扬声器系统及扬声器系统低频的控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种扬声器系统及扬声器系统低频的控制方法，扬声器系统包括DSP控制模块、至少一个第一扬声器和至少一个第二扬声器。本发明中DSP控制模块接收外部装置的音频信号，将音频信号发送给第一音频信号通道和第二音频信号通道，DSP控制模块将第一音频信号处理并复制后发送给第二音频信号通道，之后，分别将第一音频信号发送给第一扬声器，第二音频信号发送给第二扬声器，经过DSP控制模块的处理，在一定程度上使得，不需要声音的地方两列扬声器阵列的声波相位抵消，需要声音的地方两列扬声器阵列的声波相位叠加。
【专利说明】扬声器系统及扬声器系统低频的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种扬声器系统及扬声器系统低频的控制方法。
【背景技术】
[0002]扬声器的中低频声波由于其波长已经大大超越了原扬声器的尺寸，这样就造成了低频声波在辐射时方向是360度无方向的。以上无疑会造成需要得到声音的地方得到了声音，而不需要声音的地方也存在声音，造成声波的有害福射和泄露。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种扬声器系统及扬声器系统低频的控制方法。
[0004]根据本发明的一个方面，提供了一种扬声器系统，包括DSP控制模块、至少一个第一扬声器和至少一个第二扬声器，其中，
[0005]DSP控制模块接收外部装置发出的音频信号，DSP控制模块将音频信号发送给DSP控制模块的第一音频信号通道，由DSP控制模块处理并复制后发送给DSP控制模块的第二音频信号通道，DSP控制模块对第二音频信号进行处理，
[0006]第一扬声器接收第一音频信号通道发出的第一音频信号，第二扬声器接收第二音频信号通道发出的第二音频信号，第一扬声器的发声面与第二扬声器的发声面相向。
[0007]在一些实施方式中,第一扬声器可以有五个，五个第一扬声器纵向排布，第二扬声器可以有五个，五个第二扬声器纵向排布，第一扬声器设在第二扬声器的一侧。由此，经过DSP控制模块处理之后，每个第一扬声器声学参数一致，且第二扬声器与第一扬声器具有相近的声学参数。
[0008]在一些实施方式中，还可以包括第一功率放大模块和第二功率放大模块,第一扬声器通过第一功率放大模块，接收第一音频信号通道发出的第一音频信号，第二扬声器通过第二功率放大模块，接收第二音频信号通道发出的第二音频信号。由此，功率放大模块能够对音频信号放大，将放大后的音频信号发送给扬声器之后，扬声器实现扩声。
[0009]在一些实施方式中，还可以包括第一声压测量模块、第二声压测量模块和接收模块，第一声压测量模块设在第一扬声器发声面一侧，第一声压测量模块接收第一扬声器和第二扬声器发出的声压信号，并将声压信号发送给接收模块，第二声压测量模块设在第二扬声器发声面一侧，第二声压测量模块接收第一扬声器和第二扬声器发出的声压信号，并将声压信号发送给接收模块。由此，通过第一声压测量模块和第二声压测量模块，可以将第一扬声器和第二扬声器发出的声压信号发送给接收模块。
[0010]在一些实施方式中，还可以包括显示模块和按键模块，接收模块将声压信号发送给显示模块显示，按键模块接收外部人体的按键信号并将按键信号发送给DSP控制模块，DSP控制模块对第一音频信号和第二音频信号进行处理。由此，显示模块显示出声压，让使用者可以直观的看到声压的大小，从而通过按键模块调整DSP控制模块，DSP控制模块控制第一音频信号和第二音频信号的声压以及频率进行改变。
[0011]在一些实施方式中，第一声压测量模块可以是MIC (麦克风)。由此，MIC (麦克风)能够接受到声压信号，并将声压信号发送给接收模块。
[0012]根据本发明的另一个方面，提供了一种扬声器系统低频的控制方法，包括:
[0013]a)DSP控制模块接收外部装置发出的音频信号，
[0014]b)DSP控制模块将音频信号发送给DSP控制模块的第一音频信号通道，
[0015]c) DSP控制模块对第一音频信号通道中的第一音频信号进行处理并复制，
[0016]d)DSP控制模块将复制的第一音频信号发送给第二音频信号通道，
[0017]e)DSP控制模块根据第一扬声器和第二扬声器的声源距离和所需的抵消频率，确定第一扬声器和第二扬声器之间所需的延时和相对应的声压关系，DSP控制模块控制第二音频信号通道的第二音频信号延时、频率和声压的补偿，并将第二音频信号的极性反向，
