TWI552611B

TWI552611B - 音樂播放裝置

Info

Publication number: TWI552611B
Application number: TW103145776A
Authority: TW
Inventors: 劉建宏
Original assignee: 廣達電腦股份有限公司
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2016-10-01
Also published as: US20160192094A1; CN105848051B; CN105848051A; TW201625017A

Description

音樂播放裝置

本案是有關於一種電子裝置，且特別是有關於具有磁浮功能的音樂播放裝置。

隨著科技發展，各種類型的音樂播放器日益普及。例如，可攜式音樂播放器以及雲端音樂系統等等。

近年來，市面上推出一種兼具外觀與實用性的磁浮音樂系統。磁浮音樂系統利用磁力的特性，讓高音喇叭懸浮於低音喇叭上，以達到特殊的外觀效果與輸出不同聲道的聲音。

然而，目前的磁浮音樂系統中，高音喇叭需事先充好電才可以進行懸浮與音樂播放的操作，造成磁浮音樂系統的音樂播放時間降低。另外，由於磁力與音樂傳輸之間常常會互相干擾，造成磁浮音樂系統輸出的聲音的解析度無法提升。

為了解決上述問題，本揭露內容之一態樣提出一種音樂播放裝置。音樂播放裝置包含磁浮單元與底座單元。磁浮單元用以基於相應於原始聲音訊號的物理訊號輸出第一聲音訊號。底座單元用以藉由第一無線傳輸方式提供物理訊號至磁浮單元，並基於原始聲音訊號輸出第二聲音訊號，其中底座單元包含磁浮控制模組、電源供應模組與處理器。磁浮控制模組用以根據第一電流產生磁力，以使磁浮單元懸浮於底座單元上。電源供應模組用以對磁浮控制模組供電。處理器用以控制電源供應模組輸出第一電流。在第一電流於預定時間區間內持續地處於預定電流範圍時，處理器處理器控制電源供應模組藉由第二無線傳輸方式提供一電能至磁浮單元，其中第一無線傳輸方式與第二無線傳輸方式不同。

綜上所述，本揭露內容所示的音樂播放裝置利用不同的無線傳輸方式同時達到傳輸電能與音樂操作，因此具有高解析度與延長使用時間的優點。進一步地，藉由持續偵測內部電流的變異，音樂播放裝置的操作可靠度亦得以改善。

100、200‧‧‧音樂播放裝置

120、220‧‧‧磁浮單元

140、240‧‧‧底座單元

SI‧‧‧原始聲音訊號

O1、O2‧‧‧聲音訊號

141、241‧‧‧磁浮控制模組

142、242‧‧‧電源供應模組

143、243‧‧‧處理器

M‧‧‧磁力

L1‧‧‧物理訊號

221‧‧‧磁鐵

222‧‧‧無線電源接收模組

223‧‧‧光通訊接收器

223A‧‧‧電阻電路

224、245D‧‧‧放大器

225、245E‧‧‧擴音器

244‧‧‧電流感測器

245‧‧‧音訊處理模組

245A‧‧‧音訊接收電路

245B‧‧‧混音電路

245C‧‧‧低通濾波器

246‧‧‧無線電源供應模組

247‧‧‧光通訊發送器

242A‧‧‧電源供應器

Q1、Q2、Q3‧‧‧開關

I1、IC1、IC2‧‧‧電流

V1、V2、V3、V4、V5、VO‧‧‧電壓

VS1、VS2、VS3‧‧‧切換訊號

O1、O2、MO’‧‧‧聲音訊號

MO‧‧‧單聲道訊號

OP‧‧‧光訊號

E‧‧‧電能

301‧‧‧偏壓電路

302‧‧‧交流耦合電路

D1‧‧‧發光二極體

R1、R2、R3、R4、R5、R6、RC‧‧‧電阻

CC‧‧‧電容

M1‧‧‧電晶體

M2‧‧‧光電晶體

VAC、VS‧‧‧電壓訊號

400‧‧‧方法

S401、S402、S403、S404、S405‧‧‧步驟

S406、S407、S408、S409、S410‧‧‧步驟

第1圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的一種音樂播放裝置的示意圖；第2圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的一種音樂播放裝置的示意圖；第3A圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的光通訊發送器的電路示意圖；第3B圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的光通訊接收器的電路示意圖；以及第4圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的控制方法。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本發明所涵蓋的範圍。此外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為使便於理解，下述說明中相同元件將以相同之符號標示來說明。

