CN201113928Y - 声音控制装置 - Google Patents

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CN201113928Y CNU2007201275736U CN200720127573U CN201113928Y CN 201113928 Y CN201113928 Y CN 201113928Y CN U2007201275736 U CNU2007201275736 U CN U2007201275736U CN 200720127573 U CN200720127573 U CN 200720127573U CN 201113928 Y CN201113928 Y CN 201113928Y
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Abstract

本实用新型揭露一种声音控制装置，其包括一处理模块、一放大模块以及一控制模块。处理模块用以接收一声音信号并根据一控制信号对该声音信号进行处理，产生一处理信号。放大模块耦接于处理模块，用以将处理信号进行放大，产生一输出信号。控制模块耦接于处理模块以及放大模块，控制模块用以接收输出信号，并根据输出信号产生控制信号。本实用新型所述的声音控制装置，能有效限制输入的声音信号的振幅，可避免放大模块因为进入切削失真的状态而衍生的问题。

Description

声音控制装置
技术领域
本实用新型相关于一种声音控制装置，尤指一种用以控制声音信号的声音控制装置。
背景技术
音频放大器在大功率输出时会发生切削失真现象，而导致后续的扬声器产生杂音，为了消除此现象最好的方法是避免让功率放大器进入切削失真状态，通常可以用限制输入信号的振幅或者降低功率放大器的增益来达成此目的。
请参阅图1，图1为一般应用于声音播放系统中限制振幅电路的示意图。如图1所示，传统的声音播放系统内部的声音控制装置10多半是使用所谓的电压控制放大器(Voltage ControlledAmplifier，VCA)12来达成限制信号振幅的目的，电压控制放大器12的增益相对应于经由自动电平控制单元14所产生的控制电压Vtrl的高低而改变，将输入的声音信号进行增益放大后，传输至功率放大器16放大再利用扬声器18进行输出。
请参阅图2，图2为一般限制振幅电路内所使用的电压控制放大器的示意图。如图2所示，电压控制放大器12的基本架构是由差动放大器121与电流源123两者所构成，通过改变电流源123的电流大小即可相对应的调整差动放大器121的电压增益。而自动电平控制(Auto Level Control，ALC)单元14则负责侦测电压控制放大器12输出的振幅，当输出振幅超过设定值时，自动电平控制单元14会将电压控制放大器12的增益予以调降，如此电压控制放大器12输出的振幅便会被限制，而进一步使功率放大器16避免进入切削失真状态，如此即可解决因为功率放大器16进入切削失真状态而衍生的问题。
然而，电压控制放大器12会有以下缺点：由于是工作在开环路状态，所以失真率无法降低，同时残余噪音也会比较高，而且输入信号以及输出信号的动态也受到限制。因此，确实有必要提出一种能有效限制输入的声音信号的振幅的声音控制装置，以解决已知技术所面临的问题。
实用新型内容
因此，本实用新型的目的之一在于提供一种声音控制装置，用以控制声音信号的振幅大小，以解决已知技术所面临的问题。
本实用新型揭露一种声音控制装置，其包括有一处理模块、一放大模块以及一控制模块。处理模块用以接收一声音信号并根据一控制信号对该声音信号进行处理，产生一处理信号。放大模块耦接于处理模块，用以放大该处理信号，以产生一输出信号。控制模块耦接于该处理模块以及该放大模块，用以接收输出信号，并根据输出信号产生控制信号。此外，声音控制装置另包括一扬声器，耦接于该放大模块，用以播放该输出信号。
本实用新型所述的声音控制装置，该处理模块根据该控制信号对该声音信号进行增益放大，以产生该处理信号。
本实用新型所述的声音控制装置，该处理信号的大小正比于该控制信号的大小。
本实用新型所述的声音控制装置，该处理模块包括有：多个电阻，该多个电阻相互串联于一接地端，用以接收该声音信号；多个开关，该多个开关中每一个开关的一端分别耦接于该多个电阻，用以选择性的导通及断路，以产生多个电流；以及一放大器，耦接于该多个开关中每一个开关的另一端，用以接收该多个电流，以产生该处理信号。
