經濟部中央揉準局貝工消費合作社印装 317633 A7 _B7__ 五、發明説明（Μ 《發明之領域》 本發明是有關於音頻斜率臨界值取樣錄放音方法及裝 置，特別是指一種利用檢知原訊號出現零斜率之各點之間 隔時間與樣本電壓（振幅），依序加以記錄》通原時，僅 需依嫌取出原記錄之間隔時間，使其產生一相對應等電壓 值之矩形波，依此矩形波使之弦波化而產生對應之弦波， 再逋當地加入不同之放大率與直流電膣位準•即可遢原得 與原波形近似之波形者。 《先前技藝之描述》 傅統習見之數位式錄放音方法，係於每固定之間隔時 間由原輸入訊號中取出樣本霣壓值（如第1_1圈中Ρ1 、Ρ2 Ρ η各點），並加Μ記錄於記錄器中，欲重播時 ，則Μ相同之間隔時間由記錄器中取出樣本之轚壓值輸出 (如第1 — 2圖所示），其原輸入訊號與輸出訊號間不可 遊免地存在有極明顯地失真•且此種方式亦具有如下之缺 失： ⑴當原輸入訊號之樣本電壓值於某一段間隔時間持續為定 值或為零時，其取樣動作卻持縯f行，如此不但佔用極 大之記憶空間•且所記錄之資料亦無實質意義，造成記 憶體嚴重之浪費。 ⑵由於輸入及輸出訊號之失真率取決於取樣之間隔時間》 若取樣之間隔時間愈短，則其輸出失真愈小愈準確•但 佔用記憶艘空間相對增加：而若為節省記慵體空間，則 可增長取樣之間隔時間•藉由減少單位時間之取樣值而 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -I i n H ..... H-ILr^r— tryn m n 1 m ϋ HI 1 n -i- i n in *1 n I 紙 *. (請先M讀背面之注意事項再填寫+本頁) 317633 A7 - A 7 B7 ί 五、發明説明（2) —lte.----f -裝-- (请先閱讀背面之注意f項再填寫.本頁) 訂 Λ線 達到減少記憶體空間之佔用（如第1 一 3圖所示），而 如此一來》又面臨訊號失真加大之困擾，故而造成傳铳 數位式錄音訊號取搛霣路之發展瓶頸。 有鑑於習見之數位式錄放音取樣方式及轚路有上述之 缺點•發明人乃針對該些缺點研究改進之道*終於有本發 明的產生。 《發明之綜合說明》 經濟部中央橾準局員工消费合作社印裝 本發明旨在提供一_音頻斜率臨界值取樣錄放音方法 及裝置，其係以零斜率檢知方式於原訊號出現零斜率之各 點Ρ η時，依序記錄各點Ρ η之間隔時間r η與樣本轚懕值 Vn ;而堪原重播時•僅需依讀取出原記錄之間隔時間r η •使其產生一相對應等電壓值之矩形波，依此矩形波使之 弦波化而產生對應之弦波·利用相鄰二點Ρη、Ρη-1之樣 本電壓差之絕對值（即丨Vn-Vn-1 I )作為該二點間弦 波之放大率之值，而以二點間樣本m臞之平均值（即 (Vn-Vn-l)/2 )為該二點間弦波之直流電壓位準值，將 前述放大值及直流電應位準值置入原弦波中•即可遢原得 與原波形近似之波形，其失真可受控制而穩定保持於一極 低之狀態且無需增加佔用之記憶艘空間，此為本發明之主 要特徽。 依本發明之此種音頻斜率臨界值取樣錄放音方法及裝 置*其由於取樣點係波形訊號出現零斜率時，而非一定間 隔時間取樣•故在獲取相同埵原波形之條件下，本發明可 較傅統數位式錄音方法節省極大之記憶體佔用空間，此為 本發明之另一特微。 本纸張尺度適用中國鬮家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐) A7 B7 經濟部中央揉準局β;工消费合作社印策 五、發明説明（3 ) 依本發明之此種音頻斜率臨界值取樣錄放音方法及裝 置，其於原輸入之波形訊號長時間保持於零斜率時•系統 內舍自動於一定之長時間間隔做一取樣確認，直至输入波 形訊虢改變零斜率之狀戆，即立即悛複零斜率取搛，其可 完全避免傅統數位式錄音法於訊號持續一段時間為零時· 仍然頻繁取樣而浪費記憶空間•達到充份利用記慷體之功 效，此為本發明之又一特擻。 