CN111917501B - 具有自动频宽切换功能的收音机及自动频宽切换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为具有自动频宽切换功能的收音机及自动频宽切换方法，该自动频宽切换方法包含接收至少一电波信号，将预设的一滤波频宽内的该至少一电波信号转换为至少一音频信号，并根据该至少一音频信号产生至少一信号信噪比信息，该滤波频宽于预设的多个范围区间之间切换，各该范围区间定义有不同的范围宽度；将该至少一信号信噪比信息与预设的一第一临界信号信噪比及一第二临界信号信噪比相互比对，判断是否调整该滤波频宽并依照判断结果输出一频宽调整信号，该第一临界信号信噪比高于该第二临界信号信噪比；根据该频宽调整信号调整该滤波频宽。

Description

具有自动频宽切换功能的收音机及自动频宽切换方法
技术领域
一种具有频宽切换功能的收音机及频宽切换方法，尤指一种具有自动频宽切换功能的收音机及自动频宽切换方法。
背景技术
频宽(Bandwidth)是指信号能够通过的频带通道宽度，以赫兹(Hz)为单位，即频率位在频宽内的信号才能通过而被接收，因此信号的杂讯多寡也与频宽的宽窄息息相关，以音频信号来说，当频宽越窄时，能通过而被接收到的信号频率范围越小，如此一来，频率与音频信号不同的杂讯将会无法通过而被滤除，让音频信号其杂讯干扰越小，但音频信号中频率不在频宽内的高频音会受到频宽范围的限制而被滤除；而当频宽越宽时，能通过而被接收到的信号频率范围越大，因此，频率与音频信号不同的杂讯也可通过而被接收，故音频信号其杂讯干扰越大，但音频信号中的高频音部分，将不会受到频宽的限制。
当前市面上的收音机大多采用手动调整频宽的方式，收音机接收频宽内的电波信号并产生相对应的音频信号，当电波信号较微弱时，背景杂音会较明显，因此使用者可自行调整至较窄的频宽，以滤除高频杂讯产生的杂音；而当电波信号较强时，由于杂音较不明显，使用者可手动调整至较宽的频带，提升音频信号中高频音部分的清晰度。
然而，每个人对于声音的敏感度不尽相同，手动调整的频宽幅度须经由人为判断，容易发生将频宽调整至过窄或过宽的情形，进而影响使用者收听的品质，另一方面，电波信号的接收品质容易受环境因素干扰，电波信号的强弱可能不断的上下波动，为保持一定的收音品质，使用者需要时常将频宽调整至合适的范围，也因此造成使用者的不便。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种具有自动频宽切换功能的收音机，以期克服手动调整收音机频宽对使用者造成的负担，提升频宽调整的便利性。
为达成前述目的，本发明具有自动频宽切换功能的收音机，包含有：
一天线，用以接收至少一电波信号；
一音频处理模块，电连接该天线，并预设有多个范围区间、一滤波频宽、一第一临界信号信噪比及一第二临界信号信噪比，且各该范围区间定义有不同的范围宽度，该滤波频宽于不同的各该范围区间之间切换；
一播放器，电连接该音频处理模块；
其中该音频处理模块将该滤波频宽内的该至少一电波信号转换为至少一音频信号后，根据该至少一音频信号产生至少一信号信噪比信息，而该播放器根据该至少一音频信号产生声音；
该音频处理模块进一步将该至少一信号信噪比信息与该第一临界信号信噪比及该第二临界信号信噪比相互比对，判断是否要调整该滤波频宽，并依照判断内容产生一频宽调整信号，且根据该频宽调整信号调整该滤波频宽。
本发明的另一目的在于提供一种自动频宽切换方法，包含有：
接收至少一电波信号，将预设的一滤波频宽内的该至少一电波信号转换为至少一音频信号，并根据该至少一音频信号产生至少一信号信噪比信息，其中，该滤波频宽于预设的多个范围区间之间切换，各该范围区间定义有不同的范围宽度；
将该至少一信号信噪比信息与预设的一第一临界信号信噪比及一第二临界信号信噪比相互比对，以判断是否要调整该滤波频宽，并依照判断结果输出一频宽调整信号，其中该第一临界信号信噪比高于该第二临界信号信噪比；以及
根据该频宽调整信号调整该滤波频宽。
