音量調整裝置及方法
2023-11-06 11:08:27 1
專利名稱：音量調整裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種音量調整裝置及方法，尤其是涉及一種用於電視及其它音頻系統的音量調整裝置及方法。
背景技術：
由於人為因素或其它不可避免的客觀因素，電視或無線電接收機等音頻系統經常會播放一些突發高音。該等突發高音包括有電視運營商為吸引用戶注意而特意提高的廣告音量以及一些意外噪音。在白天或熱鬧環境下，該等突發高音不容易幹擾用戶。但是，在深夜或寧靜環境下，用戶就很容易受到幹擾。
為解決前述的問題，一種現有方法可參閱1992年07月14日公告的美國第5,130,665號專利，該專利公開了一種音量控制裝置及方法，通過用戶設定一最大值及一最小值，該音量控制裝置及方法控制音頻信號在該最大值及最小值範圍內輸出，從而避免輸出大於最大值的音頻信號以幹擾用戶。但是，在激活前述音量控制模式後，用戶不能再做正常的音量調整。如用戶需要依據個人喜好調整音量，他/她必須先退出前述音量控制模式，之後才能做調整動作。如此，該音量控制裝置給用戶造成了不便。
發明內容針對上述現有技術的不足，本發明目的在於提供一種用戶無需退出音量控制模式即可做正常音量調整的音量調整裝置及方法。
為實現本發明目的，本發明提供一種用以調整由音頻系統輸出的音頻信號音量的音量調整裝置。該音量調整裝置包括有一控制器，其與前述音頻系統的音頻放大器連接，用以控制音頻信號的放大倍數；及一執行音量調整的調整電路。該調整電路包括有一衰減電路，其用以衰減輸入音頻信號；及一切換器。該衰減電路包括有一第一電阻，其輸入端與前述音頻系統的調諧器相連；一第二電阻，其一端接於第一電阻輸出端，另一端接地；一第三電阻，其一端接於第一電阻輸出端；一第一二極體，其陰極接於第三電阻另一端；一第二二極體，其與第一二極體並聯，並以陽極與前述第三電阻另一端相連；及一機械開關，其一端與並聯的第一二極體的陽極及第二二極體的陰極相連，其另一端接地。前述音頻系統的調諧器及第一電阻輸出端分別連接至該切換器的輸入端，該切換器的輸出端接於前述音頻系統的音頻處理器。該控制器包括有一微控制單元，其與切換器相連，並控制該切換器以切換該調整電路的工作模式；一RAM，其與微控制單元相連；及一非易失性內存，其與微控制單元相連。
本發明進一步提供一種用以調整由音頻系統輸出的音頻信號音量的音量調整方法。該方法包括有如下步驟(a)判斷音量調整裝置是否需要處於衰減工作模式；(b)如是需要處於衰減工作模式，控制切換器切換調整電路至衰減工作模式；(c)如不需要處於衰減工作模式，控制切換器切換調整電路至正常工作模式；(d)衰減輸入音頻信號，如機械開關斷開，或者機械開關導通而且輸入音頻信號VI小於VI1，輸出衰減後的音頻信號VI*R2/(R1+R2)至切換器，如機械開關導通而且輸入音頻信號VI位於VI1及VIM間，輸出衰減後的音頻信號VI*R3/(R1+R3)至切換器；及(e)重複步驟(a)至步驟(d)直至前述音頻系統關閉。前述VI表示輸入音頻信號，VIM表示最大的輸入音頻信號，R1表示第一電阻的阻值，R2表示第二電阻的阻值，R3表示前述第二電阻與第三電阻的並聯阻值。
本發明所提供的調整電路能有效降低突發高音的音量，使其在深夜或寧靜環境下對用戶的幹擾降至極低。同時，通過本發明所提供的控制器控制前述音頻系統的音頻放大器，用戶還能方便地依據個人喜好正常調整音量。
圖1是具有本發明音量調整裝置的電視部份示意圖。
圖2是本發明音量調整裝置的衰減電路結構圖。
圖3是本發明音量調整裝置調整音量的原理示意圖。
圖4是本發明音量調整方法的工作流程圖。
具體實施方式
