专利名称：对喇叭自动进行频率响应等化调整的系统及方法
技术领域：
本发明涉及喇叭频率响应的调整，尤指一种对喇叭自动进行频率响应等化调整的系统及方法；在一喇叭被安装至一电子装置内时，该电子装置内所设的一中央处理单元，可即时计算出一组等化增益值(equalizing gain)并将其储存至一数字等化器内，使该等化器日后可依该等增益值，自动对该喇叭进行频率响应的调整。
近数十年来，由于科技产业的快速发展，人们生活及工作的步调随竞争剧烈的市场现况而加快，便利快捷的交通设施亦令工商发展的区域逐渐扩大，人们在每日繁忙的行程中，为能增进工作效率，及改善生活品质，对电子字典、电子记事簿、个人数字助理器(personal digital assistance)及移动电话(mobile phone)等电子装置依赖的程度，与日俱增。目前，该等电子装置不仅已成为人们工作上不可或缺的工具，在某些人的日常生活中，该等装置亦俨然成为生活的一部份。因此，确保该等装置具有良好的音效品质，即成为一般使用者或通讯服务业者所共同关注的基本要求。
近年来，由于各式电子字典、电子记事簿、个人数字助理器及移动电话等电子装置，可为人们提供日常工作与生活中一些必要的信息，无论该等电子装置属电子字典、电子记事簿、个人数字助理器或移动电话，其输出的语音信息，均通过该等电子装置内所安装的一喇叭将其播放出来，故对经常使用该等装置的使用者而言，该等电子装置音效输出品质的好坏，即成为一般使用者的基本要求。
有鉴于此，目前，该等电子装置的设计及制造业者，在该等电子装置内安装一喇叭后，均会针对该喇叭所产生的频率响应与预期产生的最佳音效，进行频率响应的比对，并通过调整所配接的等化电路(equalizer)上的电阻及电容值，以令该喇叭获得适当的增益值(gain)，有效校正该喇叭输出的频率响应，令其能在一般人听觉的频率范围内(20Hz～20KHz)，产生最佳的音效。
由于传统上，在对该等电子装置上所安装的喇叭，进行各频率范围内的等化调整(equalization tuning)时，一般均通过测试仪器对各取样频率范围内的输出音效进行测试，再利用人工方式，反复调整所配接的等化电路上的电阻及电容值，以令该喇叭能产生最理想的输出频率响应。然而，此一调校方式，不仅作业冗长繁琐，耗时费力，且在该等电子装置上重新更换喇叭时，又需重新进行冗长的调校作业，极易令工作人员心生厌烦，而敷衍了事，导致调校作业的品质因人而异，无法维持在一定的品管水准，令该等电子装置的设计及制造业者颇为困扰。
近年来，虽有部份业者针对此一问题，开发出一种数字式的等化电路(digital equalizer)，以期利用该等数字式的等化电路有效解决此一问题。但，该等业者在对该等电子装置上所安装的喇叭，进行各频率范围内的等化调整(equalization tuning)时，仍通过测试仪器对各取样频率范围内的输出音效进行测试，再将所计算出的应调整增益值输入该数字等化电路中，使该数字等化电路能令该喇叭产生最理想的输出频率响应，此一作法，并未有效改善冗长的测试程序，且在该等电子装置重新更换喇叭时，亦仍需重新进行重复的测试程序，造成人力及时间上无谓的浪费。
为克服现有技术的电子装置上安装喇叭时，进行各频率范围内的等化调整(equalization tuning)时所发生的诸多问题，本发明特提出一种对喇叭自动进行频率响应等化调整的系统及方法，本发明的主要目的，在于可自动侦测并计算出在听觉频宽范围内的等化调整增益值，使该等化器可依该等增益值，自动对该喇叭进行频率响应的调整。
本发明的对喇叭自动进行频率响应等化调整的系统包括一喇叭，一中央处理单元(CPU)，一音效控制电路，一数字等化器，及一麦克风。
