TWI383583B - 音訊輸出裝置 - Google Patents

Description

音訊輸出裝置

本發明係有關於一種音訊輸出裝置，特別是有關於一種音訊輸出裝置，用以減少兩音訊輸出路徑之間的音串干擾。

第1圖係表示習知音訊輸出裝置。習知音訊輸出裝置1包括信號源10、複數個數位類比轉換器11、複數個放大器12、以及複數個揚聲器13。在第1圖中，以兩個數位類比轉換器11₁ 與11₂ 、兩個放大器12₁ 與12₂ 、以及兩個揚聲器13₁ 與13₂ 為例來說明。數位類比轉換器11₁ 、放大器12₁ 、與揚聲器13₁ 為一組以形成一音訊輸出路徑，而數位類比轉換器11₂ 、放大器12₂ 、與揚聲器13₂ 為一組以形成另一音訊輸出路徑。信號源10產生兩個數位信號S10₁ 及S10₂ ，分別給數位類比轉換器11₁ 及11₂ 。數位類比轉換器11₁ 及11₂ 分別將接收之數位信號S10₁ 及S10₂ 轉換為類比信號S11₁ 及S11₂ 。放大器12₁ 及12₂ 分別接收類比信號S11₁ 及S11₂ ，並分別將類比信號S11₁ 及S11₂ 放大，以產生放大信號S12₁ 及S12₂ 。揚聲器13₁ 及13₂ 分別根據放大信號S12₁ 及S12₂ 來產生聲音。

假設數位信號S10₁ 持續地在高邏輯位準與低邏輯位準間切換，而數位信號S10₂ 持續地維持在一固定邏輯位準，例如持續維持在低邏輯位準(即是對應數位信號S10₂ 之音訊輸出路徑處於靜音模式)。在此情況下，揚聲器13₁ 根 據由數位信號S10₁ 所衍生獲得之放大信號S12₁ 來產生聲音。此外，揚聲器13₂ 應不會根據由數位信號S10₂ 所衍生獲得之放大信號S12₂ 來產生聲音。然而，由於兩音訊輸出路徑之數位類比轉換器11₁ 與11₂ 、放大器12₁ 與12₂ 、以及揚聲器13₁ 與13₂ 使用相同之參考電壓與相同之供電電源，因此在此兩音訊輸出路徑之間產生音串干擾，使得揚聲器13₂ 發出來自另一音訊輸出路徑之雜音。

因此，期望提供一種音訊輸出裝置，其可使處於靜音模式之音訊輸出路徑避免受到音串干擾的影響。

本發明提供一種音訊輸出裝置，其包括信號源、偵測器、複數個數位類比轉換器、以及複數個放大器。信號源產生複數個數位信號，偵測器接收上述複數個數位信號、偵測上述複數個數位信號之狀態、且分別根據上述複數個數位信號之偵測結果來產生複數個控制信號。上述複數個數位類比轉換器接收上述複數個數位信號，且分別將上述複數個數位信號轉換為複數個類比信號。上述複數個放大器接收上述複數個類比信號且分別根據上述複數個控制信號來產生複數個放大信號。

偵測器包括複數個偵測單元，分別偵測上述複數個數位信號。每一偵測單元包括複數個延遲電路以及一邏輯閘。上述複數個延遲電路分別接收對應之數位信號之複數個位元。每一延遲電路根據對應之位元來產生複數個延遲信號。邏輯閘接收來自上述複數個延遲電路之上述複數個 延遲信號且根據接收之上述複數個延遲信號來產生對應之控制信號。根據對應之控制信號來決定對應之放大器是否產生放大信號。

在一實施例中，當偵測器偵測到上述複數個數位信號中至少一數位信號處於一預設狀態時，偵測器根據對應之控制信號來控制對應之放大器，使對應之放大器不產生放大信號。

在另一實施例中，當偵測器偵測到上述複數個數位信號中至少一數位信號處於一預設狀態時，偵測器根據對應之控制信號來控制對應之數位類比轉換器，使對應之數位類比轉換器不產生類比信號。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

