聲音輸出的控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明有關于一種聲音輸出的控制電路，其外接一具有負載阻抗的聲音輸出裝置?？刂齐娐钒ㄒ宦曇舴糯髥卧耙豢刂茊卧?。聲音放大單元用以接收至少一聲音訊號，利用一放大倍率放大聲音訊號，并通過聲音輸出裝置輸出放大后的聲音訊號。控制單元檢測聲音輸出裝置的負載阻抗的阻值以調整聲音放大單元的放大倍率。借由檢測聲音輸出裝置的負載阻抗的阻值以調整放大聲音訊號的倍率，則，放大后的聲音訊號其最大電壓有效值可以不超過且趨近于聲音輸出裝置的最大不失真電壓，以令聲音輸出裝置能夠操作在最佳的工作狀態(tài)。
【專利說明】聲音輸出的控制電路

【技術領域】
[0001]本發(fā)明有關于一種聲音輸出的控制電路，尤指一種自動檢測聲音輸出裝置的負載 阻抗的阻值以調整欲輸出的聲音訊號的放大倍率的控制電路。

【背景技術】
[0002]當今聲^輸出裝置（如耳機、喇叭）的阻抗范圍很大，如3?600歐姆，使得一般電 子裝置在驅動聲音輸出裝置運作時，造成輸出功率匹配比較困難。
[0003]如一個3歐姆的聲音輸出裝置，最適合的最大不失真電壓（Full Scale 0utput Voltage，F(xiàn)SOV)是0· 6VRMS，但是，電子裝置的音頻編解碼器最大可以產生1VRMS的聲音訊 號。當使用1VRMS的聲音訊號去驅動3歐姆的聲音輸出裝置輸出聲音時，會有破音、失真， 甚至燒毀等等狀況。此時，必須手動地將聲音產生單元所產生的聲音訊號從 1VRMS調整至 0· 6VRMS，以讓聲音輸出裝置的音量調小，才不會有上述狀況出現(xiàn)。
[0004]或者，如一個6〇〇歐姆的聲音輸出裝置，最適合的FS0V是2. 5VRMS，然而，音頻編解 碼器只能產生1VRMS的聲音訊號。當使用1VRMS的聲音訊號去驅動600歐姆的聲音輸出裝 置輸出聲音時，會有音量過小，無法達到最大輸出功率的問題存在。此時，必須搭配擴大器 (或稱放大器）將聲音訊號從1VRMS放大至2. 5VRMS。
[0005]再者，擴大器的放大倍率通常為固定、兩段（1· 5倍或2倍）或手動調整的選擇，由 于放大倍率的選擇性較少將有可能無法完全匹配于聲音輸出裝置的輸出功率，或是手動調 整將有造成聲音輸出裝置不是操作在最佳工作狀態(tài)的疑慮。


【發(fā)明內容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提出一種可使聲音輸出裝置操作在最佳工作狀 態(tài)的聲音輸出的控制電路。
[0007] 為達成上述目的，本發(fā)明提供一種聲音輸出的控制電路，其控制電路外接有一具 有負載阻抗的聲音輸出裝置，包括：一聲音放大單元，連接聲音輸出裝置，接收至少一個聲 音訊號，利用一放大倍率放大聲音訊號且通過聲音輸出裝置輸出聲音訊號；及一控制單元， 連接聲音放大單元及聲音輸出裝置，檢測聲音輸出裝置的負載阻抗的阻值以調整聲音放大 單元的放大倍率。
[0008] 本發(fā)明一實施例中，控制單兀包括一控制器及一第一阻抗元件，第一阻抗元件串 接在一工作電源與聲音輸出裝置的負載阻抗間，控制器在負載阻抗上取得一負載電壓，控 制器記錄有一負載的電壓阻抗對照表，控制器將負載電壓比對于負載的電壓阻抗對應表以 檢測出負載阻抗的阻值。
[0009] 本發(fā)明一實施例中，控制器記錄一最大不失真電壓與阻值關系的資料檔，控制器 將負載阻抗的阻值比對于最大不失真電壓與阻值關系的資料檔以得知聲音輸出裝置所對 應的最大不失真電壓。
