TWI672902B - 用於降低爆音的音訊裝置及其處理方法 - Google Patents
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Abstract
一種用於降低爆音的音訊裝置，適於補償一音源訊號的直流偏差，並輸出音源訊號至一播音裝置。音訊裝置包括：一線性運算電路、一加法器、一數位轉類比電路及一放大電路。其中數位轉類比電路耦接於加法器及放大電路之間。線性運算電路依據一直線方程式、一溫度參數、一斜率參數及一常數以產生一直流偏差值。加法器用於處理一輸入訊號及直流偏差值以產生一校準訊號。數位轉類比電路用於轉換一數位形式的校準訊號為一類比形式的校準訊號。放大電路用於處理類比形式的校準訊號以輸出音源訊號。
Description
本案是關於降低爆音的音訊裝置。
隨著科技的進步與發展，電子裝置日益普及。為了滿足大眾之需求，電子裝置通常具備音訊裝置及播音裝置以播放聲音。
然而一般電子裝置在開啟和關閉的時候，播音裝置常常會因為雜訊的影響而發出噪音。或者是在對音訊裝置做開啟和關閉的時候，播音裝置也可能發出類似的噪音。探究播音裝置發出噪音的原因，通常是因為音訊裝置存在直流偏差（DC offset），並且用以驅動播音裝置的音訊放大器的輸出端電壓發生突發變化。而直流偏差造成的電壓變化的頻率一般都會在人類聽覺範圍內，因此播音裝置會輸出惱人的噪音，一般稱這種噪音為爆音（pop noise）。
鑑於上述，本案提出一種用於降低爆音的音訊裝置及其處理方法。
依據一些實施例，一種用於降低爆音的音訊裝置，適於補償一音源訊號的直流偏差，並輸出音源訊號至一播音裝置。音訊裝置包括：一線性運算電路、一加法器、一數位轉類比電路及一放大電路。其中數位轉類比電路耦接於加法器及放大電路之間。線性運算電路依據一直線方程式、一溫度參數、一斜率參數及一常數以產生一直流偏差值。加法器用於處理一輸入訊號及直流偏差值以產生一校準訊號。數位轉類比電路用於轉換一數位形式的校準訊號為一類比形式的校準訊號。放大電路用於處理類比形式的校準訊號以輸出音源訊號。
前述直線方程式為：
Y＝M*X+C。
其中，Y為直流偏差值，X為溫度參數，M為斜率參數，C為常數。
依據一些實施例，音訊裝置更包括一溫度偵測電路。溫度偵測電路耦接線性運算電路。溫度偵測電路依據音訊裝置的溫度以產生溫度參數，並輸出溫度參數至線性運算電路。
依據一些實施例，音訊裝置更包括一儲存裝置。儲存裝置耦接線性運算電路。儲存裝置用於儲存斜率參數及常數，並輸出斜率參數及常數至線性運算電路。
依據一些實施例，音訊裝置更包括一類比轉數位電路。類比轉數位電路耦接放大電路，類比轉數位電路用於偵測音源訊號的直流偏差值。
依據一些實施例，音訊裝置更包括一控制電路。控制電路耦接於類比轉數位電路與儲存裝置之間。控制電路依據音源訊號的直流偏差值以調整斜率參數及常數，並輸出斜率參數及常數至儲存裝置。
依據一些實施例，音訊裝置更包括一開關。開關耦接放大電路。開關用於控制音訊裝置的輸出。其中，當開關為導通時，音訊裝置輸出音源訊號。當開關為斷開時，音訊裝置不輸出音源訊號。
依據一些實施例，音訊裝置更包括一音訊輸出端。音訊輸出端耦接控制電路。並且音訊輸出端用於輸出音源訊號至播音裝置，其中當音訊輸出端耦接播音裝置時，音訊輸出端輸出一耦接訊號至控制電路。當音訊輸出端未耦接播音裝置時，音訊輸出端輸出一斷開訊號至控制電路。
依據一些實施例，當控制電路接收耦接訊號時，音訊裝置依據一供電程序補償音源訊號的直流偏差。供電程序包括：啟動數位轉類比電路、放大電路、溫度偵測電路及儲存裝置；啟動線性運算電路；及控制電路輸出一開啟訊號以導通開關。
