专利名称：生成测试蜂音信号的方法以及测试蜂音信号生成电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及生成测试蜂音信号的方法以及测试蜂音信号生成电路。
背景技术：
在音频重放中，由于已经开发出数字音频技术以及音频视频(AV)装置，音频重放系统已经从2通道立体音响系统发展到5.1通道音频、7.1通道音频以及多于7.1通道音频系统。但是，在这样的多通道音频系统中，用户很难适当地以及人工地设定在通道之间的声音平衡、频率特征以及其他。
在这种情况下，假定了能够自动地设定声音平衡、频率特征以及其他的声场校正装置。该声场校正装置为多通道的扬声器提供测试蜂音信号，利用麦克风从扬声器中拾取重放声音，以及校正该通道的特征以便适当地设定该重放声音的声音平衡、频率特征以及其他。
但是，为了进行该声场校正，必须首先检查该扬声器的连接。这是因为用户无法获取用于某个状态的声场校正的信息，在该状态，即使测试蜂音信号被输出，扬声器也没有连接到设备。
此外，例如，由于扬声器等的配置，能够重放7.1通道音频信号的重放设备能够被用作用于5.1通道音频信号的重放设备。相应地，需要检查在多通道重放设备中的未连接扬声器(未被使用的通道)的存在。
相关技术被揭露在诸如未审查的专利号为2001-346299的日本专利申请中。
发明内容
在上述的设定或检查中，粉红噪声通常被用作测试蜂音信号。但是，粉红噪声不是悦耳的因为粉红噪声作为噪声脉冲敲击用户的耳朵。此外，在每次重放设备被使用(被开启)时，这样的粉红噪声从扬声器输出是令人无法接受的。
在扬声器的连接的检查中，希望没有给听者(用户)带来不舒服以及正确检查扬声器是否连接。
根据本发明的一个实施例，一种生成测试蜂音信号的方法，包括步骤生成是具有预定频率的正弦信号的基音信号；生成第一组具有为预定频率的整数倍的不同频率的谐音信号；生成第二组具有为预定频率的整数倍的不同频率的谐音信号，至少一部分第二组谐音信号具有不同于第一组谐音信号的频率的频率；将基音信号和第一组谐音信号加起来以产生第一测试蜂音信号；将基音信号和第二组谐音信号加起来以产生第二测试蜂音信号；在预定的时间间隔输出第一和第二测试蜂音信号。
根据本发明，由于在扬声器是否被连接的检查中测试蜂音包括悦耳的音调，因此测试蜂音不会使听者不舒服。此外，由于测试蜂音包括多个谐音，因此能够正确地检查扬声器是否被连接。
图1A和1B是说明本发明的实施例的波形图；图2是说明本发明的实施例的表格；图3是说明本发明的实施例的表格；图4包括显示说明本发明的实施例的频谱图；图5A到5D是说明本发明的实施例的时序图；图6是说明本发明的实施例的表格；图7A和7B是显示说明本发明的实施例的频谱图；图8是显示根据本发明的一个实施例的声场校正装置的结构图；图9是显示图8中的声场校正装置的一部分的结构图；图10是根据本发明的一个实施例显示图8中的声场校正装置中的处理的流程图；以及图11是根据本发明的一个实施例显示图8中的声场校正装置中的另一个处理的流程图。
具体实施例方式
正弦信号如图1A所示，假定将要被数模转换成正弦信号S1的一个周期的数字数据DD被存储在存储器中。在这种情况下，该数字数据DD通过在N个样本中取样正弦信号S1的一个周期而给定。因此，N个样本形成了一个周期。
仍然假定以下等式满足N＝2 ^(1)其中，n表示自然数以及^表示幂(“2^n”表示2的n阶幂)。在这个例子中，例如，n＝12，因此，N＝4096。
进一步假定数字数据DD的样本以升序写入到存储器的“0”地址到“4095”地址以及数字数据DD在数字音频中具有普通格式。例如，数字数据DD具有16数量化比特数并且是2的补码。
进一步假定当数字数据DD被从存储器中读出时，“fS”表示时钟频率，“f1”表示正弦信号S1的频率(f1＝fs/N)，同时“TN”表示正弦信号S1的一个周期(TN＝1/f1)。
如果fS＝48[kHz]，f1＝fS/N (2)＝48000/4096≈11.72[Hz]因此，如图1B中m＝1中所示，当数字数据DD以时钟频率“fs”被从存储器中读出时，顺序地从存储器的地址中一个接一个地读出样本给出了在周期TN中具有11.72Hz(＝f1)的频率的正弦信号S1的一个周期。
如图1B中m＝2中所示，当数字数据DD从存储器中被读出时，每2个地址读出该样本并且重复该读出两次给出了在周期TN中具有23.44Hz(＝2f1)的频率的正弦信号S2的两个周期。
如图1B中m＝3中所示，当数字数据DD从存储器中被读出时，每3个地址读出样本并且重复该读出三次给出了在周期TN中具有35.16Hz(＝3f1)的频率的正弦信号S3的三个周期。
