專利名稱：電子調(diào)音裝置、電子音量控制方法和使用它們的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制音頻信號的音量等的電子調(diào)音裝置。
背景技術(shù)：
CD播放機(jī)、音頻放大器、車載音響或者便攜收音機(jī)或便攜音頻播放機(jī)等具有再現(xiàn)音頻信號的功能的電子設(shè)備一般包括用于調(diào)節(jié)音量的調(diào)音器(volume)、調(diào)節(jié)頻率特性的均衡器等。通過改變音頻信號的振幅來進(jìn)行這樣的調(diào)音器或均衡器的控制。
音頻信號由放大器放大，并最終從聲音輸出部分即揚(yáng)聲器或頭戴式耳機(jī)作為聲音輸出。通過控制放大器的增益或控制衰減器的衰減率來實現(xiàn)音量的調(diào)節(jié)。例如，專利文獻(xiàn)1、2中公開了通過切換可變電阻的電阻值來進(jìn)行放大器的增益或衰減器的衰減率的電子調(diào)音電路。此外，專利文獻(xiàn)3中公開了這樣的電子調(diào)音電路的控制技術(shù)。
日本特開2005-117489號公報[專利文獻(xiàn)2]日本特開2005-217710號公報[專利文獻(xiàn)3]日本特開2004-222077號公報在將音量從某一初始值變化到目標(biāo)值的情況下，需要將電子調(diào)音電路的可變電阻的電阻值從對應(yīng)于初始值的值切換到對應(yīng)于目標(biāo)值的值。此時，如果急劇地切換電阻值，則從放大器輸出的音頻信號的電壓值急劇地變化，在聽覺頻帶中出現(xiàn)信號分量，因此成為發(fā)生噪聲的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于該課題而完成，其目的在于提供一種抑制噪聲的發(fā)生，同時可切換音量的電子調(diào)音(volume)裝置。
本發(fā)明的某一方式涉及用于控制音頻信號的振幅的電子調(diào)音裝置。該電子調(diào)音裝置包括放大器，將輸入的音頻信號放大，對其振幅進(jìn)行變化，并且可切換多個增益；以及增益控制部分，對放大器的增益進(jìn)行控制。將在初始狀態(tài)的時刻t＝0為初始值g1的增益在經(jīng)過某一變化期間Tp后的時刻t＝Tp變化到目標(biāo)值g2時，增益控制部分根據(jù)滿足下述(1)至(3)的條件的控制函數(shù)g(t)來控制放大器的增益(1)g(0)＝g1，g(Tp)＝g2(2)g’(Tp/2)＞g’(0)(3)g’(Tp/2)＞g’(Tp)其中，g’(t)表示g(t)的時間微分。另外，控制函數(shù)g(t)在時刻t中不能微分的情況下，g’(t)為微小區(qū)間t～t+Δt的斜率。
通過這樣設(shè)定對伴隨音量的切換的噪聲發(fā)生產(chǎn)生影響的增益的控制函數(shù)g(t)，從而增益的變化的最初和最后的斜率被設(shè)定得小于變化中途的斜率。其結(jié)果，能夠大幅地降低噪聲。另外，在本說明書中，“放大器的增益”也可以包含小于1的情況，從而放大器是包含衰減器的概念。
控制函數(shù)g(t)也可以是如下的函數(shù)通過點(0，g1)、(Tp，g2)，并且以周期為2Tp的三角函數(shù)作為目標(biāo)函數(shù)f(t)，對應(yīng)于該目標(biāo)函數(shù)f(t)而規(guī)定。
通過將控制函數(shù)設(shè)為周期2Tp的三角函數(shù)，從而通過傅立葉變換而得到的頻譜在頻率f＝1/(2Tp)為主頻譜，并且能夠減小比其高的頻帶的信號分量。其結(jié)果，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定變化期間Tp，能夠使音量的變化引起的頻譜集中于比聽覺頻帶低的頻帶，并且能夠降低噪聲。
控制函數(shù)g(t)也可以是對應(yīng)于由f(t)＝A×cos(π×t/Tp)+B提供的目標(biāo)函數(shù)f(t)而被規(guī)定的函數(shù)。這里，A＝(g1-g2)/2，B＝(g1+g2)/2。
控制函數(shù)g(t)也可以是對目標(biāo)函數(shù)f(t)線性插補(bǔ)將從時間t＝0至t＝Tp的范圍進(jìn)行N分割(N為3以上的整數(shù))而得的分割點所得到的函數(shù)。
