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TW201911742A - 一種訊號處理系統及其方法 - Google Patents

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TW201911742A
TW201911742A TW106127459A TW106127459A TW201911742A TW 201911742 A TW201911742 A TW 201911742A TW 106127459 A TW106127459 A TW 106127459A TW 106127459 A TW106127459 A TW 106127459A TW 201911742 A TW201911742 A TW 201911742A
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蘇明堂
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芯籟半導體股份有限公司
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Abstract

一種訊號處理系統及其方法，係應用於提供輸出電壓給H類(Class-H)驅動器(driver)來使用的環境中，利用本發明之訊號處理系統以進行訊號處理方法時，先偵測聲音輸入的音量變化、並將其偵測結果作為電源產生電路的期望值，而為負迴授電源電路的電源產生電路的輸入端，除了期望值之外將加入電壓偏移量(Voffset)，以讓提供給H類(Class-H)驅動器(driver)所使用的該電源產生器之輸出端的輸出電壓能高於一個定量。本發明之訊號處理系統及方法，能隨所偵測之聲音輸入的音量變化、並使用負迴授型式(例如，使用負迴授閉迴路、電壓偏移量、以及比例積分微分PID(Proportion Integral Differential)控制器的方式)，而能自動快速調整提供給H類(Class-H)驅動器(driver)所使用之供電電壓的輸出電壓訊號大小。

Description

一種訊號處理系統及其方法
本發明係有關於訊號處理系統及方法，更詳而言之，係有關於一種應用於提供電壓給H類(Class-H)驅動器(driver)來使用之環境中的訊號處理系統及方法，能隨所偵測之聲音輸入的音量變化、並使用負迴授型式，而能自動快速調整提供給H類(Class-H)驅動器(driver)所使用之供電電壓的輸出電壓訊號大小，能在負載需求前就得到需求訊息。
在目前的聲音驅動器科技上，傳統AB類(CLASS-AB)驅動器所使用的電源電壓是固定的，所以在低功率輸出時效率極差，而改良式的G類(CLASS-G)驅動器的電源段數有限，所以效率上會比AB類驅動器好，然而，仍是無法到達最佳狀況。
H類(CLASS-H)驅動器的電源是隨著訊號輸入值的大小自動調整供給電壓，觀念雖簡單，但是電源在快速跟隨負載設計卻是非常困難。
許多習知技所利用的是，以負載變化來調整供電電壓，而在一個因果系統中，需求早於提供，在訊號大變化的狀況下，是會有供電不穩狀況。
於美國專利公開/公告號US 8149061 “Class H amplifier”中，是利用控制負輸出節點(negative output node)來調整控制電路(control circuit)的輸入，然，若是遇到一個瞬間變化的負載輸出，電源會有來不及供給的現象。
於美國專利公開/公告號US 7863841 “Class H drive”中，是使用感測負載電流方式來調整電源電壓。因為負載變化時間發生的比供電調整早，而有可能在負載大變化時，有電源不穩的狀況發生。
所以，如何能在負載需求前就得到需求訊息，而當遇到一個瞬間變化的負載輸出時，電源不會有來不及供給的現象，不是使用感測負載電流方式來調整電源電壓，在負載大變化時，不會有電源不穩的狀況發生，均是待解決的問題。
本發明之主要目的便是在於提供一種訊號處理系統及其方法，係應用於提供輸出電壓給H類(Class-H)驅動器(driver)來使用的環境中，能隨所偵測之聲音輸入的音量變化、並使用負迴授型式，而能自動快速調整提供給H類(Class-H)驅動器(driver)所使用之供電電壓的電壓訊號大小，能在負載需求前就得到需求訊息。
本發明之又一目的便是在於提供一種訊號處理系統及其方法，係應用於提供輸出電壓給H類(Class-H)驅動器(driver)來使用的環境中，使用負迴授閉迴路、電壓偏移量、以及比例積分微分PID控制器的方式，而能自動快速調整給H類驅動器所使用的供電電壓。本發明之另一目的便是在於提供一種訊號處理系統及其方法，係應用於提供輸出電壓給H類驅動器來使用的環境中，能使用包絡(envelope)電路配合不同的起音率(attack rate)跟釋放率(release rate)來偵測輸入訊號的需求。
