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    本發明涉及一種音頻播放裝置及音量控制方法。該音頻播放裝置包括存儲器、處理器、音量控制單元及介面單元。該存儲器用於存儲各種音頻文件，該處理器用於讀取該存儲器中音頻文件並輸出一音頻信號，該音量控制單元連接該處理器，該介面單元用於插入耳機並輸出音頻信號至耳機,該音量控制單元接收該音頻信號及對該音頻信號進行音量調節；該介面單元包括至少兩個音頻輸出介面；該音量控制單元用於檢測該介面單元的各音頻輸出介面是否有耳機接入。
    公开号:TW201301910A
    申请号:TW100124355
    申请日:2011-07-08
    公开日:2013-01-01
    发明作者:Yang Xin；Tsung-Jen Chuang；Jun Zhang；Jun-Wei Zhang；ren-wen Huang；Qiang You
    申请人:Hon Hai Prec Ind Co Ltd；
    IPC主号:H04R5-00
    专利说明:
    音頻播放裝置及其音量控制方法
    本發明涉及一種音頻播放裝置及其音量控制方法。
    隨著社會發展及科學技術的進步，便携式設備如移動電話、MP3等設備的音樂功能得到廣泛應用。但是普通的移動電話、MP3等便携式設備只有一個耳機插空與一揚聲器，而在公共場所爲了不使揚聲器妨礙他人，只能使用耳機供一人收聽音樂。在公共場所便携式設備通過耳機播放音樂限制了收聽者數量，不便於音樂分享。
    爲解决先前技術中音樂播放裝置不便於音樂分享的問題，有必要提供一種音頻播放裝置及其音量控制方法。
    本發明涉及一種音頻播放裝置，其包括存儲器、處理器、音量控制單元及介面單元，該存儲器用於存儲各種音頻文件；該處理器用於讀取該存儲單元中音頻文件並輸出一音頻信號，該音量控制單元連接該處理器，該介面單元用於插入耳機並輸出音頻信號至耳機，其特徵在於，該音量控制單元接收該音頻信號及對該音頻信號進行音量調節；該介面單元包括至少兩個音頻輸出介面；該音量控制單元用於檢測該介面單元的各音頻輸出介面是否有耳機接入，並且當只有一個耳機接入時，該音量控制單元直接將音頻信號輸出至該耳機，當有多個耳機接入則將音頻信號放大後輸出至每一耳機。
    本發明涉及一種音頻播放裝置音量控制方法，該音頻播放裝置至少包括二音頻輸出介面，該音量控制方法包括以下步驟：
    S1：生成音頻信號；
    S2：偵測各音頻輸出介面是否有耳機插入；
    偵測各音頻輸出介面是否有耳機插入，並輸出表徵不同狀態的偵測信號；
    S3:根據偵測信號，分析耳機插入位置；當該音頻播放裝置的音頻輸出介面只有一個耳機插入時，執行步驟S4，當該音頻播放裝置的音頻輸出介面有多於一個耳機插入時，執行步驟S5；
    S4:直接輸出音頻信號；
    將音頻信號直接輸出至插入耳機的音頻輸出介面；
    S5：放大並輸出音頻信號；
    將音頻信號放大後輸出至每一音頻輸出介面。
    由上述可知，應用本發明的音頻播放裝置及其音量控制方法可偵測音頻播放裝置終端是否有多個負載接入，當有多個負載接入時該音頻播放裝置可將音頻信號放大後多路輸出，相較於先前技術可有效解决音頻播放裝置音樂分享問題且不會影響音頻信號質量。
    請參閱圖1，其爲本發明音頻播放裝置的具體實施例的示意圖。該音頻播放裝置10包括存儲器110、處理器130、音量控制單元150及介面單元170。存儲器110用於存儲各種音頻文件。處理器130用於讀取該存儲器110中之音頻文件並輸出相應之音頻信號。音量控制單元150連接該處理器130，經音頻輸入端151接收該音頻信號及對該音頻信號進行音量調節。介面單元170可以同時接入一個或多於一個的耳機，並與音量控制單元150電連接，用於將經過音量控制單元150處理的音頻信號輸出至一個耳機或者多於一個的耳機。