至於本發明之詳细構造、應用原理、作用與功效•則 參照下列依附圆所作之說明即可得到完全的了解： 《圖示之簡單說明》 附圖者： 第1 一 1至1 — 3 _為習見數位式錄放音方法之說明圆。 第2 — 1圃為本發明之錄音流程圖。 第2 — 2圓為本發明之重播放音流程圃。 第3— 1至3 — 6圓為本發明錄放音流程之波形說明圃。 第4画為本發明之整髖結構方塊圖。 第5 — 1圖為本發明於輸入波形長時間保持零斜率時之 間隔時間取樣說明圖。 第5 - 2圃為本發明之矩形波/弦波轉換器實施例方塊圆。 《較佳具艘實施例之描述》 如第1圓所示，其為習見之數位式錄放音方法之說明 圖*其構成情形以及其缺失，已如前所述*此處不再重複 敕述。 第3 — 1圖係輸入訊號之波形，由其配合第2 — 1圈 本發明之錄音流程匾，可知其錄音步驟如下：首先間隔時 請 先 閱 面 之 注
I 頁 裝 訂 本紙珉尺度逋用中國國家標牟（CNS > A4规格（210X297公釐） 317633 經濟部中央標準局貝工消费合作社印氧 A7 B7__五、發明説明（^ ) 間計數器經由一重置（RESET)動作後開始計數*由於糸統 於輸入訊虢保捋為零斜率時會持續計時’故須判斷其是否 已計數至最大時間，若是，則發出一觸發記錄訊號Μ記錄 此時之間隔時間及樣本電壓實料*若杏•則檢知訊號波形 於零斜率變動之位置，以記錄該時之間隔時間及櫬本霣壓 資料儲存於記憶艘中*並產生一新位址，Μ供記錄下一筆 資料，藉此將波形中櫬註PI、Ρ2、Ρ3......Ρη之之產 生零斜率各點之間隔時間r η與樣本甯懕值Vn係依序記錄 於記憶體中，而由第2-2圖本發明之里播放音流程圆， 可知通原重播時*僅需依序由記憶體中各位址取出各間隔 時間r η值•配合系統內間隔時間計數器於計數中的時間 內，使之產生一對應原輸入訊號之波形上昇（斜率為正） 時輸出為定值高霣壓，而當波形下降（斜率為負）時為輸 出零或低電壓之矩形波（其波形如第3 — 2圓所示），依 該矩形波之定義，於波形中各間隔時間rη輸出為定值高 電懕之部份形成一等斜率上昇之斜線，其間各間隔時間rη 輸出為零或低電壓之部份，則形成一等斜率下降之斜線， 由rη之值修正以組成一峰值電懕相等之三角（鋸齒）波 (其波形如第3 — 3 Μ所示）·將此三角波予以弦波化， 使之形成一振幅相等而頻率之不同之弦波（如第3—4鼴 所示），而由記慷體中依序取出各樣本電壓值Vn，以相 鄰二點pn、pn-：L間之樣本窜歷差之絕對值（即 I Vn-Vn-1 | ) 作為該二點間之弦波之放大值，使各間 隔時間rη内之弦波經不同放大值放大後形成如第3- 5 圖所示之波形，再Μ相鄰二點Ρη、ρη-1之樣本電壓平均 ·«. (請先《讀背面之注f項再填寫本頁) > ^ϋ· - 訂 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） 經濟部中央標準局負工消费合作社印装 A7 B7 五、發明説明（艾） 值（即（Vn+Vn-l)/2)作為該二點間之弦波之直流轚壓 位準值，將各間隔時間rη之直流位準電壓加入，即可得 如第3 - 6圓所示之近似於原輸入訊號之輸出波形，將該 波形經放大後即得所需之訊號。 第4_為本發明之整賊結構方塊圖，首先針對各裝置 之功能分別作一說明如下： 緩衝器080，為記錄器與外界訊號源之介面·· 斜率檢知器010 ·檢知輸入波形，若其斜率為零或由 零值轉變成非零值，即輸入波形之峰值或訊號起始、終止 點，如第5— 1圖之Ρ1、Ρ2、Ρ3、Ρ 4等各點，當斜率 檢知器010，檢知到上述之點時，則發出一脈衡訊號； 或閜（OR GATE) 011，當有自斜率檢知器010或間隔時 間計數器040輸入之脈衡訊虢•則送出一脈衝訊號至振幅 資料暫存器030、間隔時間暫存器050，及位址產生器100 •以便將間隔時間值zr η，及電壓值存入正確位址； 類比/數位轉換器020，將輸入之波形振幅予以數位 