實現電視機音頻頻譜的動態圖形均衡顯示裝置的製作方法
2023-10-10 01:32:04
專利名稱：實現電視機音頻頻譜的動態圖形均衡顯示裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種實現電視機音頻頻譜的動態圖形均衡顯示裝置，具體是一種實現將音頻頻譜的動態圖形均衡顯示在電視機上的裝置。
由於目前所有電視機均不具備音頻頻譜的動態圖形顯示功能，這樣在將電視機作為一個音響設備來欣賞音樂時，或者是在電視機上設置單一的屏幕保護背景，或者只好暫時關掉電視畫面。所導致的最大不足在於對於音樂欣賞者來說，無法做到和在專業音響設備中欣賞音樂那樣，真正的融入音樂，體驗到音樂的節拍。
無論是低檔的收錄機，還是高檔的專業音響設備，均設有和音樂節拍相對應的動態圖型均衡顯示器，而這又無法適用於電視機。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種實現電視機音頻頻譜的動態圖形均衡顯示裝置。可在電視機上以醒目的、實時變化著的圖形方式，直觀地顯示出音頻信號的動態頻譜或幅度變化。
本實用新型是這樣實現的一種實現電視機音頻頻譜的動態圖形均衡顯示裝置，其特徵在於該裝置包括一個適配電路，用於對電視機的音頻信號進行適配；一個選頻檢波電路，用於對經適配的音頻信號進行選頻，得到若干特定頻率的音頻信號，經峰值檢波，輸至CPU相應的A/D輸入埠；一個控制電路，用於根據選頻檢波後輸至CPU相應A/D埠的控制信號，從在CPU的ROM字庫內已設定的顯示字符中，確定相應的顯示字符，再經CPU輸出不同的R、G、B顯示信號，實現對多點頻率的動態顯示。
所述適配電路還包括對音頻信號的放大、檢波。
所述適配電路還包括對音頻信號的混合、放大。
所述適配電路還包括對音頻信號的混合、放大、檢波。
所述的音頻信號可以是電視的音樂輸出信號，或受音量控制的音頻信號，或直接從功放輸出的取樣信號。
所述裝置包括一個可控放大電路，分別對電視機左、右聲道音頻信號進行適配，以將音頻信號的微弱變化放大，使其在經峰值檢波後有明顯的電平變化；一個AGC檢波電路，使經放大電路輸出幅度較為恆定的音頻信號；一個選頻電路，對經檢波後的音頻信號根據需要進行選頻，得到特定頻率的音頻信號；一個峰值檢波電路，對所得到特定頻率的信號進行峰值檢波，輸至CPU的A/D埠；一個CPU及顯示電路，在CPU的ROM字庫中設定特定的顯示字符及字符定位，根據經選頻、峰值檢波後輸至CPU相應A/D埠的控制信號，確定該位置應填入的字符數目，由CPU調出顯示字符，使得輸出的R、G、B信號隨之變化。
所述裝置是對電視機的左、右聲道音頻信號分別進行適配、選頻及顯示處理的。
所述裝置還包括一個加法電路，對電視機左、右聲道音頻信號進行混合；一個可控放大電路，對經混合的音頻信號適配，以將音頻信號的微弱變化放大，使其在經峰值檢波後有明顯的電平變化；一個峰值檢波電路，對所得到特定頻率的信號進行峰值檢波，輸至CPU的A/D埠；一個CPU及顯示電路，在CPU的ROM字庫中設定特定的顯示字符及字符定位，根據經選頻、峰值檢波後輸至CPU相應A/D埠的控制信號，確定該位置應填入的字符數目，由CPU調出顯示字符，使得輸出的R、G、B信號隨之變化。
所述裝置是利用CPU的一個A/D輸入埠所進行的適配及顯示處理。
