专利名称：一种声音输出的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种声音输出的装置及方法，其中尤其设计一种将声音限制输出的装置及方法。
背景技术：
声音，是动物间重要接受讯息，并产生下一步动作指令，如猎食动物听到被猎动物及产生捕猎指令，如被猎动物听到猎食者能产生逃脱的指令，故动物声音的接受器(如耳朵)是动物生存的一大要素。
人类在日常生活中经常听到形形式式的声音，是由在内耳的Corti器所接收，所以，声音必须传到内耳才能感受听觉，这是众所周知的。然而，(如图1)鼓膜，鼓膜能传导各种频率的声波，故是非常重要的。鼓膜形似尖顶的斗笙，向内凹陷，尖朝中耳，是富有弹性的组织，故容易发生振动。当鼓膜周围部分的振动传至顶端时，振幅减小，而振动力则加强。如果当声波振动鼓膜后，鼓膜的振动不能以声波的停止而停止，则对声波的传导将会无法正确。但由于鼓膜尖端有锤骨柄附着而被控制。锤骨柄犹如一手指按在鼓膜上，这样就保证了鼓膜对声波的刺激所引起的振动，几乎完全和刺激同始终；即声波停止，鼓膜的振动也立刻停止，使不致有余音的干扰。
人类之所以能听到和区别各种不同的声音，主要是各种声音都具有它的特点，如音调的高低，响度的大小，也就是频率和声音强度各有不同。频率就是声波每秒钟振动的次数。声波是指能发声的物体发出声音后，所引起空气一疏一密的波动。为了精确地测定声音频率的高低，在国际上就采用“赫兹”(Hertz)做单位。赫兹就是每秒钟声波振动的次数。人的耳朵对声音的感受能力是比较灵敏的，能感受声音频率的范围是16～20,000赫兹，其最敏感的是1000-3000赫兹之间。如果频率低于16赫兹，就不能引起人的听觉，只能产生振动感。衡量声音的强度，一般是根据声波所产生的压力大小，即简称声压来决定的。关于声压的测定方法比较复杂，医学上采用听力单位，一个听力单位就叫”1分贝”(“One decibel”)。
那么1分贝声强相当于多大呢？通常是指相当于正常人的耳朵刚刚有觉察出来的声强变化。人耳能听到的声强范围，据测定是1～130分贝之间。零分贝不是没有声音，是人耳听取某种频率的声音所需要的最低强度。
正常人的听力在10分贝以内，即在日常工作和生活中听话不曾感到困难，能听到6M距离的一般讲话。如果比正常听觉能力减低到完全听不到声音就称耳聋(Deafness)。耳聋有轻有重。轻度耳聋的听力损失不超过30分贝；中度耳聋在30～60分贝之间；重度耳聋在60～90分贝之间。如果听力损失到90分贝以上，虽贴近耳朵大声叫喊，或戴上助听器都听不到，则属全聋(Totaldeadeafness)。
引起耳聋的原因很多，可以说一个人从胎儿到老年都有可能得耳聋病。目前引起人们普遍注意的是噪音性耳聋(Noise deafness)。
众所周知一切吵闹的或令人烦燥的响声，都可以称为噪音。但并不是一切噪音都能引起耳聋，只有强烈的噪音才会把耳震聋、也就是说强烈的爆炸声和长期接触强烈噪音都可以引起噪音性耳聋。炸弹和炮弹发出强烈噪音和冲击波可以震破鼓膜，振伤内耳感受器Corti器，这时感到耳内嗡嗡响，听外界声音都远了，甚至听不到，这就叫急性噪声性聋(Acutenoise deadeafness)或暴震性聋(Suddenly vibretivedea deafness)。有些工人长期在强烈噪音的车间或矿井中工作，也会损伤内耳，使听力逐渐下降，这样逐渐形成的耳聋，就是慢性噪声性耳聋(Chronic noisedea deafness)。
