CN1939089B - 音量控制电路、半导体集成电路及声源设备 - Google Patents
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Abstract
在音量控制电路(100)中，衰减系数设定寄存器(28)保持衰减系数b。停止命令STOP有效时，作为第1多路转换器(14)的输出信号a的处理对象信号in在乘法器(16)中乘以衰减系数b，该输出信号c通过第2多路转换器(18)、第1触发器(20)、第3多路转换器(22)被输出。乘法运算次数主计数器(38)对通过1次采样取入的处理对象信号in保持多次乘以b。乘法运算次数主计数器(38)通过定时器(36)而增加计数。乘法运算次数暂时计数器(32)通过取入定时信号L的保持来加载乘法运算次数主计数器(38)的输出信号。从第1多路转换器(14)到第1触发器(20)为止的处理反复进行乘法运算次数暂时计数器(32)中的次数。
Description
技术领域
本发明涉及音量控制技术，特别涉及降低作为输入信号的处理对象信号的音量而输出的音量控制电路、半导体集成电路以及声源设备。
背景技术
在以便携式电话机为中心的无线移动设备中，除了通话之外的音质影响产品的吸引力。在这样的设备中，从声源、编码/译码器(CODEC)、DTMF(Dual Tone Multi Frequency)的3个系统的电路对扬声器、耳机、头戴式耳麦等输出声音。音质对于这些系统应该分别被评价，但是作为它们共通的性质，音量的急剧变化损害主观品质成为日常性的经验。专利文献1中揭示了放大器的增益因模拟开关的接通/关断而急剧地进行变化成为音质低下的原因，从而设置了回避该现象的增益调整装置的自动音量调整装置。
专利文献1：特开平8-139539号公报
在专利文献1中，形成了在接收的声音信号的电平为标准值以下时使增益缓慢增加的结构，所以能调整音量而没有听觉上的不协调感。但是，不仅是那样正常的音量调整，将声音完全降低时也产生同样的课题。即，声音与开关关断同时中断时，在听觉上会留下极大的不愉快。
发明内容
本发明鉴于这种状况而完成，其目的在于提供一种在将声音关断时获得听觉上自然的效果的音量控制技术。
本发明提供一种音量控制电路，其特征在于，包括：音量电路，在输出停止命令输出之后，降低处理对象信号的音量而生成输出信号；设定电路，在音量电路中，降低所述处理对象信号的音量时，设定一次降低处理中的降低量；以及控制电路，在音量电路中降低所述处理对象信号的音量的期间，使所述降低处理的次数递增，所述音量电路以规定的取入采样频率取入所述处理对象信号，同时在比该取入采样频率的周期更短的时间内只将所述降低处理执行由所述控制电路所增加的次数，并生成所述输出信号。
本发明还提供一种音量控制电路，其特征在于，包括：音量电路，在输出停止命令输出之后，降低处理对象信号的音量而生成输出信号；设定电路，在音量电路中，降低所述处理对象信号的音量时，设定一次降低处理中的降低量；以及控制电路，在音量电路中降低所述处理对象信号的音量的期间，使所述降低处理的次数递增，所述音量电路具备以用于输出的采样频率取入实施了所述降低处理的处理对象信号，并作为所述输出信号输出的输出电路。
本发明还提供一种音量控制电路，其特征在于，包括：音量电路，在输出停止命令输出之后，降低处理对象信号的音量而生成输出信号；设定电路，在音量电路中，降低所述处理对象信号的音量时，设定一次降低处理中的降低量；以及控制电路，在音量电路中降低所述处理对象信号的音量的期间，使所述降低处理的次数递增，所述控制电路具备定时器，以由定时器测量的规定的时间间隔而使所述降低处理的次数递增，所述音量电路具备在从被所述定时器测量的降低处理开始的经过时间超过了规定的时间时，使所述处理对象信号的音量为零并输出的掩蔽电路。
本发明还提供一种半导体集成电路，将上述的音量控制电路一体化地集成。
本发明还提供一种声源设备，其特征在于，具备：声音信号发生电路，输出作为处理对象信号的声音信号；输出停止命令发生电路，产生用于表示所述声音信号的输出停止命令的信号；以及上述的音量控制电路，通过所述音量控制电路，将声音信号的音量降低后输出，该声音信号是所述声音信号发生电路根据表示所述输出停止命令的信号输出的所述处理对象信号。
