专利名称：数字式录放音机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种录放音机，尤指一种利用数字音响讯号处理及微电脑控制技术，并结合具有弹性的扩充性结构设计的数字式录放音机。
现有的机械式录放音机体积大，所使用的零组件极多，且各零件易磨损、生锈、老化，而易造成绞带使用寿命减短、放音速度不定等问题，又，录音磁带极易受外界磁场影响造成所录制的资料被消磁，而环境温、湿度的影响更易使磁带损坏，且现有的收录音机对于录制的音响资料无法作有效的整理及归纳，对于音响资料的编辑及修改亦无法精确的完成，然而音响资料情况的对录为录放音机中极为重要的功能，如何缩短对录的时间是制造业界共同的课题，虽然目前有些高级录放音机可以提高两倍或三倍速度对录，但以IrDa红外线调整传递(115Kdps)的数字录音机，120分钟音响资料的对录只需5分钟，仍具有极大的差距。另，现有的收录音机只能利用高价、慢速、具有时间性的传统电话纲路传达信息，而无法借由现今快速增长的纲际纲路低价快速的传递信息。这就是在现今信息爆炸的时代，现有收录音机被逐渐淘汰的主要原因之一，更有甚者，对于收录音机能够扩充其他功能，如特定音响讯号自动反复放音、快速无段不失真前进倒退放音、无线FM遥控调音等功能，更是现有录放音机无法达到的。
本实用新型的目的是为改善现有录放音机存在的上述缺点，而提供一种数字式录放音机，以减少机械零件，采用先进的半导体器件，可缩小收录音机的体积至名片大小，减少耗电量，及利用防磁结构来大幅度降低扬声器所产生的强大磁场，以减少损坏使用者所拥有的磁条产品等功能，尤其是在提供一种使用数字式声音处理技术将声音数字化后存入取代磁带的存储器中，在放音时再由存储器取出，故完全不需使用机械传动及传统的录音磁带，并提高音响讯号的对录及管理与编辑能力，且可与电脑的RS-232界面相连接，将音响资料转存至电脑的磁碟机上，而与电脑连线传递及接收讯号。
本实用新型除可达到上述目的外，亦具有可任意选择、指定或录制开机讯号，可指定锁码讯号、具有两种音响讯号索引功能，纲际纲路音响讯息传递接收、红外线快速对录、自动音响讯号重复放音、残余记忆容量指示、低电压指示等功能。
为实现上述目的，本实用新型采取如下技术方案一种数字式录放音机，其包括有讯号处理回路、功率放大回路、数字讯号处理回路、存储器回路、微电脑控制回路、电源供应回路、通讯功能模组回路；其中微电脑控制回路分别与功率放大回路、数字讯号处理回路、通讯功能模组回路连接，讯号处理回路则分别与功率放大回路、数字讯号处理回路相连，存储器回路又与数字讯号处理回路连接，电源供应回路向各个回路提供电源；所述的讯号处理回路包括滤波回路、隐藏式麦克风、前置放大回路、数码转换器、电池电压侦测回路及自动增益常数控制回路，其中滤波回路与数码转换器相连接，而麦克风经前置放大回路与数码转换器相连，此数码转换器与AGC控制回路连接，当声音讯号经由麦克风检拾，然后经由音响讯号的前置放大回路将音响讯号放大，放大后的音响讯号再送入数码转换器，并借由数码转换器内的放大器再次放大，及利用自动增益控制回路将音响修整及利用滤波回路将噪音滤除；另，利用电池电压侦测回路来检测电池的电压；所述的功率放大回路的主要元件为功率放大器，该功率放大回路的输入端与滤波处理回路的输出端相连，其输出端又与扬声器的输入端连接，其主要是接收滤波处理回路处理的讯号并加以放大，并通过扬声器将声音释放出，而扬声器设有防磁的结构；所述的数字讯号处理回路，包括数字讯号处理器、表面黏着式连接器及发光二极管，其中数字讯号处理器的SDT、SDN、DXO、DRO、FSY、SCL六个脚与所述的数码转换器连接；其另经由SOT、DT、SCK、RES、SIN五个脚与微电脑控制器5B相连。