依據一些實施例，控制電路依據斷開訊號輸出一關閉訊號以斷開開關。
依據一些實施例，一種用於降低爆音的音訊處理方法，適於獲得一直流偏差值。其中直流偏差值用於補償一音源訊號的直流偏差，音訊處理方法包括：依據音源訊號的直流偏差值獲得一斜率參數及一常數；獲得一溫度參數；及依據一直線方程式、溫度參數、斜率參數及常數以產生直流偏差值。
綜上，本案用於降低爆音的音訊裝置能依據直線方程式、斜率參數、常數以及溫度參數以產生直流偏差值，因此能補償音源訊號的直流偏差值，而減少音訊裝置的溫度對音源訊號的直流偏差的影響。依據一些實施例，音訊裝置更包括溫度偵測電路，藉由溫度偵測電路量測音訊裝置的溫度，音訊裝置能即時依據音訊裝置的溫度變化以調整直流偏差值，以達到有效補償音源訊號的直流偏差的功能。
請參閱圖1，圖1繪示依據本案一些實施例的音訊裝置10的示意圖。在一些實施例，音訊裝置10例如但不限於一音效卡、一適於驅動耳機、喇叭、音響或其他的播音裝置20以播放音訊的驅動器或驅動電路。
在一些實施例，一種用於降低爆音（pop noise）的音訊裝置10，適於補償一音源訊號S
out的直流偏差（DC offset），並輸出音源訊號S
out至播音裝置20。其中，需特別說明的是，音訊裝置10能藉由偵測音訊裝置10的溫度以補償音源訊號S
out的直流偏差，因此當音訊裝置10輸出音源訊號S
out至播音裝置20時，播音裝置20不會因為直流偏差值Y而發出爆音。
承上，音訊裝置10包括一音訊輸入端N
in、一音訊輸出端N
out、一線性運算電路100、一溫度偵測電路200、一儲存裝置300、一加法器400、一數位轉類比電路500、一放大電路600。其中加法器400耦接音訊輸入端N
in、線性運算電路100及數位轉類比電路500。線性運算電路100耦接溫度偵測電路200及儲存裝置300。數位轉類比電路500耦接放大電路600。
在一些實施例，音訊裝置10從音訊輸入端N
in接收一輸入訊號S
in，並且音訊裝置10由音訊輸出端N
out輸出音源訊號S
out。儲存裝置300用於儲存一斜率參數M及一常數C，並輸出斜率參數M及常數C至線性運算電路100。溫度偵測電路200依據音訊裝置10的溫度以產生溫度參數X，並輸出溫度參數X至線性運算電路100。線性運算電路100依據一直線方程式、溫度參數X、斜率參數M及常數C以產生一直流偏差值Y。其中儲存裝置300例如但不限於快閃記憶體或磁碟。依據一些實施例，輸入訊號S
in例如但不限於音訊、雜訊、或音訊及雜訊的組合。
前述的直線方程式為：
Y＝M*X+C
其中，Y為直流偏差值，X為溫度參數，M為斜率參數，C為常數。
具體而言，斜率參數M及常數C為固定值，並且斜率參數M及常數C已儲存於儲存裝置300。而溫度參數X是由溫度偵測電路200依據音訊裝置10的溫度即時量測得出，也就是溫度參數X為變數。因此藉由直線方程式，線性運算電路100能依據音訊裝置10的溫度變化獲得不同的直流偏差值Y。也就是當音訊裝置10有溫度變化時，線性運算電路100能依據直線方程式及溫度參數X以調整直流偏差值Y。依據一些實施例，斜率參數M及常數C是由音訊裝置10事先依據溫度參數X與直流偏差值Y的關係所獲得。
在一些實施例，加法器400用於處理輸入訊號S
in及直流偏差值Y以產生一校準訊號S
ca。數位轉類比電路500用於轉換一數位形式的校準訊號S
ca為一類比形式的校準訊號S
ca。放大電路600用於處理類比形式的校準訊號S
ca以輸出音源訊號S