關於本文中所使用之『第一』、『第二』、…等，並非特別指稱次序或順位的意思，亦非用以限定本發明，其僅僅是為了區別以相同技術用語描述的元件或操作而已。

關於本文中所使用之『約』、『大約』或『大致』一般通常係指數值之誤差或範圍約百分之二十以內，較好地是約百分之十以內，而更佳地則是約百分之五以內。文中若無明確說明，其所提及的數值皆視作為近似值，即如『約』、『大約』或『大致』所表示的誤差或範圍。

另外，關於本文中所使用之『耦接』或『連接』，均可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相互操作或動作。

請參照第1圖，第1圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的一種音樂播放裝置的示意圖。如第1圖所示，音樂播放裝置100包含磁浮單元120與底座單元140。

磁浮單元120相對應底座單元140而設置，並利用磁力效應懸浮於底座單元140的上方。磁浮單元120用以基於對應於原始聲音訊號SI的物理訊號L1輸出聲音訊號O1。

底座單元140用以基於原始聲音訊號SI輸出聲音訊號O2。如第1圖所示，於一些實施例中，底座單元140包含磁浮控制模組141、電源供應模組142以及處理器143。磁浮控制模組141用以根據電流I1產生磁力M，以使磁浮單元120懸浮於底座單元140。電源供應模組142用以接收市電或其他外部電源(未繪示)，以提供電能至音樂播放裝置100。處理器143用以控制電源供應模組142輸出電流I1至磁浮控制模組141，以使磁浮控制模組141可據此產生相應的磁力M。於各個實施例中，處理器143更用以藉由監測電流I1的電流值是否穩定，進而判斷磁浮控制模組141所產生的磁力M是否足以讓磁浮單元120穩定地懸浮於底座單元140上方。舉例而言，處理器143可在電流I1能夠在一段預定時間區間(例如：3秒)內持續地處於一預定電流範圍(例如：0.1~0.2安培)時，判斷磁浮單元120為穩定地懸浮。上述的預定時間區間的秒數以及預定電流範圍的電流值僅為例示，本揭示內容並不以此為限，且本領域具有通常知識者可視實際應用調整相關數值。

於各個實施例中，在確定磁浮單元120能夠穩定地懸浮後，底座單元140可以藉由第一無線傳輸方式提供前述的物理訊號L1至磁浮單元120。同時，處理器143更控制電源供應模組142藉由第二無線傳輸方式提供電能至磁浮單元120，其中上述的第一無線傳輸方式與第二無線傳輸方式並不相同。如此一來，磁浮單元120能夠穩定地懸浮於底座單元140上方，並藉由底座單元140持續供電而長期地播放音樂。再者，由於第一無線傳輸方式與第二無線傳輸方式並不相同，故供應電源的操作與傳輸音樂的操作不會互相干擾，使得音樂播放裝置100的聲音的解析度得以提升。

請參照第2圖，第2圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的一種音樂播放裝置的示意圖。相較於前述的實施例，音樂播放裝置200中的底座單元240更包含電流感測器244、音訊處理模組245、無線電源供應模組246以及光通訊發送器247。電源供應模組242包含電源供應器242A、開關Q1、開關Q2以及開關Q3。