將目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行N分割后量化并進(jìn)行線性插補(bǔ)，從而與數(shù)字信號處理的親和性提高，并且能夠簡化增益控制部分的結(jié)構(gòu)。
控制函數(shù)g(t)也可以是對目標(biāo)函數(shù)f(t)線性插補(bǔ)在從屬變量軸的方向上N等分地進(jìn)行分割而得的分割點所得到的函數(shù)。此外，控制函數(shù)g(t)也可以是對目標(biāo)函數(shù)f(t)線性插補(bǔ)在獨立變量軸的方向上N等分地進(jìn)行分割而得的分割點所得到的函數(shù)。通過將標(biāo)本化進(jìn)行N等分，從而能夠進(jìn)一步簡化信號處理。
本發(fā)明的其它方式涉及電子調(diào)音裝置。該電子調(diào)音裝置包括放大器，將輸入的音頻信號放大，對其振幅進(jìn)行變化，并且可切換多個增益；以及增益控制部分，對放大器的增益進(jìn)行控制。將在初始狀態(tài)的時刻t0為初始值g1的所述放大器的增益在經(jīng)過某一變化期間Tp后變化到目標(biāo)值g2時，增益控制部分以M級(M是3以上的整數(shù))直線地改變放大器的增益。進(jìn)而，根據(jù)滿足下述(4)至(7)的條件的控制函數(shù)g(t)來改變放大器的增益(4)tM＝t0+Tp(5)g(t0)＝g1，g(tM)＝g2(6)g’(ti)＞g’(t0)(7)g’(ti)＞g’(tM-1)其中，i是滿足1≤i≤M-2的整數(shù)，ti表示第i個分割點的時刻，g’(ti)表示時刻ti～ti+1的g(t)的斜率。
在該情況下，增益的變化的最初和最后的斜率被設(shè)定得小于變化的中間級的斜率。其結(jié)果，能夠大幅地降低噪聲。
控制函數(shù)g(t)也可以是如下的函數(shù)通過點(0，g1)、(Tp，g2)，并且以周期為2Tp的三角函數(shù)作為目標(biāo)函數(shù)f(t)，對應(yīng)于該目標(biāo)函數(shù)f(t)而規(guī)定。
控制函數(shù)g(t)是將由f(t)＝A×cos(π×t/Tp)+B提供的目標(biāo)函數(shù)f(t)進(jìn)行M分割并線性插補(bǔ)了分割點的函數(shù)。這里，A＝(g1-g2)/2，B＝(g1+g2)/2。
控制函數(shù)g(t)被規(guī)定為，其傅立葉變換頻譜在揚(yáng)聲器可再現(xiàn)頻率以下或者聽覺頻帶以下的頻帶，例如20Hz以下的頻帶具有主分量。在該情況下，通過將主分量設(shè)為上述頻帶，從而脫離聽覺頻帶，因此能夠降低噪聲。
增益控制部分也可以根據(jù)初始值以及目標(biāo)值的組合來設(shè)定變化期間的長度。初始值以及目標(biāo)值的差越小，則增益控制部分將變化期間Tp設(shè)定得越短。在該情況下，能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)定音量控制所需的時間和發(fā)生的噪聲量的平衡。
放大器也可以包含電阻網(wǎng)，包含多個電阻而構(gòu)成；以及多個開關(guān)，被設(shè)置在多個電阻的連接點上，放大器通過根據(jù)多個開關(guān)的導(dǎo)通/截止來變化電阻網(wǎng)的電阻值，從而可改變增益。增益控制部分也可以包含數(shù)字控制部分，輸出與控制函數(shù)g(t)對應(yīng)的數(shù)字值；以及解碼電路，根據(jù)從數(shù)字控制部分輸出的數(shù)字值，控制放大器的多個開關(guān)的導(dǎo)通/截止。
電子調(diào)音裝置也可以一體集成在一個半導(dǎo)體襯底上。“一體集成”包含電路的構(gòu)成要素全部形成在半導(dǎo)體襯底上的情況，和電路的主要構(gòu)成要素被一體集成的情況，也可以將一部分電阻或電容器等設(shè)置在半導(dǎo)體襯底的外部來用于調(diào)節(jié)電路常數(shù)。
本發(fā)明的其它方式是電子設(shè)備。該電子設(shè)備包括再現(xiàn)部分，再現(xiàn)音頻信號；音量控制部分，由用戶輸入音量值；所述的電子調(diào)音裝置，根據(jù)輸入到音量控制部分的音量值來放大從再現(xiàn)部分輸出的音頻信號；以及聲音輸出部分，輸出電子調(diào)音裝置的輸出信號。
根據(jù)該方式，在改變音量時，由于從聲音輸出部分輸出的噪聲被降低，因此用戶能夠舒適地聽聲音。