    請參閱圖2，其爲音量控制單元150的具體實施例結構示意圖。該音量控制單元150包括自動增益調節模組153、偵測模組155。偵測模組155用於偵測介面單元170各音頻輸出介面是否有耳機接入，且經偵測信號輸出端234輸出一偵測信號至該自動增益調節模組153。介面單元170包括第一到第N音頻輸出介面171（其中N大於2，且爲自然數），用於分別插入耳機。該自動增益調節模組153接收處理器130輸出的音頻信號，並根據偵測模組155的偵測結果選擇性地將音頻信號直接輸出到介面單元170中一介面或者將音頻信號放大後輸出到介面單元170中的多個介面。當偵測信號表明只有一個耳機插入該音頻播放裝置10時，邏輯選擇模組159將該音頻信號直接輸出至介面單元中相應的音頻輸出介面中;當偵測信號表明有多於一個耳機插入該音頻播放裝置10時，邏輯選擇模組159將輸入的偵測信號音頻信號放大後輸出到介面單元中插有耳機的介面中。
    具體地，該自動增益調節模組153進一步包括一邏輯選擇模組159與一功率放大模組161，邏輯選擇模組159與功率放大模組161電連接。邏輯選擇模組159包括一音頻信號接入端用於接收該處理器130輸出的音頻信號，多個偵測信號輸入端236以分別接收對應多個音頻輸出介面的偵測信號，及至少二音頻輸出端163。邏輯選擇模組159根據偵測信號輸入端236輸入的偵測信號將該音頻信號選擇性地直接輸出至一輸出端或輸出至該功率放大模組161。
    在本實施例中，偵測模組155進一步括第一至第N偵測電路157，其中第一至第N偵測電路157對應於第一至第N音頻輸出介面171（其中N大於2，且爲自然數），該偵測電路157用於偵測所對應之音頻輸出介面171是否有耳機接入，且輸出一偵測信號至邏輯選擇模組159。邏輯選擇模組159接收每一偵測信號輸入端236輸入的偵測信號後進行一定的邏輯運算，將音頻信號選擇相應的音頻輸出端163直接輸出至接入耳機的音頻輸出介面171，或者經功率放大模組161放大後輸出至每一插入耳機的音頻輸出介面171。
    請參閱圖3，其爲本發明偵測電路示意圖，在本實施例中，由於對應於第一至第N介面的第一至第N偵測電路157具有相同的電路結構和工作原理，以下主要以第一偵測電路157爲例進行介紹。然而，應當理解，以下對於該第一偵測電路157的描述同樣可以應用於該第二至第Ｎ偵測電路157。
    該第一偵測電路157進一步包括一運算單元230與一控制單元232。該運算單元230連接第一音頻輸出介面1711，該控制單元232與該運算單元230及邏輯選擇模組159相應的偵測信號輸入端236電連接。該運算單元230用於偵測該第一音頻輸出介面1711是否有耳機接入，並輸出一電壓信號至該控制單元232，該控制單元232根據該運算單元230輸出的電壓信號經偵測信號輸出端234輸出不同的偵測信號至該邏輯選擇模組159。
    具體地，該運算單元230中，一第一電阻2301連接於電源與第一彈片2318之間，第二電阻2303、第三電阻2305串接於電源與地之間，該第二電阻2303、第三電阻2305之間節點連接運算放大器2311的第一輸入端2313，該第四電阻2307、第五電阻2309串接於該第二彈片2319與運算放大器2311輸出端2317之間，該第二彈片2319與地連接，該第四電阻2307、第五電阻2309之間節點連接運算放大器2311的第二輸入2315。
    該控制單元232中，第一開關電晶體2323、第二開關電晶體2325的控制端2329、2337連接該運算放大器2311的輸出端2317，該第一開關電晶體2323的第一導通端2327經第六電阻2321與電源電連接，該第一開關電晶體2323的第二導通端2331與該第二開關電晶體2325的第一導通端2333電連接，該第二開關電晶體2325的第二導通端2335接地，該第一開關電晶體2323的第二導通端2331與該第二開關電晶體2325第一導通端2333之間節點接輸出端2341。在本實施例中，優選地，該第一開關電晶體2323、第二開關電晶體2325分別爲P型、N型場效應電晶體，該第一開關電晶體2323、第二開關電晶體2325的控制端、第一導通端、第二導通端分別對應於P型、N型場效應電晶體的源極、閘極、汲極。
