专利名称：音量调整装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种音量调整装置及方法，尤其是涉及一种用于电视及其它音频系统的音量调整装置及方法。
背景技术：
由于人为因素或其它不可避免的客观因素，电视或无线电接收机等音频系统经常会播放一些突发高音。该等突发高音包括有电视运营商为吸引用户注意而特意提高的广告音量以及一些意外噪音。在白天或热闹环境下，该等突发高音不容易干扰用户。但是，在深夜或宁静环境下，用户就很容易受到干扰。
为解决前述的问题，一种现有方法可参阅1992年07月14日公告的美国第5,130,665号专利，该专利公开了一种音量控制装置及方法，通过用户设定一最大值及一最小值，该音量控制装置及方法控制音频信号在该最大值及最小值范围内输出，从而避免输出大于最大值的音频信号以干扰用户。但是，在激活前述音量控制模式后，用户不能再做正常的音量调整。如用户需要依据个人喜好调整音量，他/她必须先退出前述音量控制模式，之后才能做调整动作。如此，该音量控制装置给用户造成了不便。
发明内容针对上述现有技术的不足，本发明目的在于提供一种用户无需退出音量控制模式即可做正常音量调整的音量调整装置及方法。
为实现本发明目的，本发明提供一种用以调整由音频系统输出的音频信号音量的音量调整装置。该音量调整装置包括有一控制器，其与前述音频系统的音频放大器连接，用以控制音频信号的放大倍数；及一执行音量调整的调整电路。该调整电路包括有一衰减电路，其用以衰减输入音频信号；及一切换器。该衰减电路包括有一第一电阻，其输入端接于前述音频系统的调谐器；一第二电阻，其一端串接于第一电阻输出端；一第一二极管，其阳极接于第一电阻舆第二电阻之间；一第二二极管，其阴极舆第一二极管阴极串联；一第三二极管，其阴极舆第二二极管阳极并联接于第二电阻之另一端；一第四二极管，其阴极接于第一电阻舆第二电阻之间；一第三电阻，其一端接于第一二极管、第二二极管的阴极之间；一第四电阻，其一端舆第三电阻另一端串联，其另一端接于第三二极管、第四二极管的阳极之间；一三极管，其基极接于第三电阻舆第四电阻之间，其发射极接于第三电阻一端，其集电极接于第四电阻另一端；及一集成运算放大器，其反相输入端接于第一电阻舆第二电阻之间，其同相输入端接地，其输出端接于该第二电阻的另一端。前述音频系统的调谐器及前述集成运算放大器的输出端分别连接至该切换器输入端，该切换器的输出端接于前述音频系统的音频处理器。该控制器包括有一微控制单元，其与切换器相连，并控制该切换器以切换该调整电路的工作模式；一RAM，其与微控制单元相连；及一非易失性内存，其与微控制单元相连。
本发明进一步提供一种用以调整由音频系统输出的音频信号音量的音量调整方法。该方法包括有如下步骤(a)判断音量调整装置是否需要处于衰减工作模式；(b)如需要处于衰减工作模式，控制切换器切换调整电路至衰减工作模式；(c)如输入音频信号较弱，输出经过线性衰减后的音频信号至切换器；(d)如输入音频信号较强，输出经过非线性衰减后的音频信号至切换器；及(e)重复步骤(a)至步骤(d)直至前述音频系统关闭。
本发明所提供的调整电路能有效降低突发高音的音量，使其在深夜或宁静环境下对用户的干扰降至极低。同时，通过本发明所提供的控制器控制前述音频系统的音频放大器，用户还能方便地依据个人喜好正常调整音量。
图1是具有本发明音量调整装置的电视部份示意图。
图2是本发明音量调整装置的衰减电路结构图。
图3是本发明音量调整装置调整音量的原理示意图。
图4是本发明音量调整方法的工作流程图。
