專利名稱：在電子設備中使用的音量控制電路和相關(guān)方法及電子設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及個人使用(例如便攜式電子設備中)的音頻系統(tǒng)，更具 體地涉及音量控制電路。
背景技術(shù)：
諸如移動終端的電子設備常常會在種類繁多的環(huán)境中使用，這些環(huán) 境可能有不同的噪音級別。例如，電子設備可能會在相對安靜的辦公室 或者家庭環(huán)境中，或者相對嘈雜的公共環(huán)境中被使用。在嘈雜的環(huán)境中， 電子設備的用戶可能難以從該電子設備聽到音樂或者另一方或多方的聲 音。通常，電子設備的揚聲器的音量或者增益可以手動地提高從而進行 補償，但是用戶的這種手動動作可能不很方便。
此外， 一些電子設備包括音量限制器電路，這種音量限制器電路可 以被配置為即使在最高設定值時也將揚聲器的音頻輸出限制為不會損傷 通常用戶聽力的最大允許音量。通常，常規(guī)系統(tǒng)通過測量并僅限制峰或 者最大信號電平來限制最大允許音量，這可能導致用戶抱怨聲音不夠響 亮。因此，可能期望出現(xiàn)改進的音量控制電路和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一些實施方式提供了在電子設備中使用的音量控制電路。 這種音量控制電路包括增益電路、限制器電路、功率測量電路以及增 益調(diào)節(jié)電路。所述增益電路被配置為接收輸入音頻信號，并基于增益來 對該輸入音頻信號進行放大。所述限制器電路被配置為基于峰安全限值 來對經(jīng)放大的輸入音頻信號進行限制，并輸出具有基于所述峰安全限值 的峰值的輸出音頻信號。所述功率測量電路被配置為測量所述輸出音頻 信號的功率級別。所述功率級有一關(guān)聯(lián)的功率安全限值。所述增益調(diào)節(jié)
6電路被配置為響應于測得的功率級來調(diào)節(jié)所述增益電路的增益，使得所 述功率安全限值不被超過。
在本發(fā)明的其他實施方式中，所述增益調(diào)節(jié)電路還可以被配置為響 應于測得的功率級來調(diào)節(jié)所述增益電路的增益，使得所述功率安全限值 不被超過。所述音量控制電路還可以包括電連接到所述功率測量電路的 輸入端的濾波器。所述濾波器可以被配置為對所述輸出音頻信號進行濾 波，并將濾波后的輸出音頻信號提供給所述功率測量電路。在本發(fā)明的
某些實施方式中，所述濾波器可以包括基于聲學模型的濾波器和/或A加 權(quán)濾波器。
在本發(fā)明的其他實施方式中，所述增益電路和所述限制器電路可以 由軟限制器來提供。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述音量控制電路可以包括周圍噪聲 測量電路，該周圍噪聲測量電路被配置為測量周圍噪聲并提供噪聲自適 應因數(shù)?？梢耘渲靡话踩拗嫡{(diào)節(jié)電路來基于所述噪聲自適應因數(shù)調(diào)節(jié) 所述功率級的功率安全限值。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述功率級可以是均方根(RMS)功 率級。在本發(fā)明某些實施方式中，所述功率級可以由所述輸出音頻信號 的采樣的絕對值的濾波值來表示。
在本發(fā)明的其他實施方式中，所述增益電路的增益可以是多種動態(tài) 輸入的函數(shù)。所述增益調(diào)節(jié)模塊可以被配置為響應于測得的功率級來逐 漸調(diào)節(jié)所述增益電路的增益，使得這種調(diào)節(jié)在用戶看來是無縫的。所述 輸入音頻信號可以被劃分成多個幀，并且所述增益調(diào)節(jié)電路可以被配置 為針對每幀來調(diào)節(jié)增益一次。
盡管上面主要針對音量控制電路討論了本發(fā)明的一些實施方式，但 是這里還提供了相關(guān)的方法和電子設備。


圖1是例示了包括根據(jù)本發(fā)明一些實施方式的音量控制電路的移動 終端的示意性框圖。
7圖2是例示了根據(jù)本發(fā)明一些實施方式的音量控制電路的框圖。 圖3是例示了根據(jù)本發(fā)明另一些實施方式的音量控制電路的框圖。 圖4和5是例示了根據(jù)本發(fā)明各個實施方式的音量控制電路的操作 的流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照附圖來描述本發(fā)明的具體示例性實施方式。然而，本發(fā) 明可以以不同的方式來實施，并且不應該被解讀為局限于本文所闡述的 實施方式；相反，提供這些實施方式是為了使本公開全面而完整，并且 向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地傳達本發(fā)明的范圍。在附圖中所圖示的特定示 例性實施方式的詳細描述中所使用的術(shù)語并不是要對本發(fā)明加以限制。 在附圖中，相同的標號指代相同的要素。