所述裝置還包括一個加法電路，對電視機左、右聲道音頻信號進行混合；一個可控放大電路，對經混合的音頻信號適配，以將音頻信號的微弱變化放大，使其在經峰值檢波後有明顯的電平變化；一個AGC檢波電路，使經放大電路輸出幅度較為恆定的音頻信號；一個選頻電路，對經檢波後的音頻信號根據需要進行選頻，得到特定頻率的音頻信號；一個峰值檢波電路，對所得到特定頻率的信號進行峰值檢波，輸至CPU的A/D埠；一個CPU及顯示電路，在CPU的ROM字庫中設定特定的顯示字符及字符定位，根據經選頻、峰值檢波後輸至CPU相應A/D埠的控制信號，確定該位置應填入的字符數目，由CPU調出顯示字符，使得輸出的R、G、B信號隨之變化。
所述的AGC檢波電路，將從可控放大電路所輸出的放大信號檢波後，又送回至放大電路以控制放大電路的增益，增益的大小是根據信號的大小來確定的。
本實用新型的效果利用電視機自身的固有資源，可做出美觀的多頻段圖示頻譜顯示，表現出音樂信號中不同頻率成分的高低電平變化。圖示頻譜隨音樂節拍而不斷跳躍變化，給欣賞者以動態、活潑、直觀的享受，使欣賞者能夠很快的融入到音樂的節拍中，得到更全面的感官享受。
圖2當CPU資源不足時的電路原理圖。
圖3設定選頻的頻率個數n＝5時的電路原理圖。
圖4設定選頻的頻率個數n＝5時的屏幕效果示意圖。
圖5省略了AGC檢波、且音頻信號放大增益固定時的屏幕效果示意圖。
圖6分別對左右聲道音頻信號進行處理的屏幕顯示效果圖。
圖7(1-2)分別對左右聲道音頻信號進行處理的電路原理圖。
圖8圖形定位及顯示字符效果圖。
圖9設定選頻的頻率個數n＝5時屏幕定位顯示示意圖。
其中，動態圖形均衡顯示的具體過程是這樣實現的首先生成特定的顯示字符，將其寫入CPU的ROM字庫中，根據設定好的字符定位，並由經峰值檢波後的信號電平確定應在該位置填入的字符數目，再從CPU中調出顯示字符，在屏幕上將該顯示字符填入要顯示的位置，定位後將字符送入顯示ROM中，輸出R、G、B信號，經放大處理在屏幕上顯示出來。當音頻信號的幅度改變時，峰值檢波值也隨之變化，檢波出的包絡信號之幅越大，所顯示的字符也就越多，從而在屏幕上實現跟隨音樂節拍的動感圖形跳躍。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明如
圖1所示本實用新型包括以下幾部分電路加法器11、可控放大單元12、AGC檢波電路17、選頻電路13、峰值檢波電路14、CPU15以及電視屏幕顯示電路16。
首先，將電視機的左右聲道的音頻信號L、R送入加法器11中混合，該音頻信號可以是電視的音頻輸出信號，也可以是受音量控制的音頻信號，還可以是直接從功放輸出的取樣信號。將混合後的信號送入到可控放大器12來進行放大適配，在可控放大器12中將音頻信號的微弱變化加以放大，使其在經峰值檢波後有明顯的電平變化，加至CPUA/D埠的是經過峰值檢波之後所得到的包絡信號，即表現為電平變化的控制信號，其電平的高低決定了所要顯示的字符數目，從而使這種變化在電視機屏幕上能夠顯現出來。
為了使放大單元輸出幅度較為恆定的音頻信號，將從可控放大單元12輸出的放大信號送入AGC檢波電路17中進行檢波，再送回至放大單元以控制放大電路的增益，其增益的大小是根據信號的大小來確定的，信號小時增益高，反之增益低。這樣就得到了幅度比較恆定的音頻信號。
