CN112511953B - 播放装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

一种播放装置，包括扬声器、控制器、第一开关电路和第二开关电路。扬声器具有第一端和第二端。控制器用以输出第一音频讯号和第二音频讯号，控制器耦接扬声器的第一端，并用以传送第一音频讯号至扬声器。第二开关电路耦接在扬声器的第二端和控制器之间，且耦接第一开关电路，第二开关电路用以在第一开关电路导通时，将来自控制器的第二音频讯号传送至扬声器。

Description

播放装置和控制方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年09月10日提交中国台湾地区、申请号为TW109131154、发明名 称为“播放装置和控制方法”的中国台湾地区申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本 申请中。

技术领域

本案是有关于一种播放装置和控制方法，且特别是有关于一种降低爆音的播放装置和控制方法。

背景技术

在现有技术中，耳机接收到音频讯号后，会透过控制晶片将音频讯号传送至扬声器，然而，在控制晶片开始或停止输出音频讯号的瞬间，会因突波而产生爆音，而影响使用者的聆听体验。上述问题虽然可以通过在控制晶片和扬声器之间设置处理电路解决，然而由多种组件组成的复杂的处理电路会提升功耗，且若使扬声器以其中一端接地的单端输入模式运作，将造成噪声的增加。

发明内容

为了解决上述问题，本揭露提供播放装置，包括扬声器、控制器、第一开关电路和第二开关电路。扬声器具有第一端和第二端。控制器用以输出第一音频讯号和第二音频讯号，控制器耦接扬声器的第一端，并用以传送第一音频讯号至扬声器。第二开关电路耦接在扬声器的第二端和控制器之间，且耦接第一开关电路，第二开关电路用以在第一开关电路导通时，将来自控制器的第二音频讯号传送至扬声器。

本揭露的另一实施例提供一种控制方法，包括下列步骤。经由控制器输出控制讯号及输出讯号，输出讯号包括一第一音频讯号和一第二音频讯号。在控制器输出输出讯号前，耦接在扬声器和控制器之间的开关电路根据控制讯号断开。在控制器输出输出讯号的一第一预定时间后，开关电路根据控制讯号导通。扬声器的一端直接接收来自控制器的第一音频讯号，扬声器的另一端经由导通的开关电路接收来自控制器的第二音频讯号。

附图说明

为使本揭露之上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：

图1为根据本揭露一实施例所示的播放装置的示意图。

图2A为根据本揭露一实施例所示的播放装置的示意图。

图2B为根据本揭露一实施例所示的播放装置的示意图。

图3为根据本揭露一实施例所示的控制方法流程图。

根据惯常的作业方式，图中各种特征与组件并未依比例绘制，其绘制方式是为了以最佳的方式呈现与本案相关的具体特征与组件。此外，在不同图式间，以相同或相似的元件符号来指称相似的元件/部件。

附图标记说明：

100，200A，200B:播放装置；110:扬声器；120:控制器；130,140:开关电路；150:电压转换电路；151:电压转换器；141,142:开关；143:分压电路；CS1:控制讯号；VS1,VS2:音频讯号；R1，R2，R3，R4:电阻；D1,D2:二极管；Q1，Q2，Q3:电晶体；N1,N2:节点；GND:接地端；V+:输入电压；V-:输出电压；C1,C2:电容；300:控制方法

具体实施方式

本文所使用的所有词汇具有其通常的意涵。上述之词汇在普遍常用之字典中之定义，在本说明书的内容中包括任一于此讨论的词汇之使用例子仅为示例，不应限制到本揭示内容之范围与意涵。同样地，本揭露亦不仅以于此说明书所示出的各种实施例为限。

在本文中，使用第一、第二与第三等等的词汇，是用于描述各种元件、组件、区域、层与/或区块是可以被理解的。但是这些元件、组件、区域、层与/或区块不应该被这些术语所限制。这些词汇只限于用来辨别单一组件、组件、区域、层与/或区块。因此，在下文中的一第一元件、组件、区域、层与/或区块也可被称为第二元件、组件、区域、层与/或区块，而不脱离本案的本意。本文中所使用之“与/或”包括一或多个相关联的项目中的任一者以及所有组合。