本发明的对喇叭自动进行频率响应等化调整的方法是这样实现的在一电子装置内安装一喇叭后，利用其上所设的一中央处理单元(CPU)通过一音效控制电路中(audio controller)，产生一适当频宽范围的标准音源信号，使其内所设的一数字等化器(digital equalizer)在接收到该标准音源信号后，可先依其初始增益值(gain)，通过该喇叭将该音源信号输出，并由该电子装置内所设的一麦克风接收后，再经由该音效控制电路传回至该中央处理单元，使该中央处理单元将所接收的音响信号与所设定的理想频率响应数据进行频率响应(frequency response)比对，计算出在该频宽范围内的一组等化调整增益值(equalization tuning gain)，并将该调整值输入至该数字等化器内储存，使日后该等化器可依该等调整值，对该喇叭自动进行频率响应的调整，令所输出的音响信号，能保持在最佳的频率响应状态。
应用本发明的对喇叭自动进行频率响应等化调整的系统及方法后，在完成该喇叭的安装后，作业人员完全无需通过测试仪器对各取样频率范围内的输出音效，再进行冗长繁琐的测试程序，或反复调整电阻及电容值，即可令该喇叭的输出音响信号，保持在最佳的频率响应状态。
以下为本发明的附图
图1所示乃本发明的电路结构方块示意图；图2所示乃本发明的作业流程示意图；图3所示乃本发明中的一理想频率响应数据的频率响应示意图；图4所示乃本发明中的一标准音源数据的频率响应示意图；图5所示乃本发明中喇叭未进行频率响应补偿前所测得的一数字音频数据的频率响应示意图。
图中主要元件参数说明喇叭10 央处理单元20音效控制电路30数字等化器40 麦克风50下面结合附图对本发明做详细描述首先参见图1，主要是在一电子装置内安装一喇叭10后，利用该电子装置内所设的一中央处理单元20，模拟并产生一听觉频宽(20Hz～20KHz)范围内的标准音源档案，并将该音源档案传送至一音效控制电路30，由该音效控制电路30依该音源档案的数据，产生一对应频宽范围的标准音源信号，且将该音源信号传送至该电子装置内所设的一数字等化器40，该数字等化器40在接收到该音源信号后，先依其内所预设的一初始增益值，对该音源信号进行初始补偿，再通过该喇叭10将该音源信号输出，等该电子装置内所设的一麦克风50接收到该喇叭10所输出的该音源信号后，将通过该音效控制电路30，将所接收到的该音源信号传回至该中央处理单元20，使该中央处理单元20可针对所接收的音源信号与所设定的理想频率响应数据进行频率响应的比对，并计算出在该频宽范围内，应对该喇叭10进行频率响应补偿的一组等化调整增益值，并将所求得的该调整值输入至该数字等化器40内储存，使日后该等化器40可依该等调整值，对该喇叭自动进行频率响应的调整，令所输出的音响信号，能保持在最佳的频率响应状态。
在本发明中，当该中央处理单元20依其内所设计的一软件，对该电子装置内所安装的喇叭10进行频率响应补偿时，参阅图2所示，该电子装置内必需先针对所欲安装的喇叭10，依其规格，设计出在听觉频宽(20Hz～20KHz)范围内的理想频率响应数据，参阅图3所示为该理想频率响应数据的频率响应图，并将该等数据储存在该电子装置内所设的一存储器中，该存储器中并储存有一组在听觉频宽(20Hz～20KHz)范围内的标准音源数据，参阅图4所示为该标准音源数据的频率响应图。
