正弦波生成方法和裝置以及電子設備的製作方法
2023-09-22 21:01:15 1
正弦波生成方法和裝置以及電子設備的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種正弦波生成方法和裝置以及電子設備，根據接收到的音頻數據信號，獲取待生成正弦波的頻率以及衰減率，獲取預設的輸出採樣率以及獲取到的頻率計算該正弦波的採樣點數目，在預存的正弦表中確定計算的採樣點數目的採樣點，及各個確定的採樣點對應的電壓參數；根據獲取到的衰減率、電壓參數以及預設的標準電壓調節採樣點的輸出電壓，依次輸出各個確定的採樣點的輸出電壓，以形成正弦波的一個周期的波形，利用正弦波進行音頻數據的通信，提高了音頻數據通信的穩定性以及速率。
【專利說明】正弦波生成方法和裝置以及電子設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及音頻處理【技術領域】，尤其涉及一種正弦波生成方法和裝置以及電子設備。
【背景技術】
[0002]隨著人們生活水平的不斷提高，越來越多的多媒體設備出現在普通的家庭生活中。音樂播放設備和功放設備組成的音頻系統也慢慢在家庭生活中普及，隨著人們對播放音樂的質量要求越來越高，音頻系統的技術的要求也越來越高。
[0003]然而，現在的音頻系統中，一般通過方波的形式進行音頻數據的傳輸，在傳輸時對音頻數據進行編碼後，通過脈衝寬度調製以輸出不同周期的方波標識O和1，進行數據通信。利用方波進行通信時，信號質量較差，造成通信不穩定且通信速率較慢的情況。
【發明內容】
[0004]本發明的主要目的是提供一種正弦波生成方法和裝置以及電子設備，旨在提高音頻通信的穩定性以及速率。
[0005]本發明提出一種正弦波生成方法，包括:
[0006]根據接收到的音頻數據信號，獲取待生成正弦波的頻率以及衰減率；
[0007]根據預設的輸出採樣率以及獲取到的頻率計算該正弦波的採樣點數目；
[0008]在預存的正弦表中確定計算的採樣點數目的採樣點，及各個確定的採樣點對應的電壓參數；
[0009]根據獲取到的衰減率、電壓參數以及預設的標準電壓調節採樣點的輸出電壓，依次輸出各個確定的米樣點的輸出電壓，以形成正弦波。
[0010]優選地，根據獲取到的採樣點數目在預存的正弦表中進行採樣以獲取每個採樣點的電壓參數的步驟包括:
[0011]在預存的正弦表中等間隔確定計算的採樣點數目的採樣點，及各個確定的採樣點對應的電壓參數。
[0012]優選地，所述電壓參數為每個採樣點的電壓與標準電壓之間的比值。
[0013]本發明還提出一種正弦波生成裝置，包括:
[0014]獲取模塊，用於根據接收到的音頻數據信號，獲取待生成正弦波的頻率以及衰減率；
[0015]計算模塊，用於根據預設的輸出採樣率以及獲取到的頻率計算該正弦波的採樣點數目；
[0016]所述獲取模塊還用於在預存的正弦表中確定計算的採樣點數目的採樣點，及各個確定的米樣點對應的電壓參數；
[0017]輸出模塊，用於根據獲取到的衰減率、電壓參數以及預設的標準電壓調節採樣點的輸出電壓，依次輸出各個確定的米樣點的輸出電壓，以形成正弦波。[0018]優選地，所述獲取模塊具體用於在預存的正弦表中等間隔確定計算的採樣點數目的採樣點，及各個確定的採樣點對應的電壓參數。
[0019]優選地，所述電壓參數為每個採樣點的電壓與標準電壓之間的比值。
[0020]本發明還提出一種電子設備，麥克風、如以上所述的正弦波生成裝置、第一負載以及第二負載；其中，所述正弦波生成裝置的輸出端分兩路，一路經所述第一負載與所述麥克風連接，另一路經所述第二負載接地，所述第一負載的阻值大於第二負載的阻值。
[0021]優選地，所述第一負載的阻值為所述第二負載阻值的5倍。
[0022]本發明提出的正弦波生成方法和裝置以及電子設備，根據接收到的音頻數據信號，獲取待生成正弦波的頻率以及衰減率，獲取預設的輸出採樣率以及獲取到的頻率計算該正弦波的採樣點數目，在預存的正弦表中確定計算的採樣點數目的採樣點，及各個確定的採樣點對應的電壓參數；根據獲取到的衰減率、電壓參數以及預設的標準電壓調節採樣點的輸出電壓，依次輸出各個確定的採樣點的輸出電壓，以形成正弦波的一個周期的波形，利用正弦波進行音頻數據的通信，提高了音頻數據通信的穩定性以及速率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明正弦波生成方法較佳實施例的功能模塊示意圖；