另外，以上的構(gòu)成要素的任意組合或本發(fā)明的構(gòu)成要素或?qū)⒈憩F(xiàn)在方法、裝置、系統(tǒng)等之間互相置換的結(jié)果作為本發(fā)明的方式也有效。
應(yīng)注意的是上述結(jié)構(gòu)成分等的任意組合或重組都是有效的而且都包含于本發(fā)明的實施例中。
此外，本發(fā)明的概要不一定要包含所有必要特征，因此本發(fā)明也可以是這些描述的特征的副組合。


下面參照附圖以例子方式來說明實施例，這些附圖用來舉例而不是限制，而且?guī)追鶊D中相同的元件被賦予相同標(biāo)號。
圖1是表示使用實施方式的電子調(diào)音裝置的電子設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是表示實施方式的電子調(diào)音裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3(a)～圖3(c)是表示圖2的放大器的結(jié)構(gòu)例子的電路圖。
圖4是表示實施方式的電子調(diào)音裝置的具體的結(jié)構(gòu)例子的方框圖。
圖5是目標(biāo)函數(shù)f(t)的波形圖。
圖6是表示將圖5的目標(biāo)函數(shù)f(t)量化而得到的控制函數(shù)g(t)的波形圖。
圖7是表示將圖5的目標(biāo)函數(shù)f(t)量化而得到的其它控制函數(shù)g(t)的波形圖。
圖8是音量變更時的放大器的輸出信號的波形圖。
圖9是圖6或圖7所示的控制函數(shù)g(t)的傅立葉頻譜。
具體實施例方式
下面基于優(yōu)選的實施方式來說明本發(fā)明，這些實施方式不是用來限制本發(fā)明的范圍而是用來舉例。在實施方式中描述的所有的特征及其組合不一定對本發(fā)明都是必要的。
圖1是表示使用實施方式的電子調(diào)音裝置100的電子設(shè)備1000的整體結(jié)構(gòu)的方框圖。電子設(shè)備1000是音頻用放大器、車載音響或便攜型音頻播放機(jī)、或者攜帶電話終端等具有輸出聲音的部件的設(shè)備。本實施方式的電子調(diào)音裝置100被搭載在該電子設(shè)備1000中，對從揚(yáng)聲器或耳機(jī)等聲音輸出部分輸出的聲音的音量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
電子設(shè)備1000包括電子調(diào)音裝置100、再現(xiàn)部分10、音量控制部分12、聲音輸出部分14。再現(xiàn)部分10是將存儲在盤介質(zhì)、存儲器或硬盤中或者從外部通過有線、無線輸入的聲音數(shù)據(jù)變換為模擬的音頻信號S1并進(jìn)行再現(xiàn)的塊。音量控制部分12是被設(shè)置用于用戶變更音量的輸入裝置，經(jīng)由該音量控制部分12指示音量值VOL。
電子調(diào)音裝置100根據(jù)由音量控制部分12輸入的音量值VOL來放大從再現(xiàn)部分10輸出的音頻信號S1。如后述這樣，電子調(diào)音裝置100包含將音頻信號S1放大或衰減的放大器，并根據(jù)用戶指示的音量值來改變內(nèi)部的放大器的增益。
以下，詳細(xì)說明電子調(diào)音裝置100的結(jié)構(gòu)。圖2是表示實施方式的電子調(diào)音裝置100的主要部分的結(jié)構(gòu)的方框圖。電子調(diào)音裝置100根據(jù)從外部指示的音量值VOL來放大被輸入到輸入端子102的音頻信號S1，并從輸出端子104輸出放大后的音頻信號S2。
電子調(diào)音裝置100具有放大器20、增益控制部分30。放大器20是將輸入的音頻信號S1放大并改變其振幅的放大器。這里的放大是不僅包含增益大于1的情況，也包含1以下的衰減的概念。從而，放大器是也包含衰減器的概念，廣義地表示改變電子信號的振幅的電路。放大器20的增益被構(gòu)成為可切換離散地設(shè)定的多個增益。
增益控制部分30對放大器20輸出增益控制信號CNT。該增益控制信號CNT對應(yīng)于后述的控制函數(shù)g(t)，放大器20的增益按照后述的控制函數(shù)g(t)緩慢地從初始值g1變化到目標(biāo)值g2。
