TW201933888A - 立體聲音訊系統及方法 - Google Patents

Abstract

一種電路接收一第一輸入信號及一第二輸入信號，且分別將三個驅動信號提供至三個輸出線。一第一驅動信號被提供至一第一輸出線，且係基於該第一輸入信號與該第二輸入信號之間之一差。一第二驅動信號被提供至一第二輸出線，且係基於該第一輸入信號與該第二輸入信號之一和。一第三驅動信號被提供至一第三輸出線，且係基於該第一驅動信號之一反相。在該第一輸出線與該第二輸出線之間之一第一輸出信號係基於該第二輸入信號。在該第三輸出線與該第二輸出線之間之一第二輸出信號係基於該第一輸入信號。

Description

立體聲音訊系統及方法

本發明針對於電子電路及系統。更具體而言，本發明針對於用於一立體聲音訊系統之系統及方法。

圖1A圖解說明一標準商業立體聲音訊系統100。其包括兩個單端放大器110及120 (通常作為同一電路之兩個對稱部分容納在相同功率放大器單元中)以單獨地放大左音訊信號L及右音訊信號R。兩個放大器分別在兩個單獨線112及122 (加上一共同接地線118)上將經放大音訊信號111及121提供至兩個揚聲器117及127。在揚聲器端，存在三個線：用於右聲道端子之線114、用於左聲道端子之線124及用於共同接地端子之線118。三線式組態已成為包含耳機之音訊消費型系統之標準。此標準音訊系統需要阻擋電容器113及123，以便移除音訊信號111及121中之DC偏壓以產生音訊信號112及122。

如圖1B中所圖解說明，功率放大器110利用一電源供應器VDD (例如，5 V)而操作。功率放大器110之輸出處之音訊信號111具有1/2*VDD (例如，2.5 V)之一DC偏壓。換言之，音訊信號111可在0 V與5 V之間變化，其中具有以2.5 V之一偏壓電壓為中心之±2.5 V之一電壓擺幅。若音訊信號111直接連接至揚聲器117 (其具有連接至接地之一線118)，則一2.5 V DC偏壓電壓會不斷地施加至揚聲器117之線114。一大電流將不斷地流入揚聲器中，且揚聲器中之振動膜將不斷地被拉伸，且因此容易損壞。在此情形中，使用一阻擋電容器113來移除DC偏壓且提供AC音訊信號112，該AC音訊信號具有以0 V為中心之±2.5 V之一交流振幅。因此，圖1A及圖1B之音訊系統中需要一阻擋電容器來移除DC偏壓電壓。圖2中闡述輸出阻擋電容器之效能。

[0001] 圖2圖解說明兩個高通電路之頻率回應。曲線201圖解說明具有一截止頻率F1之一高通電路之頻率回應。曲線202圖解說明具有一較低截止頻率F2之一高通電路之頻率回應。為在較低頻率下達成較佳效能，在一高保真度音訊系統中期望一低截止頻率。截止頻率由阻擋電容器之電容與揚聲器負載之電阻之乘積判定。因此，針對具有一固定電阻(例如，4 Ω至32 Ω)之一揚聲器，阻擋電容器必須具有一相當大的值，舉例而言，100 µF至400 µF。

在另一實例中，可在一音訊系統中使用具有(例如) +2.5 V及-2.5 V電源供應器之一個雙電源供應器，以提供具有以0 V為中心之±2.5 V之一交流振幅之AC音訊信號。在此情形中，音訊系統不需要輸出阻擋電容器。然而，此方法需要兩個單獨電源供應器及一較複雜電路。

圖3圖解說明稱為橋接式負載(BTL)組態之一替代立體聲音訊系統。BTL組態可常見於專業音訊中及某些汽車音訊系統中。在一BTL系統中，一立體聲信號之兩個聲道單獨地饋送至具有相反信號極性之兩個放大器，且兩個放大器之輸出單獨地連接至揚聲器或耳機之輸入。BTL系統優於三線式系統之優點在於：由於兩個放大器以相反極性用於使用相同電源供應器之每一聲道，因此在放大器與揚聲器之間不需要DC阻擋電容器。然而，此系統之缺陷係需要四個線，此使得其不適用於標準三線式音訊揚聲器。

某些習用聲音信號處理系統(諸如卡拉OK系統及FM (頻率調變)無線電系統)使用左聲道信號與右聲道信號之組合來形成新信號。舉例而言，具有人聲及樂器信號之一普通音樂可饋送至一卡拉OK系統中，卡拉OK系統提取來自左聲道及右聲道之信號之間的差以獲得其中人聲信號被消除之僅具有樂器信號之一輸出。然而，卡拉OK系統通常配備有習用單耳(單聲道)或單一聲道揚聲器或者上文所闡述之習用BTL揚聲器系統。

在FM無線電系統中，為使立體聲廣播與單聲道接收器相容，將左(L)聲道及右(R)聲道以代數方式編碼為和(L+R)信號及差(L-R)信號。一單聲道接收器將僅使用L+R信號，這樣聆聽者將透過單個擴音器傾聽兩個聲道。一立體聲接收器將把差信號與和信號加起來以恢復左聲道，並自和信號減去差信號以恢復右聲道。FM無線電信號仍饋送至習用單聲道揚聲器或上文所闡述之BTL揚聲器系統中。

發明人已認識到，習用BTL系統針對每一音訊聲道需要兩個信號線，且因此在兩個立體聲揚聲器或耳機處需要四個線。此與標準消費型音訊設備不相容。此外，BTL系統使用四個功率放大器，此會增大系統之大小及成本，且在IC電路之情形中，會增大電路之晶粒大小。