相同地应用于后续的情况。就是说，当数字数据DD从存储器中被读出时，每m个地址读出样本并且重复该读出m次给出了在周期TN中具有高于频率f1m倍的频率(mf1)的正弦信号Sm的m个周期。
因此，根据等式(2)下面的等式被满足fm＝f1×mfs/N×m (3)
其中，“fm”表示在周期TN中生成的正弦信号Sm的频率。
当正弦信号Sm的m(m是自然数)个周期落在周期TN中时，如上所述，依靠快速傅里叶变换(FFT)的正弦信号Sm的频率分析仅仅在正弦信号Sm的频率位置上产生振幅并且在其他的频率位置不产生振幅。因此，不必在频率分析中执行窗口函数以简化该分析。
由于在存储器中的样本数由等式(1)给出，这不可能引起存储器的浪费。此外，可能在一个周期中生成数字数据DD，例如通过在存储器中提供该数字数据DD的第一个1/4周期；在第一个1/4周期中以升序从存储器的地址读出该数字数据DD以及在第二个1/4周期中以降序从存储器的地址读出该数字数据DD；以及在第三个1/4周期中以升序从存储器的地址读出该数字数据DD，在第四个1/4周期中以降序从存储器的地址读出该数字数据DD，以及转化该读出数据的符号(极性)。结果，存储区域可以被节省。
假定N＝4096以及fs＝48kHz，如上所述，当数值在下面的描述中被示出。音阶根据等式(3)，当m＝18到37时，正弦信号Sm的频率fm的计算给出的值显示在图2的第二栏中。相应于音调名称的频率fm的这些值以及平均乐律的频率显示在图2的第三栏中。在图2中的平均乐律的频率接近于与445Hz的频率有关的值。
例如，当m＝20时，正弦信号S20的频率f20等于234.375Hz。该频率f20相应于具有音调名称A#的声音(具有235.896Hz的平均乐律的频率的音调的声音)。通常，据说如果音调是大约3音分或者更低，则音调的差异无法辨别。
因此，改变值m给出了具有显示在图2的第三栏中的音调名称的声音。这意味着提供正弦信号Sm给扬声器并且变换正弦信号Sm的值m，允许通过使用具有显示在图2的第三栏中的音调名称A、A#、B、C#、D#、F、F#、G以及G#的声音而播放悦耳的音调(音乐)。结果，提供正弦信号Sm给扬声器允许检查该扬声器的连接，以及顺序变换值m产生由从扬声器中输出的测试蜂音形成的悦耳的音调。
尽管没有示出，但值m可以设为以图2中值为幂上升的2。在这种情况下，可以使用具有比具有图2中的音调名称的声音高八度音阶频率的声音。
谐音
fmp＝fm×p＝fs/N×m×p(4)其中“Smp”表示正弦信号的第p度的谐音信号以及“fmp”表示谐音信号Smp的频率。如果p＝1，则fmp＝fm以及Smp＝Sm。
第p度的谐音信号Smp也是基于从正弦信号Sm产生的基音的谐音信号。就是说，信号Sm是基音信号以及信号Smp是用于该基音信号的谐音信号。
当基音信号Sm与谐音信号Smp混合以生成声音时，如果基音信号Sm具有恒定的频率fm，即使谐音信号Smp具有不同的频率fmp，该重放的声音具有相同的音调但是具有不同的蜂音。
因此，提供通过混合基音信号Sm以及具有不同度p的多个谐音信号Smp而生成的混合信号给扬声器允许提供各种频率成分给扬声器。即使扬声器的频率特征有下降或者在空间中存在驻波，也能够正确检查扬声器是否被连接。
根据本发明的实施例，基音信号Sm与多路谐音信号Smp混合以生成测试蜂音信号STT。
测试蜂音信号STT的频率成分图3是显示包含在测试蜂音信号STT中的谐音信号Smp的例子的表格。在图3的例子中，一个基音信号Sm与5个谐音信号Smp混合。在图3的第一和第二列示出了由测试蜂音信号STT的基音信号Sm提供的声音的音调名称以及它们的值m。在图3中的第一和第二列中的音调名称和它们的值m相应于在图2中的第三和第一列中的音调名称和它们的值。
在第三列中的变量k示出了基音信号Sm和5个谐音信号Smp的组合数。在第四列中的变量p示出了谐音信号Smp与基音信号Sm混合的度。例如，用于变量k的音调名称A#具有3个值1到3。同样如图4所示，如果k＝1，则基音信号S20(m＝20)与谐音信号S2002、S2004、S2011、S2020以及S2033(p＝2，4，11，20以及33)混合以生成测试蜂音信号STT。
如果k＝2，则基音信号S20(m＝20)与谐音信号S2002、S2005、S2010、S2017以及S2034(p＝2，5，10，17以及34)混合以生成测试蜂音信号STT。如果k＝3，则基音信号S20(m＝20)与谐音信号S2002、S2007、S2008、S2019以及S2032(p＝2，7，8，19以及32)混合以生成测试蜂音信号STT。
参见图3，当用于相同的音调名称的组合k变化时，谐音信号Smp在p＝2被固定，但是仅仅具有更高频率的4个谐音信号Smp(具有值不是2(p≠2)的谐音信号Smp)在值p变化，以便不破坏声音的图像，该声音具有相同的音调名称但是具有谐音的不同组合(不同的变量k)。
