音樂再生裝置的製作方法

2023-11-08 00:18:48

本發明涉及將音頻信號輸出至耳機的音樂再生裝置。

背景技術：

在將音頻信號輸出至耳機的音樂再生裝置的耳機輸出中，存在被稱為非平衡和平衡的系統(例如，參見專利文獻1)。在非平衡系統中，使用具有3.5mm直徑的三極端子，並且音頻信號通過兩種「熱」和「冷」進行傳輸。同時，在平衡系統中，使用具有2.5mm直徑的四極端子，並且信號通過三種「地」、「熱」和「冷」進行傳輸。「冷」是「熱」的反相。在出現外部噪聲的情況下，相同相位的噪聲被疊加在「冷」和「熱」二者上。通過反相「冷」的相位並且將經反相的「冷」信號與「熱」信號混合，外部噪聲被消除，並且音頻信號的振幅變為兩倍。由於這個原因，平衡系統是強抗噪聲的，並且在平衡系統中聲音質量良好。

具有平衡輸出的音樂再生裝置包括兩個塊。兩個塊中的每個都配置有兩聲道D/A轉換器(下文中，被稱為「DAC」)和兩聲道放大電路。兩個塊中的每個被用於L聲道音頻信號和R聲道音頻信號。包括平衡輸出的音樂再生裝置包括標準的非平衡輸出，因為平衡系統不是標準的。從成本的角度考慮，用於平衡輸出和非平衡輸出的電路以共同的方式進行設計。即，兩個塊中的每個在非平衡輸出中也被用於L聲道音頻信號和R聲道音頻信號。

[現有技術文件]

[專利文獻]

[專利文獻1]JP 2013-005291 A

技術實現要素：

[本發明要解決的問題]

利用I2S系統將數字音頻信號輸入至DAC。L聲道音頻信號和反相L聲道音頻 信號被輸入至針對L聲道音頻信號的DAC。此外，R聲道音頻信號和反相R聲道音頻信號被輸入至針對R聲道音頻信號的DAC。因此，信號傳輸是四聲道，並且存在信號輸出和接線均為很多的問題。

本發明的目的在於減少至D/A轉換器(DAC)的信號輸出和接線。

[解決問題的手段]

具有平衡輸出和非平衡輸出的第一發明的音樂再生裝置包括：第一D/A轉換器，該第一D/A轉換器將左右兩聲道數字音頻信號D/A轉換成左右兩聲道模擬音頻信號；第一放大電路，該第一放大電路對所述第一D/A轉換器D/A轉換成的所述左右兩聲道模擬音頻信號進行放大；第二D/A轉換器，該第二D/A轉換器將左右兩聲道數字音頻信號D/A轉換成左右兩聲道模擬音頻信號；以及第二放大電路，所述第二放大電路對所述第二D/A轉換器D/A轉換成的所述左右兩聲道模擬音頻信號被反相的反相左右兩聲道模擬音頻信號進行放大。

在本發明中，第二D/A轉換器D/A轉換成的左右兩聲道模擬音頻信號被反相的反相左右兩聲道模擬音頻信號被輸入至第二放大電路。在此，左右兩聲道數字音頻信號利用I2S系統可以被輸入至第一D/A轉換器和第二D/A轉換器。由於這個原因，至D/A轉換器的信號輸出可以通過兩個聲道來實現。相比於傳統技術可以減少信號輸出和接線。

此外，非平衡輸出可以通過使用第一D/A轉換器和第一放大電路來實現。因此，在非平衡輸出中，由於第二D/A轉換器和第二放大電路可以被關閉，所以可以減少浪費的電力消耗。

此外，音樂再生裝置可以通過不安裝第二D/A轉換器和第二放大電路而成為僅具有非平衡輸出的音樂再生裝置。

此外，由於D/A轉換器的內部電路的相同部分可以被用作未經反相的模擬音頻信號的信號生成源和經反相的模擬音頻信號的信號生成源，因此能夠改善垂直對稱。

第二發明的音樂再生裝置相對於第一發明的音樂再生裝置還包括：第一電源電路，該第一電源電路向所述第一D/A轉換器和所述第一放大電路提供電源電壓；第二電源電路，該第二電源電路向所述第二D/A轉換器和所述第二放大電路提供電源電壓；以及控制器，其中，所述控制器在所述非平衡輸出的情況下關閉所述第二電源電路。