关于本文中所使用之“耦接”或“连接”，均可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，亦可指二或多个元件相互操作或动作。

请参照图1，图1为根据本揭露一些实施例所示的播放装置100的示意图。如图1所示，播放装置100包括扬声器110、控制器120、开关电路130和开关电路140。扬声器110的一端直接耦接控制器120，另一端则经由开关电路140耦接控制器120，换句话说，开关电路140耦接在控制器120和扬声器110的其中一端之间。开关电路130则耦接在控制器120和开关电路140之间。

在一些实施例中，控制器120用以输出音频讯号VS1至扬声器110的第一端，其中扬声器110的第一端与控制器120直接耦接。在一些实施例中，控制器120为设置在无线耳机上的包括讯号译码器的蓝牙晶片，然本揭露并不以此为限。

在一些实施例中，控制器120用以输出音频讯号VS2，并经由耦接在扬声器110的第二端和控制器120之间开关电路140，将音频讯号VS2传送至扬声器110的第二端。在一些实施例中，开关电路140需在开关电路130导通的状态下，才将音频讯号VS2传送至扬声器110。

在一些实施例中，音频讯号VS1和音频讯号VS2为相等且反相的讯号，使扬声器110以差动模式操作，避免单端模式操作下的噪声问题。

详细而言，在开关电路130导通的状态下，开关电路140可经由接收经导通的开关电路130传送的具有较低电位的电压讯号，使开关电路140中的开关141和开关142具有足够的电压差以满足导通条件。因此，可以透过控制开关电路130导通或断开，进一步地控制开关电路140导通或断开，其详细设置方式请参照后续段落说明。

在一些实施例中，开关电路130根据控制讯号CS1导通或断开。在一些实施例中，可经由控制讯号CS1控制开关电路130在控制器120输出音频讯号VS1和音频讯号VS2前断开，并经由控制讯号CS1，在控制器120输出音频讯号VS1和音频讯号VS2的一第一预定时间(例如：1秒，但不限于此，可依照耳机系统的控制需求做调整)后导通。

在一些实施例中，控制讯号CS1是由控制器120输出，且经由开关电路130的控制端接收。在一些实施例中，控制讯号CS1可以是数字讯号或模拟讯号。

经由上述设置，使开关电路140在控制器120输出音频讯号VS1和音频讯号VS2的瞬间处于断开状态，以避免接收到由控制器120在输出讯号瞬间产生突波所引发的爆音(pop)。

在一些实施例中，开关电路140包括反向串联耦接的开关141和开关142。在一些实施例中，开关电路140还包括分压电路143，该分压电路143耦接在开关141和开关142之间。其详细电路配置请参照后续说明。

请同时参照图1和图2A。图2A为根据本揭露一些实施例所示的播放装置200A的示意图。如图2A所示，开关电路130包括电阻R1、电阻R2以及电晶体Q1。

在一些实施例中，电晶体Q1可以是NPN型双极性电晶体(Bipolar junctiontransistor,BJT)，以下将以此为例进行说明。然而，在其他实施例中，电晶体Q1也可以是其他类型的电晶体，此外，开关电路130还可以包括多个彼此耦接的各类型的电晶体，只要可用于作为开关即在本揭露涵盖的范围内，本揭露并不以上述电路组件及图中所示为限。

在一些实施例中，电晶体Q1的第一端(例如：集极端)耦接开关电路140，电晶体Q1的第二端(例如：射极端)耦接接地端GND，电阻R1耦接在控制器120和电晶体Q1的控制端之间，电阻R2耦接在电晶体Q1的控制端和第二端之间。在一些实施例中，电阻R1为10千欧姆(kΩ)且电阻R2为100千欧姆(kΩ)。