參閱圖1所示，是具有本發明音量調整裝置10的電視部份示意圖。該音量調整裝置10具一正常工作模式及一衰減工作模式。通過紅外遙控器50或電視面板上的功能鍵，用戶可選擇該音量調整裝置10的工作模式。該音量調整裝置10包括一控制器101及一執行音量調整的調整電路102。該控制器101包括有一微控制單元1010、一RAM (Random Access Memory)1012及一EEPROM(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory)1014。該RAM 1012與微控制單元1010相連，用以儲存數據。該EEPROM 1014與微控制單元1010相連，用以儲存數據。該控制器101控制電視的音頻放大器40對音頻信號的放大倍數。在另一實施例中，前述EEPROM 1014可由其它非易失性(Nonvolatile)內存代替，如ROM、EPROM及FlashMemory等。
該音量調整裝置10的工作模式決定前述調整電路102的工作模式。當該音量調整裝置10是正常工作模式時，該調整電路102處於正常工作模式；當該音量調整裝置10是衰減工作模式時，該調整電路102處於衰減工作模式。該調整電路102包括一衰減電路1022及一用以切換該調整電路102的工作模式的切換器1024。該衰減電路1022及該切換器1024的輸入端分別接於電視的調諧器20。該衰減電路1022的輸出端連接至該切換器1024的輸入端。該切換器1024與微控制單元1010相連，並由微控制單元1010依據該音量調整裝置10的工作模式以控制其切換該調整電路102的工作模式。該切換器1024輸出端接於電視的音頻處理器30，並輸出正常音頻信號或由衰減電路1022衰減後的音頻信號至該音頻處理器30。
參閱圖2所示，是本發明音量調整裝置10的衰減電路1022結構圖。該衰減電路1022包括有機械開關S、電阻R1、R2、R3、R4、R5，及二極體D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12。電阻R1輸入端接於電視的調諧器20，且電阻R2、R3、R4、R5的一端並接於電阻R1輸出端。經衰減後的音頻信號通過電阻R1的輸出端輸出至圖1中的切換器1024。電阻R2另一端接地。電阻R3另一端分別與二極體D1的陰極、二極體D2的陽極相連接。電阻R4另一端分別與二極體D3的陰極、二極體D5的陽極相連接。二極體D3的陽極與二極體D4的陰極相串聯，二極體D5的陰極與二極體D6的陽極相串聯。電阻R1另一端分別與二極體D7的陰極、二極體D10的陽極相連接。二極體D7的陽極與二極體D8的陰極相串聯，二極體D8的陽極與二極體D9的陰極相串聯。二極體D10的陰極與二極體D11的陽極相串聯，二極體D11的陰極與二極體D12的陽極相串聯。機械開關S一端分別與二極體D1的陽極、二極體D2的陰極、二極體D4的陽極、二極體D6的陰極、二極體D9的陽極及二極體D12的陰極相連接。機械開關S另一端接地。
請一併參閱圖3，橫軸」VI」表示輸入至該音量調整裝置10的音頻信號，縱軸」VO」表示由該音量調整裝置10輸出的音頻信號，橫軸中」VIM」表示輸入至該音量調整裝置10的最大音頻信號。當用戶選擇該音量調整裝置10的正常工作模式時，前述微控制單元1010控制切換器1024切換該調整電路102至正常工作模式。此時，音頻信號直接輸入至切換器1024，再輸出至電視的音頻處理器30。如此，在用戶選定一其喜愛的音量後，電視所接收的各種節目、廣告以及其它聲音(包括各種噪音)經由該音量調整裝置10的輸入輸出音頻信號關係如圖中斜率較大的虛線所示。即，在正常工作模式下，該音量調整裝置10的輸出音頻信號VO與其輸入音頻信號VI相同，其函數表示為VO＝VI(0＜＝VI＜＝VIM)。