例如，放大器20可以利用可變電阻來構(gòu)成。圖3(a)～圖3(c)是表示放大器20的結(jié)構(gòu)例子的電路圖。在圖3(a)中，形成將多個電阻R1～Rn串聯(lián)連接的電阻網(wǎng)。電阻網(wǎng)的一端的電位被固定，并且在另一端上施加音頻信號S1。在多個電阻R1～Rn的每個連接節(jié)點設(shè)置多個開關(guān)SW1～SWn-1。通過切換導(dǎo)通的開關(guān)，能夠選擇輸出多個連接節(jié)點中哪個連接節(jié)點出現(xiàn)的電壓，并且衰減率被控制。
此外，在其它的例子中，如圖3(b)所示，可以構(gòu)成為使用運(yùn)算放大器的同相放大器。在運(yùn)算放大器24的同相輸入端子上輸入音頻信號S1。經(jīng)由電阻R10在運(yùn)算放大器24的反相輸入端子上施加基準(zhǔn)電壓Vref。此外，在運(yùn)算放大器24的輸出端子和反相輸入端子之間設(shè)有反饋電阻R12。在該情況下，通過將電阻R10或者反饋電阻12的至少一個設(shè)為可變電阻，從而能夠控制增益。如圖3(a)所示，被構(gòu)成為可變電阻的電阻使用包含串聯(lián)連接的多個電阻的電阻網(wǎng)、多個開關(guān)構(gòu)成即可。
此外，在其它的例子中，如圖3(c)所示，可以構(gòu)成為使用運(yùn)算放大器的反相放大器。在該情況下，經(jīng)由輸入電阻R14在運(yùn)算放大器24的反相輸入端子上輸入音頻信號S1，在同相輸入端子上施加基準(zhǔn)電壓Vref。此外，在運(yùn)算放大器的輸出端子和反相輸入端子之間設(shè)置反饋電阻R16。在該情況下，通過將輸入電阻R14或反饋電阻R16的至少一個設(shè)為可變電阻，從而能夠控制增益。如圖3(a)所示，被構(gòu)成為可變電阻的電阻使用包含串聯(lián)連接的多個電阻的電阻網(wǎng)、多個開關(guān)構(gòu)成即可。
這樣，在本實施方式中，放大器20的結(jié)構(gòu)不特別限定于某一形式，只要是可切換離散設(shè)定的多個增益的結(jié)構(gòu)即可。
圖4是表示電子調(diào)音裝置100的具體結(jié)構(gòu)例子的方框圖。放大器20在以圖3(a)～(c)的其中一個形式構(gòu)成的情況下，至少包含電阻網(wǎng)以及多個開關(guān)而構(gòu)成，根據(jù)多個開關(guān)的導(dǎo)通/截止來改變電阻網(wǎng)的電阻值，從而可以改變增益。
數(shù)字控制部分32輸出與輸入的音量值VOL對應(yīng)的數(shù)字值DIG。解碼電路34根據(jù)數(shù)字值DIG來控制放大器20的內(nèi)部的多個開關(guān)的導(dǎo)通/截止，并且設(shè)定為與音量值對應(yīng)的增益。即，增益控制信號CNT是用于控制放大器20內(nèi)部的多個開關(guān)的導(dǎo)通/截止的信號。
用戶在將某一狀態(tài)下為初始值VOL1的增益變更為音量值VOL2的情況下，增益控制部分30將放大器20的增益從與初始值VOL1對應(yīng)的初始值g1變化到與音量值VOL2對應(yīng)的目標(biāo)值g2。以下，說明增益控制部分30的增益控制方法。
在本實施方式中，增益控制部分30以時間作為參數(shù)，根據(jù)控制函數(shù)g(t)來變化放大器20的增益。增益控制部分30根據(jù)初始值g1以及目標(biāo)值g2的組合來設(shè)定變化期間Tp，將在時刻t＝0為初始值g1的增益變化在經(jīng)過該變化期間Tp后的時刻t＝Tp變化到目標(biāo)值g2。
增益控制部分30根據(jù)滿足以下的(1)至(3)的條件的控制函數(shù)g(t)來控制放大器20的增益。
(1)g(0)＝g1，g(Tp)＝g2(2)g’(Tp/2)＞g’(0)(3)g’(Tp/2)＞g’(Tp)其中，g’(t)表示g(t)的時間微分。
在變化開始時和變化結(jié)束時，增益的斜率即音頻信號S1的振幅(包絡(luò)線)的變化量大的情況下，容易作為噪聲感覺到。因此，通過設(shè)定滿足條件(1)～(3)的控制函數(shù)g(t)，從而移動開始時和移動結(jié)束時的增益的斜率小于變化中途的增益的斜率，因此能夠良好地降低噪聲。
