音頻輸入/輸出設備及方法
2023-09-19 11:34:05
專利名稱：音頻輸入/輸出設備及方法
技術領域：
本發明涉及一種音頻輸入/輸出設備及方法，特別涉及一種可以有選擇地 傳輸需要的頻率的音頻輸入/輸出設備及方法。
背景技術：
在噪音環境下，為了抑制噪音，減少噪音對人的刺激和幹擾，人們經常 使用 一種可以隔絕噪音的設備，如採用隔音效果好的材料做成一種多層的耳 機套，佩戴這種耳機套即可以降低外界入侵的噪音。但是這種耳機套依賴於 將耳機套和人體緊密接觸而隔音，使用時要將耳機套緊貼在耳朵周圍，緊緊壓迫住人耳，會使人產生不舒服的感覺，而且這種耳機套的隔音效果也不甚 理想。還有一種耳機，其可以根據所接收到的聲音進行模擬，並產生與所接收 到的聲音的相位相反的"反噪音"，用以與所接收的聲音相抵消，從而達到隔 音的效果。上述的耳機不適合應用在某些需要有選擇地使聲音透過的場合，例如在 工廠的機器旁邊進行操作時，這些耳機在將機器發出的噪音隔絕或者抵消過 濾掉的同時，也將操作人員之間的交流語音隔絕或過濾掉，從而使得有用的 聲音信息不能傳遞，給交流帶來不方便。發明內容有鑑於此，有必要提供一種可以選擇性地傳輸需要的音頻信號的音頻輸 入/輸出設備。此外，還有必要提供一種可以選擇性地傳輸需要的音頻信號的音頻輸入/ 豐餘出方法。一種音頻輸入/輸出設備，包括音頻輸入單元、選頻濾波單元和音頻輸出 單元。所述音頻輸入單元接收外界輸入的音頻信號，並將所述音頻信號轉化
為電信號。所述選頻濾波單元對所述電信號進行選頻濾波；所述音頻輸出單 元將經選頻濾波後的信號轉化為音頻信號輸出。所述音頻輸入/輸出設備還包 括參數設置單元，所述參數設置單元接收預定的所述選頻濾波單元的參數值，並將所述參數值送至所述選頻濾波單元。所述選頻濾波單元根據所述參數值 調整其濾波頻率範圍，並根據所述頻率範圍進行選頻濾波。 一種音頻輸入/輸出方法，包括接收音頻信號輸入；將音頻信號轉化為電信號；接收預定的參數值；根據所述參數值調整選頻濾波的頻率範圍；根據所述頻率範圍對所述電信號進行選頻濾波；將經選頻濾波的信號轉化為音頻信號輸出。 使用上述音頻輸入/輸出設備和方法，可以有選擇地將外界的音頻輸入信 號中需要的頻率部分放大輸出，而將不需要的部分過濾掉，從而實現有選擇 性地傳輸需要的音頻信號，而抑制不需要部分的噪音。
圖1為第一較佳實施方式的音頻輸入/輸出設備的電路結構示意圖。 圖2為較佳實施方式的選頻濾波單元的幅頻特性曲線圖。 圖3為第二較佳實施方式的音頻輸入/輸出設備的電路結構示意圖。 圖4為較佳實施方式的音頻輸入/輸出方法流程圖。
具體實施方式
如圖1所示，其為第一較佳實施方式的音頻輸入/輸出設備10的電路結 構示意圖。該音頻輸入/輸出設備10包括音頻輸入單元102、前置放大單 元104、選頻濾波單元106、功率放大單元108、音頻輸出單元110以及參數 設置單元112。音頻輸入單元102接收外界輸入的音頻信號，將所接收的音頻信號轉化 成為電信號，並將所述電信號傳送到前置放大單元104。較佳地，該音頻輸 入單元102為一種採音麥克風。
前置i丈大單元104用於將所^接收的電信號進行;故大和高頻整波後送至選 頻濾波單元106，從而將信號幅值放大，同時將信號中的高頻部分過濾，以 利於後續的信號處理。選頻濾波單元106用於將經前置放大單元104放大後的信號進行中頻濾 波。較佳地，該選頻濾波單元106表現為帶通的特性，其帶通頻率範圍為預 定的值。如圖2所示，其為一種較佳實施方式的選頻濾波單元106的幅頻特性曲 線。由圖2可見，該選頻濾波單元106呈現帶通特性，其兩個半功率點A1、 A2所對應的頻率fl f2之間的頻率範圍，即該選頻濾波單元106的通帶頻率 範圍約為600Hz至1000Hz。通過該選頻濾波單元106，可以-使得信號中的所需要的頻率部分祐j文大 通過；而不需要的頻率部分的信號則被抑制、不能通過。經過選頻濾波單元 106選頻濾波後的信號被送到功率放大單元108。功率放大單元108對經選頻濾波後的信號進行放大並將放大後的信號送 至音頻輸出單元110，從而使得信號強度足以驅動音頻輸出單元110輸出預 定強度的聲音。