音调名称A#(m＝20)的k＝1中，在p＝33的谐音信号S2033的频率f2033根据等式(4)按如下计算f2033＝48000/4096×20×33≈7734.4[Hz]参照图3，具有最高频率的谐音信号Smp是音调名称G#在p＝34且k＝2时的谐音信号S3634(m＝36)。谐音信号S3634的频率f3634根据等式(4)按如下计算f3634＝48000/4096×36×34≈14343.8[Hz]这意味着测试蜂音信号STT包含在声频频带中超过宽量程的频率成分。
在图3中，由于具有音调名称A和B的声音没有被使用，相应的谐音信号S19p和S21p的度p是空的。例如，由于相同的原因，音调名称C#在k＝3没有组合。相反地，如果对于具有音调名称A#的声音必须有更多的组合的话，组合数或者变量k可以被增加。
测试蜂音信号STT的输出格式图5A示出了当测试蜂音信号STT被输出时的格式(时序图)。测试蜂音信号STT在测试周期TT中被产生，测试周期TT包括准备周期TR、检查周期TC以及再现周期TE。
在准备周期TR中，将要在后续的检查周期TC中从扬声器输出的测试蜂音的音量被设定为合适的值。在检查周期TC中，每一个通道的扬声器的连接被真实地检查。再现周期TE被用于再现测试蜂音的终止以及不用于检查扬声器的连接。
准备周期TR、检查周期TC以及再现周期TE的每个都包括4个单元周期TU。每一个单元周期TU具有相应于图1A的两个周期TN的长度，如图5B所示。测试蜂音信号STT的频率成分在每一个单元周期TU变化。
测试蜂音信号STT通过混合基音信号Sm和谐音信号Smp而产生，以及基音信号Sm和谐音信号Smp在周期TN中的循环数是一个整数。因此，测试蜂音信号STT的相位甚至在单元周期TU的周期TN之间的边界以及单元周期TU和后续的单元周期TU之间的边界上也是平稳变化的。
利用上述的数值，TU＝TN×2＝4096/48000×2≈171[msec]测试周期TT利用以下等式计算TT＝TR+TC+TE＝TU×4×3＝2.048[sec]在测试蜂音信号在试验中被提供给扬声器之后，具有相应于测试蜂音信号STT的频率成分的声音在试验中从扬声器输出。当从扬声器输出的声音在试验中被麦克风提取后，该测试蜂音信号STT从该麦克风输出，如图5C所示(从麦克风输出的测试蜂音信号STT在下文中称为“应答信号STT”)。在这种情况下，该应答信号STT由相应于在试验中的扬声器以及与提供给该扬声器的测试蜂音信号STT(在图5B中)相关的麦克风之间的间距的时间Td延迟。
因此，如图5D所示，用于从麦克风输出的应答信号STT的每一个单元周期TU的、在预定分析周期TA上的应答信号STT的频率分析可以检查在试验中的扬声器是否连接并且也检查相应的通道的频率特征等。
由于在从麦克风输出的应答信号STT的单元周期TU中的两个周期TN中相同的内容被重复两次，如图5C所示，因此有空间用于分析周期TA的时间位置。因此，例如，当应答信号STT从麦克风输出时，应答信号STT的频率分析基于该输出的应答信号STT的出现而启动。在这种情况下，不必严格考虑该提取的应答信号STT的延迟时间Td。
由于测试蜂音信号STT依靠混合基音信号Sm和谐音信号Smp产生，使得分析周期TA等于周期TN，导致在分析周期TA期间的应答信号STT的循环数为一整数。因此，在频率分析中不必执行窗口函数，从而简化该分析。测试蜂音信号的内容图6说明了音频通道以及包含在测试蜂音信号STT中的声音的音调名称之间的关系。图6说明了7.1通道重放。垂直的轴表示下列通道
C中心通道L左前通道 R右前通道LS左环绕通道RS右环绕通道LB左后通道 RB右后通道水平轴表示包括准备周期TR、检查周期TC以及再现周期TE的测试周期TT，准备周期TR、检查周期TC以及再现周期TE中的每一个都包含4个单元周期TU。用于检查扬声器的声音的音调名称显示在图6的每一个单元中。
例如，在准备周期TR的第一单元周期TU期间，测试蜂音信号STT包括具有音调名称G#的基音信号Sm并且被提供给中心通道C的扬声器。因此，在第一单元周期TU期间，音调名称G#的声音从中心通道C的扬声器输出。
在准备周期TR的第二单元周期TU期间，测试蜂音信号STT包括具有音调名称F和音调名称G#的基音信号Sm。包括具有音调名称F的基音信号Sm的测试蜂音信号STT被提供给左前通道L的扬声器以及包括具有音调名称G#的基音信号Sm的测试蜂音信号STT被提供给右前通道R。因此，在第二单元周期TU期间，音调名称F的声音从左前通道L的扬声器输出以及音调名称G#的声音从右前通道R的扬声器输出。
