TWI723184B - 用於消除電源噪音的裝置及用於轉換音頻訊號的裝置 - Google Patents

用於消除電源噪音的裝置及用於轉換音頻訊號的裝置 Download PDF

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Abstract

本實施例提供一種電源噪音消除裝置及音頻訊號轉換裝置，階段性地消除從音頻訊號轉換裝置的電源端子流入的噪音成分，從電源端子向音頻訊號轉換裝置包括的轉換部及放大部傳遞電力，從而能夠消除電源噪音。

Description

用於消除電源噪音的裝置及用於轉換音頻訊號的裝置
本實施例所屬技術領域係關於一種在音頻系統中消除從電源流入的噪音成分的裝置。
該部分記述的內容只單純提供關於本實施例的背景資訊，並非構成先前技術。
音頻系統一般是將音樂、人的語音、自然音等人能夠聽到的音域內的音波及轉換音波的電氣訊號轉換成聲能並向空間輻射的系統。
高保真(Hi-Fi)音頻是能夠從作為人可聽頻率的16Hz至20kHz範圍的低音部至高音部，均勻而接近原音地播放的音響設備。
高保真音頻對噪音極為敏感。特別是對從電源流入的電源線噪音極為脆弱。亦即，存在由於電源線噪音而導致 音頻訊號品質低下的問題。
本發明之實施例的主要目的是，為了播放高保真音頻，轉換音頻訊號的裝置具有階段性個別地運轉的噪音消除部、以一對FET體現的靜音部及隔開的配線結構，從而有效消除電源噪音。
本發明未明示的其他目的可在能夠從下述詳細說明及其效果而容易地推論的範圍內追加考慮。
根據本實施例的一個方面，提供一種電源噪音消除裝置，包括：噪音消除部，其階段性地消除從音頻訊號轉換裝置的電源端子流入的噪音成分，從前述電源端子向前述音頻訊號轉換裝置包括的轉換部及放大部傳遞電力。
前述電源端子分離為複數個，前述噪音消除部為複數個，前述複數個噪音消除部分別連接於前述分離的複數個電源端子，個別地消除前述噪音成分。
在前述轉換部及第一電源端子間連接有第一噪音消除部，在前述放大部及第二電源端子間連接有第二噪音消 除部。
前述噪音消除部包括：連接於電壓輸入節點的第一次噪音消除部、連接於前述第一次噪音消除部的第二次噪音消除部、連接於前述第二次噪音消除部的第三次噪音消除部、連接於前述第三次噪音消除部的第四次噪音消除部、及連接於前述第四次噪音消除部的電壓輸出節點。
前述第一次噪音消除部使用用於消除高頻噪音的磁珠。前述第二次噪音消除部使用具有低於預先設置值的串聯等效電阻值的電容器。前述第三次噪音消除部使用低壓差(Low Drop Out；LDO)穩壓器。前述第四次噪音消除部使用大於預先設置值的大容量電容器。
根據本實施例的另一方面，提供一種音頻訊號轉換裝置，包括：電源端子；轉換部，如果輸入數位音頻訊號，其則使之轉換為類比音頻訊號；時脈產生部，其以前述數位音頻訊號為基礎，決定使前述數位音頻訊號轉換成前述類比音頻訊號時的運轉時間；放大部，其使前述類比音頻訊號放大；及噪音消除部，其階段性地消除從前述電源端子流入的噪音成分，從前述電源端子向前述時脈產生部、前述轉換部及前述放大部傳遞電力。
前述音頻訊號轉換裝置以模組型體現，形成得能夠結 合於音頻訊號播放裝置。
前述音頻訊號轉換裝置包括靜音部，前述靜音部包括：第一靜音處理部，其以預先設置的時間為基礎，在負爆破噪音(Negative Pop Noise)存在的時間點使音頻訊號靜音；及第二靜音處理部，其以前述時間為基礎，在正爆破噪音(Positive Pop Noise)存在的時間點使前述音頻訊號靜音。
正如以上所作的說明，根據本發明的實施例，階段性地消除從音頻訊號轉換裝置的電源端子流入的噪音成分，從前述電源端子向前述音頻訊號轉換裝置包括的轉換部及放大部傳遞電力，從而具有能夠消除電源噪音的效果。
即使是在此未明確提及的效果，根據本發明的技術特徵而期待的以下說明書中記載的效果及其暫定性效果，與本發明說明書中記載的內容相同地處理。
100:音頻系統
110:時間設置部
111:第一電阻
112:第一電容器
120a:第一時間調整部
120b:第二時間調整部
121:第三電阻
122:第二電容器
123:第五電阻
124:第四電容器
130:第一靜音處理部
131:第一FET
132:第二FET
140:第二靜音處理部
141:第三FET
142:第四FET
200:音頻訊號播放裝置
201:第一電晶體
202:第二電晶體
210:訊號處理部
211:靜音訊號輸入部
212:右側輸入端子
213:左側輸入端子
214:右側輸出端子
215:左側輸出端子
220:訊號儲存部
221:第二電阻
230:訊號輸出部
231:第三電容器
232:第五電容器
233:第六電容器
240:資訊顯示部
250:電源部
260:連接部
300:音頻訊號轉換裝置
310:電源端子
320:噪音消除部
330:時脈產生部
340:轉換部
350:放大部
360:靜音部
370:連接部
400:音頻訊號轉換裝置