當用戶選擇該音量調整裝置10的衰減工作模式時，前述微控制單元1010控制切換器1024切換該調整電路102至衰減工作模式。此時，音頻信號輸入至該調整電路102的衰減電路1022。如用戶希望輸入音頻信號VI經衰減電路1022後衰減幅度較小，其可斷開機械開關S，使得輸入音頻信號僅經由電阻R1及電阻R2傳輸。如此，電視所接收的各種節目、廣告以及其它聲音(包括各種噪音)經由該音量調整裝置10的輸入輸出音頻信號關係如圖中斜率較小的虛線所示(在0至VI1值間的虛線為實線所覆蓋)。其函數表示為VO＝VI*R2/(R1+R2) (S斷開；0＜＝VI＜＝VIM)。
如用戶希望輸入音頻信號VI經衰減電路1022後衰減幅度較大，其可導通機械開關S。由二極體的單向導電特性可知，僅當該二極體的正向電壓超過其導通電壓值後，二極體才導通。該導通電壓值依據不同二極體有所不同，例如矽二極體的導通電壓值為0.5V，鍺二極體的導通電壓值為0.1V。圖中VI1表示二極體D1(或二極體D2)導通時的輸入音頻信號。VI2表示串聯的二極體D3與二極體D4(或串聯的二極體D5與二極體D6)一起導通時的輸入音頻信號。VI3表示串聯的二極體D7、二極體D8與二極體D9(或串聯的二極體D10、二極體D11與二極體D12)一起導通時的輸入音頻信號。因此，當輸入音頻信號VI小於VI1時，所有二極體均無電流通過，電流僅經由電阻R1及電阻R2傳輸。當輸入音頻信號VI位於VI1及VI2間時，二極體D1或二極體D2導通，電流經由電阻R1、電阻R2及電阻R3傳輸。當輸入音頻信號VI位於VI2及VI3間時，串聯的二極體D3與二極體D4(或串聯的二極體D5與二極體D6)一起導通，電流經由電阻R1、電阻R2、電阻R3及電阻R4傳輸。當輸入音頻信號VI位於VI3及VIM間時，串聯的二極體D7、二極體D8與二極體D9(或串聯的二極體D10、二極體D11與二極體D12)一起導通，電流經由電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4及電阻R5傳輸。如此，電視所接收的各種節目、廣告以及其它聲音(包括各種噪音)經由該音量調整裝置10的輸入輸出音頻信號關係如圖中實線所示。其分段函數表示為VO＝VI*R2/(R1+R2)(S導通，0＜＝VI＜＝VI1)；VO＝VI*R33/(R1+R33) (S導通，VI1＜VI＜＝VI2)；VO＝VI*R44/(R1+R44) (S導通，VI2＜VI＜＝VI3)；VO＝VI*R55/(R1+R55) (S導通，VI3＜VI＜＝VIM)。
前述分段函數的電阻R33為電阻R2及電阻R3並聯後的整體電阻，電阻R44為電阻R2、電阻R3及電阻R4並聯後的整體電阻，電阻R55為電阻R2、電阻R3、電阻R4及電阻R5並聯後的整體電阻。由於並聯的電阻越多其整體電阻值越小，故，前述分段函數的各段函數斜率值大小關係為R2/(R1+R2)＜R33/(R1+R33)＜R44/(R1+R44)＜R55/(R1+R55)。由此可見，該衰減電路1022階段性地衰減輸入音頻信號VI，且輸入音頻信號VI越大，其衰減幅度越大。因此，由衰減電路1022輸出的音頻信號是衰減後的音頻信號。該衰減後的音頻信號經由切換器1024，輸出至電視的音頻處理器30，再經由電視的音頻放大器40放大後播放出來。因此，電視所播放的各種節目、廣告以及其它聲音(包括各種噪音)的音量是經衰減後的音量，從而避免突發高音幹擾用戶。