[0010] 本發(fā)明一實施例中，控制單元根據(jù)聲音輸出裝置的負載阻抗的阻值及/或最大不 失真電壓調整聲音放大單元的放大倍率。
[0011] 本發(fā)明一實施例中，控制單元包括一第一開關元件及至少一個第二開關元件，第 一開關元件設置在第一阻抗元件與聲音輸出裝置間，第二開關元件設置在聲音放大單元與 聲音輸出裝置間，當控制器執(zhí)行一阻抗阻值檢測程序，控制第一開關元件導通第一阻抗元 件與聲音輸出裝置間的線路以及控制第二開關元件斷開聲音放大單元與聲音輸出裝置間 的線路；當控制器執(zhí)行一聲音輸出程序，控制第一開關元件斷開第一阻抗元件與聲音輸出 裝置間的線路以及控制第二開關元件導通聲音放大單元與聲音輸出裝置間的線路。
[0012] 本發(fā)明一實施例中，聲音放大單元包括至少一個聲道聲音放大組，聲道聲音放大 組包括一放大器、一第一固定阻抗及一第二可變阻抗，放大器的正輸入端接收聲音訊號、負 輸入端通過第二可變阻抗接地、而輸出端連接聲音輸出裝置，第一固定阻抗設置在放大器 的輸出端與第二可變阻抗間，控制器根據(jù)負載阻抗的阻值以控制第二可變阻抗的阻值改變 而調整放大器的放大倍率。
[0013] 本發(fā)明一實施例中，第二可變阻抗包括一第二阻抗元件及一第三阻抗元件，第三 阻抗元件與接地間設置一第三開關元件，控制器根據(jù)負載阻抗的阻值控制第三開關元件的 開關斷開或導通以決定第二阻抗元件是否并聯(lián)于第三阻抗元件進而改變第二可變阻抗的 阻值。
[0014] 本發(fā)明一實施例中，第二可變阻抗包括至少一個第四阻抗元件，第四阻抗元件與 接地間設置一第四開關元件，控制器根據(jù)負載阻抗的阻值控制第三開關元件及/或第四開 關元件的開關斷開或導通以決定第二阻抗元件是否并聯(lián)于第三阻抗元件及/或第四阻抗 元件進而改變第二可變阻抗的阻值。
[0015] 本發(fā)明一實施例中，控制電路的聲音放大單元外接一聲音產生單元，聲音產生單 元為一音頻編解碼器，其用以產生單聲道或多聲道的聲音訊號。
[0016] 本發(fā)明一實施例中，控制電路包括一音訊插座，控制單元及聲音放大單元電性連 接至音訊插座，聲音輸出裝置利用一音訊插頭接入至音訊插座中。
[0017] 本發(fā)明的聲音輸出的控制電路，當一具有負載阻抗的聲音輸出裝置接入至控制電 路時，控制電路將會自動地檢測聲音輸出裝置的負載阻抗的阻值，并利用檢測出負載阻抗 的阻值以調整放大聲音訊號的倍率，則，放大后的聲音訊號其最大電壓有效值將可以不超 過且趨近于聲音輸出裝置的最大不失真電壓，致使聲音訊號驅動聲音輸出裝置輸出聲音時 避免發(fā)生破音、失真、燒毀或音量過小的狀況，以令聲音輸出裝置能夠操作在最佳的工作狀 態(tài)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明控制電路一實施例的電路區(qū)塊示意圖。
[0019] 圖2為本發(fā)明控制電路的控制單元及外接的聲音輸出裝置的一實施例的電路結 構示意圖。
[0020] 圖3為本發(fā)明控制電路的聲音產生單元及聲音放大單元的一實施例的電路結構 示意圖。
