍率通常为固定、两段（1· 5倍或2倍）或手动调整的选择，由 于放大倍率的选择性较少将有可能无法完全匹配于声音输出装置的输出功率，或是手动调 整将有造成声音输出装置不是操作在最佳工作状态的疑虑。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明的主要目的在于提出一种可使声音输出装置操作在最佳工作状 态的声音输出的控制电路。
[0007] 为达成上述目的，本发明提供一种声音输出的控制电路，其控制电路外接有一具 有负载阻抗的声音输出装置，包括：一声音放大单元，连接声音输出装置，接收至少一个声 音讯号，利用一放大倍率放大声音讯号且通过声音输出装置输出声音讯号；及一控制单元， 连接声音放大单元及声音输出装置，检测声音输出装置的负载阻抗的阻值以调整声音放大 单元的放大倍率。
[0008] 本发明一实施例中，控制单兀包括一控制器及一第一阻抗元件，第一阻抗元件串 接在一工作电源与声音输出装置的负载阻抗间，控制器在负载阻抗上取得一负载电压，控 制器记录有一负载的电压阻抗对照表，控制器将负载电压比对于负载的电压阻抗对应表以 检测出负载阻抗的阻值。
[0009] 本发明一实施例中，控制器记录一最大不失真电压与阻值关系的资料档，控制器 将负载阻抗的阻值比对于最大不失真电压与阻值关系的资料档以得知声音输出装置所对 应的最大不失真电压。
[0010] 本发明一实施例中，控制单元根据声音输出装置的负载阻抗的阻值及/或最大不 失真电压调整声音放大单元的放大倍率。
[0011] 本发明一实施例中，控制单元包括一第一开关元件及至少一个第二开关元件，第 一开关元件设置在第一阻抗元件与声音输出装置间，第二开关元件设置在声音放大单元与 声音输出装置间，当控制器执行一阻抗阻值检测程序，控制第一开关元件导通第一阻抗元 件与声音输出装置间的线路以及控制第二开关元件断开声音放大单元与声音输出装置间 的线路；当控制器执行一声音输出程序，控制第一开关元件断开第一阻抗元件与声音输出 装置间的线路以及控制第二开关元件导通声音放大单元与声音输出装置间的线路。
[0012] 本发明一实施例中，声音放大单元包括至少一个声道声音放大组，声道声音放大 组包括一放大器、一第一固定阻抗及一第二可变阻抗，放大器的正输入端接收声音讯号、负 输入端通过第二可变阻抗接地、而输出端连接声音输出装置，第一固定阻抗设置在放大器 的输出端与第二可变阻抗间，控制器根据负载阻抗的阻值以控制第二可变阻抗的阻值改变 而调整放大器的放大倍率。
[0013] 本发明一实施例中，第二可变阻抗包括一第二阻抗元件及一第三阻抗元件，第三 阻抗元件与接地间设置一第三开关元件，控制器根据负载阻抗的阻值控制第三开关元件的 开关断开或导通以决定第二阻抗元件是否并联于第三阻抗元件进而改变第二可变阻抗的 阻值。
[0014] 本发明一实施例中，第二可变阻抗包括至少一个第四阻抗元件，第四阻抗元件与 接地间设置一第四开关元件，控制器根据负载阻抗的阻值控制第三开关元件及/或第四开 关元件的开关断开或导通以决定第二阻抗元件是否并联于第三阻抗元件及/或第四阻抗 元件进而改变第二可变阻抗的阻值。
[0015] 本发明一实施例中，控制电路的声音放大单元外接一声音产生单元，声音产生单 元为一音频编解码器，其用以产生单声道或多声道的声音讯号。
[0016] 本发明一实施例中，控制电路包括一音讯插座，控制单元及声音放大单元电性连 接至音讯插座，声音输出装置利用一音讯插头接入至音讯插座中。
[0017] 本发明的声音输出的控制电路，当一具有负载阻抗的声音输出装置接入至控制电 路时，控制电路将会自动地检测声音输出装置的负载阻抗的阻值，并利用检测出负载阻抗 的阻值以调整放大声音讯号的倍率，则，放大后的声音讯号其最大电压有效值将可以不超 过且趋近于声音输出装置的最大不失真电压，致使声音讯号驱动声音输出装置输出声音时 避免发生破音、失真、烧毁或音量过小的状况，以令声音输出装置能够操作在最佳的工作状 态。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本发明控制电路一实施例的电路区块示意图。