除非另有明確說明，否則這里使用的單數(shù)形式"一"和"該"也要包括 復數(shù)形式。還應該理解，本說明書中使用的措辭"包括"說明存在所述的 特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件，但是并不排除存在或增加一 個或更多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。應 該理解，當某一元件被稱為"連接"或者"耦接"到另一元件時，它可以直接 連接或者連接到該另一元件，或者可以存在中間元件。此外，這里使用 的"連接"或者"耦接"可以包括無線連接或耦接。這里使用的措辭"和/或" 包括一個或更多個關(guān)聯(lián)列舉項的任何或者所有組合。
除非另有限定，否則本文中使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學術(shù)語) 都具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員所一般理解相同的含義。還應該
理解，諸如在通用詞典中所定義的那些術(shù)語應該被解釋為具有與其在相 關(guān)領(lǐng)域以及本說明書的上下文中的含義相一致的含義，并且除非在本文 中明顯如此限定，否則不應以理想化或者過度形式化的方式來解釋。
這里使用的"電子設備"是可產(chǎn)生音頻信號的任意設備。例如，電子 設備可以是家庭立體聲、車載立體聲，或者是諸如MP3播放器的便攜式 電子設備。在本發(fā)明的一些實施方式中，用戶可以使用頭戴式耳機來收 聽電子設備所產(chǎn)生的音頻信號。然而，本發(fā)明的實施方式并不限于這種配置。
某些電子設備包括音量限制器電路，這種音量限制器電路可以被配 置為即使在最高設定值時也將揚聲器的輸出限制為不會損傷通常用戶聽 力的最大允許音量。通常，常規(guī)系統(tǒng)通過測量并僅限制峰或者最大信號 電平來限制最大允許音量。然而，研究顯示，對于峰電平的聲壓安全限
值遠高于對于功率級(例如均方根(RMS)功率級)的聲壓安全限值。 因此，峰限值通常被設定到將產(chǎn)生低于該安全限值的功率級(RMS功率 級)的水平。在這些常規(guī)電子設備中，當聲源的振幅因數(shù)(即峰限值與 RMS或者功率級的比)高于最小值，例如大于10dB時，用戶可能會抱 怨聲音不夠響亮，因為RMS或者功率級被限制到低得不可接受的水平。 例如，如果振幅因數(shù)是20dB，則RMS功率級可以被限制到10dB，低于 振幅因數(shù)為lOdB時的輸出，即使更高的RMS或功率級，對于這兩種振 幅因數(shù)而言也是同樣安全的。
因此，如這里參照圖1到5進一步討論的，本發(fā)明的實施方式提供 了用于控制電子設備中的音量的音量控制電路、方法以及電子設備。根 據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，在確定輸出音頻信號的音量時，峰電平和功 率級都要考慮。換言之，本發(fā)明的一些實施方式使用峰安全限值和功率 安全限值來確定輸出音頻信號應該有多響亮。因此，如果未達到功率安 全限值，則輸出音頻信號的音量可以逐漸增加，直到達到功率安全限值 為止。這可以允許基于和振幅因數(shù)有關(guān)的守恒假設將峰值聲壓設置在"精 確"的安全限值(而不是不必要地低)。因此，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方 式，即使對于更高的振幅因數(shù)，也可以達到功率(RMS)安全限值，所 以，即使存在多種音樂和/或電話呼叫信號條件，用戶也可以察覺到設備 的音量(或響度)是足夠的，這里會對此做進一步討論。
首先參照圖1,該圖提供了一示意性框圖，例示了包括根據(jù)本發(fā)明 一些實施方式的音量控制電路29的移動終端22。盡管這里針對作為移動 終端的電子設備討論了本發(fā)明的實施方式，但是應該理解，本發(fā)明的實 施方式并不限于這種配置。如上面所討論的，根據(jù)本發(fā)明一些實施方式 的電子設備可以是產(chǎn)生音頻信號的任意電子設備，因此不必是便攜式電子設備。
