声音产生系统和其音频放大的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种声音产生系统和其方法，且特别涉及一种具有多频带动态范围控制操作的声音产生系统。
【背景技术】
[0002]在常规声音产生系统中，根据扬声器的振幅(excurs1n)来自动地控制放大设备的增益。依音频和振幅来看，音频的内容包含来自扬声器的第一谐振频率音频。第一谐振频率音频的响度受扬声器的隔膜的振幅和人的听觉限制。因此，在数字空间中，用于放大音频的增益的范围是有限的，且音频的低频段的改进空间也是有限的。
【发明内容】
[0003]本发明提供多种声音产生系统及其方法，且因此尤其可听得到的低音频段中的声音质量和响度得以优化。
[0004]本发明的声音产生系统，包含扬声器、驱动电路和音频控制器。所述扬声器用于产生可听得到的声音。所述驱动电路连接到所述扬声器。所述音频控制器通过所述驱动电路而连接到所述扬声器。所述音频控制器经配置以接收输入音频信号且用放大增益预放大所述输入音频信号以获得经预放大的音频信号；对所述经预放大的音频信号进行多频带动态范围控制以获得输出音频信号；将所述输出音频信号转换为驱动电压；通过所述驱动电路而将所述驱动电压提供到所述扬声器；在所述驱动电路上进行检测以获得用于响应于所述驱动电压来确定所述扬声器的所估计的振幅的至少一个振幅参数；且根据所述估计的振幅来调整所述放大增益。
[0005]本发明的另一种声音产生系统，包含自动增益控制器、延迟单元、多频带动态范围控制器(MBDRC)和振幅控制器。所述自动增益控制器接收输入音频信号和放大增益，且控制所述输入音频信号的所述放大增益以根据所述输入音频信号和所述放大增益而产生经预放大的音频信号。所述延迟单元耦接到所述自动增益控制器，且提供用于传送所述经预放大的音频信号的延迟时间。所述MBDRC耦接到所述延迟单元以接收所述经预放大的音频信号，且对所述经预放大的音频信号进行多频带动态范围控制操作以产生输出音频信号。所述驱动电路耦接在所述多频带动态范围控制器与所述扬声器之间，且所述驱动电路接收并放大所述输出音频信号以驱动所述扬声器。所述振幅控制器耦接到所述驱动电路以接收施加在所述扬声器上的反馈电压和反馈电流，其中所述振幅控制器根据所述输入音频信号、所述反馈电压和所述反馈电流而确定所述放大增益。
[0006]本发明的声音产生方法包含:接收输入音频信号且用放大增益预放大所述输入音频信号以获得经预放大的音频信号；对所述经预放大的音频信号进行多频带动态范围控制以获得输出音频信号；将所述输出音频信号转换为驱动电压；通过所述驱动电路而将所述驱动电压提供到所述扬声器；在所述驱动电路上进行检测以获得用于响应于所述驱动电压来确定所述扬声器的所估计的振幅的至少一个振幅参数；以及根据所述估计的振幅来调整所述放大增益。
[0007]根据以上描述，在本发明中，通过所述反馈电流和所述反馈电压来获得所述扬声器的所述估计的振幅。根据所述扬声器的所述估计的振幅(以及信号控制器)来确定所述放大增益。此外，在所述声音产生系统和所述声音产生系统中提供MBDRAC操作。也就是说，可通过输入音频的不同频带来控制输入音频信号，且可提高声音质量和基于扬声器(例如，微型扬声器)的能力的响度。
[0008]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
【附图说明】
[0009]图1A说明根据本申请案的示范性实施例的声音产生系统。
[0010]图1B说明根据本发明的示范性实施例的另一声音产生系统102的方块图。
[0011]图2说明根据本发明的另一示范性实施例的另一声音产生系统200的方块图。
[0012]图3说明图2中的MBDRC 230的输入和输出的示意图。
[0013]图4说明根据图2的示范性实施例的MBDRC 230的方块图。
[0014]图5说明根据本发明的示范性实施例的扬声器的振动特性。
[0015]图6A说明扬声器系统的控制设备。
[0016]图6B说明根据本申请案的另一实施例的声音产生系统602。
[0017]图7说明根据本发明的示范性实施例的声音产生方法的流程图。
[0018]【符号说明】
[0019]61:补偿单元
[0020]63:增益单元
[0021]65:反馈单元
[0022]101:声音产生系统
[0023]102:音频控制器
[0024]103:驱动电路
[0025]104:声音产生系统
[0026]110:自动增益控制器