化*將此數位化之值V送到振幅資料暫存器030中； 間隔時間計數器040 ·主要包括： 延遲電路041，係將或閜011送來之記錄需求訊號，延 遲一固定時間，以便於該趣延時間中，間隔時間暫存器050 將r η資料暫存拴住，之後時間間隔計數器043才被重置 (RESET)，如此可確保7： 〇資料巳儲存在此暫存器中； 時鐘脈波（CLOCK)產生器042，產生時鐘脈波（CLOCK)供 應糸統内使用； 時間間隔計數器043，計算Ρ η到P n+1間之間隔時間* 本紙張尺度逍用中國困家梯準（CNS ) A4规格（210X297公釐〉 (請先W讀背面之注$項再埃«本頁) τ 經濟部中央標準局員工消費合作杜印«. A7 _B7__五、發明説明（么） 其由延遲電路041撵收一重置（RESET)訊號，即開始一新的 計數動作•一直到下一重置訊號出現為止，當計數器已計 數到最大計數值T1 *皆未接收到重置訊號則此時必需發 出一個記錄蒲求觸發訊號給或閜*以記錄此時之（rη、 Vn)訊號； 藉上述裝置，可計算Ρ η到Pn + 1之間的時間間隔•此 計數器有最大計數時間值T1，若間隔時間大於T1 *如第 5 — 1圖之P 2與P 3間，則在計數到最大值T 1之間必需 加取一點P5記錄之，以免記錯P2、P3點之間的間隔時 間，也因為如此才在計數器計數到最大值T1之時，須送 出一脈波至或閘011，以作為觸發記錄訊號之用； 振幅資料暫存器030，暫存振幅資料之用，當接收到 或閘011發出一個儲存脈衝波訊號，則振幅資料暫存器030 立刻拴住此刻類比/數位轉換器020之輸出訊號，即暫存 其振幅資料於此暫存器之中； 間隔時間暫存器050 ·暫存間隔時間Z： η資料，當接 收到或閘011發出的儲存脈衝波訊號，則此間隔時間暫存 器050立刻拴住（Latch)此刻之間隔時間計數器040之輸 出訊號•即暫存間隔時間於此暫存器之中： 資料選擇器060 ·依記憶體的地址，選擇正確之資料 *亦即決定是要存入振幅資料或間隔時間資料至記憧體內； 記憶體070 ·它可依不同的地址存入此時資料輸入端 的資料或送出資料到資料輸出端，其動作是將資料寫入記 憶體中，或由記憶體中讀出資料，則由讓/寫端之訊號控 制之，此訊號由堪擇開關SW1發出，當選擇開關SW1撥在 (請先w讀背面之注#W-項再填寫本頁) -ϋ II— ·11 -! et-tLf ft n^n 111 ^^1 . 訂 ¥V' 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印«. 317633 A7 B7 五、發明説明（7) R端即為讀出（Read)記憶體資料之動作，遘擇開翡SW1撥 在W端即為資料寫入（Write)記憶髓存儲之動作； 位址產生器100，主要包括： 位址計數控制器110，它控制位址計數器是否要計數' 當它接到或閜011或第二間隔時間計數器220之脈衡波（即 位址需求訊號）·則發出一脈衝訊號去令位址計數器120 動作，其係接受或閘011或第二間隔時間計數器220之脈 衝波，則由接收切換開醑SW1之R/W訊號控制，當切換開關 SW1為R (Read)則為讀出之動作，此時位址計數控制器110 只接受第二間隔時間計數器220之位址需求訊號*當切換 開RJ5SW1為W (Write)則為寫入之動作，故位址計數控制器 110此時只接受由或閘011發出之位址需求訊號； 位址計數器120，可輸出一地址到記慷體· Μ便記憶體 依此地址做存入或取出賁料，當它接收到位址計數控制器 110之計數觸發訊號時，即固定計Ν次（也就是依序輸出 Ν個地址），Μ便我們的資料能完全存入或取出。 