公开/公告号CN101359918A
专利类型发明专利
公开/公告日2009-02-04
原文格式PDF
申请/专利权人 合邦电子股份有限公司;
申请/专利号CN200710139831.7
申请日2007-08-02
分类号H04B1/04;
代理机构北京银龙知识产权代理有限公司;
代理人许静
地址 台湾省新竹市
入库时间 2023-12-17 21:23:40
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2015-09-23
未缴年费专利权终止 IPC(主分类):H04B1/04 授权公告日:20120530 终止日期:20140802 申请日:20070802
专利权的终止
2012-05-30
授权
授权
2009-04-01
实质审查的生效
实质审查的生效
2009-02-04
公开
公开
技术领域
本发明涉及一种调频立体声发射器，尤指一种使用数字式多工电路的数字化调频立体声发射器，令调频立体声发射器可直接接收数字声音信号并加以处理后对外发射。
背景技术
早期欲达到立体声调频无线信号，曾有人提出以两组调频无线发射器分别发射左、右声道的声音信号，再分别由两台无线接收机分别接收后同时播放左右声道的声音信号以达到收听立体声的效果；然而此一技术太不经济实用而作罢。
目前常见的调频立体声发射器的作法是主要将左、右声道的模拟声音信号(一般连接AUX模拟声音端子)先通过一模拟多工器进行分时多工(TimeDivision Multipexing)的切换，再与一指引信号(pilot signal)合成出一立体声复合信号(Stereo composition signal)，最后再将此一立体声复合信号通过一调频调变电路，将一立体声复合信号与一载波进行调变，最后由天线对外发射。请参阅图6所示，为一既有调频立体声发射器的电路模块图，其包含有：
一右声道声音处理单元50，连接至模拟声音端子的右声道声音，其包含有一音量调节器51、一预强调电路52、一限位器53及一低通滤波器54；首先右声道声音信号通过音量调节器以调整其振幅大小，再由预强调电路52提高高频信号的位准，以利接收解强调后，可提升信号噪声比(S/N)，后经限位器53及低通滤波器54处理后，再输出；
一左声道声音处理单元60，连接至模拟声音端子的左声道声音，其包含有一音量调节器61、一预强调电路62、一限位器63及一低通滤波器64；作用与右声道声音处理单元50相同，在此不再贽述；
一立体声调变单元70，连接至左/右声道声音处理单元50和60，其包含有一模拟多工器71、一合成器73、一静音电路74及一切换信号(38KHz)及一指引信号(19KHz)；其中该模拟多工器71连接左/右声道声音处理单元50和60的输出端及切换信号，依据切换信号的频率依序切换输出左/右声道声音信号至该合成器73，该合成器73与指引信号(19KHz)连接，以合成出立体声复合信号，最后经静音电路74后输出；
一调频单元90，其输入端连接至该立体声调变单元70的输出端，而输出端则连接一射频天线(图中未见)，以将立体声复合信号加载于一射频载波上，由射频天线对外发射；其中该调频单元90包含有可变电容VC1和VC2、电感L、电阻r1和r2、振荡电路91及射频放大器102和103，其中该可变电容VC1和VC2连接立体声调变单元70的输出端，藉由立体声复合信号的电压振幅调整电容值，而射频放大器102和103则供射频天线连接；
一锁相回路频率同步单元80，由一频率产生电路80-1及一相位比较电路80-2所组成，其中该频率产生电路80-1包含有一石英振荡电路81及多个分频器82～85，由多个分频器82～85对石英振荡电路81所产生的基频信号(7.6MHz)进行除频，以产生供该立体声调变单元70用的切换信号(38KHz)及指引信号(19KHz)，以及其它基频信号；至于相位比较电路80-2包含有一相位比较器87、一计数器86及一低通滤波器88，其中该相位比较器87的两输入端分别连接至该频率产生电路80-1的其中一分频器85及计数器86的输出端，而相位比较器87的输出端则通过该低通滤波器88连接至调频单元90的输可变电容VC1和VC2，又该计数器86经设定电路101设定除频值后，提供该相位比较器87一广播传送信号，令相位比较器87对该广播传送信号及基频信号进行相位比对，再将比对结果信号通过低通滤波器88输出至调频单元的输可变电容，以调整该可变电容的电容值，达到设定频道的载波频率。
由上述说明可知，目前调频立体声发射器主要用以处理模拟声音信号，并且大量采用模拟电路设计，对于集成电路化的成本无法有效下降外，又其抗噪声干扰效果不佳，易受干扰而降低声音清晰度。
发明内容
为此，本发明的主要目的是提供一种使用数字式多工器的数字式调频立体声发射器，令调频立体声发射器可直接接收数字声音信号，并以纯数字化进行多工调变处理，提供优于模拟处理的抗噪声能力，再经载波发射电路对外发射。
欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该数字式多工器的数字式调频立体发射器包含有：
一数字音效输入/输出接口，供连接兼容格式的数字音效存储装置，以取得数字声音数据；
一数字式调频立体声多工电路，通过该数字音效输入/输出接口取得数字声音数据，并进行数字化的声音处理后，输出一串行数字数据形式的立体声复合信号；
一低通滤波器，连接至该数字式调频立体声多工电路，以将串行数字数据转换为模拟式立体声复合信号后输出；
一调频电路，其输入端连接至该低通滤波器的输出端，而输出端则连接一射频天线，以将立体声复合信号加载于一射频载波上，由射频天线对外发射；
上述本发明主要提供一数字式调频立体声多工电路，以直接处理数字化声音数据，令其仅需经一低通滤波器后即可直接还原成模拟式立体声复合信号，供调频电路配合射频天线对外发送；再者，由于数字式调频立体声多工电路采数字电路设计，能直接使用整个系统内既有的系统时钟信号频率(systemclock)，并且不局限于特定系统时钟信号频率值，而能通过匹配电路直接转换为立体声无线发射器所需的时钟信号(8～40MHz均可)，亦即，可直接取用外围装置(如数字存储装置)的系统时钟信号，如此一来更毋需额外加装立体声调变专用的石英振荡器。
附图说明
图1为本发明调频触控面板第一较佳实施例的示意图。
图2为本发明数字数字式调频立体声多工电路的电路模块图。
图3为本发明立体声多工器的一详细电路图。
图4为本发明匹配电路的详细电路图。
图5为本发明调频电路的电路模块图。
图6为一现有调频立体声发射器的电路模块图。
10 数字音效输入/输出接口
20 数字式调频立体声多工电路
21 数字音效解码器 22 预强调电路
23 过取样电路 24 立体声多工器
241 第一加法器 242 减法器
243 切换暨指引信号产生单元
244 地址计数器 245 存储单元
246 第二加法器 247 合成器
25 配电路 251 相位检测器
252 累加器 253 分频器
254 D型正反器 26 噪声调整器
30 低通滤波器 40 调频电路
41 谐振电路 42 压控振荡器
43 电容器 431 电子开关
44 相位检测器 441 升压器
442 电子开关驱动电路
45 程序式分频器 451 设定接口
46 分频器 47 放大器
48 天线
50 右声道声音处理单元
51 音量调节器 52 预强调电路
53 限位器 54 低通滤波器
60 左声道声音处理单元
61 音量调节器 62 预强调电路
63 限位器 64 低通滤波器
70 立体声调变单元
71 模拟多工器 73 合成器
74 静音电路 90 调频单元
91 振荡电路 102 射频放大器
103 射频放大器
80 锁相回路频率同步单元
80-1 频率产生电路
80-2 相位比较电路
81 石英振荡电路81
82～85 分频器
86 计数器 87 相位比较器
88 低通滤波器 90 连接至调频单元
具体实施方式
本发明的调频立体声发射电路直接接收数字化串行声音数据，内部更以数字化方式进行多工调变处理，最后再转换为模拟式立体声复合信号，藉数字化多工处理程序，获得优于模拟式多工处理的信号噪声比，提高接收端收听声音质量。
请参阅图1所示，为本发明调频立体声发射器的一较佳实施例，其包含有：
一数字音效输入/输出接口10，供连接兼容格式的数字音效存储装置，以取得数字声音数据；其中该数字音效输入/输出接口为IIS或IIC数字音效格式接口(即：CD-ROM、MP3..等数字输出接口)；
一数字式调频立体声多工电路20，通过该数字音效输入/输出接口10取得并行数字声音数据，并进行数字化的多工调变处理后，由图面下方的单支接脚输出一串行数字数据形式的立体声复合信号；
一低通滤波器30，连接至该数字式调频立体声多工电路20，以将串行数字数据转换为模拟式立体声复合信号后输出；
一调频电路40，其输入端连接至该低通滤波器30的输出端，而输出端则连接一射频天线48，以将立体声复合信号加载于一射频载波上，由射频天线48对外发射。
请配合参阅图2所示，为上述数字式调频立体声多工电路20的详细电路模块图，其包含有：
一数字音效解码器21，以连接至该数字音效输入/输出接口10，于取得并行数字声音数据后，加以解码分别输出左/右声道(L/R)的声音信号；
两预强调电路22，分别连接该数字音效解码器21的输出端，并对其所对应左/右声道声音信号(L/R)的高频区域提高其信号噪声比(S/N)，避免受到高频环境的噪声干扰；
两过取样电路23，分别对应连接预强调电路22，以对左/右声道的声音信号进行高倍率的取样后输出，其中本实施例的各过取样电路23为八倍取样率；
一立体声多工器24，连接至两过取样电路23的输出端，以将取样后的左/右声道的声音信号与指引信号(Pilot signal)合成后输出一数字立体声数据(m(t))；