本發明之再一目的便是在於提供一種訊號處理系統及其方法，係應用於提供輸出電壓給H類驅動器來使用的環境中，能使用負迴授閉迴路並配合比例積分微分PID控制器自動調整供電電壓，能在閉迴路加入一個偏移量來控制供電電壓輸出跟需求的安全偏移量，能使用直流轉直流(DC/DC)電源產生器C配合線性穩壓器LDO來提供高品質的驅動電源給給H類驅動器來使用。
本發明之另一目的便是在於提供一種訊號處理系統及其方法，係應用於提供輸出電壓給H類驅動器來使用的環境中，提出一個給H類驅動器使用的閉迴路電源設計機制，當遇到一個瞬間變化的負載輸出時，電源不會有來不及供給的現象，不是使用感測負載電流方式來調整電源電壓，而在負載大變化時，不會有電源不穩的狀況發生。
根據以上所述之目的，本發明提供一種訊號處理系統，該訊號處理系統至少包含音量計(VU Meter， Volume Unit Meter)模組、以及電源產生電路。
音量計(VU Meter， Volume Unit Meter)模組，該音量計模組偵測左聲音L-in、以及右聲音R-in輸入的音量變化，並將其偵測結果作為電源產生電路的期望值。
電源產生電路，為負迴授電源電路的該電源產生電路的輸入端除了接受來自於該音量計模組輸出端的該期望值之外、並將加入電壓偏移量(Voffset)、以及來自該電源產生電路輸出端的回饋電壓(Vo)，以進行電壓負迴授處理，該電源產生電路輸出端的輸出電壓(VPP+/VPP-)為高於一個定量、並可提供給H類(Class-H)驅動器(driver)所使用。
另，視實際需求，本發明之訊號處理系統可配合第一延遲模組、以及第二延遲模組而共同運作;其中，該第一延遲模組將接收該左聲音L-in，而該第二延遲模組則接收該右聲音R-in;為第一延遲電路的該第一延遲模組為輸入訊號該左聲音L-in的延遲電路，為第二延遲電路的該第二延遲模組為輸入訊號該右聲音R-in的延遲電路;其中，該第一延遲電路、以及該第二延遲電路所分別同時造成的輸入訊號該左聲音L-in、輸入訊號該右聲音R-in的時間延遲將大於，經由該音量計模組與該電源產生電路所進行的訊號處理而造成的電源產生電路輸出端的輸出電壓(VPP+/VPP-)的時間延遲，以確保在輸入訊號該左聲音L-in、以及輸入訊號該右聲音R-in輸入至H類驅動器時，該H類驅動器已有輸入來自於該電源產生電路輸出端的輸出電壓(VPP+/VPP-)，換言之，能在負載需求前就得到需求訊息。
利用本發明之訊號處理系統以進行訊號處理方法時，首先，進行聲音偵測動作;利用音量計模組偵測左聲音L-in、以及右聲音R-in輸入的音量變化、並將其偵測結果作為電源產生電路的期望值。
繼而，進行訊號處理動作;為負迴授電源電路的該電源產生電路的輸入端除了接受來自於該音量計模組輸出端的該期望值之外、並將加入電壓偏移量(Voffset)、以及來自該電源產生電路輸出端的回饋電壓(Vo)，以進行電壓負迴授處理，該電源產生電路輸出端的輸出電壓(VPP+/VPP-)為高於一個定量、並可提供給H類驅動器所使用。
另，視實際需求，本發明之訊號處理方法復可包含輸入訊號延遲動作;該第一延遲電路、以及該第二延遲電路所分別同時造成的輸入訊號該左聲音L-in、輸入訊號該右聲音R-in的時間延遲將大於，經由該音量計模組與該電源產生電路所進行的訊號處理而造成的電源產生電路輸出端的輸出電壓(VPP+/VPP-)的時間延遲，以確保在輸入訊號該左聲音L-in、以及輸入訊號該右聲音R-in輸入至H類(Class-H)驅動器時，該H類驅動器已有輸入來自於該電源產生電路輸出端的輸出電壓(VPP+/VPP-)，換言之，能在負載需求前就得到需求訊息。
爲使熟悉該項技藝人士瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體實施例，並配合所附之圖式，對本發明詳加說明如後:
第1圖為一系統示意圖，用以顯示說明本發明之訊號處理系統之系統架構、以及運作情形。如第1圖中所示之，訊號處理系統1至少包含音量計(VU Meter， Volume Unit Meter)模組2、以及電源產生電路3。
音量計模組2，該音量計模組2偵測輸入訊號左聲音L-in、以及輸入訊號右聲音R-in輸入的音量變化，並將其偵測結果作為電源產生電路3的期望值Vi。
電源產生電路3，為負迴授電源電路的該電源產生電路3的輸入端除了接受來自於該音量計模組2輸出端的該期望值Vi之外、並將加入電壓偏移量Voffset、以及來自該電源產生電路3輸出端的回饋電壓Vo，以進行電壓負迴授處理，該電源產生電路3輸出端的輸出電壓(正電壓VPP+、以及負電壓VPP-)為高於一個定量、並可提供給H類驅動器(未圖示之)所使用。