本发明的音量控制电路，包含：音量电路，在输出停止命令输出之后，降低处理对象信号的音量而生成输出信号；设定电路，在音量电路中，使所述处理对象信号的音量降低时，设定一次降低处理中的降低量；以及控制电路，在音量电路中降低处理对象信号的音量的期间，使所述降低处理的次数递增。根据该结构，降低处理的次数缓慢增加，所以音量的降低量一点点增加，可获得听觉上自然的减音效果。
所述控制电路可以具备定时器，此时，也可以按通过定时器测量的规定的时间间隔而使降低处理的次数递增。进而，也可以设定在通过定时器而成为规定的终了时间时，使音量为零的强制关断电路。
所述音量电路也可以是以规定的取入采样频率取入处理对象信号，同时在比该取入采样频率的周期更短的时间内仅将降低处理执行由所述控制电路所增加的次数，并生成所述输出信号。根据该结构，对每次采样定时取入处理对象信号，对该处理对象信号实施降低处理，所以能够不产生跳音并且平滑地降低音量。
另外，以上的构成要素的任意的组合，以及在方法、装置、系统、记录介质、计算机程序等之间进行变换所获得的方式，也都作为本发明的方式而有效。
附图说明
图1是表示实施方式的声源设备的结构的图。
图2是表示实施方式的音量控制电路的结构的图。
图3是表示音量控制电路的动作的流程图。
标号的说明
14...第1多路转换器、16...乘法器、18...第2多路转换器、20...第1触发器、22...第3多路转换器、24...第2触发器、26...掩蔽电路、28...衰减系数设定寄存器、30...输入取入信号生成电路、32...乘法运算次数暂时计数器、34...定时器设定寄存器、36...定时器、38...乘法运算次数主计数器、40...音量电路、50...设定电路、60...控制电路、100...音量控制电路、200...输出停止命令发生电路、1000...声源设备。
具体实施方式
图1表示实施方式的包括音量控制电路100的声源设备1000的整体结构。该声源设备1000包括：控制声音信号的音量的音量控制电路100，产生声音的输出停止命令的输出停止命令发生电路200。音量控制电路100包括：信号发生电路12，输出声音信号；音量电路40，在输出停止命令发出后，降低处理对象信号的音量而生成输出信号；设定电路50，在音量电路40中使处理对象信号的音量降低时，设定一次降低处理中的降低量；以及控制电路60，在音量电路40中使处理对象信号的音量降低期间，使上述降低处理的次数递增。
图2表示实施方式的音量控制电路100的结构。音量电路40包括：乘法器16、被设置于其前后的第1多路转换器14、第2多路转换器18、第1触发器20、以及输入取入信号生成电路30。设定电路50主要包括衰减系数设定寄存器28。控制电路60主要包括乘法运算(multiplication)次数主计数器38和乘法运算次数暂时计数器32。但是，也可以考虑每个电路都还包括其它周边电路，例如控制电路60也可以包括定时器设定寄存器34和定时器36。
信号发生电路12是输出声音信号的任意的电路，例如是声源电路、编码/译码器、DTMF电路等。信号发生电路12的输出信号是处理对象信号in。第1多路转换器14根据输入到选择信号输入端子s的取入定时信号L，选择对第1输入端子0或者第2输入端子1的任意一个输入的信号。对第1输入端子0提供后述第1触发器20的输出信号，对第2输入端子1提供处理对象信号in。
乘法器16将作为第1多路转换器14的输出信号a的处理对象信号in与衰减系数设定寄存器28的输出信号b进行乘法运算，并输出乘法运算结果的信号c(以下有时也会将这3个值分别略记为a，b，c)。第2多路转换器18根据输入到选择信号输入端子s的计数完毕(count-over)信号co，选择并输出输入到第1输入端子0或者第2输入端子1的任意一个的信号。对第1输入端子0提供第1触发器20的输出信号，对第2输入端子1提供c。第2多路转换器18的输出信号提供给第1触发器20的输入端子D，对第1触发器20的时钟输入端子提供作为最快的时钟的过采样时钟OSCK。