這里使用的"移動終端"既包括僅具有無線信號接收器而沒有發(fā)射能 力的設備，也包括具有能夠在雙向通信鏈路上進行雙向通信的接收與發(fā) 射硬件的設備。這些設備可以包括有或沒有多線路顯示器的蜂窩或其 他通信設備；可以組合語音和數(shù)據(jù)處理、傳真和/或數(shù)據(jù)通信能力的個人 通信系統(tǒng)(PCS)終端；可以包括射頻接收器和尋呼機、互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng) 訪問、Web瀏覽器、記事本、日歷和/或全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器的 個人數(shù)字助理(PDA);和/或包括射頻接收器的常規(guī)膝上型和/或掌上型 計算機或其他裝置。這里使用的"移動終端"可以是便攜式、可運輸?shù)摹?車載的(航空、航海或陸地)，或者被定位和/或被配置為在本地操作和/ 或在地球和/或太空的任何其他位置以分布方式操作。
如圖1中例示的，移動終端22與無線通信網(wǎng)絡20的基站收發(fā)器24 進行通信。應該理解，隨著無線技術(shù)的演進，"無線通信網(wǎng)絡"也在演進。 這里所使用的"無線通信網(wǎng)絡"可以指傳統(tǒng)意義上的各種無線接入技術(shù)、 無線局域網(wǎng)(LAN)或無線個人域網(wǎng)，而不會偏離本發(fā)明的教示。這些 網(wǎng)絡例如可以包括無線接入技術(shù)，如碼分多址(CDMA)、增強型數(shù)據(jù) 速率GSM演進技術(shù)(EDGE)、通用分組無線業(yè)務(GPRS)、全球移動通 信系統(tǒng)(GSM)、高速下行鏈路分組接入(HSDPA)、高速上行鏈路分組 接入(HSUPA)、通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)、寬帶碼分多址(W-CDMA) 和/或WCDMA+EDGE (WEDGE);和/或無線局域網(wǎng)(WLAN)，如無線 保真(WiFi)和全球微波接入互操作性(WiMAX)。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，無線接入技術(shù)和/或WLAN可以被用 作圖1中例示的移動終端22和無線通信網(wǎng)絡22之間的接入媒介。例如， 移動終端22還可以通過UMTS、 GSM、 EDGE、 GPRS、 WEDGE、 CDMA、 WCDMA、 HSDPA、 HSUPA、 WIFI、 WiMAX等來接入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，而不
會偏離本發(fā)明的范圍。
移動終端22包括便攜式外殼23，并且可以包括人機界面(MMI) 26 (例如鍵盤、觸摸板等)、顯示器28、揚聲器32、麥克風34、收發(fā)器 36，這些裝置中的任何一個都可以與控制器(處理器)42進行通信。此外，移動終端22還包括根據(jù)本發(fā)明一些實施方式的音量控制電路29，音 量控制電路29也與處理器42進行通信。處理器42可以是任何市面上買 得到或定制的微處理器。
應該理解，盡管音量控制電路29在移動終端22中被圖示為單個電 路，但是本發(fā)明并不限于這種配置。例如，音量控制電路29可以是兩個 或更多個電路，而不會偏離本發(fā)明的范圍。此外，音量控制電路29可以 至少部分地并入控制器42內(nèi)，或者并入移動終端22的其他例示組件內(nèi)。
通常，收發(fā)器36包括發(fā)射器電路44和接收器電路46，發(fā)射器電路 44和接收器電路46分別通過天線48將出局射頻信號發(fā)射到基站收發(fā)器 24，和從基站收發(fā)器24接收入局射頻信號，例如語音呼叫和數(shù)據(jù)信號。 天線48可以是嵌入式天線、可伸縮天線或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何天 線，而不會偏離本發(fā)明的范圍。在移動終端22和基站收發(fā)器24之間傳 輸?shù)纳漕l信號可以包括業(yè)務信號和控制信號(例如入局呼叫的尋呼信號/ 消息)，所述業(yè)務和控制信號被用來建立和維護與另一方的語音呼叫通 信，或者與遠程設備之間發(fā)射和/或接收數(shù)據(jù)，例如電子郵件或MMS消 息。處理器42可以支持移動終端22的各種功能，包括與根據(jù)本發(fā)明一 些實施方式的移動終端22的音量控制電路29相關(guān)的功能。