音頻輸出單元IIO將經過功率放大單元108放大後的電信號轉化為聲音 信號送出。較佳地，該音頻輸出單元IIO為一種電聲換能裝置，如揚聲器或 嘲叭等。參數設置單元112與選頻濾波單元106相連，其可用於接收用戶調節的 預定的選頻濾波單元106的參數值，並將該預定的參數值輸入到選頻濾波單 元106。因此，選頻濾波單元106可以根據該預定的參數值調整其進行選頻 濾波的頻率範圍，以調整信號通過的頻率。一種可能的示例為選頻濾波單元106為一種RCL串聯濾波電路，其通帶頻率範圍由算式/;，=」A十丄TA決定，其中R、 C、 L分別為串聯濾波電路中電阻元件的阻值、電容元件的容值和電感元件的感值大小，參數設置單元112可用於接收經用戶調節的預定的R、 C、 L值，並將這些經調節的R、 C、 L值送至選頻濾波單元106，從而選頻濾波單元106的通帶頻率範圍可以 被調整。 因此，本實施方式提供的音頻輸入/輸出設備10採用選頻濾波單元106 與參數設置單元112的結合，可以將外界的聲音中選定的頻率部分的信號被 通過並^皮放大輸出，而抑制其他頻率部分的信號輸出。這樣可以使得用戶有 選擇地只聽到外界聲音中的預定頻率部分，而聽不到其他頻率部分的聲音。 例如，在工廠環境中，可以選擇過濾掉機器的噪音而放大工作人員之間的交 流的語音。又如，在學校課堂上，學生可以使用該設備放大老師講課的聲音， 而過濾掉除老師講課頻率之外的雜音。如圖3所示，其為第二較佳實施方式的音頻輸入/輸出設備20的電路結 構示意圖。該音頻輸入/輸出設備20與第 一較佳實施方式中的音頻輸入/輸出 結構大體相似，也包括音頻輸入單元102、前置放大單元104、選頻濾波單元 106、功率放大單元108、音頻輸出單元110以及參數設置單元112，但該音 頻輸入/輸出設備20還包括模式選擇開關202和音源信號輸入單元204。該 音源信號輸入單元204輸入的信號可以是各種音響設備的輸出信號，如CD、 DVD、 MP3播放器的輸出信號等；也可以是無線傳輸的電磁波信號的解碼信 號，如收音機或行動電話的解調信號等。模式選擇開關202的一端連接功率放大單元108，另一端連接選頻濾波 單元106和音源信號輸入單元204，用於在選頻濾波單元106的輸出信號和 音源信號輸入單元204的輸出信號之間選擇一個信號輸入到功率放大單元 108進行放大，進而輸出到音頻輸出單元110。第二較佳實施方式的音頻輸入/輸出設備20不但可以如第一較佳實施方 式的音頻輸入/輸出設備10 —般進行有選擇的頻率輸出，而且還可以在外界 聲音輸入和其他音頻輸入信號之間進行切換，從而可以在不需要過濾放大外 界聲音的時候收聽由其他的音源信號輸入單元204發出的信號，達到一機兩 用的效果。如圖4所示，其為較佳實施方式的音頻輸入/輸出設備20進行音頻輸入/ 輸出的方法流程圖。首先，步驟302,音頻輸入/輸出設備20檢測其被調整在何種工作模式。 步驟304，如果該音頻輸入/輸出設備20被調整在選頻濾波輸出模式，即 模式選擇開關202被調到將選頻濾波單元106與功率放大單元108相連的狀 態時，音頻輸入單元102接收外界的音頻信號輸入，並將該音頻信號轉換為 電信號輸出到前置》欠大單元104。步驟306,前置放大單元104對所接收的電信號進行前置放大，並將經 前置放大的信號送至選頻濾波單元106。步驟308,參數設置單元112接收預定的選頻濾波單元106的參數值， 並將所接收的參數值傳送給選頻濾波單元106。步驟310,選頻濾波單元106根據步驟308中所接收的參數值調整其通 帶頻率範圍。步驟312，選頻濾波單元106根據調整後的通帶頻率範圍對由步驟306 中所得的經前置放大的信號進行選頻濾波，並將經選頻濾波後的信號通過模 式選擇開關202的連4妄送至功率放大單元108。步驟314，功率放大單元108對所接收的信號進行功率放大，並將經功 率放大的信號送至音頻輸出單元110。步驟316,音頻輸出單元IIO將經功率放大單元108放大後的信號轉化 為音頻信號輸出。