人类因自工业革命后机械发展日新月异，虽然改变人类生活习惯，但也因此产生自然界所不可能产生出的噪音，虽进步的成果人人都享受的到，但也必需付出接受所产生另人无法接受的噪音，人类也因为噪音付出有形的成本(如隔音设备，医疗开支)还有无形的成本(如耳朵的损伤)，及因为噪音影响所得到的精神官能症，所以在先进国家目前都有及为严格的分区噪音管制，使得噪音产生是在可以控制及管理的范围内，但家庭或各人所产生的噪音，如电视、音响等，对我们耳的伤害更是不可忽视(如图2)由(1-a)音源电压调整第一起点调整至(2)音源电压调整第一终点，或由(3)音源电压调整第二起点到(1-b)音源电压调整第二终点，为一般人对音源大小或使用者更换后调整模式，当需要静音模式时由(4-a)音源电压静音调整第一起点到(4-b)音源电压静音调整第一终点，此时因使用者音量已为适合的音量，即使由(5-b)音源电压静音调整第二起点到(5-a)音源电压静音调整第二终点，及由(6)音源电压调整第三起点到(7)音源电压调整第三终点虽是大幅度增加，故仍在使用者本身生理范围容许下，但而由(8-b)音源电压静音调整第三起点至(8-a)音源电压静音调整第三终点，而再由(8-b)音源电压静音调整第三起点到(9-a)音源电压静音调整第四起点，因时间因素，使用者已习惯0db声音输出，最可怕的是当由(9-a)音源电压静音调整第四起点因取消静音(MUTE)键到(9-b)音源电压静音调整第四终点时，如此剧烈音源电压增加及声音突然由0到90db的增加，由于音源电压输出的音量是短时间内大幅，会震破鼓膜，并振伤内耳感受器Corti器，且声音输出单元(如喇叭)及音源输出的后级放大单元、提供电源的电源供应器也会因突增电压电流而毁损上述设施。
发明内容
本发明的目的是提供一种声音输出的装置及方法，用于声音输出的限制，于声音输出时因故切换至静音或声音输出装置于关机后声音误调而使静音再开或开机时不会产生过大的声音输出，进而保护人耳、输出单元(如喇叭)及放大单元及因提供电源的电源供应器。
一种声音输出的装置及方法，由其是声音输出的限制，包括一输入单元，为一信号连接器，提供输入信号输入；
一过滤单元，滤除受到外部杂讯干扰的输入信号，并连接至后级放大电路；一放大单元，可放大由输入单元经过滤单元而来的讯号，输出给输出装置，并可提供一控制输入端做输出信号的控制；一中央处理单元，具有一输入及输出端，输入端提供开启或关闭信号输入，输出端提供模拟信号以控制放大单元的控制输入端；一输出单元，连接放大单元输出信号，并转为音频信号。
所述的一种声音输出的装置及方法，其中，中央处理单元的输入端，可为静音按键(MUTE)，或同时按音量加及音量减键。
所述的一种声音输出的装置及方法，其中，当按下静音按键(MUTE)，或同时按音量加及音量减键时，变为静音状态，放大单元停止输出信号，当再按一次静音按键(MUTE)，或同时按音量加及音量减键，或单独按音量加或音量减键时，其音量输出与曲线图的X、Y轴关系为X，Y(0，0)，X，Y(1，1)，X，Y(2，2)，X，Y(3，3)等加至未静音前音量输出。
所述的一种声音输出的装置及方法，其中，当按下静音按键(MUTE)，或同时按音量加及音量减键时，变为静音状态，放大单元停止输出信号，当再按一次静音按键(MUTE)，或同时按音量加及音量减键，或单独按音量加或音量减键时，其音量输出与曲线图的X、Y轴关系为X，Y(3，3)，X，Y(4，4)等加至未静音前音量输出，“X，Y(3，3)”为环境噪音基本值。
所述的过滤单元可为RC电路所构成。
所述的放大单元可为封装于集成电路中的后级放大电路。
所述的中央处理单元为一运算电路，并可将结果转为模拟信号输出。
所述的输出单元可为喇叭。
