專利名稱：包括用于連接到一個或更多個外部擴音器的裝置和用于檢測此類連接的裝置的設(shè)備的制作方法
包括用于連接到一個或更多個外部擴音器的裝置和用于檢測此類連接的裝置的設(shè)備本發(fā)明涉及諸如設(shè)計成將連接到ー個或更多個外部擴音器以便經(jīng)由這些外部擴音器來回放音頻源的音頻讀取器設(shè)備的 設(shè)備或終端。
背景技術(shù)：
眾多便攜式設(shè)備使得能夠廣為接收并收聽各種音頻源，這些源來自各種源頭無線電、電話、電視、錄制的音樂等。鑒于此類便攜式設(shè)備的尺寸很小，不可能為它們配備使它們能夠回放高質(zhì)量聲音信號的裝置。尤其是，可用于擴音器的空間很小，所以在此類設(shè)備上音頻功率和通帶必然受到限制。這就是為什么已知要提供配備有附加擴音器以改進由便攜式設(shè)備讀取的聲音源的聲音渲染的塢站，該塢站通常是固定的。具體地，用戶僅僅使便攜式設(shè)備接合在塢站中，該兩個元件設(shè)有互補的電連接器，藉此自動使音頻源經(jīng)由裝配到塢站的附加擴音器得以回放。在專利EP 1564561中，提議通過測量納入在便攜式設(shè)備中的將信號遞送到附加擴音器的放大器的電源電流中的變動來檢測附加擴音器的存在。然而，發(fā)現(xiàn)要實現(xiàn)該方案以便獲得具有足夠可靠性的檢測是相對昂貴的要求電源電流被表征并被存儲在該設(shè)備中，且還要求有相對高準確度的電流測量裝置。發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于提議使得外部擴音器到諸如便攜式設(shè)備之類的設(shè)備的連接能夠以可靠且不昂貴的方式被檢測出來的方案。發(fā)明概述為此，本發(fā)明提供ー種包括至少ー個音頻輸出的音頻設(shè)備，該音頻輸出包括至少兩個外部端子，用于連接到ー個或更多個外部擴音器以經(jīng)由每個外部擴音器回放與由該設(shè)備放大的音頻源相對應(yīng)的聲音信號，該設(shè)備包括用于在外部端子之間建立代表音頻源的電信號以將電流注入到每個連接著的外部擴音器中的裝置，該設(shè)備的特征在于，它包括用于納入具有“檢測”頻率的電信號分量的裝置，其中該“檢測”頻率位于在其外部端子之間建立的電信號中的可聽頻譜之外，以及用于檢測在外部端子之間流動并具有位于可聽頻譜之外的頻率的電流的裝置。利用該方案，就可能以較低成本并以可靠方式來檢測到連接了外部擴音器。本發(fā)明還提供ー種如上定義的設(shè)備，其包括用于放大聲音源的D類放大器，并且在其中該電信號的具有檢測頻率作為其頻率的分量是由該D類放大器直接生成的，該檢測頻率與該D類放大器的采樣頻率相對應(yīng)。本發(fā)明還提供ー種如上定義的設(shè)備，其中，用于檢測在外部端子之間流動的電流的裝置包括調(diào)諧到檢測頻率并連接在該設(shè)備的放大器與外部端子之一之間的電感器，以及用于測量跨所述電感器的端子上的電壓的裝置。本發(fā)明還提供ー種如上定義的設(shè)備，其具有多個音頻輸出、以及與這些音頻輸出中的每個相關(guān)聯(lián)的檢測器裝置。本發(fā)明還提供ー種包括如上定義的設(shè)備、以及用于經(jīng)由外部端子連接到該設(shè)備的外部擴音器的系統(tǒng)，且其中該設(shè)備包括用于在檢測到外部擴音器的情況下行動以減小該信號在對內(nèi)部擴音器和對外部擴音器而言共同的頻帶中的増益的裝置。本發(fā)明還提供ー種包括如上定義的設(shè)備、以及用于經(jīng)由該設(shè)備的外部端子連接到該設(shè)備的外部擴音器的系統(tǒng)，且其中每個外部擴音器包括將其連接端子連接在一起的電容器。附圖