out。具體而言，由於直流偏差值Y對應於音源訊號S
out未做補償時的直流偏差，因此藉由加法器400組合輸入訊號S
in及直流偏差值Y以產生已補償直流偏差的校準訊號S
ca，校準訊號S
ca再經由數位轉類比的轉換處理及放大處理以產生已補償直流偏差的音源訊號S
out。
需特別說明的是，輸入訊號S
in及直流偏差值Y為數位形式的訊號，因此輸入訊號S
in及直流偏差值Y經由加法器400處理而產生的校準訊號S
ca為數位形式。而音源訊號S
out則與類比形式的校準訊號S
ca都是類比形式的訊號。
在一些實施例，音訊裝置10更包括一類比轉數位電路700、一開關800、一控制電路900。其中開關800耦接放大電路600，控制電路900耦接儲存裝置300、類比轉數位電路700及開關800。
在一些實施例，類比轉數位電路700用於偵測音源訊號S
out的直流偏差值Y。而控制電路900依據音源訊號S
out的直流偏差值Y以調整斜率參數M及常數C，並輸出斜率參數M及常數C至儲存裝置300，以更新儲存裝置300中的斜率參數M及常數C。
請參閱圖2，圖2繪示依據本案一些實施例的溫度參數X與直流偏差值Y的關係圖。在一些實施例，當音訊裝置10的溫度參數X為攝氏60度時，音源訊號S
out的直流偏差值Y為-3.5毫伏特。當音訊裝置10的溫度參數X為攝氏35度時，音源訊號S
out的直流偏差值Y為-6毫伏特。因此控制電路900依據上述溫度參數X與直流偏差值Y的關係可得到直線方程式為Y＝0.1*X-9.5（其中，斜率參數M=〔-3.5 -（-6）〕 /（60 - 35）=0.1，常數C＝-6 - 0.1*(35)＝-9.5）。而依據此直線方程式為Y＝0.1*X-9.5，線性運算電路100能以內插法獲得溫度參數X在攝氏35度至攝氏60度之間的直流偏差值Y。例如當音訊裝置10的溫度參數X為攝氏40度時，直流偏差值Y為-5.5毫伏特。依據一些實施例，線性運算電路100能以外插法獲得直流偏差值Y，並且直流偏差值Y對應的溫度參數X可低於攝氏35度或高於攝氏60度。換句話說，線性運算電路100藉由直線方程式可獲得溫度參數X對應的直流偏差值Y，而不受內插法或外插法的限制。
在一些實施例，儲存裝置300還未儲存斜率參數M及常數C，而線性運算電路100輸出的直流偏差值Y為零，因此音源訊號S
out還未補償直流偏差。音訊裝置10分別偵測一高溫情況及一低溫情況的直流偏差值Y，其中溫度偵測電路200偵測溫度參數X，類比轉數位電路700偵測直流偏差值Y。當控制電路900分別獲得高溫情況與低溫情況的溫度參數X及直流偏差值Y，控制電路900即可獲得斜率參數M及常數C，並輸出斜率參數M及常數C至儲存裝置300，以更新儲存裝置300中的斜率參數M及常數C。因此藉由直線方程式，線性運算電路100能以內插法取得高溫情況與低溫情況之間直流偏差值Y，並且線性運算電路100也能以外插法取得高溫情況之外或低溫情況之外的直流偏差值Y。
請續參閱圖1，在一些實施例，開關800用於控制音訊裝置10的輸出。其中當開關800為導通時，音訊裝置10輸出音源訊號S
out。當開關800為斷開時，音訊裝置10不輸出音源訊號S
out。話句話說，開關800用於控制音訊輸出端N
out是否輸出音源訊號S
out。
在一些實施例，控制電路900耦接音訊輸出端N
out。而音訊輸出端N
out用於輸出音源訊號S
out至播音裝置20。其中當音訊輸出端N
out耦接播音裝置20時，音訊輸出端N
out輸出一耦接訊號S
co至控制電路900。當音訊輸出端N
out未耦接播音裝置20時，音訊輸出端N