將該信號通過不同的選頻電路單元13_1、13_2、...、13_n，選出其中特定的頻率成分，得到f1、f2、...、fn，n個特定頻率的信號。選頻電路單元的數量可以根據實際的需要來確定。將經選頻後的信號送入到與之相對應的峰值檢波電路14_1、14_2、...、14_n進行檢波。檢波後的信號送入CPU15的相應A/D輸入埠A/D1、A/D2、...、A/Dn，CPU15根據不同的A/D埠的輸入電壓不同而輸出不同的R、G、B信號，即音頻信號的變化引起A/D埠輸入電壓的不同，從而使得CPU15輸出的R、G、B信號隨之變化。
若在t1時刻CPU的A/D口峰值檢波值為V1，此時要在屏幕上顯示如圖4中的t1小圖。首先生成圖8中的字符1，將其寫入CPU的ROM字庫中。根據峰值檢波值來對圖4的t1小圖屏幕顯示字符定位，如圖9，假設屏幕可顯示12行、16列，在其上根據圖4的t1小圖將字符1填於要顯示的位置。定位好後將圖8所示字符送入顯示ROM中，輸出R、G、B信號，經放大處理在屏幕上顯示出t1小圖。同理，當t2時刻音頻信號幅度改變時，峰值檢波值變為V2，根據峰值檢波值來對圖4的t2小圖將顯示字符定位(見圖9)，送入顯示ROM中可同樣在電視屏幕上顯示出t2小圖。檢波值V越大，所顯示的字符1也就越多，從而在屏幕上實現跟隨音樂節拍的動感圖形跳躍。也就引起了電視屏幕16顯示相應頻點圖形顯示的實時變化。
在實施的過程中，如果CPU資源不足(如CPU沒有足夠的A/D埠)，可以只利用一個A/D輸入口，動態顯示音頻信號幅度的變化，其原理的電路框圖如圖2所示。左右聲道的音頻信號L、R經加法器21混合後送至放大器22進行放大，將放大後的信號送入峰值檢波電路23進行檢波後送入CPU24的A/D輸入口，CPU24根據A/D輸入電壓的不同而相應輸出不同的R、G、B信號，從而在電視屏幕25上顯示出隨音樂信號幅度變化而不斷跳躍的動態圖示。
圖7是本發明的第二實施例，在許多方面與前一實施例相同。但是，在該實施例中，在對音頻信號進行處理時，將左聲道信號L和右聲道信號R分別進行處理，因而無需使用加法器來對左右聲道的信號進行混合。這樣，電視屏幕顯示時，就會分別顯示左右聲道信號的變化頻譜(如圖6所示)。
上述的說明僅僅是為了描述和解釋本實用新型。本實用新型不限於上述的形式。
權利要求1一種實現電視機音頻頻譜的動態圖形均衡顯示裝置，其特徵在於該裝置包括一個適配電路，用於對電視機的音頻信號進行適配；一個選頻檢波電路，用於對經適配的音頻信號進行選頻，得到若干特定頻率的音頻信號，經峰值檢波，輸至CPU相應的A/D輸入埠；一個控制電路，用於根據選頻檢波後輸至CPU相應A/D埠的音頻信號，從在CPU的ROM字庫內已設定的顯示字符中，確定相應的顯示字符，再經CPU輸出不同的R、G、B顯示信號，實現對多點頻率的動態顯示。
2如權利要求1所述電視機音頻頻譜的動態圖形均衡顯示裝置，其特徵在於所述適配電路還包括對音頻信號的放大、檢波。
3如權利要求1所述電視機音頻頻譜的動態圖形均衡顯示裝置，其特徵在於所述適配電路還包括對音頻信號的混合、放大。
4如權利要求1所述電視機音頻頻譜的動態圖形均衡顯示裝置，其特徵在於所述適配電路還包括對音頻信號的混合、放大、檢波。
5如權利要求1所述的實現電視機音頻頻譜的動態圖形均衡顯示裝置，其特徵在於所述的音頻信號可以是電視的音樂輸出信號，或受音量控制的音頻信號，或直接從功放輸出的取樣信號。