第2圖係表示根據本發明實施例之音訊輸出裝置。參閱第2圖，音訊輸出裝置2包括一信號源20、複數個數位類比轉換器21、複數個放大器22、複數個揚聲器23、以及一偵測器24。實際上，數位類比轉換器21、放大器22、以及揚聲器23之數量係根據系統需求而定。然而，在第2圖之實施例中，以兩個數位類比轉換器21₁ 與21₂ 、兩個放大器22₁ 與22₂ 、以及兩個揚聲器23₁ 與23₂ 為例來說明。數位類比轉換器21₁ 、放大器22₁ 、以及揚聲器23₁ 為一組以形成音訊輸出路徑P1，而數位類比轉換器21₂ 、放大器 22₂ 、以及揚聲器23₂ 為一組以形成音訊輸出路徑P2。

參閱第2圖，信號源20產生數位信號S20₁ 給音訊輸出路徑P1之數位類比轉換器21₁ ，且信號源20更產生數位信號S20₂ 給音訊輸出路徑P2之數位類比轉換器21₂ 。數位類比轉換器21₁ 及21₂ 分別接收數位信號S20₁ 及S20₂ 。數位類比轉換器21₁ 將接收之數位信號S20₁ 轉換為類比信號S21₁ ，而數位類比轉換器21₂ 將接收之數位信號S20₂ 轉換為類比信號S21₂ 。放大器22₁ 及22₂ 分別接收類比信號S21₁ 及S21₂ 。放大器22₁ 放大類比信號S21₁ 且根據控制信號S24₁ 來產生放大信號S22₁ 。放大器22₂ 放大類比信號S21₂ 且根據控制信號S24₂ 來產生放大信號S22₂ 。揚聲器23₁ 及23₂ 分別接收放大信號S22₁ 及S22₂ ，且分別根據放大信號S22₁ 及S22₂ 來產生聲音。在此實施例中，用來控制放大器22₁ 及22₂ 之控制信號S24₁ 及S24₂ 係由偵測器24所產生的。偵測器24接收數位信號S20₁ 及S20₂ 。偵測器24偵測數位信號S20₁ 及S20₂ 之狀態，且根據關於數位信號S20₁ 及S20₂ 之偵測結果來產生控制信號S24₁ 及S24₂ 。

由信號源20所產生之數位信號可持續地在高邏輯位準與低邏輯位準間切換或者持續地處於預設狀態。在此實施例中，由信號源20所產生之數位信號處於預設狀態是表示，此數位信號於一既定時間持續地處於固定之一邏輯位準，例如處於低邏輯位準，其中，既定時間係根據系統設定與規格來決定。當信號源20所產生之數位信號持續地在高邏輯位準與低邏輯位準間切換時，對應之音訊輸出路徑根據對應之放大信號來產生聲音。當信號源20所產生之數 位信號於一既定時間持續地處於一固定邏輯位準時(即處於預設狀態)，對應之音訊輸出路徑不會根據對應之放大信號來產生聲音，換句話說，此對應之音訊輸出路徑處於靜音模式。

因此，藉由偵測數位信號S20₁ 與S20₂ 之狀態，偵測器24可判斷輸出路徑P1及P2是否處於靜音模式。偵測器24根據偵測結果來產生控制信號S24₁ 及S24₂ ，以分別控制放大器22₁ 及22₂ 來產生或不產生放大信號S22₁ 及S22₂ 。偵測器24控制放大器22₁ 及22₂ 之程序將由下文來說明。

假設數位信號S20₁ 持續地在高邏輯位準與低邏輯位準間切換，而數位信號S20₂ 於一預設時間持續地處於低邏輯位準(即處於預設狀態)。因此，輸出路徑P2處於靜音模式。偵測器24偵測到數位信號S20₁ 持續地在高邏輯位準與低邏輯位準間切換，且根據偵測結果而不致能(de-assert)控制信號S24₁ 。偵測器24根據不被致能之控制信號S24₁ 來控制音訊輸出路徑P1之放大器22₁ ，且放大器22₁ 根據由數位信號S20₁ 所衍生獲得之類比信號S21₁ 來產生放大信號S22₁ 。接著，音訊輸出路徑P1之揚聲器23₁ 則根據放大信號S22₁ 來產生聲音。相反地，偵測器24偵測到數位信號S24₂ 持續地處於低邏輯位準(即處於預設狀態)，且根據偵測結果來致能(assert)控制信號S24₂ 。偵測器24根據被致能之控制信號S24₂ 來控制音訊輸出路徑P2之放大器22₂ ，且放大器22₂ 不會根據由數位信號S20₂ 所衍生獲得之類比信號S21₂ 來產生放大信號S22₂ 。因此，揚聲器23₂ 沒有接收來自放大器22₂ 之任何信號，故不會產生聲音。