在一些实施例中，开关141包括并联耦接的电晶体Q2和二极管D1，开关142包括并联耦接的电晶体Q3和二极管D2。在一些实施例中，电晶体Q2和电晶体Q3可以是P型金属氧化物半导体电晶体(P-type Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)，以下将以此为例进行说明。然而，在其他实施例中，电晶体Q2和电晶体Q3也可以是其他类型的电晶体，此外，开关141和开关142分别还可以包括多个彼此耦接的各类型的电晶体，只要可用于作为开关即在本揭露涵盖的范围内，本揭露并不以上述电路组件及图中所示为限。

在一些实施例中，开关141反向串联开关142于节点N1，换句话说，电晶体Q2的源极端耦接电晶体Q3的源极端于节点N1。在一些实施例中，开关141的控制端(例如：电晶体Q2的控制端)耦接开关142的控制端(例如：电晶体Q3的控制端)于节点N2。

在一些实施例中，二极管D1和二极管D2的阳极端分别耦接电晶体Q2和电晶体Q3的汲极端，二极管D1和二极管D2的阴极端分别耦接电晶体Q2和电晶体Q3的源极端。在一些实施例中，二极管D1和二极管D2为寄生二极管，可用于避免电流漏流。

在一些实施例中，耦接在开关141和开关142之间的分压电路143包括电阻R3和电阻R4。电阻R3耦接在节点N1和节点N2之间，电阻R4耦接在节点N2和开关电路130之间。分压电路143可经由调整电阻R3和电阻R4的比值，以调整开关141和开关142具有的控制端和源极端之间的跨压(以下简称为Vgs)。在一些实施例中，电阻R3为100千欧姆(kΩ)且电阻R4为10千欧姆(kΩ)。

请参考图1，在一些实施例中，播放装置100还包括一电压转换电路150，电压转换电路150用以提供一负电压(negative voltage)至开关电路130，其详细设置方式请参考后续段落说明。

详细而言，在一些实施例中，当控制器120输出的音频讯号VS1和音频讯号VS2的电压(例如：1.5伏特)大于开关电路140中开关141和开关142的临界电压(例如:0.9伏特)时，播放装置100中的开关电路130可以直接耦接接地端GND，便可控制开关电路140导通。相反地，在一些实施例中，当控制器120输出的音频讯号VS1和音频讯号VS2的电压(例如：0.8伏特)无法克服开关电路中开关141和开关142的临界电压(例如:0.9伏特)时，需要将开关电路130耦接至电压转换电路150，经由电压转换电路150将输入的电压讯号进行转换处理，以提供一个具有负电压的电压讯号，以提高开关电路140中开关141和开关142的Vgs，使得Vgs大于临界电压，由此导通开关电路140。

请同时参照图1和图2B。图2B为根据本揭露一些实施例所绘示的播放装置200B的示意图。图2B和图2A的不同之处在于，图2B中的播放装置200B还包括与开关电路130耦接的电压转换电路150，换句话说，图2B中的开关电路130并非直接接地。除了上述差异外，播放装置200B的其余部分皆与播放装置200A相同，于此不再进行赘述。

在一些实施例中，电压转换电路150将输入的电压进行转换，并经由导通的开关电路130传送至开关电路140，以控制开关电路140导通。在一些实施例中，电压转换电路150经由接收到的输入电压V+，提供一输出电压V-至开关电路130，开关电路130导通时会根据输出电压V-产生一开关讯号并传输至开关电路140，使得开关电路140相应地导通。

在一些实施例中，电压转换电路150包括电容C1、电容C2和电压转换器151。电压转换器151用以将输入电压V+转换为输出电压V-，且具有一输入端、一输出端和一接地端。电压转换器151的输入端耦接输入电压V+，电容C1耦接在接地端GND和电压转换器151的输入端之间，电容C2耦接在电压转换器151的输入端和输出端之间。在一些实施例中，可以经由调整电压转换器151，输出不同电压大小的输出电压V-，以配合开关电路140所需要的不同的负电压数值。举例而言，当输出电压V-的绝对值越大时，可以使开关电路140具有较大的Vgs。