out輸出一斷開訊號S
di至控制電路900。話句話說，控制電路900能偵測音訊輸出端N
out是否耦接播音裝置20。
圖3繪示依據本案一些實施例的供電程序的流程圖。請參閱圖3，在一些實施例中，當控制電路900接收耦接訊號S
co時，音訊裝置10依據一供電程序補償音源訊號S
out的直流偏差。換句話說，音訊輸出端N
out耦接播音裝置20的情況能被音訊裝置10藉由控制電路900偵測，其後音訊裝置10再依據供電程序依序啟動音訊裝置10中的元件，使音訊裝置10具有補償音源訊號S
out的直流偏差的功能，最終音訊裝置10導通開關800。供電程序包括以下步驟：
步驟S310：啟動數位轉類比電路500、放大電路600、溫度偵測電路200及儲存裝置300；
步驟S320：啟動線性運算電路100；及
步驟S330：控制電路900輸出開啟訊號S
on以導通開關800。
在一些實施例，當控制電路900接收斷開訊號S
di時，控制電路900依據斷開訊號S
di輸出一關閉訊號S
off以斷開開關800。具體而言，當開關800依據關閉訊號S
off而斷開時，音訊裝置10仍持續補償音源訊號S
out的直流偏差。因此在播音裝置20與音訊輸出端N
out分離時，播音裝置20不會因為直流偏差值Y而發出爆音。
圖4繪示依據本案一些實施例的斷電程序的流程圖。請參閱圖4，在一些實施例中，當控制電路900接收斷開訊號S
di時，音訊裝置依據一斷電程序補償音源訊號S
out的直流偏差。換句話說，音訊輸出端N
out並未耦接播音裝置20的情況能被音訊裝置10藉由控制電路900偵測，其後音訊裝置10斷開開關800，最終音訊裝置10再依據斷電程序依序關閉音訊裝置10中的元件，使音訊裝置10關閉補償音源訊號S
out的直流偏差的功能。斷電程序包括以下步驟：
步驟S410：控制電路900輸出關閉訊號S
off以斷開開關800；及
步驟S420：關閉數位轉類比電路500、放大電路600、線性運算電路100、溫度偵測電路200及儲存裝置300。
需特別說明的是，在一些實施例，步驟S420僅為範例而並不以此為限，也就是步驟S420不限於關閉音訊裝置10中的哪些元件。具體而言，步驟S420可關閉音訊裝置10中部分或全部的元件，也可以不關閉音訊裝置10中的任何元件。
圖5繪示依據本案一些實施例的音訊處理方法的流程圖。請參閱圖5，在一些實施例中，一種用於降低爆音的音訊處理方法，適於獲得直流偏差值Y，其中直流偏差值Y對應於音源訊號S
out的直流偏差，音訊處理方法包括以下步驟：
步驟S510：依據音源訊號S
out的直流偏差值Y獲得斜率參數M及常數C；
步驟S520：獲得溫度參數X；及
步驟S530：依據直線方程式、溫度參數X、斜率參數M及常數C以產生直流偏差值Y。
綜上所述，本案用於降低爆音的音訊裝置10能依據直線方程式、斜率參數M、常數C以及溫度參數X以產生直流偏差值Y，因此能補償音源訊號S
out的直流偏差值Y，而減少音訊裝置10的溫度對音源訊號S
out的直流偏差的影響。在一些實施例，音訊裝置10更包括溫度偵測電路200，藉由溫度偵測電路200量測音訊裝置10的溫度，音訊裝置10能即時依據音訊裝置10的溫度變化以調整直流偏差值Y，以達到有效補償音源訊號S
out的直流偏差的功能。
10‧‧‧音訊裝置
20‧‧‧播音裝置
100‧‧‧線性運算電路
200‧‧‧溫度偵測電路
300‧‧‧儲存裝置
400‧‧‧加法器
500‧‧‧數位轉類比電路
600‧‧‧放大電路
700‧‧‧類比轉數位電路
800‧‧‧開關