430:時脈產生部
440:轉換部
450:放大部
470:連接部
472:連結部
474:電極
480:外殼
490:屏蔽罩
570:連接部
574:電極
576:引導軸
578:引導孔
600:音頻訊號轉換裝置
610:基礎模組
630:加裝或拆卸轉換部
640:放大部
710:電源端子
721:噪音消除部
722:噪音消除部
723:噪音消除部
724:噪音消除部
730:時脈產生部
740:轉換部
750:放大部
760:靜音部
770:連接部
801:電壓圖
802:電壓圖
803:電壓圖
810:電壓輸入節點
820:磁珠
830:第一電容器
840:LDO穩壓器
850:第二電容器
860:電壓輸出節點
1110:電源端子
1120:時脈訊號輸入部
1130:資料輸入部
1140:轉換部
1150:控制訊號接收部
1160:類比訊號輸出部
1210:電源端子
1220:類比訊號輸入部
1230:擴增部
1240:放大訊號輸出部
1310:放大訊號輸出部
1320:GND
1330:左、右輸出聲道
1410:時間設置部
1420:時間調整部
1430:第一靜音處理部
1440:第二靜音處理部
1610:負爆破噪音
1620:正爆破噪音
圖1係示例性圖示本發明之實施例的音頻系統的圖。
圖2係示例性圖示本發明之一個實施例的音頻訊號 播放裝置的方塊圖。
圖3係根據本發明之一個實施例而示例性圖示音頻訊號轉換裝置的方塊圖。
圖4係示例性圖示本發明之一個實施例的音頻訊號轉換裝置的透視圖。
圖5係示例性圖示本發明之一個實施例的音頻訊號轉換裝置的連接部的圖。
圖6係示例性圖示本發明之另一實施例的音頻訊號轉換裝置的圖。
圖7係示例性圖示本發明之一個實施例的音頻訊號轉換裝置的訊號流動的圖。
圖8係示例性圖示本發明之一個實施例的音頻訊號轉換裝置的噪音消除部的圖。
圖9及圖10圖示了在本發明之實施例的音頻訊號轉換裝置及音頻訊號播放裝置間進行時脈同步。
圖11係示例性圖示本發明之一個實施例的音頻訊號 轉換裝置的轉換部的圖。
圖12係示例性圖示本發明之一個實施例的音頻訊號轉換裝置的放大部的圖。
圖13係示例性圖示本發明之一個實施例的音頻訊號轉換裝置的配線的圖。
圖14係示例性圖示本發明之一個實施例的音頻訊號轉換裝置的靜音部的方塊圖。
圖15係具體圖示本發明之一個實施例的音頻訊號轉換裝置的靜音部的電路圖。
圖16係示例性圖示的爆破噪音。
下面在說明本發明方面，對於相關公知功能，當作為該領域技術人員不言而喻的事項而判斷認為可能不必要地混淆本發明要旨時，省略其詳細說明，藉由示例性圖，詳細說明本發明的一部分實施例。
圖1係示例性圖示本發明之實施例的音頻系統的圖。
如果參照圖1，音頻系統100包括音頻訊號播放裝置200及音頻訊號轉換裝置300。音頻訊號播放裝置200及音頻訊號轉換裝置300電氣連接。
音頻訊號播放裝置200執行播放音頻訊號的功能。作為音頻訊號播放裝置200的示例，可以有個人電腦、視頻播放器、智慧型手機、MP3播放器、車載電子裝備內部的音頻設備等。
音頻訊號轉換裝置300執行將音頻訊號從數位訊號轉換成類比訊號的功能。音頻訊號轉換裝置300從音頻訊號播放裝置200接收數位訊號形態的音頻訊號，將音頻訊號轉換成類比訊號形態後，傳輸給音頻訊號播放裝置200。音頻訊號轉換裝置300有助於音頻訊號播放裝置200播放數位內容並輸出高品質音源。亦即，音頻訊號轉換裝置300可體現為高保真音頻模組(HIFI Audio Module)。
一般而言，掌握音頻文件的音質的方法是看位元率。這可按每秒千位元單位測量。例如，CD音源之位元率為1411 kbps，位元率越高，可輸出越高品質的類比訊號。可根據音源資料的音質來設置位元率。音源資料主要可使用128 kbps、256 kbps，最近，就無損失音源而言，會因曲目自身的容量而異。
圖2係示例性圖示本發明之一個實施例的音頻訊號播放裝置的方塊圖。
如果參照圖2，音頻訊號播放裝置200全部或部分包括訊號處理部210、訊號儲存部220、訊號輸出部230、資訊顯示部240、電源部250及連接部260。音頻訊號播放裝置200可在圖2中示例性圖示的多樣構成要素中，省略一部分構成要素或追加包括其他構成要素。
訊號處理部210命令將訊號儲存部220中儲存的音頻訊號傳輸給音頻訊號轉換裝置300，命令接收音頻訊號轉換裝置300轉換的音頻訊號，向訊號輸出部230輸出經轉換的音頻訊號。例如，訊號處理部210可以微處理器(Microprocessor)等體現。
訊號儲存部220儲存音頻訊號。訊號儲存部220可以記憶體、硬碟驅動器或固態硬碟驅動器等體現。訊號儲存部220既可固定於音頻訊號播放裝置200內，亦可像可攜式驅動器一樣體現分離型方式。
資訊顯示部240執行將藉助於訊號處理部210而演算的資訊輸出為視覺資訊的功能。資訊顯示部240可以顯示音頻訊號播放裝置200的播放目錄及/或數位內容的藝術家目錄等。
圖3係根據本發明之一個實施例而示例性圖示音頻訊號轉換裝置的方塊圖。