数字讯号处理器负责担任整个讯号处理的过程，此数字讯号处理器是与讯号处理回路的数码转换器相互连接，并借此获得经过数码转换的音响讯息，也同样的将音响资料送出，并经由数码转换器还原为原来的音响讯号，另，数字讯号处理器亦受微电脑控制回路中的微电脑控制器控制，并达到使用者想要达到的意图(如放音、录音、快速向前……等)；表面黏着式连接器为可抽换式的存储器界面连接器；发光二极管是用以显示数字讯号处理器目前正在工作的情形(如放音、录音……等)；所述的存储器回路是借由电路板上一整排预先设计的裸露铜泊与数字讯号处理回路相连接，并接收数字讯号处理回路的数字讯号处理器的控制存放及取用存在存储器内部的资料；所述的微电脑控制回路包括发光二极管显示回路、微电脑控制器、存储器保护开关、键盘输入回路及电源控制回路，其中微电脑控制器分别与发光二极管显示回路、键盘输入回路、存储器保护开关连接。发光二极管显示回路中的发光二极管是指示微电脑控制回路目前的工作状况；所述的电源控制回路包括两组电源转换器，其中一组是将3V电池电压转换为功率放大器所需使用的3.3V电压，而另一组是将3V电池电压转换为5V；所述的通讯功能模组回路包括存储器、微电脑控制器、RS-232界面及IrDa红外线发射接收器，其主要由通信功能模组上的微电脑控制器与微电脑控制回路内的微电脑控制器相互连结。
本实用新型的上述目的，还可通过以下技术措施来进一步实现所述的功率放大器与所述的微电脑控制回路中的微电脑控制器连接；所述的数字讯号处理回路的数字讯号处理器经由SDT、SDN、DXO、DRO、FST、SCL六个脚与讯号处理回路内的数码转换器IC相互连接，该数字讯号处理回路的数字讯号处理器是经由SOT、DA、SCK、RES、SIN五个脚与微电脑控制回路的微电脑控制器相连，本实用新型可外设输入性的声音扩充装置，还可外设输出性的声音扩充装置。
本实用新型实施例结合附图详细说明如下
图1为本实用新型实施例电子电路方块流程图。
图2为本实用新型实施例讯号处理回路图。
图3为本实用新型实施例功率放大回路图。
图4为本实用新型实施例数字讯号处理回路图。
图5为本实用新型实施例存储器回路图。
图6为本实用新型实施例微电脑控制回路图。
图7为本实用新型实施例电源供应回路图。
图8为本实用新型实施例通讯功能模组回路图。
本实用新型实施例由讯号处理回路(signal Process)1、功率放大回路(Power Amp)2、数字讯号处理回路(DSP)3、存储器(Memory)4、微电脑控制回路(Micro controller)5、电源供应回路(Power Supply)6、通讯功能模组(Communication Module)7构成。
请参阅图2所示的讯号处理回路1，包括滤波回路1A、隐藏式麦克风1B、前置放大回路IC、数码转换器IC1D、电池电压侦测回路1E及AGC(自动增益)控制回路1F。滤波回路1A是将数码转换器IC1D所送出的带有量子化噪音的音响讯号滤除，并由SIGNAL IN的输出线将讯号输出至功率放大器2内，麦克风1B是在接收音响讯号，其将接收的音响讯号，经过前置放大回路1C内的前置放大器(PREAMP)将音响讯号经过8-12倍的放大后送入数码转换器IC1D，再经由数码转换器IC1D内的放大器作进一步的放大，而此放大后的音响讯号在经过数码转换器前为确保声音的品质不至因声音太小不符规格，或声音太大而失真，必需再经过数码转换器IC1D内所附加的自动增益控制(AGC)回路1F将太小的声音自动放大，太大的声音自动减小以符合数码转换器IC1D的规格需求，而自动增益控制器的效果是由AGC常数控制回路1F的电子电路来完成，经过上述处理过程后的声音讯号，就直接送至数码转换器IC1D内的数码转换器进行数码转换工作，转换完成的音响数码资料就经由SDT、SDN、DXO、DRO、FSY、SCL六个脚把资料传递至数字讯号处理器3进行处理，而讯号处理电路1的电源是由WORK POWER脚将电源引入，并经由L4、C25、C26组成的滤波电路再次滤波后才使用。另借由输入插座JK2可以接受外部的讯号输入，如使用外接的麦克风或录音带的输入音响讯号，而电池电压侦测回路1E是用来设定侦测电池电压是否太低，电池电压一旦低于安全的工作电压后，数码转换器IC1D内设有一侦测回路会送出一个讯号经由一BTA脚告知微电脑控制回路5，再由微电脑控制回路5作出指示告知使用者。