如第2圖所示，開關Q1耦接於磁浮控制模組241與電源供應器242A之間，並用以根據切換訊號VS1選擇性地導通，以傳輸電流I1至磁浮控制模組241。如此，磁浮控制模組241可根據電流I1開始產生磁力M。電流感測器244耦接於磁浮控制模組241與開關Q1之間，以監測電流I1的電流值，並將所偵測到的電流11的電流值回報至處理器243。於一些實施例中，電流感測器244可藉由內部整合電路(I2C,inter-integrated circuit)匯流排回傳電流I1的電流值至處理器243。上述僅為例示，各種可實施相同功能的資料匯流排皆可應用於音樂播放裝置200，故本揭示內容並不僅以上述例示為限。當磁浮單元220的懸浮位置偏移時，磁浮控制模組241所產生的磁場將受到干擾，而使得電流I1發生變動。因此，藉由上述設置方式，處理器243可藉由監測電流I1的電流值是否穩定，以即時地得知磁浮單元220是否有正確懸浮於底座單元240上。

再者，開關Q2耦接於無線電源供應模組246與電源供應器242A之間，並用以根據切換訊號VS2選擇性地導通而傳輸電壓V1至無線電源供應模組246，以驅動無線電源供應模組246。換句話說，當開關Q2導通時，無線電源供應模組246可根據電壓V1啟動，以傳輸電能E至磁浮單元220。於各個實施例中，無線電源供應模組246可利用電感耦合等無線傳輸方式傳輸電能E，但並不以此為限。

如第2圖所示，開關Q3耦接於音訊處理模組245與電源供應器242A之間，並用以根據切換訊號VS3選擇性地導通而傳輸電壓V2與電壓V3，以驅動音訊處理模組245。音訊處理模組245可分別被電壓V2與電壓V3啟動，以接收原始聲音訊號SI。進一步地，音訊處理模組245可根據原始聲音訊號SI產生單聲道訊號MO，並根據單聲道訊號MO輸出聲音訊號O2。

具體而言，開關Q1、開關Q2與開關Q3更耦接至處理器243，以分別接收前述的切換訊號VS1、切換訊號VS2以及切換訊號VS3。處理器243可藉由判斷電流I1是否穩定而決定切換訊號VS2以及切換訊號VS3的狀態，此處操作將於後詳細說明。此外，電源供應器242A更分別提供電壓V4與電壓V5至光通訊發送器247與處理器243，以提供其所需要的電力。

如第2圖所示，音訊處理模組245包含音訊接收電路245A、混音電路245B、低通濾波器245C、放大器245D以及擴音器245E。

音訊接收電路245A經由電壓V2驅動，並用以接收原始聲音訊號SI。於一些實施例中，音訊接收電路245A可以藉由無線傳輸方式(例如：藍芽)接收原始聲音訊號SI。或者，於另一些實施例中，訊號源可經由有線傳輸方式傳送原始聲音訊號SI至音訊接收電路245A。混音電路245B用以自音訊接收電路245A接收原始聲音訊號SI，並據以產生單聲道訊號MO。低通濾波器245C與放大器245D經由電壓V3驅動，其中低通濾波器245C用以對單聲道訊號MO進行低通濾波，以輸出聲音訊號MO’。亦即，聲音訊號MO’為具有單聲道訊號MO的低頻成分的訊號。放大器245D用以放大聲音訊號MO’，以產生聲音訊號O2。擴音器245E可自放大器245D接收並輸出聲音訊號O2。

此外，光通訊發送器247可自混音電路245B接收單聲道訊號MO，並根據單聲道訊號MO產生光訊號OP，進而傳輸光訊號OP至磁浮單元220。

請再次參照第2圖，磁浮單元220包含磁鐵221、無線電源接收模組222、光通訊接收器223、放大器224以及擴音器225

磁鐵221相對於底座單元240中的磁浮控制模組241設置，以根據磁浮控制模組241所產生的磁力M使磁浮單元220懸浮於底座單元240上。無線電源接收模組222相對於前述的無線電源供應模組246設置，以接收無線電源供應模組246所傳送的電能E，並根據電能E產生電壓VO驅動光通訊接收器223以及放大器224。光通訊接收器223相對於光通訊發送器247設置以接收光訊號OP，並根據光訊號OP產生電壓訊號VS。放大器224用以放大電壓訊號VS，以產生聲音訊號O1。擴音器225耦接至放大器224，以接收並輸出聲音訊號O1。