根據上述實施例，當音訊輸出路徑P2處於靜音模式時，偵測器24控制音訊輸出路徑P2之放大器22₂ 使其不產生放大信號S22₂ 。由於音訊輸出路徑P2之揚聲器23₂ 沒有接收來自放大器22₂ 之信號，來自音訊輸出路徑P1之聲音則不會傳送至揚聲器23₂ 。因此，產生於音訊輸出路徑P1與P2間之音串干擾減到最小，降低了由揚聲器23₂ 所產生之噪音。

第3圖係表示第2圖中偵測器24之實施例。參閱第3圖，偵測器24包括兩個偵測單元30₁ 及30₂ 。在此實施例中，偵測器之數量等於音訊輸出路徑之數量。偵測單元30₁ 及30₂ 分別偵測數位信號S20₁ 及S20₂ 之狀態，且分別產生控制信號S24₁ 及S24₂ 。參閱第4圖，每一偵測單元30₁ 及30₂ 包括複數個延遲電路40以及一邏輯閘41。在下文，將以偵測單元30₁ 為例來說明。假設由信號源20所產生之數位信號S20₁ 具有M個位元B₁ ~B_M 。因此，偵測單元30₁ 包括M個延遲電路40₁ ~40_M ，以分別接收數位信號S20₁ 之M個位元B₁ ~B_M 。每一延遲電路40₁ ~40_M 包括N個D型正反器(D-type flip-flop，DFF)400，每一延遲電路中的N個D型正反器是以串聯方式連接的且受控於時脈信號CLK。在每一延遲電路中，N個D型正反器中的第一個D型正反器接收數位信號S20₁ 之對應位元，且每一D型正反器根據對應之位元產生一延遲信號。舉例來說，延遲電路40₁ 接收數位信號S20₁ 之第一個位元B₁ 且包括N個D型正反器400_1-1 ~400_1-N 。第一個D型正反器400_1-1 接收位元B₁ 。D型正反器400_1-1 ~400_1-N 根據數位信號S20₁ 之位元 B₁ 來分別產生延遲信號S400_1-1 ~S400_1-N 。同樣地，在延遲電路40₂ 中，D型正反器400_2-1 接收數位信號S20₁ 之位元B₂ ，且D型正反器400_2-1 ~400_2-N 根據數位信號S20₁ 之位元B₂ 來分別產生延遲信號S400_2-1 ~S400_2-N 。在延遲電路40_M 中，D型正反器400_M-1 接收數位信號S20₁ 之位元B_M ，且D型正反器400_M-1 ~400_M-N 根據數位信號S20₁ 之位元B_M 來分別產生延遲信號S400_M-1 ~S400_M-N 。

在此實施例中，邏輯閘41係以反或閘(XOR)來實施。反或閘41接收延遲信號S400_1-1 ~S400_1-N 、S400_2-1 ~S400_2-N ...S400_M-1 ~S400_M-N ，且根據延遲信號S400_1-1 ~S400_1-N 、S400_2-1 ~S400_2-N ...S400_M-1 ~S400_M-N 來產生控制信號S24₁ 。根據反或閘41之邏輯操作，當數位信號S20₁ 在高邏輯位準與低邏輯位準間切換時，反或閘41產生具有高位準之控制信號S24₁ ，即是控制信號S24₁ 不被致能。相反地，當數位信號S20₁ 持續地處於低邏輯位準時，反或閘41產生具有低邏輯位準之控制信號S24₁ ，即是控制信號S24₁ 被致能。接著，根據控制信號S24₁ 來決定放大器22₁ 是否產生放大信號S22₁ 。

參閱第5圖，在此實施例中，每一放大器22₁ 及22₂ 包括靜音控制單元50及放大單元51。在下文中，以放大器22₁ 為例來說明。靜音控制單元50受到偵測器24所控制，換句話說，靜音控制單元50是否被偵測器24所觸發(enable)是根據控制信號S24₁ 來決定。放大單元51接收類比信號S21₁ 且放大類比信號S21₁ 以產生放大信號S22₁ 。當接收不被致能之控制信號S24₁ 時，靜音控制單元 50不被觸發(disable)，使得放大單元51可放大類比信號S21₁ 以產生放大信號S22₁ 給揚聲器23₁ 。相反地，當接收被致能之控制信號S24₁ ，靜音控制單元51被觸發，使得放大單元51不被靜音控制單元50觸發且放大單元51停止產生放大信號S22₁ 給揚聲器23₁ 。