簡要說明圖I是電連接到納入附加擴音器的固定塢站的便攜式設(shè)備的圖。圖2是納入在移動設(shè)備中的附加擴音器檢測器裝置的圖。 圖3示出在沒有連接著的外部擴音器的情況下由設(shè)備施加的均衡的示例。圖4示出當(dāng)檢測出連接到外部擴音器時施加于圖3的均衡的均衡修正。發(fā)明具體描述本發(fā)明所基于的思路是要將具有比可聽頻率高或低的所謂“檢測”頻率的分量納入到施加于外部端子并代表被設(shè)備讀取的音頻源的經(jīng)放大電信號中，并且當(dāng)在外部端子之間建立起頻率與該檢測頻率相對應(yīng)、或更一般化而言頻率位于可聽頻譜之外的電流時確定連接了擴音器。本發(fā)明的系統(tǒng)在圖I中圖解示出并包括標為I的構(gòu)成移動播放器終端的設(shè)備，該設(shè)備與標為2的固定塢站相關(guān)聯(lián)，其中該移動設(shè)備接合在該塢站中。設(shè)備I包括用于讀取音頻源的讀取器単元3，該單元分別在本例中與立體聲源的右和左聲道相對應(yīng)的兩個聲道4g和4d上遞送兩個電信號。如在圖I中可見的，線路4g包括均衡器6g，均衡器6g接收來自讀取器3的左信號作為輸入，并將經(jīng)均衡化的信號遞送到用于左聲道的放大器7g。經(jīng)放大的信號不僅被施加到納入在設(shè)備I中的左擴音器8g，還被施加到外部連接器9g，藉此該設(shè)備可任選地連接到處于外部的并裝配到塢站2的左擴音器Hg。用于左聲道的擴音器檢測器設(shè)備標為13g，并插在放大器7g與外部連接器9g之間。以類似方式，右聲道4d設(shè)有均衡器6g、放大器7d、擴音器8d、和插在右聲道的放大器7d與外部連接器9d之間的檢測器設(shè)備13d。在圖I的設(shè)備中，左外部擴音器Ilg經(jīng)由構(gòu)成塢站的一部分的左連接器12g電連接到左聲道的外部連接器9g，并以類似方式，右外部擴音器Ild由也裝配到塢站的右連接器12d電連接到右外部連接器9d。如可在圖I中看到的，設(shè)備I還包括與檢測器設(shè)備13g和13d、與放大器7g和7d、以及與均衡器6g和6d通信以對其進行控制的微處理器或微控制器14。每個放大器7g和7d都是D類放大器。此類放大器以比可聽頻譜的頻率高得多的所謂“采樣”頻率來遞送恒幅的方波輸出信號。放大器按來自正在讀取的聲音源的信號的振幅的函數(shù)來調(diào)制方波信號的占空比。換言之，當(dāng)音頻源信號具有高值時占空比高，當(dāng)音頻源信號低時占空比低。因為放大器的采樣頻率比可聽頻率高得多，所以在任何給定時刻的輸出的信號的值與該時刻的占空比的值相對應(yīng)。
在此類條件下，左聲道的輸出信號和右聲道的輸出信號各自呈現(xiàn)具有與采樣頻率相對應(yīng)的頻率的分量， 該頻率比可聽頻率高且構(gòu)成本例中的所謂“檢測”頻率。在實踐中，當(dāng)擴音器Ilg連接到設(shè)備I吋，由放大器7g在左聲道4g上遞送的電信號引起具有與該信號相同的外觀的電流，該電流由此在正被注入到擴音器Hg中之際在連接器9g的端子之間流動。當(dāng)設(shè)備的放大器不是D類放大器吋，也可能將頻率位于可聽頻譜之外的分量注入至IJ輸出信號中，例如，借助于連接到該設(shè)備的輸出端子的附加電組件或電路?？傊瑹o論由設(shè)備I讀取的聲音源的外觀如何，當(dāng)連接上擴音器Ilg時注入到該擴音器中的電流都包括頻率是檢測頻率的分量。檢測器設(shè)備13g通過確定是否有頻率接近于檢測頻率的分量的電流在連接器9g的端子之間流動來檢測是否實際連接了擴音器Hg。這同樣適用于檢測是否實際連接了擴音器Ild的檢測器設(shè)備13d。一般，檢測器設(shè)備布置成識別頻率位于可聽頻譜之外的電流分量的存在。藉由示例，該設(shè)備可僅與為識別的目的放行頻率高于可聽頻譜的電流的高通型濾波器相對應(yīng)。如可在圖2中可看到的，檢測器設(shè)備13g主要包括電感器LI、運算放大器A0、ニ極管D、和標為C的電容器。更具體地，并如在圖2中示出的，左聲道4g包括第一線路9g’和第二線路9g”，其各自連接到連接器9g的相應(yīng)輸出端子。電感器LI插在線路9g”的兩個接連部分之間，即，它串聯(lián)在所述線路中。運算放大器AO的兩個輸入連接到電感器LI的端子，且其輸出經(jīng)由ニ極管D連接到輸出線路17g，該ニ極管D定向成僅允許電流在離開該運算放大器的方向上通過。電容器C第一連接到來自ニ極管D的輸出且第二連接到線路9g’。運算放大器AO放大跨電感線圈LI的端子上的電壓，該電感線圈例如調(diào)諧到檢測頻率，且ニ極管D與電容器C相關(guān)聯(lián)地構(gòu)成檢測器電路，其輸出17g去往微控制器14。在輸出線路17g上遞送的信號因此代表外部連接器9g上擴音器的連接或非連接狀態(tài)。