在准备周期TR的第三单元周期TU期间，测试蜂音信号STT包含具有音调名称C#和音调名称F的基音信号Sm。包括具有音调名称C#的基音信号Sm的测试蜂音信号STT被提供给左环绕通道LS的扬声器以及包括具有音调名称F的基音信号Sm的测试蜂音信号STT被提供给右环绕通道RS。因此，在第三单元周期TU期间，音调名称C#的声音从左环绕通道LS的扬声器输出以及音调名称F的声音从右环绕通道RS的扬声器输出。
包含具有相应的音调名称的基音信号Sm的测试蜂音信号STT以与上述相同的方式被提供给每一个通道。因此，音调名称的声音以如图6所示的方式从通道的扬声器输出。参见图6，在空白单元中的单元周期TU没有信号(是静音的)。在紧接着测试周期TT之前的具有长度TU的周期TM期间，由于下述原因所有的通道都没有信号并且所有的通道都被静音。
包含在测试蜂音信号STT中的基音信号Sm的频率被改变以便在测试蜂音从扬声器输出时输出具有如图6所示的音调名称的声音。相反，显示基音信号Sm和谐音信号Smp的组合数的变量k根据在图6中的圆括号中示出的数值而变化。
特别地，在准备周期TR的第一单元周期TU期间，具有音调名称G#的测试蜂音信号STT被提供给中心通道C，以及在第一单元周期TU期间的测试蜂音信号STT通过混合k＝1时的基音信号Sm和谐音信号Smp而产生。
在准备周期TR的第二单元周期TU期间，具有音调名称G#的测试蜂音信号STT被提供给右前通道R，以及在第二单元周期TU期间的测试蜂音信号STT依靠混合在k＝2时的基音信号Sm和谐音信号Smp而产生。此外，在准备周期TR的第二单元周期TU期间，具有音调名称F的测试蜂音信号STT被提供给左前通道L，以及在第二单元周期TU期间的测试蜂音信号STF依靠混合在k＝1时的基音信号Sm和谐音信号Smp而产生。
类似地，当使用相同的音调名称时，特别是当具有相同音调名称的声音在连续的两个单元周期TU期间被使用时，如在准备周期TR的第一和第二单元周期TU中，显示基音信号Sm和谐音信号Smp的组合数的变量k根据图6的圆括号中所示的数值变化。因此，例如，在准备周期TR的第一单元周期TU和第二单元周期TU期间，尽管相同音调名称G#的声音被输出，但在第一和第二单元周期TU期间输出的信号具有不同的频率成分和不同的蜂音。
甚至当在连续的两个单元周期TU期间使用相同音调名称的声音时，改变显示谐音信号Smp的组合数的变量k允许该检查更正确地执行。换句话说，由于音频重放被执行的空间通常包含一定量的声学混响，因此在一个单元周期TU期间的声学混响有时保留下来直到在后续单元周期TU中的分析周期TA(图5D)。
但是，如上所述，在每一个单元周期TU改变显示组合数的变量k，允许在在前的单元周期TU期间声学混响在分析中被过滤，从而能够检查扬声器是否被连接而不受混响的影响，因此，该连接可以被正确地检查。
为了改变如图6所示的测试蜂音信号STT的成分，应当提供“音频列表”和“蜂音序列表”。音频列表包括音调名称和变量m、p以及k之间的相应关系，如图3所示。蜂音序列表包括通道、音调名称以及用于每一个单元周期TU的变量k之间的相应关系，如图6所示。
参见在测试蜂音信号STT的产生中的音频列表和蜂音序列表以改变用于每一个通道和每一个单元周期TU的变量m、p以及k，允许测试蜂音以图6中的方式被输出。
背景噪声以及确定扬声器连接的方法如图6所示，在紧接着测试周期TT之前具有单元周期TU长度的周期TM期间，所有的通道都没有信号并被静音。该静音周期TM被提供以便避免在扬声器的连接的检查上的背景噪声的影响。
当从扬声器输出的测试蜂音被提取以及从测试蜂音的提取中产生的应答信号STT被分析以测量测试蜂音的每一个频率成分的电平时，该分析结果(频率成分)包括背景噪声的频率成分。因此，从测试蜂音的分析结果中确定扬声器的连接必须考虑背景噪声的频率成分。考虑到背景噪声而确定扬声器连接的示范性方法将被描述。
首先，在静音周期TM期间的背景噪声被提取以执行频率分析，计算每一个频率成分的电平，如图7B所示，计算的电平被临时存储。这里，存储仅仅等于包含在测试蜂音信号STT中的基音信号Sm和谐音信号Smp的频率的频率成分的电平就足够了，不必存储其他频率成分的电平。将要被存储的频率可以从音频列表中确定。
接着，在准备周期TR期间，测试蜂音信号STT被提供给在试验中的扬声器以及从在试验中的扬声器输出的测试蜂音被提取。从测试蜂音的提取中产生的应答信号STT被用于频率分析并且计算每一个频率成分的电平，如图7A所示。参见图7A，信号S×1到S×6显示了基音信号Sm和5个谐音信号Smp的频率成分以及保留的频率成分是背景噪声。信号S×1到S×6依赖于扬声器的频率特征通常具有不同的电平，并包括背景噪声的频率成分。