發明人亦已認識到，習用三線式揚聲器系統(其中兩個揚聲器共用一共同接地連接)需要用以阻擋DC偏壓電壓之阻擋電容器。簡單電路理論揭露：為維持高保真度，尤其是在低頻率信號範圍內，系統電路之輸出部分必須具有一大的時間常數來提供一低截止頻率。通常，阻擋電容器可具有100 µF至400 µF之一電容。舉例而言，220 µF之一阻擋電容器及一32 Ω揚聲器可提供大約20 Hz之一截止頻率。對於具有較低電阻值之一揚聲器，將需要一甚至更大的阻擋電容。大電容器具有大的實體大小。舉例而言，此類阻擋電容器可具有大約幾釐米之尺寸。大電容器會增大音訊系統之大小及成本，且可能隨著可攜式音訊系統耳機趨於小型化而變得特別繁冗。目前，音訊系統在系統大小、成本與信號保真度之間妥協。

本發明教示一種新穎立體聲音訊系統，該新穎立體聲音訊系統僅需要三個輸出線來分別連接至用於右聲道及左聲道之兩個揚聲器而不需要阻擋電容器。新穎音訊系統優於習用音訊系統之優點包含以下內容。首先，新穎音訊系統可消除對阻擋電容器之需要。該系統可維持一種三線式組態且可與現有三線式音訊設備相容。此外，新穎音訊系統類似於圖2中所圖解說明之一種四線式BTL音訊系統可提供兩倍之信號電壓，且可將系統中所需之功率放大器之數目自4個減小至3個。

作為一實例，本發明教示一種電路，該電路具有一第一輸出線、一第二輸出線及一第三輸出線。該電路接收一第一輸入信號R及一第二輸入信號L。該電路將一第一驅動信號提供至第一輸出線、將一第二驅動信號提供至第二輸出線且將一第三驅動信號提供至第三輸出線。第一驅動信號係輸入信號R與輸入信號L之間的差之一線性函數，第二驅動信號係輸入信號R與L之和之一線性函數，且第三驅動信號具有第一驅動信號之一量值並相對於第一驅動信號具有一相反極性。該電路在第一輸出線與第二輸出線之間提供一第一輸出信號。第一輸出信號係輸入信號L之一線性函數但並非輸入信號R之一函數。該電路在第三輸出線與第二輸出線之間提供一第二輸出信號。第二輸出信號係輸入信號R之一線性函數但並非輸入信號L之一函數。

在上述說明中，一信號S之一線性函數可表達為a S+b ，其中a 及b 係常數。舉例而言，三個驅動信號皆可用-a (R-L)+b 之格式來表達，-a (R-L)+b 表示-(R-L)之一倍數加上一恆定偏移b 。在其中a = 1且b = 0之一特定情形中，第一驅動信號係-(R-L)。類似地，第二驅動信號係-(R+L)，且第三驅動信號係-(L-R)。第一輸出線與第二輸出線之間的一第一輸出信號係2L，且第三輸出線與第二輸出線之間的一第二輸出信號係2R。

此外，為簡單起見，本發明之說明可係指使用一符號(例如，R、L、2R或2L)或符號之組合(例如，±(R-L)、±(L-R)或±(R+L)等)來表示信號之量值之一信號。然而，電路實施方案中所測量的實際信號可包含因組件隨時間之變化或改變而產生的偏差。因此，將理解，一信號值之一符號表示打算包含合理偏差，該偏差可係一系統之一容差規格，舉例而言，±5％或±10％。此外，信號之量值亦可取決於電路之放大因子而變化。因此，在以下論述中，此等信號可展示為±a (R-L)、±a (L-R)、±a (R+L)、2b L、2b R等，其中a 及b 係常數。

一立體聲音訊系統可包含上文所闡述之一電路，該電路用以接收一第一輸入信號R及一第二輸入信號L，且將一第一輸出信號2b L提供至一第一揚聲器，並將一第二輸出信號2b R提供至一第二揚聲器。在此立體聲音訊系統中，兩個揚聲器共用一共同線，且不需要阻擋電容器。在放大器具有不同增益之情況下，輸出信號可分別為2b L及2b R之經放大版本及經衰減版本。

在另一實例中，本發明教示一種電路，該電路包含一第一輸出線、一第二輸出線，及一第三輸出線。該電路接收一第一輸入信號R及一第二輸入信號L，且將三個驅動信號提供至三個輸出線。一基於-(R-L)之第一驅動信號被提供至第一輸出線。一基於-(R+L)之第二驅動信號被提供至第二輸出線。一基於-(L-R)之第三驅動信號被提供至第三輸出線。因此，該電路在第一輸出線與第二輸出線之間提供一基於2L之第一輸出信號。該電路亦在第三輸出線與第二輸出線之間提供一基於2R之第二輸出信號。

注意，如本文中所使用，基於L及/或R之一表達之一信號意指信號具有彼表達之形式且可具有與該表達成比例之一量值。舉例而言，一基於-(R-L)之信號可具有等於-(R-L)之一量值或-(R-L)之一經比例縮放版本。

例示性電路可被連接至兩個揚聲器以提供立體聲音訊輸出信號，使得第一輸出線係耦合至一第一揚聲器之一正端子，第二輸出線係耦合至第一揚聲器之一負端子及一第二揚聲器之一負端子，且第三輸出線係耦合至第二揚聲器之一正端子。以此方式，在不具有阻擋電容器之情況下，一基於2L之第一輸出信號被提供至第一揚聲器。此外，在不具有阻擋電容器之情況下，一基於2R之第二輸出信號被提供至第二揚聲器。

