包括依赖于音量控制的均衡的扬声器系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及扬声器系统，如在功率受限情形下工作的扬声器系统。本发明尤其涉及包括扬声器单元、均衡单元和用户接口的扬声器系统。
[0002]本申请还涉及包括扬声器系统的通信装置及扬声器系统的用途。
[0003]本发明的实施例如可用在下述应用中:免提电话系统、移动电话、远程会议系统(如免提电话)、广播系统、卡拉OK系统、教室放大系统等。
【背景技术】
[0004]通常，扬声器单元在其频率传递函数中展现低频下降。在音频系统中，已知通过在低频选择应用固定专用“额外增益”(“响度”按钮)而提升低频。W09318626A1描述了低频增益的动态调节，其中所应用的增益取决于当前信号中低频信号分量的含量(量值)。
【发明内容】
[0005]本申请提出一种改善低频下或扬声器单元展现不足的其它频率下宽带信号的声音重放的备选策略(其它频率如在相当高的频率或中频，其中特定扬声器单元或特定类型的扬声器在其否则应为平坦的频率传递函数中具有可观的偏离)。
[0006]本申请的目标在于提供改进的扬声器系统。
[0007]本申请的目标由所附权利要求及下面描述的发明实现。
[0008]扬声器系统
[0009]在本申请的一方面，本申请的目标由扬声器系统实现，其包括:
[0010]a)提供电输入音频信号的输入单元；
[0011]b)均衡单元，用于根据频率修改电输入音频信号或其处理后的版本并根据预定均衡函数提供均衡电音频信号；
[0012]c)扬声器单元，用于将均衡电音频信号或其处理后的版本转换为声学输出声音信号；及
[0013]d)用户接口，用于按多档V。，V1，…，Vn更改所述输出声音信号的音量级，其中均衡单元配置成在所述音量级的所述多档V。，V1,…，Vn的每一档中将特定均衡函数EQ ο, EQ1,…，EQn应用于电输入音频信号。
[0014]这具有使均衡能适应特定用户选择的扬声器单元音量级的优点。
[0015]在实施例中，均衡单元配置成使得至少两个或大部分或所有所述特定均衡函数EQ0, EQ1,…，EQn不同。
[0016]在实施例中，均衡单元配置成使得每一特定均衡函数定义电输入音频信号的随频率而变的衰减。
[0017]在实施例中，每一特定均衡函数定义低频阈频率f2及高频阈频率f3，形成相应的低、中和高频区，其中在低频和高频阈频率之间的中频区中的衰减比在低于低频阈频率的低频区中的衰减大。
[0018]在实施例中，扬声器系统配置成使得:
[0019]-当音量级的对应的相应档Vi,i = O, I, 2，…，N被选择时，每一特定均衡函数EQ1, i = O, 1,2,…，N应用于电音频信号，其中增大i对应于增大音量；
[0020]-每一均衡函数EQ1(f)表示随特定频率而变的衰减EQ1 (f);及
[0021 ]-对于从LF频率匕到HF频率f吧的范围中的所有频率，如果i大于j，则均衡函数EQJf)的衰减比均衡函数EQ jf)的衰减小。
[0022]在实施例中，LF频率fU、于低频阈频率f 2o在实施例中，HF频率fHF大于高频阈频率f3。在实施例中，扬声器系统配置成在最小频率f_和最大频率之间的音频频率范围中运行。在实施例中，最小频率&?小于10Hz，如小于50Hz。在实施例中，最大频率大于4kHz，如大于8kHz ο因此，在实施例中，K f说及f 3〈fHF< fnaxo
[0023]典型的扬声器单元具有中频，其中对于第一频率(f&ut)和第二频率(fHFrat)(fLFcut<fHFcut)之间的中频范围中的频率可提供实质上平坦的传递函数H(f)。在低于低频截止频率(f%ut)时，扬声器单元的频率响应下降。换言之，在其它条件均一样的情形下，扬声器单元将以比中频范围中的声音低的输出电平播放低频声音(低于f&ut)。对于高于高频截止频率(fHF_)的声音信号，一定程度上同样如此。这些截止频率取决于扬声器类型、大小等。在实施例中，低频截止频率小于500Hz，或小于400Hz，如在从200Hz到400Hz的范围中。在实施例中，高频截止频率(fHFeut)大于4kHz，如大于8kHz，如大于12kHz，例如在从4kHz到1kHz的范围中。
