TWI382657B - 音訊處理系統 - Google Patents

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Description

音訊處理系統
本發明係相關於一種音訊處理電路，尤指一種具有一USB控制器之音訊處理電路。
一般現行之個人電腦(PC)的聲音或音樂數據要利用外部的音訊處理系統進行播放時，必須利用USB控制晶片控制USB控制器透過USB連接埠將位於個人電腦(PC)內部之聲音或音樂數據傳輸至外部的音訊處理系統，再利用音訊處理控制晶片控制音訊處理系統將電腦所傳輸的聲音或音樂數據進行音訊處理，最後再利用揚聲器進行播放，如此方可完成播放儲存於個人電腦內之聲音或音樂數據的動作，但此種方式必須分別使用USB控制晶片及音訊處理控制晶片等兩種不同類型的控制晶片，相當耗費系統電路的體積，因此，如何節省系統電路的體積以完成利用外部的音訊處理系統播放個人電腦的USB聲音或音樂數據，則成為一種改善音訊處理系統的重要課題。而且目前的市場趨勢是走向小型化的產品，因此如何提供小體積、高效能的音訊處理系統為一種必然的市場趨勢，亦是業界的目標之一。
因此，本發明的目的之一在於提供一種結合USB介面及音訊放大器之音訊處理系統。
本發明的實施例揭露一種音訊處理系統，該音訊處理系統包含一音訊處理器以及一音訊放大器。音訊處理器用以接收一資料訊號進行處理以產生一處理訊號，音訊處理器包含至少一增益控制電路以及至少一運算放大器。至少一增益控制電路用以根據一音量控制訊號以及一參考訊號產生一增益訊號。至少一運算放大器耦接於該至少一增益控制電路，用以根據該增益訊號對該資料訊號進行增益，以產生一處理訊號。音訊放大器耦接於該音訊處理器，用以接收並放大該處理訊號，以產生一放大訊號。
此外，本發明之音訊處理系統另包含至少一揚聲器，耦接於該音訊放大器，用以接收該放大訊號並加以輸出。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式作詳細說明。
請參閱第1圖，第1圖為本發明之音訊處理系統之示意圖。如第1圖所示，本發明之音訊處理系統10包含一音訊處理器12以及一音訊放大器14。音訊處理器12用以接收一資料訊號進行處理以產生一處理訊號。音訊放大器14耦接於該音訊處理器12，用以接收並放大該處理訊號，以產生一放大訊號。其中該音訊處理系統10另包含至少一揚聲器16，耦接於該音訊放大器14，用以接收該放大訊號並加以輸出。
請參閱第1圖及第2圖，第2圖為本發明之音訊處理系統之音訊處理器之示意圖。如第2圖所示，音訊處理器12包含至少一增益控制電路122以及至少一運算放大器124。至少一增益控制電路122用以根據一音量控制訊號、一參考訊號以及一回授訊號產生一增益訊號。至少一運算放大器124耦接於至少一增益控制電路122，用以根據增益訊號對資料訊號進行增益，以產生處理訊號。其中回授訊號係為處理訊號，而參考訊號為資料訊號或一參考電壓兩者之一。運算放大器124則為一差動運算放大器(differential amplifier)。
於一實施例中，音訊處理系統10另包含一USB(通用序列匯排流)連接埠18以及一USB控制器20。USB連接埠18用以接收一音源訊號。USB控制器20耦接於USB連接埠18及音訊處理器12，用以接收音源訊號，產生資料訊號。於另一實施例中，音訊處理系統10另包含一第二輸入埠22，第二輸入埠22耦接於音訊處理器12，用以直接輸入該資料訊號。
音訊處理系統10另包含有一輸入裝置28，輸入裝置28係耦接於USB控制器16，輸入裝置28係用以輸入音量控制訊號。於一實施例中，輸入裝置28係為一鍵盤、一具鍵盤之輸入面板以及一遙控器其中之一者。此外，音訊處理系統10另包含一串列介面引擎(Serial Interface Engine,SIE)24，串列介面引擎24耦接於USB控制器20，用以將所接收之音源訊號進行解碼、串列式資料改成並列式，及將欲傳輸之並列式資料改成串列式，並將之編碼，同時在傳輸/接收資料時，進行循環冗餘字元核對碼(Cyclic Redundancy Check Code)之檢查工作。