在一例示性類比實施方案中，該電路可具有以下組件：
一第一反相放大器，其用於接收第一輸入信號R且提供一信號-R；
一第二反相放大器，其用於接收第二輸入信號L且提供一信號-L；
一第一求和放大器，其用於接收-R及L信號且產生一信號a (R-L)；
一第二求和放大器，其用於接收-R及-L信號且產生一信號a (R+L)；及
一第三求和放大器，其用於接收-L及R信號且產生一信號a (L-R)，其中a 係一常數。

[0002] 在一例示性數位實施方案中，該電路可包含一數位信號處理器(DSP)，該DSP用以執行以下功能：
接收一第一輸入信號R及一第二輸入信號L；
將一基於(R-L)之第一信號提供至第一輸出線；
將一基於(R+L)之第二信號提供至第二輸出線；及
將一基於(L-R)之第三信號提供至第三輸出線。
數位實施方案亦可包含用於接收供在DSP中處理之類比輸入信號之類比轉數位轉換器(ADC)。數位實施方案亦可包含用以將數位信號轉換為類比輸出信號之數位轉類比轉換器(DAC)。

作為另一實例，本發明教示一種電路，該電路包含一第一輸出線、一第二輸出線及一第三輸出線。該電路接收一第一輸入信號R及一第二輸入信號L，且將三個驅動信號提供至三個輸出線。一第一驅動信號被提供至第一輸出線，該第一驅動信號基於第一輸入信號與第二輸入信號之間的一差。一第二驅動信號被提供至第二輸出線，該第二驅動信號基於第一輸入信號與第二輸入信號之一和。一第三驅動信號被提供至第三輸出線，該第三驅動信號基於第一輸入信號與第二輸入信號之間的差之一反相。該電路在第一輸出線與第二輸出線之間提供一第一輸出信號，該第一輸出信號基於第二輸入信號之兩倍。該電路亦在第三輸出線與第二輸出線之間提供一第二輸出信號，該第二輸出信號基於第一輸入信號之兩倍。

作為又一實例，本發明教示一種立體聲音訊系統。該系統包含一第一輸入音訊信號R、一第二輸入音訊信號L及一驅動器電路，該驅動器電路具有一第一輸出線、一第二輸出線及一第三輸出線。該驅動器電路接收一第一輸入信號R及一第二輸入信號L，且將三個驅動信號提供至三個輸出線。將一第一驅動信號提供至第一輸出線，且第一驅動信號係基於第一輸入信號與第二輸入信號之間的一差。將一第二驅動信號提供至第二輸出線，且第二驅動信號係基於第一輸入信號與第二輸入信號之一和。將一第三驅動信號提供至第三輸出線，且第三驅動信號係基於第一輸入信號與第二輸入信號之間的差。該音訊系統亦具有：一第一揚聲器，其具有耦合至第一輸出線之一正端子及耦合至第二輸出線之一負端子；及一第二揚聲器，其具有耦合至第三輸出線之一正端子及耦合至第二輸出線之一負端子。第一揚聲器接收基於第二輸入信號L之兩倍之一第一輸出信號，且第二揚聲器經組態以接收基於第一輸入信號R之兩倍之一第二輸出信號。

作為又一實例，本發明教示一種用於提供立體聲音訊輸出信號之方法。該方法包含：接收一第一輸入信號R及一第二輸入信號L，及將三個驅動信號提供至三個輸出線。將一第一驅動信號提供至第一輸出線，且第一驅動信號係基於第一輸入信號與第二輸入信號之間的一差。將一第二驅動信號提供至第二輸出線，且第二驅動信號係基於第一輸入信號與第二輸入信號之一和。將一第三驅動信號提供至第三輸出線，且第三驅動信號係基於第一輸入信號與第二輸入信號之間的差。該方法亦包含：在第一輸出線與第二輸出線之間提供一基於2L之第一輸出信號；及在第三輸出線與第二輸出線之間提供一基於2R之第二輸出信號。
定義

在本發明之內容脈絡內，此揭示內容中所使用之術語通常具有其在此項技術內之普通意義。下文論述某些術語以向實踐者提供關於本發明之說明之額外導引。將瞭解，可以多於一種方式表達相同事物。因此，可使用替代語言及同義詞。

一種三線式立體聲音訊揚聲器系統 係指具有用於連接至一立體聲音訊信號之左聲道及右聲道以及一共同線之三個線之兩個揚聲器。舉例而言，將立體聲音訊信號連接至一揚聲器或耳機之一TRS (尖端-環-套筒)音訊插口(例如，一3.5 mm插口)具有三個觸點：用於右聲道音訊信號之一個觸點、用於左聲道音訊信號之一個觸點及一共同觸點。共同觸點通常連接至用於習用三線式揚聲器中之兩個聲道之一共同接地。

一立體聲聲音 係指透過兩個或多於兩個擴音器(或立體聲耳機)之一組態使用兩個或多於兩個獨立音訊聲道來產生多向可聽角度之一聲音再現方法。

一揚聲器或擴音器 係指用於將電信號變換為可聽聲音之一裝置，該裝置最頻繁地用於再現語音及音樂。在一行動裝置中，一耳機或耳塞式耳機可具有內建揚聲器。

一音訊信號 係對聲音之一表示，通常係一電壓。音訊信號具有在大致20 Hz至20,000 Hz之音訊頻率範圍內之頻率，該音訊頻率範圍表示人類聽覺之極限。

一阻擋電容器 或一DC 阻擋電容器 係用於阻止直流信號自一個電路至另一電路之通行同時允許交流電通過之一電容器。一阻擋電容器及一電阻器形成使低頻率信號衰減之一高通濾波器。一高通濾波器可由一截止頻率表徵，其中信號減小3 dB。