本实用新型所述的声音控制装置，该处理模块另包括有：一开关控制模块，耦接于该控制模块以及该多个开关之间，用以根据该控制信号，产生多个开关控制信号；其中该处理模块根据该多个开关控制信号，控制该多个开关选择性的导通及断路，以产生该多个电流。
本实用新型所述的声音控制装置，该开关控制模块包括有：一模拟数字转换器，用以将该控制信号转换为一转换信号；一跳阶控制电路，耦接于该模拟数字转换器，用以根据该转换信号，产生一跳阶控制信号；以及一译码器，耦接于该跳阶控制电路，用以对该跳阶控制信号进行译码，以产生该多个开关控制信号。
本实用新型所述的声音控制装置，该控制模块包括有：一接收模块，用以转换该输出信号，以产生一接收电流；以及一增益控制模块，耦接于该接收模块，用以根据该接收电流，产生该控制信号。
本实用新型所述的声音控制装置，该接收模块包括有：一判断单元，用以接收该输出信号并判断该输出信号的大小，产生一判断信号；一整流单元，耦接于该判断单元，用以将该判断信号进行整流，以产生一整流信号；以及一转换单元，耦接于该整流单元，用以将该整流信号转换为该接收电流。
本实用新型所述的声音控制装置，该接收模块另包括有一衰减单元，耦接于该判断单元以及该整流单元之间，该衰减单元用以设定该控制模块开始动作的信号电平。
本实用新型所述的声音控制装置，该衰减单元为一衰减器。
本实用新型所述的声音控制装置，该增益控制模块包括有：一电流镜单元，耦接于该接收模块以及一接地端，用以接收该接收电流；一第一电阻，其一端耦接于该电流镜单元，用以根据该接收电流产生一第一电流；以及一第二电阻，耦接于一电压源以及该第一电阻的另一端，用以根据该第一电流，产生该控制信号。
本实用新型所述的声音控制装置，该第二电阻为一可变电阻，该增益控制模块通过改变该第二电阻的阻值，相对应调整该控制信号的大小。
本实用新型所述的声音控制装置，该增益控制模块另包括有一第三电阻，耦接于该电压源以及该第二电阻之间。
本实用新型所述的声音控制装置，该处理模块为一衰减器。
本实用新型所述的声音控制装置，该放大模块为一功率放大器。
本实用新型所述的声音控制装置，能有效限制输入的声音信号的振幅，可避免放大模块因为进入切削失真的状态而衍生的问题。
附图说明
图1所示为一般的应用于声音播放系统中限制振幅电路的示意图。
图2所示为一般的限制振幅电路内所使用的电压控制放大器的示意图。
图3所示为本实用新型所提出的声音控制装置的示意图。
图4所示为本实用新型所提出的声音控制装置的处理模块的示意图。
图5所示为本实用新型所提出的声音控制装置的控制模块的示意图。
具体实施方式
请参阅图3，图3所示为本实用新型所提出的声音控制装置的示意图。如图3所示，本实施例揭露一种声音控制装置20，其包括有一处理模块22、一放大模块24以及一控制模块26。处理模块22用以接收一声音信号SAU，并根据一控制信号STRL对该声音信号SAU进行处理，产生一处理信号SPRO。其中，处理模块22根据该控制信号STRL对该声音信号SAU进行增益放大，以产生该处理信号SPRO。于一实施例中，处理信号SPRO的大小正比于该控制信号STRL的大小，而处理模块22为一衰减器。放大模块24耦接于处理模块22，用以放大该处理信号SPRO，以产生一输出信号SOUT，于一实施例中，放大模块24为一功率放大器。控制模块26耦接于处理模块22以及放大模块24，控制模块26用以接收输出信号SOUT，并根据输出信号SOUT产生控制信号STRL。此外，声音控制装置20另包括有一扬声器28，耦接于放大模块24，用以播放该输出信号SOUT。
请参阅图3及图4，图4所示为本实用新型所提出的声音控制装置的处理模块22的示意图。如图3及图4所示，处理模块22包括有多个电阻R1～RN、多个开关SW1～SWN以及一放大器221。多个电阻R1～RN相互串联于一接地端GND，用以接收该声音信号SAU。多个开关SW1～SWN中每一个开关的一端分别耦接于多个电阻R1～RN，用以选择性的导通(ON)及断路(OFF)，以产生多个电流I1～IN。放大器221耦接于该多个开关R1～RN的另一端，用以接收该多个电流I1～IN，以产生该处理信号SPRO。
此外，处理模块22另包括有一开关控制模块223，耦接于控制模块26以及多个开关SW1～SWN之间，开关控制模块223用以根据控制信号STRL，产生多个开关控制信号SC1～SCN。其中，处理模块22根据该多个开关控制信号SC1～SCN，控制该多个开关SW1～SWN选择性的导通及断路，以产生该多个电流I1～IN。