另，視實際需求，本發明之訊號處理系統1可配合第一延遲模組(未圖示之)、以及第二延遲模組(未圖示之)而共同運作;其中，該第一延遲模組將接收該輸入訊號左聲音L-in，而該第二延遲模組則接收該輸入訊號右聲音R-in;為第一延遲電路的該第一延遲模組為輸入訊號該左聲音L-in的延遲電路，為第二延遲電路的該第二延遲模組為輸入訊號該右聲音R-in的延遲電路;其中，該第一延遲電路、以及該第二延遲電路所分別同時造成的輸入訊號該左聲音L-in、輸入訊號該右聲音R-in的時間延遲將大於，經由該音量計模組2與該電源產生電路3所進行的訊號處理而造成的電源產生電路3輸出端的輸出電壓(VPP+/VPP-)的時間延遲，以確保在輸入訊號該左聲音L-in、以及輸入訊號該右聲音R-in輸入至H類驅動器時，該H類驅動器已有輸入來自於該電源產生電路3輸出端的輸出電壓(VPP+/VPP-)，換言之，能在負載需求前就得到需求訊息。
第2圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第1圖中之本發明之訊號處理系統以進行訊號處理方法的流程步驟。
如第2圖中所示之，首先，於步驟101，進行聲音偵測動作;利用音量計模組2偵測輸入訊號左聲音L-in、以及輸入訊號右聲音R-in輸入的音量變化、並將其偵測結果Vi作為電源產生電路3的期望值，並進到步驟102。
於步驟102，進行訊號處理動作;為負迴授電源電路的該電源產生電路3的輸入端除了接受來自於該音量計模組2輸出端的該期望值Vi之外、並將加入電壓偏移量Voffset、以及來自該電源產生電路3輸出端的回饋電壓Vo，以進行電壓負迴授處理，該電源產生電路3輸出端的輸出電壓(VPP+/VPP-)為高於一個定量、並可提供給H類驅動器所使用。
另，視實際需求，本發明之訊號處理方法復可包含輸入訊號延遲動作;該第一延遲電路、以及該第二延遲電路所分別同時造成的輸入訊號該左聲音L-in、輸入訊號該右聲音R-in的時間延遲將大於，經由該音量計模組2與該電源產生電路3所進行的訊號處理而造成的電源產生電路3輸出端的輸出電壓(VPP+/VPP-)的時間延遲，以確保在輸入訊號該左聲音L-in、以及輸入訊號該右聲音R-in輸入至H類驅動器時，該H類驅動器已有輸入來自於該電源產生電路3輸出端的輸出電壓(VPP+/VPP-)，換言之，能在負載需求前就得到需求訊息。
第3圖為一示意圖，用以顯示說明本發明之訊號處理系統的一實施例的架構、以及運作情形。如第1圖中所示之，訊號處理系統1至少包含音量計模組2、以及電源產生電路3，其中，該電源產生電路3係包含訊號處理機制31、比例積分微分PID(Proportion Integral Differential)控制器32、直流轉直流(DC/DC)電源產生器33、以及線性穩壓器LDO(Low Dropout Linear Regulator)34。
音量計模組2，該音量計模組2偵測輸入訊號左聲音L-in、以及輸入訊號右聲音R-in輸入的音量變化，並將其偵測結果Vi作為電源產生電路3的期望值。
電源產生電路3，為負迴授電源電路的該電源產生電路3的輸入端除了接受來自於該音量計模組2輸出端的該期望值Vi之外、並將加入電壓偏移量Voffset、以及來自該電源產生電路3輸出端的回饋電壓Vo，以進行電壓負迴授處理，該電源產生電路3輸出端的輸出電壓(VPP+/VPP-)為高於一個定量、並可提供給H類驅動器(未圖示之)所使用。
在此，為負迴授電源電路的該電源產生電路3由訊號處理機制31、比例積分微分PID控制器32、直流轉直流電源產生器33、以及線性穩壓器LDO 34所構成。
訊號處理機制31，該訊號處理機制31所進行的動作是將輸入期望值Vi、電壓偏移量Voffset、以及回饋電壓Vo進行處理，在此，加入電壓偏移量Voffset來讓電源產生電路3輸出端的回饋電壓Vo能高於期望值Vi訊號所需，亦即，加入偏移量Voffset來讓電源輸出高於H類驅動器訊號所需。
如第4圖中所示之，回饋電壓Vo會一直高於期望值Vi一個量，而此作用是為了讓H類驅動器所輸入之來自於電源產生電路3的輸出電壓正電壓VPP+、以及負電壓VPP-之電源是高於一個定量。
比例積分微分PID控制器32，在負迴授中加入該比例積分微分PID控制器32來改善負迴授的反應跟穩定度。
直流轉直流電源產生器33，電源產生電路3使用該直流轉直流電源產生器33產生H類驅動器所需的正電壓VPP+、以及負電壓VPP-，並將正電壓VPP+、以及負電壓VPP-予以輸出至線性穩壓器LDO 34。