請參照第3A圖，第3A圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的光通訊發送器的電路示意圖。如第3A圖所示，光通訊發送器247包含偏壓電路301、交流耦合電路302、電晶體M1以及發光二極體D1。

偏壓電路301包含電阻R1~R4，其中電阻R1的第一端耦接至電源供應器242A，以接收電壓V4，電阻R1的第二端耦接至發光二極體D1的陽極。電阻R2的第一端耦接至電源供應器242A，以接收電壓V4，且電阻R2的第二端耦接至電晶體M1的控制端。電阻R3的第一端耦接至電阻R2的第二端，且電阻R3的第二端耦接至地。電阻R4的第一端耦接至電晶體M1的第一端，且電阻R4的第二端耦接至地。以操作而言，多個電阻R1~R4設置以根據電壓V4對電晶體M1進行偏壓，藉此讓電晶體M1操作於主動區。

交流耦合電路3O2包含電阻RC與電容CC。電阻RC與電容CC串聯耦接於混音電路245B與電晶體M1的控制端之間，以接收單聲道訊號MO並據此輸出電壓訊號VAC。其中，電壓訊號VAC即為單聲道訊號MO的交流電壓訊號。

如第3A圖所示，電晶體M1的第一端耦接至發光二極體D1的陰極。由於電晶體M1操作於主動區，電壓訊號VAC的振幅越大時，電晶體M1輸出的電流IC1越高，而使得發光二極體D1所發出的光訊號OP的光強度也越大。也就是說，電壓訊號VAC與光訊號OP之間呈現線性的比例關係。藉由上述設置方式，可藉由光電轉換的操作將單聲道訊號MO線性地轉換為光訊號OP，並以光通訊傳輸的方式傳送至磁浮單元220中的光通訊接收器223。

請參照第3B圖，第3B圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的光通訊接收器的電路示意圖。如第3B圖所示，光通訊接收器223包含光電晶體M2以及電阻電路223A。電阻電路223A耦接於光電晶體M2的第一端與無線電源接收模組222之間，以接收電壓VO。電阻電路223A包含電阻R5與電阻R6，其中電阻R5與電阻R6串聯耦接並耦接至光電晶體M2的第一端，以輸出電壓訊號VS。光電晶體M2的第二端耦接至地，且光電晶體M2的控制端用以接收光訊號OP。光電晶體M2根據接收到光訊號OP產生輸出不同的電流IC2。如此，當電流IC2經過電阻R5與電阻R6後，電壓訊號VS會據以產生。當光訊號OP的光強度越大，電流IC2越高，而使得電壓訊號VS的振幅越低。換句話說，藉由上述方式，光訊號OP亦可藉由光電轉換的操作而線性地轉換為相同或接近於單聲道訊號MO的電壓訊號VS。如此一來，可藉由放大器224對電壓訊號VS進行反相放大，以輸出聲音訊號O1。

藉由上述各實施例，本案藉由光通訊的傳輸方式傳遞單聲道訊號MO，可避免遭受到磁浮控制模組241產生的磁力M或無線電源供應模組246產生的電能E的干擾。同時，由於光訊號的傳遞速度非常快，且耗能相當低，故能夠得到解析度較高的聲音訊號O1。上述各實施例以光通訊的傳輸方式為例說明，但本揭示內容不以此為限。其他可不受到電磁波干擾的物理訊號L1的無線傳輸方式亦可適用於本案，本領域具有通常知識者可視實際需求調整單聲道訊號MO的傳輸方式。

在一些實施例中，如第3A圖與第3B圖所示，利用光通訊的設計，光通訊發送器247與光通訊接收器223可利用較簡易的電路結構實現。因此，音樂播放裝置200可使用較低的成本即可達到高解析的聲音效果。