第3多路转换器22根据输入到选择信号输入端子s的停止命令STOP，选择并输出被输入到第1输入端子0或者第2输入端子1的任意一个的信号。停止命令STOP是用于停止输入的声音的命令STOP。对第1输入端子0提供处理对象信号in，对第2输入端子1提供第1触发器20的输出信号。第3多路转换器22的输出信号被输入到第2触发器24的输入端子D。第3多路转换器22在被输入到选择信号输入端子s的停止命令STOP有效时，输出第2输入端子1的输入信号。所以，停止命令STOP未被输入到第3多路转换器22的期间，信号发生电路12的输出信号、即处理对象信号in被原样输出到第2触发器24。停止命令STOP是电平信号。对第2触发器24的时钟输入端子提供声音处理系统的采样时钟SCK，第2触发器24的输出信号被提供给作为与门的掩蔽电路26的一个输入端子。另外，停止命令STOP会引发将用户搭载于音量控制电路100的设备的电源关断，或关断音量等的动作，但是这里不论述其发生原因或发生电路。
衰减系数设定寄存器28在降低音量时，保持在1次降低处理中应该降低的量(以下称为‘衰减系数’)。衰减系数设定寄存器28可由软件设定。例如，作为衰减系数被设定为0.8时，该数值在乘法器16中被乘以从第1多路转换器14输出的处理对象信号in，通过1次降低处理音量成为0.8倍。衰减系数设定寄存器28的衰减系数b的值在由软件在设定为止不变化。
输入取入信号生成电路30生成用于取入处理对象信号in的定时信号L。该取入定时信号L如后述那样与使采样时钟SCK的相位稍稍延迟的时钟边沿同步。该取入信号L提供给第1多路转换器14以及乘法运算次数暂时计数器32。第1多路转换器14在取入定时信号L被保持时，选择第2输入端子1的输入信号，从而处理对象信号in被接通到乘法器16。在其它定时，第1多路转换器14选择第1输入端子0的输入信号，已经被取入的处理对象信号in反复输入到乘法器16。通过这样的动作，实现由多次乘法运算产生的多次的降低处理。
乘法运算次数暂时计数器32在取入定时信号L已被保持时，加载乘法运算次数主计数器38的输出信号。乘法运算次数暂时计数器32采用减少计数，在每次输入过采样时钟OSCK的上升沿时，减少内部的值，从值为零之后，到下一个计数动作开始为止的期间内，有效地保持计过信号co。该计过信号co被输入到第2多路转换器18的选择信号输入端子s。第2多路转换器18在计数完毕信号co有效期间，选择被输入到第1输入端子0的信号，其结果，信号在第1触发器20与第2多路转换器18内进行循环，跳过音量的降低处理，音量保持一定。
乘法运算次数主计数器38对于被取入的处理对象信号in设定反复进行多次降低处理。乘法运算次数主计数器38是上升计数器，在定时器中每次规定时间经过，内部的值就增加。该规定时间由软件对定时器设定寄存器34进行设定，通过定时器设定寄存器34的输出信号来控制定时器36。
乘法运算次数主计数器38也被输入停止命令STOP。在该停止命令STOP无效期间即正常动作期间，乘法运算次数主计数器38为固定状态。此时，在本实施方式中，乘法运算次数主计数器38的内部的值以‘1’固定。停止命令STOP有效时，乘法运算次数主计数器38每次在定时器36经过规定时间进行计数增加动作，各个时候的乘法运算次数主计数器38的值利用取入定时信号L加载到乘法运算次数暂时计数器32中。这里，与取入定时信号L的周期相比，定时器36的输出信号的周期设定为足够长。因此，若以取入定时信号L被保持的定时为基准，则被加载到乘法运算次数暂时计数器32的值如‘1’...‘1’‘2’‘2’...‘2’...这样，规定时间‘1’，接着规定时间‘2’这样递增。
另一方面，乘法运算次数暂时计数器32自身以过采样时钟OSCK减少计数，所以乘法运算次数暂时计数器32的计数完毕信号co若以过采样时钟OSCK为基准，则为
1→0→0→0→...→0
，利用取入信号L再次加载‘1’，再次重复
1→0→0→0→...→0
这样反复变化。其中，定时器36在对规定时间计时时，乘法运算次数主计数器38的值被增加，即‘2’被加载到乘法运算次数暂时计数器32。其结果，乘法运算次数暂时计数器32的计数完毕信号co进行
2→1→0→0→...→0
的重复。在减少为‘2’‘1’‘0’期间，如后述那样，处理对象信号in通过3次乘法器16，音量变为原来的b3倍。
乘法运算次数主计数器38进而在内部的值为规定的值、例如为‘6’时，音量被充分地缩小，用于使音量为零的屏蔽信号在低电平时输出。该信号被输入到掩蔽电路26。掩蔽电路26是使音量为零的强制关断电路。