[0027]120:延迟单元
[0028]130:多频带动态范围控制器
[0029]140:驱动电路
[0030]150:振幅控制器
[0031]200:声音产生系统
[0032]210:自动增益控制器
[0033]220:延迟单元
[0034]230:多频带动态范围控制器
[0035]240:驱动电路
[0036]241:数字模拟转换器
[0037]242:放大器
[0038]250:振幅控制器
[0039]260:等化滤波器
[0040]270:限制单元
[0041]280:电流传感器
[0042]292:模拟数字转换器
[0043]410:前动态范围控制器
[0044]430:加法单元
[0045]440:后动态范围控制器
[0046]601:控制设备
[0047]602:声音产生系统
[0048]611:振幅预测装置
[0049]613:非线性补偿器
[0050]615:缓冲器
[0051]617:信号控制器
[0052]631:增益控制装置
[0053]633:数字模拟转换器
[0054]651:振幅检测装置
[0055]653:温度检测装置
[0056]655:模拟数字转换器
[0057]2110:信号控制器
[0058]4211:频带划分滤波器
[0059]4212:动态范围控制器
[0060]4213:动态范围控制器
[0061]4221:频带划分滤波器
[0062]4222:动态范围控制器
[0063]4223:动态范围控制器
[0064]4231:频带划分滤波器
[0065]4232:动态范围控制器
[0066]4233:动态范围控制器
[0067]6311:自动增益控制器(AGC)
[0068]6312:延迟单元
[0069]6313:多频带动态范围控制器(MBDRC)
[0070]6314:限制单元
[0071]AMP:放大器
[0072]CIN_AU:经预放大的音频信号
[0073]CP_AU:输出音频
[0074]EIN_AU:经均衡的输入音频信号
[0075]EMAX:最大可能振幅
[0076]FV:反馈电压
[0077]FC:反馈电流
[0078]Ge:值
[0079]GCl:第一增益控制信号
[0080]GC2:第二增益控制信号
[0081]GC3:第三增益控制信号
[0082]GC4:第四增益控制信号
[0083]HB:高频带
[0084]IN_AU:输入音频信号
[0085]LB:低频带
[0086]MB:中频带
[0087]PFl:第一所检测的参数
[0088]PF2:第二所检测的参数
[0089]RFl:第一谐振频率
[0090]RF2:第二频率
[0091]S710 ?S760:步骤
[0092]Sal:第一音频信号
[0093]Sa3:第三音频信号
[0094]Sfbl:反馈电流信号
[0095]Sfb2:反馈电压信号
[0096]SPK:扬声器
[0097]UAG:放大增益
【具体实施方式】
[0098]参看图1A，图1A说明根据本申请案的示范性实施例的声音产生系统。声音产生系统101包含音频控制器102、驱动电路103和扬声器SPK。扬声器SPK用于产生可听得到的声音。驱动电路103耦接到扬声器SPK且提供用于驱动扬声器SPK的信号。音频控制器102耦接到扬声器SPK和驱动电路103。音频控制器102经配置以接收且处理输入音频信号IN_AU，且产生输出音频信号并将其转换为驱动电压。驱动电路103将驱动电压提供到扬声器SPK以驱动扬声器SPK。
[0099]详细地说，音频控制器102接收放大增益且用放大增益预放大输入音频信号IN_AU以获得经预放大的音频信号。接着，音频控制器102对经预放大的音频信号进行多频带动态范围控制操作以产生输出音频信号。此外，音频控制器102可将输出音频信号转换为驱动电压，且驱动电压可通过驱动电路103而传送到扬声器SPK以驱动扬声器SPK。
[0100]另一方面，音频控制器102在驱动电路103上进行检测以获得扬声器SPK的至少一个振幅参数。音频控制器102可响应于驱动电压根据至少一个振幅参数来确定扬声器SPK的所估计的振幅。且，音频控制器102根据所估计的振幅来调整放大增益。
[0101]此处，请注意，音频控制器102可对经预放大的音频信号进行多频带动态范围控制以产生经压缩的音频信号。接着，音频控制器102可通过将限制增益应用到经压缩的音频信号以限制输出音频信号的电平并获得所限制的音频信号作为输出音频信号而将经压缩的音频信号的总电压值限制在阈值电压值。限制增益还可由音频