TWI429300B - 電子設備 - Google Patents

Description

電子設備

本發明涉及電子裝置，特別涉及一種具有音頻輸出功能的電子設備。

隨著電子行業的迅速發展，各種音/視頻電子裝置開始走進人們的生活。如MP3、MP4、Walkman、影音播放機以及可攜式光碟播放器等。人們藉由音/視頻電子裝置欣賞音樂、觀看電影等，豐富了人們的業餘生活。

為了滿足消費者在不同場合的需求，業界大多數的消費類電子產品都設計有揚聲器(Speaker)及耳機(Headphone)，使用者可以選擇使用揚聲器或耳機來欣賞音樂。當使用者需要使用耳機來欣賞音樂時，即將耳機***電子產品的耳機插孔中，此時耳機播放聲音。當使用者需要使用揚聲器來欣賞音樂時，即將耳機從耳機插孔中拔出，此時揚聲器播放聲音。通常揚聲器播放聲音的音量較大，耳機播放聲音的音量較小。

大多數電子產品針對揚聲器及耳機的音量調節部分均採用數位調控方式(非連續性控制)，即不同的音量輸出等級，對應不同的增益值。然而，目前消費類電子產品對於揚聲器及耳機的音量調節部分都採用同一種音量調節模式，該音量調節模式一般係以某一輸出方式(如揚聲器)為標準來設定音量輸出等級值。當基於 揚聲器標準設定音量輸出等級值，且用耳機欣賞音樂時，會因為音量較大而讓使用者無法收聽；當基於耳機標準設定音量輸出等級值，且用揚聲器播放聲音時，又會因為音量較小，而無法在周圍嘈雜的環境中欣賞音樂。如此，難以滿足使用者對於揚聲器及耳機音量調節的不同需求。

有鑒於此，有必要提供一種能滿足不同音量調節需求的電子裝置。

一種電子裝置，其包括具有控制端及音量調節端的功率放大單元、分壓單元、音量調節單元、耳機介面電路及揚聲器。功率放大單元用於對音頻訊號進行功率放大處理，並將處理後的音頻訊號分別輸出給耳機介面電路及揚聲器，耳機介面電路包括用於與耳機連接的耳機插口及檢測耳機是否***的開關單元。開關單元連接於所述耳機插口與所述控制端之間，用於根據耳機是否***耳機插口而調整所述分壓單元產生的傳送給所述控制端的電壓。功率放大單元根據其控制端接收到的所述電壓控制揚聲器是否工作。音量調節單元中存儲有揚聲器增益級別值及耳機增益級別值，音量調節單元連接於所述控制端與音量調節端之間。音量調節單元根據所述電壓分別調用揚聲器增益級別值及耳機增益級別值產生揚聲器調節訊號及耳機調節訊號，揚聲器調節訊號用於對揚聲器播放聲音的音量進行調節，耳機調節訊號用於對耳機播放聲音的音量進行調節。

上述電子裝置，藉由音量調節單元調用揚聲器增益級別值對揚聲器播放聲音的音量進行調節，以及調用耳機增益級別值對耳機播 放聲音的音量進行調節，如此可滿足使用者對揚聲器及耳機音量調節的不同需求。