如果參照圖3，音頻訊號轉換裝置300全部或部分包括電源端子310、噪音消除部320、時脈產生部330、轉換部340、放大部350、靜音部360及連接部370。音頻訊號轉換裝置300可在圖3中示例性圖示的多樣構成要素中，省略一部分構成要素或追加包括其他構成要素。
在音頻訊號轉換裝置300內，時脈產生部330、轉換部340、放大部350及靜音部360等的配置結構可根據減小噪音的目的而任意變更。在音頻訊號轉換裝置300內，時脈產生部330、轉換部340、放大部350及靜音部360等的位置和連接關係可具有面向資料或訊號的流動進行優化的設計結構。
音頻訊號轉換裝置300的配置和設計可利用硬體或軟體進行設置。在變更音頻訊號轉換裝置300的構成要素方面，會需要資料或訊號流動的初始化，這種初始化可藉助於硬體自身內置的模組或者藉助於另外的網際網路或移動應用程式能夠接收的軟體而自動設置。
音頻訊號轉換裝置300為了有助於音頻訊號播放裝 置200輸出高品質的音源，可具有高消耗電流。音頻訊號轉換裝置300個別地控制轉換部340及放大部350，從而也能夠使因使用導致的消耗電流實現最小化。
音頻訊號轉換裝置300可模組型體現。使用者可針對模組型音頻訊號轉換裝置300輕鬆地執行變更、更換、升級等，具有可容易地變更為符合使用者要求的音頻系統100的優點。利用模組型音頻訊號轉換裝置300的普通使用者或希望音頻、家電及電子設備高級化的製造商能夠以低費用實現音頻訊號轉換裝置300的改裝，可獲得與保有多陣的容音頻系統相同的效果。
音頻訊號轉換裝置300具有能在音頻訊號播放裝置200中加裝/拆卸的形狀，可加裝於音頻訊號播放裝置200。音頻訊號轉換裝置300接收音頻訊號播放裝置200中儲存的音頻訊號，按照同步的時脈來加工音頻訊號。
音頻訊號轉換裝置300及音頻訊號播放裝置200分別包括能電氣接觸的連接部。藉由音頻訊號轉換裝置300及音頻訊號播放裝置200的連接部，音頻訊號以有線/無線方式收發。
圖4係示例性圖示本發明之一個實施例的音頻訊號轉換裝置的透視圖。
如果參照圖4，音頻訊號轉換裝置400包括外殼480及屏蔽罩490。
外殼480位於時脈產生部430、轉換部440、放大部450及靜音部360中至少一個以上的外部，執行固定裝置的功能。
屏蔽罩490執行用於阻止輻射噪音流入的功能。屏蔽罩490的材質可為包含鎳黃銅或不鏽鋼中至少一種的材質。屏蔽罩490可形成得能加裝於外殼480或拆卸。
外殼480形成得連接部470的至少一部分露出於外部，以便音頻訊號轉換裝置400能夠與外部的音頻訊號播放裝置200電氣接觸。
音頻訊號轉換裝置400利用連接部470，與音頻訊號播放裝置200收發電氣訊號。亦即，連接部470是電氣訊號的通道。連接部470包括連結部472及電極474。
音頻訊號轉換裝置400可利用連結部472，以機械方式加裝於音頻訊號播放裝置200。連結部472可包括標準化規格的連接器。可具有為了使用者便利而利用了磁力的連結結構。
音頻訊號轉換裝置400可藉由連接部470，向音頻訊號播放裝置200的訊號處理部210發送時脈訊號，從訊號處理部210接收控制訊號。連接部470為了防止電氣訊號流入空氣或使用者的身體，可包括絕緣物質。連接部470的結構及形狀可根據音頻訊號播放裝置200的目的及形狀而變更。
圖5係示例性圖示本發明之一個實施例的音頻訊號轉換裝置的連接部的圖。
連接部570的電極574可包括以彈簧進行運轉的引導軸576和能夠向引導軸576內部傳遞電氣訊號的引導孔578。引導孔578如果被以大於彈簧彈力的力加壓，則可接觸音頻訊號播放裝置200的連接部260。電極574的結構具有與彈簧針連接器(POGO PIN)結構類似的形態。
音頻訊號轉換裝置300如果以電氣或機械方式連接於音頻訊號播放裝置200，音頻訊號轉換裝置300則確認是否與音頻訊號播放裝置200電氣接觸。音頻訊號轉換裝置300可利用接觸訊號及接收訊號，判斷是否已與外部的音頻訊號播放裝置200正常接觸。接觸訊號是向音頻訊號播放裝置200告知音頻訊號轉換裝置300已正常接觸的訊號，接收訊號是向音頻訊號轉換裝置300告知可通訊的外 部的音頻訊號播放裝置200接收接觸訊號並與此對應作好傳輸音頻訊號的準備的訊號。音頻訊號轉換裝置300在與音頻訊號播放裝置200實現正常接觸的情況下，可接收音頻訊號。
模組化的音頻訊號轉換裝置的大小可為7mm至30mm之間。模組化的音頻訊號轉換裝置的大小可根據要求的設置而變更，因音頻訊號播放裝置200的連接部的規格而異。
圖6係示例性圖示本發明之另一實施例的音頻訊號轉換裝置的圖。
音頻訊號轉換裝置300不只是裝置自身的模組化，內部的構成要素亦可模組化。例如，音頻訊號轉換裝置600可在基礎模組610中加裝或拆卸轉換部630及放大部640。藉由音頻訊號轉換裝置600的內部構成要素的模組化，可選擇多樣數位內容的播放音質。
圖7係示例性圖示本發明之一個實施例的音頻訊號轉換裝置的訊號流動的圖。