在本發(fā)明的一些實施方式中，基站收發(fā)器24是無線收發(fā)器，所述無 線收發(fā)器定義了蜂窩網(wǎng)中的小區(qū)，并使用無線鏈路協(xié)議與移動終端22以 及小區(qū)中的其他移動終端進行通信。盡管僅示出了單個基站收發(fā)器24， 但是應該理解，例如可以通過移動交換中心和其他設備來連接許多基站 收發(fā)器，以定義無線通信網(wǎng)絡。收發(fā)器36被配置為使用無線通信網(wǎng)絡20 與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡進行通信。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，音量控制電路29可以被配置為基于輸 出音頻信號的功率級和輸出音頻信號的峰值這兩者來調(diào)節(jié)移動終端22的 輸出音頻信號的音量。根據(jù)本發(fā)明一些實施方式的電子設備(例如移動 終端22)包括音量控制電路29,用于將移動終端22的音量限制為最大 允許音量，所述最大允許音量即使在最高設置的情況下也不會損壞通常 用戶的聽力。本發(fā)明的一些實施方式使用兩個安全限值來確定移動終端22的最大允許音量。
第一安全限值是峰安全限值，它是輸出音頻信號可以擁有的低于最 大允許音量的最大量值(magnitude)。如下面將進一步討論的，如果輸出 音頻信號的峰超過了峰安全限值，則將輸出音頻信號限制在安全范圍內(nèi)。 第二安全限值是功率安全限值，它是輸出音頻信號可以擁有的低于最大 允許音量的最大功率。如下面將進一步討論的，如果輸出音頻信號的功 率低于功率安全限值，則可以調(diào)節(jié)音量控制電路的增益以增大輸出音頻 信號的音量。
下面將參照圖2和3來討論根據(jù)本發(fā)明一些實施方式的音量控制電 路的示例性實施方式。首先參照圖2，如其中例示的，根據(jù)本發(fā)明一些實 施方式的音量控制電路229包括增益混合器210、第一、第二和第三濾波 器220、 240和260、增益電路225、帶有峰安全限值235的限制器電路 227、帶有功率安全限值290的功率級測量電路270以及增益調(diào)節(jié)電路 280。如圖2中進一步例示的，在增益電路225處從第一濾波器220接收 —輸入音頻信號。增益電路225被配置為接收一輸入音頻信號，并基于 增益對該輸入音頻信號進行放大。在本發(fā)明的一些實施方式中，輸入音 頻信號可以被劃分成多個幀，例如5ms的幀。增益調(diào)節(jié)電路280還可以 被配置為每一幀調(diào)節(jié)一次增益。增益可以是固定的或可調(diào)節(jié)的，而不會 偏離本發(fā)明的范圍。如所例示的，在一些實施方式中，部分地由增益混 合器210確定的增益可以是各種動態(tài)因數(shù)的函數(shù)，并且不必是固定的。 例如，增益混合器210可以被配置為針對環(huán)境或背景噪聲動態(tài)地改變增。
限制器電路227被配置為基于峰安全限值235來限制經(jīng)放大的輸入 音頻信號?？梢曰诼晫W濾波器、揚聲器等來設置峰安全限值235。限制 器電路227還被配置為輸出具有約等于峰安全限值但是不超過峰安全限 值的輸出音頻信號。
應該理解，盡管在圖2中例示了增益電路225和限制器電路227， 但是本發(fā)明的實施方式并不限于這種配置。例如，可以組合這些框，或 者可以重排它們的順序，而不會偏離本發(fā)明的范圍。在本發(fā)明的一些實施方式中，增益電路225和限制器電路227的功能可以由軟限制器(圖3 的330)來提供，軟限制器330將在下面參照圖3進一步加以討論。
功率測量電路270被配置為測量限制器電路227的輸出音頻信號的 功率級，并確定輸出音頻信號的功率是否超過了功率安全限值290。根據(jù) 本發(fā)明的一些實施方式，可以用RMS功率級來表示功率級，這種表示包 含了數(shù)學計算。在本發(fā)明的其他實施方式中，可以用輸出音頻信號的采 樣的絕對值的濾波值來表示功率級，這種表示可以免去RMS計算中包含 的某些計算。
在本發(fā)明的一些實施方式中，功率測量電路270可以被配置為將0 和1之間的數(shù)提供給增益調(diào)節(jié)電路280。例如，如果測得的輸出音頻信號 的功率超過了功率安全級290，則功率測量電路270可以將0和1之間的 數(shù)輸出給增益調(diào)節(jié)電路280。另一方面，如果測得的輸出音頻信號的功率 未超過功率安全級2卯，則功率測量電路270可以將1輸出給增益調(diào)節(jié)電 路280。在本發(fā)明的一些實施方式中，可以用最小值(min)函數(shù)來實現(xiàn) 功率測量電路270的功能。