100、200‧‧‧電子裝置

10‧‧‧音頻介面

12‧‧‧功率放大單元

14、15‧‧‧揚聲器

16‧‧‧耳機介面電路

C1‧‧‧第一電解電容

C2‧‧‧第二電解電容

18‧‧‧耳機

20‧‧‧分壓單元

23、27‧‧‧電源介面

22‧‧‧第一分壓單元

24‧‧‧第二分壓單元

25‧‧‧第三分壓單元

26‧‧‧控制單元

28‧‧‧音量調節單元

123‧‧‧音量調節端

120‧‧‧訊號輸入端

122‧‧‧控制端

124、126‧‧‧正相輸出端

125、128‧‧‧負相輸出端

160‧‧‧耳機插口

162‧‧‧開關單元

164、165‧‧‧導電端

168‧‧‧接地端

166、169‧‧‧接觸端

R1~R8‧‧‧電阻

V1、V2‧‧‧直流電源

Q1‧‧‧三極管

圖1為第一較佳實施方式的電子裝置的具體電路圖。

圖2為第二較佳實施方式的電子裝置的具體電路圖。

如圖1所示係第一較佳實施方式的電子裝置100的具體電路圖。電子裝置100包括音頻介面10，功率放大單元12，揚聲器14、15，第一電解電容C1，第二電解電容C2，第四電阻R4，耳機介面電路16，耳機18，分壓單元20以及音量調節單元28。耳機介面電路16包括供耳機18***的耳機插口160及開關單元162。

音頻介面10用於連接音頻源，以提供音頻訊號給功率放大單元12的訊號輸入端120。

功率放大單元12用於接收音頻訊號，並對音頻訊號進行功率放大處理，並將處理後的音頻訊號分別輸出給揚聲器14、15及耳機插口160。具體地，功率放大單元12具有正相輸出端124、126及負相輸出端125、128。功率放大單元12分別藉由其正相輸出端124、126將音頻訊號提供給耳機插口160。功率放大單元12還分別藉由其正相輸出端124、負相輸出端125及正相輸出端126、負相輸出端128將音頻訊號提供給揚聲器14及揚聲器15。

功率放大單元12還具有一控制端122。當控制端122的輸入電壓為低電平時，正相輸出端124、126分別輸出正相的音頻訊號給揚聲器14、15；負相輸出端125、128分別輸出負相的音頻訊號給揚聲 器14、15，反相的音頻訊號相互疊加，如此可提高揚聲器14、15播放聲音的音量。當控制端122的輸入電壓為高電平時，正相輸出端124、126分別輸出正相的音頻訊號給揚聲器14、15，負相輸出端125、128也分別輸出正相的音頻訊號給揚聲器14、15，同相的音頻訊號相互抵消，如此揚聲器14、15停止播放聲音。

第一電解電容C1的正極連接正相輸出端124，負極連接耳機插口160。第一電解電容C1用於濾除從正相輸出端124輸入到耳機插口160的音頻訊號中的直流電壓成分。第二電解電容C2的正極連接正相輸出端126，負極連接耳機插口160。第二電解電容C2用於濾除從正相輸出端126輸入到耳機插口160的音頻訊號中的直流電壓成分。

耳機插口160包括導電端164、165、接地端168。導電端164連接第一電解電容C1的負極，導電端165連接第二電解電容C2的負極，接地端168接地。導電端164、165分別通過第一電解電容C1及第二電解電容C2接收來自功率放大單元12的正相輸出端124、126輸出的音頻訊號。導電端164、165及接地端168用於在耳機18***耳機插口160時將音頻訊號提供給耳機18，以播放聲音。

開關單元162在耳機18未***耳機插口160時導通，並在耳機18***耳機插口160時斷開。開關單元162包括接觸端166、169，接觸端166、169的一端連接在一起。接觸端166、169在耳機18未***耳機插口160時，分別與導電端164、165電性連接。接觸端166、169還在耳機18***耳機插口160時，分別與導電端164、165斷開連接。

分壓單元20包括第一分壓單元22、電源介面23、第二分壓單元24 及第三分壓單元25。第一分壓單元22與開關單元162連接，第二分壓單元24及第三分壓單元25分別連接耳機插口160。第一分壓單元22還連接電源介面23，電源介面23用於連接直流電源V1。第一分壓單元22、第二分壓單元24及第三分壓單元25用於在開關單元162導通時共同對直流電源V1分壓，以產生第一電訊號。第一分壓單元22還用於在開關單元162斷開時單獨對直流電源V1分壓，以產生第二電訊號。在本實施例中，第一電訊號為低電平訊號，第二電訊號為高電平訊號。