[0021] 附圖標記說明 100 控制電路 101 聲音產生單元 13 控制單元 131 控制器 1311負載的電壓阻抗對應表 Π13最大不失真電壓與阻值關系的資料檔 133 第一阻抗元件 135 第一開關元件 137 第二開關元件 15 聲音放大單元 1500聲道聲音放大組 1501聲道聲音放大組 151 放大器 153 第一固定阻抗 155 第二可變阻抗 1551第二阻抗元件 1553第三阻抗元件 1555第四阻抗元件 157 第三開關元件 159 第四開關元件 17 音訊插座 200 聲音輸出裝置 201 負載阻抗 203 音訊插頭。

【具體實施方式】
[0022] 請參閱圖1，為本發(fā)明聲音輸出的控制電路的電路區(qū)塊示意圖。如圖1所示，本發(fā) 明控制電路100建置在一電子裝置（如電腦、手機、聲音撥放器）之中且外接有一聲音輸出 裝置200?？刂齐娐?00用以接收至少一個聲音訊號，并將聲音訊號放大后傳送至聲音輸出 裝置2〇〇,以驅使聲音輸出裝置200輸出聲音。在本發(fā)明中，聲音輸出裝置200可以為一耳 機或一喇叭。
[0023] 進一步同時參閱圖2及圖3,控制電路100包括一控制單元13及一聲音放大單元 I5。聲音放大單元I5用以接收至少一個聲音訊號（SR、SL)。在本發(fā)明一實施例中，聲音訊 號（SR、SL)是由一聲音產生單元101所產生，此聲音產生單元1〇1可以為一音頻編解碼器 (CODEC-編/解碼器），其可以將電子裝置所提供的一音頻資料（A)進行解碼以產生單聲道 或多聲道的聲音訊號（SR、SL)。聲音放大單元15外接聲音產生單元101，以從聲音產生單 元101接收聲音訊號（SR、SL)，利用一放大倍率放大聲音訊號（SR、SL)，以取得放大后的聲 音訊號（AMP_SR、AMP_SL)。再者，聲音放大單元15連接聲音輸出裝置200,將放大后的聲音 訊號（AMP_SR、AMP_SL)傳送至聲音輸出裝置200,以利用放大后的聲音訊號（AMP_SR、AMP_ SL)驅動聲音輸出裝置2〇〇輸出聲音。又，聲音輸出裝置200存在有一負載阻抗（RL)201。 控制單元I 3連接聲音放大單元I5及聲音輸出裝置200,將會檢測聲音輸出裝置200的負載 阻抗 2〇1的阻值，并根據(jù)于所檢測出的負載阻抗（RL)201的阻值調整聲音放大單元15的放 大倍率，而令聲音訊號（AMP一SR、AMP_SL)的最大電壓有效值（VRMS)可以合適于聲音輸出裝 置200的最大不失真電壓值（FS0V)。
[0024]如圖2所示，控制電路100更包括一音訊插座17,控制單元13及聲音放大單元15 電性連接至音訊插座1?。聲音輸出裝置200利用一音訊插頭203接入至音訊插座17中而與 控制電路100進行電性連接。控制單元13包括一控制器131及一第一阻抗元件（R1) 133。 第一阻抗元件I33串接在一工作電源（Vcc)與聲音輸出裝置200的負載阻抗201間。當工 作電源負載于第一阻抗元件丨 33及負載阻抗201時，根據(jù)分壓的原理以在負載阻抗（rl) 201 上取得一負載電壓VL，如VL = (VccXRLV( R1 + RL)。又，控制器131記錄有一負載的電 壓阻抗對照表13丨1，將負載電壓VL輸入至控制器131以從負載的電壓阻抗對應表1311之 中比對出對應的負載阻抗201的阻值。負載的電壓阻抗對應表1311是以表1為例： 表1

【權利要求】
1. 一種聲音輸出的控制電路，其控制電路外接有一具有負載阻抗的聲音輸出裝置，其 特征在于，包括 ： 一聲音放大單元，連接聲音輸出裝置，接收至少一個聲音訊號，利用一放大倍率放大聲 音訊號且通過聲音輸出裝置輸出聲音訊號；及 一控制單元，連接聲音放大單元及聲音輸出裝置，檢測聲音輸出裝置的負載阻抗的阻 值以調整聲音放大單元的放大倍率。