增益調(diào)節(jié)電路280可以被配置為響應于測得的功率級來調(diào)節(jié)增益電 路225的增益，使得功率安全限值290不被超過。例如，在本發(fā)明的一 些實施方式中，增益調(diào)節(jié)電路280可以是乘法器。增益調(diào)節(jié)電路可以用 功率測量電路270的輸出(0到1)乘以來自增益混合器210的增益，并 將調(diào)節(jié)后的增益提供給增益電路225。換言之，增益電路225將基于調(diào)節(jié) 后的增益來對信號進行放大。
在本發(fā)明的一些實施方式中，可以逐漸進行這種調(diào)節(jié)，從而在用戶 看來是無縫的。在本發(fā)明的使用RMS功率表示的實施方式中，指定RMS 功率限值的聲學安全標準包括在一時間段(例如兩分鐘)上進行測量。 因此，在本發(fā)明的這些實施方式中，緩慢改變是可行的。根據(jù)本發(fā)明的 一些實施方式，峰安全限值和功率安全限值都可以被用來確定輸出音頻 信號的音量。因此，如這里所討論的，用戶可能更滿意于輸出音頻信號 的響度。
如圖2中所圖示的，本發(fā)明的一些實施方式包括電連接到功率測量電路270的輸入端的第三濾波器260。第三濾波器260可以被配置為提供 用戶實際聽到內(nèi)容的模型/估計。然后，經(jīng)濾波的輸出音頻信號可以被提 供給功率測量電路270。對于每個唯一的換能器，可以通過針對用戶耳朵 的聲學換能器為第三濾波器260加載傳遞函數(shù)。因為RMS (功率)安全 限值在用戶的耳朵處通常表達為A加權(quán)值，所以第三濾波器260還可以 包括A加權(quán)。
圖2例示了組成第三濾波器260的基于聲學模型的濾波器255和A 加權(quán)濾波器257，即人耳。然而， 一些實施方式可以包括基于聲學模型的 濾波器255或A加權(quán)濾波器257，而不會偏離本發(fā)明的范圍。第三濾波 器260的存在可以進一步提供RMS測量的準確性，這可以進一步為用戶 提供滿意的響度。
現(xiàn)在參照圖3，將討論根據(jù)本發(fā)明一些實施方式的音量控制電路的 其他實施方式。圖2和3中標記了相同標號的元件具有相同的功能，因 此，這里將不會進一步討論這些元件的功能。將僅僅討論圖3的新方面。 如這里所例示的，圖2的增益電路225和限制器電路227被圖3中的軟 限制器330所取代。軟限制器330被配置為執(zhí)行上面參照圖2討論的增 益電路225和限制器電路227這二者的功能。
可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的軟限制器來提供根據(jù)本發(fā)明一些實施 方式的軟限制器。例如，在本發(fā)明的一些實施方式中，可以用標題為 Method and Apparatus for Multichannel Signal Limiting to Romesburg的共 同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請公開No.US 2006/0148435中討論的軟限制器來提 供所述軟限制器，這里通過引用將該申請的全部內(nèi)容并入。
如圖3中所進一步例示的，在這里例示的本發(fā)明的實施方式中還提 供了周圍噪聲測量電路395和安全限值調(diào)節(jié)電路397。周圍噪聲測量電路 395可以被配置為測量移動終端22周圍的噪聲，并基于該噪聲來提供噪 聲自適應因數(shù)。例如，可以通過周圍噪聲測量電路395來測量進入麥克 風的環(huán)境噪聲，并可以將噪聲調(diào)節(jié)因數(shù)指派為環(huán)境的噪聲水平。例如， 在本發(fā)明的一些實施方式中，噪聲調(diào)節(jié)因數(shù)可以是1和4之間的數(shù)。該 噪聲調(diào)節(jié)因數(shù)可以被用來改變功率安全限值390，以補償周圍噪聲。例如，噪聲調(diào)節(jié)因數(shù)可以被提供給安全調(diào)節(jié)電路397，安全調(diào)節(jié)電路397可以被 配置為基于噪聲自適應因數(shù)來調(diào)節(jié)輸出音頻信號的功率級的功率安全限 值390。在本發(fā)明的一些實施方式中，安全調(diào)節(jié)電路397可以是乘法器， 并且可以用噪聲調(diào)節(jié)因數(shù)乘以功率安全限值，以便為音量控制電路提供 功率安全限值390。然后，可以如上面所討論的那樣使用調(diào)節(jié)后的功率安 全限值。
應該理解，圖2和3中例示的音量控制電路229和329分別是僅出 于示例性目的而提供的，并且本發(fā)明的實施方式并不限于這些配置。