線性穩壓器LDO 34，該線性穩壓器LDO 34接收來自於該直流轉直流電源產生器33輸出端的該正電壓VPP+、以及該負電壓VPP-，並進行提升電源的乾淨度動作，然後將回饋電壓Vo提供給訊號處理機制31、將該正電壓VPP+、以及該負電壓VPP-提供給H類驅動器。
另，視實際需求，本發明之訊號處理系統1可配合第一延遲模組(未圖示之)、以及第二延遲模組(未圖示之)而共同運作;其中，該第一延遲模組將接收該輸入訊號左聲音L-in，而該第二延遲模組則接收該輸入訊號右聲音R-in;為第一延遲電路的該第一延遲模組為輸入訊號該左聲音L-in的延遲電路，為第二延遲電路的該第二延遲模組為輸入訊號該右聲音R-in的延遲電路;其中，該第一延遲電路、以及該第二延遲電路所分別同時造成的輸入訊號該左聲音L-in、輸入訊號該右聲音R-in的時間延遲將大於，經由該音量計模組2與該電源產生電路3所進行的訊號處理而造成的電源產生電路3輸出端的輸出電壓正電壓VPP+、以及負電壓VPP-的時間延遲，以確保在輸入訊號該左聲音L-in、以及輸入訊號該右聲音R-in輸入至H類驅動器時，該H類驅動器已有輸入來自於該電源產生電路3輸出端的輸出電壓正電壓VPP+、以及負電壓VPP-，換言之，能在負載需求前就得到需求訊息。
第4圖為一示意圖，用以顯示說明回饋電壓與期望值的關係。如第4圖中所示之，回饋電壓Vo會一直高於期望值Vi一個量，而此作用是為了讓H類驅動器所輸入之來自於電源產生電路3的輸出電壓正電壓VPP+、以及負電壓VPP-之電源是高於一個定量。
第5圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第3圖中之本發明之訊號處理系統的一實施例以進行訊號處理方法的一流程步驟。如第5圖中所示之，首先，於步驟201，進行聲音偵測動作;利用音量計模組2偵測輸入訊號左聲音L-in、以及輸入訊號右聲音R-in輸入的音量變化、並將其偵測結果Vi作為電源產生電路3的期望值，並進到步驟202。
於步驟202，進行訊號處理動作;為負迴授電源電路的該電源產生電路3的輸入端除了接受來自於該音量計模組2輸出端的該期望值Vi之外、並將加入電壓偏移量Voffset、以及來自該電源產生電路3輸出端的回饋電壓Vo，以進行電壓負迴授處理，該電源產生電路3輸出端的輸出電壓正電壓VPP+、以及負電壓VPP-為高於一個定量、並可提供給H類驅動器所使用。
另，視實際需求，本發明之訊號處理方法復可包含輸入訊號延遲動作;該第一延遲電路、以及該第二延遲電路所分別同時造成的輸入訊號該左聲音L-in、輸入訊號該右聲音R-in的時間延遲將大於，經由該音量計模組2與該電源產生電路3所進行的訊號處理而造成的電源產生電路3輸出端的輸出電壓正電壓VPP+、以及負電壓VPP-的時間延遲，以確保在輸入訊號該左聲音L-in、以及輸入訊號該右聲音R-in輸入至H類驅動器時，該H類驅動器已有輸入來自於該電源產生電路3輸出端的輸出電壓正電壓VPP+、以及負電壓VPP-，換言之，能在負載需求前就得到需求訊息。
第6圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第5圖中之訊號處理方法的進行訊號處理動作步驟的更詳細程序。
如第6圖中所示之，首先，於步驟2021，進行偏移量動作;該訊號處理機制31所進行的動作是將輸入期望值Vi、電壓偏移量Voffset、以及回饋電壓Vo進行處理，在此，加入電壓偏移量Voffset來讓電源產生電路3輸出端的回饋電壓Vo能高於期望值Vi訊號所需，並進到步驟2022。
於步驟2022，進行反應/穩定度動作;在負迴授中加入該比例積分微分PID控制器32來改善該電壓負迴授處理的反應跟穩定度，並進到步驟2023。
於步驟2023，進行直流轉直流動作;使用該直流轉直流電源產生器33產生H類驅動器所需的正電壓VPP+、以及負電壓VPP-，並將正電壓VPP+、以及負電壓VPP-予以輸出至線性穩壓器LDO 34，並進到步驟2024。
於步驟2024，進行乾淨度動作;該線性穩壓器LDO 34接收來自於該直流轉直流電源產生器33輸出端的該正電壓VPP+、以及該負電壓VPP-，並進行提升電源的乾淨度動作，然後將回饋電壓Vo提供給訊號處理機制31、將該正電壓VPP+、以及該負電壓VPP-提供給H類驅動器。
第7圖為一示意圖，用以顯示說明本發明之訊號處理系統的另一實施例的架構、以及運作情形。如第7圖中所示之，訊號處理系統1至少包含音量計(VU Meter， Volume Unit Meter)模組2、電源產生電路3，其中，音量計模組2包含第一絕對值模組21、第二絕對值模組22、最大值模組23、位準感測器(Level Dector)24、低通慮波器25、以及低限器(Lower Limiter)26;而訊號處理系統1可配合第一延遲模組5、以及第二延遲模組6而共同運作。