需要注意的是，上述播放装置100、200A和200B中的音频讯号VS1和音频讯号VS2，为控制器120输出的同一侧耳道(例如：左耳道)的讯号，且被输出至对应一侧的扬声器。在一些实施例中，播放装置100还包括对应于另一侧耳道(例如：右耳道)之扬声器和开关电路(图中未示)，并将不同于音频讯号VS1和音频讯号VS2的另一组音频讯号经由对应的开关电路输出至对应的扬声器中，由于对应于另一侧耳道的电路具有类似于上述的设置方式，为简化说明，于此不再赘述。

请参照图3。图3为根据本揭露一些实施例所绘示的控制方法300的流程图。控制方法300适用于播放装置100、200A和200B，并包括了步骤S302、步骤S304、步骤S306以及步骤S308。

在步骤S302中，经由控制器输出控制讯号及输出讯号，输出讯号包括第一音频讯号和第二音频讯号。

在步骤S304中，在控制器输出输出讯号前，耦接在扬声器和控制器之间的开关电路根据控制讯号断开。在一些实施例中，在控制器120输出音频讯号VS1和音频讯号VS2前，开关电路130根据控制讯号CS1断开，并由此进一步断开开关电路140。

在步骤S306中，在控制器输出输出讯号的一第一预定时间后，开关电路根据控制讯号导通。在一些实施例中，在控制器120输出音频讯号VS1和音频讯号VS2的一第一预定时间后，开关电路130根据控制讯号CS1导通，并由此进一步导通开关电路140，以避免在开始输出音频讯号的瞬间所产生的爆音(pop)影响使用者的聆听体验。

在步骤S308中，扬声器的一端直接接收来自控制器的第一音频讯号，扬声器的另一端经由导通的开关电路接收来自控制器的第二音频讯号。在一些实施例中，当开关电路130导通时，扬声器110的一端直接接收来自控制器120的音频讯号VS1，扬声器110的另一端则经由导通的开关电路140接收来自控制器120的音频讯号VS2。

在一些实施例中，控制方法300还包括步骤S310。在步骤S310中，在控制器输出输出讯号后，且在控制器停止输出输出讯号的一第二预定时间前，开关电路根据控制讯号断开。详细而言，由于控制器120在开始输出讯号的瞬间以及停止输出讯号的瞬间，皆可能产生爆音，此时若使控制器120和扬声器110之间保持导通状态，扬声器110会收到来自控制器120的爆音，对使用者造成影响。因此，在一些实施例中，在控制器120输出音频讯号VS1和音频讯号VS2之后，且在控制器120停止输出音频讯号VS1和音频讯号VS2的一第二预定时间(例如：1秒，但不限于此，可依照耳机系统的控制需求做调整)前，开关电路130根据控制讯号CS1断开，使得开关电路140随之断开，由此可以在扬声器110和控制器120之间形成断路，以避免扬声器110接收到来自控制器120在停止输出讯号的瞬间所产生的爆音。

在一些实施例中，控制方法300还包括经由电压转换电路提供负电压至开关电路，开关电路中的一第一开关单元根据该负电压和该控制讯号导通，并产生一开关讯号，且开关电路中的一第二开关单元根据开关讯号以及第一音频讯号或第二音频讯号导通。在一些实施例中，经由电压转换电路150提供输出电压V-，使得开关电路130根据输出电压V-和控制器120输出的控制讯号CS1导通，并产生一开关讯号，且进一步使开关电路140根据开关电路130产生的开关讯号以及音频讯号VS1及/或音频讯号VS2导通。由于上述方法的详细步骤与播放装置100中的元件设置方式类似，于此不再进行赘述。

综上所述，本揭露提供的播放装置100、200A、200B和控制方法300，经由控制耦接在控制器和扬声器之间的开关电路导通或断开，避免扬声器接收到由控制器启动或关闭讯号输出时产生的爆音，且由于其简单的元件组合，在极小的运作电流(例如：220uA)下即可达成上述功能，而不会造成功耗的提升。