一運算放大器 (op-amp 或opamp) 係指具有一差動輸入及通常一單端輸出之一DC耦合高增益電子電壓放大器。一運算放大器可由一高輸入阻抗及一低輸出阻抗表徵，且可用於在類比電路中執行數學運算。

一求和放大器 係指經組態以將兩個或多於兩個輸入上存在之電壓組合為一單個輸出電壓之一運算放大器電路。

一反相放大器 係指經組態以產生係輸入電壓之一反相之一輸出電壓之一運算放大器電路。

一功率放大器 ( 音訊功率放大器(power amplifier 或power amp)) 係指將低功率電子音訊信號(諸如來自無線電接收器之信號)放大至強至足以驅動擴音器或耳機(或為擴音器或耳機提供功率)之一位準之一電子放大器。

一信號S之一線性函數 可表達為a S+b ，其中a 及b 係常數，其中a 係一放大因子且b 係一偏移。

一數位信號處理器 係指針對數位信號處理之運算需求最佳化之一專門處理器(或一系統單封裝)。

圖4係圖解說明根據本發明之某些實施例之一立體聲音訊系統之一簡化方塊圖。立體聲音訊系統400接收兩個輸入音訊信號R及L。舉例而言，R及L可分別表示針對立體聲系統之右聲道及左聲道之音訊輸入信號。音訊系統400包含一驅動器電路420，其亦稱為一信號處理單元。音訊系統400亦具有耦合至兩個揚聲器481及482之三個輸出線471、472及473。揚聲器481接收係輸入信號L之一線性函數但並非輸入信號R之一函數之一輸出信號，且該輸出信號在圖4中展示為2a L，其中a 係一常數。揚聲器482接收係輸入信號R之一線性函數但並非輸入信號L之一函數之一輸出信號，且該輸出信號在圖4中展示為2a R，其中a 係一常數。在其中a = 1之情形中，揚聲器481及482分別接收輸出信號2L及2R，輸出信號2L及2R分別表示輸入音訊信號R及L之電壓信號之兩倍。注意，在某些實施例中，取決於系統之放大器設計及應用，揚聲器481及482可分別接收信號2L及2R之經放大版本或者與信號2L及2R成比例之信號。

在音訊系統400中，驅動器電路420接收第一輸入信號R及第二輸入信號L。驅動器電路420將一第一驅動信號451提供至第一輸出線471。驅動器電路420亦將一第二驅動信號452提供至第二輸出線472。驅動器電路420亦將一第三驅動信號453提供至第三輸出線473。第一驅動信號451係基於第一輸入信號R與第二輸入信號L之間之一差，其經展示為-a (R-L)，其中a 係一常數，此可表示輸入信號R與輸入信號L之間之差之一線性函數。在其中a = 1之一特定實例中，第一驅動信號451係-(R-L)，其等同於L-R。第二驅動信號452係基於第一輸入信號與第二輸入信號之一和，其經展示為-a (R+L)，其中a 係一常數，如上文所闡述，此可表示輸入信號R與輸入信號L之和之一線性函數。第三驅動信號453具有第一驅動信號之一量值，且相對於第一驅動信號具有一相反極性。應理解，圖4中之信號451、452及453之特定量值及極性僅出於圖解目的而展示。信號之量值及極性可取決於應用及系統設計而變化。舉例而言，基於第一輸入信號R與第二輸入信號L之間之一差的信號可係(R-L)、(L-R)或此等信號之經放大版本，或者此等信號之反相，或者與此等信號成比例的信號。

在音訊系統400中，第一揚聲器481具有經耦合至第一輸出線471之一正端子483及經耦合至第二輸出線472之一負端子484。第二揚聲器482具有經耦合至第三輸出線473之一正端子485及經耦合至第二輸出線472之一負端子486。第一揚聲器481接收係輸入信號L之一線性函數但並非輸入信號R之一函數之一第一輸出信號。第二揚聲器482接收係輸入信號R之一線性函數但並非輸入信號L之一函數之一第二輸出信號。

如圖4中所展示，音訊系統400包含經連接於兩個音訊放大器輸出(圖4中未展示)之間的揚聲器。然而，與需要四個輸出線之習用BTL音訊系統不同，音訊系統400僅需要三個線來連接至兩個揚聲器以形成一立體聲音訊系統。此外，習用BTL音訊系統需要四個功率放大器，而音訊系統400僅需要三個功率放大器(圖4中未展示)。因此，可減小系統成本及複雜性。

圖5係圖解說明根據本發明之某些實施例之另一立體聲音訊系統之一簡化方塊圖。類似於圖4之音訊系統400，音訊系統500具有用以接收分別針對右聲道及左聲道之兩個輸入音訊信號R及L之一驅動器電路520。音訊系統500具有耦合至用以接收兩個輸出信號之兩個揚聲器之三個輸出線。

音訊系統500亦具有一信號處理電路530以及三個放大器561、562及563。信號處理電路530接收輸入信號R及L，且產生輸出信號a (R-L)、a (R+L)及a (L-R)，其中a 係一常數，如上文結合圖4所闡述。三個放大器561、562及563 (各自具有標稱地-1倍之一放大率)分別將信號a (R-L)、a (R+L)及a (L-R)轉換為信號-b (R-L)、-b (R+L)及-b (L-R)，其中b 係另一常數。音訊系統500具有耦合至分別用以接收兩個輸出信號2b L及2b R之兩個揚聲器之三個輸出線。下文結合圖6及圖7闡述信號處理電路530之不同實施方案。