具有等于信号S×1的频率的在噪声分量中其电平被存储(图7B)的噪声分量N1的信号S×1的信噪(S/N)比被计算并且该计算的S/N比被设定为值V1。类似地，具有等于信号S×2到S×6的频率的频率的噪声分量的信号S×2到S×6的S/N比被分别计算并且该计算的S/N比被设定为值V2到V6。如果信号S×1到S×6包括具有小于预定值VTH的电平的信号Sxi(图7A中的信号S×4)，则上述S/N比不被计算并且相应的值Vi被设定为0。
在值V1到V6中，具有最高S/N比的值Vj(j是1到6中的任何一个)被选择并且将值Vj与预定值VREF比较。如果Vj＞VREF，则确定被检查的扬声器被连接，而如果Vj≤VREF，则确定被检查的扬声器没有被连接。
在上述方法中，在包含在噪声分量的应答信号STT中的正弦信号Sm和谐音信号Smp的S/N比中，最高S/N比的值与预定值VREF比较以确定相应的扬声器是否被连接。因此，能够正确地确定扬声器是否被连接而不受扬声器的频率特征或空间中的驻波的影响。
当声学混响继续时，更可取的是考虑到在低频率中的长时间延迟，在值V3到V6中的最大值而不是值V1到V6中的最大值，被与预定值VREF比较。在值V3到V6中的最大值与预定值VREF的比较减少了声学混响的影响，因此防止了不正确的确定以提高确定的准确性。
视听重放设备图8是显示根据本发明的实施例的声场校正装置20的结构图。在图8的例子中，声场校正装置20作为适配器包含在现有的AV重放设备中。
重放系统的例子参见图8，该AV重放设备包括AV信号的信号源11、显示器12、数字放大器13以及扬声器14C到14RB。信号源11是诸如数字化通用光盘(DVD)播放器或者卫星调谐器。在图8的例子中，来自信号源11的输出具有数字可视化接口(DVI)格式。数字视频信号DV和用于7通道的被编码为一串行信号DA的数字音频信号从信号源11输出。
显示器12接收DVI格式的输入，通常接收从信号源11输出的数字视频信号DV。数字放大器13是D级放大器。特别地，数字放大器13通常也接收从信号源11输出的数字音频信号DA。数字放大器13将数字音频信号DA分离成用于各自通道的信号并且执行用于各自通道的信号的D级放大以输出用于各自通道的模拟音频信号。
从数字放大器13输出的音频信号被提供给用于各自通道的扬声器14C到14RB。扬声器14C到14RB被分别安置在中心、左前侧、右前侧、左侧、右侧、左后侧以及右后侧。
声场校正装置声场校正装置的示例性结构参见图8，根据本发明的实施例的声场校正装置20被连接到信号源11和显示器12以及数字放大器13之间的信号线。从信号源11输出的数字视频信号DV通过延迟电路21被提供给显示器12。延迟电路21用于嘴唇同步，它依靠相应于用于声场校正的数字音频信号DA的延迟时间的时间延迟数字视频信号DV以便将图像与相应的重放声音同步。该延迟电路21是诸如场存储器。
此外，在声场校正装置20中，从信号源11输出的数字音频信号DA被提供给解码电路22，在那里数字音频信号DA被分离成用于各自的通道的数字音频信号DC到DRB。在由分离产生的数字音频信号中，用于中心通道的数字音频信号DC被提供给用于中心通道的校正电路23C。该校正电路23C包括均衡电路231和开关电路232。由解码电路22提供的数字音频信号DC通过均衡电路231被提供给开关电路232。
在这种情况下，均衡电路231是诸如数字信号处理器(DSP)。该均衡电路231控制延迟、频率和相位特征以及接收到的数字音频信号DC的电平以执行用于数字音频信号DC的声场校正。在正常的监视和监听期间，开关电路232按照如图8所示的方式连接，并且当扬声器14C到14RB的连接被检查时以与图8中的状态相反的状态被连接。因此，在正常的监视和监听期间，由均衡电路231提供的受声场校正的音频信号DC从开关电路232被输出。音频信号DC被提供给编码电路24。
此外，被解码电路22分离的用于剩余的通道的音频信号DL到DRB通过校正电路23L到23RB被提供给编码电路24。校正电路23L到23RB的每一个具有类似于校正电路23C的结构。因此，在正常的监视和监听期间，受声场校正的音频信号DL到DRB从校正电路23L到23RB输出。
在编码电路24中，提供给编码电路24的用于各自通道的音频信号DC到DRB被混合成一串行信号DS以及该串行信号DS被提供给数字放大器13。因此，在正常的监视和监听期间，从信号源11提供的数字音频信号DA受校正电路23C到23RB中的声场校正并且被提供给扬声器14C到14RB。结果，其声场被校正到适合于其中安置了扬声器的环境的状态的重放声音被从扬声器14C到14RB输出。