根據電壓位準或波形等，電源噪音分為諧波噪音、脈衝性噪音、浪湧性噪音。諧波噪音作為主要包含於電腦或 切換電源等切換頻率的諧波成分，具有數mV至數十mV的電壓位準，係電氣設備開啟/關閉時始終產生的噪音。脈衝性噪音作為中繼器(Relay)或感應電動機等切換時產生的噪音，也有電壓位準比諧波噪音高，峰值電壓達到數千V的情形。浪湧性噪音主要因感應雷電而在電源線中產生，與其他噪音相比，也有電壓位準極高，峰值電壓達到數萬V的情形。
音頻訊號轉換裝置為了消除電源噪音，具有階段性運轉的噪音消除部、以一對FET體現的靜音部及隔開的配線結構。
如果參照圖7，音頻訊號轉換裝置包括電源端子710、複數個噪音消除部721~724、時脈產生部730、轉換部740、放大部750、靜音部760及連接部770。
電源端子710執行向時脈產生部730、轉換部740、放大部750、靜音部760供應電能的功能。在電源端子710連接有電源，電源可位於音頻訊號轉換裝置的內部或外部。電源的種類可根據音頻訊號播放裝置的特性而變更。為了減小電源噪音，電源端子710可分離為複數個。分離的複數個電源端子可具有分別優化的電壓值。
複數個噪音消除部執行消除從電源端子710流入的 噪音的功能。如果參照圖8，噪音消除部721~724(i)連接於單獨或複數個電源端子710及(ii)個別地連接於時脈產生部730、轉換部740、放大部750及靜音部760間。
時脈產生部730執行產生決定音頻訊號轉換裝置300運轉時間的時脈訊號的功能。時脈產生部730可生成MCLK(Master Clock，主時脈)、LRCK(Left-Right Clock，左右時脈)、BITCLK(Bit Clock，位時脈)等。MCLK意味著主時脈。時脈產生部730可利用MCLK，決定音頻訊號轉換裝置的最終運轉時間。LRCK意味著用於數位音頻訊號的L(Left)聲道和R(Right)聲道的時脈。傳輸L聲道資訊時，可設置為1，傳輸R聲道資訊時，可設置為0。BITCLK作為與數位訊號之基本的位相銜接進行傳輸的時脈。時脈產生部730可利用BITCLK，與位時脈同步，判別數位訊號是0還是1。
時脈產生部730產生的時脈訊號藉由連接部770傳輸給音頻訊號播放裝置。時脈產生部730由於利用鎖相迴路(Phased Lock Loop,PLL)形成的時脈，因而能夠準確形成類比訊號。音頻訊號轉換裝置300藉由時脈產生部730直接形成時脈並使用，從而能夠生成低抖動(JITTER)的類比訊號。
轉換部740執行利用經同步的控制訊號和時脈訊 號，將藉由連接部770而從音頻訊號播放裝置200接受輸入的數位訊號轉換為類比訊號的功能。
轉換部740可以複數個模組體現。此時，轉換部740能夠藉由輸出噪音的平均化而轉換高品質的類比訊號。不過，轉換部740以複數個模組體現時，消耗電流會增加，這可藉由個別控制轉換部740的電流來解決前述問題。
放大部750執行使作為轉換部740輸出的類比訊號放大的功能。放大部750可包括調節類比訊號的前置放大器(Pre-Amp)和使功率放大的功率放大器(Power-Amp)，亦可前置放大器與功率放大器合併的積體放大器(Integrated Amp)體現。但在本實施例中，放大部750的形態不限於此，可以根據音頻訊號轉換裝置300的目的和功能而任意變更。
靜音部760執行以預先確定的時間為基礎而使音頻訊號靜音的功能。靜音部760執行將音頻訊號轉換裝置300加裝於音頻訊號播放裝置200後，消除當開啟(ON)/關閉(OFF)電源時產生的爆破噪音的功能。
連接部770使音頻訊號轉換裝置300以電氣或機械方式與音頻訊號播放裝置200連接，在音頻訊號轉換裝置300與音頻訊號播放裝置200間發揮電氣訊號的通道作 用。連接部770從音頻訊號播放裝置200接受輸入音頻訊號並傳輸給轉換部740。
圖8係示例性圖示本發明之一個實施例的音頻訊號轉換裝置的噪音消除部的圖。噪音消除部執行消除從電源端子流入的噪音的功能。
如果參照圖8，噪音消除部的內部電路包括電壓輸入節點810、磁珠820、第一電容器830、LDO(Low Drop Out，低壓差)穩壓器840、第二電容器850及電壓輸出節點860。
噪音消除部可具有電氣元件依次連接的電路結構。噪音消除部的電路結構可第一次使用用於消除高頻噪音的磁珠820，第二次使用具有低串聯等效電阻值的電容器830，第三次使用LDO(Low Drop Out，低壓差)穩壓器840，第四次使用大容量電容器850。
LDO穩壓器即使在供應電壓非常接近輸出電壓的情況下，也線性地調節電壓。LDO穩壓器具有電壓下降小、波動小、噪音小、電路簡單、價格低廉的優點。
電壓輸入節點810連接於分離的各個電源端子或前述者之組合。分離的各個電源端子或前述者之組合分別連接於複數個噪音消除部721~724。例如，為了消除噪音， 分離的各個電源端子或前述者之組合可設置為+3.7V、+6V、-5V等，也亦可包括DC-DC轉換器，此時，電源可利用源於金屬離子化差異的電位差，可包括不能充電的一次電池及能充電的二次電池。電源的種類可根據音頻訊號播放裝置的特性而變更。