    爲方便說明，第一電阻2301、第二電阻2303、第三電阻2305的阻值分別記爲R1、R2、R3，接入耳機阻值記爲R。該運算放大器2311第一輸入端2313、第二輸入端2315與輸出端2317的電壓分別記爲：U1、U2、Uo，該運算放大器2311輸出電壓爲：
    Uo=R3/R2(U1-U2);
    當耳機插入第一音頻輸出介面1711時，該第一彈片2318與第二彈片2319電連接，此時該運算放大器2311做减法運算。U1=VCC、U2=[R/(R+R1)]*VCC，則Uo爲一低電平，此時第一開關電晶體2323導通，該偵測電路157經偵測信號輸出端234輸出一高電平信號“H”至該自動增益調節模組153的第一偵測信號輸入端236。
    當耳機未插入第一音頻輸出介面1711，該運算放大器2311輸出電壓爲：
    U1=VCC、U2=0，則Uo爲一高電平，此時第二開關電晶體2325導通，該第一偵測電路157輸出一低電平信號“L” 至該自動增益調節模組153的第一偵測信號輸入端236。
    此外，該偵測模組155亦可以采用現場可編程門陣列（Field－Programmable Gate Array，FPGA）實現。
    請參閱圖4，其爲本發明自動增益模組具體電路示意圖。在本實施例中，該音頻播放裝置10包括第一音頻輸出介面1711、第二音頻輸出介面1713，對應地，該偵測模組155亦包括第一、第二偵測電路157。應當理解當音頻播放裝置10包括多個音頻輸出介面、多個偵測電路157時，該自動增益調節模組153具有相似的工作原理。
    該自動增益調節模組153包括一多工器1591與一運算放大器1611，該多工器1591的音頻輸入端151用於接收音頻信號，第一、第二偵測信號輸入端2361、2363用於接收該偵測模組155輸出的第一、第二偵測信號，第一、第二音頻輸出端1631、1633連接至該音頻播放裝置10之第一、第二音頻輸出介面1711、1713，第三音頻輸出端1635連接至運算放大器1611的第一輸入端1613，該運算放大器1611的第二輸入端1615接地，該運算放大器1611的輸出端1613亦與該音頻播放裝置10之第一、第二音頻輸出介面1711、1713電連接。
    該多工器1591根據第一、第二偵測信號輸入端2361、2363輸入的偵測信號做邏輯運算，邏輯運算規則如下表所示：
    當第一音頻輸出介面1711插入耳機，第二音頻輸出介面1713未插入耳機，音頻信號由該第一音頻輸出端1631經第一輸出介面1711輸出至耳機；當第一音頻輸出介面1711未插入耳機、第二音頻輸出介面1713插入耳機時，音頻信號由該第二音頻輸出端1633經第二音頻輸出介面1713輸出至耳機，當第一音頻輸出介面1711與第二音頻輸出介面1713同時插入耳機時，音頻信號由第三音頻輸出端1635輸出，此時該音頻信號經過運算放大器放1611大後分別經第一音頻輸出介面1711、第二音頻輸出介面1713輸出至每一耳機。
    當音頻播放裝置10包括多於兩個音頻輸出介面時，該自動增益調節模組153經過類似的邏輯運算並將音頻信號選擇性的直接經介面輸出至耳機，或者經運算放大器放大後再經音頻播放裝置介面輸出每一耳機。
    請參閱圖5，其爲本發明音頻播放裝置之音量控制方法流程圖。該音頻播放裝置至少包括二音頻輸出介面，該音量控制方法包括以下步驟：
    S1：生成音頻信號；
    S2：偵測各音頻輸出介面是否有耳機插入；