前述電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4及電阻R5數值大小可相同，亦可不同，由電視製造商依實際需要而定。另外，電視製造商也可根據實際需要，減少並聯電阻及二極體的數量，例如減去電阻R5及二極體D7、D8、D9、D10、D11與D12，或者同時再減去電阻R4及二極體D3、D4、D5與D6。反之亦然，電視製造商也可根據實際需要，增加並聯電阻及二極體的數量，該並聯電阻及二極體的連接關係類似前述並聯電阻及二極體的連接關係。
在本發明音量調整裝置10處於衰減工作模式時，用戶能同時通過紅外遙控器50或電視面板上的功能鍵依據個人喜好調節音量。其通過微控制單元1010控制電視的音頻放大器40的放大倍數以實現。本發明音量調整裝置10亦可用於其它音頻系統，例如無線電接收機等。
參閱圖4所示，是本發明音量調整方法的工作流程圖。通過紅外遙控器50或電視面板上的功能鍵，用戶選擇該音量調整裝置10的工作模式。在步驟S510，微控制單元1010判斷該音量調整裝置10是否需要處於衰減工作模式。如是，工作流程轉至步驟S512，否則，工作流程轉至步驟S522。在步驟S522，微控制單元1010控制切換器1024切換該調整電路102至正常工作模式。在步驟S524，切換器1024傳送正常音頻信號至音頻處理器30。在步驟S512，微控制單元1010控制切換器1024切換該調整電路102至衰減工作模式。在步驟S514，衰減電路1022接收輸入音頻信號。在步驟S516，衰減電路1022衰減輸入音頻信號。如機械開關S斷開，或者機械開關S導通而且輸入音頻信號VI小於VI1，則衰減電路1022輸出衰減後的音頻信號VI*R2/(R1+R2)至切換器1024。如機械開關S導通而且輸入音頻信號VI位於VI1及VI2間，則衰減電路1022輸出衰減後的音頻信號VI*R33/(R1+R33)至切換器1024。如機械開關S導通而且輸入音頻信號VI位於VI2及VI3間，則衰減電路1022輸出衰減後的音頻信號VI*R4/(R1+R44)至切換器1024。如機械開關S導通而且輸入音頻信號VI位於VI3及VIM間，則衰減電路1022輸出衰減後的音頻信號VI*R55/(R1+R55)至切換器1024。在步驟S518，切換器1024傳送該衰減後的音頻信號至音頻處理器30。
自用戶打開電視後，前述工作流程將不斷被重複，直至用戶關閉電視後方停止。
權利要求
1.一種音量調整裝置，用以調整由音頻系統輸出的音頻信號音量，其特徵在於該音量調整裝置包括有一執行音量調整的調整電路，該調整電路包括有一衰減電路，用以衰減輸入的音頻信號，該衰減電路包括有一第一電阻，其輸入端接於前述音頻系統的調諧器；一第二電阻，其一端接於第一電阻輸出端，另一端接地；一第三電阻，其一端接於第一電阻輸出端；一第一二極體，其陰極接於第三電阻另一端；一第二二極體，其與第一二極體並聯，並以陽極與前述第三電阻另一端相連；及一機械開關，其一端與並聯的第一二極體的陽極及第二二極體的陰極相連，其另一端接地；及一切換器，前述音頻系統的調諧器及前述第一電阻輸出端分別連接至該切換器輸入端，該切換器的輸出端接於前述音頻系統的音頻處理器；及一控制器，其與前述音頻系統的音頻放大器連接，用以控制音頻信號的放大倍數，該控制器包括有一微控制單元，其與切換器相連，並控制該切換器以切換該調整電路的工作模式；一RAM，其與微控制單元相連；及一非易失性內存，其與微控制單元相連。
2.如權利要求1所述的音量調整裝置，其特徵在於該音量調整裝置具一正常工作模式及一衰減工作模式。
3.如權利要求2所述的音量調整裝置，其特徵在於該調整電路具一正常工作模式及一衰減工作模式，且前述音量調整裝置的工作模式決定該調整電路的工作模式。
4.如權利要求1所述的音量調整裝置，其特徵在於該衰減電路還包括一第四電阻，其一端接於第一電阻輸出端；一第三二極體，其陰極接於第四電阻另一端；一第四二極體，其陰極串接於第三二極體陽極，其陽極接於前述機械開關；一第五二極體，其與第三二極體並聯，並以陽極與第四電阻另一端相連；及一第六二極體，其陽極串接於第五二極體陰極，其陰極接於前述機械開關。