另外，由於光通訊的傳輸方式不會干擾無線充電，故磁浮單元220可藉由無線充電的方式穩定地獲得電源，而讓音樂播放裝置200的音樂播放時間得以增加。

請參照第4圖，第4圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的控制方法。控制方法400可適用於音樂播放裝置200。為方便說明，音樂播放裝置200的操作將與控制方法400一併進行說明。

如第4圖所示，控制方法400包含多個步驟S401~S410。於步驟S401中，在音樂播放裝置200插入電源後，電源供應器242A供應電能(亦即電壓V5)至處理器243。

於步驟S402中，處理器243輸出切換訊號VS1以導通開關Q1，以使電源供應器242A輸出電流I1至磁浮控制模組241。如此，磁浮控制模組241開始根據電流I1產生磁力M，以使磁浮單元220懸浮於底座單元240上方。

於步驟S403中，處理器243藉由電流感測器244感測電流I1，以判斷磁浮單元220是否能夠穩定懸浮。若是，則執行步驟S404。若否，則執行步驟S410。

舉例而言，如先前所述，若磁浮單元220的懸浮位置有偏移時，會使得電流I1發生變動。因此，處理器243可藉由電流感測器244感測電流I1，當電流I1能夠在一段預定時間區間內持續地處於一預定電流範圍時，處理器243可據此判定磁浮單元120能夠穩定地懸浮，以執行後續的操作。

於步驟S404中，在等待一段預定延遲時間後，處理器243輸出切換訊號VS2以導通開關Q2，以驅動無線電源供應模組246。如此，無線電源供應模組246可傳送電能E至磁浮單元220，以啟動磁浮單元220的內部電路。於一些實施例中，預定延遲時間可設置為0~3秒。上述數值僅為例示，本揭示內容並不以此為限。

於步驟S405中，處理器243藉由電流感測器244感測電流I1，以判斷磁浮單元220是否能夠穩定懸浮。若是，則執行步驟S406。若否，則執行步驟S410。

於步驟S406中，處理器243輸出切換訊號VS3而導通開關Q3，以驅動音訊處理模組245。

於步驟S407中，處理器243再次藉由電流感測器244感測電流I1，以判斷磁浮單元220是否能夠穩定懸浮。若是，則執行步驟S408。若否，則執行步驟S410。

於步驟S408，使用者可將訊號源連接至音訊接收電路245A，以輸入原始聲音訊號SI，藉此播放音樂。

於步驟S409中，處理器243藉由電流感測器244感測電流I1，以判斷磁浮單元220是否能夠穩定懸浮。若是，音樂播放裝置200便持續播放音樂。若否，則執行步驟S410。

於步驟S410中，處理器243將切斷光通訊與電源供應器242A目前所供應的電能，並重新執行步驟S402。也就是說，當磁浮單元220無法穩定懸浮時，處理器243將重置底座單元240的各個元件，以讓磁浮控制模組241重新輸出磁力M。

藉由執行控制方法400，處理器243隨時可藉由感測電流I1來判斷磁浮單元220的懸浮狀態，當懸浮狀態一不穩定時，處理器243可藉由關斷開關Q1與開關Q2，以重置目前的操作。如此一來，音樂播放裝置200的操作可靠度得以改善。

上述各實施例僅以1.1聲道的音樂播放裝置200進行說明，但本案並不以此為限。本領域具有通常知識者可根據實際應用調整音樂播放裝置200的聲道數。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧音樂播放裝置