900‧‧‧控制電路
X‧‧‧溫度參數
M‧‧‧斜率參數
C‧‧‧常數
Y‧‧‧直流偏差值
Sca‧‧‧校準訊號
Sin‧‧‧輸入訊號
Sout‧‧‧音源訊號
Sco‧‧‧耦接訊號
Sdi‧‧‧斷開訊號
Son‧‧‧開啟訊號
Soff‧‧‧關閉訊號
Nin‧‧‧音訊輸入端
Nout‧‧‧音訊輸出端
S310-S330、S410-S420、S510-S530‧‧‧步驟
圖1繪示依據本案一些實施例的音訊裝置的示意圖。
圖2繪示依據本案一些實施例的溫度參數與直流偏差值的關係圖。
圖3繪示依據本案一些實施例的供電程序的流程圖。
圖4繪示依據本案一些實施例的斷電程序的流程圖。
圖5繪示依據本案一些實施例的音訊處理方法的流程圖。
Claims (10)
- 一種用於降低爆音的音訊裝置，適於補償一音源訊號的直流偏差，並輸出該音源訊號至一播音裝置，該音訊裝置包括：
一線性運算電路，依據一直線方程式、一溫度參數、一斜率參數及一常數以產生一直流偏差值，其中，該直線方程式為：
Y＝M*X+C
其中，Y為該直流偏差值，X為該溫度參數，M為該斜率參數，C為該常數；
一加法器，用於處理一輸入訊號及該直流偏差值以產生一校準訊號；
一數位轉類比電路，耦接該加法器，該數位轉類比電路用於轉換一數位形式的該校準訊號為一類比形式的該校準訊號；及
一放大電路，耦接該數位轉類比電路，用於處理該類比形式的該校準訊號以輸出該音源訊號。 - 如請求項1所述的音訊裝置，更包括一溫度偵測電路，耦接該線性運算電路，該溫度偵測電路依據該音訊裝置的溫度以產生該溫度參數，並輸出該溫度參數至該線性運算電路。
- 如請求項2所述的音訊裝置，更包括一儲存裝置，耦接該線性運算電路，該儲存裝置用於儲存該斜率參數及該常數，並輸出該斜率參數及該常數至該線性運算電路。
- 如請求項3所述的音訊裝置，更包括一類比轉數位電路，耦接該放大電路，該類比轉數位電路用於偵測該音源訊號的直流偏差值。
- 如請求項4所述的音訊裝置，更包括：一控制電路，耦接於該類比轉數位電路與該儲存裝置之間，該控制電路依據該音源訊號的直流偏差值以調整該斜率參數及該常數，並輸出該斜率參數及該常數至該儲存裝置。
- 如請求項3所述的音訊裝置，更包括：一開關，耦接該放大電路，該開關用於控制該音訊裝置的輸出，其中，當該開關為導通時，該音訊裝置輸出該音源訊號，當該開關為斷開時，該音訊裝置不輸出該音源訊號。
- 如請求項6所述的音訊裝置，更包括：
一控制電路；及
一音訊輸出端，耦接該控制電路，並且該音訊輸出端用於輸出該音源訊號至該播音裝置，其中當該音訊輸出端耦接該播音裝置時，該音訊輸出端輸出一耦接訊號至該控制電路，當該音訊輸出端未耦接該播音裝置時，該音訊輸出端輸出一斷開訊號至該控制電路。 - 如請求項7所述的音訊裝置，其中，當該控制電路接收該耦接訊號時，該音訊裝置依據一供電程序補償該音源訊號的直流偏差，該供電程序包括：
啟動該數位轉類比電路、該放大電路、該溫度偵測電路及該儲存裝置；
啟動該線性運算電路；及
該控制電路輸出一開啟訊號以導通該開關。 - 如請求項7所述的音訊裝置，其中該控制電路依據該斷開訊號輸出一關閉訊號以斷開該開關。
- 一種用於降低爆音的音訊處理方法，適於獲得一直流偏差值，其中該直流偏差值用於補償一音源訊號的直流偏差，該音訊處理方法包括：
依據該音源訊號的直流偏差值獲得一斜率參數及一常數；
獲得一溫度參數；及
依據一直線方程式、該溫度參數、該斜率參數及該常數以產生該直流偏差值。
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