为了实现声场校正并且检查扬声器14C到14RB是否被连接，在声场校正装置20中提供了信号生成电路31和控制电路32。该信号生成电路31是DSP并且在测试周期TT期间产生测试蜂音信号STT，如上所述。该控制电路32是微型计算机。当该信号生成电路31产生测试蜂音信号STT时，该控制电路32查阅音频列表和蜂音序列表以控制测试蜂音信号STT的产生并且基于分析周期TA期间的分析结果确定扬声器是否被连接。
麦克风33用于提取从扬声器14C到14RB输出的测试蜂音。从麦克风33输出的应答信号STT通过麦克风放大器34提供给模数(A/D)转换器电路35。在A/D转换器电路35中，该应答信号STT转化成数字信号。
该数字信号被提供给分析电路36。该分析电路36是诸如DSP并且在分析周期TA期间执行用于从扬声器14C到14RB输出的测试蜂音的频率分析。该分析结果被提供给控制电路32。从该控制电路32提供控制信号给校正电路23C到23RB中的均衡电路231C到231RB以及开关电路232C到232RB。此外，各种操作开关37被连接到控制电路32，并且，诸如为在其中显示检查结果的液晶显示器(LCD)板38显示装置也被连接到该控制电路32。
声场校正装置20的操作在操作开关37中的检查开关工作后，静音周期TM被开启。在静音周期TM期间，该控制电路32促使校正电路23C到23RB中的开关电路232C到232RB以与图8中的状态相反的状态连接。该控制电路32控制信号生成电路31以便测试蜂音信号STT变成静音信号。因此，没有声音从扬声器14C到14RB输出。
在静音周期TM期间，背景噪声被麦克风33提取。与此同时，已经被提取的背景噪声的信号经受分析电路36中的频率分析，并且该分析结果被提供给该控制电路32并被存储在其中。
接着，该声场校正装置20进入测试周期TT。在测试周期TT期间，该控制电路32促使校正电路23C到23RB中的开关电路232C到232RB以与图8中的状态相反的状态连接。该控制电路32控制该信号生成电路31以便产生测试蜂音信号STT，并且产生的测试蜂音信号STT被提供给开关电路232C到232RB。因为用于每一个单元周期TU的变量m、p以及k以图6所示的方式被改变所以该测试蜂音信号STT的基音信号Sm和谐音信号Smp按照图3所示的方式被改变，并且该基音信号Sm和谐音信号Smp的组合也被改变。
该测试蜂音信号STT通过开关电路232C到232RB被提供给编码电路24。该测试蜂音信号STT在该编码电路24中被混合成一串行信号DS，并且该串行信号DS被提供给该数字放大器13。结果，在测试周期TT中的准备周期TR、检查周期TC以及再现周期TE期间，该测试蜂音以图6所示的顺序被从扬声器14C到14RB输出。
该测试蜂音被麦克风33拾取。该拾取的应答信号STT经受分析电路26中的每一个分析周期TA的频率分析并且该分析结果被提供给控制电路32。
由于在准备周期TR期间的测试蜂音信号STT被用于在后续的检查周期TC期间将来自扬声器14C到14RB的输出电平设定为一个装置值，因此该测试蜂音信号STT的电平比较低。考虑到在靠近静音周期TM期间的背景噪声的分析结果，在这个时间的测试蜂音信号STT的电平可以被确定。
在检查周期TC期间，从分析电路36的分析结果可以确定每一个通道的扬声器是否被连接。该确定结果被提供给在其中扬声器14C到14RB的状态被显示的LCD板38。
在再现周期TE期间，该控制电路32基于检查周期TC期间的分析结果控制校正电路23C到23RB中的均衡电路231C到231RB以便从扬声器14C到14RB输出的声音具有诸如平的频率特征。
当测试周期TM被终止后，该控制电路32促使校正电路23C到23RB中的开关电路232C到232RB按图8所示的状态连接。该控制电路32也控制信号生成电路31以便测试蜂音信号STT变成静音。因此，能够重放来自信号源11的视频信号DV和音频信号DA。
信号生成电路31的例子图9显示了信号生成电路31被构造成单独的电路的例子。在图9的例子中，图1A所示的被转化成正弦信号S1的一个周期的数字数据DD被存储在只读存储器(ROM)41中。在周期TN期间，该数字数据DD以每m个ROM41地址读取一个地址的速率被读取。这样的读出重复m次以抽取存储在存储器421中的正弦信号Sm。
在存储器421中的正弦信号Sm以每p个存储器421地址读取一个地址的速率读取。该读取被重复p次以提取谐音信号Smp。以按图3所示的方式变化的度P，谐音信号Smp的提取被执行5次。特别地，由于如果音调名称是A#并且k＝1，p＝2、4、11、20或者33，在第一次提取中谐音信号Smp以p等于2被提取，在第二次提取中谐音信号Smp以p等于4被提取，...，以及在第五次提取中谐音信号Smp以p等于33被提取。