[0018]f)DSP控制模块将第一音频信号发送给第一扬声器，DSP控制模块将第二音频信号发送给第二扬声器。
[0019]在一些实施方式中，还可以包括:g)DSP控制模块通过第一功率放大模块将第一音频信号发送给第一扬声器，DSP控制模块通过第二功率放大模块将第二音频信号发送给第二扬声器，
[0020]h)第一声压测量模块接收第一扬声器和第二扬声器发出的声压信号,并将声压信号发送给接收模块，第二声压测量模块接收第一扬声器和第二扬声器发出的声压信号，并将声压发送给接收模块。
[0021]在一些实施方式中，还可以包括:h)接收模块将声压信号发送给显示模块显示，按键模块接收外部的按键信号并将按键信号发送给DSP控制模块。
[0022]本发明中DSP控制模块接收外部装置的音频信号，将音频信号发送给第一音频信号通道和第二音频信号通道，DSP控制模块将第一音频信号处理并复制后发送给第二音频信号通道，之后，分别将第一音频信号发送给第一扬声器，第二音频信号发送给第二扬声器，经过DSP控制模块的处理，在一定程度上使得，不需要声音的地方两列扬声器阵列发出的声波相位抵消，需要声音的地方两列扬声器阵列发出的声波相位叠加，降低声音的福射。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明一种实施方式的扬声器系统的结构不意图；
[0024]图2为图1所不扬声器系统的原理图；
[0025]图3为图1所不扬声器系统的流程图；
[0026]图4为图1所示扬声器系统调试过程的流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
[0028]图1示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的扬声器系统的结构。
[0029]图2示意性的显示了图1所示扬声器系统的原理。
[0030]如图1和图2所不,一种扬声器系统，包括DSP控制模块1、第一扬声器21和第二扬声器22。此外,该扬声器系统还包括第一声压测量模块31、第二声压测量模块32、接收模块4、第一功率放大模块51、第二功率放大模块52、显示模块6和按键模块7。
[0031]如图1所75,在本实施例中,第一扬声器21和第二扬声器22均有五个(也可以是一个、两个、四个、七个)，第一扬声器21和第二扬声器22为如图1所不的纵向交错排布。或者，第一扬声器21和第二扬声器22也可以有其他的排布方式,但不管以哪种方式排布，均需要满足以下的条件:第一扬声器21和第二扬声器22的横向距离应小于所需抵消声波的最高频率的半波长(根据声学原理得出的)，第一扬声器21和第二扬声器22中任意相邻的扬声器的发声面的距离应小于所需使用声波的最高频率的半波长(根据声学原理得出的)。
[0032]DSP控制模块I是将信号以数字方式表不并处理的一个模块。
[0033]DSP控制模块I固定在第一扬声器21上或第二扬声器22上,如图3所不，DSP控制模块I接收外部装置(例如音乐播放器、PC等可以发出音频信号的装置)发出的音频信号。DSP控制模块I将音频信号发送给第一音频信号通道，DSP控制模块I对第一音频信号通道中的第一音频信号进行声学补偿和修正处理(声学补偿和修正处理的目的是为了调整音频信号的频率和声压，使第一音频信号通过第一功率放大模块51发送给多个第一扬声器21时,每个第一扬声器21中的音频信号相同)，之后,DSP控制模块I复制处理后第一音频信号，再将复制的第一音频信号发送给第二音频信号通道。
[0034]DSP控制模块I根据第一扬声器21上和第二扬声器22的声源距离和所需的抵消频率，确定第二音频信号所需的延时。DSP控制模块I发送控制信号给第二音频信号通道，控制信号控制第二音频信号通道的第二音频信号延时补偿、频率补偿和声压补偿处理。
[0035]以上所述的第一扬声器21上和第二扬声器22的声源距离可以通过测量获得，即通过声学原理测量第一扬声器21上和第二扬声器22发出的声波到规定点的时间来获得其距离。
[0036]DSP控制模块I将经过上述处理后的第二音频信号的极性反向(也即是，第二扬声器22发出的声波的相位角与第一扬声器21发出的声波的相位角相差180度)。
[0037]第一功率放大模块51与第一音频信号通道电连接，接收第一音频信号通道中经过处理后的第一音频信号并将其发送给第一扬声器21，第二功率放大模块52与第二音频信号通道电连接，接收第二音频信号通道中经过上述处理后第二音频信号并将其发送给第二扬声器22。第一扬声器21和第二扬声器22发出声音。