下面说明以上结构中的动作的概略。在处理之前，对衰减系数设定寄存器28与定时器设定寄存器34设定必要的数值。在停止命令STOP为无效的通常动作过程中，在第3多路转换器22中选择来自信号发生电路12的处理对象信号in，该信号在第2触发器24中以作为声音处理系统的基本时钟的采样时钟SCK被采样，再经过掩蔽电路26作为输出信号out被输出。在此期间，每当取入定时信号L被保持时，处理对象信号in就从第1多路转换器14被输入到乘法器16，乘法运算处理继续进行。
另一方面，停止命令STOP有效时，第3多路转换器22首先转换，第1触发器20的输出信号被传送到第2触发器24。对被取入的处理对象信号in在乘法器16中乘以衰减系数b，乘法运算结果c(＝ab)从第2多路转换器18被输出到第1触发器20。乘法运算次数暂时计数器32的初始值与乘法运算次数主计数器38的初始值‘1’相同，所以乘法器16的输出信号只有1次从第2多路转换器18被输出到第1触发器20。此后，第2多路转换器18与第1触发器20的系统进行循环，输出信号一直被固定为c(＝ab)。所以，之后无论过采样时钟OSCK的边沿到来几次，作为输出信号，都被输出音量为b倍的声音。
该输出之后，通过取入定时信号L，接续的处理对象信号in通过第1多路转换器14被取入到乘法器16。因为取入定时信号L与采样时钟SCK频率相同，所以处理对象信号in不跳音地被取入。与此同时，对乘法运算次数暂时计数器32再次从乘法运算次数主计数器38加载‘1’，所以作为输出信号再次得到c(＝ab)。
继续同样的动作，定时器36将规定时间计时，从乘法运算次数主计数器38对乘法运算次数暂时计数器32加载‘2’。由此，第2多路转换器18选择第2输入端子1的通路，所以处理对象信号in顺次通过第1多路转换器14、乘法器16、第2多路转换器18、第1触发器20之后，再次通过第1多路转换器14、乘法器16、第2多路转换器18、第1触发器20。以后，第2多路转换器18选择第1输入端子0，由第2多路转换器18与第1触发器20形成循环，所以输出信号固定为乘法运算结果c＝ab2。该动作，继续到下一次定时器36计时规定时间为止。所以，处理对象信号in在各采样时钟SCK的定时变为音量为b2倍的输出信号而被输出。
从以上的动作，以采样时钟SCK的定时排列输出信号时，为以下序列。
ab→ab→...→ab→ab2→ab2→...→ab2→ab3→ab3→...→ab3→...
此后，乘法运算次数主计数器38的值例如为‘6’时，屏蔽信号被从乘法运算次数主计数器38输出到掩蔽电路26，输出信号out完全截止。另外，如从以上概要所知那样，从某一取入定时信号L的输入开始到下一个取入定时信号L的输入为止，在乘法运算次数暂时计数器32中减少计数结果需要为零，所以过采样时钟OSCK应该为比采样时钟SCK更快的信号。另外，这些时钟以及定时器36的基本时钟在进行严密的设计的情况下，保持规定的同步关系与相位关系，在电路的切换或者信号的锁存的定时中，要注意不要出现时钟竞争或者冒险。
图3是表示以上的动作的时序图。这里，将过采样时钟OSCK的1个时钟设为t。取入定时信号L是使采样时钟SCK稍稍延迟的信号。在该图中，停止命令STOP已有效，定时器36计时1次规定时间，从而从乘法运算次数主计数器38的值为‘2’的状态开始。
在该图时刻T0，若取入定时信号L上升，则此时的作为乘法运算次数主计数器38的值‘2’被加载到乘法运算次数暂时计数器32。乘法运算次数暂时计数器32的值在过采样时钟OSCK下减少为‘2’→‘1’→‘0’，处理对象信号in衰减为c＝ab2。乘法运算次数暂时计数器32的值在‘0’之外的各数值的期间分别等于t。乘法运算次数暂时计数器32的输出信号为‘0’，在确保足够的保持时间之后，在下一个采样定时T1，c＝ab2的信号被采样，被从第2触发器24输出。
另一方面，定时器36在时刻T2结束计时规定时间，输出信号发生变化。通过该上升沿，乘法运算次数主计数器38的内部的值被增加到‘3’。该值在下一个取入定时信号L的输入时刻T3被取入到乘法运算次数暂时计数器32，乘法运算次数暂时计数器32的值变化为‘3’→‘2’→‘1’→‘0’，处理对象信号in衰减为c＝ab3。这里，乘法运算次数暂时计数器32的输出信号为‘0’，在确保足够的保持时间之后，在下一个采样定时T1，c＝ab3的信号被采样，被从第2触发器24输出。以下同样地，输出信号不断地被缩小，最终经过一定期间后，在掩蔽电路26中被完全截止。以上，根据本实施方式，停止输出声音的命令被发出后，能够缓慢降低音量，听觉上感到自然。