音量計模組2，該音量計模組2偵測輸入訊號左聲音L-in、以及輸入訊號右聲音R-in輸入的音量變化，並將其偵測結果作為電源產生電路3的期望值Vi;其中，在此，該音量計模組2使用包絡(envelope)電路配合不同的起音率(attack rate)Ta跟釋放率(release rate)Tr來偵測輸入訊號的需求。
在此，音量計模組2包含第一絕對值模組21、第二絕對值模組22、最大值模組23、位準感測器24、低通慮波器25、以及低限器26。
第一絕對值模組21，該第一絕對值模組21對輸入訊號左聲音L-in取得左輸入訊號絕對值L-abs，並將該左輸入訊號絕對值L-abs傳送至最大值模組24。
第二絕對值模組22，該第二絕對值模組22對輸入訊號右聲音R-in取得右輸入訊號絕對值R-abs，並將該右輸入訊號絕對值R-abs傳送至最大值模組24。
最大值模組23，該最大值模組23針對該左輸入訊號絕對值L-abs、以及該右輸入訊號絕對值R-abs選出最大聲道之最高的訊號，並將經最大值處理後的該訊號傳送至位準感測器24。
位準感測器24，該位準感測器24針對上升與下降值採取不同的速率作位準偵測處理;該位準感測器24對於訊號的輸入進行上升，下降不同速率的處理;當訊號上升時，其攻擊量變大，起音率(attack rate)Ta變小;而當訊號變小時，反應變慢，釋放率(release rate)Tr變大;也就是說，當訊號變大時反應快速，變小時緩慢降低;該位準感測器24將經處理後的位準訊號傳送至低頻濾波器25。
低頻濾波器25，該低頻濾波器25將該位準訊號的高頻變化移除，並將經低通濾波處理後的低通訊號傳送至低限器26。
低限器26，該低限器26會將低通訊號作低準位偵測，當低於某個低限時，則不再降低，其作用為H類驅動器所輸入的電壓電源所需有個最低值，不可能為0V;低限器26可將期望值Vi予以輸出至電源產生電路3。
電源產生電路3，為負迴授電源電路的該電源產生電路3的輸入端除了接受來自於該音量計模組2輸出端的該期望值Vi之外、並將加入電壓偏移量Voffset、以及來自該電源產生電路3輸出端的回饋電壓Vo，以進行電壓負迴授處理，該電源產生電路3輸出端的輸出電壓正電壓VPP+、以及負電壓VPP-為高於一個定量、並可提供給H類驅動器4所使用。
第一延遲模組5、以及第二延遲模組6，其中，該第一延遲模組5將接收該輸入訊號左聲音L-in，而該第二延遲模組6則接收該輸入訊號右聲音R-in;為第一延遲電路的該第一延遲模組5為輸入訊號該左聲音L-in的延遲電路，為第二延遲電路的該第二延遲模組6為輸入訊號該右聲音R-in的延遲電路;其中，該第一延遲電路、以及該第二延遲電路所分別同時造成的輸入訊號該左聲音L-in、輸入訊號該右聲音R-in的時間延遲將大於，經由該音量計模組2與該電源產生電路3所進行的訊號處理而造成的電源產生電路3輸出端的輸出電壓正電壓VPP+、以及負電壓VPP-的時間延遲，以確保在輸入訊號該左聲音L-in、以及輸入訊號該右聲音R-in輸入至H類驅動器4時，該H類驅動器4已有輸入來自於該電源產生電路3輸出端的輸出電壓正電壓VPP+、以及負電壓VPP-，換言之，能在負載需求前就得到需求訊息。
第8圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第7圖中之本發明之訊號處理系統的另一實施例以進行訊號處理方法的另一流程步驟。
如第8圖中所示之，首先，於步驟301，進行聲音偵測動作;利用音量計模組2偵測輸入訊號左聲音L-in、以及輸入訊號右聲音R-in輸入的音量變化、並將其偵測結果Vi作為電源產生電路3的期望值Vi，並進到步驟302。
於步驟302，進行訊號處理動作;為負迴授電源電路的該電源產生電路3的輸入端除了接受來自於該音量計模組2輸出端的該期望值Vi之外、並將加入電壓偏移量Voffset、以及來自該電源產生電路3輸出端的回饋電壓Vo，以進行電壓負迴授處理，該電源產生電路3輸出端的輸出電壓正電壓VPP+、以及負電壓VPP-為高於一個定量、並可提供給H類驅動器4所使用，並進到步驟304。
步驟303，於步驟303進行輸入訊號延遲動作;該第一延遲電路5、以及該第二延遲電路6所分別同時造成的輸入訊號該左聲音L-in、輸入訊號該右聲音R-in的時間延遲將大於，經由該音量計模組2與該電源產生電路3所進行的訊號處理而造成的電源產生電路3輸出端的輸出電壓正電壓VPP+、以及負電壓VPP-的時間延遲，以確保在輸入訊號該左聲音L-in、以及輸入訊號該右聲音R-in輸入至H類驅動器4時，該H類驅動器4已有輸入來自於該電源產生電路3輸出端的輸出電壓(VPP+/VPP-)，並進到步驟304。