現(xiàn)在將參照圖4和5的流程圖來討論根據(jù)本發(fā)明各種實施方式的操 作。首先參照圖4，用于控制電子設備中的音量的操作在框400處通過接 收輸入音頻信號而開始?？梢曰谠鲆鎸斎胍纛l信號進行放大(框 407)，并且可以基于輸出音頻信號的峰安全限值來限制經(jīng)放大的輸出音 頻信號(框410)。輸出音頻信號可以被提供為具有峰值，在本發(fā)明的一 些實施方式中，該峰值可以是最大峰值。
可以對輸出音頻信號的功率級進行測量(框420)。功率級還可以具 有相關(guān)聯(lián)的功率安全限值。在本發(fā)明的一些實施方式中，功率級可以是 RMS功率級。在本發(fā)明的其他實施方式中，功率級可以表示為輸出音頻 信號的釆樣的絕對值的濾波值，從而減少使用RMS功率級時可能需要的
計算量?？梢皂憫跍y得的功率級來調(diào)節(jié)增益，使得功率安全限值不被 超過(框430)。增益可以是各種動態(tài)輸入的函數(shù)，或者可以是固定增益， 而不會偏離本發(fā)明的范圍。因此，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，峰安全 限值和功率安全限值都可以用于確定輸出音頻信號的音量，這可以使更 多的用戶滿意于輸出的音量。
應該理解，可以重復上面討論的測量和調(diào)節(jié)操作，直到達到功率安 全限值為止，從而根據(jù)要求向用戶提供最大音量。
現(xiàn)在參照圖5，將討論根據(jù)本發(fā)明其他實施方式的用于控制電子設 備中的音量的操作。操作在框500處通過接收輸入音頻信號而幵始?？?以基于增益對輸入音頻信號進行放大(框507)，并且基于輸出音頻信號 的峰安全限值來限制經(jīng)放大的輸入音頻信號(框510)。輸出音頻信號可
15以被提供為具有峰值，在本發(fā)明的一些實施方式中，該峰值可以是最大
峰值，即約等于功率安全限值?？梢詫敵鲆纛l信號進行濾波(框515)。 可以對輸出音頻信號進行聲學濾波和/或A加權(quán)，而不會偏離本發(fā)明的范 圍?？梢詫?jīng)濾波的輸出音頻信號的功率級進行測量(框520)?？梢詼y 量周圍或背景噪聲，并且可以提供相關(guān)聯(lián)的噪聲自適應因數(shù)(框523)。 可以基于噪聲自適應因數(shù)來調(diào)節(jié)功率級的功率安全限值(框525)。例如， 在本發(fā)明的一些實施方式中，可以用噪聲自適應因數(shù)乘以功率安全限值， 來提供調(diào)節(jié)后的功率安全限值?？梢皂憫跍y得的功率級來逐漸調(diào)節(jié)增 益(框530)。在本發(fā)明的一些實施方式中，增益可以被逐漸調(diào)節(jié)，使得 調(diào)節(jié)在用戶看來是無縫的。
附圖和說明書中公開了本發(fā)明的典型示例性實施方式，盡管采用了 特定術(shù)語，但是它們僅被用于一般和描述的意義而不是出于限制目的， 本發(fā)明的范圍在所附權(quán)利要求書中進行了闡述。
權(quán)利要求
1、一種用在電子設備中的音量控制電路，該音量控制電路包括增益電路，其被配置為接收一輸入音頻信號，并基于一增益來放大該輸入音頻信號；限制器電路，其被配置為基于一峰安全限值來限制經(jīng)放大的輸入音頻信號，并輸出具有基于該峰安全限值的峰值的輸出音頻信號；功率測量電路，其被配置為測量該輸出音頻信號的功率級，該功率級具有相關(guān)聯(lián)的功率安全限值；以及增益調(diào)節(jié)電路，其被配置為響應于測得的功率級來調(diào)節(jié)該增益電路的增益。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的音量控制電路，其中所述增益調(diào)節(jié)電路還 被配置為響應于測得的功率級來調(diào)節(jié)所述增益電路的增益，使得所述功 率安全限值不被超過。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的音量控制電路，該音量控制電路還包括濾 波器，該濾波器電連接到所述功率測量電路的輸入端，并且被配置為對 所述輸出音頻信號進行濾波，并將經(jīng)濾波的輸出音頻信號提供給所述功 率測量電路。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的音量控制電路，其中所述濾波器包括基于 聲學模型的濾波器和/或A加權(quán)濾波器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音量控制電路，其中所述增益電路和所述 限制器電路由軟限制器來提供。