電壓輸出節點860連接於時脈產生部730、轉換部740、放大部750及靜音部760中至少一個。階段性地消除了噪音的電壓圖示於附圖標記801、802、803，可確認，電壓輸出節點860的電壓具有平滑值。
圖9及圖10圖示了在本發明實施例的音頻訊號轉換裝置及音頻訊號播放裝置間對時脈進行同步。
同步是對準音頻訊號轉換裝置300及音頻訊號播放裝置200的運轉時間。亦即，同步是統一時脈訊號的基準時間，以便消除音頻訊號轉換裝置300的轉換部340作為基準的時脈訊號及音頻訊號播放裝置200的訊號處理部210作為基準的時脈訊號間的時間跳變(Transition)。同步不僅是對準模組間運轉時間，亦可意味著資料的一致。
如果參照圖9，音頻訊號播放裝置200的訊號處理部210將根據音頻訊號品質決定的頻率資訊傳輸給音頻訊號轉換裝置300的時脈產生部330。
音頻訊號轉換裝置300的時脈產生部330從音頻訊號播放裝置200的訊號處理部210接收頻率資訊及/或控制訊號，生成具有預先設置的頻率的第一時脈訊號。例如，時脈產生部330作為由頻率資訊決定的第一時脈訊號而生成MCLK(Master Clock，主時脈)、LRCK(Left-Right Clock，左右時脈)及BITCLK(Bit Clock，位時脈)。音頻訊號播放裝置200及音頻訊號轉換裝置300與第一時脈訊號同步。
音頻訊號播放裝置200的訊號處理部210生成與第一時脈訊號同步的控制訊號。
由於利用時脈產生部330內的鎖相迴路(Phased lock loop)形成的時脈，因而能夠形成準確的類比訊號。亦即，由於不利用音頻訊號播放裝置200內部的鎖相迴路(Phased lock loop)形成的時脈，因此，使用不因系統內核使用量而受到影響的時脈，從而能夠生成低抖動的時脈訊號。時脈產生部330內的鎖相迴路執行利用輸入訊號與輸出訊號反饋的訊號的相位差來控制輸出訊號的功能，根據輸入的訊號，調節輸出訊號的頻率。
音頻訊號播放裝置200的訊號處理部210從音頻訊號轉換裝置300的時脈產生部330接收時脈訊號及/或控制 訊號，將用於決定裝置間最終運轉時間的控制訊號傳輸給音頻訊號轉換裝置300的轉換部340。
轉換部340從時脈產生部330接收時脈訊號，從時脈產生部330及訊號處理部210接收控制訊號，將從訊號處理部210接收的數位音頻訊號轉換成類比音頻訊號。
訊號處理部210檢測時脈產生部330有無異常。如果時脈產生部330產生異常，則時脈產生部330根據來自音頻訊號播放裝置200的訊號處理部210的控制訊號來決定運轉狀態。根據包括初始化訊號及禁用訊號的控制訊號，時脈產生部330執行初始化過程或結束運轉。
時脈產生部330的運轉結束後，如圖10所示，訊號處理部210生成第二時脈訊號。音頻訊號播放裝置200及音頻訊號轉換裝置300與第二時脈訊號同步。
圖11係示例性圖示本發明之一個實施例的音頻訊號轉換裝置的轉換部的圖。
轉換部740執行利用經同步的控制訊號和時脈訊號，將從音頻訊號播放裝置接受輸入的數位訊號轉換成類比訊號的功能。
轉換部740可以複數個模組體現。轉換部740能夠藉由輸出噪音的平均化來轉換高品質的類比訊號。不過，當轉換部740以複數個模組體現時，消耗電流會增加，這可藉由個別控制轉換部740的電流來解決前述問題。
轉換部740包括電源端子1110、時脈訊號輸入部1120、資料輸入部1130、轉換部1140、控制訊號接收部1150及類比訊號輸出部1160。轉換部740的電源端子1110連接於噪音消除部722。時脈訊號輸入部1120接受輸入時脈產生部330產生的第一時脈訊號。資料輸入部1130接受輸入在訊號處理部210中同步的音頻訊號。控制訊號接收部1150從訊號處理部210接收頻率資訊及/或控制訊號。轉換部1140執行將在訊號處理部210中同步的離散訊號轉換成類比訊號並輸出的功能。類比訊號輸出部1160輸出經轉換的類比訊號並傳輸給放大部750。
轉換部1140可根據接收的頻率資訊，生成基準時脈訊號，將生成的基準時脈訊號與第一時脈訊號比較，算出誤差並補正第一時脈訊號。另一方面，轉換部1140可根據接收的頻率資訊，生成基準時脈訊號，將生成的基準時脈訊號與第二時脈訊號比較，算出誤差並補正第二時脈訊號。
圖12係示例性圖示本發明之一個實施例的音頻訊號 轉換裝置的放大部的圖。
放大部750可包括調節類比訊號的前置放大器(Pre-Amp)和使功率放大的功率放大器(Power-Amp)，亦可前置放大器和功率放大器合併的積體放大器(integrated amp)體現。但是，在本實施例中，放大部750的形態不限定於此，可根據數位訊號轉換裝置的目的和功能而任意變更。
