CN101098196A - 电子讯号噪声抑制器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电子讯号噪声抑制器及其制造方法，其至少包含经高温烧制而瓷化的三氧化二铝Aluminum Oxide，Al2O3，用以对噪声产生吸附或抑制作用，并修正电子讯号波形或消除波形毛边，从而还原成原本的电子讯号。本发明提供的制造方法，包括：提供该三氧化二铝Al2O3的粉末性材料；均匀混合该三氧化二铝Al2O3及其它成分氧化物粉末性材料；压制成型该粉末性材料，使其成为一成型材料；及高温烧制该成型材料。本发明使用电子讯号噪声抑制器会使噪声明显降低，使声音听起来更清晰。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子讯号噪声抑制器及其制造方法，特别是一种用于播放器、放大器、扬声器、麦克风、耳机、手机、计算机的声卡、无线音频设备、电视机、传输缆线中消除电子讯号噪声的抑制器，该电子讯号噪声抑制器的材质成分主要包含有经高温烧制而瓷化三氧化二铝Al2O3。
背景技术
传统音频元件(audio component)或设备(device)例如播放器、放大器、扬声器、麦克风、耳机、手机、计算机的声卡、无线音频设备、电视机、传输缆线中，电子讯号亟容易受到外部环境例如周遭环境空气中高频RF、静电static electricity、辐射线radiation等的影响而产生噪声，或者受到传输线材、设备内部的电子元件或线路所产生的噪声影响，使得最后由扬声器所产生的声音音质降低甚至失真。
举例来说，对于使用一般传输线材的音响设备，其电子讯号经由音响主机处理并通过传输线材传送至扬声器的过程中，由于线材本身具有阻抗效应、电容效应以及电感效应，这些效应会影响而使得从音响主机所输出的电子讯号产生衰减以及左、右声道相位不一致的现象。此外，如前述的外部环境影响及设备内部的电子元件或线路所产生的噪声影响，使得从音响主机所输出的电子讯号也会附加不同强度及数量的噪声而使得输出音质降低。上述这些缺点虽然可以通过使用具高传导效率以及具较佳遮蔽(shield)保护功能的传输线材来加以改进，但由于特殊线材的造价所费不赀，因此并非一普遍且有效率的改进方式。再者，即使传输线材获得改善，然而前述的外部环境影响及设备内部的电子元件或线路所产生的噪声影响仍无法得到改进。
除了音频元件及设备外，对于音频以外的场合，例如处理或传输影像讯号的元件或设备也有类似的问题。鉴于以上所述的缺点，实有需要提出一种简便且有效的电子讯号噪声抑制器，用以降低电子讯号于处理、传输过程中受到的噪声干扰。
发明内容
鉴于上述先前技术的各种缺点，本发明的目的之一在于提供一种电子讯号噪声抑制器，用以对噪声产生吸附或抑制作用，并修正电子讯号波形或消除波形毛边，从而还原成原本的电子讯号。
根据以上所述的目的，本发明提供了一种电子讯号噪声抑制器，其至少包含经高温烧制而瓷化的三氧化二铝Al2O3，用以对噪声产生吸附或抑制作用，并修正电子讯号波形或消除波形毛边，从而还原成原本的电子讯号。
为达上述目的，本发明提供了一种电子讯号噪声抑制器的制造方法，包括以下列步骤制作：
提供该三氧化二铝Al2O3的粉末性材料；
均匀混合该三氧化二铝Al2O3及其它成分氧化物粉末性材料；
压制成型该粉末性材料，使其成为一成型材料；及
高温烧制该成型材料。
其中上述的烧制步骤依序进行下列步骤及改变其制程温度：
预热步骤，使用12-18小时的时间，将该制程温度从室温加温至1350℃-1650℃；
等温步骤，将该制程温度维持在1350℃-1650℃，并持续4-8小时；及