當(dāng)有外部擴音器連接到連接器9g吋，該信號具有大的振幅，而如果沒有連接擴音器，則該信號具有基本上為零的振幅。由于ニ極管D之故，線路17g上的檢測信號僅包括正值。如可在圖2中可看到的，左外部擴音器Ilg包括連接到連接器12g的端子的換能器16g，且它還配有跨連接器12g的端子連接的附加電容器Cl。鑒于在實踐中LI的電感是幾微亨，且可任選的電容器Cl的電容是幾納法，電感器LI的電感和電容器Cl的電容選擇成避免修改音頻信號的通帯。為了給出量級，可聽頻譜的最大頻率是20千赫(kHz)，而放大器7g的采樣頻率是500kHz。如在圖I中圖解示出的，來自檢測器設(shè)備13g的出口 17g連接到處理器14，且這同樣適用于來自檢測器13d的輸出。而且，微處理器14連接到放大器7g和7d并且還連接到均衡器6g和6d，以取決于是否連接了外部擴音器來對它們進行控制。由此，當(dāng)由設(shè)備13g和13d檢測出與外部擴音器Ilg和Ild的連接時，微處理器14控制放大器7g和7d以顯著減小施加到音頻源的放大增益。這用以避免因連接到外部擴音器而導(dǎo)致在正在回放的音頻源的音量増大，藉此使得系統(tǒng)更符合人類工程學(xué)，因為用戶無需手動執(zhí)行此音量修正。在實踐中，讀取器設(shè)備I和塢站2彼此相關(guān)聯(lián)，且使用對與外部擴音器Ilg和Ild的連接的檢測以當(dāng)連接了外部擴音器時適配施加于音頻源的均衡。利用此類系統(tǒng)，內(nèi)部擴音器和外部擴音器具有交疊的通帯。例如，內(nèi)部擴音器具有從250赫茲(Hz)延伸到16kHz的通帶，而裝配到塢站的外部擴音器具有從31Hz延伸到500Hz的通帶，塢站由此構(gòu)成低音用擴音器。如在圖3中圖解示出的，設(shè)備I可設(shè)有例如圖形界面之類的接ロ，從而使得能夠調(diào)節(jié)各頻帶中的均衡増益。如果沒有檢測出外部擴音器，那么僅位于內(nèi)部擴音器的通帶中的増益可由用戶調(diào)節(jié)，如在圖3中圖解示出的。在此類情形下，僅顯示位于250Hz到16kHz范圍中的頻率處的増益，而位于落在內(nèi)部擴音器的通帶之外的31Hz到125Hz范圍中的頻率的増益被打上陰影 以表明這些增益不能調(diào)節(jié)。當(dāng)設(shè)備I檢測出連接了外部擴音器時，則將與外部擴音器相對應(yīng)的低頻增益以使得用戶能夠按用戶喜好對其進行調(diào)節(jié)的方式來進行顯示。另外，當(dāng)檢測出外部擴音器吋，微處理器14修正現(xiàn)有的均衡從而針對內(nèi)部和外部擴音器的通帶交疊這一事實作出補償。具體地，微處理器14然后使均衡器6g和6d將250Hz到500Hz頻率的増益降低2分貝(dB)，這些頻率與內(nèi)部和外部擴音器的通帶的交疊區(qū)相對應(yīng)。如在圖4中示出的，由此，從如在圖3中示出的每個增益都為零的平坦均衡出發(fā)，連接外部擴音器自動使在250Hz和500Hz處的增益得以修正從而呈現(xiàn)_2db的值。一般而言，實際連接了外部擴音器的檢測可用于將信號處理參數(shù)適配于正藉以播放聲音源的擴音器的類型，或甚至用于通知用戶關(guān)于故障連接?？捎纱嗽跈z測到外部擴音器的實際連接之際激活諸如響度、生理修正、或甚至音頻空間化效果之類的各種效果。對于家庭影院類型的設(shè)備，提供了有不同特性的各種音頻輸出，例如，一個輸出用于低音用擴音器，而另ー個輸出用于應(yīng)當(dāng)位于聽者后方的擴音器。本發(fā)明由此使得可能檢測哪些輸出實際上連接了擴音器，以便將處理信號的方式適配于實際情況。有利地，對設(shè)備的每個設(shè)計成將連接到擴音器的輸出執(zhí)行檢測，藉此尤其使得可能經(jīng)由讀取器設(shè)備的接ロ向用戶通知關(guān)于外部擴音器的故障連接。在圖中示出的示例中，本發(fā)明應(yīng)用于設(shè)計成與固定站協(xié)作的移動設(shè)備，然而本發(fā)明也適用于其它類型的設(shè)備。其更一般化地適用于便攜類型的音頻及可能視頻再現(xiàn)設(shè)備，諸如電話、電子記事本、膝上型計算機之類，這些設(shè)備與固定站相關(guān)聯(lián)以使聲音渲染的質(zhì)量能夠得以改進。本發(fā)明還適用于諸如TV、DVD讀取器或類似設(shè)備之類的具有通往擴音器的ー個或更多個音頻輸出的音頻再現(xiàn)設(shè)備。本發(fā)明還適用于其中音頻再現(xiàn)設(shè)備具有到難以夠到的擴音器的連接的系統(tǒng)，諸如舉例而言在機動車中，或者在禮堂中，在其中本發(fā)明使得可能檢測到與擴音器的連接的丟失。