请参阅图3所示，功率放大回路2的主要元件为功率放大器22，而其主要目的是将经由滤波处理回路1A处理完后的讯号经由SIGNAL IN脚输入并将此讯号加以放大，再通过扬声器21将声音放出，其中功率放大器22必需由AMPCTRL脚接收来自微电脑控制器回路5的微电脑控制器5B的控制，因为功率放大器22只有在放音时才使用，但在录音时不需使用，所以功率放大器22在不使用时可借由AMPCTRL脚来将其开闭，另外功率放大器22的电源在3.3V便可正常工作，为了有效使用电池的电力，故另外让功率放大器22单独使用一个电源，在3.3V OUT脚得到电源后同样的经过L5、C23、C24组成的滤波电路滤波后才将电源引入以得到更低噪音的电源，同时获到更好的声音；又在扬声器21部分设计了防磁结构，可有效降低扬声器21所附加的强力磁场，并且减少由于该磁场而破坏了使用者所携带的磁条类的物品如金融卡、信用卡等。
请参阅图4所示，数字讯号处理回路3包括了数字讯号处理器IC(DSP)3A、表面黏着式连接器3B及发光二极管3C等。数字讯号处理回路3的主要目的是将由讯号处理回路1所数码化的音响讯号加以处理，如编辑、录制、放音等，其中数字讯号处理器IC3A，是负责整个讯号处理的过程，而数字讯号处理器IC3A是由SDT、SDN、DXO、DRO、FSY、SCL等六个脚与数码转换器IC1D相互连接，并借此获得经过数码转换的音响讯号，且经过同样的路径将音响资料送出，再经由数码转换器IC1D还原为原来的音响讯号，另经由SOT、DA、SCK、RES、SIN五个脚可以受到微电脑控制器5B的控制，并能够完成使用者所想要达到的意图(如放音、录音、快速向前等功能)；而表面黏着式连接器3B是与存储器回路4共同组成的可抽换的存储器界面连接器；另外，发光二极管3C表示数字讯号器3A目前正在处理的工作(如放音、录音……等)。
请参阅图5所示，存储器回路4，其是借由金手指J1(金手指是指在电路板上一排预先设计的裸露铜泊)与数字讯号处理回路3相连接，并接收数字讯号处理器3A的控制存放及取用存在内部的资料，此存储器的特点在于无电源供应时所存储的资料亦不会被清除，且存入的资料可保存十年以上，而本实用新型所使用32M BIT的存储器可以存放120分钟的音响讯号。
上述数位讯号处理器3A中的U5型号为MX93521-WH。
请参阅图6所示，微电脑控制回路5，包括发光二极管显示回路5A、微电脑控制器5B、存储器保护开关5C、键盘输入回路5D及电源控制回路5E。微电脑控制回路5的主要功能是接收使用者由键盘输入回路5A输入的控制指令(如录音、放音……等)，将该指令转化成数字讯号处理器3A所能了解的讯号用以控制数字讯号处理器3A，以达到使用者所想要达到的目的，另，微电脑控制回路5内部也设定出一定的使用程序，并借以有效地控制电力的使用与消耗。