圖6係圖解說明根據本發明之某些實施例之另一立體聲音訊系統之一示意圖。類似於圖5之音訊系統500，音訊系統600具有分別針對右聲道及左聲道之兩個輸入音訊信號R及L。音訊系統600亦具有耦合至用以分別接收輸出信號2b L及2b R之兩個揚聲器之三個輸出線。此外，音訊系統600亦具有一信號處理電路630以及三個放大器661、662及663。信號處理電路630接收輸入信號R及L，且產生輸出信號a (R-L)、a (R+L)及a (L-R)。三個放大器661、662及663各自分別將信號a (R-L)、a (R+L)及a (L-R)轉換為信號-b (R-L)、-b (R+L)及-b (L-R)。

信號處理電路630包含基於運算放大器(舉例而言，反相放大器及求和放大器)之類比電路區塊。一第一反相放大器631及一第二反相放大器632各自包含一運算放大器及三個電阻器，經組態以提供輸入信號之一反相信號。第一反相放大器631接收輸入音訊信號R且提供一-R信號。第二反相放大器632接收輸入音訊信號L且提供一-L信號。在圖6之實例中，每一反相放大器包含一運算放大器、用於將輸入信號耦合至運算放大器之一負輸入端子之一第一電阻器r1、用於將一參考信號Ref耦合至運算放大器之一正輸入端子之一第二電阻器r2以及用於將負輸入端子耦合至運算放大器之一輸出端子之一第三電阻器r3。在一特定實例中，r1、r2及r3可具有相同電阻值。

信號處理電路630亦包含三個求和放大器。一第一求和放大器641接收信號-R及L，且產生一輸出信號a (R-L)，其中a 係一常數，如上文所闡述。一第二求和放大器642接收信號-R及-L，且產生一輸出信號a (R+L)。類似地，一第三求和放大器643接收信號-L及R，且產生一輸出信號a (L-R)。在此實例中，每一求和放大器包含一運算放大器、用於將一第一輸入信號耦合至運算放大器之一負輸入端子之一第一電阻器r11、用於將一參考Ref信號耦合至運算放大器之一正輸入端子之一第二電阻器r12、用於將一第二輸入信號耦合至運算放大器之負輸入端子之一第三電阻器r13以及用於將負輸入端子耦合至運算放大器之一輸出端子之一第四電阻器r14。在一特定實例中，r11、r12、r13及r14可具有相同電阻值。

在音訊系統600中，一第一功率放大器661接收a (R-L)信號以在第一輸出線671處產生一-b (R-L)信號，其中b 係一常數。一第二功率放大器662接收R+L信號以在第二輸出線672處產生一-b (R+L)信號。類似地，一第三功率放大器663接收a (L-R)信號以在第三輸出線673處產生一-b (L-R)信號。( 一-1 倍放大器將 a(L-R) 轉換為 -a(L-R))

第一揚聲器681分別在其正及負輸入端子處接收信號-b (R-L)及-b (R+L)，得到一總信號2b L。類似地，第二揚聲器682分別在其正及負輸入端子處接收信號-b (L-R)及-b (R+L)，得到一總信號2b R。

圖6之音訊系統600係可僅使用三個線將立體聲輸出信號提供至兩個揚聲器且不具有任何輸出阻擋電容器之一音訊電路之一實例。與圖3之習用BTL系統相比，圖6之音訊系統600僅需要三個輸出線。此外，與需要四個功率音訊放大器之圖3之習用BTL系統相比，圖6之音訊系統600僅需要三個功率音訊放大器。圖6之音訊系統600包含用於執行關於音訊信號之數學函數之數個運算放大器，此等運算放大器比一習用音訊功率放大器小得多且成本上較低。因此，在利用積體電路實施時，圖6之音訊系統600可提供一較小且成本上較低裝置之額外優點。

圖7係圖解說明根據本發明之某些實施例之另一立體聲音訊系統之一示意圖。音訊系統700具有類似於系統600之組件，信號處理電路除外。音訊系統700具有執行類似於圖6中所圖解說明之類比信號處理電路630之功能之一數位信號處理器(DSP) 730。數位信號處理器(DSP) 720可包含：ADC，其用以將音訊輸入信號R及L轉換為數位信號並處理此等數位信號以產生數位輸出信號a (R-L)、a (R+L)及a (L-R)；及DAC，其用以將此等數位信號轉換為類比輸出信號a (R-L)、a (R+L)及a (L-R)。三個放大器761、762及763分別將信號a (R-L)、a (R+L)及a (L-R)轉換為信號-b (R-L)、-b (R+L)及-b (L-R)。

圖8係圖解說明用於提供一種三線式立體聲音訊輸出信號之一方法之一流程圖。該方法包含：接收一第一輸入信號R及一第二輸入信號L (步驟810)。該方法亦包含：將一第一驅動信號提供至一第一輸出線，第一驅動信號係基於第一輸入信號與第二輸入信號之間的一差(步驟820)。在步驟830處，將一第二驅動信號提供至一第二輸出線，第二驅動信號係基於第一輸入信號與第二輸入信號之一和。在步驟840處，將一第三驅動信號提供至一第三輸出線，第三驅動信號係第一驅動信號之一反相。該方法進一步包含：在第一輸出線與第二輸出線之間提供一基於2L之第一輸出信號(步驟850)，且在第三輸出線與第二輸出線之間提供一基於2R之第二輸出信號(步驟860)。

如上所概述之方法800可結合圖4之系統400、圖5之系統500、圖6之系統600或圖7之系統700而實施。舉例而言，方法800可使用如在圖6之系統600中所闡述之類比信號處理電路而實施。另一選擇係，方法800可使用如在圖7之系統700中所闡述之數位信號處理技術而實施。