例如，控制函數(shù)g(t)也可以通過點(0，g1)、(Tp，g2)，并且以周期為2Tp的三角函數(shù)作為目標(biāo)函數(shù)f(t)，對應(yīng)于該目標(biāo)函數(shù)f(t)而規(guī)定。例如，控制函數(shù)g(t)也可以對應(yīng)于由以下算式定義的目標(biāo)函數(shù)f(t)而被規(guī)定。作為變化期間Tp，優(yōu)選設(shè)定為10ms～100ms的范圍。
f(t)＝A×cos(π×t/Tp)+BA＝(g1-g2)/2B＝(g1+g2)/2。
圖5是目標(biāo)函數(shù)f(t)的波形圖。圖5表示g1＞g2時即降低音量時的波形，在g1＜g2的情況下，增益按照上述三角函數(shù)變化。另外，在以后的波形圖等中，為了容易理解，縱軸以及橫軸適當(dāng)?shù)胤糯蠡蚩s小了，而且為了理解的容易，示出的各波形也適當(dāng)?shù)睾喕恕?br> 控制函數(shù)g(t)可以是目標(biāo)函數(shù)f(t)本身，也可以是將目標(biāo)函數(shù)f(t)量化的函數(shù)。以下，說明控制函數(shù)g(t)的設(shè)定方法。
(第一設(shè)定例子)在第一設(shè)定例子中，將控制函數(shù)g(t)設(shè)為目標(biāo)函數(shù)f(t)本身。在該情況下，在圖4的數(shù)字控制部分32中，將三角函數(shù)計算為時間t的函數(shù)，并輸出數(shù)字信號DIG即可。此外，也可以在數(shù)字控制部分32中設(shè)置寄存器等存儲部件，并將時間t和三角函數(shù)的值對應(yīng)記錄，并每次讀出。
(第二設(shè)定例子)在第二設(shè)定例子中，將控制函數(shù)g(t)設(shè)為將目標(biāo)函數(shù)f(t)量化的函數(shù)。首先，將目標(biāo)函數(shù)f(t)在時間t＝0到t＝Tp的范圍進(jìn)行N分割(N是3以上的整數(shù))。而且，將分割的結(jié)果得到的分割點進(jìn)行線性插補(bǔ)。
圖6是表示將圖5的目標(biāo)函數(shù)f(t)量化而得到的控制函數(shù)g(t)的波形圖。圖6的控制函數(shù)g(t)是N＝5的情況，將f(t)的y軸的g1～g2的范圍在從屬變量軸的方向上分割為N＝5等分?？刂坪瘮?shù)g(t)是線性插補(bǔ)這樣得到的分割點p0～p5而得的函數(shù)。
(第三設(shè)定例子)圖7是表示將圖5的目標(biāo)函數(shù)f(t)量化而得到的其它的控制函數(shù)g(t)的波形圖。圖7的控制函數(shù)g(t)由將目標(biāo)函數(shù)f(t)在獨立變量軸(時間軸)的方向N等分地進(jìn)行分割而得。
另外，即使在通過第一至第三設(shè)定例子而規(guī)定了控制函數(shù)g(t)的情況下，也能夠滿足上述條件(1)～(3)。此外，在圖6、圖7的例子中，說明了從屬變量軸的方向或獨立變量軸(時間軸)的方向上等分割的情況，但不限定于此，分割點的間隔也可以不均勻。在該情況下，也可以通過實驗設(shè)定分割點并規(guī)定控制函數(shù)g(t)，以使噪聲最小。
下面說明如以上這樣構(gòu)成的電子調(diào)音裝置100的動作。用戶通過音量控制部分12對于正在再現(xiàn)聲音數(shù)據(jù)的電子調(diào)音裝置100以某一音量值VOL1變化音量。其結(jié)果，從音量控制部分12對電子調(diào)音裝置100輸出變更后的音量值VOL2。
取得變更后的音量值VOL2的電子調(diào)音裝置100的增益控制部分30在數(shù)字控制部分32中，由放大器20的增益的初始值g1和目標(biāo)值g2生成根據(jù)上述目標(biāo)函數(shù)f(t)而規(guī)定的控制函數(shù)g(t)。然后，從移動開始的時刻t＝0起，對解碼電路34輸出與該控制函數(shù)g(t)對應(yīng)的數(shù)字值DIG。解碼電路34根據(jù)數(shù)字值DIG來切換放大器20內(nèi)部的開關(guān)的導(dǎo)通/截止并改變增益。
圖8是音量變更時的放大器20的輸出信號S2的波形圖。圖8作為一例，示出了按照圖6的控制函數(shù)g(t)變化增益的情況。在時刻t＝0，具有與增益g1對應(yīng)的振幅的放大后的音頻信號S2的振幅隨著增益的變化而緩慢地減小，在經(jīng)過變化期間Tp的時刻t＝Tp，變化到與增益g2對應(yīng)的振幅。