權(quán)利要求
1.ー種音頻設(shè)備(1)，包括至少ー個音頻輸出(9g、9d)，所述音頻輸出包括至少兩個外部端子，用于連接到ー個或更多個外部擴音器(IlgUld)以經(jīng)由每個外部擴音器(Hg、Ild)回放與由所述設(shè)備(I)放大的音頻源相對應(yīng)的聲音信號，所述設(shè)備包括用于在所述外部端子之間建立代表所述音頻源的電信號以將相應(yīng)的電流注入到每個連接著的外部擴音器(IlgUld)中的裝置，所述設(shè)備包括用于納入具有“檢測”頻率的電信號分量的裝置，其中所述“檢測”頻率位于在其外部端子之間建立的所述電信號中的可聽頻率頻譜之外，以及用于檢測在所述外部端子之間流動并具有頻率與所述檢測頻率相對應(yīng)的分量的電流的裝置(13g、13d)，所述設(shè)備的特征在于，所述設(shè)備包括用于放大所述聲音源的D類放大器(7g、7d)，且其中，所述電信號的以所述檢測頻率作為其頻率的所述分量是由所述D類放大器(7g、7d)直接生成的，所述檢測頻率與所述D類放 大器的采樣頻率相對應(yīng)。
2.如權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中，所述用于檢測在外部端子之間流動的電流的裝置包括調(diào)諧到所述檢測頻率并連接在所述設(shè)備(I)的放大器(7g、7d)與所述外部端子之一之間的電感器(LI)，以及用于測量跨所述電感器(LI)的端子上的電壓的裝置(AO、D、C)。
3.如權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其具有多個音頻輸出(9g、9d)、以及與所述音頻輸出中的每個相關(guān)聯(lián)的檢測器裝置。
4.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的設(shè)備，其包括被饋送與所述外部端子相同的電信號的內(nèi)部擴音器(8g、8d)，和用于在檢測到外部擴音器(IlgUld)正連接著所述外部端子的情況下減小所述電信號的振幅的裝置。
5.ー種包括如權(quán)利要求I至4中任一項所述的設(shè)備(I)以及用于經(jīng)由所述外部端子連接到所述設(shè)備的外部擴音器(8g、8d)的系統(tǒng)，且其中，所述設(shè)備包括用于在檢測到外部擴音器(IlgUld)的情況下行動以減小所述信號在對所述內(nèi)部擴音器(8g、8d)和對所述外部擴音器(IlgUld)而言共同的頻帶中的増益的裝置。
6.ー種包括如權(quán)利要求I至4中任一項所述的設(shè)備(I)以及用于經(jīng)由所述設(shè)備的所述外部端子連接到所述設(shè)備的外部擴音器(8g、8d)的系統(tǒng)，且其中，每個外部擴音器(lig、Ild)包括將其連接端子連接在一起的電容器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種音頻設(shè)備(1)，其包括用于連接到外部擴音器(11g、11d)的外部端子，并包括用于在外部端子之間建立代表音頻源的電信號以將激勵電流注入到每個外部擴音器(11g、11d)中的裝置。根據(jù)本發(fā)明，提供了用于將具有所謂檢測頻率的分量整合到該電信號中的裝置，該檢測頻率位于可聽頻譜之外，以及用于檢測在外部端子之間流動并具有與該檢測頻率相對應(yīng)的頻率的電流的裝置(13g、13d)。本發(fā)明尤其可應(yīng)用于包括移動設(shè)備、以及整合了低音反射擴音器并旨在接收該移動設(shè)備的固定塢站的系統(tǒng)。
文檔編號H04R29/00GK102656904SQ201080057130
公開日2012年9月5日 申請日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者G·卜果因, P·佩林 申請人:薩基姆寬帶聯(lián)合股份公司