於步驟304，進行驅動動作; H類驅動器4先接收來自於該電源產生電路3輸出端的輸出電壓正電壓VPP+、以及負電壓VPP-，再接收分別來自於該第一延遲電路5、以及該第二延遲電路6所分別輸出的經時間延遲的輸入訊號該左聲音L-in、輸入訊號該右聲音R-in，以便能隨著輸入訊號該左聲音L-in、輸入訊號該右聲音R-in的訊號輸入值的大小而進行自動調整供應電壓的動作。
第9圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第7圖中之訊號處理方法的進行聲音偵測動作步驟的更詳細程序。
如第9圖中所示之，首先，於步驟3011，進行取聲音輸入的絕對值動作;第一絕對值模組21對輸入訊號左聲音L-in取得左輸入訊號絕對值L-abs，並將該左輸入訊號絕對值L-abs傳送至最大值模組24;以及，第二絕對值模組22對輸入訊號右聲音R-in取得右輸入訊號絕對值R-abs，並將該右輸入訊號絕對值R-abs傳送至最大值模組24，並進到步驟3012。
於步驟3012，進行取最大值動作;最大值模組23針對左輸入訊號絕對值L-abs、以及右輸入訊號絕對值R-abs選出最大聲道之最高的訊號，並將經最大值處理後的該訊號傳送至位準感測器24，並進到步驟3013。
於步驟3013，進行位準偵測處理動作;位準感測器24針對上升與下降值採取不同的速率作位準偵測處理;該位準感測器24對於訊號的輸入進行上升，下降不同速率的處理;當訊號上升時，其攻擊量變大，起音率(attack rate)Ta變小;而當訊號變小時，反應變慢，釋放率(release rate)Tr變大;也就是說，當訊號變大時反應快速，變小時緩慢降低;該位準感測器24將經處理後的位準訊號傳送至低頻濾波器25，並進到步驟3014。
於步驟3014，進行低通濾波處理動作;低頻濾波器25將該位準訊號的高頻變化移除，並將經低通濾波處理後的低通訊號傳送至低限器26，並進到步驟3015。
於步驟3015，進行過低位準偵測處理動作;低限器26會將低通訊號作低準位偵測，當低於某個低限時，則不再降低，其作用為H類驅動器所輸入的電壓電源所需有個最低值，不可能為0V;低限器26產生出一期望值Vi，並將期望值Vi予以輸出至電源產生電路3，以便進行後續處理。
於本發明之訊號處理系統的一實施例(第3圖)、以及另一實施例(第7圖)中的音量計模組2之施行電路、以及電源產生電路3之施行電路，於實際施行時，均可進行任意選取、配置，其理相同、類似於該些實施例中所述之，在此不再贅述。
綜合以上之該些實施例，我們可以得到本發明之一種訊號處理系統及其方法，係應用於提供輸出電壓給H類驅動器來使用的環境中，利用本發明之訊號處理系統以進行訊號處理方法時，先偵測聲音輸入的音量變化、並將其偵測結果作為電源產生電路的期望值，而為負迴授電源電路的電源產生電路的輸入端，除了期望值之外將加入電壓偏移量(Voffset)，以讓提供給H類驅動器所使用的該電源產生器之輸出端的輸出電壓能高於一個定量。本發明之訊號處理系統及方法，能隨所偵測之聲音輸入的音量變化、並使用負迴授型式(例如，使用負迴授閉迴路、電壓偏移量、以及比例積分微分PID控制器的方式)，而能自動快速調整提供給H類驅動器所使用之供電電壓的輸出電壓訊號大小。本發明之訊號處理系統及方法包含以下優點:
1.能隨所偵測之聲音輸入的音量變化、並使用負迴授型式，而能自動快速調整提供給H類驅動器所使用之供電電壓的電壓訊號大小，能在負載需求前就得到需求訊息。
2.使用負迴授閉迴路、電壓偏移量、以及比例積分微分PID控制器的方式，而能自動快速調整給H類驅動器所使用的供電電壓。
3.能使用包絡(envelope)電路配合不同的起音率(attack rate)跟釋放率(release rate)來偵測輸入訊號的需求。
4.能使用負迴授閉迴路並配合比例積分微分PID控制器自動調整供電電壓，能在閉迴路加入一個偏移量來控制供電電壓輸出跟需求的安全偏移量，能使用直流轉直流(DC/DC)電源產生器C配合線性穩壓器LDO來提供高品質的驅動電源給給H類驅動器來使用。
5.提出一個給H類驅動器使用的閉迴路電源設計機制，當遇到一個瞬間變化的負載輸出時，電源不會有來不及供給的現象，不是使用感測負載電流方式來調整電源電壓，而在負載大變化時，不會有電源不穩的狀況發生。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之範圍;凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之專利範圍內。
1‧‧‧訊號處理系統
2‧‧‧音量計模組
3‧‧‧電源產生電路
4‧‧‧H類驅動器
5‧‧‧第一延遲模組
6‧‧‧第二延遲模組
21‧‧‧第一絕對值模組