圖9是圖6或圖7所示的控制函數(shù)g(t)的傅立葉頻譜。人的聽覺頻帶的下限為15Hz到20Hz，上限為20kHz左右。例如，將變化時間設(shè)為Tp＝25ms的情況下，三角波的周期時間為2Tp＝50ms，頻率成為20Hz。在該情況下，如圖9所示，控制函數(shù)g(t)的傅立葉變換頻譜在20Hz以下的頻帶具有主分量。從而，由于伴隨音量的切換的噪聲脫離聽覺頻帶，因此能夠降低聽覺的噪聲。另外，如果將變化期間Tp設(shè)定得更長，則頻譜的主分量移動到更低的頻率，因此聽覺噪聲被進(jìn)一步降低。
增益控制部分30也可以根據(jù)增益的初始值g1以及目標(biāo)值g2的組合來設(shè)定變化期間Tp的長度。例如，也可以初始值g1以及目標(biāo)值g2的差越小，則增益控制部分30將變化期間Tp設(shè)定得越短。由于初始值g1以及目標(biāo)值g2的差小表示音量差小，因此難以被人的耳朵聽到。因此，通過根據(jù)初始值g1和目標(biāo)值g2的組合來規(guī)定變化期間Tp，從而能夠抑制聽覺噪聲并且在短時間內(nèi)變更音量。
以上，根據(jù)本實施方式的電子調(diào)音裝置100，能夠降低伴隨音頻信號的音量值的變更而發(fā)生的聽覺噪聲的發(fā)生。特別通過將目標(biāo)函數(shù)f(t)設(shè)為三角波，從而能夠進(jìn)行良好的噪聲降低。
此外，通過將目標(biāo)函數(shù)f(t)進(jìn)行N分割并進(jìn)行線性插補(bǔ)來生成控制函數(shù)g(t)，從而與使用計數(shù)器等的數(shù)字信號處理電路的親和性提高，因此能夠簡單地生成數(shù)字值DIG。進(jìn)而，具有不必將控制函數(shù)保持在表等存儲器中的優(yōu)點。
通過上述增益控制部分30對控制函數(shù)g(t)以及目標(biāo)函數(shù)f(t)的設(shè)定以及增益控制的方法也可以如以下這樣掌握。
即，增益控制部分30將在初始狀態(tài)的時刻t0為初始值g1的放大器的增益在經(jīng)過某一變化期間Tp后變化到目標(biāo)值g2時，以M級(M是3以上的整數(shù))直線地改變。進(jìn)而，增益控制部分30根據(jù)滿足下述(4)至(7)的條件的控制函數(shù)g(t)來改變放大器20的增益條件(4)tM＝t0+Tp
條件(5)g(t0)＝g1，g(tM)＝g2條件(6)g’(ti)＞g’(t0)條件(7)g’(ti)＞g’(tM-1)其中，i是滿足1≤i≤M-2的整數(shù)，ti表示第i個分割點的時刻，g’(ti)表示時刻ti～ti+1的g(t)的斜率。
該控制函數(shù)g(t)是以周期為2Tp的三角函數(shù)作為目標(biāo)函數(shù)f(t)，對應(yīng)于該目標(biāo)函數(shù)f(t)而規(guī)定的函數(shù)。例如，目標(biāo)函數(shù)f(t)也可以由以下的式子定義。其中，t＝0對應(yīng)于變化開始時刻t0。
f(t)＝A×cos(π×t/Tp)+BA＝(g1-g2)/2B＝(g1+g2)/2。
進(jìn)而，控制函數(shù)g(t)規(guī)定為將該目標(biāo)函數(shù)f(t)進(jìn)行M分割并線性插補(bǔ)分割點的函數(shù)。
通過這樣掌握的設(shè)計方法規(guī)定的控制函數(shù)g(t)與圖5～圖7所示的控制函數(shù)等價。從而，即使在基于該控制函數(shù)g(t)進(jìn)行了增益控制的情況下，也能夠得到降低音量變更時的聽覺噪聲的效果。
以上，說明了本發(fā)明的實施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，上述實施方式為例示，這些各構(gòu)成元件或各處理過程的組合可以有各種變形例，而且這樣的變形例也屬于本發(fā)明的范圍。
在實施方式中，規(guī)定了以下的情況，即主要將目標(biāo)函數(shù)f(t)設(shè)定為三角函數(shù)，并根據(jù)該目標(biāo)函數(shù)來規(guī)定控制函數(shù)g(t)，但不限定于此。例如，目標(biāo)函數(shù)f(t)也可以規(guī)定為周期被設(shè)定為長于2Tp的三角函數(shù)的一部分。此外，控制函數(shù)g(t)不必在設(shè)定了目標(biāo)函數(shù)f(t)的基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)定，也可以直接地規(guī)定以滿足上述條件(1)～(3)。