賁料分向器270，係分辨時間訊號r或振幅訊號V， 並依訊號內容之不同而分送至第二間隔時間暫存器210或 第二振幅資料暫存器240 ·而其分辨時間訊號r或振幅訊 號V之方式，主要係於記憶體070儲存資料時，即已設定 時間訊號τ及振幅訊號V存放之固定位置·而讀出資料時 ，即可由特定之位置，取出所需之資料，例如：記憶級依 其容董大小而有不同數量之位址（如4位元記憶體中即具 有0000、0001、0010、0011____llll等 16個位址，且每一 位址具有4個空隔），藉由設定各位址中之前半段（前2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐) •ϋιι—nl-ivf· ^1115 ---1-"^泳 (請先Η讀背面之注$項再填«本頁) 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印裝 A7 ._B7_ 五、發明説明（ί ) 個）空隔儲存時間訊號r，而設定後半段（後2個）空隔 儲存搌幅訊號V，謓取賁料時，每次由一位址取出之資料 •其前半段必為時間訊號r，而後半段必為振幅訊號V。 第二間隔時間暫存器210，暫存由記慷體取出之間隔 時間資料r η *以便讓第二間隔時間計數器220依此資料 計數；4 第二間隔時間計數器220，由第二間隔時間暫存器210 輸出端載入間隔時間值r η之後再計數，其主要目的在於 輸出一正確的r η值波宽的脈衡訊號，當它計算完成rη 值’也就是間隔出rη時間之後•即輸出一個位址需求訊 號*通知位址計數控制器110再送出新的賁料以便計數， 至於rη時間内是要輸出高電位或低電位霣壓則由振幅資 料計算電路250計算出（Vn—Vn-Ι)之正負值決定； 第二振幅資料暫存器240 ·暫存由記憶體取出之振幅 資料Vn，Μ供振幅資料計算電路250計算各項所需之數 值·· 搌幅資料計算電路250，用Μ計算（Vn - Vn-Ι)及 (Vn+Vn-l)/2之值·其中振幅資料暫存器251、252 ·在 同一時間内分別暫存著Vn及Vn-Ι之資料，計算器253是 計算（Vn-Vn-l)之值，其中丨Vn — Vn-Ι丨之值傅至IJ 振幅放大器261作為放大器之放大值之用，（Vn-Vn-l )之正、負符號（Sign)，傅到第二間隔時間計數器220做 其輸出應為高、低電位的依據·計算器254是計算 (Vn+Vn-l)/2之值，再將此值送到直流準位調整器262 作為此時直流位準之依據； 本紙垠尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） \ fil —-----Lrf-Γ—---^裝------訂-I--- -Ο (請先聞讀背面之注意事項再填¾本頁) 經濟部中央標準局工消费合作社印氧 A7 B7 _ 五、發明説明（7) 矩形波/弦波轉換器230，其目的是將第二間隔時間 計數器220輸出之矩形波轉換成相對應之弦波，其矩形波 /弦波轉換之方式很多，Μ下僅舉一常見之實施例•如第 5 — 2圖所示•由第二間隔時間計數器220輸出之矩形波 先經過方波/三角波轉換器2311成為三角波，此三角波送 到三角波/弦波轉換器2312，轉換成弦波·即可得到前述 之對應弦波波形； 訊號調整放大器260，因為由矩形波/弦波轉換電路 230輸出之弦波只有頻率之變化•而其振幅與直流位準都 尚未被加入，故以一振幅放大器261依振幅資料計算電路 250送來之丨Vn—Vn-1丨·做為此間隔時間波形之放大 率依據，另Μ—直流準位調整器262依振幅資料計算電路 250送來之（Vn+Vn-l)/2之值，做為此時直流位準調整 之用； 放大器263，可依使用者之軎好，而調整出適當輸出 振幅大小也可以作為整個電路與外界間之緩衝器。 整體裝置、結構之詳細動作原理如下： 外部訊號輸入到鍰衡器080，緩衝器080再將訊號送 到斜率檢知器010及類比/數位轉換器020，將訊號振幅 經類比/數位轉換器020化為數位訊號，而斜率檢知器010 則檢出零斜率之時間點，當有發生輸入訊號為零斜率之點 或間隔時間計數器040計數已滿之時，則發出一記錄需求 訊號，Μ記錄當時之訊號振幅值Vn、間隔時間值r η於振 幅資料暫存器030及間隔時間暫存器050中，並使位址產 生器100提供新的位址》Μ便儲存新的資料到記憶艘070 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） ni-lkF ftn n^i.