[0038]由于第一扬声器21和第二扬声器22有可能并非同一种扬声器,其瞬态特征会发生较大的变化，所以仅仅通过两列扬声器阵列之间的声源距离去进行延时的设置就会不准确。为了保证第一扬声器21和第二扬声器22发出的声音在声压、频率和相位都可以满足声学相位叠加和相位抵消的条件，则需要对第一音频信号和第二音频信号的声压以及频率进行补偿，而DSP控制模块I仅仅依靠计算出来的第一扬声器21上和第二扬声器22的声源距离，来对第二音频信号的声压和频率进行补偿会存在误差，为了使第一扬声器21和第二扬声器22发出的声音能够在需要声音的地方叠加和不需要声音的地方抵消可以更加精准，需要增加一个调试过程，这个调试过程需要增加以下装置和设备，增加第一声压测量模块31、第二声压测量模块32、接收模块4、显示模块6和按键模块7。
[0039]可以利用第一声压测量模块31、第二声压测量模块32测量声压的方式对DSP控制模块I的数据进行调试，过程如下:本实施例中，在第一扬声器21的发声面方向放置第一声压测量模块31,在第二扬声器22的发声面法相放置第二声压测量模块32,第一声压测量模块31与接收模块4电连接，第二声压测量模块32与接收模块4电连接，第一声压测量模块31和第二声压测量模块32均接收第一扬声器31和第二扬声器22发出的混合声压信号,并将声压信号发送给接收模块4，接收模块4将声压信号发送给显示模块6显示。
[0040]根据显示的声压，使用者通过按键模块7调整DSP控制模块1，DSP控制模块I对第一音频信号和第二音频信号的音频信号参数(声压和频率)进行微调，使得第一扬声器21和第二扬声器22达到理想的状态，即在不需要声音的地方两列扬声器阵列的声波相位抵消，而在需要声音的地方第一扬声器21和第二扬声器22的声波相位叠加可以更加精准。在其他实施例中，也可以仅在第一扬声器21的发声面方向放置第一声压测量模块31或仅在第二扬声器22的发声面方向放置第二声压测量模块32。
[0041]在本实施例中，第一声压测量模块31和第二声压测量模块32均采用MIC(即:麦克风)，在其他实施例中，第一声压测量模块3和第二声压测量模块还可以采用其他能够感应声压信号的装置或设备。
[0042]图3示意性的显示了扬声器系统低频的控制方法的流程。
[0043]扬声器系统低频的控制方法的流程如下:
[0044]步骤101，外部装置(如音乐播放器、PC等可以发出音频信号的装置)发出音频信号;
[0045]步骤102，DSP控制模块I的音频信号通道接收音频信号，并将音频信号发送给DSP控制模块I的第一信号通道；
[0046]步骤103，DSP控制模块I对第一音频信号通道的第一音频信号进行声学补偿和修正处理(声学补偿和修正处理的目的是为了调整音频信号的频率和波长，使第一音频信号通过第一功率放大模块51发送给多个第一扬声器21时，每个第一扬声器21中的音频信号相同)；
[0047]步骤104，DSP控制模块I复制处理后的第一音频信号通道中的第一音频信号，再将复制的第一音频信号发送给第二音频信号通道；
[0048]步骤105，DSP控制模块I测量第一扬声器21和第二扬声器22声源距离，确定第一扬声器21和第二扬声器22之间所需的延时和相对应的声压关系,DSP控制模块控制I第二音频信号通道的第二音频信号进行延时、频率和声压补偿；
[0049]步骤106，DSP控制模块I控制第二音频信号通道中的第二音频信号极性反向；
[0050]步骤107，DSP控制模块I将第一音频信号通道中经过步骤103后的第一音频信号发送给第一功率放大模块51，同时，DSP控制模块I将经过步骤106后的第二音频信号发送给第二功率放大模块52 ；
[0051]步骤108,第一功率放大模块51将第一音频信号发送给第一扬声器21,第二功率放大模块52将第二音频信号发送给第二扬声器22,第一扬声器21和第二扬声器22发声。
[0052]为了更加使得在第一扬声器21和第二扬声器22需要声音的地方有声音叠加和不需要声音的地方有声音抵消可以更加精准，需要增加一个调试过程，调试过程的流程(图4所示)如下:
[0053]步骤201,在第一扬声器21发声面方向放置第一声压测量模块31,在第二扬声器22发声面方向放置第二声压测量模块32。
[0054]步骤202,第一声压测量模块31和第二声压测量模块32接收声压信号(第一扬声器21和第二扬声器22共同发声后的混合声压)，并将声压信号发送给DSP控制模块I ;
[0055]步骤203，显示模块6接收DSP控制模块I的声压信号并显示出来，使用者通过按键模块7将按键信号发送给DSP控制模块I，从而DSP控制模块I控制第一音频信号和第二音频信号的声压以及频率，通过以上DSP控制模块I调整音频参数，可以在需要声音的地方得到叠加的声波即声压的升高，同时在不需要声音的地方得到抵消的声波即声压的降低。