又借由同步串列界面的快速传递功能，可以将数位讯号处理器3A内的音响资料自J1传至通讯功能模组回路7；而发光二极管显示回路5A内的三个发光二极管是显示微电脑控制回路5目前的工作状况；微电脑控制器5B中存储有创作人所设计的控制程序，借由该控制程序使得电路能随着使用者的意图动作；存储器保护开关5C，为在使用者将盖住存储器卡的电池盖完全打开之前，微电脑控制器5B可以借由存储器保护开关5C先侦测到使用者想要更换存储器卡或电池的意图，而先经由电源控制回路5E的电子开关将讯号处理回路1、数字讯号回路3、存储器回路4的电源关掉，一方面保护上述的电路避免因使用者的安装不小心而损毁，另外也保证了微电脑控制器5B不会因使用者更换存储器卡而停机，又，本实用新型的存储器保护开关5C是设计为簧片式的开关，亦可以采用光感测电子开关或磁力感测电子开关；键盘输入回路5D主要是担任数字录音机与使用者间的传递界面，以传达使用者的意图；电源控制回路5E主要是控制讯号处理回路1、数字讯号处理回路3、存储器回路4的电源，并经由微电脑控制器5B的控制达到在最必要的时间使用电源，以节省电力，及在保护程序启动时关闭电源以达到保护的目的。又，借由AMPCTRL脚与功率放大回路2的功率放大器22相连接，以控制功率放大器22的开启与关闭，而-BAT脚与讯号处理回路1的数码转换器IC1D相连接以得知电池是否处于低压状态，其次SOT、DA、SCK、RES、SIN五个脚与数位讯号处理回路3相连以达到控制及传送讯号的目的，而J1除了连接通讯功能模组回路7之外，也可以再设计其它的功能界面以扩大本实用新型的功能。
上述微电脑控制器5B中的U1型号为PIC16C57/RC。
请参阅图7，电源供应回路6主要向各电子回路提供所需电能，其包括有电源转换器6A及电源转换回路6B，而电源转换器6A，为将电池3V电压转换为功率放大器22所需使用的3.3V电源电压，事实上此功率放大器22的工作电压可以自2.7V至6V均可正常工作，但为何要使用3.3V，有两个重要因素一是为了从此功率放大器22的IC规格上查知在电源电压越低时，静态的工作电流最小，若将电源电压直接设计离2.2V太近时，如果再由于外界的温度、电压或IC所产生的误差，将会使功率放大器22的IC脱离到规定值之外；另一原因是电池电压若自电池3V电压直接转换至5V时会因电源转换回路6A的IC效率无法达到100％，而损失掉部分的电能，目前一般电源的IC转换效率约在80％-90％；而且随着使用时间的加长，电池电压逐渐降低转换效率并越来越差，故尽可能的不要使输入电压与输出电压的压差过大，电源转换回路6B是将电池3V电压转换至5V，并且供应讯号处理回路1、数字讯号处理回路3、记忆体回路4及微电脑控制回路使用。
上述电源转换器6A中的U2型号为AIC1637-3.3；电源转换回路6B中的U8型号为AIC1637-5。
请参阅图8所示，通讯功能模组回路7包括有存储器(EEPROM)7A、微电脑控制器IC7B、RS-232界面IC7及IrDa红外线发射接收器IC7D，其主要功能是借由通讯模组回路7上的微电脑控制IC7B与微电脑控制回路5的微电脑控制器5B相互连结，将已数码化的音响讯号借由IrDa红外线通讯界面7D或RS-2327C串列通讯界面而与外界联系，为何需要如此的联系呢？其原因详述如下IrDa红外线发射接收器IC7D主要是用来将两台数字录放音机内已录制好的音响数码资料彼此传输复制，不需再使用与传统录放音机相同的方式用一条讯号线对录，另外，红外线传递讯号除了具有无线传输的特点外，IrDa V1.0的传输速度可以达到115KBPS的速度，故120分钟的音响讯号共占32M BIT的存储器，但在115 KBPS的快速传递下只要五分钟便可传递复制完毕，比传统录放音机快二十四倍，当然若经过适当的改进后再使用IrDa V1.1的规格时(IrDa V1.1的通讯速度为4MBPS)，120分钟只需传递8秒钟便可把120分钟的音响讯号传递完毕，比传统录放音机快900倍。
RS-232是目前所有电脑及数据机的标准通讯界面，所以借由RS-232通讯界面我们可以将数字录放音机内的音响数码资料传送至个人电脑，当然也可将个人电脑上的音响数码资料载入数字录放音机内，另外RS-232串列通讯界面也是目前全世界数据机所使用的标准，所以借由RS-232界面也可以与数据机界面相连接，达到本地远距离传输的功能，甚至远至国外也可以通过国外的纲际纲路将数字录放音机内的音响数码资料由纲际纲路传回固定的处所。
