本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于有源音箱中的方法。本發(fā)明還涉及有源音箱中的電路。

當(dāng)前，所有的電子設(shè)備都需要降低能量消耗。降低電消耗的壓力來(lái)自于消費(fèi)者和政府公務(wù)人員。現(xiàn)代電子設(shè)備的電消耗可通過(guò)自動(dòng)地關(guān)閉設(shè)備中那些在某精確的時(shí)間點(diǎn)處不是必須要使用的部分的電源來(lái)降低。如果設(shè)備處于消耗盡可能少電能的睡眠模式，設(shè)備中除了那些用來(lái)檢測(cè)信號(hào)到來(lái)的部件之外的其他所有部件均可關(guān)閉電源。當(dāng)信號(hào)到來(lái)時(shí)，并且接下來(lái)希望設(shè)備進(jìn)行工作，那么此檢測(cè)元件便會(huì)激活設(shè)備的其他部件來(lái)進(jìn)行正常工作。這種監(jiān)控通常采用處于消耗很少能量的特殊狀態(tài)中的微控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此需要電子電路中的一部分連續(xù)獲取足夠的但又盡可能地少的能量，由此，輸入信號(hào)的識(shí)別被發(fā)送到用以控制系統(tǒng)的微控制器。

在音箱的例子中，音箱本身包含放大器越來(lái)越常見(jiàn)，這尤其可以實(shí)現(xiàn)聲音質(zhì)量上的優(yōu)勢(shì)。如果到達(dá)音箱的信號(hào)直接數(shù)字化，由此音箱和聲源(其可以是前置放大器或者直接數(shù)字聲源)之間的信號(hào)將會(huì)是數(shù)字的并因此在實(shí)際中完全不會(huì)失真，那么也可以實(shí)現(xiàn)其他的好處。

已知有一些方法，通過(guò)這些方法就可以在以上所述的情形中通過(guò)監(jiān)控?cái)?shù)字信號(hào)是否抵達(dá)音箱來(lái)將音箱的放大器置于節(jié)能的睡眠模式。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，基于接下來(lái)的音箱狀態(tài)受控制的分析來(lái)在譯碼器中進(jìn)行監(jiān)控。然而，與持續(xù)提高的要求相比，實(shí)現(xiàn)譯碼器的微電路即使在睡眠模式也會(huì)提取相當(dāng)多的能量。

更具體地說(shuō)，在前述的技術(shù)中，數(shù)字(aes/ebu編碼)音頻信號(hào)接收器通常實(shí)現(xiàn)為更廣義系統(tǒng)電路中的微電路或模塊。在其正常工作狀態(tài)中，實(shí)現(xiàn)譯碼器的微電路需要10-30ma(30-100mw)的電流。當(dāng)接收器工作時(shí)，它會(huì)檢測(cè)有效數(shù)字音頻信號(hào)的到來(lái)，并可通知系統(tǒng)的其余部分何時(shí)可以接收良好的數(shù)字信號(hào)。

設(shè)備的功率消耗可通過(guò)關(guān)閉不使用的功能來(lái)降低。如果數(shù)字音頻信號(hào)不可用，則接收數(shù)字音頻信號(hào)的電路可處于消耗很少功率的睡眠模式。

本發(fā)明旨在提供一種用以節(jié)約有源音箱在睡眠模式中所消耗的電能的全新類型的方法和設(shè)備。

本發(fā)明基于通過(guò)將所到來(lái)的已經(jīng)過(guò)譯碼器的數(shù)字信號(hào)直接引至信號(hào)處理器來(lái)節(jié)約電能，其中，針對(duì)數(shù)字輸入線路以相當(dāng)?shù)偷臅r(shí)鐘頻率進(jìn)行采樣，并且僅在用以識(shí)別信號(hào)的預(yù)定條件滿足時(shí)譯碼器才會(huì)被激活。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，采用統(tǒng)計(jì)方法來(lái)識(shí)別音頻信號(hào)。

更具體地說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的方法，其特征是按照權(quán)利要求1的特征部分所述的內(nèi)容。

而根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，其特征是按照權(quán)利要求8的特征部分所述的內(nèi)容。