[0024]在实施例中，扬声器系统配置成使得特定均衡函数的低频阈频率f2取决于扬声器单元的低频截止频率f%ut。在实施例中，每一特定均衡函数EQ1 (f)，i = O, I, 2，…，N的低频阈频率fji)在彼此的50Hz内，或相邻均衡函数(EQ1+1(f)或EQ1 Jf))的25Hz内。在实施例中，每一特定均衡函数EQJf)，i = 0，1，2，一，~的低频阈频率&(1)相等。在实施例中，各个特定均衡函数EQi (f), i = O, I, 2，…，N的平均值(实质上)等于扬声器单元的低频截止频率(f%ut)。在实施例中，每一特定均衡函数EQ1 (f)，i = O, I, 2，…，N的低频阈频率f2(i)相等或等于扬声器单元的低频截止频率(fu^ut)。假定在每一特定均衡函数EQi (f), i=0，1，2，”*，~的&(1)和扬声器单元的高频截止频率(fHFrat)之间存在同样的关系。
[0025]在实施例中，特定均衡函数通过滤波器实施，如IIR(无限冲激响应)滤波器，如模拟滤波器或数字IIR滤波器。在特定实施例中，均衡函数通过数字滤波器如数字FIR(有限冲激响应)滤波器实施。在优选实施例中，均衡函数通过数字IIR滤波器实施，如使用一个或多个双二阶滤波器(其传递函数可写为两个二次函数(二阶前馈和二阶反馈滤波器函数)的比)。滤波器尤其是自适应滤波器的多个不同方面例如在[Haykin ;2001]中描述。
[0026]在实施例中，扬声器系统包括存储器，用于实施(如逼近)特定均衡函数的预定滤波器系数集保存于其中。在实施例中，当特定音量级V1经用户接口被选择时，对应于特定均衡函数—组特定滤波器系数(b 1P, alq)应用于滤波器(如数字IIR滤波器)。
[0027]在实施例中，音量级的多档V。，V1,…，Vn包括至少两档，如至少三档(N彡2)，如至少五档(N彡4)，如至少七档(N彡6)。
[0028]在实施例中，扬声器系统配置成按固定模式运行。在实施例中，扬声器系统配置成按两个以上模式运行。在实施例中，扬声器系统配置成按两个以上模式运行，其中每一模式具有单独的一组随音量而变的均衡函数。
[0029]在实施例中，扬声器系统配置成按至少两种运行模式即第一模式和第二模式运行。在实施例中，第一模式为全带宽模式，其中以(考虑系统限制条件高质量)重放音乐或其它宽带音频信号为目标。在实施例中，第二模式为有限带宽模式，其中以重放语音或其它有限带宽音频信号(如电话信号)为目标。在实施例中，运行模式可通过当前电源限定或受其影响(对相对较低的电源电压(如来自电池)和对相对较高的电源电压(如来自干线供电或来自单独的装置如经(音频)接口)，确定不同的均衡函数)。在实施例中，通过当前连接的装置类型如移动电话、耳机、PC等，可确定单独的运行模式(具有其特定的随音量而变的均衡函数)。
[0030]在实施例中，当扬声器系统处于第一、全带宽模式时，每一特定均衡函数EQ1, i =O, I, 2，…，N将其衰减从中频范围中的最大衰减值L (f2)(在低频阈频率&时)减小到在第一较低频率Cf^f2)时的最小衰减值(Uf1)，如等于O)(例如参见图3a_3c)。在实施例中，从L(f2)到Uf1)的衰减减小在对数标度上近似线性。在实施例中，对于所有特定均衡函数EQ1, i = O, 1,2,…，N，第一较低频率实质上相等。在实施例中，对于至少部分特定均衡函数EQ1, i = O, 1,2,…，N，第一较低频率不同。
[0031]在实施例中，扬声器系统配置成使当前运行模式能经用户接口进行改变(如优先于自动模式选择)。在实施例中，用户接口包括启动元件，如按钮或选择轮。在实施例中，用户接口包括触敏显示器。在实施例中，用户接口经通信接口实施在遥控装置中。在实施例中，遥控装置包括PC或蜂窝电话如智能电话。在实施例中，用户接口实施为智能电话上的APP0
[0032]在实施例中，扬声器系统在功率受限条件下工作。可应用于扬声器单元的最大电压摆动例如可受限于扬声器系统中的可用功率(其由另一装置或本机能源提供)、最大放大器输出、扬声器单元的规格(如最大位移限制、和/或最大功率输入或额定值)。在实施例中，扬声器系统配置成在功率受限条件下工作，其中可应用于扬声器单元的最大电压摆动受下述之一或多个限制:a)扬声器系统中的可用功率；b)最大放大器输出 '及c)扬声器单元的规格。
[0033]在实施例中，扬声器系统由提供其处理的音频信号(如从另一装置或从扬声器系统的另一部分接收的电输入音频信号或者馈给扬声器单元的电输出音频信号)的有限最大电压摆动的电源供电。在实施例中，扬声器系统从另一装置或系统(如PC或移动电话或另一娱乐装置)供电，如经线缆连接，例如包括USB(通用串行总线)接口(或经同时向扬声器系统通过电能的无线连接)。在实