存储器7A是不需备用电池的存储器，本实用新型采用可电压抹除式只读记忆器(EEPROM)IC，在断电后仍可保存资料十年以上，在此记忆体7内存放着四种资料，一是使用者要上纲际纲路的USER ID，二是使用者要上纲路的PASSWORD，三是使用者常需要的国家的纲际纲路厂商电话号码，这些资料是使用者在第一次使用时必须借由个人电脑来设定，四是TCP/IP纲际纲路所使用的通讯规格中所用到的常用资料；微电脑控制器IC7B，其中含有红外线传输的控制程序、启动外界数据的程序与数字录放音机的同步快速串列传输通讯程序，在本地远距离传送ASCII通讯格式及上纲际纲路所必需要的TCP/IP通讯格式，而使用者仍旧只要借微电脑控制回路5内的键盘输入回路5D，便可启动通讯功能模组7内的微电脑控制器7B的红外线传输程序、本地远距离传输程序与个人电脑传输程序或纲际纲路传输程序；RS-232界面IC7C主要是将微电脑控制器7B内的非标准串列传输界面转换成世界通用的RS-232串列传输界面标准，再利用J5的连接头与个人电脑的RS-232串列通讯界面相连接；IrDa红外线发射接收器IC7D，其亦同样的是将微电脑控制器7B内的非标准串列传输界面转换成标准的红外线IrDa传输界面。整个通讯功能模组7内的电源使用自己的电池来供电，并不使用本实用新型的电源，其设计考虑的因素是，在使用红外线传递讯号时将耗费大量的电能，为避免电能快速消耗故将其电池分离，另，通讯功能模组7内的J4具有电源开关的功能，也就是当通讯功能模组7与微电脑控制回路5的J2组合时才会将通讯功能模组7的电源接通，而通讯功能模组7是利用J3与微电脑控制回路5的J1连接后将数码化音响资料传递过来。
由上述回路可知，将自然界中所想要录制的讯号，经过讯号处理回路1内的隐藏式麦克风1B检拾及前置放大回路1C的放大处理后，送至数码转换器IC1D转换，再将转换完成的数码资料送进数字讯号处理回路3做运算及压缩处理，处理完成的讯号送进存储器回路4内存储，而经由微电脑控制回路5的键盘输入回路5D将使用者想要完成的意图(如放音……等)传送给数字讯号处理回路3的数字讯号处理器IC3A，而数字讯号处理器IC3A把刚才录制完成且存至存储器回路4的声音讯号作解压缩的还原处理，然后经由讯号处理回路1内的数码转换器IC1D转换还原为自然界的声音讯号，再经由功率放大回路2的放大器22将讯号放大后由扬声器21放出；以上所有的电子回路所需要的电源都是由电源供应回路6提供，本实用新型更增设了通讯功能模组回路7，提供了更高层次的功能要求，而在使用者经由微电脑控制回路5的键盘输入回路5D将准备传送或接收的意图传达给数位讯号处理回路3及通讯功能模组回路7后，便可将已录制好的讯号或自他处得到的讯号借由红外线无线传输传送出已录制好的讯号，或接收他处得到的讯号，当然若需借由电脑收发远距离的讯号时，可利用通讯功能模组回路7内所附加的标准RS-232串列通讯界面IC，接上数据机便可达到远端对录的功能，另，本实用新型可外增FM接收机、外接式麦克风等属于输入性的声音扩充装置，可以将收到的声音讯号输入信号处理回路1，又，本实用新型亦可外增FM发射器、耳机等属于输出性的扩充装置，可以将功率放大器22放大后的声音讯号传送出去，由收音机或耳机接收。
上述存储器7A中的U10型号为93C46；微电脑控制器7B中的U11型号为PIC16C63,RS-232界面7C中的U13型号为LT1280A；IrDa红外线发射接收器7D中的U12型号为HSDL1002。