在實施方式中，說明了變更音量的情況，但電子調(diào)音裝置100的用途不限定于此，也可以用于均衡器等控制每個某一頻率的增益的用途。此外，在本實施方式中，以變更音量的情況為例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明也可以應(yīng)用于停止再現(xiàn)時的靜噪處理。
雖然本發(fā)明的優(yōu)選實施例使用特定術(shù)語來描述，但這樣的描述僅用于說明性的目的，應(yīng)該明白只要不超過權(quán)利要求的精神或范圍，就可以得到改變和變化。
權(quán)利要求
1.一種電子調(diào)音裝置，其特征在于，包括放大器，將輸入的音頻信號放大，對其振幅進(jìn)行變化，并且可切換多個增益；以及增益控制部分，對所述放大器的增益進(jìn)行控制，將在初始狀態(tài)的時刻t＝0為初始值g1的增益在經(jīng)過某一變化期間Tp后的時刻t＝Tp變化到目標(biāo)值g2時，所述增益控制部分根據(jù)滿足下述(1)至(3)的條件的控制函數(shù)g(t)來控制所述放大器的增益(1)g(0)＝g1，g(Tp)＝g2(2)g’(Tp/2)＞g’(0)(3)g’(Tp/2)＞g’(Tp)其中，g’(t)表示g(t)的時間微分。
2.如權(quán)利要求1所述的電子調(diào)音裝置，其特征在于，所述控制函數(shù)g(t)是如下的函數(shù)通過點(0，g1)、(Tp，g2)，并且以周期為2Tp的三角函數(shù)作為目標(biāo)函數(shù)f(t)，對應(yīng)于該目標(biāo)函數(shù)f(t)而規(guī)定。
3.如權(quán)利要求2所述的電子調(diào)音裝置，其特征在于，所述控制函數(shù)g(t)是對應(yīng)于由以下關(guān)系式提供的目標(biāo)函數(shù)f(t)而被規(guī)定的函數(shù)f(t)＝A×cos(π×t/Tp)+BA＝(g1-g2)/2B＝(g1+g2)/2。
4.如權(quán)利要求2或3所述的電子調(diào)音裝置，其特征在于，所述控制函數(shù)g(t)是對所述目標(biāo)函數(shù)f(t)線性插補(bǔ)將從時間t＝0至t＝Tp的范圍進(jìn)行N分割(N為3以上的整數(shù))而得的分割點所得到的函數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的電子調(diào)音裝置，其特征在于，所述控制函數(shù)g(t)是對所述目標(biāo)函數(shù)f(t)線性插補(bǔ)在從屬變量軸的方向上N等分地進(jìn)行分割而得的分割點所得到的函數(shù)。
6.如權(quán)利要求4所述的電子調(diào)音裝置，其特征在于，所述控制函數(shù)g(t)是對所述目標(biāo)函數(shù)f(t)線性插補(bǔ)在獨立變量軸的方向上N等分地進(jìn)行分割而得的分割點所得到的函數(shù)。
7.一種電子調(diào)音裝置，其特征在于，包括放大器，將輸入的音頻信號放大，對其振幅進(jìn)行變化，并且可切換多個增益；以及增益控制部分，對所述放大器的增益進(jìn)行控制，將在初始狀態(tài)的時刻t＝0為初始值g1的所述放大器的增益在經(jīng)過某一變化期間Tp后變化到目標(biāo)值g2時，所述增益控制部分以M級(M是3以上的整數(shù))直線地改變所述放大器的增益，并且根據(jù)滿足下述(4)至(7)的條件的控制函數(shù)g(t)來改變所述放大器的增益(4)tM＝t0+Tp(5)g(t0)＝g1，g(tM)＝g2(6)g’(ti)＞g’(t0)(7)g’(ti)＞g’(tM-1)其中，i是滿足1≤i≤M-2的整數(shù)，ti表示第i個分割點的時刻，g’(ti)表示時刻ti～ti+1的g(t)的斜率。
8.如權(quán)利要求7所述的電子調(diào)音裝置，其特征在于，所述控制函數(shù)g(t)是如下的函數(shù)通過點(0，g1)、(Tp，g2)，并且以周期為2Tp的三角函數(shù)作為目標(biāo)函數(shù)f(t)，對應(yīng)于該目標(biāo)函數(shù)f(t)而規(guī)定。