2a L‧‧‧輸出信號

2a R‧‧‧輸出信號

2b L‧‧‧信號/第一輸出信號/輸出信號/總信號

2b R‧‧‧信號/第二輸出信號/輸出信號/總信號

2L‧‧‧第一輸出信號/輸出信號/信號

2R‧‧‧第二輸出信號/輸出信號/信號

100‧‧‧標準商業立體聲音訊系統

110‧‧‧單端放大器/功率放大器

111‧‧‧經放大音訊信號/音訊信號

112‧‧‧線/音訊信號/AC音訊信號

113‧‧‧阻擋電容器

114‧‧‧線

117‧‧‧揚聲器

118‧‧‧共同接地線/線

120‧‧‧單端放大器

121‧‧‧經放大音訊信號/音訊信號

122‧‧‧線/音訊信號

123‧‧‧阻擋電容器

124‧‧‧線

127‧‧‧揚聲器

201‧‧‧曲線

202‧‧‧曲線

400‧‧‧立體聲音訊系統/音訊系統/系統

420‧‧‧驅動器電路

451‧‧‧第一驅動信號/信號

452‧‧‧第二驅動信號/信號

453‧‧‧第三驅動信號/信號

471‧‧‧輸出線/第一輸出線

472‧‧‧輸出線/第二輸出線

473‧‧‧輸出線/第三輸出線

481‧‧‧揚聲器/第一揚聲器

482‧‧‧揚聲器/第二揚聲器

483‧‧‧正端子

484‧‧‧負端子

485‧‧‧正端子

486‧‧‧負端子

500‧‧‧音訊系統/系統

520‧‧‧驅動器電路

530‧‧‧信號處理電路

561‧‧‧放大器

562‧‧‧放大器

563‧‧‧放大器

600‧‧‧音訊系統/系統

630‧‧‧信號處理電路/類比信號處理電路

631‧‧‧第一反相放大器

632‧‧‧第二反相放大器

641‧‧‧第一求和放大器

642‧‧‧第二求和放大器

643‧‧‧第三求和放大器

661‧‧‧放大器/第一功率放大器

662‧‧‧放大器/第二功率放大器

663‧‧‧放大器/第三功率放大器

681‧‧‧第一揚聲器

682‧‧‧第二揚聲器

700‧‧‧音訊系統/系統

730‧‧‧數位信號處理器

761‧‧‧放大器

762‧‧‧放大器

763‧‧‧放大器

800‧‧‧方法

810‧‧‧步驟

820‧‧‧步驟

830‧‧‧步驟

840‧‧‧步驟

850‧‧‧步驟

860‧‧‧步驟

a(L-R)‧‧‧信號/輸出信號/數位輸出信號/類比輸出信號/第三信號

-a(L-R)‧‧‧信號/第三驅動信號

a(R+L)‧‧‧信號/輸出信號/數位輸出信號/類比輸出信號/第二信號

-a(R+L)‧‧‧信號/第二驅動信號

a(R-L)‧‧‧信號/輸出信號/數位輸出信號/類比輸出信號/第一信號

-a(R-L)‧‧‧信號/第一驅動信號

-b(L-R)‧‧‧信號

-b(R+L)‧‧‧信號

-b(R-L)‧‧‧信號

F1‧‧‧截止頻率

F2‧‧‧較低截止頻率

L‧‧‧左音訊信號/第二輸入信號/輸入信號/信號/音訊輸入信號/輸入音訊信號/第二輸入音訊信號

-L‧‧‧信號

R‧‧‧右音訊信號/第一輸入信號/輸入信號/信號/音訊輸入信號/輸入音訊信號/第一輸入音訊信號

-R‧‧‧信號

r1‧‧‧第一電阻器

r11‧‧‧第一電阻器

r12‧‧‧第二電阻器

r13‧‧‧第三電阻器

r14‧‧‧第四電阻器

r2‧‧‧第二電阻器

r3‧‧‧第三電阻器

Ref‧‧‧參考信號

VDD‧‧‧電源供應器

圖1A圖解說明呈一種三線式組態之具有兩個單端放大器之一習用立體聲音訊系統。

圖1B係圖解說明輸出阻擋電容器之功能之一習用單端放大器之一簡化示意圖。

圖2圖解說明具有不同阻擋電容器之高通濾波器之頻率回應曲線之實例。

圖3圖解說明具有一橋接式負載(BTL)組態之一習用立體聲音訊系統。

圖4係圖解說明根據本發明之某些實施例之一立體聲音訊系統之一簡化方塊圖。

圖5係圖解說明根據本發明之某些實施例之另一音訊系統之一簡化方塊圖。

圖6係圖解說明根據本發明之某些實施例之另一音訊系統之一示意圖。

圖7係圖解說明根據本發明之某些實施例之另一音訊系統之一示意圖。

圖8係圖解說明用於提供立體聲音訊輸出信號之一方法之一流程圖。

Claims (21)