[0056]以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.扬声器系统，其特征在于，包括DSP控制模块(I)、至少一个第一扬声器(21)和至少一个第二扬声器(22),其中， 所述DSP控制模块(I)接收外部装置发出的音频信号，所述DSP控制模块(I)将所述音频信号发送给DSP控制模块(I)的第一音频信号通道，由所述DSP控制模块(I)处理并复制后发送给所述DSP控制模块(I)的第二音频信号通道，所述DSP控制模块(I)对第二音频信号进行处理， 所述第一扬声器(21)接收所述第一音频信号通道发出的第一音频信号，所述第二扬声器(22)接收所述第二音频信号通道发出的第二音频信号，所述第一扬声器(21)的发声面与所述第二扬声器(22)的发声面相向。
2.根据权利要求1所述的扬声器系统，其特征在于，所述第一扬声器(21)有五个,五个所述第一扬声器(21)纵向排布，所述第二扬声器(22)有五个,五个所述第二扬声器(22)纵向排布，所述第一扬声器(21)设在所述第二扬声器(22)的一侧。
3.根据权利要求2所述的扬声器系统,其特征在于,还包括第一功率放大模块(51)和第二功率放大模块(52),所述第一扬声器(21)通过所述第一功率放大模块(51),接收所述第一音频信号通道发出的第一音频信号，所述第二扬声器(22)通过所述第二功率放大模块(52)，接收所述第二音频信号通道发出的第二音频信号。
4.根据权利要求3所述的扬声器系统,其特征在于,还包括第一声压测量模块(31)、第二声压测量模块(32)和接收模块(4),所述第一声压测量模块(31)设在所述第一扬声器(21)发声面一侧,所述第一声压测量模块(31)接收第一扬声器(21)和第二扬声器(22)发出的声压信号，并将声压信号发送给所述接收模块(4)，所述第二声压测量模块(32)设在所述第二扬声器(22)发声 面一侧,所述第二声压测量模块(32)接收第一扬声器(21)和第二扬声器(22)发出的声压信号，并将声压信号发送给所述接收模块(4)。
5.根据权利要求4所述的扬声器系统，其特征在于，还包括显示模块和按键模块，所述接收模块将声压信号发送给所述显示模块显示，所述按键模块接收外部人体的按键信号并将所述按键信号发送给所述DSP控制模块，所述DSP控制模块对第一音频信号和第二音频信号进行处理。
6.根据权利要求4或5所述的扬声器系统,其特征在于，所述第一声压测量模块(31)采用MIC，所述第二声压测量模块(32)采用MIC。
7.扬声器系统低频的控制方法，其特征在于，包括: a)DSP控制模块(I)接收外部装置发出的音频信号， b)DSP控制模块(I)将所述音频信号发送给DSP控制模块(I)的第一音频信号通道， c)DSP控制模块(I)对所述第一音频信号通道中的第一音频信号进行处理并复制， d)DSP控制模块(I)将复制的所述第一音频信号发送给所述第二音频信号通道， e)DSP控制模块(I)根据第一扬声器(21)和第二扬声器(22)的声源距离和所需的抵消频率，确定所述第一扬声器(21)和所述第二扬声器(22)之间所需的延时和相对应的声压关系，所述DSP控制模块(I)控制所述第二音频信号通道的第二音频信号延时、频率和声压的补偿，并将第二音频信号的极性反向， f)DSP控制模块(I)将第一音频信号发送给第一扬声器(21)，DSP控制模块(I)将第二音频信号发送给第二扬声器(22)。
8.根据权利要求7所述的扬声器系统低频的控制方法，其特征在于，还包括: g)DSP控制模块(I)通过第一功率放大模块(51)将第一音频信号发送给第一扬声器(21)，DSP控制模块(I)通过第二功率放大模块(52)将第二音频信号发送给第二扬声器(22)， h)第一声压测量模块(31)接收所述第一扬声器(21)和所述第二扬声器(22)发出的声压信号，并将所述声压信号发送给所述接收模块(4)，第二声压测量模块(32)接收所述第一扬声器(21)和所述第二扬声器(22)发出的声压信号,并将所述声压发送给所述接收模块⑷。
9.根据权利要求8所述的扬声器系统低频的控制方法，其特征在于，还包括: i)接收模块(4)将声压信号发送给显示模块(6)显示，按键模块(7)接收外部的按键信号并将所述按键信号 发送给所述DSP控制模块(I)。
【文档编号】H03F3/20GK104080025SQ201410359567
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】赵春宁 申请人:赵春宁