虽然本案已以实施方式揭露如上，然其并非限定本案，任何熟习此技艺者，在不脱离本案之精神和范围内，当可作各种之更动与润饰，因此本案之保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。

Claims (9)

1.一种播放装置，其特征在于，包括：

一扬声器，具有一第一端和一第二端；以及

一控制器，用以输出一第一音频讯号和一第二音频讯号，所述控制器耦接所述扬声器的所述第一端，并用以传送所述第一音频讯号至所述扬声器；

一第一开关电路；以及

一第二开关电路，耦接在所述扬声器的所述第二端和所述控制器之间，且耦接所述第一开关电路，所述第二开关电路用以在所述第一开关电路导通时，将来自所述控制器的所述第二音频讯号传送至所述扬声器；

一电压转换电路，用以提供一负电压至所述第一开关电路，其中所述第一开关电路根据所述负电压产生一开关讯号并传输至所述第二开关电路，以控制所述第二开关电路导通。

2.根据权利要求1所述的播放装置，其特征在于，其中所述第一开关电路根据一控制讯号在所述控制器输出所述第一音频讯号和所述第二音频讯号前断开。

3.根据权利要求2所述的播放装置，其特征在于，其中所述控制器还用以输出所述控制讯号至所述第一开关电路的控制端。

4.根据权利要求1所述的播放装置，其特征在于，其中所述电压转换电路包括：

一电压转换器，具有一输入端、一输出端和一接地端，所述电压转换器的所述输入端耦接一输入正电压，用以将所述输入正电压转换为所述负电压，并将所述负电压输出至所述电压转换器的所述输出端；

一第一电容，耦接在所述电压转换器的所述输入端和所述接地端之间；以及

一第二电容，耦接在所述电压转换器的所述输入端和所述输出端之间。

5.根据权利要求1所述的播放装置，其特征在于，其中所述第一开关电路包括：

一电晶体，具有一第一端、一第二端和一控制端，所述电晶体的所述第一端耦接所述第二开关电路；

一第一电阻，耦接在所述控制器和所述电晶体的所述控制端之间；以及

一第二电阻，耦接在所述电晶体的所述控制端和所述第二端之间。

6.根据权利要求1所述的播放装置，其特征在于，其中所述第二开关电路包括：

一第一开关；

一第二开关，反向串联所述第一开关于一第一节点，且所述第二开关的一控制端耦接所述第一开关的一控制端于一第二节点；以及

一分压电路，耦接在所述第一开关和所述第二开关之间。

7.根据权利要求6所述的播放装置，其特征在于，其中所述分压电路包括：

一第一电阻，耦接在所述第一节点和所述第二节点之间；以及

一第二电阻，耦接在所述第二节点和所述第一开关电路之间。

8.一种控制方法，其特征在于，包括：

经由一控制器输出一控制讯号及一输出讯号，所述输出讯号包括一第一音频讯号和一第二音频讯号；

在所述控制器输出所述输出讯号前，耦接在一扬声器和所述控制器之间的一开关电路根据所述控制讯号断开；

在所述控制器输出所述输出讯号的一第一预定时间后，所述开关电路根据所述控制讯号导通；以及

所述扬声器的一端直接接收来自所述控制器的所述第一音频讯号，所述扬声器的另一端经由导通的所述开关电路接收来自所述控制器的所述第二音频讯号；

经由一电压转换电路提供一负电压至所述开关电路；

所述开关电路中的一第一开关单元根据所述负电压和所述控制讯号导通，并产生一开关讯号；

所述开关电路中的一第二开关单元根据所述开关讯号以及所述第一音频讯号或所述第二音频讯号以导通。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

在所述控制器输出所述输出讯号后，且在所述控制器停止输出所述输出讯号的一第二预定时间前，所述开关电路根据所述控制讯号断开。

Images