降温步骤，使用4-8小时的时间，将该制程温度由1350℃-1650℃降至室温。
通过上述技术特征，本发明电子讯号噪声抑制器对于数字电子讯号进行了测试，噪声强度较未使用电子讯号噪声抑制器的噪声强度来得低。例如，于942Hz处，有应用电子讯号噪声抑制器的噪声强度-111.48dBV小于未应用电子讯号噪声抑制器的噪声强度-103.42dBV。于1224Hz处，有应用电子讯号噪声抑制器的噪声强度-115.28dBV小于未应用电子讯号噪声抑制器的噪声强度-107.50dBV。上述的数据显示证明了，使用电子讯号噪声抑制器会使噪声明显降低，使声音听起来更清晰。
附图说明
图1显示本发明电子讯号噪声抑制器应用于传输线材的应用示意图；
图2显示本发明电子讯号噪声抑制器应用于放大器音讯电路板的应用示意图；
图3A显示本发明电子讯号噪声抑制器对于模拟电子讯号的测试系统；
图3B及图3C为使用图3A测试系统所得到的测试结果，分别针对未使用电子讯号噪声抑制器及使用本发明电子讯号噪声抑制器的情形；
图4A显示本发明电子讯号噪声抑制器对于数字电子讯号的测试系统；及
图4B及图4C为使用图4A测试系统所得到的测试结果，分别针对未使用电子讯号噪声抑制器及使用本发明电子讯号噪声抑制器的情形。
图中符号说明
101电子讯号噪声抑制器
102传输线材
103放大器
105输入端连接器
107输出端连接器
108音讯电路板(Audio Circuit Board)
201计算机
202频谱分析仪
203、206第一传输线材
205、208第二传输线材
204 放大器
207MP3播放器
具体实施方式
本发明的一些实施例会详细描述如下。然而，除了详细描述外，本发明还可以广泛地在其它的实施例施行，且本发明的范围不受这些实施例的限定，其以之后的专利范围为准。
本发明所揭露的电子讯号噪声抑制器，其材质成分主要包含有三氧化二铝Al2O3及其它氧化物粉末，按比例经过均匀混合后，将其压制成型，再经高温烧制而瓷化，致使其物理特性例如磁性magnetism或频率产生变化。当带有噪声的电子讯号经过此电子讯号噪声抑制器时，会对噪声产生吸附或抑制作用，并修正电子讯号波形或消除波形毛边，从而还原成原本的电子讯号。底下所述的实施例以音频元件(audiocomponent)或设备(device)例如播放器、放大器、扬声器、麦克风、耳机、手机、计算机的声卡、无线音频设备、电视机、传输缆线作为例示，然而本发明所揭露的电子讯号噪声抑制器同样可以适用于音频以外的场合，例如使用于影像讯号处理或传输的元件或设备中。由于音频电子讯号的处理/传输与影像讯号的处理/传输两者具有共通点，因此适用于音频领域的电子讯号噪声抑制器也可适用于影像系统，此乃熟悉这些领域者所知悉者，因此不在此说明书中作进一步阐述。
在本发明实施例中，电子讯号噪声抑制器除了含有三氧化二铝Al2O3外，还可包含下列成分之一或其组合：三氧化二铁Ferric Oxide，Fe2O3、氧化锰Manganese Oxide，MnO、二氧化硅Silicon Oxide，SiO2。在本发明实施例中，为了让电子讯号噪声抑制器的效果更好，还可以包含下列成分之一或其组合：四氧化三钴Cobalt Oxide，Co3O4、氧化镍Nickel Oxide，NiO、三氧化二铬Chromium Oxide，Cr2O3、氧化铜CopperOxide，CuO、二氧化钛Titanium dioxide，TiO2、氧化镁Magnesium Oxide，MgO、氧化钙Calcium Oxide，CaO。值得注意的是，除了上述所提到的成分外，本发明的电子讯号噪声抑制器还可以包含其它成分。再者，上述的各种成分虽以列举方式，然而并不表示各成分的特性为相同或类似，实际上各种成分各具有其个别的特性。根据本发明其中一个实施例，本发明电子讯号噪声抑制器的各成分的重量百分比wt％如下所示：