音訊處理系統10另包含有一雜訊消除電路26，雜訊消除電路26耦接於串列介面引擎24，雜訊消除電路26包含一正反器(flip-flop)(圖未示)以及至少一數位類比轉換器(digital-analog converter)(圖未示)。雜訊消除電路26利用正反器及一數位類比轉換器以及一外接之電容器，即可進行雜音的消除，由於此為一般常見的雜音消除原理，因此在此不在贅述，而音訊處理器12另包含至少一開關單元126，用以根據一輸入控制訊號選擇性的耦接於雜訊消除電路26以及第二輸入埠22之間。雜訊消除電路26可以消除音訊處理系統10透過USB連接埠18接收音源訊號再經由USB控制器20產生該資料訊號，或者利用第二輸入埠22直接輸入資料訊號此兩種作法切換時，因為訊號的突波，而於揚聲器16中產生異常聲音，例如pop-pop聲。
於一實施例中，音訊放大器14係為一D類音訊放大器(Class-D amplifier)。音訊放大器14係包含一正輸入端及一負輸入端，其正輸入端係用以接收一鋸齒波訊號源，其負輸入端則用以接收處理訊號，其中音訊放大器14係根據鋸齒波訊號源放大該音訊訊號以產生放大訊號，由於D類音訊放大器知技術係為一般熟知，因此於此亦不再贅述。
其中，音訊處理系統10另包含一計時器30，耦接於音訊處理器12，計時器30係用以計算時間。此外音訊處理系統10另包含一螢幕32，耦接於音訊處理器12及計時器30，螢幕32可用以顯示音訊處理系統10處理中之資料、完成處理之資料或計時器30之計時時間，藉此使用者可藉由顯示於螢幕32上的資訊了解目前音訊處理系統10的各種處理狀態。
於一實施例中，音訊處理系統10另可包含一收音機電路34，收音機電路34係耦接於音訊處理器12，其中資料訊號係為收音機電路34所接收之調頻訊號。而於本實施例中，輸入裝置28係可用以輸入資料及命令或設定收音機電路34之電台及以控制至少一揚聲器16之播放音量。
請參閱第1圖及第3圖，第3圖為本發明之音訊處理系統的音訊處理器之另一實施例的示意圖。如第3圖所示，於本實施例中，運算放大器係為一差動運算放大器124，本實施例包含兩個差動運算放大器(1241、1242)、兩個開關單元(1261、1262)以及四個增益控制電路(1221~1224)。其中，兩個差動運算放大器(1241、1242)係可分別產生左右兩聲道之複數個處理訊號，以提供後續連接之D類音訊放大器14進行放大後於揚聲器16中輸出左右兩聲道之聲音，於本實施例中，增益控制電路(1221、1223)之參考訊號係為該資料訊號，而增益控制電路(1222、1224)之參考訊號則為一參考電壓Vref，藉由此種設計，可使兩個差動運算放大器(1241、1242)匹配。
如前所述，本發明之音訊處理系統，結合USB控制器以及音訊放大器兩種主要電路，藉此可將兩種電路整合為一，藉此有效的減少電路所需的體積，此外本發明之音訊處理系統亦可利用開關單元於USB控制器之USB連接埠及另一個輸入端之間做切換，可選擇利用個人電腦(PC)透過USB輸入音訊訊號或者由第二輸入端直接輸入音訊訊號，藉此可於應用上多一種選擇，達成不僅僅縮小體積，且多功能的音訊處理系統。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10．．．音訊處理系統
12．．．音訊處理器
14．．．音訊放大器
16．．．揚聲器
18．．．USB連接埠
20．．．USB控制器
22．．．第二輸入埠
24．．．串列介面引擎
26．．．雜訊消除電路
28．．．輸入裝置
30．．．計時器
32．．．螢幕
34．．．收音機電路
122．．．增益控制單元
124．．．運算放大器
126．．．開關單元
Vref．．．參考電壓
第1圖為本發明之音訊處理系統之示意圖。
第2圖為本發明之音訊處理系統之音訊處理器之示意圖。
第3圖為本發明之音訊處理系統之音訊處理器的另一實施例之示意圖。
10．．．音訊處理系統
12．．．音訊處理器
14．．．音訊放大器
16．．．揚聲器
18．．．USB連接埠
20．．．USB控制器
22．．．第二輸入埠
24．．．串列介面引擎
26．．．雜訊消除電路
28．．．輸入裝置
30．．．計時器
32．．．螢幕
34．．．收音機電路

Claims (16)