本发明将该至少一信号信噪比信息与第一临界信号信噪比及该第二临界信号信噪比进行比对，以预设的该第一临界信号信噪比及该第二临界信号信噪比作为该滤波频宽是否需要调整的判断基准，并依照判断结果输出该频宽调整信号根据该频宽调整信号调整该滤波频宽的宽度范围，藉此克服当前的频宽范围依赖手动调整，而影响使用者收听的音频品质及造成使用者不便的情形发生。
附图说明
图1为本发明具有自动频宽切换功能的收音机的方块图；
图2A为本发明具有自动频宽切换功能的收音机中显示器的显示画面示意图；
图2B为本发明具有自动频宽切换功能的收音机中第一范围区间的示意图；
图2C为本发明具有自动频宽切换功能的收音机中第二范围区间的示意图；
图2D为本发明具有自动频宽切换功能的收音机中第三范围区间的示意图；
图2E为本发明具有自动频宽切换功能的收音机中第四范围区间的示意图；
图2F为本发明具有自动频宽切换功能的收音机中第五范围区间的示意图；
图3为本发明中微控制器判断滤波频宽是否需要调整的步骤流程图。
具体实施方式
请参看图1所示，本发明具有自动频宽切换功能的收音机1包含有：一天线10、一音频处理模块20以及一播放器30。该天线10用以接收至少一电波信号，且该天线10可根据该收音机的应用需求，接收来自不同波段(Band)的该电波信号，例如长波(LW)波段、中波(MW)波段、短波(SW)波段、FM广播波段、飞航波段(Air Band)等，而该音频处理模块20电连接该天线10，该播放器30电连接该音频处理模块20。
该音频处理模块20包含有一调谐器21及一微控制器22，该调谐器21电连接该天线10，而该调谐器21的内部软件预设有多个范围区间及一滤波频宽，各该范围区间定义有不同的范围宽度，并可根据各该范围区间的范围宽度大小依序分阶，且该调谐器21可对应不同波段(Band)而预设不同的该多个范围区间的数量，该滤波频宽则可于不同的各该范围区间之间切换，使该调谐器21能于不同范围宽度的该滤波频宽内进行滤波。该调谐器21将该滤波频宽内的该至少一电波信号转换为至少一音频信号输出，其中，该音频处理模块20的该调谐器21可与该播放器30连接，该播放器30根据该至少一音频信号产生声音，且该调谐器21可为一数字信号处理调谐器(DSP Tuner)或一中频放大器。
该微控制器22电连接该调谐器21，且内部预设有一第一临界信号信噪比及一第二临界信号信噪比，该第一临界信号信噪比大于该第二临界信号信噪比。该微控制器22与该调谐器21间可通过集成电路总线(Inter-Integrated Circuit bus,I2C bus)接口连接以传递信号，该微控制器22将该至少一音频信号的至少一信号信噪比信息(Signal to noiseratio,SNR，又称信噪比)与该第一临界信号信噪比及该第二临界信号信噪比相互比对，判断该滤波频宽是否需要调整，其中，该至少一信号信噪比信息可由该调谐器21或该微控制器22经由该至少一音频信号计算产生，该微控制器22根据该至少一信号信噪比信息，取得该至少一音频信号的至少一信号信噪比，再计算该至少一信号信噪比的一信号信噪比平均值，并将该信号信噪比平均值与该第一临界信号信噪比及该第二临界信号信噪比相互比对，以判断该滤波频宽是否需要调整，并根据判断结果输出一频宽调整信号至该调谐器21。
配合参考图1所示，本发明具有自动频宽切换功能的收音机1除了提供自动调整频宽的功能，而该具有自动频宽切换功能的收音机1可设置有一开关40，该开关40连接该微控制器22，当该开关40关闭时该微控制器22即不进行是否调整该滤波频宽的判断，意即使用者可通过操作该开关40来开启或关闭该收音机其自动调整频宽的功能。
配合参考图1所示，该具有自动频宽切换功能的收音机1可设置有一显示器50，该微控制器22连接该显示器50，该显示器50的一显示画面51可显示该滤波频宽当前的频宽处于哪一个该范围区间。进一步参看图2A至2F所示，以该调谐器21预设有五个范围区间为例，一第一范围区间R1、一第二范围区间R2、一第三范围区间R3、一第四范围区间R4及一第五范围区间R5的宽度，由该第一范围区间R1向该第五范围区间R5依序递减，若以该第三范围区间R3为正常频宽，则该第一范围区间R1具有最宽敞的频宽，该第二范围区间R2具有次宽敞的频宽，该第四范围区间R4具有次窄的频宽，该第五范围区间R5具有最窄的频宽，且该显示器50可于该显示画面51中显示一当前范围区间52，该当前范围区间52的显示图示是根据该滤波频宽处于该第一范围区间R1、该第二范围区间R2、该第三范围区间R3、该第四范围区间R4或该第五范围区间R5，而显示对应的显示图示供使用者了解该当前范围区间52，其中，该显示器50亦可以对应各该范围区间的灯号或该范围区间的频宽数值来显示该滤波频宽当前处于哪一个该范围区间。