以上，基于实施方式说明了本发明。实施方式是例示，对其各构成要素或各处理过程的组合能够得到各种变形例，而且，这样的变形例也在本发明的范围是本领域技术人员能够理解的。下面，举出变形例。
在实施方式中，将音量对数地降低，但是降低方法不必限定于此。例如，也能使对衰减系数设定寄存器28设定的衰减系数的值变化。例如，对衰减系数设定寄存器28如‘0.7’和‘1.1’这样交替地设定小于1的数字X和1以上的数字Y(其中，X+Y＜2)。由此，能够对声音保持起伏的同时而缓慢地缩小音量，可以实现特殊效果。除该例以外，通过控制要设定的衰减系数，能够实现各种效果。
在实施方式中，考虑了将音量控制电路100搭载于移动设备，但是不必限定于此。只要是具有输出声音的结构的设备，哪种设备都可以。
产业上的可利用性
如以上那样，本发明能够应用于以便携式的电话为中心的无线可动设备或者其他的声音输出设备等。
Claims (11)
1.一种音量控制电路，其特征在于，包括：
音量电路，在输出停止命令输出之后，降低处理对象信号的音量而生成输出信号；
设定电路，在音量电路中，降低所述处理对象信号的音量时，设定一次降低处理中的降低量；以及
控制电路，在音量电路中降低所述处理对象信号的音量的期间，使所述降低处理的次数递增，
所述音量电路以规定的取入采样频率取入所述处理对象信号，同时在比该取入采样频率的周期更短的时间内只将所述降低处理执行由所述控制电路所增加的次数，并生成所述输出信号。
2.如权利要求1所述的音量控制电路，其特征在于：
所述控制电路具备定时器，以由定时器测量的规定的时间间隔而使所述降低处理的次数递增。
3.如权利要求2所述的音量控制电路，其特征在于：
所述控制电路具备用于基于使设定的所述降低处理的次数递增的时间间隔来控制所述定时器的定时器设定寄存器。
4.如权利要求1所述的音量控制电路，其特征在于：
所述音量电路具备对输入信号乘以与所述设定电路中设定的降低量对应的系数的乘法器，通过将所述处理对象信号对所述乘法器仅反复输入由所述控制电路增加的次数而执行所述降低处理。
5.一种音量控制电路，其特征在于，包括：
音量电路，在输出停止命令输出之后，降低处理对象信号的音量而生成输出信号；
设定电路，在音量电路中，降低所述处理对象信号的音量时，设定一次降低处理中的降低量；以及
控制电路，在音量电路中降低所述处理对象信号的音量的期间，使所述降低处理的次数递增，
所述音量电路具备以用于输出的采样频率取入实施了所述降低处理的处理对象信号，并作为所述输出信号输出的输出电路。
6.如权利要求5所述的音量控制电路，其特征在于：
所述控制电路具备定时器，以由定时器测量的规定的时间间隔而使所述降低处理的次数递增。
7.如权利要求6所述的音量控制电路，其特征在于：
所述控制电路具备用于基于使设定的所述降低处理的次数递增的时间间隔来控制所述定时器的定时器设定寄存器。
8.如权利要求5所述的音量控制电路，其特征在于：
所述音量电路具备对输入信号乘以与所述设定电路中设定的降低量对应的系数的乘法器，通过将所述处理对象信号对所述乘法器仅反复输入由所述控制电路增加的次数而执行所述降低处理。
9.一种音量控制电路，其特征在于，包括：
音量电路，在输出停止命令输出之后，降低处理对象信号的音量而生成输出信号；
设定电路，在音量电路中，降低所述处理对象信号的音量时，设定一次降低处理中的降低量；以及
控制电路，在音量电路中降低所述处理对象信号的音量的期间，使所述降低处理的次数递增，
所述控制电路具备定时器，以由定时器测量的规定的时间间隔而使所述降低处理的次数递增，
所述音量电路具备在从被所述定时器测量的降低处理开始的经过时间超过了规定的时间时，使所述处理对象信号的音量为零并输出的掩蔽电路。
10.一种半导体集成电路，将权利要求1中所述的音量控制电路一体化地集成。
11.一种声源设备，其特征在于，具备：
声音信号发生电路，输出作为处理对象信号的声音信号；
输出停止命令发生电路，产生用于表示所述声音信号的输出停止命令的信号；以及
权利要求1中所述的音量控制电路，
通过所述音量控制电路，将声音信号的音量降低后输出，该声音信号是所述声音信号发生电路根据表示所述输出停止命令的信号输出的所述处理对象信号。
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