[0024]圖2為本發明正弦波生成裝置較佳實施例的功能模塊示意圖；
[0025]圖3為包括圖2所示的正弦波生成裝置的電子設備的較佳實施例的結構示意圖。
[0026]本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖及具體實施例就本發明的技術方案做進一步的說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0028]參照圖1，圖1為本發明正弦波生成方法較佳實施例的功能模塊示意圖。
[0029]本實施例提出一種正弦波生成方法，包括:
[0030]步驟S10，根據接收到的音頻數據信號，獲取待生成正弦波的頻率以及衰減率；
[0031]該音頻數據信號可為方波信號，也可為數位訊號；當輸入的音頻數據信號為方波信號時，該待生成正弦波的頻率以及衰減率為接收到的方波信號的頻率以及衰減率；當音頻數據信號為數位訊號時，從該數位訊號中提取待生成正弦波的頻率以及衰減率。
[0032]步驟S20，根據預設的輸出採樣率以及獲取到的頻率計算該正弦波的採樣點數目；
[0033]在本實施例中，預設的米樣率優選為終端的麥克風的米樣率，一般的麥克風的米樣率為44.1KHZ，為了滿足輸出的正弦波，該麥克風所在的終端能夠正常解析，則預設的輸出採樣率應該不小於44.1KHZ。
[0034]在本實施例中，設置輸出採樣率為F，待生成的正弦波的頻率為f，則採樣點數目N的計算公式為:N=F/f。例如輸出採樣率F為50KHZ，待生成的正弦波的頻率f為5KHZ，則採樣點數目為10，按照50KHZ輸出的10個採樣點構成正弦波的一個周期，該正弦波的頻率為5KHZ。
[0035]步驟S30，在預存的正弦表中確定計算的採樣點數目的採樣點，及各個確定的採樣點對應的電壓參數；
[0036]步驟S40，根據獲取到的衰減率、電壓參數以及預設的標準電壓調節採樣點的輸出電壓，依次輸出各個確定的米樣點的輸出電壓，以形成正弦波。
[0037]在本實施例中正弦表的大小為100，可在在正弦表中確定100個採樣點，每個採樣點存儲有該採樣點的電壓參數，該電壓參數為每個採樣點的電壓與標準電壓之間的比值。在本實施例中，在獲取各個採樣點對應的電壓參數時，優選方案為，在預存的正弦表中等間隔確定計算的採樣點數目的採樣點，及各個確定的採樣點對應的電壓參數，例如採樣點數目為10，且正弦表的大小為100時，則可每隔10個點取一個採樣點，以確保生成的正弦波更加穩定，以及平滑。在其它變形實施例中，也可根據預設的間隔在正弦表中提取採樣點的電壓參數。在本實施例中，設置正弦表的大小為K，則為保證生成的正弦波更加完整以及穩定，則4≤N≤K。
[0038]在本實施例中，標準電壓為最大待輸出正弦波的最大幅度，例如待輸出正弦波的幅度為0-3.3V，則該標準電壓為3.3V ;若輸出的採樣點的電壓為3V，且標準電壓為3.3V，此時該採樣點的電壓參數為Nx=3/3.3=0.9。在本實施例中，標準電壓以12bit的精度輸出的模擬信號以0x3ff標識，Nx代表採樣點的電壓參數，則採樣點的輸出電壓為V=NXX0x3fT。
[0039]在確定各個採樣點的輸出電壓後，需要根據獲取到的衰減率對該採樣點的輸出點樣進行調整，以保證各個採樣點形成的正弦波信號更加真實，信號質量更好，此時需要根據獲取到的衰減率、電壓參數以及預設的標準電壓調節採樣點的輸出電壓，依次輸出各個確定的採樣點的輸出電壓，以形成正弦波，在本實施例中，若該正弦波信號最大幅度值為
3.3V，為保證輸出的正 弦波更加平滑以及真實，則形成正弦波每個周期的採樣點需要大於4，則各個採樣點的信號衰減率應小於0x3ff/4。
[0040]若設置正弦波的衰減率為D，採樣點的電壓參數為Nx，標準電壓以12bit的精度輸出的模擬信號以0x3ff標識，則每個採樣點的輸出電壓為Vl=NxX0x3ff/D，在本實施例中，輸出獲取到的採樣點數目的採樣點，構成正弦波的一個周期。