22‧‧‧第二絕對值模組
23‧‧‧最大值模組
24‧‧‧位準感測器
25‧‧‧低通慮波器
26‧‧‧低限器
31‧‧‧訊號處理機制
32‧‧‧比例積分微分PID控制器
33‧‧‧直流轉直流(DC/DC)電源產生器
34‧‧‧線性穩壓器LDO
101 102‧‧‧步驟
201 202‧‧‧步驟
301 302 303 304‧‧‧步驟
2021 2022 2023 2024‧‧‧步驟
3011 3012 3013 3014 3015‧‧‧步驟
L-abs‧‧‧左輸入訊號絕對值
L-in‧‧‧輸入訊號左聲音
R-abs‧‧‧右輸入訊號絕對值
R-in‧‧‧輸入訊號右聲音
Vi‧‧‧期望值
Vo‧‧‧回餽電壓
Voffset‧‧‧電壓偏移量
VPP+‧‧‧輸出電壓正電壓
VPP-‧‧‧輸出電壓負電壓
第1圖為一系統示意圖，用以顯示說明本發明之訊號處理系統之系統架構、以及運作情形; 第2圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第1圖中之本發明之訊號處理系統以進行訊號處理方法的流程步驟; 第3圖為一示意圖，用以顯示說明本發明之訊號處理系統的一實施例的架構、以及運作情形; 第4圖為一示意圖，用以顯示說明回饋電壓與期望值的關係; 第5圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第3圖中之本發明之訊號處理系統的一實施例以進行訊號處理方法的一流程步驟; 第6圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第5圖中之訊號處理方法的進行訊號處理動作步驟的更詳細程序; 第7圖為一示意圖，用以顯示說明本發明之訊號處理系統的另一實施例的架構、以及運作情形; 第8圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第7圖中之本發明之訊號處理系統的另一實施例以進行訊號處理方法的另一流程步驟;以及 第9圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第7圖中之訊號處理方法的進行聲音偵測動作步驟的更詳細程序。

Claims (10)

  1. 一種訊號處理方法，係應用於提供輸出電壓給H類驅動器來使用的環境中，包含以下程序: 進行聲音偵測動作;偵測輸入訊號左聲音、以及輸入訊號右聲音輸入的音量變化、並將其偵測結果作為期望值;以及 進行訊號處理動作;接受該期望值、加入電壓偏移量、以及回饋電壓，進行電壓負迴授處理、並得出一高於一個定量的輸出電壓，該輸出電壓將提供給該H類驅動器使用，以便讓該H類驅動器能隨所輸入之該輸出電壓的訊號輸入值而調整供應電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之訊號處理方法，復包含以下程序: 進行輸入訊號延遲動作;輸入至該H類驅動器的該輸入訊號左聲音、以及該輸入訊號右聲音分別具有時間延遲，於該輸入訊號左聲音、以及該輸入訊號右聲音輸入至該H類驅動器時，該H類驅動器已輸入該輸出電壓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之訊號處理方法，其中，於進行該聲音偵測動作的程序時，包含以下步驟: 進行取聲音輸入的絕對值動作;對該輸入訊號左聲音取得左輸入訊號絕對值，並對該輸入訊號右聲音取得右輸入訊號絕對值; 進行取最大值動作;針對該左輸入訊號絕對值、以及該右輸入訊號絕對值選出最大聲道之最高的訊號; 進行位準偵測處理動作;針對上升與下降值採取不同的速率作位準偵測處理;對於所選出最大聲道之最高的該訊號的輸入進行上升、下降不同速率的處理;以及，將經處理後的位準訊號予以傳送; 進行低通濾波處理動作;將該位準訊號的高頻變化移除，並將經低通濾波處理後的低通訊號予以傳送;以及 進行過低位準偵測處理動作;將該低通訊號作低準位偵測，產生出一期望值，以便進行後續處理動作。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之訊號處理方法，其中，於進行該訊號處理動作的程序時，包含以下步驟: 進行偏移量動作;接受該期望值、加入該電壓偏移量、以及該回饋電壓，對該期望值、該電壓偏移量、以及該回饋電壓進行電壓負迴授處理; 進行反應/穩定度動作;改善該電壓負迴授處理的反應跟穩定度; 進行直流轉直流動作;產生該H類驅動器所需的該輸出電壓的正電壓、以及負電壓;以及 進行乾淨度動作;接收該輸出電壓的該正電壓、以及該負電壓，進行提升電源的乾淨度動作，提供該回饋電壓以便進行該電壓負迴授處理、並將該輸出電壓的該正電壓、以及該負電壓提供給該H類驅動器使用，以便讓該H類驅動器能隨所輸入之該輸出電壓的該正電壓、以及該負電壓的該訊號輸入值而調整供應該電壓。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之訊號處理方法，其中，輸入至該H類驅動器的該輸入訊號左聲音、以及該輸入訊號右聲音分別具有時間延遲，於該輸入訊號左聲音、以及該輸入訊號右聲音輸入至該H類驅動器時，該H類驅動器已輸入該輸出電壓的該正電壓、以及該負電壓。