回到步驟302，如果該音頻輸入/輸出設備20被調整在音源輸出模式，即 模式選擇開關202被調到將音源信號輸入單元204與功率放大單元108相連 的狀態時，執行步驟320,音源信號輸入單元204接收其他信號源輸入的音 源信號，並將該音源信號通過模式選擇開關202的連接送至功率放大單元 108。隨後執行步驟314、 316，功率放大單元108將音源信號進行功率放大後 送至音頻輸出單元110，音頻輸出單元110將經功率放大後的音源信號轉化 為音頻信號輸出。應用上述音頻輸入/輸出方法，可以有選擇地將外界的音頻信號中需要的 頻率部分放大輸出，而將不需要的部分過濾掉。應用該音頻輸入/輸出方法還 可以在外界的音頻信號和其他音源設備的輸入信號之間進行切換，從而，在 不需要使用選頻濾波輸出功能的時候，用戶還可以收聽到由其他的音源設備 傳送的聲音信號。
權利要求
1. 一種音頻輸入/輸出設備，包括音頻輸入單元、選頻濾波單元和音頻輸出單元；所述音頻輸入單元接收外界輸入的音頻信號，並將所述音頻信 號轉化為電信號；所述選頻濾波單元對所述電信號進行選頻濾波；所述 音頻輸出單元將經選頻濾波後的信號轉化為音頻信號輸出，其特徵在 於所述音頻輸入/輸出設備還包括參數設置單元，所述參數設置單元 接收預定的所述選頻濾波單元的參數值，並將所述參數值送至所述選頻 濾波單元，所述選頻濾波單元根據所述參數值調整其濾波頻率範圍，並 根據所述頻率範圍進行選頻濾波。
2. 如權利要求1所述的音頻輸入/輸出設備，其特徵在於所述選頻濾波 單元為RCL濾波電路，所述參數值可以為所述RCL濾波電路中電阻的 阻值、電容的容值、電感的感值。
3. 如權利要求1所述的音頻輸入/輸出設備，其特徵在於所述音頻輸入/ 輸出設備還包括前置放大單元和功率放大單元；所述前置放大單元對經 所述音頻輸入單元轉化的電信號進行前置放大；所述功率放大單元將經 所述選頻濾波單元選頻濾波後的信號進行功率放大，並將經功率放大後 的信號送至所述音頻輸出單元。
4. 如權利要求1所述的音頻輸入/輸出設備，其特徵在於所述音頻輸入/ 輸出設備還包括模式選擇開關和音源信號輸入單元，所述模式選擇單元 可以有選擇地將所述音頻輸入單元或所述音源信號輸入單元與所述音 頻輸出單元相連。
5. 如權利要求4所述的音頻輸入/輸出設備，其特徵在於所述音頻輸入/ 輸出設備還包括功率放大單元，所述功率放大單元連接在所述音頻輸出 單元與所述模式選擇開關之間。
6. —種音頻輸入/l俞出方法，包括接收音頻信號輸入；將音頻信號轉化為電信號；接收預定的參數值；根據所述參數值調整選頻濾波的頻率範圍；才艮據所述頻率範圍對所述電信號進行選頻濾波； 將經選頻濾波的信號轉化為音頻信號輸出。
7. 如權利要求6所迷的音頻輸入/輸出方法，其特徵在於，所述音頻輸入/ 輸出方法還包括將所述由音頻信號轉化而成的電信號進行前置放大。
8. 如權利要求6所述的音頻輸入/輸出方法，其特徵在於所述音頻輸入/ 輸出方法還包括將所迷經選頻濾波的信號進行功率放大。
9. 如權利要求6所述的音頻輸入/輸出方法，其特徵在於所述音頻輸入/ 輸出方法在接收音頻信號輸入之前還包括檢測工作模式；當工作模式為音源輸入模式時，接收音源設備輸出的音源信號； 將音源信號轉化為音頻信號並輸出。
10. 如權利要求9所述的音頻輸入/輸出方法，其特徵在於所述音頻輸入/ 輸出方法還包括將所述音源信號進行功率放大。
全文摘要
一種音頻輸入/輸出設備，包括音頻輸入單元、參數設置單元、選頻濾波單元和音頻輸出單元。音頻輸入單元接收外界輸入的音頻信號，並將音頻信號轉化為電信號送至選頻濾波單元。參數設置單元接收預定的選頻濾波單元的參數值，並將參數值送至選頻濾波單元。選頻濾波單元根據參數值調整其濾波頻率範圍，並根據該頻率範圍對電信號進行選頻濾波。音頻輸出單元將經選頻濾波後的信號轉化為音頻信號輸出。
文檔編號H04R3/00GK101146373SQ200610062609
公開日2008年3月19日 申請日期2006年9月15日 優先權日2006年9月15日
發明者劉建林, 莊宗仁, 翁世芳 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司;鴻海精密工業股份有限公司