本发明可改善习用声音输出装置所可能造成对人类听觉的伤害及对声音输出硬件的损害，相对现有技术本发明具有下列优点一、可以保护人类听觉藉由本发明静音后声音输出限制装置，使得静音后起始音量限制在一定水准，不致于因突增音量使人类耳朵鼓膜受伤，造成暂时或永久的听力受损。
二、可以保护人类不致受到惊吓由本发明开机后声音输出限制装置，使得人类不会遭到突然巨大的音量惊吓，除听觉外另因惊吓自己和他人，而造成脑神经受到短暂或或永久的受损。
三、可以保护硬件电路不致受到因声音剧加而产生突波电压、电流的损害。
图1所示为人类听力结构示意图；图2所示为习用声音输出装置输出示意图；图3a所示为本发明声音输出装置输出示意图；图3b所示为本发明另一声音输出装置输出示意图；图4所示为本发明声音输出装置电路图；图5所示为本发明声音输出装置方块图；图6所示为中央处理单元(14)输入部分的示意图；图7所示为音量大小与人类的反应的示意图。
图号说明音源电压调整第一起点(1-a)音源电压调整第一终点(1-b)音源电压调整第一终点(2)音源电压调整第二起点(3)音源电压静音调整第一起点(4-a)音源电压静音调整第一终点(4-b)音源电压静音调整第二终点(5-a)音源电压静音调整第二起点(5-b)音源电压调整第三起点(6)音源电压调整第三终点(7)音源电压静音调整第三终点(8-a)
音源电压静音调整第三起点(8-b)音源电压静音调整第四起点(9-a)音源电压静音调整第四终点(9-b)本发明音源电压静音调整第一起点(10)本发明音源电压静音调整第一终点(11)本发明音源电压静音调整第二终点(11-a)本发明音源电压静音调整第一起点(12)本发明音源电压静音调整第一终点(13)本发明音源电压静音调整第二终点(13-a)输入单元(14)过滤单元(15)放大单元(16)中央处理单元(17)输出单元(18)具体实施方式
本发明主要是提供一种声音输出的装置及方法，由其是声音输出的限制，于声音输出时因故切换至静音，而静音再开时不会产生过大的声音输出，进而保护人耳、声音输出装置(如喇叭)及音源输出的后级放大器电路，及因提供电源的电源供应器。
接下来配合附图及图号，同时举一较佳实施例做进一步说明，期能使审查员对本发明有更深入的了解，唯以下所述仅为用来解释本发明较佳实施例，并非据以对本发明做任何形式上的限制，是以凡在本发明的创作精神下，所做的任何修饰或变更，皆属本发明保护范围。
如图3a所示一种声音输出的方法及装置，使用于安静的环境中，由其是声音输出的限制，其(10)本发明音源电压静音调整第一起点当静音执行后欲释放静音时，其释放后的起始值由0电压(11)本发明音源电压静音调整第一终点后与X轴呈一夹角而线性渐增至静音前(11-a)本发明音源电压静音调整第二终点，如此使得使用者在一安静环境之下，不会觉得释放静音键声音变化太快。
又当大地环境噪音，(如图750db音量)达到一定水准时，上述实施例将使人觉得声音输出有问题，如(11)-(11-a)前段，故如图3b(12)本发明音源电压静音调整第一起点，当静音执行后欲释放静音时，其释放后的起始值由大地环境噪音(如图750db音量)(13)本发明音源电压静音调整第一终点基本值电压，先与X轴呈垂直夹角而后与X轴呈一夹角线性渐增至静音前(13-a)本发明音源电压静音调整第二终点，如此一来即使环境噪音虽有一定数值，但使用者仍可立即发现音源。
由图4本发明声音输出装置电路图，图5本发明声音输出装置方块图所示，当信号由输入单元(14)经过滤单元(15)至放大单元(16)，再经由放大单元(16)，到输出单元(18)，其中由中央处理单元(17)控制放大单元(16)的声音电压调整，中央处理单元(17)并有如静音控制、声音电压加减输入部分，藉由如此装置达到一种声音输出的方法及装置，由其是声音输出的限制的目的。