综上所述及附图所示的实施例，本实用新型确可达到其创作目的，以提供一种以先进半导体元器件构成的体积小、耗电量小及具有防磁结构的数字式录放音机，特别是完全不需要磁带，而利用声音处理技术将声音数字化后借由存储器存入或取出，并可提高声音讯号的对录、管理与编辑的能力，且可与电脑的RS-232界面相连接，将音响资料转存至电脑的磁碟机上，而与电脑连线传递及接收讯号的数字式收录音机，且亦具有可任意自行指定或录制开机讯号、指定锁码讯号、具有两种音响讯号索引机能、纲际纲路音响讯号传递接收、红外线快速对录、自动音响讯号重复放音、残余记忆容量指示、低电压指示等功能。其确实具有提高产品使用功能的实用性、进步性，且未曾有过，故符合实用新型专利要件。
权利要求1.一种数字式录放音机，其特征在于，其包括有讯号处理回路、功率放大回路、数字讯号处理回路、存储器回路、微电脑控制回路、电源供应回路、通讯功能模组回路；其中微电脑控制回路分别与功率放大回路、数字讯号处理回路、通讯功能模组回路连接，讯号处理回路则分别与功率放大回路、数字讯号处理回路相连，存储器回路又与数字讯号处理回路连接，电源供应回路向各个回路提供电源；所述的讯号处理回路包括滤波回路、隐藏式麦克风、前置放大回路、数码转换器、电池电压侦测回路及自动增益常数控制回路，其中滤波回路与数码转换器相连接，而麦克风经前置放大回路与数码转换器相连，此数码转换器与AGC控制回路连接；所述的功率放大回路的主要元件为功率放大器，该功率放大回路的输入端与滤波处理回路的输出端相连，其输出端又与扬声器的输入端连接，而扬声器设有防磁的结构；所述的数字讯号处理回路，包括数字讯号处理器、表面黏着式连接器及发光二极管，其中数字讯号处理器IC3A的SDT、SDN、DXO、DRO、FSY、SCL六个脚与所述的数码转换器连接；其另经由SOT、DT、SCK、RES、SIN五个脚与微电脑控制器5B相连，此IC3A是与讯号处理回路的数码转换器相互连接，表面黏着式连接器为可抽换式的存储器界面连接器；所述的存储器回路是借由电路板上一整排预先设计的裸露铜泊与数字讯号处理回路相连接；所述的微电脑控制回路包括发光二极管显示回路、微电脑控制器、存储器保护开关、键盘输入回路及电源控制回路，其中微电脑控制器分别与发光二极管显示回路、键盘输入回路、记忆体保护开关连接；所述的电源控制回路包括两组电源转换器；所述的通讯功能模组回路包括存储器、微电脑控制器、RS-232界面及IrDa红外线发射接收器，其主要由通信功能模组上的微电脑控制器与微电脑控制回路内的微电脑控制器相互连结。
2.根据权利要求1所述的数字式录放音机，其特征在于，所述的功率放大器与所述的微电脑控制回路中的微电脑控制器连接。
3.根据权利要求1所述的数字式录放音机，其特征在于，所述的数字讯号处理回路的数字讯号处理器经由SDT、SDN、DXO、DRO、FST、SCL六个脚与讯号处理回路内的数码转换器IC相互连接。
4.根据权利要求1所述的数字式录放音机，其特征在于，所述的数字讯号处理回路的数字讯号处理器是经由SOT、DA、SCK、RES、SIN五个脚与微电脑控制回路的微电脑控制器相连。
5.根据权利要求1所述的数字式录放音机，其特征在于，其可外设输入性的声音扩充装置。
6.根据权利要求1所述的数字式录放音机，其特征在于，其可外设输出性的声音扩充装置。
专利摘要一种数字式录放音机,包括讯号处理回路、功率放大回路、数字讯号处理回路、存储器回路、微电脑控制回路、电源供应回路、通讯功能模组回路;利用声音处理技术将声音数字化后,由存储器存入或取出,可提高声音的对录、管理与编辑能力,且可与电脑RS－232界面相连,将声音资料转存至电脑的磁碟机上,可与电脑连线传递及接收讯号,且具有体积小、重量轻、防磁、可快速对录功能,又可任意自行指定或录制开机讯号、指定锁码讯号及两种音响讯号索引功能。
文档编号G06F19/00GK2308143SQ97221070
公开日1999年2月17日 申请日期1997年7月9日 优先权日1997年7月9日
发明者罗富强 申请人:邱垂南