具体实施方式参阅图1所示，是具有本发明音量调整装置10的电视部份示意图。该音量调整装置10具一正常工作模式及一衰减工作模式。通过红外遥控器50或电视面板上的功能键，用户可选择该音量调整装置10的工作模式。该音量调整装置10包括一控制器101及一执行音量调整的调整电路102。该控制器101包括有一微控制单元1010、一RAM(Random Access Memory)1012及一EEPROM(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory)1014。该RAM 1012与EEPROM 1014均与微控制单元1010相连，均用以储存数据。该控制器101控制电视的音频放大器40对音频信号的放大倍数。在另一实施例中，前述EEPROM 1014可由其它非易失性(Nonvolatile)内存代替，如ROM、EPROM及Flash Memory等。
该音量调整装置10的工作模式决定前述调整电路102的工作模式。当该音量调整装置10是正常工作模式时，该调整电路102处于正常工作模式；当该音量调整装置10是衰减工作模式时，该调整电路102处于衰减工作模式。该调整电路102包括一衰减电路1022及一用以切换该调整电路102的工作模式的切换器1024。该衰减电路1022及该切换器1024的输入端分别接于电视的调谐器20。该衰减电路1022的输出端连接至该切换器1024的输入端。该切换器1024与微控制单元1010相连，并由微控制单元1010依据该音量调整装置10的工作模式以控制其切换该调整电路102的工作模式。该切换器1024输出端接于电视的音频处理器30，并输出正常音频信号或由衰减电路1022衰减后的音频信号至该音频处理器30。
参阅图2所示，是本发明音量调整装置10的衰减电路1022结构图。该衰减电路1022包括有一集成运算放大器A、电阻R1、R2、R3、R4、二极管D1、D2、D3、D4及一三极管T。电阻R1输入端接于电视的调谐器20，且电阻R1输出端串接于电阻R2一端。电阻R3、R4、二极管D1、D2、D3、D4及三极管T组成一桥式电路。其中，二极管D1阳极舆二极管D4阴极并接于电阻R1舆电阻R2之间。二极管D1阴极串接于二极管D2阴极，二极管D4阳极串接于二极管D3阳极。二极管D2阳极、二极管D3阴极舆电阻R2另一端一起并接于集成运算放大器A的输出端。电阻R3一端串接于电阻R4一端。三极管T的基极接于电阻R3舆电阻R4之间，其发射极舆电阻R3另一端一起并联接于二极管D1、D2的阴极之间，其集电极舆电阻R4另一端一起并联接于二极管D3、D4的阳极之间。集成运算放大器A的反相输入端接于电阻R1舆电阻R2之间，其同相输入端接地，其输出端接于前述切换器1024的输入端。
由前述各组成部件的连接关系可知，由集成运算放大器A输出端输出的音频信号经过电阻R3、R4、二极管D1、D2、D3、D4及三极管T组成的桥式电路舆电阻R2传输后，反馈回集成运算放大器A的反相输入端。即，电阻R3、R4、二极管D1、D2、D3、D4及三极管T组成的桥式电路舆电阻R2一起作为集成运算放大器A的反馈电路，并且由他们的连接关系可知该反馈电路是负反馈电路。
请一并参阅图3，横轴”VI”表示输入至该音量调整装置10的音频信号，纵轴”VO”表示由该音量调整装置10输出的音频信号，横轴中”VIM”表示输入至该音量调整装置10的最大音频信号。当用户选择该音量调整装置10的正常工作模式时，前述微控制单元1010控制切换器1024切换该调整电路102至正常工作模式。此时，音频信号直接输入至切换器1024，再输出至电视的音频处理器30。如此，在用户选定一其喜爱的音量后，电视所接收的各种节目、广告以及其它声音(包括各种噪音)经由该音量调整装置10的输入输出音频信号关系如图中虚线所示。即，在正常工作模式下，该音量调整装置10的输出音频信号VO与其输入音频信号VI相同。