于一实施例中，开关控制模块223包括有一模拟数字转换器2231、一跳阶控制电路2233以及一译码器2235。模拟数字转换器2231用以将控制信号STRL转换为一转换信号ST。跳阶控制电路2233耦接于模拟数字转换器2231，用以根据该转换信号ST产生一跳阶控制信号STC。译码器2235耦接于跳阶控制电路2233，用以对该跳阶控制信号STC进行译码，以产生该多个开关控制信号SC1～SCN。
请参阅图3及图5，图5所示为本实用新型所提出的声音控制装置的控制模块26的示意图。如图3及图5所示，控制模块26包括有一接收模块261以及一增益控制模块263。接收模块261用以转换输出信号SOUT，产生一接收电流IRE。增益控制模块263耦接于接收模块261，用以根据接收电流IRE，进行处理后产生该控制信号STRL。于一实施例中，接收模块261包括有一判断单元2612、一整流单元2614以及一转换单元2616。判断单元2612用以接收输出信号SOUT并判断该输出信号SOUT的大小，产生一判断信号SD。整流单元2614耦接于判断单元2612，用以将该判断信号SD进行整流，以产生一整流信号SP。转换单元2616耦接于整流单元2614，用以将整流信号SP转换为该接收电流IRE。
增益控制模块263则包括有一电流镜单元2632、一第一电阻2634以及一第二电阻2636。电流镜单元2632耦接于该接收模块261以及一接地端GND之间，用以接收该接收电流IRE。第一电阻2634其一端耦接于电流镜单元2632，用以根据接收电流IRE产生一第一电流IF。第二电阻2636耦接于一电压源VCC以及第一电阻2634的另一端，用以根据该第一电流IF，产生该控制信号STRL。
于一实施例中，第二电阻2636为一可变电阻，增益控制模块263通过改变第二电阻2636的阻值，相对应调整控制信号STRL的大小。此外，增益控制模块263另包括有一第三电阻2638，耦接于电压源VCC以及第二电阻2636之间。接收模块261另包括有一衰减单元2618，衰减单元2618耦接于判断单元2612以及整流单元2614之间，用以设定控制模块26开始动作的信号电平，于一实施例中，衰减单元2618为一衰减器。当输出信号SOUT未达到衰减单元2618所设定的信号电平的大小时，控制模块26不会进行任何动作，此时接收电流IRE为零，而第一电流IF也为零，第一电阻2634会变成断路，控制信号STRL的大小由第二电阻2636以及第三电阻2638之间的分压所决定。相对的，当输出信号SOUT达到衰减单元2618所设定的信号电平的大小时，接收电流IRE开始慢慢增加，电流镜单元2632会开始导通，而第一电阻2634将与第二电阻2636两者呈现并联状态，使控制信号STRL降低，进一步让放大模块24免于进入切削失真的状态。
在本实用新型的各个实施例中，声音控制装置利用放大模块所产生的输出信号的大小相对应的调整控制信号，再根据控制信号进一步控制声音信号的增益，产生最终的输出信号，如此可以避免放大模块因为进入切削失真的状态而衍生问题。
以上所述仅为本实用新型较佳实施例，然其并非用以限定本实用新型的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本实用新型的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。
附图中符号的简单说明如下：
10、20：声音控制装置
12：电压控制放大器
14：自动电平控制单元
16：功率放大器
18、28：扬声器
22：处理模块
24：放大模块
26：控制模块
121：差动放大器
123：电流源
221：放大器
223：开关控制模块
261：接收模块
263：增益控制模块
2231：模拟数字转换器
2233：跳阶控制电路
2235：译码器
2612：判断单元
2614：整流单元
2616：转换单元
2618：衰减单元
2632：电流镜单元
2634：第一电阻
2636：第二电阻
2638：第三电阻
SD：判断信号
SP：整流信号
SC1～SCN：开关控制信号
STC；跳阶控制信号
SAU：声音信号
SPRO：处理信号
SOUT：输出信号
STRL：控制信号
I1～IN：电流
IF：第一电流
IRE：接收电流
R1～RN：电阻
SW1～SWN：开关
Vtrl：控制电压
VCC：电压源
GND：接地端