如图6，为中央处理单元输入部分，藉以说明声音输出限制与中央处理单元(14)(17)输入部分关系。另外，以电学角度讨论，突波电压、电流对电子元件损伤为最大，如突波对喇叭的线圈及纸盆的伤害，如突波对后级放大器的晶体及功率晶体损害，如突波对电源供应器功率晶体、整流器、甚至于变压器的损害，显示声音输出的限制重要性。
藉由上述本发明的方法，便可改善习用声音输出装置所可能造成对人类听觉的伤害及对声音输出硬件的损害，而使其相对的具有下列优点一、可以保护人类听觉藉由本发明静音后声音输出限制装置，使得静音后起始音量限制在一定水准，不致于因突增音量使人类耳朵鼓膜受伤，造成暂时或永久的听力受损。
二、可以保护人类不致受到惊吓由本发明开机后声音输出限制装置，使得人类不会遭到突然巨大的音量惊吓，除听觉外另因惊吓自己和他人，而造成脑神经受到短暂或或永久的受损。
三、可以保护硬件电路不致受到因声音剧加而产生突波电压、电流的损害。
权利要求
1.一种声音输出的装置及方法，由其是声音输出的限制，其特征在于包括一输入单元，为一信号连接器，提供输入信号输入；一过滤单元，滤除受到外部杂讯干扰的输入信号，并连接至后级放大电路；一放大单元，可放大由输入单元经过滤单元而来的讯号，输出给输出装置，并可提供一控制输入端做输出信号的控制；一中央处理单元，具有一输入及输出端，输入端提供开启或关闭信号输入，输出端提供模拟信号以控制放大单元的控制输入端；一输出单元，连接放大单元输出信号，并转为音频信号。
2.如权利要求1所述的一种声音输出的装置及方法，由其是声音输出的限制，其特征在于中央处理单元的输入端，可为静音按键(MUTE)，或同时按音量加及音量减键。
3.如权利要求2所述的一种声音输出的装置及方法，由其是声音输出的限制，其特征在于当按下静音按键(MUTE)，或同时按音量加及音量减键时，变为静音状态，放大单元停止输出信号，当再按一次静音按键(MUTE)，或同时按音量加及音量减键，或单独按音量加或音量减键时，其音量输出与曲线图的X、Y轴关系为X，Y(0，0)，X，Y(1，1)，X，Y(2，2)，X，Y(3，3)等加至未静音前音量输出。
4.如权利要求2所述的一种声音输出的装置及方法，由其是声音输出的限制，其特征在于当按下静音按键(MUTE)，或同时按音量加及音量减键时，变为静音状态，放大单元停止输出信号，当再按一次静音按键(MUTE)，或同时按音量加及音量减键，或单独按音量加或音量减键时，其音量输出与曲线图的X、Y轴关系为X，Y(3，3)，X，Y(4，4)等加至未静音前音量输出，“X，Y(3，3)”为环境噪音基本值。
5.如权利要求1所述的一种声音输出的装置及方法，由其是声音输出的限制，其特征在于其过滤单元可为RC电路所构成。
6.如权利要求1所述的一种声音输出的装置及方法，由其是声音输出的限制，其特征在于其放大单元可为封装于集成电路中的后级放大电路。
7.如权利要求1所述的一种声音输出的装置及方法，由其是声音输出的限制，其特征在于其中央处理单元为一运算电路，并可将结果转为模拟信号输出。
8.如权利要求1所述的一种声音输出的装置及方法，由其是声音输出的限制，其特征在于其输出单元可为喇叭。
全文摘要
本发明提供了一种声音输出的装置及方法，由其是声音输出的限制，于声音输出时因故切换至静音或声音输出装置于关机后声音误调而使静音再开或开机时不会产生过大的声音输出，进而保护人耳、输出单元(如喇叭)及放大单元，及因提供电源的电源供应器。
文档编号H03G3/20GK1697315SQ20041003791
公开日2005年11月16日 申请日期2004年5月10日 优先权日2004年5月10日
发明者朱永清 申请人:瑞轩科技股份有限公司