第一分壓單元22包括第一電阻R1。第一電阻R1的一端連接於接觸端166、169與第四電阻R4之間，另一端連接直流電源V1。第四電阻R4連接於接觸端166、169與控制端122之間。第二分壓單元24包括第二電阻R2。第二電阻R2的一端連接於第一電解電容C1的負極與導電端164之間，另一端接地。第三分壓單元24包括第三電阻R3。第三電阻R3的一端連接於第二電解電容C2的負極與導電端165之間，另一端接地。在本實施例中，直流電源V1為5V，第一電阻R1的阻值為100KΩ，第二電阻R2的阻值為1KΩ，第三電阻R3的阻值為1KΩ。當耳機18未***耳機插口160時，開關單元162導通。如此，第一電阻R1、第二電阻R2及第三電阻R3共同對直流電源V1分壓，第二電阻R2分得的電壓值，也即圖1中A點電壓值：VA=V1*R2//R3/(R1+R2//R3)=5*0.5/(100+0.5)V 0.02V

A點電壓經過第四電阻R4後進一步降低，如此控制端122為低電平訊號。當耳機18***耳機插口160時，開關單元162斷開，直流電源V1通過第一電阻R1及第四電阻R4連接控制端122，如此控制端122為高電平訊號

功率放大單元12響應其控制端122接收到的第一電訊號分別藉由其正相輸出端124、負相輸出端125及正相輸出端126、負相輸出端128輸出反相的音頻訊號給揚聲器14及揚聲器15，以播放聲音。功率放大單元12還響應其控制端122接收到的第二電訊號分別藉由其正相輸出端124、負相輸出端125及正相輸出端126、負相輸出端128輸出同相的音頻訊號給揚聲器14及揚聲器15，如此耳機18播放聲音。

功率放大單元12還具有一音量調節端123。音量調節單元28連接於控制端122與音量調節端123之間。音量調節單元28中預先設置有揚聲器增益級別值及耳機增益級別值。例如電子裝置100的音量調節階數區間為1~20，揚聲器增益級別值及耳機增益級別值也分別對應具有20個不同的增益值，用於分別對音頻訊號進行增益放大。通常處於相同音量調節階數(如階數2)的揚聲器增益值大於耳機增益值，也即揚聲器播放聲音的音量比耳機大。

音量調節單元28用於響應第一電訊號，調用揚聲器增益級別值，以生成揚聲器調節訊號給音量調節端123。功率放大單元12根據其音量調節端123接收的揚聲器調節訊號對揚聲器14、15播放聲音的音量進行調節。

音量調節單元28還響應第二電訊號，調用耳機增益級別值，以生成耳機調節訊號給音量調節端123。功率放大單元12根據其音量調節端123接收的耳機調節訊號對耳機18播放聲音的音量進行調節。如此，用戶可以在耳機18播放聲音時，藉由操作遙控器(圖未示)或電子裝置100上的按鍵(圖未示)，控制電子裝置100調用耳機增益級別值，調大或調小耳機18輸出聲音的音量；用戶也 可以在揚聲器14、15播放聲音時，藉由操作遙控器(圖未示)或電子裝置100上的按鍵(圖未示)，控制電子裝置100調用揚聲器增益級別值，調大或調小揚聲器14、15輸出聲音的音量；可以滿足用戶對揚聲器14、15及耳機18播放聲音音量的不同需求。

如圖2所示係第二較佳實施方式的電子裝置200的具體電路圖。電子裝置200與電子裝置100的區別在於電子裝置200還包括控制單元26。控制單元26連接於控制端122與音量調節單元28之間。

控制單元26用於響應第一電訊號，以生成第一控制訊號。音量調節單元28用於響應第一控制訊號，並調用揚聲器增益級別值，以生成揚聲器調節訊號給音量調節端123。功率放大單元12根據其音量調節端123接收的揚聲器調節訊號對揚聲器14、15播放聲音的音量進行調節。