1. 一種電路，其包括： 一第一輸出線、一第二輸出線，及一第三輸出線，其中該電路經組態以： 接收一第一輸入信號R及一第二輸入信號L； 將一第一驅動信號提供至該第一輸出線，該第一驅動信號係該輸入信號R與該輸入信號L之間之差之一線性函數； 將一第二驅動信號提供至該第二輸出線，該第二驅動信號係該輸入信號R與L之和之一線性函數；及 將一第三驅動信號提供至該第三輸出線，該第三驅動信號具有該第一驅動信號之一量值且相對於該第一驅動信號具有一相反極性； 在該第一輸出線與該第二輸出線之間提供一第一輸出信號，該第一輸出信號係該輸入信號L之一線性函數但並非該輸入信號R之一函數；及 在該第三輸出線與該第二輸出線之間提供一第二輸出信號，該第二輸出信號係該輸入信號R之一線性函數但並非該輸入信號L之一函數。
2. 如請求項1之電路，其中該電路經組態以： 將一第一驅動信號-a (R-L)提供至該第一輸出線； 將一第二驅動信號-a (R+L)提供至該第二輸出線；及 將一第三驅動信號-a (L-R)提供至該第三輸出線，其中a 係一常數； 其中該電路經組態以： 在該第一輸出線與該第二輸出線之間提供一第一輸出信號2b L；及 在該第三輸出線與該第二輸出線之間提供一第二輸出信號2b R，其中b 係一常數。
3. 如請求項2之電路，其中： 該第一輸出線經組態以被耦合至一第一揚聲器之一正端子； 該第二輸出線經組態以被耦合至該第一揚聲器之一負端子且被耦合至一第二揚聲器之一負端子；且 該第三輸出線經組態以被耦合至該第二揚聲器之一正端子， 藉此該電路經組態以： 在不具有阻擋電容器之情況下，將一基於2b L之第一輸出信號提供至該第一揚聲器；及 在無阻擋電容器連接至該等揚聲器之情況下，將一基於2b R之第二輸出信號提供至該第二揚聲器。
4. 如請求項2之電路，其中該電路包括： 一第一反相放大器，用於接收該第一輸入信號R且提供一信號-R； 一第二反相放大器，用於接收該第二輸入信號L且提供一信號-L； 一第一求和放大器，用於接收-R及L信號且產生一信號a (R-L)； 一第二求和放大器，用於接收-R及-L信號且產生一信號a (R+L)；及 一第三求和放大器，用於接收-L及R信號且產生一信號a (L-R)，其中a 係一常數。
5. 如請求項4之電路，其中該電路進一步包括： 一第一功率放大器，其經組態以接收來自該第一求和放大器之該信號a (R-L)且產生去往該第一輸出線之一信號-b (R-L)； 一第二功率放大器，其經組態以接收來自該第二求和放大器之該信號a (R+L)且產生去往該第二輸出線之一信號-b (R+L)；及 一第三功率放大器，其經組態以接收來自該第三求和放大器之該信號a (L-R)且產生去往該第三輸出線之一信號-b (L-R)。
6. 如請求項2之電路，其中該電路包括一數位信號處理器，該數位信號處理器經組態以： 接收一第一輸入信號R及一第二輸入信號L； 將一第一信號a (R-L)提供至該第一輸出線； 將一第二信號a (R+L)提供至該第二輸出線；及 將一第三信號a (L-R)提供至該第三輸出線。
7. 如請求項6之電路，其中該電路進一步包括： 一第一功率放大器，其經組態以接收來自該數位信號處理器之該第一信號a (R-L)且產生去往該第一輸出線之一信號-b (R-L)； 一第二功率放大器，其經組態以接收來自該數位信號處理器之該第二信號a (R+L)且產生去往該第二輸出線之一信號-b (R+L)；及 一第三功率放大器，其經組態以接收來自該數位信號處理器之該第三信號a (L-R)且產生去往該第三輸出線之一信號-b (L-R)。
8. 一種電路，其包括： 一第一輸出線、一第二輸出線，及一第三輸出線， 其中該電路經組態以： 接收一第一輸入信號R及一第二輸入信號L； 將一第一驅動信號提供至該第一輸出線，該第一驅動信號係基於該第一輸入信號與該第二輸入信號之間之一差； 將一第二驅動信號提供至該第二輸出線，該第二驅動信號係基於該第一輸入信號與該第二輸入信號之一和； 將一第三驅動信號提供至該第三輸出線，該第三驅動信號基於該第一輸入信號與該第二輸入信號之間之該差之一反相； 其中該電路經組態以： 在該第一輸出線與該第二輸出線之間提供一第一輸出信號；及 在該第三輸出線與該第二輸出線之間提供一第二輸出信號。
9. 如請求項8之電路，其中該電路包括： 一第一反相放大器，用於接收該第一輸入信號R且提供一信號-R； 一第二反相放大器，用於接收該第二輸入信號L且提供一信號-L； 一第一求和放大器，用於接收-R及L信號且產生一信號a (R-L)； 一第二求和放大器，用於接收-R及-L信號且產生一信號a (R+L)；及 一第三求和放大器，用於接收-L及R信號且產生一信號a (L-R)。
10. 如請求項9之電路，其中該電路進一步包括： 一第一功率放大器，其經組態以接收來自該第一求和放大器之該信號a (R-L)且產生去往該第一輸出線之一信號-b (R-L)； 一第二功率放大器，其經組態以接收來自該第二求和放大器之該信號a (R+L)且產生去往該第二輸出線之一信號-b (R+L)；及 一第三功率放大器，其經組態以接收來自該第三求和放大器之該信號a (L-R)且產生去往該第三輸出線之一信號-b (L-R)。
11. 如請求項8之電路，其中該電路包括一數位信號處理器，該數位信號處理器經組態以： 接收一第一輸入信號R及一第二輸入信號L； 將一基於a (R-L)之第一信號提供至該第一輸出線； 將一基於a (R+L)之第二信號提供至該第二輸出線；及 將一基於a (L-R)之第三信號提供至該第三輸出線，其中a 係一常數。