在本發明中，在非平衡輸出的情況下，控制器關閉第二電源電路。因此，在非平衡輸出中，未將電源電壓從第二電源電路提供給第二D/A轉換器和第二放大電路。因此，由於第二電源電路、第二D/A轉換器和第二放大電路被關閉，可以減少浪費的電力消耗。

[本發明的效果]

根據本發明，可以減少至D/A轉換器(DAC)的信號輸出和接線。

附圖說明

圖1是示出根據本發明的實施方式的數字音頻播放器的構造的框圖。

圖2是示出DAC、放大電路、以及這些的外圍電路的圖。

具體實施方式

下面描述本發明的實施方式。圖1是示出根據本發明的實施方式的數字音頻播放器(下文中，被稱為「DAP」)的構造的框圖。DAP 1(音樂再生裝置)將模擬音頻數據(模擬音頻信號)輸出至耳機101和102。耳機101和102中的每個都基於該模擬音頻數據向外部輸出音頻。耳機101是用於平衡的耳機並且被連接至平衡輸出端子。耳機102是用於非平衡的耳機並且被連接至非平衡輸出端子。DAP 1具有平衡輸出和非平衡輸出。

如圖1所示，DAP 1包括CPU 2、存儲部3、顯示部4、操作部5、DSP 6、D/A轉換器(下文中，被稱為「DAC」)7和8、放大電路9和10、無線模塊11、以及USB接口(下文中，被稱為「USB I/F」)12。

CPU(中央處理單元)2(控制器)根據控制程序、OS程序或應用程式控制組成DAP 1的各個部。存儲部3由充當CPU 2的主存儲器的RAM(隨機存取存儲器)、用於存儲控制程序的ROM(只讀存儲器)和用於存儲諸如OS程序和應用程式的程序以及諸如數字音頻數據的各種數據的快閃記憶體組成。存儲部3並不限於所示出的構造，並且可以包括HDD(硬碟驅動器)。

顯示部4顯示各種圖像(包括圖片和影像)，並且由液晶面板構成。操作部5具有用於執行各種設置的操作鍵以及與顯示部4相連接的觸摸面板。用戶可以經由操作部5輸入各種字符並執行設置。

DSP(數位訊號處理器)6執行諸如均衡成數字音頻數據的信號處理。DAC 7和8中的每個將數字音頻數據D/A轉換成模擬音頻數據。放大電路9和10中的每個對DAC 7和8中的每個D/A轉換成的模擬音頻數據進行放大並將放大後的模擬音頻數據輸出至耳機101或耳機102。DAC 7和8以及放大電路9和10的細節在稍後進行描述。無線模塊11是用於執行根據藍牙(註冊商標)標準和Wi-Fi標準的無線通信。USB I/F 12是用於執行根據USB標準的通信。

圖2是示出DAC 7和8、放大電路9和10、以及這些的外圍電路的圖。如圖2所示，DAP 1還包括DC/DC轉換器13、線性調節器14和15。DC/DC轉換器13提升從電池提供的電壓並且向線性調節器14和15提供提升後的電壓。線性調節器14(第一電源電路)向DAC 7(第一D/A轉換器)和放大電路9(第一放大電路)提供電源電壓。線性調節器15(第二電源電路)向DAC 8(第二D/A轉換器)和放大電路10(第二放大電路)提供電源電壓。線性調節器14和15中的每個都降低來自DC/DC轉換器13的電壓並向各個電路提供降低後的電壓。

LR(左和右)兩聲道數字音頻數據利用I2S系統被輸入至正極側DAC 7(針對未經反相的信號)。DAC 7將LR兩聲道數字音頻數據轉換成LR兩聲道模擬音頻數據(模擬音頻信號)。正極側放大電路9(針對未經反相的信號)對DAC 7D/A轉換成的LR兩聲道模擬音頻數據進行放大。放大電路9包括兩個放大器18和19。放大器18對L聲道模擬音頻數據進行放大。放大器19對R聲道模擬音頻數據進行放大。放大電路9放大的模擬音頻數據被輸出至平衡輸出端子16和非平衡輸出端子17。