一匹配电路25，请参阅图4所示，其包含有一相位检测器251、一累加器252、一分频器(除N)253及一D型正反器254，其中该相位检测器251连接一参考时钟信号(REF_CK)，以与一系统时钟信号(SYS_CK)(可为8-40MHz)进行比对，即该系统时钟信号(SYS_CK)输入累加器252，再经分频器253后与参考时钟信号(REF_CK)同时输入相位检测器251，此时，该相位检测器251比对出两时钟信号的相位差再输入累加器252中，最后即能输出一个除N倍频(本实施例为除八倍频)的参考信号至该D型正反器254的频率端(CK)，此时该D型正反器254的输入端则连接立体声多工器24的输出端；如此，该数字立体声数据即可通过D型正反器254与参考信号同步匹配；亦即，无论时钟信号频率如何变动，均可相互搭配，此为本发明可适用于不同系统时钟的理由所在。
一噪声调整器26，连接至该匹配电路25的输出端，以取得数字立体声数据，以将数字立体声信号的噪声提高至信号的高频区域，再将数字立体声信号输出至低频滤波器30，以将高频区域的噪声滤除，该噪声调整器为一∑-Δ调变器。
请参阅图3所示，为立体声多工器24的详细电路示意图，其全部由数字化电路构成，包含有：
一第一加法器241，连接至两过取样电路23，以获得取样后左/右声道声音信号，以产生一主信号(L+R)；
一减法器242，连接至两过取样电路23，以获得取样后左/右声道声音信号(L/R)，以产生一副信号(L-R)；及
一切换暨指引信号产生单元243，主要由一地址计数器244及一存储单元245组成，其中该存储单元244存储有多个不同频率的弦波信号取样及量化后数值，即依照弦波信号的相位变化于连续地址存储有弦波信号于不同相位点所对应的电压值，是以配合地址计数器244的循环计数，即令存储单元245不断地令输出符合目前所需的切换信号及指引信号的正弦波信号，此称查表法；于本实施例，该切换信号及指引信号的正弦波分别以及表示，其中该fc＝19KHz；故切换信号为38KHz而指引信号为19KHz，该切换信号与副信号合成后输出至一第二加法器246，而第二加法器246再以合成器247与合成信号、副信号及指引信号相加后输出一数字立体声数据，此数字多工电路基本上为数字化仿真出多工调变信号。
由上述数字式调频立体声多工电路20架构可知，当数字声音数据输入时，会先由数字音效解码器21对数字声音数据进行解码后取得数字声音数据中的左声道声音信号及右声道声音信号，之后再将左/右声道声音信号输入至对应过取样器23，进行取样输出至音体声多工器24，该立体声多工器以取样后的左/右声道的声音信号产生出主/副信号，并同时通过地址计数器244自存储单元245中取出适当的切换信号及指引信号，将主/副信号与指引信号合成出一数字立体声数据，之后再将该数字立体声数据进行同步匹配及噪声调整后，令数字立体声数据以一连串一位的数据串输出至低通滤波器，由于数字立体声数据在输出之前其噪声被调整至高频区域，故经过低通滤波器后即可将其高频区域的噪声滤除，还原为高质量的模拟立体声信号。请参阅图5所示，该调频电路40包含有：
一谐振电路41，包含有两变容二极管42及多个电容器43、一电感(L)所组成，其中多个电容器43分别与两变容二极管42及电感(L)并联，又各电容器43串联有一电子开关431；
一相位检测器44，其中一输出端通过一电子开关驱动电路442连接至该谐振电路多个电子开关431的控制端，另一输出端则通过升压器(charge pump)441连接至谐振电路41两变容二极管42的串联节点，此举，令谐振电路(41)可受控于两种信号控制其谐振频率，亦即，该多数电容器43为形成一数字化的频率粗调功能，而两变容二极管42提供模拟式频率微调功能，提供有别于传统谐振回路；
一程序式分频器(program counter)45，其输入端通过一设定接口451供使用者设定除频值，该输出端连接至该相位检测器(44)的输入端；
一分频器46，其输入端连接至系统时钟信号(SYS_CK)，以将该系统时钟信号(SYS_CK)予以除频后输出至该相位检测器44的输入端；及
一射频放大器47，其输入端连接至该谐振电路41的输出端，供天线48连接；
前述调频电路利用程序式分频器输出一对应使用者设定的调频信号至相位检测器，此时该相位检测器会与系统时钟信号除频后的信号的相位进行比对，令电子开关驱动电路及升压器441依据比对结果以粗调及微调方式校准谐振电路的谐振频率，最后再通过放大器将经调变的立体声信号输出至射频天线。
由上述说明可知，本发明主要提供一数字式调频立体声多工电路，以直接处理数字化声音数据，而且由于数字式调频立体声多工电路采纯数字电路设计，除能达到优于传统模拟回路的高抗噪声比之外，其数字输出亦可完全省略掉D/A转换器，仅以简单的低通滤波器即可转换为模拟信号，具简化效益，其更能直接运用8～40MHz的既有系统时钟信号，而无需专供多工调变的石英振荡器，谐振电路亦混合使用数字与模拟粗微调功能，更显得较为精确，为一结构新颖且具进步性的设计。
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