在第一次提取中谐音信号Smp被存储在存储器422中，在第二次提取中谐音信号Smp被存储在存储器423中，...以及在第五次提取中谐音信号Smp被存储在存储器426中。因此，正弦信号Sm和5个谐音信号Smp被同时存储在存储器421到426中。
在每个周期TN中，正弦信号Sm和在存储器421到426中的谐音信号Smp被同时读出，并且读出的正弦信号Sm和谐音信号Smp受到电平调整电路431到436中的电平调整的控制并且被提供给加法器电路44。该正弦信号Sm和谐音信号Smp在加法器电路44中相加并且该相加的信号通过终端45被提取。通过终端45提取的信号通过配电线路(未示出)分配给相应的通道并被作为测试蜂音信号STT输出。
通过终端45提取的信号相应于测试蜂音信号STT的一个通道。在图3和6的例子中，用于3个通道的测试蜂音信号STT被同时处理。因此，在图9中提供了用于另2个通道的信号生成电路31以及由混合用于3个通道的相加信号而产生的信号被用作测试蜂音信号STT。当信号生成电路31是DSP或者中央处理器(CPU)时，在存储器421中以及其中的后处理程序的部件中的处理将被执行以用于ROM41中的数字数据DD。
用于检查扬声器连接的软件图10示出了由控制电路32执行的在上述扬声器是否连接的确定中的程序100。程序100包括在分析电路36中执行的频率分析(因此，分析电路36没有被连接)。
当操作开关37中的检查开关在步骤S101工作时，在控制电路32中的程序100被启动(静音周期TM的启动)。在步骤S102，假定没有用于任何可以被声场校正装置20处理的全部通道的扬声器被连接。
在步骤S103，从A/D转换器电路35中输出的背景噪声信号被提供给该控制电路32。在步骤S104，所加的背景噪声信号经受频率分析以测量用于每一个频率成分的背景噪声的电平。在步骤S105，在步骤S104测量的用于每一个频率成分的背景噪声的电平与预定噪声电平VNL比较。该比较依靠查阅音频列表而执行以用于具有等于包含在测试蜂音信号STT中的正弦信号Sm和谐音信号Smp的频率的频率成分。
在步骤S106，该控制电路32确定该比较结果是否小于预定噪声电平VNL。如果任何频率成分的噪声电平都小于预定噪声电平VNL，则程序100从步骤S106执行到步骤S111。在步骤S111，在步骤S104测量的用于每一个频率成分的噪声电平被存储在控制电路32的存储器中(静音周期TM的终止)。
在步骤S 112，根据音频列表和蜂音序列表控制信号生成电路31以在从准备周期TR到再现周期TE期间产生测试蜂音信号STT，并且该产生的测试蜂音信号STT被提供给数字放大器13。在步骤S113，该程序100被终止(再现周期TE终止)。
如果在步骤S106该控制电路32确定所有频率成分的噪声电平都超过了预定噪声电平VNL，则程序100从步骤S106进行到步骤S107。在步骤S107，该控制电路32确定背景噪声电平被测量的次数(用于每个静音周期TM的测量)是否达到预定值。如果背景噪声电平被测量的次数没有达到该预定值，则程序100从步骤S107返回到步骤S102以重复每一个频率成分的背景噪声电平的测量。
如果在步骤S107控制电路32确定背景噪声电平被测量的次数达到了预定值，则程序100从步骤S107进行到S108。在步骤S108，例如，控制电路32显示改善环境的必要性以减少LCD板38中的背景噪声。然后，在步骤S113，程序100终止。
图11所示的在图5所示的时序中执行的程序120与在步骤S112测试蜂音信号STT的产生并行执行。参见图11，在步骤S121，程序120开始。在步骤S122，从A/D转换器电路35输出的应答信号STT被提供给控制电路32并且在分析周期TA期间经受频率分析。在步骤S123，经受步骤S122中的频率分析的频率成分受用于每一个扬声器(通道)的频率分离的控制。该频率分离依靠查阅音频列表和蜂音序列表被执行。
在步骤S124，在步骤S123分离的每个频率成分的电平与用于每个扬声器的预定值VTH(图7A)比较。如果频率成分的电平高于预定值VTH，则程序120从步骤S124进行到步骤S125。如果频率成分的电平低于预定值VTH，则程序120从步骤S124进行到步骤S126。
在步骤S125，在步骤S123分离的频率成分的电平与背景噪声的频率成分的电平比较，在步骤S111被存储，并且该S/N比(值V1到V6值V3到V6有更高准确性)被计算以用于测试蜂音信号STT的每一个频率成分。在步骤S126，具有最高S/N比的测试蜂音信号STT被从步骤S125计算的S/N比中提取。在步骤S127，在步骤S126提取的最高S/N比(值Vj)与预定值VREF比较。