三氧化二铝Al2O3 70-95
三氧化二铁Fe2O3 1.0-4.0
氧化锰MnO 0.7-3.5
二氧化硅SiO2 0.7-3.5
四氧化三钴Co3O4 0.5-3.0
氧化镍NiO 0.5-3.0
三氧化二铬Cr2O3 0.3-3.0
氧化铜CuO 0.3-3.0
二氧化钛TiO2 0.3-3.0
氧化镁MgO 小于1.5
氧化钙CaO 小于1.0
根据本发明实施例，电子讯号噪声抑制器的制作流程如下所述。首先，选择上述成分的部分、全部或其它材质的粉末材料，将其按比例予以均匀混合。接着，将混合的粉末材料予以压制成型；此步骤可以选用模具来将混合的粉末材料压制成为各种形状的成型材料；根据应用场合的需求，其形状可以为环状、片状、棒状、针状、中空圆柱状、实心圆柱状或其它形状。然后，将成型材料送入电器炉例如隧道式电器炉中进行高温烧制，即完成电子讯号噪声抑制器的制作。在本实施例中，高温烧制的步骤依序为预热步骤(heating stage)、等温步骤(steady temperature stage)以及降温步骤(cooling stage)。其中，在预热步骤中，使用约12-18小时的时间，将电器炉内的制程温度从室温加温至大约1350℃-1650℃的高温；在等温步骤中，将炉内的制程温度维持在大约1350℃-1650℃，并持续约4-8小时；最后，进入降温步骤，使用约4-8小时的时间，将制程温度由大约1350℃-1650℃降至室温，即完成电子讯号噪声抑制器的烧制。在本实施例中，较佳的高温范围指1350℃-1650℃，然而并不限定于此；只要是可以让三氧化二铝Al2O3及其它成分产生瓷化而具有噪声抑制特性的温度范围皆为本说明书所称的高温。上述经高温烧制的成型材料还可加以研磨成粉末状，用以黏附于需要抑制电子讯号噪声的地方。例如，可通过胶水或胶带将这些高温烧制的粉末黏附于需要抑制电子讯号噪声的地方。
以下将配合图1、图2举例说明本发明电子讯号噪声抑制器的实际应用。图1显示本发明电子讯号噪声抑制器应用于传输线材的应用示意图。如图所示，将压制成环状的电子讯号噪声抑制器101分别固套于传输线材102的两端；此两端可以是音响主机与放大器，或者是放大器与扬声器。在本应用例中，电子讯号噪声抑制器101的形状虽为环状，但是并不以此为限；例如，也可以使用片状电子讯号噪声抑制器包覆于传输线材102，或者使用棒状电子讯号噪声抑制器固定于传输线材102周围。使用了上述的电子讯号噪声抑制器101后，传送于传输线材102上的电子讯号的噪声即可有效的降低或抑制。举例来说，若环状电子讯号噪声抑制器101安装于连接音响主机与放大器的传输线材102上，则小信号范围的电子讯号即可通过电子讯号噪声抑制器101而滤除音频电子讯号的噪声(亦即，音频电子讯号波形的毛边)。又若电子讯号噪声抑制器101安装于连接放大器与扬声器的传输线材102上，则经由放大器处理过后的电子讯号即可通过电子讯号噪声抑制器101来滤除电子讯号波形的毛边(音频电子讯号的噪声)，然后再将此电子讯号输入扬声器。
图2显示本发明电子讯号噪声抑制器应用于放大器音讯电路板(Audio Circuit Board)的应用示意图。如图所示，将压制成板状或条状的电子讯号噪声抑制器101固着或贴附于放大器103的输入端连接器105及输出端连接器107的位置，即可滤除或抑制放大器103内电子讯号的噪声。为了增加噪声抑制的效果，亦可将板状、条状、片状、或粉末状的电子讯号噪声抑制器贴附在放大器音讯电路板108上的集成电路、金属绕线表面。