控制單元26還用於響應第二電訊號，以生成第二控制訊號。音量調節單元28用於響應第二控制訊號，並調用耳機增益級別值，以生成耳機調節訊號給音量調節端123。功率放大單元12根據其音量調節端123接收的耳機調節訊號對耳機18播放聲音的音量進行調節。在本實施例中，第一控制訊號為高電平訊號，第二控制訊號為低電平訊號。

控制單元26包括三極管Q1、電源介面27、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7及第八電阻R8。電源介面27用於連接直流電源V2，第五電阻R5連接於第四電阻R4及第六電阻R6之間，第六電阻R6接地。第七電阻R7的一端連接於第五電阻R5及第六電阻R6之間，另一端連接三極管Q1的基極。三極管Q1的發射極接地，集電極通過第八電阻R8連接直流電源V2。三極管Q1的集電極還連接音量調 節單元28。

當耳機18未***到耳機插口160中時，開關單元162導通，控制端122接收第一電訊號，即圖2中A點電壓為低電平電壓，揚聲器14、15播放聲音。三極管Q1的基極為低電平電壓，三極管Q1截止。直流電源V2通過第五電阻R5施加一高電平電壓給音量調節單元28，即圖2中B點電壓VB為高電平電壓。音量調節單元28根據其接收到的高電平電壓，調用揚聲器增益級別值，以產生揚聲器調節訊號給音量調節端123，功率放大單元12根據其音量調節端123接收的揚聲器調節訊號對揚聲器14、15播放聲音的音量進行調節。

當耳機***到耳機插口160中時，開關單元162斷開，控制端122接收第二電訊號，即圖2中A點電壓為高電平電壓，耳機18播放聲音。三極管Q1的基極為高電平電壓，三極管Q1導通，三極管Q1的集電極接地，即圖2中B點電壓為低電平電壓。音量調節單元28根據其接收到的低電平電壓，調用耳機增益級別值，以產生耳機調節訊號給音量調節端123，功率放大單元12根據其音量調節端123接收的耳機調節訊號對耳機18播放聲音的音量進行調節。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，在援依本案創作精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。

200‧‧‧電子裝置

10‧‧‧音頻介面

12‧‧‧功率放大單元

14、15‧‧‧揚聲器

16‧‧‧耳機介面電路

C1‧‧‧第一電解電容

C2‧‧‧第二電解電容

18‧‧‧耳機

20‧‧‧分壓單元

23、27‧‧‧電源介面

22‧‧‧第一分壓單元

24‧‧‧第二分壓單元

25‧‧‧第三分壓單元

26‧‧‧控制單元

28‧‧‧音量調節單元

123‧‧‧音量調節端

120‧‧‧訊號輸入端

122‧‧‧控制端

124、126‧‧‧正相輸出端

125、128‧‧‧負相輸出端

160‧‧‧耳機插口

162‧‧‧開關單元

164、165‧‧‧導電端

168‧‧‧接地端

166、169‧‧‧接觸端

R1~R8‧‧‧電阻

V1、V2‧‧‧直流電源

O1‧‧‧三極管

Claims (13)