如上所述，该比较显示了如果Vj＞VREF则在试验中的扬声器被连接以及如果Vj≤VREF则在试验中的扬声器没有被连接。在步骤S128，该确定结果被提供给LCD板38并且扬声器14C到14RB的连接状态显示在LCD板38上。在步骤S129，程序120终止。
在程序100和120能够确定每个通道的扬声器是否被连接。
总结由于由测试蜂音信号STT组成的测试蜂音包括如上所述的声场校正装置20中的悦耳的音调，因此该测试蜂音不会使听者不舒服，不像粉红噪声。此外，由于该测试蜂音信号STT由正弦信号Sm和谐音信号Smp组成，因此该测试蜂音信号STT包括各种各样的频率成分。结果，能够正确检查扬声器14C到14RB是否被连接，即使扬声器14C到14RB的频率特征有下降或者在空间中存在驻波。
由于测试蜂音信号STT包含各种各样的频率成分，因此分析结果可以用来检查从扬声器14C到14RB输出的声音的频率特征或者校正该频率特征。此外，由于包含在该测试蜂音信号STT中的正弦信号Sm和谐音信号Smp的组合k在每一个单元周期TU被改变，因此在分析中扬声器14C到14RB的连接可以被检查而不受在在先的单元周期TU中的混响的影响，因而实现了正确的检查。
由于该测试蜂音信号STT的单元周期TU相应于正弦信号Sm的m个周期，因此该测试周期TT可以设定为大约2秒。因而，不仅当利用操作开关37指示连接的检查时，而且当每次AV设备或者声场校正装置20被开启而扬声器14C到14RB的连接被检查时，听者都没有压力。相反，该测试蜂音包括可以被用作指示设备的启动的开机声音的悦耳的音调。
其他图8所示的声场校正装置20可以集成有信号源11、数字放大器13或者AV放大器(未示出)。从校正电路23C到23RB输出的数字音频信号DC到DRB可以被直接或者在数模(D/A)转换之后应用到后处理程序放大器。
在信号生成电路31和分析电路36中的处理可以依靠用作控制单元32的微型计算机来实现。
本领域技术人员应当理解，依据设计需要或者其他的因素，只要它们落在所附的权利要求或者其同替换物的范围之内，可以做各种更改、组合、子组合或者替换。
权利要求
1.一种测试蜂音信号生成电路，包括基音发生器，配置成产生基音信号，该信号是具有预定频率的正弦信号；谐音发生器，配置成产生多个谐音信号，该信号具有预定频率的整数倍的不同频率；加法器，配置成将基音信号和谐音信号加起来以产生测试蜂音信号；以及控制器，配置成控制谐音发生器以便产生第一组谐音信号和第二组谐音信号，第二组谐音信号中至少一部分具有不同于第一组谐音信号的频率的频率，其中该控制器在预定时间间隔输出包含第一组谐音信号的测试蜂音信号以及包含第二组谐音信号的测试蜂音信号。
2.根据权利要求1的测试蜂音信号生成电路，其中基音发生器包括存储相应于正弦信号的一个周期的数字数据的存储器，以及读取部分，读出存储器的每个第m位地址的数字数据并且重复该读出m次以产生具有预定频率的基音信号，该“m”表示自然数，以及其中，该基音发生器提取用于每p个样本的基音信号并且重复该提取p次以产生具有高于预定频率p倍的频率的谐音信号，该“p”表示大于或等于2的整数。
3.根据权利要求2的测试蜂音信号生成电路，其中每一个预定时间间隔具有等于存储在存储器中的正弦信号的两个周期的长度。
4.一种生成测试蜂音信号的方法，该方法包括步骤生成是具有预定频率的正弦信号的基音信号；生成具有为预定频率的整数倍的不同频率的第一组谐音信号；生成具有为预定频率的整数倍的不同频率的第二组谐音信号，至少部分第二组谐音信号具有不同于第一组谐音信号的频率的频率；将基音信号和第一组谐音信号加起来以产生第一测试蜂音信号；将基音信号和第二组谐音信号加起来以产生第二测试蜂音信号；以及以预定的时间间隔输出第一和第二测试蜂音信号。
5.根据权利要求4的生成测试蜂音信号的方法，其中通过提取相应于用于每m个样本的正弦信号的一个周期的数字数据并且重复该提取m次而生成基音信号，该“m”表示自然数，以及其中通过提取用于每p个样本的基音信号并且重复该提取p次而生成每一个谐音信号，该“p”表示大于或等于2的整数。
全文摘要
一种生成测试蜂音信号的方法，包括步骤生成是具有预定频率的正弦信号的基音信号；生成具有为预定频率的整数倍的不同频率的第一组谐音信号；生成具有为预定频率的整数倍的不同频率的第二组谐音信号，至少部分第二组谐音信号具有不同于第一组谐音信号的频率的频率；将基音信号和第一组谐音信号加起来以产生第一测试蜂音信号；将基音信号和第二组谐音信号加起来以产生第二测试蜂音信号；以预定的时间间隔输出第一和第二测试蜂音信号。
文档编号H04R3/04GK1855694SQ20061008204
公开日2006年11月1日 申请日期2006年4月20日 优先权日2005年4月20日
发明者浅田宏平 申请人:索尼株式会社