为了证实本发明电子讯号噪声抑制器确实可以达到抑制电子讯号噪声的效果，本案发明人提出实验测试结果比较，如图3A-图3C及图4A-图4C所示。图3A显示本发明电子讯号噪声抑制器对于模拟电子讯号的测试系统。图3B及图3C为使用图3A测试系统所得到的测试结果，分别针对未使用电子讯号噪声抑制器及使用本发明电子讯号噪声抑制器的情形。如图3A所示，通过计算机201控制频谱分析仪202的讯号产生器以产生频率为1k Hz的模拟电子讯号，经由第一传输线材203将此电子讯号传输到放大器204；此1k Hz的电子讯号经过放大器204的处理后，再经由第二传输线材205传输回到频谱分析仪202进行讯号的频域(frequency domain)分析。在本测试例中，频谱分析仪202使用美国Audio Precision公司制造的Audio Precision System Two AudioAnalyzer。此频谱分析仪202利用快速傅利叶转换(Fast FourierTransform，FFT)将电子讯号由时域(time domain)转换到频域；由于电子讯号在时域上的变化通常很难看出讯号的特性，所以通过转换成频域上的能量分布来观察，不同的能量分布，就能代表讯号不同的特性。比较图3B未使用电子讯号噪声抑制器及图3C使用电子讯号噪声抑制器可以得知，使用了本发明电子讯号噪声抑制器后，噪声强度从-80左右dBV图3B降低至-90左右dBV图3C。为了更细部比较两者的差异，以底下第一表来显示比较图3B及图3C的部份测试数据。
第一表
| 频率(Hz) | 未使用电子讯号噪声抑制器的噪声强度(dBV) | 使用电子讯号噪声抑制器的噪声强度(dBV) |
| 8.48E+02 | -84.85 | -92.32 |
| 9.42E+02 | -21.35 | -92.03 |
| 1.033E+03 | 25.03 | 24.94 |
| 1.130E+03 | -12.84 | -91.16 |
| 1.224E+03 | -88.31 | -89.97 |
如第一表所示，当使用电子讯号噪声抑制器时，噪声强度较未使用电子讯号噪声抑制器的噪声强度来得低。例如，于942Hz处，有应用电子讯号噪声抑制器的噪声强度-92.03dBV小于未应用电子讯号噪声抑制器的噪声强度-21.35dBV；于1130Hz处，有应用电子讯号噪声抑制器的噪声强度-91.16dBV小于没有应用电子讯号噪声抑制器的噪声强度-12.84dBV。上述的数据显示证明了，使用电子讯号噪声抑制器会使噪声明显降低，使声音听起来更清晰。
图4A显示本发明电子讯号噪声抑制器对于数字电子讯号的测试系统。图4B及图4C为使用图4A测试系统所得到的测试结果，分别针对未使用电子讯号噪声抑制器及使用本发明电子讯号噪声抑制器的情形。如图4A所示，首先由频谱分析仪202送出1k Hz模拟电子讯号给计算机201，并由计算机201将此模拟电子讯号转换成MP3格式的数字电子讯号，再通过第一传输线材206及万用串行总线UniversalSerial Bus，USB(图中未示)，传输到MP3播放器207；经过MP3播放器207的播放处理而产生模拟电子讯号，再经由第二传输线材208传输回到频谱分析仪202进行讯号的频域分析。比较图4B未使用电子讯号噪声抑制器及图4C将环状电子讯号噪声抑制器套在万用串行总线上可以得知，使用了本发明电子讯号噪声抑制器后，噪声强度从-120dBV以上图4B降低至-120dBV以下图4C。为了更细部比较两者的差异，以底下第二表来显示比较图4B及图4C的部份测试数据。
第二表