请参看图3所示，判断该滤波频宽是否需要调整的步骤流程包含有：
S101：接收于一段时间内所传输的该至少一信号信噪比信息，并由该至少一信号信噪比信息，取得该至少一音频信号的该至少一信号信噪比，计算出一信号信噪比平均值。
S102：将该信号信噪比平均值与该第一临界信号信噪比及该第二临界信号信噪比相互比对，判断该滤波频宽是否需要调整。
S103：当该信号信噪比平均值大于该第一临界信号信噪比时，判断需要提升该滤波频宽的范围宽度，因此输出该频宽调整信号，控制该滤波频宽切换至范围较宽一阶的该范围区间。以图1中的五个范围区间为例，若该滤波频宽处于该第三范围区间R3，当判断该信号信噪比大于该第一临界信号信噪比，则输出该频宽调整信号控制该滤波频宽切换至该第二范围区间R2。
S104：当该信号信噪比平均值小于该第二临界信号信噪比时，判断需要缩减该滤波频宽的范围宽度，因此输出该频宽调整信号，控制该滤波频宽切换至范围较窄一阶的该范围区间。以图1中的五个范围区间为例，若该滤波频宽处于该第三范围区间R3，当判断该信号信噪比小于该第二临界信号信噪比，则输出该频宽调整信号控制该滤波频宽切换至该第四范围区间R4。
S105：当该信号信噪比平均值小于或等于该第一临界信号信噪比且大于或等于该第二临界信号信噪比时，判断该滤波频宽不需要调整，即不输出该频宽调整信号。
步骤S102中，可由多个该信号信噪比所取得的该信号信噪比平均值，与该第一临界信号信噪比及该第二临界信号信噪比相互比对，亦可以由单一个该信号信噪比与该第一临界信号信噪比及该第二临界信号信噪比相互比对。而步骤S103、S104及S105完成后则继续进行步骤S101。
该信号信噪比为信号功率与杂讯功率的比值，通过该信号信噪比平均值可以得知一段时间内该至少一电波信号相对于杂讯信号的强度大小，当该信号信噪比平均值大于该第一临界信号信噪比，代表该至少一电波信号的强度相对于杂讯信号而言较高，意即该至少一电波信号产生的该至少一音频信号中杂音较不明显，因此可以调宽该滤波宽度的范围来使得后续产生的该至少一音频信号能更清晰，提升使用者的聆听品质；当该信号信噪比平均值小于该第二临界信号信噪比，代表该至少一电波信号的强度与杂讯信号的强度差距不大，意即该至少一电波信号产生的该至少一音频信号中杂音较明显，因此可以调窄该滤波宽度的范围来抑制后续产生的该至少一音频信号中的高频杂讯，避免高频杂讯干扰声音的清晰度。
综上所述，本发明预设有该多个范围区间，并依据预设的该第一临界信号信噪比及该第二临界信号信噪比作为该滤波频宽是否需要调整的判断基准，在该电波信号不稳的情况下，可依照该信号信噪比平均值的比对判断结果，自动将该滤波频宽调整至合适的该范围区间，藉此克服现有技术中的频宽范围依赖手动调整，而影响使用者的聆听品质及造成使用者操作不便的情形发生。

Claims (9)

1.一种具有自动频宽切换功能的收音机，其特征在于，包含有：
一天线，用以接收至少一电波信号；
一音频处理模块，电连接所述天线，并预设有多个范围区间、一滤波频宽、一第一临界信号信噪比及一第二临界信号信噪比，且各所述范围区间定义有不同的范围宽度，所述滤波频宽于不同的各所述范围区间之间切换；
一播放器，电连接所述音频处理模块；以及
一显示器，所述显示器以图示、所述范围区间的频宽数值或灯号来显示所述滤波频宽当前处于哪一个所述范围区间；
其中所述音频处理模块将所述滤波频宽内的所述至少一电波信号转换为至少一音频信号后，根据所述至少一音频信号产生至少一信号信噪比信息，而所述播放器根据所述至少一音频信号产生声音；
所述音频处理模块进一步将所述至少一信号信噪比信息与所述第一临界信号信噪比及所述第二临界信号信噪比相互比对，判断是否要调整所述滤波频宽，并依照判断内容产生一频宽调整信号，且根据所述频宽调整信号调整所述滤波频宽。