5.如權利要求4所述的音量調整裝置，其特徵在於該衰減電路還包括一第五電阻，其一端接於第一電阻輸出端；一第七二極體，其陰極接於第五電阻另一端；一第八二極體，其陰極串接於第七二極體陽極；一第九二極體，其陰極串接於第八二極體陽極，其陽極接於前述機械開關；一第十二極體，其與第七二極體並聯，並以陽極與第五電阻另一端相連；一第十一二極體，其陽極串接於第十二極體陰極；及一第十二二極體，其陽極串接於第十一二極體陰極，其陰極接於前述機械開關。
6.如權利要求1所述的音量調整裝置，其特徵在於前述非易失性內存是一ROM、EPROM、EEPROM或Flash Memory。
7.如權利要求3所述的音量調整裝置，其特徵在於當該音量調整裝置處於正常工作模式時，前述微控制單元控制切換器切換調整電路至正常工作模式，在正常工作模式下，音頻信號輸入至該切換器，再由該切換器輸出至前述音頻系統的音頻處理器。
8.如權利要求7所述的音量調整裝置，其特徵在於該音頻信號輸出值與輸入值相同。
9.如權利要求3所述的音量調整裝置，其特徵在於當該音量調整裝置處於衰減工作模式時，前述微控制單元控制切換器切換調整電路至衰減工作模式，在衰減工作模式下，音頻信號輸入至該衰減電路，再經由切換器輸出至前述音頻系統的音頻處理器。
10.一種音量調整方法，用以調整由音頻系統輸出的音頻信號音量，其特徵在於該音量調整方法包括有如下步驟(a)判斷音量調整裝置是否需要處於衰減工作模式；(b)如是需要處於衰減工作模式，控制切換器切換調整電路至衰減工作模式；(c)如不需要處於衰減工作模式，控制切換器切換調整電路至正常工作模式；(d)衰減輸入音頻信號，如機械開關斷開，或者機械開關導通而且輸入音頻信號VI小於VI1，輸出衰減後的音頻信號VI*R2/(R1+R2)至切換器，如機械開關導通而且輸入音頻信號VI位於VI1及VIM間，輸出衰減後的音頻信號VI*R3/(R1+R3)至切換器；及(e)重複步驟(a)至步驟(d)直至前述音頻系統關閉；其中VI表示輸入音頻信號，VIM表示最大的輸入音頻信號，R1表示第一電阻的阻值，R2表示第二電阻的阻值，R3表示前述第二電阻與第三電阻的並聯阻值。
11.如權利要求10所述的音量調整方法，其特徵在於步驟(c)還包括傳送正常音頻信號至前述音頻系統的音頻處理器的步驟。
12.如權利要求10所述的音量調整方法，其特徵在於步驟(d)之前包括接收輸入音頻信號的步驟。
13.如權利要求10所述的音量調整方法，其特徵在於步驟(e)之前還包括傳送衰減後的音頻信號至前述音頻系統的音頻處理器的步驟。
全文摘要
一種音量調整裝置及方法，用以調整由音頻系統輸出的音頻信號音量，其中音量調整裝置包括一控制器及一調整電路。控制器包括一微控制單元；一RAM；及一非易失性內存。調整電路包括一衰減電路及一切換器。衰減電路包括一第一電阻，與音頻信號輸入端相連；一第二電阻，一端接於第一電阻輸出端，另一端接地；一第三電阻，一端接於第一電阻輸出端；一第一二極體，陰極接於第三電阻另一端；一第二二極體，陽極接於第三電阻另一端；及一機械開關，一端與第一二極體陽極及第二二極體陰極相連，另一端接地。第一電阻輸出端及微控制單元接於切換器。使用本發明的音量調整裝置，用戶不僅能依據個人喜好調整音量，還能免受突發高音幹擾。
文檔編號H03G1/00GK1662043SQ200410015600
公開日2005年8月31日 申請日期2004年2月28日 優先權日2004年2月28日
發明者謝冠宏 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