放大部750包括電源端子1210、類比訊號輸入部1220、擴增部1230及放大訊號輸出部1240。放大部750的電源端子1210連接於噪音消除部723。類比訊號輸入部1220藉由複數個聲道接受輸入轉換部740輸出的類比訊號。輸入類比訊號輸入部1220的聲道共4個聲道，包括2個RIGHT聲道和2個LEFT聲道。擴增部1230執行使類比訊號的功率增加的功能。放大訊號輸出部1240輸出經放大的類比訊號。放大訊號輸出部1240輸出的聲道共2個聲道，包括RIGHT聲道和LEFT聲道。
擴增部1230由複數個OP-AMP元件構成，可具有分階段使增益(Gain)增加的結構。各OP-AMP元件的增益可具有考慮到噪音而優化的值，可具有在各放大元件間包含電阻元件的反饋電路。
圖13作為示例性圖示本發明之一個實施例的音頻訊號轉換裝置的配線的圖，包括圖7的轉換部740及放大部750。
放大訊號輸出部1310的左、右輸出聲道1330為了避免訊號干擾而可具有用GND(接地)1320包圍的結構。放大訊號輸出部使用串擾(CROSS TALK)作為評價左、右輸出聲道的訊號干擾度的基準，這意味著聲道分離度，代表在放大訊號輸出部的左、右聲道中的訊號干擾度。放大訊號輸出部具有用GND包圍左、右輸出聲道的結構，從而能夠提高聲道分離度。
轉換部740為了防止在內部電路圖案上可能引起數位噪音(Digital Noise)部分的重複，可具有隔開結構。轉換部740的數位訊號線及類比訊號線最大限度隔開。隔開結構可為在二維平面上隔開距離，或在三維空間上，在另一層在空間上隔開。此時的隔開距離可考慮音頻訊號轉換裝置300的大小和播放音質而具有預先設置值以上的值。
放大部750為了減小噪音，可具有面向轉換部740優化的設計。另外，放大部750的內部電路的配線為了防止可能引起數位噪音部分的重複，可具有最大隔開結構。隔開距離可考慮音頻訊號轉換裝置300的大小和播放音質而具有預先設置值以上的值。
圖14係示例性圖示本發明之一個實施例的音頻訊號轉換裝置的靜音部的方塊圖，圖15係具體圖示本發明之一個實施例的音頻訊號轉換裝置的靜音部的電路圖，圖16係示例性圖示爆破噪音的圖。
靜音部760具有針對高功率而優化的構成，為了對準時間，可包括時間設置部1410和時間調整部1420。
時間設置部1410執行的功能是，如果輸入高功率的音頻訊號，則針對該音頻訊號，第一次設置靜音時間(Mute Timing)。詳細而言，時間設置部1410執行確定整體靜音時間的功能。時間設置部1410面向輸入的全體音頻訊號設置靜音時間，從而能夠執行確定整體靜音時間的功能。
時間調整部1420執行的功能是，針對藉助於時間設置部1410而第一次設置了靜音時間的音頻訊號，第二次調整靜音時間。詳細而言，時間調整部1420執行確定靜音的細緻時間的功能。時間調整部1420針對設置了靜音時間的音頻訊號的各部分，調整靜音時間，從而能夠執行確定靜音的細緻時間的功能。
當靜音部760只包括時間設置部1410時，會出現靜音部760使音頻訊號靜音時反而產生爆破噪音(Pop Noise) 的問題。較佳靜音部760包括時間設置部1410和至少一個時間調整部1420。
第一靜音處理部1430執行的功能是，如果輸入了高功率的音頻訊號，則以藉助於時間設置部1410和時間調整部1420而設置及調整的靜音時間為基礎，第一次使音頻訊號靜音。
第一靜音處理部1430在確定的靜音時間使音頻訊號靜音，從而執行消除當數位訊號轉換裝置的電源開啟(ON)/關閉(OFF)時產生的爆破噪音的功能。
第一靜音處理部1430使音頻訊號第一次靜音，從而能夠消除與音頻訊號相關的爆破噪音，特別是負爆破噪音(Negative Pop Noise)。
第二靜音處理部1440執行的功能是，如果輸入的音頻訊號藉助於第一靜音處理部1430而在確定的時間被第一次靜音，則以藉助於時間設置部1410和時間調整部1420而設置及調整的靜音時間為基礎，使該音頻訊號第二次靜音。
第二靜音處理部1440與第一靜音處理部1430一同在分別確定的時間使音頻訊號靜音，從而能夠消除爆破噪 音。此時，第二靜音處理部1440能夠消除與音頻訊號相關的正爆破噪音(Positive Pop Noise)。
另一方面，在本實施例中，靜音部760亦可只具備第一靜音處理部1430。此時，第一靜音處理部1430可以執行消除負爆破噪音和正爆破噪音的功能。
如果參照圖15，時間設置部110包括第一電阻111和第一電容器112。在本實施例中，第一電阻111和第一電容器112具有並聯的結構。
第一電阻111連接於第一電晶體201的集電極(collector)，執行調整輸出電壓的功能。
就第一電容器112而言，其一側連接於第一電晶體201的集電極，其另一側連接於接地(GND)。
另一方面，第一電晶體201的發射極(emitter)連接於接地(GND)，第一電晶體201的基極(base)連接於音頻訊號播放裝置中使音頻訊號靜音的靜音訊號輸入部211。
靜音部760亦可包括與第一電晶體201並聯的第二電阻221。就第二電阻221而言，其一側連接於靜音訊號輸入部211，其另一側連接於接地(GND)。第二電阻221屬 保護電阻。