2. 根據(jù)權利要求1所述的控制電路，其特征在于，該控制單元包括一控制器及一第一 阻抗元件，該第一阻抗元件串接在一工作電源與該聲音輸出裝置的該負載阻抗間，該控制 器在該負載阻抗上取得一負載電壓，該控制器記錄有一負載的電壓阻抗對照表，該控制器 將該負載電壓比對于該負載的電壓阻抗對應表以檢測出該負載阻抗的阻值。
3. 根據(jù)權利要求1所述的控制電路，其特征在于，該控制器記錄一最大不失真電壓與 阻值關系的資料檔，該控制器將該負載阻抗的阻值比對于該最大不失真電壓與阻值關系的 資料檔以得知該聲音輸出裝置所對應的最大不失真電壓。
4. 根據(jù)權利要求3所述的控制電路，其特徵在于，該控制單元根據(jù)該聲音輸出裝置的 該負載阻抗的阻值及/或最大不失真電壓調整該聲音放大單元的該放大倍率。
5. 根據(jù)權利要求2所述的控制電路，其特征在于，該控制單元包括一第一開關元件及 至少一個第二開關元件，該第一開關元件設置在該第一阻抗元件與該聲音輸出裝置間，該 第二開關元件設置在該聲音放大單元與該聲音輸出裝置間，當該控制器執(zhí)行一阻抗阻值檢 測程序，控制該第一開關元件導通該第一阻抗元件與該聲音輸出裝置間的線路以及控制該 第二開關元件斷開該聲音放大單元與該聲音輸出裝置間的線路；當該控制器執(zhí)行一聲音輸 出程序，控制該第一開關元件斷開該第一阻抗元件與該聲音輸出裝置間的線路以及控制該 第二開關元件導通該聲音放大單元與該聲音輸出裝置間的線路。
6. 根據(jù)權利要求1所述的控制電路，其特征在于，該聲音放大單元包括至少一個聲道 聲音放大組，該聲道聲音放大組包括一放大器、一第一固定阻抗及一第二可變阻抗，該放大 器的正輸入端接收該聲音訊號、負輸入端通過該第二可變阻抗接地、而輸出端連接該聲音 輸出裝置，該第一固定阻抗設置在該放大器的輸出端與該第二可變阻抗間，該控制器根據(jù) 該負載阻抗的阻值以控制該第二可變阻抗的阻值改變而調整該放大器的該放大倍率。
7. 根據(jù)權利要求6所述的控制電路，其特征在于，該第二可變阻抗包括一第二阻抗元 件及一第三阻抗元件，該第三阻抗元件與接地間設置一第三開關元件，該控制器根據(jù)該負 載阻抗的阻值控制該第三開關元件的開關斷開或導通以決定該第二阻抗元件是否并聯(lián)于 該第三阻抗元件進而改變該第二可變阻抗的阻值。
8. 根據(jù)權利要求7所述的控制電路，其特征在于，該第二可變阻抗包括至少一個第四 阻抗元件，該第四阻抗元件與接地間設置一第四開關元件，該控制器根據(jù)該負載阻抗的阻 值控制該第三開關元件及/或該第四開關元件的開關斷開或導通以決定該第二阻抗元件 是否并聯(lián)于該第三阻抗元件及/或該第四阻抗元件進而改變該第二可變阻抗的阻值。
9. 根據(jù)權利要求1所述的控制電路，其特征在于，該控制電路的該聲音放大單元外接 一聲音產生單元，該聲音產生單元為一音頻編解碼器，其用以產生單聲道或多聲道的該聲 音訊號。
10. 根據(jù)權利要求1所述的控制電路，其特征在于，包括一音訊插座，該控制單元及該 聲音放大單元電性連接至該音訊插座，該聲音輸出裝置利用一音訊插頭接入至該音訊插座 中。
【文檔編號】H04R3/00GK104270699SQ201410526767
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權日:2014年10月9日
【發(fā)明者】簡源利 申請人:技嘉科技股份有限公司