[0041]本實施例提出的正弦波生成方法，根據接收到的音頻數據信號，獲取待生成正弦波的頻率以及衰減率，獲取預設的輸出採樣率以及獲取到的頻率計算該正弦波的採樣點數目，在預存的正弦表中確定計算的採樣點數目的採樣點，及各個確定的採樣點對應的電壓參數；根據獲取到的衰減率、電壓參數以及預設的標準電壓調節採樣點的輸出電壓，依次輸出各個確定的採樣點的輸出電壓，以形成正弦波的一個周期的波形，利用正弦波進行音頻數據的通信，提高了音頻數據通信的穩定性以及速率。
[0042]參照圖2，圖2為本發明正弦波生成裝置較佳實施例的功能模塊示意圖。
[0043]本實施例提出一種正弦波生成裝置，包括:
[0044]獲取模塊10，用於根據接收到的音頻數據信號，獲取待生成正弦波的頻率以及衰減率；
[0045]該音頻數據信號可為方波信號，也可為數位訊號；當輸入的音頻數據信號為方波信號時，該待生成正弦波的頻率以及衰減率為接收到的方波信號的頻率以及衰減率；當音頻數據信號為數位訊號時，從該數位訊號中提取待生成正弦波的頻率以及衰減率。
[0046]計算模塊20，用於根據預設的輸出採樣率以及獲取到的頻率計算該正弦波的採樣點數目；[0047]在本實施例中，預設的採樣率優選為終端的麥克風的採樣率，一般的麥克風的採樣率為44.1KHZ，為了滿足輸出的正弦波，該麥克風所在的終端能夠正常解析，則預設的輸出採樣率應該不小於44.1KHZ。
[0048]在本實施例中，設置輸出採樣率為F，待生成的正弦波的頻率為f，則採樣點數目N的計算公式為:N=F/f。例如輸出採樣率F為50KHZ，待生成的正弦波的頻率f為5KHZ，則採樣點數目為10，按照50KHZ輸出的10個採樣點構成正弦波的一個周期，該正弦波的頻率為5KHZ。
[0049]所述獲取模塊30還用於在預存的正弦表中確定計算的採樣點數目的採樣點，及各個確定的米樣點對應的電壓參數；
[0050]輸出模塊30，用於根據獲取到的衰減率、電壓參數以及預設的標準電壓調節採樣點的輸出電壓，依次輸出各個確定的米樣點的輸出電壓，以形成正弦波。
[0051]在本實施例中正弦表的大小為100，可在在正弦表中確定100個採樣點，每個採樣點存儲有該採樣點的電壓參數，該電壓參數為每個採樣點的電壓與標準電壓之間的比值。在本實施例中，在獲取各個採樣點對應的電壓參數時，優選方案為，在預存的正弦表中等間隔確定計算的採樣點數目的採樣點，及各個確定的採樣點對應的電壓參數，例如採樣點數目為10，且正弦表的大小為100時，則可每隔10個點取一個採樣點，以確保生成的正弦波更加穩定，以及平滑。在其它變形實施例中，也可根據預設的間隔在正弦表中提取採樣點的電壓參數。在本實施例中，設置正弦表的大小為K，則為保證生成的正弦波更加完整以及穩定，則4≤N≤K。
[0052]在本實施例中，標準電壓為最大待輸出正弦波的最大幅度，例如待輸出正弦波的幅度為0-3.3V，則該標準電壓為3.3V ;若輸出的採樣點的電壓為3V，且標準電壓為3.3V，此時該採樣點的電壓參數為Nx=3/3.3=0.9。在本實施例中，標準電壓以12bit的精度輸出的模擬信號以0x3ff標識，Nx代表採樣點的電壓參數，則採樣點的輸出電壓為V=NXX0x3fT。
[0053]在確定各個採樣點的輸出電壓後，需要根據獲取到的衰減率對該採樣點的輸出點樣進行調整，以保證各個採樣點形成的正弦波信號更加真實，信號質量更好，此時需要根據獲取到的衰減率、電壓參數以及預設的標準電壓調節採樣點的輸出電壓，依次輸出各個確定的採樣點的輸出電壓，以形成正弦波，在本實施例中，若該正弦波信號最大幅度值為
3.3V，為保證輸出的正弦波更加平滑以及真實，則形成正弦波每個周期的採樣點需要大於4，則各個採樣點的信號衰減率應小於0x3ff/4。
[0054]若設置正弦波的衰減率為D，採樣點的電壓參數為Nx，標準電壓以12bit的精度輸出的模擬信號以0x3ff標識，則每個採樣點的輸出電壓為Vl=NxX0x3ff/D，在本實施例中，輸出獲取到的採樣點數目的採樣點，構成正弦波的一個周期。