根據前面所作的說明，在本發明中，時間調整部1420可以在靜音部760中具備至少兩個。
下面考慮到這點，區分為第一時間調整部120a和第二時間調整部120b進行說明。
第一時間調整部120a包括第三電阻121和第二電容器122。在本實施例中，第三電阻121和第二電容器122具有串聯的結構。
第三電阻121連接於第二電晶體202的集電極，執行調整輸出電壓的功能。
就第二電容器122而言，其一側連接於第二電晶體202的集電極，其另一側連接於接地(GND)。另一方面，第二電晶體202的發射極連接於Vcc，第二電晶體202的基極連接於時間設置部110。
靜音部760亦可包括並聯於第三電阻121的第四電阻222。第四電阻222用於執行調整輸出電壓的功能。就第四電阻222而言，其一側連接於第二電晶體202的集電極，其另一側連接於接地(GND)。
靜音部760亦可包括連接於時間設置部110的第三電容器231。就第三電容器231而言，其一側連接於時間設置部110的第一電阻111，其另一側連接於接地(GND)。
第二時間調整部120b包括第五電阻123和第四電容器124。在本實施例中，第五電阻123和第四電容器124具有串聯的結構。第五電阻123連接於第一時間調整部120a，執行調整輸出電壓的功能。就第四電容器124而言，其一側連接於第五電阻123，其另一側連接於接地(GND)。
靜音部760亦可包括連接於第二時間調整部120b的第五電容器232和第六電容器233。在本實施例中，第五電容器232和第六電容器233具有並聯的結構。就第五電容器232而言，其一側連接於第二時間調整部120b的第五電阻123，其另一側連接於第二靜音處理部140。就第六電容器233而言，與第五電容器232一樣，其一側連接於第二時間調整部120b的第五電阻123，其另一側連接於第二靜音處理部140。
在本實施例中，第二靜音處理部140可由雙FET體現。此時，第五電容器232和第六電容器233可分別連接於第二靜音處理部140的FET。第五電容器232和第六電 容器233可以開放(OPEN)的形態配備於靜音部760。
第一靜音處理部130包括第一FET(Field Effect Transistor，場效應電晶體)131和第二FET 132。當以單FET體現第一靜音處理部130時，存在難以完全消除爆破噪音，特別是難以解決向負端洩露的爆破噪音的問題。爆破噪音(pop noise)是供應或中斷電源時產生的噪音，意味著具有帶充電電壓的電容器的電路與其他電氣電路連接時，因充電的電容器的電壓而產生的噪音。在圖16中，圖示了負爆破噪音(Negative Pop Noise)1610和正爆破噪音(Positive Pop Noise)1620。負爆破噪音是向負端洩露的噪音。
靜音部760具備的第一靜音處理部130使輸入的音頻訊號按照確定的靜音時間進行第一次靜音，從而能夠消除負爆破噪音1610。
在本實施例中，為了解決這種問題，以雙FET體現第一靜音處理部130。另外，在本實施例中，使第一FET 131和第二FET 132配置得成為第一FET 131的汲極(drain)及源極(source)與第二FET 132的汲極及源極相互相向的形態，從而解決前述問題。
藉由右側輸入端子(AUDIO_R_IN)212接收的音頻訊 號如果輸入第一FET 131的閘極(gate)，則第一FET 131執行按照藉助於時間設置部110、第一時間調整部120a及第二時間調整部120b而確定的時間，使音頻訊號靜音並傳輸給第二靜音處理部140的功能。
同樣地，藉由左側輸入端子(AUDIO_L_IN)213接收的音頻訊號如果輸入第二FET 132的閘極，則第二FET 132執行按照藉助於時間設置部110、第一時間調整部120a及第二時間調整部120b而確定的時間，使音頻訊號靜音並傳輸給第二靜音處理部140的功能。
第二靜音處理部140包括第三FET 141和第四FET 142。第二靜音處理部140也與第一靜音處理部130一樣，由雙FET體現。另外，使第三FET 141和第四FET 142配置得成為第三FET 141的汲極及源極與第四FET 142的汲極及源極相互相向的形態。
如果從第一FET 131輸入經靜音處理的音頻訊號，則第三FET 141執行按照藉助於時間設置部110、第一時間調整部120a及第二時間調整部120b而確定的時間，使音頻訊號靜音並藉由右側輸出端子(AUDIO_R_OUT)214輸出的功能。
同樣地，如果從第二FET 132輸入經靜音處理的音頻 訊號，則第四FET 142執行按照藉助於時間設置部110、第一時間調整部120a及第二時間調整部120b而確定的時間，使音頻訊號靜音並藉由左側輸出端子(AUDIO_L_OUT)215輸出的功能。
靜音部760具備的第二靜音處理部140使藉助於第一靜音處理部130而第一次靜音處理的音頻訊號，按照確定的靜音時間進行第二次靜音，從而能夠消除正爆破噪音1620。
