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自于消費者和政府公務(wù)人員?，F(xiàn)代電子設(shè)備的電消耗可通過自動地關(guān)閉設(shè)備中那些在某精確的時間點處不是必須要使用的部分的電源來降低。如果設(shè)備處于消耗盡可能少電能的睡眠模式，設(shè)備中除了那些用來檢測信號到來的部件之外的其他所有部件均可關(guān)閉電源。當信號到來時，并且接下來希望設(shè)備進行工作，那么此檢測元件便會激活設(shè)備的其他部件來進行正常工作。這種監(jiān)控通常采用處于消耗很少能量的特殊狀態(tài)中的微控制器來實現(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，輸入信號的識別被發(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越常見，這尤其可以實現(xiàn)聲音質(zhì)量上的優(yōu)勢。如果到達音箱的信號直接數(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)之間的信號將會是數(shù)字的并因此在實際中完全不會失真，那么也可以實現(xiàn)其他的好處。

已知有一些方法，通過這些方法就可以在以上所述的情形中通過監(jiān)控數(shù)字信號是否抵達音箱來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)，基于接下來的音箱狀態(tài)受控制的分析來在譯碼器中進行監(jiān)控。然而，與持續(xù)提高的要求相比，實現(xiàn)譯碼器的微電路即使在睡眠模式也會提取相當多的能量。

更具體地說，在前述的技術(shù)中，數(shù)字(aes/ebu編碼)音頻信號接收器通常實現(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，實現(xiàn)譯碼器的微電路需要10-30ma(30-100mw)的電流。當接收器工作時，它會檢測有效數(shù)字音頻信號的到來，并可通知系統(tǒng)的其余部分何時可以接收良好的數(shù)字信號。

設(shè)備的功率消耗可通過關(guān)閉不使用的功能來降低。如果數(shù)字音頻信號不可用，則接收數(shù)字音頻信號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)明基于通過將所到來的已經(jīng)過譯碼器的數(shù)字信號直接引至信號處理器來節(jié)約電能，其中，針對數(shù)字輸入線路以相當?shù)偷臅r鐘頻率進行采樣，并且僅在用以識別信號的預(yù)定條件滿足時譯碼器才會被激活。

根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，采用統(tǒng)計方法來識別音頻信號。

更具體地說，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。

通過本發(fā)明的一些實施例可以帶來很多有利之處。

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

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

由于信號處理器(微控制器)的io線可用作識別，因此本發(fā)明可以容易且經(jīng)濟地實現(xiàn)。

下面將借助附圖對本發(fā)明進行闡述，在附圖中，

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個解決方案的框圖；

圖2顯示了在時間平面上的結(jié)合本發(fā)明使用的信號；

圖3顯示了圖2的信號的細節(jié)。

在本文中，結(jié)合附圖使用了如下術(shù)語：

1輸入信號線，用以將未放大的aes/ebu信號帶到設(shè)備中

2輸入接口，連接器

3差分接收器

4譯碼器，實現(xiàn)譯碼器的微電路

5信號處理器，(微處理器)

6來自于差分接收器的未譯碼信號線，經(jīng)放大的aes/ebu信號

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

8從譯碼器到信號處理器5(微處理器)的譯碼信號線，pcm音頻信號(5)

9從譯碼器4到信號處理器5(微處理器)的信號線

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，nrz編碼數(shù)據(jù)(nrz)

如圖1所示，未放大的aes/ebu信號沿輸入信號線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。信號在差分接收器3中被放大，從那里放大的aes/ebu信號沿線6被引至譯碼器4，并且從那里作為譯碼的pcm音頻信號(s)沿線8引至信號處理器5(微處理器)，其將信號轉(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)，可識別出數(shù)字音頻信號的到達。當電路4通知處理器5線路9上存在信號時，設(shè)備的其他功能可在需要時開啟。然而，由用作aes/ebu譯碼器的電路4所進行的信號識別通常需要比系統(tǒng)中其他元件的組合(包括用于在工作中保持控制系統(tǒng)的信號處理器5的元件)所耗費的功率高。

根據(jù)圖2和圖3，aes/ebu信號是nrz(不歸零)編碼數(shù)字音頻信號。位30采用有兩個二進制狀態(tài)構(gòu)成的符號來編碼。符號的第一狀態(tài)總是不同于前一符號的第二狀態(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，則符號的第二值不同于符號的第一值。這種nrz編碼(標準采用術(shù)語“雙相”)產(chǎn)生數(shù)字隊列，其中要么以由數(shù)字位的持續(xù)時間定義的頻率發(fā)生變化，要么以二倍于此頻率的頻率發(fā)生變化。對于aes/ebu信號，數(shù)字信號的持續(xù)時間由音頻信號的采樣時鐘頻率確定。aes/ebu幀包含64位，幀20被分成兩個子幀21。