6如權利要求1所述的實現電視機音頻頻譜的動態圖形均衡顯示裝置。其特徵在於該裝置包括一個可控放大電路，分別對電視機左、右聲道音頻信號進行適配，以將音頻信號的微弱變化放大，使其在經峰值檢波後有明顯的電平變化；一個AGC檢波電路，使經放大電路輸出幅度較為恆定的音頻信號；一個選頻電路，對經檢波後的音頻信號根據需要進行選頻，得到特定頻率的音頻信號；一個峰值檢波電路，對所得到特定頻率的信號進行峰值檢波，輸至CPU的A/D埠；一個CPU及顯示電路，在CPU的ROM字庫中設定特定的顯示字符及字符定位，根據經選頻、峰值檢波後輸至CPU相應A/D埠的控制信號，確定該位置應填入的字符數目，由CPU調出顯示字符，使得輸出的R、G、B信號隨之變化。
7如權利要求6所述的實現電視機音頻頻譜的動態圖形均衡顯示裝置，其特徵在於所述裝置是對電視機的左、右聲道音頻信號分別進行適配、選頻及顯示處理的。
8如權利要求1所述的實現電視機音頻頻譜的動態圖形均衡顯示裝置，其特徵在於該裝置包括一個加法電路，對電視機左、右聲道音頻信號進行混合；一個可控放大電路，對經混合的音頻信號適配，以將音頻信號的微弱變化放大，使其在經峰值檢波後有明顯的電平變化；一個峰值檢波電路，對所得到特定頻率的信號進行峰值檢波，輸至CPU的A/D埠；一個CPU及顯示電路，在CPU的ROM字庫中設定特定的顯示字符及字符定位，根據經選頻、峰值檢波後輸至CPU相應A/D埠的控制信號，確定該位置應填入的字符數目，由CPU調出顯示字符，使得輸出的R、G、B信號隨之變化。
9如權利要求8所述的實現電視機音頻頻譜的動態圖形均衡顯示裝置，其特徵在於所述裝置是利用CPU的一個A/D輸入埠所進行的適配及顯示處理。
10如權利要求1所述的實現電視機音頻頻譜的動態圖形均衡顯示裝置，其特徵在於該裝置包括一個加法電路，對電視機左、右聲道音頻信號進行混合；一個可控放大電路，對經混合的音頻信號適配，以將音頻信號的微弱變化放大，使其在經峰值檢波後有明顯的電平變化；一個AGC檢波電路，使經放大電路輸出幅度較為恆定的音頻信號；一個選頻電路，對經檢波後的音頻信號根據需要進行選頻，得到特定頻率的音頻信號；一個峰值檢波電路，對所得到特定頻率的信號進行峰值檢波，輸至CPU的A/D埠；一個CPU及顯示電路，在CPU的ROM字庫中設定特定的顯示字符及字符定位，根據經選頻、峰值檢波後輸至CPU相應A/D埠的控制信號，確定該位置應填入的字符數目，由CPU調出顯示字符，使得輸出的R、G、B信號隨之變化。
11如權利要求1或6或10所述的實現電視機音頻頻譜的動態圖形均衡顯示裝置，其特徵在於所述的AGC檢波電路，將從可控放大電路所輸出的放大信號檢波後，又送回至放大電路以控制放大電路的增益，增益的大小是根據信號的大小來確定的。
專利摘要本實用新型涉及一種實現電視機音頻頻譜的動態圖形均衡顯示裝置，具體是一種實現將音頻頻譜的動態圖形均衡顯示在電視機上的裝置。該裝置包括一個適配電路，用於對電視機的音頻信號進行適配；一個選頻檢波電路，用於對經適配的音頻信號進行選頻；一個控制電路，用於根據選頻檢波後輸至CPU相應A/D埠的控制信號，再經CPU輸出不同的R、G、B顯示信號，實現對多點頻率的動態顯示。利用電視機自身的固有資源，可做出美觀的多頻段圖示頻譜顯示，表現出音樂信號中不同頻率成分的高低電平變化。
文檔編號H04N5/445GK2550982SQ0224125
公開日2003年5月14日 申請日期2002年7月5日 優先權日2002年7月5日
發明者李海燕, 彭秀峰 申請人:Tcl王牌電子(深圳)有限公司