12. 如請求項11之電路，其中該電路進一步包括： 一第一功率放大器，其經組態以接收來自該數位信號處理器之該信號a (R-L)且產生去往該第一輸出線之一信號-b (R-L)； 一第二功率放大器，其經組態以接收來自該數位信號處理器之該信號a (R+L)且產生去往該第二輸出線之一信號-b (R+L)；及 一第三功率放大器，其經組態以接收來自該數位信號處理器之該信號a (L-R)且產生去往該第三輸出線之一信號-b (L-R)。
13. 一種立體聲音訊系統，其包括： 一第一輸入音訊信號R； 一第二輸入音訊信號L； 一驅動器電路，其具有一第一輸出線、一第二輸出線，及一第三輸出線， 其中該驅動器電路經組態以： 接收該第一輸入音訊信號R及該第二輸入音訊信號L； 將一第一驅動信號提供至該第一輸出線，該第一驅動信號係基於該第一輸入信號與該第二輸入信號之間之一差； 將一第二驅動信號提供至該第二輸出線，該第二驅動信號係基於該第一輸入信號與該第二輸入信號之一和； 將一第三驅動信號提供至該第三輸出線，該第三驅動信號係基於該第一輸入信號與該第二輸入信號之間之該差之一反相； 一第一揚聲器，其具有經耦合至該第一輸出線之一正端子及經耦合至該第二輸出線之一負端子； 一第二揚聲器，其具有經耦合至該第三輸出線之一正端子及經耦合至該第二輸出線之一負端子； 藉此： 該第一揚聲器經組態以接收基於該第二輸入信號L之兩倍之一第一輸出信號；且 該第二揚聲器經組態以接收基於該第一輸入信號R之兩倍之一第二輸出信號。
14. 如請求項13之系統，其中該驅動器電路包括： 一第一反相放大器，用於接收該第一輸入信號R且提供一信號-R； 一第二反相放大器，用於接收該第二輸入信號L且提供一信號-L； 一第一求和放大器，用於接收-R及L信號且產生一信號(R-L)； 一第二求和放大器，用於接收-R及-L信號且產生一信號(R+L)；及 一第三求和放大器，用於接收-L及R信號且產生一信號(L-R)。
15. 如請求項14之系統，其中該驅動器電路進一步包括： 一第一功率放大器，其具有-1倍之一放大率，且經組態以接收來自該第一求和放大器之該信號(R-L)並產生去往該第一輸出線之一信號-(R-L)； 一第二功率放大器，其具有-1倍之一放大率，且經組態以接收來自該第二求和放大器之該信號(R+L)並產生去往該第二輸出線之一信號-(R+L)；及 一第三功率放大器，其具有-1倍之一放大率，且經組態以接收來自該第三求和放大器之該信號(L-R)並產生去往該第三輸出線之一信號-(L-R)。
16. 如請求項13之系統，其中該驅動器電路包括一數位信號處理器，該數位信號處理器經組態以： 接收一第一輸入信號R及一第二輸入信號L； 將一第一信號a (R-L)提供至該第一輸出線； 將一第二信號a (R+L)提供至該第二輸出線；及 將一第三信號a (L-R)提供至該第三輸出線。
17. 如請求項16之系統，其中該驅動器電路進一步包括： 一第一功率放大器，其經組態以接收來自該數位信號處理器之該信號a (R-L)且產生去往該第一輸出線之一信號-b (R-L)； 一第二功率放大器，其經組態以接收來自該數位信號處理器之該信號a (R+L)且產生去往該第二輸出線之一信號-b (R+L)；及 一第三功率放大器，其經組態以接收來自該數位信號處理器之該信號a (L-R)且產生去往該第三輸出線之一信號-b (L-R)。
18. 一種用於提供一立體聲音訊輸出信號之方法，其包括： 接收一第一輸入信號R及一第二輸入信號L； 將一第一驅動信號提供至一第一輸出線，該第一驅動信號係基於該第一輸入信號與該第二輸入信號之間之一差； 將一第二驅動信號提供至一第二輸出線，該第二驅動信號係基於該第一輸入信號與該第二輸入信號之一和； 將一第三驅動信號提供至一第三輸出線，該第三驅動信號係基於該第一輸入信號與該第二輸入信號之間之該差； 在該第一輸出線與該第二輸出線之間提供一基於2L之第一輸出信號；及 在該第三輸出線與該第二輸出線之間提供一基於2R之第二輸出信號。
19. 如請求項18之方法，進一步包括： 將一第一揚聲器之一正端子耦合至該第一輸出線； 將該第一揚聲器之一負端子耦合至該第二輸出線； 將一第二揚聲器之一正端子耦合至該第三輸出線； 將該第二揚聲器之一負端子耦合至該第二輸出線， 藉此： 該第一揚聲器經組態以接收基於該第二輸入信號L之兩倍之一第一輸出信號；且 該第二揚聲器經組態以接收基於該第一輸入信號R之兩倍之一第二輸出信號。
20. 如請求項18之方法，進一步包括： 使用一第一反相放大器，依據該第一輸入信號來提供一反相第一輸入信號； 使用一第二反相放大器，依據該第二輸入信號來提供一反相第二輸入信號； 使用一第一求和放大器，依據該反相第一輸入信號及該第二輸入信號，基於該第一輸入信號與該第二輸入信號之間之一差來產生該第一驅動信號； 使用一第二求和放大器，依據該第一輸入信號及該第二輸入信號，基於該第一輸入信號與該第二輸入信號之一和來產生該第二驅動信號；及 使用一第三求和放大器，依據該第二輸入信號及該第一輸入信號，基於該第一輸入信號與該第二輸入信號之間之該差之一反相來產生該第三驅動信號。
21. 如請求項18之方法，進一步包括使用一數位信號處理電路來提供一信號a (R-L)、一信號a (R+L)，及一信號a (L-R)，其中a 係一常數。