9.如權(quán)利要求8所述的電子調(diào)音裝置，其特征在于，所述控制函數(shù)g(t)是將由以下關(guān)系式提供的目標(biāo)函數(shù)f(t)進(jìn)行M分割并線性插補(bǔ)了分割點的函數(shù)f(t)＝A×cos(π×t/Tp)+BA＝(g1-g2)/2B＝(g1+g2)/2。
10.如權(quán)利要求1或7所述的電子調(diào)音裝置，其特征在于，所述控制函數(shù)g(t)被規(guī)定為，其傅立葉變換頻譜在20Hz以下的頻帶具有主分量。
11.如權(quán)利要求1或7所述的電子調(diào)音裝置，其特征在于，所述增益控制部分根據(jù)所述初始值以及所述目標(biāo)值的組合來設(shè)定所述變化期間的長度。
12.如權(quán)利要求11所述的電子調(diào)音裝置，其特征在于，所述初始值以及所述目標(biāo)值的差越小，則所述增益控制部分將所述變化期間設(shè)定得越短。
13.如權(quán)利要求1或7所述的電子調(diào)音裝置，其特征在于，所述放大器包含電阻網(wǎng)，包含多個電阻而構(gòu)成；以及多個開關(guān)，被設(shè)置在所述多個電阻的連接點上，所述放大器通過根據(jù)所述多個開關(guān)的導(dǎo)通/截止來變化所述電阻網(wǎng)的電阻值，從而可改變所述增益，所述增益控制部分包含數(shù)字控制部分，輸出與所述控制函數(shù)g(t)對應(yīng)的數(shù)字值；以及解碼電路，根據(jù)從所述數(shù)字控制部分輸出的數(shù)字值，控制所述放大器的多個開關(guān)的導(dǎo)通/截止。
14.如權(quán)利要求1或7所述的電子調(diào)音裝置，其特征在于，被一體集成在一個半導(dǎo)體襯底上。
15.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括再現(xiàn)部分，再現(xiàn)音頻信號；音量控制部分，由用戶輸入音量值；權(quán)利要求1或7所述的電子調(diào)音裝置，根據(jù)輸入到所述音量控制部分的音量值來放大從所述再現(xiàn)部分輸出的音頻信號；以及聲音輸出部分，輸出所述電子調(diào)音裝置的輸出信號。
16.一種控制方法，是放大器的增益控制方法，所述放大器將輸入的音頻信號放大，對其振幅進(jìn)行變化，并且可切換多個增益，將在初始狀態(tài)的時刻t＝0為初始值g1的增益在經(jīng)過某一變化期間Tp后的時刻t＝Tp變化到目標(biāo)值g2時，根據(jù)滿足下述(1)至(3)的條件的控制函數(shù)g(t)來控制所述放大器的增益(1)g(0)＝g1，g(Tp)＝g2(2)g’(Tp/2)＞g’(0)(3)g’(Tp/2)＞g’(Tp)其中，g’(t)表示g(t)的時間微分。
17.一種控制方法，是放大器的增益控制方法，所述放大器將輸入的音頻信號放大，對其振幅進(jìn)行變化，并且可切換多個增益，將在初始狀態(tài)的時刻t＝0為初始值g1的放大器的增益在經(jīng)過某一變化期間Tp后變化到目標(biāo)值g2時，以M級(M是3以上的整數(shù))直線地改變所述放大器的增益，并且根據(jù)滿足下述(4)至(7)的條件的控制函數(shù)g(t)來改變所述放大器的增益(4)tM＝t0+Tp(5)g(t0)＝g1，g(tM)＝g2(6)g’(ti)＞g’(t0)(7)g’(ti)＞g’(tM-1)其中，i是滿足1≤i≤M-2的整數(shù)，ti表示第i個分割點的時刻，g’(ti)表示時刻ti～ti+1的g(t)的斜率。
全文摘要
提供一種抑制噪聲的發(fā)生，同時可切換音量的電子調(diào)音裝置。在電子調(diào)音裝置(100)中，將在初始狀態(tài)的時刻t＝0為初始值g1的增益在經(jīng)過某一變化期間Tp后的時刻t＝Tp變化到目標(biāo)值g2。增益控制部分(30)根據(jù)滿足下述(1)至(3)的條件的控制函數(shù)g(t)來控制放大器的增益(1)g(0)＝g1，g(Tp)＝g2(2)g’(Tp/2)＞g’(0)(3)g’(Tp/2)＞g’(Tp)其中，g’(t)表示g(t)的時間微分。
文檔編號H03G3/02GK101083455SQ20071010641
公開日2007年12月5日 申請日期2007年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月2日
發(fā)明者酒井光輝, 佐藤陽亮 申請人:羅姆股份有限公司