音頻訊號轉換裝置包括的構成要素在圖3中進行了分離圖示，但複數個構成要素可以相互結合而以至少一個模組體現。構成要素連接於連接了裝置內部的軟體型模組或硬體型模組的通訊路徑，相互間有機地進行運轉。這種構成要素利用一個以上的通訊總線或訊號線進行通訊。
音頻訊號轉換裝置可以藉助於硬體、韌體、軟體或前述者之組合，在邏輯電路內體現，亦可利用通用或特定目的電腦來體現。裝置可利用固定配線型(Hardwired)設備、現場可程式化閘陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)、專用積體電路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)等來體現。另外，裝置可包括一個以上處理器及控制器的系統晶片(System on Chip,SoC)來體現。
音頻訊號播放裝置可以軟體、硬體或前述者之組合形態，搭載於具備硬體性要素的計算裝置或伺服器。計算裝置或伺服器可意味著包括用於執行與各種設備或有線無線通訊網路通訊的通訊數據機等通訊裝置、儲存用於運行程式所需的資料的記憶體、用於運行程式並演算及下達命令的微處理器等的全部或一部分的多樣裝置。
本實施例的動作可以體現為可藉由多樣電腦裝置執行的程式命令形態，記錄於電腦可讀媒體。電腦可讀媒體代表參與為了運行而向處理器提供命令的任意媒體。電腦可讀媒體可包括程式命令、資料文件、資料結構或前述者之組合。例如，可有磁媒體、光記錄媒體、記憶體等。電腦程式分佈於藉由網路連接的電腦系統上，以分佈方式儲存、運行電腦可讀代碼。用於體現本實施例的功能性(Functional)程式、代碼及代碼段係本實施例所屬技術領域的程式員可以容易地推導的。
本實施例用於說明本實施例的技術思想，並非本實施例的技術思想範圍限定於這種實施例。本實施例的保護範圍應根據下面的申請專利範圍進行解釋，與之同等範圍內的所有技術思想應解釋為包含於本實施例的權利範圍。
100:音頻系統
200:音頻訊號播放裝置
300:音頻訊號轉換裝置

Claims (10)

  1. 一種電源噪音消除裝置，包括：噪音消除部，其階段性地消除從音頻訊號轉換裝置的電源端子流入的噪音成分，從前述電源端子向前述音頻訊號轉換裝置包括的轉換部及放大部傳遞電力，其中，前述噪音消除部包括：連接於電壓輸入節點的第一次噪音消除部、連接於前述第一次噪音消除部的第二次噪音消除部、連接於前述第二次噪音消除部的第三次噪音消除部、連接於前述第三次噪音消除部的第四次噪音消除部、及連接於前述第四次噪音消除部的電壓輸出節點，且其中，前述第一次噪音消除部使用用於消除高頻噪音的磁珠。
  2. 如請求項1所記載之電源噪音消除裝置，其中，前述電源端子分離為複數個，前述噪音消除部為複數個，前述複數個噪音消除部分別連接於前述分離的複數個電源端子，個別地消除前述噪音成分。
  3. 如請求項2所記載之電源噪音消除裝置，其中，在前述轉換部及第一電源端子間連接有第一噪音消除部，在前述放大部及第二電源端子間連接有第二噪音消除部。
  4. 如請求項1所記載之電源噪音消除裝置，其中，前述第二次噪音消除部使用具有低於預先設置值的串聯 等效電阻值的電容器。
  5. 如請求項1所記載之電源噪音消除裝置，其中，前述第三次噪音消除部使用低壓差穩壓器。
  6. 如請求項1所記載之電源噪音消除裝置，其中，前述第四次噪音消除部使用大於預先設置值的大容量電容器。
  7. 一種音頻訊號轉換裝置，包括：電源端子；轉換部，如果輸入數位音頻訊號，其則使之轉換為類比音頻訊號；時脈產生部，其以前述數位音頻訊號為基礎，決定使前述數位音頻訊號轉換成前述類比音頻訊號時的運轉時間；放大部，其使前述類比音頻訊號放大；及噪音消除部，其階段性地消除從前述電源端子流入的噪音成分，從前述電源端子向前述時脈產生部、前述轉換部及前述放大部傳遞電力，其中，前述噪音消除部包括：連接於電壓輸入節點的第一次噪音消除部、連接於前述第一次噪音消除部的第二次噪音消除部、連接於前述第二次噪音消除部的第三次噪音消除部、連接於前述第三次噪音消除部的第四次噪音消除部、及連接於前述第四次噪音消除部的電壓輸出節點，且其中，前述第一次噪音消除部使用用於消除高頻 噪音的磁珠。
  8. 如請求項7所記載之音頻訊號轉換裝置，其中，前述音頻訊號轉換裝置以模組型體現，形成得能夠結合於音頻訊號播放裝置。
  9. 如請求項7所記載之音頻訊號轉換裝置，其中，前述電源端子分離為複數個，前述噪音消除部為複數個，前述複數個噪音消除部分別連接於前述分離的複數個電源端子，個別地消除前述噪音成分。
  10. 如請求項7所記載之音頻訊號轉換裝置，其進一步包括靜音部，前述靜音部包括：第一靜音處理部，其以預先設置的時間為基礎，在負爆破噪音存在的時間點使音頻訊號靜音；及第二靜音處理部，其以前述時間為基礎，在正爆破噪音存在的時間點使前述音頻訊號靜音。
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