通過(guò)本發(fā)明的一些實(shí)施例可以帶來(lái)很多有利之處。

借助于本發(fā)明，相比于持續(xù)保持在活躍狀態(tài)的用以實(shí)現(xiàn)譯碼器的電路而言，可采用極低的能量消耗來(lái)識(shí)別數(shù)字音頻信號(hào)。

借助于根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置，當(dāng)電子設(shè)備處于睡眠狀態(tài)時(shí)，可以滿足當(dāng)下提高的能量使用要求。

由于信號(hào)處理器(微控制器)的io線可用作識(shí)別，因此本發(fā)明可以容易且經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)。

下面將借助附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行闡述，在附圖中，

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)解決方案的框圖；

圖2顯示了在時(shí)間平面上的結(jié)合本發(fā)明使用的信號(hào)；

圖3顯示了圖2的信號(hào)的細(xì)節(jié)。

在本文中，結(jié)合附圖使用了如下術(shù)語(yǔ)：

1輸入信號(hào)線，用以將未放大的aes/ebu信號(hào)帶到設(shè)備中

2輸入接口，連接器

3差分接收器

4譯碼器，實(shí)現(xiàn)譯碼器的微電路

5信號(hào)處理器，(微處理器)

6來(lái)自于差分接收器的未譯碼信號(hào)線，經(jīng)放大的aes/ebu信號(hào)

7來(lái)自于差分接收器的控制線，從未譯碼信號(hào)線到信號(hào)處理器5(微處理器)的io輸入

8從譯碼器到信號(hào)處理器5(微處理器)的譯碼信號(hào)線，pcm音頻信號(hào)(5)

9從譯碼器4到信號(hào)處理器5(微處理器)的信號(hào)線

10有源音箱

11終端放大器和與之連接的音箱元件

20幀

21子幀

22音頻塊

23同步字節(jié)

24頭字段(sync+aux)

30位

31nrz數(shù)字音頻信號(hào)，nrz編碼數(shù)據(jù)(nrz)

如圖1所示，未放大的aes/ebu信號(hào)沿輸入信號(hào)線1引至含有放大器的有源音箱10，到其輸入接口即連接器2，其可以是光連接器或者電連接器2。信號(hào)在差分接收器3中被放大，從那里放大的aes/ebu信號(hào)沿線6被引至譯碼器4，并且從那里作為譯碼的pcm音頻信號(hào)(s)沿線8引至信號(hào)處理器5(微處理器)，其將信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬形式，以被發(fā)送到終端階段的放大器和音箱元件11。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，通過(guò)保持圖1所示的用作aes/ebu譯碼器的電路4處于激活狀態(tài)，可識(shí)別出數(shù)字音頻信號(hào)的到達(dá)。當(dāng)電路4通知處理器5線路9上存在信號(hào)時(shí)，設(shè)備的其他功能可在需要時(shí)開(kāi)啟。然而，由用作aes/ebu譯碼器的電路4所進(jìn)行的信號(hào)識(shí)別通常需要比系統(tǒng)中其他元件的組合(包括用于在工作中保持控制系統(tǒng)的信號(hào)處理器5的元件)所耗費(fèi)的功率高。

根據(jù)圖2和圖3，aes/ebu信號(hào)是nrz(不歸零)編碼數(shù)字音頻信號(hào)。位30采用有兩個(gè)二進(jìn)制狀態(tài)構(gòu)成的符號(hào)來(lái)編碼。符號(hào)的第一狀態(tài)總是不同于前一符號(hào)的第二狀態(tài)。在被編碼的位的邏輯值是零(不是一)的情況下，符號(hào)的第二狀態(tài)與第一狀態(tài)相同。如果位30的值是一，則符號(hào)的第二值不同于符號(hào)的第一值。這種nrz編碼(標(biāo)準(zhǔn)采用術(shù)語(yǔ)“雙相”)產(chǎn)生數(shù)字隊(duì)列，其中要么以由數(shù)字位的持續(xù)時(shí)間定義的頻率發(fā)生變化，要么以二倍于此頻率的頻率發(fā)生變化。對(duì)于aes/ebu信號(hào)，數(shù)字信號(hào)的持續(xù)時(shí)間由音頻信號(hào)的采樣時(shí)鐘頻率確定。aes/ebu幀包含64位，幀20被分成兩個(gè)子幀21。