—nt—^1 (請先M讀背面之注意事項再埃寫本頁) 訂 經濟部中央樣準局員工消費合作社印策 317633 A7 B7 五、發明説明（（。） 中，當間隔時間值r被記錄之後*間隔時間計數器040被 重置（RESET)，重新開始計數，以計算一個零斜率點與另 一零斜率點之間隔時間，或訊號為零的時間•振幅資料暫 存器030及間隔時間暫存器050之資料值送到資料選擇器 060做資料遵擇，其選揮是依位址而定，記憶體070內各 位址應存何種資料•由位址本身令資料選擇器060選出應 存之資料，而儲存之位址計數器120在整個糸統為寫入資 料到記憶體070之時，其位址計數之觸發是由或閜011提 供，當糸統為謓出記憶體中之資料，其位址之觸發是由第 二間隔時間計數器220提供，而選擇開鼷SW1是決定糸統 在R或W狀態，當選擇開闞SW1在R位置則整個系統為賁 料由記憶器內謓出，當遘擇開關SW1在W位置則整個糸統 為資料寫入記憶器中存儲之，所Μ選擇開鼸SW1係用K控 制記憶體070、位址記錄器100、資料選擇器060，資料 分向器270等之動作* Μ決定糸統是在資料存入或是資料 取出，地址產生器100係提供儲存或輸出之資料於記憶體 070內之位址，當選擇開關SW1在R位置之時，位址產生器 100則由第二間隔時間計數器220控制，當資料由記憶體 070中新的位址輸出資料時·其輸出資料及當時之位址會 送到資料分向器270，由其判斷逭是時間訊號r，埋是振 幅訊號V·再依訊號内容之不同而分送到第二間隔時間暫 存器210或第二振幅賁料暫存器240去，當第二間隔時間 計數器220由第二間隔時間暫存器210取得數據r後·即 開始計數，Μ間隔出一個r時間給矩形波/弦波轉換器230 •在此時第二振幅資料暫存器240也由資料分向器270取 本紙張尺度逋用中國國家榡準（CNS > A4規格（210X297公釐） (請先Μ讀背面之注意事項再填¾本Ϊ ) 裝· 訂 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印装 A7 B7 五、發明説明（I f ) 得V之資料*並將此值送給矩形波/弦波轉換器230 ·該 矩形波/弦波轉換器230在得到第二間隔時間計數器220送 來之間隔時間及第二振幅資料暫存器240送來之振幅資料 ，而產生了部份的弦波波形，當第二間隔時間計數器220 計數完成rη時間後，即發出一新的資料需求觸發訊號通 知位址產生器100再產生新位址，Μ便記憶體070再提供 一新資料，藕此使弦波波形因後績連績不斷的訊號接績而 來，故產生出連績的訊號波形*但由矩形波/弦波轉換器 230輸出之波形只是弦波波形，但非原訊號波形，必需再 加Κ不同的放大並加入不同的直流位準才能缠原出原波形 •而其放大之倍數由計算器253提供，當丨Vn — Vn-1 I 之值越大時，表示放大率越大，反之則越小，在振幅放大 器261中將該弦波侬各間隔時間不同放大率加Μ放大，而 由計算器254提供各間隔時間之直流位準（Vn+Vn-l)/2 ，於直流準位調整器262加入弦波之中，再經由一放木器 263適當放大後，即可得所需之低失真缠原訊號。 由上所述可知，本發明之音頻斜率臨界值取樣錄放音 方法及裝置確實具有低失真、減少記憶艘佔用空間之功效 ，而其並未見諸公開使用，合於專利法之規定，懇請賜准 專利，實為德便。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公漦） \ - ϋ 1 1 1 -- 1· LT I--*1-I—.裝訂------冰 (請先聞讀背面之注意事項再球窝本頁)