    偵測各音頻輸出介面是否有耳機插入，並輸出表徵不同狀態的偵測信號；
    S3:根據偵測信號，分析耳機插入位置；當該音頻播放裝置的音頻輸出介面只有一個耳機插入時，執行步驟S4，當該音頻播放裝置的音頻輸出介面有多於一個耳機插入時，執行步驟S5；
    S4:直接輸出音頻信號；
    將音頻信號直接輸出至插入耳機的音頻輸出介面；
    S5：放大並輸出音頻信號；
    將音頻信號放大後輸出至每一音頻輸出介面。
    與先前技術相比，應用本發明的音頻播放裝置及其音量控制方法可偵測音頻播放裝置終端是否有多個耳機接入，當有多個耳機接入時該音頻播放裝置可將音頻信號放大後多路輸出，相較於先前技術可有效解决音頻播放裝置音樂分享問題且不會影響音頻信號質量。
    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。
    10．．．音頻播放裝置
    110．．．存儲器
    130．．．處理器
    150．．．音量控制單元
    170．．．介面單元
    151．．．音頻輸入端
    153．．．自動增益調節模組
    155．．．偵測模組
    157．．．偵測電路
    159．．．邏輯選擇模組
    161．．．功率放大模組
    163．．．音頻輸出端
    171．．．音頻輸出介面
    1711．．．第一音頻輸出介面
    1713．．．第二音頻輸出介面
    230．．．運算單元
    232．．．控制單元
    234．．．偵測信號輸出端
    236．．．偵測信號輸入端
    2301．．．第一電阻
    2303．．．第二電阻
    2305．．．第三電阻
    2307．．．第四電阻
    2309．．．第五電阻
    2321．．．第六電阻
    2311、1611．．．運算放大器
    2313、1613．．．第一輸入端
    2315、1615．．．第二輸入端
    2323．．．第一開關電晶體
    2325．．．第二開關電晶體
    2327、2333．．．第一導通端
    2331、2335．．．第二導通端
    2329、2337．．．控制端
    2318．．．第一彈片
    2319．．．第二彈片
    1591．．．多工器
    2361．．．第一偵測信號輸入端
    2363．．．第二偵測信號輸入端
    1631．．．第一音頻信號輸出端
    1633．．．第二音頻信號輸出端
    1635．．．第三音頻信號輸出端
    圖1是本發明音頻播放裝置具體實施例的結構示意圖。
    圖2是圖1的音量控制單元的具體實施例的結構示意圖。
    圖3是圖2的偵測電路具體電路示意圖。
    圖4是本發明一自動增益調節模組具體電路示意圖。
    圖5是本發明音頻播放裝置之音量控制方法流程圖。
    170．．．介面單元
    151．．．音頻輸入端
    153．．．自動增益調節模組
    155．．．偵測模組
    157．．．偵測電路
    159．．．邏輯選擇模組
    161．．．功率放大模組
    163．．．音頻輸出端
    171．．．音頻輸出介面
    230．．．運算單元
    232．．．控制單元
    234．．．偵測信號輸出端
    236．．．偵測信號輸入端
    权利要求:
    Claims (13)
    [1] 一種音頻播放裝置，其包括存儲器、處理器、音量控制單元及介面單元，該存儲器用於存儲各種音頻文件；該處理器用於讀取該存儲單元中音頻文件並輸出一音頻信號，該音量控制單元連接該處理器，該介面單元用於插入耳機並輸出音頻信號至耳機，其特徵在於，該音量控制單元接收該音頻信號及對該音頻信號進行音量調節；該介面單元包括至少兩個音頻輸出介面；該音量控制單元用於檢測該介面單元的各音頻輸出介面是否有耳機接入，並且當只有一個耳機接入時，該音量控制單元直接將音頻信號輸出至該耳機，當有多個耳機接入則將音頻信號放大後輸出至每一耳機。