已經(jīng)知道，nrz編碼音頻可通過(guò)檢測(cè)含有nrz信號(hào)的位隊(duì)列來(lái)識(shí)別。時(shí)鐘頻率的偏差可借助于包含在數(shù)字音頻接收器電路中的pll鎖相電路檢測(cè)到。aes/ebu信號(hào)中的頭字段24(sync+aux，圖2)包含相對(duì)于正常時(shí)鐘頻率的偏差，它偏離于正常時(shí)鐘頻率。基于此，幀的起始可被識(shí)別，此外，單個(gè)幀中含有的數(shù)據(jù)可在寄存器中記錄下來(lái)。一旦數(shù)據(jù)已被記錄，則幀可基于其已知的結(jié)構(gòu)被識(shí)別為aes/ebu幀。如上所述的方法就計(jì)算而言是相對(duì)繁復(fù)的，耗費(fèi)許多功率，并且該方法還基于aes/ebu幀的完整譯碼。

借助于本發(fā)明，數(shù)字音頻信號(hào)、通常是nrz數(shù)字音頻信號(hào)31的存在可采用非常少的能量來(lái)識(shí)別。通過(guò)譯碼器4從未譯碼信號(hào)線6中拾取信號(hào)經(jīng)由控制線7到達(dá)信號(hào)處理器5的io輸入，可在實(shí)際的接收器電路之前從信號(hào)線6上識(shí)別出可能的音頻信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明，用以實(shí)現(xiàn)譯碼器的電路4由此是未激勵(lì)的，并僅在發(fā)現(xiàn)了滿足標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)時(shí)才會(huì)被開(kāi)啟以進(jìn)行工作。要讀取aes/ebu輸入1的狀態(tài)，差分接收器3(例如，根據(jù)aes/ebu標(biāo)準(zhǔn)的音頻傳輸采用根據(jù)rs-422標(biāo)準(zhǔn)的差分編碼)保持開(kāi)啟。差分接收器3的功率消耗極其低。通過(guò)在差分接收器3之后的信號(hào)處理器5的io線7上隨機(jī)讀取aes/ebu線6的狀態(tài)足夠多的次數(shù)來(lái)執(zhí)行預(yù)先識(shí)別。讀取操作可以比aes/ebu音頻信號(hào)1的采樣頻率明顯更低的頻率進(jìn)行。讀取操作通過(guò)隨機(jī)下采樣來(lái)采樣經(jīng)放大的aes/ebu信號(hào)6的電平，例如相對(duì)于圖3的位頻率以例如每10…1000位的平均間隔進(jìn)行采樣。本方法不需要特定的讀取密度，或者與正被讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步，因?yàn)樗诘氖抢昧擞蒼rz編碼所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性。在讀取期間，信號(hào)處理器5計(jì)算在線路上讀取的與前一次讀取有所不同的狀態(tài)的次數(shù)。該狀態(tài)被讀取足夠多的次數(shù)以用于統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)，例如一千次，信號(hào)處理器5用于根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。如果在線路上出現(xiàn)了典型的aes/ebu數(shù)字音頻信號(hào)1，那么通常會(huì)觀察到300-500次變化。微處理器5的io線例如可用于讀取，并且在此情況下，讀取可有利地采用任何一種處理器進(jìn)行。通過(guò)采用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置，沒(méi)有必要開(kāi)啟譯碼器4來(lái)識(shí)別aes/ebu信號(hào)1。

根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置(預(yù)識(shí)別)允許在用以實(shí)現(xiàn)譯碼器電路4之前從信號(hào)線上識(shí)別到數(shù)字音頻信號(hào)的存在。用以實(shí)現(xiàn)譯碼器的電路4則可保持在未激勵(lì)狀態(tài)，并只在由根據(jù)本發(fā)明設(shè)置的信號(hào)處理器5識(shí)別到滿足標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)時(shí)才被激活，該信號(hào)處理器5通常以降低很多的時(shí)鐘頻率、例如正常時(shí)鐘頻率的1/100-1/1000的頻率在此模式下工作，這使得它具有很低的功率消耗。