当用户选择该音量调整装置10的衰减工作模式时，前述微控制单元1010控制切换器1024切换该调整电路102至衰减工作模式。此时，音频信号输入至该调整电路102的衰减电路1022。该音频信号通过电阻R1输入至集成运算放大器A的反相输入端，经集成运算放大器A放大后，音频信号通过由前述桥式电路舆电阻R2组成的反馈电路反馈回该集成运算放大器A的反相输入端。由反馈电路的特性可知，当输入至该集成运算放大器A的音频信号较弱时，通过反馈电路反馈回的音频信号就较弱，对该集成运算放大器A的净输入音频信号影响不大，可视为无影响。音频信号由该集成运算放大器A的反相输入端输入，并由其输出端输出至切换器1024。此时，经由该音量调整装置10的输入输出音频信号为线性衰减关系。
当输入音频信号较强，比如大于VI1值时，输入至该集成运算放大器A的音频信号越强，其反馈的音频信号就越强。由于该反馈电路是负反馈电路，所以相应地该反馈音频信号削弱输入至该集成运算放大器A的音频信号就越多，从而使得该集成运算放大器A的净输入音频信号减小得越多。净输入音频信号由该集成运算放大器A的反相输入端输入，并由其输出端输出至切换器1024。此时，经由该音量调整装置10的输入输出音频信号为非线性衰减关系。由此可见，当输入音频信号VI较弱时，该衰减电路1022线性衰减该输入音频信号VI，当输入音频信号VI较强时，其衰减幅度较大，不再呈线性衰减。该衰减后的音频信号经由切换器1024，输出至电视的音频处理器30，再经由电视的音频放大器40放大后播放出来。因此，电视所播放的各种节目、广告以及其它声音(包括各种噪音)的音量是经衰减后的音量，从而避免突发高音干扰用户。
前述电阻R1、电阻R2、电阻R3及电阻R4数值大小由电视制造商依实际需要而定。在本发明音量调整装置10处于衰减工作模式时，用户能同时通过红外遥控器50或电视面板上的功能键依据个人喜好调节音量。其通过微控制单元1010控制电视的音频放大器40的放大倍数以实现。本发明音量调整装置10亦可用于其它音频系统，例如无线电接收机等。
参阅图4所示，是本发明音量调整方法的工作流程图。通过红外遥控器50或电视面板上的功能键，用户选择该音量调整装置10的工作模式。在步骤S510，微控制单元1010判断该音量调整装置10是否需要处于衰减工作模式。如是，工作流程转至步骤S512，否则，工作流程转至步骤S522。在步骤S522，微控制单元1010控制切换器1024切换该调整电路102至正常工作模式。在步骤S524，切换器1024传送正常音频信号至音频处理器30。在步骤S512，微控制单元1010控制切换器1024切换该调整电路102至衰减工作模式。在步骤S514，衰减电路1022接收输入音频信号。在步骤S516，衰减电路1022衰减输入音频信号。如输入音频信号VI较弱，比如小于一VI1值，则衰减电路1022输出经过线性衰减后的音频信号至切换器1024。如输入音频信号VI较强，比如大于前述VI1值，则衰减电路1022输出经过非线性衰减后的音频信号至切换器1024。该非线性衰减是指输入音频信号VI越强，其输出音频信号的衰减幅度越大。在步骤S518，切换器1024传送该衰减后的音频信号至音频处理器30。
自用户打开电视后，前述工作流程将不断被重复，直至用户关闭电视后方停止。
权利要求
1.一种音量调整装置，用以调整由音频系统输出的音频信号音量，其特征在于该音量调整装置包括有一执行音量调整的调整电路，该调整电路包括有一衰减电路，用以衰减输入的音频信号，该衰减电路包括有一第一电阻，其输入端接于前述音频系统的调谐器；一第二电阻，其一端串接于第一电阻输出端；一第一二极管，其阳极接于第一电阻舆第二电阻之间；一第二二极管，其阴极舆第一二极管阴极串联；一第三二极管，其阴极舆第二二极管阳极并联接于第二电阻的另一端；一第四二极管，其阴极接于第一电阻舆第二电阻之间；一第三电阻，其一端接于第一二极管、第二二极管的阴极之间；一第四电阻，其一端舆第三电阻另一端串联，其