120‧‧‧磁浮單元

140‧‧‧底座單元

SI‧‧‧原始聲音訊號

O1‧‧‧聲音訊號

O2‧‧‧聲音訊號

141‧‧‧磁浮控制模組

142‧‧‧電源供應模組

I1‧‧‧電流

M‧‧‧磁力

L1‧‧‧物理訊號

Claims

一種音樂播放裝置，包含：一磁浮單元，用以基於相應於一原始聲音訊號之一物理訊號輸出一第一聲音訊號；以及一底座單元，用以藉由一第一無線傳輸方式提供該物理訊號至該磁浮單元，並基於該原始聲音訊號輸出一第二聲音訊號，其中該底座單元包含：一磁浮控制模組，用以根據一第一電流產生一磁力，以使該磁浮單元懸浮於該底座單元上；一電源供應模組，用以對磁浮控制模組進行供電；以及一處理器，用以控制該電源供應模組輸出該第一電流，並在該第一電流於一預定時間區間內持續地處於一預定電流範圍時，控制該電源供應模組藉由一第二無線傳輸方式提供一電能至該磁浮單元，其中該第一無線傳輸方式與該第二無線傳輸方式不同。
如請求項1所述的音樂播放裝置，其中該第一無線傳輸方式包含光通訊，該物理訊號包含一光訊號，且底座單元更包含：一光通訊發送器，用以根據一單聲道訊號產生該光訊號至該磁浮單元。
如請求項2所述的音樂播放裝置，其中該底座單元更包含：一電流感測器，用以感測該第一電流，並回報感測到的該第一電流至該處理器；一音訊處理模組，用以接收該原始聲音訊號，並根據該原始聲音訊號產生該單聲道訊號，其中該音訊處理模組更用以根據該單聲道訊號輸出該第二聲音訊號；以及一無線電源供應模組，用以以該第二無線傳輸方式提供該電能至該磁浮單元。
如請求項3所述的音樂播放裝置，其中該電源供應模組包含：一第一開關，用以根據一第一切換訊號選擇性地傳輸該第一電流至該磁浮控制模組；一第二開關，用以根據一第二切換訊號選擇性地傳輸一第一電壓，以驅動該無線電源供應模組；一第三開關，用以根據一第三切換訊號選擇性地傳輸一至少一第二電壓，以驅動該音訊處理模組；以及一電源供應器，用以輸出該第一電流、該第一電壓與該至少一第二電壓。
如請求項4所述的音樂播放裝置，其中該處理器用以產生該第一切換訊號、該第二切換訊號以及該第三切換訊號，且當該第一電流持續該預定時間區間處於該預定電流範圍時，該處理器輸出該第二切換訊號以導通該第二開關，並於一預定延遲時間後輸出該第三切換訊號以導通該第三開關。
如請求項5所述的音樂播放裝置，其中在該第二開關與該第三開關中之一者為導通，且該第一電流不在該預定電流範圍內時，該處理器更輸出該第二切換訊號與該第三切換訊號，以分別關斷該第二開關與該第三開關。
如請求項3所述的音樂播放裝置，其中該音訊處理模組包含：一音訊接收電路，用以接收該原始聲音訊號；一混音電路，用以根據該原始聲音訊號產生該單聲道訊號；一低通濾波器，用以對該單聲道訊號進行低通濾波；一放大器，用以放大經低通濾波後的該單聲道訊號，以產生該第二聲音訊號；以及一擴音器，用以輸出該第二聲音訊號。
如請求項2所述的音樂播放裝置，其中光通訊發送器包含：一偏壓電路，耦接至該電源供應模組；一交流耦合電路，用以接收該單聲道訊號，並輸出一電壓訊號；一電晶體，經由該偏壓電路所驅動，並用以根據該電壓訊號輸出一第二電流；以及一發光二極體，用以根據該第二電流產生該光訊號。
如請求項3所述的音樂播放裝置，其中該磁浮單元包含：一磁鐵，相對該磁浮控制模組設置；一光通訊接收器，相對該光通訊發送器設置，以接收該光訊號，並根據該光訊號產生一電壓訊號；一放大器，用以放大該電壓訊號，以產生該第一聲音訊號；一無線電源接收模組，相對該無線電源供應模組設置，以接收該電能，並根據該電能產生一電壓驅動該光通訊接收器與該放大器；以及一擴音器，用以輸出該第一聲音訊號。
如請求項9所述的音樂播放裝置，其中光通訊接收器包含：一光電晶體，用以根據該光訊號產生一第二電流；以及一電阻電路，耦接於該光電晶體與該無線電源接收模組之間，以將該第二電流轉換為該電壓訊號。