根據(jù)本發(fā)明，可借助于上述描述的統(tǒng)計(jì)信息來(lái)識(shí)別nrz編碼的aes/ebu音頻信號(hào)的存在。

作為實(shí)現(xiàn)預(yù)識(shí)別的一個(gè)例子，以低于nrz數(shù)字音頻信號(hào)31的采樣頻率的通常10-1000倍的頻率從差分接收器3讀取未譯碼信號(hào)線6一千次。本方法不需要特定的讀取密度或者與讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行同步，因?yàn)樗诘氖抢昧擞蒼rz編碼所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性。根據(jù)nrz信號(hào)特性，如果在隨機(jī)點(diǎn)上以不是采樣頻率的倍數(shù)的頻率來(lái)讀取nrz信號(hào)的狀態(tài)，那么采樣隊(duì)列中的變化的理論發(fā)生率可認(rèn)為是25％-50％。

如果在線路上存在典型的aes/ebu數(shù)字音頻信號(hào)，那么通常每1000次讀取會(huì)檢測(cè)到300-500次變化(30％-50％)。通常，在未連接的線纜上每1000次讀取可發(fā)現(xiàn)0-9次變化。如果相對(duì)于讀取而言檢測(cè)到足夠次數(shù)的變化，那么可認(rèn)為已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)字音頻信號(hào)。更具體地說(shuō)，如果相對(duì)于讀取而言檢測(cè)到有代表性數(shù)量的變化，那么該信號(hào)可能就是nrz編碼信號(hào)。那么就有足夠的理由去激活設(shè)備的aes/ebu譯碼器，由此獲取了nrz信號(hào)作為aes/ebu編碼音頻信號(hào)的精確信息。

綜上所述，在兩個(gè)階段上識(shí)別數(shù)字nrz編碼音頻信號(hào)的存在。首先，基于統(tǒng)計(jì)特性的低能量消耗計(jì)算方法的檢測(cè)，然后采用aes/ebu接收器電路進(jìn)行更精確的檢測(cè)。通過(guò)非同步地和隨機(jī)地讀取數(shù)字信號(hào)的狀態(tài)來(lái)識(shí)別aes/ebu信號(hào)。

該設(shè)備通常以下述方式被復(fù)位到睡眠模式，即：如果在一定檢測(cè)時(shí)間之后信號(hào)并不出現(xiàn)(即，整段時(shí)間里不存在信號(hào))，計(jì)數(shù)器被設(shè)置為用以確定已經(jīng)過(guò)去的時(shí)間，并且如果該時(shí)間超過(guò)了預(yù)定的時(shí)間限制，例如1分鐘，則睡眠模式開(kāi)啟。如果該設(shè)備檢測(cè)到輸入信號(hào)，則計(jì)數(shù)器復(fù)位，并從信號(hào)消失得那一刻起開(kāi)始重新計(jì)數(shù)。

在本申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)“睡眠模式”指的是電路的一種狀態(tài)，在該狀態(tài)下，電路使用比正常操作中低得多的能量，但可以在一定程度上接收并解釋信號(hào)，以在必要時(shí)將設(shè)備從睡眠狀態(tài)中喚醒。例如，歐盟的立法要求某些設(shè)備在睡眠模式下消耗低于0.5w的電功率。這種設(shè)備的不帶負(fù)載的功率消耗通?？梢允?…30w。在睡眠模式下，該設(shè)備因此必須使用比常規(guī)中不帶負(fù)載的功率消耗的10％還低的功率。

在本申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)“未激勵(lì)”指的是電路的這樣一種狀態(tài)，在該狀態(tài)下電路使用比其常規(guī)電功率消耗的0.1％還低的功率。

術(shù)語(yǔ)“低頻率操作狀態(tài)”在此指的是微處理器或信號(hào)處理器的一種狀態(tài)，在該狀態(tài)下，其工作頻率降至比其正常工作頻率明顯低的頻率，例如低于正常工作頻率的30％，優(yōu)選低于正常工作頻率的1％。