另一端接于第三二极管、第四二极管的阳极之间；一三极管，其基极接于第三电阻舆第四电阻之间，其发射极接于第三电阻一端，其集电极接于第四电阻另一端；及一集成运算放大器，其反相输入端接于第一电阻舆第二电阻之间，其同相输入端接地，其输出端接于该第二电阻的另一端；及一切换器，前述音频系统的调谐器及前述集成运算放大器的输出端分别连接至该切换器输入端，该切换器的输出端接于前述音频系统的音频处理器；及一控制器，其与前述音频系统的音频放大器连接，用以控制音频信号的放大倍数，该控制器包括有一微控制单元，其与切换器相连，并控制该切换器以切换该调整电路的工作模式；一RAM，其与微控制单元相连；及一非易失性内存，其与微控制单元相连；其中前述第三电阻、第四电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管及三极管组成一桥式电路，该桥式电路和第二电阻组成该集成运算放大器的负反馈电路。
2.如权利要求1所述的音量调整装置，其特征在于该音量调整装置具有一正常工作模式及一衰减工作模式。
3.如权利要求2所述的音量调整装置，其特征在于该调整电路具有一正常工作模式及一衰减工作模式，且前述音量调整装置的工作模式决定该调整电路的工作模式。
4.如权利要求3所述的音量调整装置，其特征在于当该音量调整装置处于衰减工作模式时，前述微控制单元控制切换器切换调整电路至衰减工作模式，在衰减工作模式下，音频信号输入至该衰减电路，再经由切换器输出至前述音频系统的音频处理器。
5.如权利要求3所述的音量调整装置，其特征在于当该音量调整装置处于正常工作模式时，前述微控制单元控制切换器切换调整电路至正常工作模式，在正常工作模式下，音频信号输入至该切换器，再由该切换器输出至前述音频系统的音频处理器。
6.如权利要求5所述的音量调整装置，其特征在于该音频信号输出值与输入值相同。
7.如权利要求1所述的音量调整装置，其特征在于前述非易失性内存是一ROM、EPROM、EEPROM或Flash Memory。
8.一种音量调整方法，用以调整由音频系统输出的音频信号音量，其特征在于该音量调整方法包括有如下步骤(a)判断音量调整装置是否需要处于衰减工作模式；(b)如需要处于衰减工作模式，控制切换器切换调整电路至衰减工作模式；(c)如输入音频信号较弱，输出经过线性衰减后的音频信号至切换器；(d)如输入音频信号较强，输出经过非线性衰减后的音频信号至切换器；及(e)重复步骤(a)至步骤(d)直至前述音频系统关闭。
9.如权利要求8所述的音量调整方法，其特征在于还包括如不需要处于衰减工作模式，控制切换器切换调整电路至正常工作模式的步骤。
10.如权利要求9所述的音量调整方法，其特征在于还包括传送正常音频信号至前述音频系统的音频处理器的步骤。
11.如权利要求8所述的音量调整方法，其特征在于步骤(c)之前包括接收输入音频信号的步骤。
12.如权利要求8所述的音量调整方法，其特征在于步骤(e)之前还包括传送衰减后的音频信号至前述音频系统的音频处理器的步骤。
全文摘要
一种音量调整装置及方法，用以调整由音频系统输出的音频信号音量，其中音量调整装置包括一控制器及一调整电路。控制器包括一微控制单元；一RAM；及一非易失性内存。调整电路包括一衰减电路及一切换器。前述音频系统的调谐器及该衰减电路的输出端分别连接至该切换器输入端，该切换器的输出端接于前述音频系统的音频处理器。使用本发明的音量调整装置，用户不仅能依据个人喜好调整音量，还能免受突发高音干扰。
文档编号H03G3/02GK1677849SQ200410026798
公开日2005年10月5日 申请日期2004年4月3日 优先权日2004年4月3日
发明者谢冠宏 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