根據上述假設，由於數位信號S20₁ 在高邏輯位準與低邏輯位準間切換，偵測單元30₁ 之反或閘41產生不被致能之控制信號S24₁ ，而放大器22₁ 之靜音控制單元50不被觸發，使得放大器22₁ 之放大單元51可放大類比信號S21₁ 以產生放大信號S22₁ 給揚聲器23₁ 。此外，由於數位信號S20₂ 持續地維持在低邏輯位準，偵測單元30₂ 之反或閘41產生被致能之控制信號S24₂ ，且放大器22₂ 之靜音控制單元50被觸發，使得放大器22₂ 之放大單元51不被靜音控制單元50觸發且停止產生放大信號S22₂ 給揚聲器23₂ 。

第6圖係表示根據本發明實施例之另一音訊輸出裝置。第6圖之音訊輸出裝置6相似於音訊輸出裝置2。音訊輸出裝置2與6間的差異在於，第6圖之控制信號S24₁ 更控制音訊輸出路徑P1上之數位類比轉換器21₁ ，且第6圖之控制信號S24₂ 更控制音訊輸出路徑P2上之數位類比轉換器21₂ 。

在上述假設中，由於數位信號S20₁ 在高邏輯位準與低邏輯位準間切換，偵測器24產生不被致能之控制信號S24₁ ，使得數位類比轉換器21₁ 根據不被致能之控制信號S24₁ 來產生類比信號S21₁ ，且放大器22₁ 根據不被致能之控制信號S24₁ 來產生放大信號S22₁ 。此外，由於數位信號 S20₂ 處於預設狀態(持續地維持在低邏輯位準)，偵測器24產生被致能之控制信號S24₂ ，使得數位類比轉換器21₂ 根據被致能之控制信號S24₂ 而不產生類比信號S21₂ ，且放大器22₂ 根據被致能之控制信號S24₂ 而不產生放大信號S22₂ 。因此，在第6圖之實施例中，產生於音訊輸出路徑P1與P2之間的音串干擾大幅地降低。

在一些實施例中，偵測器24所產生之控制信號S24₁ 及S24₂ 可只用來控制數位類比轉換器21₁ 及21₂ ，如第7圖所示。在上述實施例中，根據系統需求，偵測器24所產生之控制信號S24₁ 與S24₂ 可用來控制放大器22₁ 及22₂ 、數位類比轉換器21₁ 及21₂ 、或者放大器22₁ 及22₂ 與數位類比轉換器21₁ 及21₂ 。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，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。

第1圖：

1‧‧‧音訊輸出裝置

10‧‧‧信號源

11₁ 、11₂ ‧‧‧數位類比轉換器

12₁ 、12₂ ‧‧‧放大器

13₁ 、13₂ ‧‧‧揚聲器

S10₁ 、S10₁ ‧‧‧數位信號

S11₁ 、S11₂ ‧‧‧類比信號

S12₁ 、S12₂ ‧‧‧放大信號

第2圖：

2‧‧‧音訊輸出裝置

20‧‧‧信號源

21₁ 、21₂ ‧‧‧數位類比轉換器

22₁ 、22₂ ‧‧‧放大器

23₁ 、23₂ ‧‧‧揚聲器

24‧‧‧偵測器

P1、P2‧‧‧音訊輸出路徑

S20₁ 、S20₁ ‧‧‧數位信號

S21₁ 、S21₂ ‧‧‧類比信號

S22₁ 、S22₂ ‧‧‧放大信號

S24₁ 、S24₂ ‧‧‧控制信號

第3圖：

30₁ 、30₂ ‧‧‧偵測單元

第4圖：

40₁ ...40_M ‧‧‧延遲電路

41‧‧‧邏輯閘(反或閘)

B1、B2...B3‧‧‧位元

CLK‧‧‧時脈信號

400_1-1 ...400_1-N 、400_2-1 ...400_2-N 、400_M-1 ...400_M-N ‧‧‧D型正反器

S400_1-1 ...S400_1-N 、S400_2-1 ...S400_2-N 、S400_M-1 ...S400_M-N ‧‧‧延遲信號

第5圖：

50‧‧‧靜音控制單元

51‧‧‧放大單元

第6圖：

6‧‧‧音訊輸出裝置

第1圖表示習知音訊輸出裝置；第2圖表示根據一本發明實施例之音訊輸出裝置；第3圖表示第2圖中偵測器之實施例；第4圖表示第3圖中偵測單元之實施例；第5圖表示第2圖中放大器之實施例；第6圖表示根據另一本發明實施例之音訊輸出裝置；第7圖表示根據又一本發明實施例之音訊輸出裝置。