  6. 一種訊號處理系統，係應用於提供輸出電壓給H類驅動器來使用的環境中，包含: 音量計模組，利用該音量計模組進行聲音偵測，利用該音量計模組偵測輸入訊號左聲音、以及輸入訊號右聲音輸入的音量變化、並將其偵測結果作為期望值並予以輸出;以及 電源產生電路，為負迴授電源電路的該電源產生電路的輸入端接受來自於該音量計模組之輸出端的該期望值、加入電壓偏移量、以及來自該電源產生電路之輸出端的回饋電壓，進行電壓負迴授處理、並得出一高於一個定量的輸出電壓，該輸出電壓將提供給該H類驅動器使用，以便讓該H類驅動器能隨所輸入之該輸出電壓的訊號輸入值而調整供應電壓。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之訊號處理系統，將配合一第一延遲電路、以及一第二延遲電路而共同運作，其中，該第一延遲電路、以及該第二延遲電路所分別造成輸入至該H類驅動器的該輸入訊號左聲音、以及該輸入訊號右聲音具有時間延遲，於該輸入訊號左聲音、以及該輸入訊號右聲音輸入至該H類驅動器時，該H類驅動器已輸入該輸出電壓。
  8. 一種訊號處理系統，係應用於提供輸出電壓給H類驅動器來使用的環境中，包含: 音量計模組，該音量計模組包括第一絕對值模組、第二絕對值模組、最大值模組、位準感測器、低通慮波器、以及低限器;其中 該第一絕對值模組對輸入訊號左聲音取得左輸入訊號絕對值、並予以傳送至該最大值模組; 該第二絕對值模組對輸入訊號右聲音取得右輸入訊號絕對值、並予以傳送至該最大值模組; 該最大值模組針對所輸入的該左輸入訊號絕對值、以及該右輸入訊號絕對值選出最大聲道之最高的訊號、並將之予以傳送至該位準感測器; 該位準感測器針對上升與下降值採取不同的速率作位準偵測處理;該位準感測器對於來自於最大值模組所選出最大聲道之最高的該訊號的輸入進行上升、下降不同速率的處理;以及，將經處理後的位準訊號予以傳送至該低通濾波器; 該低通濾波器將該位準訊號的高頻變化移除，並將經低通濾波處理後的低通訊號傳送至該低限器;以及 該低限器進行過低位準偵測處理;將該低通訊號作低準位偵測，產生出一期望值;以及 電源產生電路，為負迴授電源電路的該電源產生電路的輸入端接受來自於該音量計模組之輸出端的該期望值、加入電壓偏移量、以及來自該電源產生電路之輸出端的回饋電壓，進行電壓負迴授處理、並得出一高於一個定量的輸出電壓，該輸出電壓將提供給該H類驅動器使用，以便讓該H類驅動器能隨所輸入之該輸出電壓的訊號輸入值而調整供應電壓。
  9. 一種訊號處理系統，係應用於提供輸出電壓給H類驅動器來使用的環境中，包含: 音量計模組，利用該音量計模組進行聲音偵測，利用該音量計模組偵測輸入訊號左聲音、以及輸入訊號右聲音輸入的音量變化、並將其偵測結果作為期望值並予以輸出;以及 電源產生電路，為負迴授電源電路的該電源產生電路包括訊號處理機制、比例積分微分PID控制器、直流轉直流電源產生器、以及線性穩壓器LDO;其中 該訊號處理機制進行偏移量動作;該訊號處理機制接受該期望值、加入電壓偏移量、以及回饋電壓，對該期望值、該電壓偏移量、以及該回饋電壓進行電壓負迴授處理; 該比例積分微分PID控制器進行反應/穩定度動作，以改善該電壓負迴授處理的反應跟穩定度; 該直流轉直流電源產生器進行直流轉直流動作，以產生該H類驅動器所需的該輸出電壓的正電壓、以及負電壓、並予以輸出至該線性穩壓器;以及 該線性穩壓器LDO進行乾淨度動作;接收該輸出電壓的該正電壓、以及該負電壓，進行提升電源的乾淨度動作，提供該回饋電壓以便進行該電壓負迴授處理、並將該輸出電壓的該正電壓、以及該負電壓提供給該H類驅動器使用，以便讓該H類驅動器能隨所輸入之該輸出電壓的該正電壓、以及該負電壓的該訊號輸入值而調整供應該電壓。
  10. 如申請專利範圍第8項或第9項所述之訊號處理系統，將配合一第一延遲電路、以及一第二延遲電路而共同運作，其中，該第一延遲電路、以及該第二延遲電路所分別造成輸入至該H類驅動器的該輸入訊號左聲音、以及該輸入訊號右聲音具有時間延遲，於該輸入訊號左聲音、以及該輸入訊號右聲音輸入至該H類驅動器時，該H類驅動器已輸入該輸出電壓。
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