Claims (16)

1. 一种声音控制装置，其特征在于，该声音控制装置包括：
一处理模块，用以接收一声音信号并根据一控制信号对该声音信号进行处理，产生一处理信号；
一放大模块，耦接于该处理模块，用以放大该处理信号，以产生一输出信号；以及
一控制模块，耦接于该处理模块以及该放大模块，用以接收该输出信号，并根据该输出信号产生该控制信号。
2. 根据权利要求1所述的声音控制装置，其特征在于，该处理模块根据该控制信号对该声音信号进行增益放大，以产生该处理信号。
3. 根据权利要求2所述的声音控制装置，其特征在于，该处理信号的大小正比于该控制信号的大小。
4. 根据权利要求2所述的声音控制装置，其特征在于，该处理模块包括有：
多个电阻，该多个电阻相互串联于一接地端，用以接收该声音信号；
多个开关，该多个开关中每一个开关的一端分别耦接于该多个电阻，用以选择性的导通及断路，以产生多个电流；以及
一放大器，耦接于该多个开关中每一个开关的另一端，用以接收该多个电流，以产生该处理信号。
5. 根据权利要求4所述的声音控制装置，其特征在于，该处理模块另包括有：
一开关控制模块，耦接于该控制模块以及该多个开关之间，用以根据该控制信号，产生多个开关控制信号；
其中该处理模块根据该多个开关控制信号，控制该多个开关选择性的导通及断路，以产生该多个电流。
6. 根据权利要求5所述的声音控制装置，其特征在于，该开关控制模块包括有：
一模拟数字转换器，用以将该控制信号转换为一转换信号；
一跳阶控制电路，耦接于该模拟数字转换器，用以根据该转换信号，产生一跳阶控制信号；以及
一译码器，耦接于该跳阶控制电路，用以对该跳阶控制信号进行译码，以产生该多个开关控制信号。
7. 根据权利要求1所述的声音控制装置，其特征在于，该控制模块包括有：
一接收模块，用以转换该输出信号，以产生一接收电流；以及
一增益控制模块，耦接于该接收模块，用以根据该接收电流，产生该控制信号。
8. 根据权利要求7所述的声音控制装置，其特征在于，该接收模块包括有：
一判断单元，用以接收该输出信号并判断该输出信号的大小，产生一判断信号；
一整流单元，耦接于该判断单元，用以将该判断信号进行整流，以产生一整流信号；以及
一转换单元，耦接于该整流单元，用以将该整流信号转换为该接收电流。
9. 根据权利要求8所述的声音控制装置，其特征在于，该接收模块另包括有一衰减单元，耦接于该判断单元以及该整流单元之间，该衰减单元用以设定该控制模块开始动作的信号电平。
10. 根据权利要求9所述的声音控制装置，其特征在于，该衰减单元为一衰减器。
11. 根据权利要求7所述的声音控制装置，其特征在于，该增益控制模块包括有：
一电流镜单元，耦接于该接收模块以及一接地端，用以接收该接收电流；
一第一电阻，其一端耦接于该电流镜单元，用以根据该接收电流产生一第一电流；以及
一第二电阻，耦接于一电压源以及该第一电阻的另一端，用以根据该第一电流，产生该控制信号。
12. 根据权利要求11所述的声音控制装置，其特征在于，该第二电阻为一可变电阻，该增益控制模块通过改变该第二电阻的阻值，相对应调整该控制信号的大小。
13. 根据权利要求11所述的声音控制装置，其特征在于，该增益控制模块另包括有一第三电阻，耦接于该电压源以及该第二电阻之间。
14. 根据权利要求1所述的声音控制装置，其特征在于，该声音控制装置另包括一扬声器，耦接于该放大模块，用以播放该输出信号。
15. 根据权利要求1所述的声音控制装置，其特征在于，该处理模块为一衰减器。
16. 根据权利要求1所述的声音控制装置，其特征在于，该放大模块为一功率放大器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102299694A (zh) * 2011-05-26 2011-12-28 无敌科技(西安)有限公司 具有录音效果监听功能并调节录音增益的系统及方法
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CN112578688A (zh) * 2019-09-12 2021-03-30 中强光电股份有限公司 投影装置以及其声音输出控制装置

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