2.根据权利要求1所述的具有自动频宽切换功能的收音机，其特征在于，所述音频处理模块包含有：
一调谐器，电连接所述天线，并预设有所述范围区间及所述滤波频宽，且所述调谐器将所述滤波频宽内的所述至少一电波信号转换为所述至少一音频信号，并根据所述至少一音频信号产生所述至少一信号信噪比信息；以及
一微控制器，电连接所述调谐器，并预设有所述第一临界信号信噪比及所述第二临界信号信噪比，且所述微控制器将所述至少一信号信噪比信息与所述第一临界信号信噪比及所述第二临界信号信噪比相互比对，判断是否要调整所述调谐器的所述滤波频宽，并依照判断内容输出所述频宽调整信号至所述调谐器，由所述调谐器根据所述频宽调整信号调整所述滤波频宽。
3.根据权利要求2所述的具有自动频宽切换功能的收音机，其特征在于，进一步设置有一开关，所述开关连接所述微控制器，当所述开关开启时所述微控制器即进行是否调整所述滤波频宽的判断，当所述开关关闭时所述微控制器即不进行是否调整所述滤波频宽的判断。
4.根据权利要求2所述的具有自动频宽切换功能的收音机，其特征在于，所述微控制器连接所述显示器。
5.根据权利要求2所述的具有自动频宽切换功能的收音机，其特征在于，所述第一临界信号信噪比大于所述第二临界信号信噪比，所述微控制器根据所述至少一信号信噪比信息，取得所述至少一音频信号的至少一信号信噪比，再计算所述至少一信号信噪比的一信号信噪比平均值，并将所述信号信噪比平均值与所述第一临界信号信噪比及所述第二临界信号信噪比相互比对。
6.根据权利要求5所述的具有自动频宽切换功能的收音机，其特征在于，当所述信号信噪比平均值大于所述第一临界信号信噪比时，所述微控制器判断需要提升所述滤波频宽的范围宽度，因此输出所述频宽调整信号至所述调谐器，所述调谐器将所述滤波频宽切换至范围较宽一阶的所述范围区间；
当所述信号信噪比平均值小于所述第二临界信号信噪比时，所述微控制器判断需要缩减所述滤波频宽的范围宽度，因此输出所述频宽调整信号至所述调谐器，所述调谐器将所述滤波频宽切换至范围较窄一阶的所述范围区间；
当所述信号信噪比平均值小于或等于所述第一临界信号信噪比且大于或等于所述第二临界信号信噪比时，所述微控制器判断所述滤波频宽不需要调整，即不输出所述频宽调整信号。
7.一种自动频宽切换方法，其特征在于，包含有：
接收至少一电波信号，将预设的一滤波频宽内的所述至少一电波信号转换为至少一音频信号，并根据所述至少一音频信号产生至少一信号信噪比信息，其中，所述滤波频宽于预设的多个范围区间之间切换，各所述范围区间定义有不同的范围宽度；
将所述至少一信号信噪比信息与预设的一第一临界信号信噪比及一第二临界信号信噪比相互比对，以判断是否要调整所述滤波频宽，并依照判断结果输出一频宽调整信号，其中所述第一临界信号信噪比高于所述第二临界信号信噪比；
根据所述频宽调整信号调整所述滤波频宽；以及
以图示、所述范围区间的频宽数值或灯号来显示所述滤波频宽当前处于哪一个所述范围区间。
8.根据权利要求7所述的自动频宽切换方法，其特征在于，所述第一临界信号信噪比大于所述第二临界信号信噪比，根据所述至少一信号信噪比信息，取得所述至少一音频信号的至少一信号信噪比，再计算所述至少一信号信噪比的一信号信噪比平均值，并将所述信号信噪比平均值与所述第一临界信号信噪比及所述第二临界信号信噪比相互比对。
9.根据权利要求8所述的自动频宽切换方法，其特征在于，当所述信号信噪比平均值大于所述第一临界信号信噪比时，则判断需要提升所述滤波频宽的范围宽度，因此输出所述频宽调整信号，根据所述频宽调整信号将所述滤波频宽切换至范围较宽一阶的所述范围区间；
当所述信号信噪比平均值小于所述第二临界信号信噪比时，则判断需要缩减所述滤波频宽的范围宽度，因此输出所述频宽调整信号，根据所述频宽调整信号将所述滤波频宽切换至范围较窄一阶的所述范围区间；
当所述信号信噪比平均值小于或等于所述第一临界信号信噪比且大于或等于所述第二临界信号信噪比时，则判断所述滤波频宽不需要调整，即不输出所述频宽调整信号。
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