[0019] 图2为本发明控制电路的控制单元及外接的声音输出装置的一实施例的电路结 构示意图。
[0020] 图3为本发明控制电路的声音产生单元及声音放大单元的一实施例的电路结构 示意图。
[0021] 附图标记说明 100 控制电路 101 声音产生单元 13 控制单元 131 控制器 1311负载的电压阻抗对应表 Π13最大不失真电压与阻值关系的资料档 133 第一阻抗元件 135 第一开关元件 137 第二开关元件 15 声音放大单元 1500声道声音放大组 1501声道声音放大组 151 放大器 153 第一固定阻抗 155 第二可变阻抗 1551第二阻抗元件 1553第三阻抗元件 1555第四阻抗元件 157 第三开关元件 159 第四开关元件 17 音讯插座 200 声音输出装置 201 负载阻抗 203 音讯插头。
【具体实施方式】
[0022] 请参阅图1，为本发明声音输出的控制电路的电路区块示意图。如图1所示，本发 明控制电路100建置在一电子装置（如电脑、手机、声音拨放器）之中且外接有一声音输出 装置200。控制电路100用以接收至少一个声音讯号，并将声音讯号放大后传送至声音输出 装置2〇〇,以驱使声音输出装置200输出声音。在本发明中，声音输出装置200可以为一耳 机或一喇叭。
[0023] 进一步同时参阅图2及图3,控制电路100包括一控制单元13及一声音放大单元 I5。声音放大单元I5用以接收至少一个声音讯号（SR、SL)。在本发明一实施例中，声音讯 号（SR、SL)是由一声音产生单元101所产生，此声音产生单元1〇1可以为一音频编解码器 (CODEC-编/解码器），其可以将电子装置所提供的一音频资料（A)进行解码以产生单声道 或多声道的声音讯号（SR、SL)。声音放大单元15外接声音产生单元101，以从声音产生单 元101接收声音讯号（SR、SL)，利用一放大倍率放大声音讯号（SR、SL)，以取得放大后的声 音讯号（AMP_SR、AMP_SL)。再者，声音放大单元15连接声音输出装置200,将放大后的声音 讯号（AMP_SR、AMP_SL)传送至声音输出装置200,以利用放大后的声音讯号（AMP_SR、AMP_ SL)驱动声音输出装置2〇〇输出声音。又，声音输出装置200存在有一负载阻抗（RL)201。 控制单元I 3连接声音放大单元I5及声音输出装置200,将会检测声音输出装置200的负载 阻抗 2〇1的阻值，并根据于所检测出的负载阻抗（RL)201的阻值调整声音放大单元15的放 大倍率，而令声音讯号（AMP一SR、AMP_SL)的最大电压有效值（VRMS)可以合适于声音输出装 置200的最大不失真电压值（FS0V)。
[0024]如图2所示，控制电路100更包括一音讯插座17,控制单元13及声音放大单元15 电性连接至音讯插座1?。声音输出装置200利用一音讯插头203接入至音讯插座17中而与 控制电路100进行电性连接。控制单元13包括一控制器131及一第一阻抗元件（R1) 133。 第一阻抗元件I33串接在一工作电源（Vcc)与声音输出装置200的负载阻抗201间。当工 作电源负载于第一阻抗元件丨 33及负载阻抗201时，根据分压的原理以在负载阻抗（rl) 201 上取得一负载电压VL，如VL = (VccXRLV( R1 + RL)。又，控制器131记录有一负载的电 压阻抗对照表13丨1，将负载电压VL输入至控制器131以从负载的电压阻抗对应表1311之 中比对出对应的负载阻抗201的阻值。负载的电压阻抗对应表1311是以表1为例： 表1
【权利要求】
1. 一种声音输出的控制电路，其控制电路外接有一具有负载阻抗的声音输出装置，其 特征在于，包括 ： 一声音放大单元，连接声音输出装置，接收至少一个声音讯号，利用一放大倍率放大声 音讯号且通过声音输出装置输出声音讯号；及 一控制单元，连接声音放大单元及声音输出装置，检测声音输出装置的负载阻抗的阻 值以调整声音放大单元的放大倍率。