[0055]本實施例提出的正弦波生成裝置，根據接收到的音頻數據信號，獲取待生成正弦波的頻率以及衰減率，獲取預設的輸出採樣率以及獲取到的頻率計算該正弦波的採樣點數目，在預存的正弦表中確定計算的採樣點數目的採樣點，及各個確定的採樣點對應的電壓參數；根據獲取到的衰減率、電壓參數以及預設的標準電壓調節採樣點的輸出電壓，依次輸出各個確定的採樣點的輸出電壓，以形成正弦波的一個周期的波形，利用正弦波進行音頻數據的通信，提高了音頻數據通信的穩定性以及速率。
[0056]參照圖3，圖3為包括圖2所示的正弦波生成裝置的電子設備的較佳實施例的結構示意圖。
[0057]本實施例提出一種電子設備，包括麥克風40、如以上實施例所述的正弦波生成裝置50、第一負載Rl以及第二負載R2 ;其中，所述正弦波生成裝置50的輸出端分兩路，一路經所述第一負載Rl與所述麥克風40連接，另一路經所述第二負載R2接地。
[0058]由於正弦波生成裝置50在輸出正弦波信號時會干擾麥克風40的靜態工作點，並且在正弦波生成裝置50輸出幅值過大時，可能會造成麥克風40無法識別。為解決上述技術問題，本實施例在正弦波生成裝置50的輸出端設置分流電路，設置第一負載Rl以及第二負載R2，第一負載Rl大於第二負載R2，在本實施例中，第一負載Rl優選為第二負載R2的5倍，此時正弦波輸出裝置50輸出的電流大部分經第二負載R2流出，使得麥克風40端變化的電壓很小，既避免了麥克風40不識別，又不會影響麥克風40的靜態工作點。
[0059]以上所述僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種正弦波生成方法，特徵在於，包括: 根據接收到的音頻數據信號，獲取待生成正弦波的頻率以及衰減率； 根據預設的輸出採樣率以及獲取到的頻率計算該正弦波的採樣點數目； 在預存的正弦表中確定計算的採樣點數目的採樣點，及各個確定的採樣點對應的電壓參數； 根據獲取到的衰減率、電壓參數以及預設的標準電壓調節採樣點的輸出電壓，依次輸出各個確定的採樣點的輸出電壓，以形成正弦波。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，根據獲取到的採樣點數目在預存的正弦表中進行採樣以獲取每個採樣點的電壓參數的步驟包括: 在預存的正弦表中等間隔確定計算的採樣點數目的採樣點，及各個確定的採樣點對應的電壓參數。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述電壓參數為每個採樣點的電壓與標準電壓之間的比值。
4.一種正弦波生成裝置，其特徵在於，包括: 獲取模塊，用於根據接收到的音頻數據信號，獲取待生成正弦波的頻率以及衰減率； 計算模塊，用於根據預設的輸出採樣率以及獲取到的頻率計算該正弦波的採樣點數目； 所述獲取模塊還用於在預存的正弦表中確定計算的採樣點數目的採樣點，及各個確定的採樣點對應的電壓參數； 輸出模塊，用於根據獲取到的衰減率、電壓參數以及預設的標準電壓調節採樣點的輸出電壓，依次輸出各個確定的採樣點的輸出電壓，以形成正弦波。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於，所述獲取模塊具體用於在預存的正弦表中等間隔確定計算的採樣點數目的採樣點，及各個確定的採樣點對應的電壓參數。
6.根據權利要求4所述的正弦波生成裝置，其特徵在於，所述電壓參數為每個採樣點的電壓與標準電壓之間的比值。
7.一種電子設備，其特徵在於，麥克風、如權利要求4-6所述的正弦波生成裝置、第一負載以及第二負載；其中，所述正弦波生成裝置的輸出端分兩路，一路經所述第一負載與所述麥克風連接，另一路經所述第二負載接地，所述第一負載的阻值大於第二負載的阻值。
8.根據權利要求7所述的電子設備，其特徵在於，所述第一負載的阻值為所述第二負載阻值的5倍。
【文檔編號】H03K3/80GK103795377SQ201410016542
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月14日 優先權日:2014年1月14日
【發明者】陳柳章 申請人:深圳市文鼎創數據科技有限公司