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音量控制電路，該音量控制電路還包括 周圍噪聲測量電路，其被配置為測量周圍噪聲并提供噪聲自適應因數(shù)；以及安全限值調(diào)節(jié)電路，其被配置為基于該噪聲自適應因數(shù)來調(diào)節(jié)所述 功率級的所述功率安全限值。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音量控制電路，其中所述功率級包括均方 根(RMS)功率級。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音量控制電路，其中所述功率級包括所述 輸出音頻信號的采樣的絕對值的濾波值。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的音量控制電路，其中所述增益電路的所述 增益是各種動態(tài)輸入的函數(shù)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音量控制電路，其中所述增益調(diào)節(jié)模塊 還被配置為響應于測得的功率級來逐漸調(diào)節(jié)所述增益電路的所述增益， 使得所述調(diào)節(jié)在用戶看來是無縫的。
11、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的音量控制電路，其中所述輸入音頻信號被劃 分成多個幀，并且其中所述增益調(diào)節(jié)電路被配置為每幀調(diào)節(jié)一次所述增益。
12、 一種用于控制電子設備中的音量的方法，該方法包括以下步驟-接收一輸入音頻信號； 基于一增益來放大該輸入音頻信號；基于一峰安全限值來限制經(jīng)放大的輸入音頻信號，并輸出具有基于 該峰安全限值的峰值的輸出音頻信號；測量該輸出音頻信號的功率級，該功率級具有相關(guān)聯(lián)的功率安全限 值；以及響應于測得的功率級來調(diào)節(jié)該增益。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中調(diào)節(jié)步驟還包括響應于測得 的功率級來調(diào)節(jié)所述增益，使得所述功率安全限值不被超過。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中接收步驟包括接收多幀形式 的所述輸入音頻信號，并且其中調(diào)節(jié)步驟包括每幀調(diào)節(jié)一次所述增益。
15、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，該方法還包括以下步驟反復測量 所述功率級并調(diào)節(jié)所述增益，直到達到但未超過所述功率安全限值為止。
16、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，該方法還包括以下步驟對所述 輸出音頻信號進行濾波，其中測量步驟還包括測量經(jīng)濾波的輸出音頻信 號的所述功率級。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中濾波步驟包括對所述輸出音 頻信號進行聲學濾波和/或?qū)λ鲚敵鲆纛l信號進行A加權(quán)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，該方法還包括以下步驟測量周圍噪聲以提供噪聲自適應因數(shù)；以及 基于該噪聲自適應因數(shù)來調(diào)節(jié)所述功率級的所述功率安全限值。
19、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述功率級包括均方根 (RMS)功率級。
20、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述功率級包括所述輸出音 頻信號的采樣的絕對值的濾波值。
21、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述增益是各種動態(tài)輸入的 函數(shù)。
22、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中調(diào)節(jié)步驟還包括響應于測得 的功率級來逐漸調(diào)節(jié)所述增益，使得所述調(diào)節(jié)在用戶看來是無縫的。