已經(jīng)知道，nrz編碼音頻可通過檢測含有nrz信號的位隊列來識別。時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鎖相電路檢測到。aes/ebu信號中的頭字段24(sync+aux，圖2)包含相對于正常時鐘頻率的偏差，它偏離于正常時鐘頻率?；诖?，幀的起始可被識別，此外，單個幀中含有的數(shù)據(jù)可在寄存器中記錄下來。一旦數(shù)據(jù)已被記錄，則幀可基于其已知的結(jié)構(gòu)被識別為aes/ebu幀。如上所述的方法就計算而言是相對繁復(fù)的，耗費許多功率，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、通常是nrz數(shù)字音頻信號31的存在可采用非常少的能量來識別。通過譯碼器4從未譯碼信號線6中拾取信號經(jīng)由控制線7到達信號處理器5的io輸入，可在實際的接收器電路之前從信號線6上識別出可能的音頻信號。

根據(jù)本發(fā)明，用以實現(xiàn)譯碼器的電路4由此是未激勵的，并僅在發(fā)現(xiàn)了滿足標準的信號時才會被開啟以進行工作。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標準的音頻傳輸采用根據(jù)rs-422標準的差分編碼)保持開啟。差分接收器3的功率消耗極其低。通過在差分接收器3之后的信號處理器5的io線7上隨機讀取aes/ebu線6的狀態(tài)足夠多的次數(shù)來執(zhí)行預(yù)先識別。讀取操作可以比aes/ebu音頻信號1的采樣頻率明顯更低的頻率進行。讀取操作通過隨機下采樣來采樣經(jīng)放大的aes/ebu信號6的電平，例如相對于圖3的位頻率以例如每10…1000位的平均間隔進行采樣。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)進行同步，因為它基于的是利用了由nrz編碼所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性。在讀取期間，信號處理器5計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)計實驗，例如一千次，信號處理器5用于根據(jù)這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。如果在線路上出現(xiàn)了典型的aes/ebu數(shù)字音頻信號1，那么通常會觀察到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行。通過采用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置，沒有必要開啟譯碼器4來識別aes/ebu信號1。

根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置(預(yù)識別)允許在用以實現(xiàn)譯碼器電路4之前從信號線上識別到數(shù)字音頻信號的存在。用以實現(xiàn)譯碼器的電路4則可保持在未激勵狀態(tài)，并只在由根據(jù)本發(fā)明設(shè)置的信號處理器5識別到滿足標準的信號時才被激活，該信號處理器5通常以降低很多的時鐘頻率、例如正常時鐘頻率的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)計信息來識別nrz編碼的aes/ebu音頻信號的存在。

作為實現(xiàn)預(yù)識別的一個例子，以低于nrz數(shù)字音頻信號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)進行同步，因為它基于的是利用了由nrz編碼所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性。根據(jù)nrz信號特性，如果在隨機點上以不是采樣頻率的倍數(shù)的頻率來讀取nrz信號的狀態(tài)，那么采樣隊列中的變化的理論發(fā)生率可認為是25％-50％。

如果在線路上存在典型的aes/ebu數(shù)字音頻信號，那么通常每1000次讀取會檢測到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。如果相對于讀取而言檢測到足夠次數(shù)的變化，那么可認為已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)字音頻信號。更具體地說，如果相對于讀取而言檢測到有代表性數(shù)量的變化，那么該信號可能就是nrz編碼信號。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信號作為aes/ebu編碼音頻信號的精確信息。

綜上所述，在兩個階段上識別數(shù)字nrz編碼音頻信號的存在。首先，基于統(tǒng)計特性的低能量消耗計算方法的檢測，然后采用aes/ebu接收器電路進行更精確的檢測。通過非同步地和隨機地讀取數(shù)字信號的狀態(tài)來識別aes/ebu信號。

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

在本申請中，術(shù)語“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，以在必要時將設(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)中不帶負載的功率消耗的10％還低的功率。

在本申請中，術(shù)語“未激勵”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“低頻率操作狀態(tài)”在此指的是微處理器或信號處理器的一種狀態(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％。