2‧‧‧音訊輸出裝置

20‧‧‧信號源

21₁ 、21₂ ‧‧‧數位類比轉換器

22₁ 、22₂ ‧‧‧放大器

23₁ 、23₂ ‧‧‧揚聲器

24‧‧‧偵測器

P1、P2‧‧‧音訊輸出路徑

S20₁ 、S20₁ ‧‧‧數位信號

S21₁ 、S21₂ ‧‧‧類比信號

S22₁ 、S22₂ ‧‧‧放大信號

S24₁ 、S24₂ ‧‧‧控制信號

Claims (11)

1. 一種音訊輸出裝置，包括：一信號源，用以產生複數個數位信號；一偵測器，用以接收該等數位信號、偵測該等數位信號之狀態、且分別根據該等數位信號之偵測結果來產生複數個控制信號；複數個數位類比轉換器，用以接收該等數位信號，且分別將該等數位信號轉換為複數個類比信號；以及複數個放大器，用以接收該等類比信號且分別根據該等控制信號來產生複數個放大信號；其中，該偵測器包括複數個偵測單元，用以分別偵測該等數位信號，每一該偵測單元包括：複數個延遲電路，用以分別接收對應之該數位信號之複數個位元，其中，每一該延遲電路根據對應之該位元來產生複數個延遲信號；以及一邏輯閘，用以接收來自該等延遲電路之該等延遲信號且根據接收之該等延遲信號來產生對應之該控制信號，其中，根據對應之該控制信號來決定對應之該放大器是否產生該放大信號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之音訊輸出裝置，其中，當該偵測器偵測到該等數位信號中至少一數位信號處於一預設狀態時，該偵測器根據對應之該控制信號來控制對應之該放大器，使對應之該放大器不產生該放大信號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之音訊輸出裝置，其中， 當該偵測器偵測到該等數位信號中至少一數位信號處於該預設狀態時，該偵測器根據對應之該控制信號來控制對應之該數位類比轉換器，使對應之該數位類比轉換器不產生該類比信號。
4. 如申請專利範圍第2項所述之音訊輸出裝置，其中，在該預設狀態中，該至少一數位信號於一既定時間處於一固定邏輯位準。
5. 如申請專利範圍第1項所述之音訊輸出裝置，其中，在每一該偵測單元中，該等延遲電路之每一者包括：複數個D型正反器，以串聯方式耦接且受控於一時脈信號；其中，該等D型正反器中第一個D型正反器接收對應之該位元，且該等D型正反器根據對應之該位元來分別產生對應之該等延遲信號。
6. 如申請專利範圍第1項所述之音訊輸出裝置，其中，該邏輯閘為反或閘。
7. 如申請專利範圍第1項所述之音訊輸出裝置，其中，當該等數位信號中至少一數位信號處於一預設狀態時，該偵測器致能對應之該控制信號以控制對應之該放大器，使對應之該放大器不產生該放大信號。
8. 如申請專利範圍第7項所述之音訊輸出裝置，其中，當該等數位信號中至少一數位信號處於該預設狀態時，該偵測器致能對應之該控制信號以控制對應之該數位類比轉換器，使對應之該數位類比轉換器不產生該類比信號。
9. 如申請專利範圍第7項所述之音訊輸出裝置，其中， 在該預設狀態中，該至少一數位信號於一既定時間處於一固定邏輯位準。
10. 如申請專利範圍第1項所述之音訊輸出裝置，其中，每一該放大器包括：一靜音控制單元，受控於該偵測器，其中，根據對應之該控制信號來決定該靜音控制單元是否被該偵測器所致能；以及一放大單元，用以接收對應之該類比信號且放大對應之該類比信號以產生對應之該放大信號；其中，當該偵測器偵測到該等數位信號中至少一數位信號處於一預設狀態時，該偵測器透過對應之該控制信號來觸發對應該至少一數位信號之該放大器內的該靜音控制單元，且對應之該放大器內的該放大單元不被該被觸發之靜音控制單元所觸發且不產生對應之該放大信號。
11. 如申請專利範圍第1項所述之音訊輸出裝置，更包括複數個揚聲器，分別接收該等放大信號，且根據該等放大信號來產生聲音。