1. 一種電子裝置，其包括具有控制端的功率放大單元、分壓單元、耳機介面電路及揚聲器，該功率放大單元用於對音頻訊號進行功率放大處理，並將處理後的音頻訊號分別輸出給耳機介面電路及揚聲器，該耳機介面電路包括用於與耳機連接的耳機插口及檢測耳機是否***的開關單元，該開關單元連接於耳機插口與控制端之間，用於根據耳機是否***耳機插口而調整分壓單元產生的傳送給控制端的電壓，該功率放大單元根據其控制端接收到的該電壓控制揚聲器是否工作，其改良在於：該電子裝置還包括音量調節單元，該音量調節單元中存儲有揚聲器增益級別值及耳機增益級別值，該功率放大單元還具有一音量調節端，該音量調節單元連接於控制端與音量調節端之間，該音量調節單元根據該電壓調用揚聲器增益級別值並產生揚聲器調節訊號或者調用耳機增益級別值並產生耳機調節訊號，該功率放大單元根據揚聲器調節訊號以揚聲器增益級別值調整接收到音頻訊號的音量並通過揚聲器輸出，該功率放大單元根據耳機調節訊號以耳機增益級別值調整接收到音頻訊號的音量並通過耳機輸出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該開關單元與音量調節單元相連，該開關單元用於在耳機未***耳機插口時導通，還用於在耳機***耳機插口時斷開。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該分壓單元包括連接直流電源的電源介面、第一分壓單元及第二分壓單元，該第一分壓單元與開關單元相連，該第二分壓單元與耳機插口相連，該開關單元用於耳機未***耳機插口時導通，該第一分壓單元及第二分壓單元用於開關單元導通 時共同對該直流電源分壓，以產生第一電訊號給控制端，該功率放大單元根據其控制端接收的第一電訊號控制揚聲器工作。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電子裝置，其中該開關單元還用於耳機***耳機插口時斷開，該第一分壓單元還用於開關單元斷開時單獨對直流電源分壓，以產生第二訊號給控制端，該功率放大單元還根據其控制端接收到的第二電訊號控制揚聲器停止工作。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電子裝置，其中該第一電訊號為低電平訊號，該第二電訊號為高電平訊號。
6. 如申請專利範圍第4項所述之電子裝置，其中該電子裝置還包括控制單元，該控制單元連接於控制端與音量調節單元之間，該控制單元響應第一電訊號產生第一控制訊號，該音量調節單元根據第一控制訊號，調用揚聲器增益級別值以產生揚聲器調節訊號，該控制單元還響應第二電訊號產生第二控制訊號，該音量調節單元還根據第二控制訊號，調用耳機增益級別值以產生耳機調節訊號。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，其中第一控制訊號為高電平訊號，該第二控制訊號為低電平訊號，該控制單元包括連接直流電源的電源介面、三極管、第五電阻、第六電阻、第七電阻及第八電阻，該第五電阻連接於控制端與第六電阻之間，該第六電阻的一端連接第五電阻，另一端接地，該第七電阻的一端連接於第五電阻與第六電阻之間，另一端連接三極管的基極，該三極管的集電極通過第八電阻連接直流電源，發射極接地，該音量調節單元連接三極管的集電極。
8. 如申請專利範圍第3項所述之電子裝置，其中該耳機插口包括導電端及接地端，該導電端連接功率放大單元，該開關單元包括接觸端，該接觸端用於耳機未***耳機插口時與導電端電性連接，該接觸端還用於耳機***耳機插口時與導電端斷開連接。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中該第一分壓單元包括第一電阻，該第一電阻的一端連接接觸端，另一端連接直流電源，該第二分壓單元包括第二電阻，該第二電阻的一端連接導電端，另一端接地。
10. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中該電子裝置還包括第四電阻，該第四電阻連接於接觸端與控制端之間。
11. 如申請專利範圍第4項所述之電子裝置，其中該功率放大單元具有正相輸出端及負相輸出端，該耳機插口連接正相輸出端，該揚聲器分別連接正相輸出端及負相輸出端。
12. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置，其中該電子裝置還包括電解電容，該電解電容的正極連接正相輸出端，負極連接耳機插口，該電解電容用於濾除從正相輸出端傳輸到耳機插口的音頻訊號中的直流電壓成分。
13. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置，其中該功率放大單元根據其控制端接收到的第一電訊號，使正相輸出端輸出正相的音頻訊號，負相輸出端輸出負相的音頻訊號；該功率放大單元根據其控制端接收到的第二電訊號，使正相輸出端輸出正相的音頻訊號，負相輸出端也輸出正相的音頻訊號。