23、 一種包括音量控制電路的電子設備，該音量控制電路被配置為 基于一輸出音頻信號的功率級和該輸出音頻信號的最大峰值這二者來調(diào) 節(jié)該輸出音頻信號的音量。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的電子設備，其中所述音量控制電路包括-增益電路，其被配置為接收一輸入音頻信號，并基于一增益來放大該輸入音頻信號；以及限制器電路，其被配置為基于一峰安全限值來限制經(jīng)放大的輸入音 頻信號，并輸出具有所述最大峰值的輸出音頻信號。
25、 根據(jù)權(quán)利要求24所述的電子設備，其中所述音量控制電路還包括: 功率測量電路，其被配置為測量所述輸出音頻信號的所述功率級，所述功率級具有相關(guān)聯(lián)的功率安全限值；以及增益調(diào)節(jié)電路，其被配置為響應于測得的功率級來調(diào)節(jié)所述增益電 路的所述增益，使得所述功率安全限值不被超過，其中所述音量控制電 路被配置為響應于調(diào)節(jié)后的增益來調(diào)節(jié)所述輸出音頻信號的音量。
26、 根據(jù)權(quán)利要求25所述的電子設備，該電子設備還包括濾波器，該 濾波器電連接到所述功率測量電路的輸入端，并且被配置為對所述輸出音 頻信號進行濾波，并將經(jīng)濾波的輸出音頻信號提供給所述功率測量電路。
27、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的電子設備，其中所述濾波器包括基于聲 學模型的濾波器和/或A加權(quán)濾波器。
28、 根據(jù)權(quán)利要求25所述的電子設備，該電子設備還包括 周圍噪聲測量電路，其被配置為測量周圍噪聲并提供噪聲自適應因數(shù)；以及安全限值調(diào)節(jié)電路，其被配置為基于該噪聲自適應因數(shù)來調(diào)節(jié)所述 功率級的所述功率安全限值。
29、 根據(jù)權(quán)利要求25所述的電子設備，其中所述功率級包括均方根 (RMS)功率級。
30、 根據(jù)權(quán)利要求25所述的電子設備，其中所述功率級包括所述輸出音頻信號的采樣的絕對值的濾波值。
31、 根據(jù)權(quán)利要求25所述的電子設備，其中所述增益電路的所述增 益是各種動態(tài)輸入的函數(shù)。
32、 根據(jù)權(quán)利要求25所述的電子設備，其中所述增益調(diào)節(jié)模塊還被 配置為響應于測得的功率級來逐漸調(diào)節(jié)所述增益電路的所述增益，使得 所述調(diào)節(jié)在用戶看來是無縫的。
33、 根據(jù)權(quán)利要求24所述的電子設備，其中所述增益電路和所述限 制器電路由軟限制器來提供。
34、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的電子設備，其中該電子設備包括便攜式 電子設備。
35、 根據(jù)權(quán)利要求34所述的電子設備，其中所述便攜式電子設備包 括移動終端。
36、 一種用在電子設備中的音量控制電路，該音量控制電路包括 限制器電路，其被配置為接收一輸入音頻信號，并基于一峰安全限值來限制該輸入音頻信號；增益電路，其被配置為接收經(jīng)限制的輸入音頻信號、基于一增益來 放大該輸入音頻信號，并輸出一輸出音頻信號；功率測量電路，其被配置為測量該輸出音頻信號的功率級，該功率 級具有相關(guān)聯(lián)的功率安全限值；以及增益調(diào)節(jié)電路，其被配置為響應于測得的功率級來調(diào)節(jié)該增益電路 的增益，使得該功率安全限值不被超過。
全文摘要
本發(fā)明提供了用在電子設備中的音量控制電路。本發(fā)明的一些實施方式提供了用在電子設備中的音量控制電路。該音量控制電路包括增益電路、限制器電路、功率測量電路以及增益調(diào)節(jié)電路。增益電路被配置為接收一輸入音頻信號，并基于一增益對該輸入音頻信號進行放大。限制器電路被配置為基于一峰安全限值來限制經(jīng)放大的輸入音頻信號，并輸出具有基于該峰安全限值的峰值的輸出音頻信號。功率測量電路被配置為對該輸出音頻信號的功率級進行測量。功率級具有相關(guān)聯(lián)的功率安全限值。增益調(diào)節(jié)電路被配置為響應于測得的功率級來調(diào)節(jié)增益電路的增益。本發(fā)明還提供了相關(guān)的方法和電子設備。
文檔編號H03G7/00GK101512898SQ200780032196
公開日2009年8月19日 申請日期2007年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月31日
發(fā)明者埃里克·道格拉斯·羅梅斯伯格 申請人:索尼愛立信移動通訊有限公司