    [2] 如申請專利範圍1所述的音頻播放裝置，其特徵在於，該音量控制電路包括自動增益調節模組、偵測模組和至少二輸出端,該偵測模組用於偵測該介面單元中每一介面是否有耳機接入且輸出相應之偵測信號至該自動增益調節模組，該自動增益調節模組接收該處理器輸出的音頻信號，並根據該偵測模組的偵測信號進行一定的邏輯運算以選擇性地將音頻信號直接輸出到介面單元中一介面或者將音頻信號放大後輸出到該介面單元中的多於一個輸出介面。
    [3] 如申請專利範圍2所述的音頻播放裝置，其特徵在於，該自動增益調節模組還包括一邏輯選擇模組與一功率放大模組，該邏輯選擇模組與功率放大模組電連接，該邏輯選擇模組用於接收該處理器輸出的音頻信號及該偵測模組輸入的偵測信號，並根據該偵測信號將該音頻信號選擇性地直接輸出至一輸出端或輸出至該功率放大模組。
    [4] 如申請專利範圍3所述的音頻播放裝置，其特徵在於，該邏輯選擇模組根據該偵測模組輸出的偵測信號做邏輯運算，當只有一個耳機接入時，該邏輯選擇模組直接將音頻信號輸出至該耳機，當有多於一個耳機接入時，該邏輯選擇模組將音頻信號輸出至該功率放大模組放大後輸出至每一耳機。
    [5] 如申請專利範圍2所述的音頻播放裝置，其特徵在於，該偵測模組包括多個偵測電路，其中每一偵測電路對應於該介面單元中一輸出介面。
    [6] 如申請專利範圍2所述的音頻播放裝置，其特徵在於，該邏輯選擇模組可以是一具有邏輯選通功能的多工器。
    [7] 如申請專利範圍5所述的音頻播放裝置，其特徵在於，該偵測電路包括一邏輯單元與一選擇單元。
    [8] 如申請專利範圍2所述的音頻播放裝置，其特徵在於，該偵測模組根據該音頻播放裝置耳機接入狀態輸出不同的偵測信號至該邏輯選擇模組。
    [9] 如申請專利範圍7所述的音頻播放裝置，其特徵在於，該邏輯單元包括複數電阻與一運算放大器，且該運算放大器做减法運算。
    [10] 如申請專利範圍7所述的音頻播放裝置，其特徵在於，該選擇單元係二開關電晶體組成的選通開關。
    [11] 如申請專利範圍7所述的音頻播放裝置，其特徵在於，該邏輯單元第一電阻的一端與電源輸入端電連接，第二電阻與第三電阻串接，該第三電阻的一端連接運算放大器的第一輸入端，該第三電阻的另一端接地，第四電阻與第五電阻串接，該第五電阻的一端連接該運算放大器的第二輸入端，該第五電阻的另一端連接該運算放大器的輸出端。
    [12] 如申請專利範圍7所述的音頻播放裝置，其特徵在於，該選擇單元中第一、第二開關電晶體的控制端均與該運算放大器的輸出端電連接，該第一開關電晶體的第一導通端經一電阻與電源輸入端電連接，該第二開關電晶體的第二導通端接地，該第一開關電晶體的第二導通端與第二開關電晶體的第一導通端電連接且輸出偵測信號。
    [13] 一種音頻播放裝置音量控制方法，該音頻播放裝置至少包括二音頻輸出介面，該音量控制方法包括以下步驟：S1：生成音頻信號；S2：偵測各音頻輸出介面是否有耳機插入；偵測各音頻輸出介面是否有耳機插入，並輸出表徵不同狀態的偵測信號；S3:根據偵測信號，分析耳機插入位置；當該音頻播放裝置的音頻輸出介面只有一個耳機插入時，執行步驟S4，當該音頻播放裝置的音頻輸出介面有多於一個耳機插入時，執行步驟S5；S4:直接輸出音頻信號；將音頻信號直接輸出至插入耳機的音頻輸出介面；S5:放大並輸出音頻信號；將音頻信號放大後輸出至每一音頻輸出介面。
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    法律状态:
    优先权:
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