| 频率(Hz) | 未使用电子讯号噪声抑制器的噪声强度(dBV) | 使用电子讯号噪声抑制器的噪声强度(dBV) |
| 8.48E+02 | -107.88 | -113.17 |
| 9.42E+02 | -103.42 | -111.48 |
| 1.036E+03 | -24.93 | -25.73 |
| 1.130E+03 | -58.98 | -59.78 |
| 1.224E+03 | -107.50 | -115.28 |
如第二表所示，当使用电子讯号噪声抑制器时，噪声强度较未使用电子讯号噪声抑制器的噪声强度来得低。例如，于942Hz处，有应用电子讯号噪声抑制器的噪声强度-111.48dBV小于未应用电子讯号噪声抑制器的噪声强度-103.42dBV。于1224Hz处，有应用电子讯号噪声抑制器的噪声强度-115.28dBV小于未应用电子讯号噪声抑制器的噪声强度-107.50dBV。上述的数据显示证明了，使用电子讯号噪声抑制器会使噪声明显降低，使声音听起来更清晰。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在所述的申请专利范围。
Claims (10)
1.一种电子讯号噪声抑制器，该电子讯号噪声抑制器的材质包含经高温烧制而瓷化的三氧化二铝Al2O3。
2.如权利要求1所述的电子讯号噪声抑制器，其中所述的高温界于1350℃-1650℃之间。
3.如权利要求1所述的电子讯号噪声抑制器，更包含下列成分之一或其组合：三氧化二铁Fe2O3、氧化锰MnO、二氧化硅SiO2。
4.如权利要求1所述的电子讯号噪声抑制器，更包含下列成分之一或其组合：四氧化三钴Co3O4、氧化镍NiO、三氧化二铬Cr2O3、氧化铜CuO、二氧化钛TiO2、氧化镁MgO、氧化钙CaO。
5.如权利要求3所述的电子讯号噪声抑制器，更包含下列成分之一或其组合：四氧化三钴Co3O4、氧化镍NiO、三氧化二铬Cr2O3、氧化铜CuO、二氧化钛TiO2、氧化镁MgO、氧化钙CaO。
6.如权利要求5所述的电子讯号噪声抑制器，其中上述各成分的重量百分比为：
三氧化二铝Al2O3 70-95；
三氧化二铁Fe2O3 1.0-4.0；
氧化锰MnO 0.7-3.5；
二氧化硅SiO2 0.7-3.5；
四氧化三钴Co3O4 0.5-3.0；
氧化镍NiO 0.5-3.0；
三氧化二铬Cr2O3 0.3-3.0；
氧化铜CuO 0.3-3.0；
二氧化钛TiO2 0.3-3.0；
氧化镁MgO 小于1.5；
氧化钙CaO 小于1.0。
7.一种电子讯号噪声抑制器的制造方法，包括以下步骤：
提供该三氧化二铝Al2O3的粉末性材料；
均匀混合该三氧化二铝Al2O3及其它成分氧化物粉末性材料；
压制成型该粉末性材料，使其成为一成型材料；及
高温烧制该成型材料。
8.如权利要求7所述的电子讯号噪声抑制器的制造方法，其中该方法成型的材料的形状为环状、片状、棒状、针状、中空圆柱状或实心圆柱状。
9.如权利要求7所述的电子讯号噪声抑制器的制造方法，更包含将上述高温烧制的成型材料予以研磨成粉末状。
10.如权利要求7所述的电子讯号噪声抑制器的制造方法，其中上述的烧制步骤依序进行下列步骤及改变其制程温度：
预热步骤，使用12-18小时的时间，将该制程温度从室温加温至1350℃-1650℃；
等温步骤，将该制程温度维持在1350℃-1650℃，并持续4-8小时；及
降温步骤，使用4-8小时的时间，将该制程温度由1350℃-1650℃降至室温。
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