  1. 一種音訊處理系統，該音訊處理系統包含：一音訊處理器，用以接收至少一資料訊號進行處理以產生一處理訊號；一USB(通用序列匯排流)連接埠，用以接收一音源訊號；一USB控制器，耦接於該USB連接埠及該音訊處理器，用以接收該音源訊號，產生該資料訊號，一第二輸入埠，耦接於該音訊處理器，用以輸入該資料訊號；以及一音訊放大器，耦接於該音訊處理器，用以接收並放大該處理訊號，以產生一放大訊號，其中該音訊處理器包含：一開關單元，用以根據一輸入控制訊號選擇性的選擇該USB控制器輸出之該資料訊號或該第二輸入埠輸出之該資訊訊號；至少一增益控制電路，用以根據一音量控制訊號、一該開關單元所選擇之該資訊訊號以及一回授訊號產生一增益訊號；以及至少一運算放大器，耦接於該至少一增益控制電路，用以根據該增益訊號對該開關單元所選擇之該資料訊號進行增益，以產生該處理訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之音訊處理系統，其中該回授訊號係為該處理訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之音訊處理系統，其中該音訊處理系統另包含至少一揚聲器，耦接於該音訊放大器，用以接收該放大訊號並加以輸出。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之音訊處理系統，其中該音訊處理系統另包含一輸入裝置，該輸入裝置係耦接於該USB控制器，該輸入裝置係用以輸入該音量控制訊號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之音訊處理系統，其中該輸入裝置係為一鍵盤、一具鍵盤之輸入面板以及一遙控器其中之一者。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之音訊處理系統，其中該音訊處理系統另包含一串列介面引擎(Serial Interface Engine,SIE)，耦接於該USB控制器，用以將接收之該音源訊號進行解碼、串列式資料改成並列式，及將欲傳輸之並列式資料改成串列式，並將之編碼，同時在傳輸/接收資料時，進行循環冗餘字元核對碼(Cyclic Redundancy Check Code)之檢查工作。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之音訊處理系統，其中該音訊處理系統另包含一雜訊消除電路，該雜訊消除電路耦接於該串列介面引擎，用以消除音訊處理系統所產生的該雜訊。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之音訊處理系統，其中該雜訊消除電路包含一正反器(flip-flop)以及至少一數位類比轉換器(digital-analog converter)。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之音訊處理系統，其中 該開關單元用以根據一輸入控制訊號選擇性的將該增益控制電路耦接於該雜訊消除電路及該第二輸入埠之一。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之音訊處理系統，其中該音訊放大器係為一D類音訊放大器(Class-D amplifier)。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之音訊處理系統，其中該音訊放大器係包含一正輸入端及一負輸入端，該正輸入端係用以接收一鋸齒波訊號源，該負輸入端則用以接收該處理訊號，其中該音訊放大器係根據該鋸齒波訊號源放大該音訊訊號以產生該放大訊號。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之音訊處理系統，其中該運算放大器係為一差動運算放大器(differential amplifier)。
  13. 如申請專利範圍第4項所述之音訊處理系統，其中該音訊處理系統另包含一收音機電路，該收音機電路係耦接於該音訊處理器，其中該資料訊號係為該收音機電路所接收之調頻訊號。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之音訊處理系統，其中該輸入裝置係用以輸入資料及命令或設定該收音機電路之電台及以控制該至少一揚聲器之播放音量。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之音訊處理系統，其中該音訊處理系統另包含一計時器，耦接於該音訊處理器，該計時器係用以計算時間。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之音訊處理系統，其中該音訊處理系統另包含一螢幕，耦接於該音訊處理器及 該計時器，該螢幕係用以顯示音訊處理系統之資訊。
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