LR兩聲道數字音頻數據利用I2S系統被輸入至負極側DAC 8(針對經反相的信號)。DAC 8將LR兩聲道數字音頻數據D/A轉換成LR兩聲道模擬音頻數據。DAC 8D/A轉換成的LR兩聲道模擬音頻數據被反相的反相LR兩聲道模擬音頻數據被輸入至負極側放大電路10(針對經反相的信號)。放大電路10對反相LR兩聲道模擬音頻數據進行放大。放大電路10包括兩個放大器20和21。放大器20對反相L聲道模擬音頻數據進行放大。放大器21對反相R聲道模擬音頻數據進行放大。放大電路10放大的經反相的模擬音頻數據被輸出至平衡輸出端子16。

在平衡輸出的情況下，CPU 2將來自線性調節器14的電源電壓提供至DAC 7和放大電路9。此外，CPU 2將來自線性調節器15的電源電壓提供至DAC 8和放大電路10。在非平衡輸出的情況下，CPU 2將來自線性調節器14的電源電壓提供至DAC 7和放大電路9。同時，CPU 2關閉線性調節器15。由於這個原因，線性調節器15、DAC 8和放大電路10被關閉。

例如，如果DAP 1消耗的電池電流是150mA，則DAP 1在1600mA的電池的情況下可以運行10.6小時。例如，線性調節器15、DAC 8和放大電路消耗的電池電流是70mA。如果線性調節器15、DAC 8和放大電路10在非平衡輸出的情況下運行，則消耗電流是150mA+70mA＝220mA。由於這個原因，電池僅能持續約7小時。由於線性調節器15、DAC 8和放大電路10被關閉，因此電池可以持續長時間。

在本實施方式中，如上所述，DAC 8D/A轉換成的LR兩聲道模擬音頻數據被反相的反相LR兩聲道模擬音頻數據被輸入至放大電路10。在此，LR兩聲道數字音頻數據利用I2S系統可以被輸入至DAC 7和8。由於這個原因，至DAC 7和8的信號輸出可以通過兩個聲道來實現。相比於傳統技術可以減少信號輸出和接線。

此外，可以通過使用DAC 7和放大電路9實現非平衡輸出。因此，在非平衡輸出中，由於DAC 8和放大電路10可以被關閉，因此可以減少浪費的電力消耗。

此外，DAP 1可以通過不安裝DAC 8和放大電路10而成為僅具有非平衡輸出的DAP。

此外，由於DAC 7和8的內部電路的相同部分可以被用作未經反相的模擬音頻數據的信號生成源和經反相的模擬音頻數據的信號生成源，因此能夠改善垂直對稱。

此外，在本實施方式中，在非平衡輸出的情況下，CPU 2關閉線性調節器15。因此，在非平衡輸出中，未將電源電壓從線性調節器15提供至DAC 8和放大電路10。因此，由於線性調節器15、DAC 8和放大電路10被關閉，可以減少浪費的電力消耗。

上面描述了本發明的實施方式，但是本發明可適用的模式並不限於上述實施方式，並且可以在不脫離本發明的範圍的情況下進行適當地改變。

上述實施方式描述了作為音樂再生裝置的DAP。但並不限於此，音樂再生裝置可以是智慧型電話、平板電腦、USB DAC。

[工業實用性]

本發明可以在將音頻信號輸出至耳機的音樂再生裝置中被適當地採用。

[附圖標記描述]

1 DAP(音樂再生裝置)

2 CPU(控制器)

7 DAC(第一D/A轉換器)

8 DAC(第二D/A轉換器)

9 放大電路(第一放大電路)

10 放大電路(第二放大電路)

14 線性調節器(第一電源電路)

15 線性調節器(第二電源電路)

16 平衡輸出端子

17 非平衡輸出端子

101 耳機

102 耳機。