2. 根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，该控制单元包括一控制器及一第一 阻抗元件，该第一阻抗元件串接在一工作电源与该声音输出装置的该负载阻抗间，该控制 器在该负载阻抗上取得一负载电压，该控制器记录有一负载的电压阻抗对照表，该控制器 将该负载电压比对于该负载的电压阻抗对应表以检测出该负载阻抗的阻值。
3. 根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，该控制器记录一最大不失真电压与 阻值关系的资料档，该控制器将该负载阻抗的阻值比对于该最大不失真电压与阻值关系的 资料档以得知该声音输出装置所对应的最大不失真电压。
4. 根据权利要求3所述的控制电路，其特徵在于，该控制单元根据该声音输出装置的 该负载阻抗的阻值及/或最大不失真电压调整该声音放大单元的该放大倍率。
5. 根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，该控制单元包括一第一开关元件及 至少一个第二开关元件，该第一开关元件设置在该第一阻抗元件与该声音输出装置间，该 第二开关元件设置在该声音放大单元与该声音输出装置间，当该控制器执行一阻抗阻值检 测程序，控制该第一开关元件导通该第一阻抗元件与该声音输出装置间的线路以及控制该 第二开关元件断开该声音放大单元与该声音输出装置间的线路；当该控制器执行一声音输 出程序，控制该第一开关元件断开该第一阻抗元件与该声音输出装置间的线路以及控制该 第二开关元件导通该声音放大单元与该声音输出装置间的线路。
6. 根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，该声音放大单元包括至少一个声道 声音放大组，该声道声音放大组包括一放大器、一第一固定阻抗及一第二可变阻抗，该放大 器的正输入端接收该声音讯号、负输入端通过该第二可变阻抗接地、而输出端连接该声音 输出装置，该第一固定阻抗设置在该放大器的输出端与该第二可变阻抗间，该控制器根据 该负载阻抗的阻值以控制该第二可变阻抗的阻值改变而调整该放大器的该放大倍率。
7. 根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于，该第二可变阻抗包括一第二阻抗元 件及一第三阻抗元件，该第三阻抗元件与接地间设置一第三开关元件，该控制器根据该负 载阻抗的阻值控制该第三开关元件的开关断开或导通以决定该第二阻抗元件是否并联于 该第三阻抗元件进而改变该第二可变阻抗的阻值。
8. 根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，该第二可变阻抗包括至少一个第四 阻抗元件，该第四阻抗元件与接地间设置一第四开关元件，该控制器根据该负载阻抗的阻 值控制该第三开关元件及/或该第四开关元件的开关断开或导通以决定该第二阻抗元件 是否并联于该第三阻抗元件及/或该第四阻抗元件进而改变该第二可变阻抗的阻值。
9. 根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，该控制电路的该声音放大单元外接 一声音产生单元，该声音产生单元为一音频编解码器，其用以产生单声道或多声道的该声 音讯号。
10. 根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，包括一音讯插座，该控制单元及该 声音放大单元电性连接至该音讯插座，该声音输出装置利用一音讯插头接入至该音讯插座 中。
【文档编号】H04R3/00GK104270699SQ201410526767
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】简源利 申请人:技嘉科技股份有限公司