当该喇叭10被安装至该电子装置后，启动该电子装置的电源，再看图2所示，该中央处理单元20即自该存储器中读取该标准音源数据，并将其传送至该音效控制电路30，令其依该标准音源数据产生一标准音源信号，并通过该数字等化器40依其内所预设的一初始增益值，对其进行补偿，再通过该喇叭10将该音源信号输出，等该麦克风50接收到该音源信号后，将经由该音效控制电路30转换为数字音频数据；参阅图5所示为该数字音频数据的频率响应图，并将该音频数据传回至该中央处理单元20。
此时，该中央处理单元20将针对所接收的该音频数据与该理想频率响应数据，依取样频率，逐一进行频率响应的比对，再如图2所示，计算出在各取样频率范围内应对该喇叭10进行频率响应补偿的一组等化调整增益值，并将所求得的该增益值，输入至该数字等化器40内储存，使日后该等化器40可依该等增益值，对该喇叭自动进行频率响应的调整，令所输出的音响信号，可在听觉频宽(20Hz～20KHz)范围内，均能符合图3所示的理想频率响应值，而保持在最佳的频率响应状态。
如此，在该喇叭10被顺利安装至该电子装置后，仅需启动该电子装置的电源，即可通过本发明的前述技术，自动侦测并计算出在听觉频宽范围内的等化调整增益值，使该等化器可依该等调整值，自动对该喇叭进行频率响应的调整，故利用本发明的该等电子装置，在完成喇叭的安装后，完全无需作业人员通过测试仪器，对各取样频率范围内的输出音效，进行冗长繁琐的测试程序，或反复调整等化电路上的电阻及电容值，即可令该喇叭的输出音响信号，被调整至最佳的频率响应状态。
以上虽以实施例说明本发明，但并不因此限定本发明的范围，只要不脱离本发明的要旨，可进行各种形式的变更。
权利要求
1.一种对喇叭自动进行频率响应等化调整的系统，其安装于一电子装置内，其特征是该系统包括一喇叭；一模拟并产生一标准音源档案的中央处理单元，内装一可对所接收的音频数据与其内装的理想频率响应数据进行比对、并计算出等化调整增益值的软件；一可根据前述音源档案的数据产生一标准音源信号的音效控制电路；一内预设一初始增益值、并可储存前述等化调整增益值、进而自动进行频率响应调整的数字等化器；一麦克风。
2.一种对喇叭自动进行频率响应等化调整的方法，其特征是该系统在一电子装置内安装一喇叭后，利用其上所设的一中央处理单元，通过一音效控制电路，产生一适当频宽的标准音源信号，使其内所设的一数字等化器在接收到该标准音源信号后，可通过该喇叭将该音源信号输出，并由该电子装置内所设的一麦克风接收后，再经由该音效控制电路传回至该中央处理单元，使该中央处理单元将所接收的音响信号与所设定的理想频率响应数据进行频率响应比对，计算出在该频宽范围内的一组等化调整增益值，并将该等增益值输入至该数字等化器内储存，使该等化器可依该等调整值，对该喇叭自动进行频率响应的调整，令所输出的音响信号，能保持在最佳的频率响应状态。
3.如权利要求2所述的对喇叭自动进行频率响应等化调整的方法，其特征是其中该电子装置内需先针对所欲安装的喇叭，依其规格，设计出在适当频宽范围内的理想频率响应数据，并将该等数据储存在该电子装置内所设的一存储器中，使该中央处理单元依其内所预设的一软件，在该电子装置被启动时，可自该存储器中读取该等数据，再通过该音效控制电路，产生一适当频宽的标准音源信号。
4.如权利要求2所述的对喇叭自动进行频率响应等化调整的方法，其特征是其中该数字等化器在接收到该音效控制电路传来的音源信号，将依其内所预设的一初始增益值，对其进行补偿，再通过该喇叭将该音源信号输出。
5.如权利要求2所述的对喇叭自动进行频率响应等化调整的方法，其特征是其中该音效控制电路在接收到该麦克风传来的该音源信号后，将其转换为数字音频数据，并将其传回至该中央处理单元。
6.如权利要求2所述的对喇叭自动进行频率响应等化调整的方法，其特征是其中该中央处理单元依取样频率，针对所接收的该音频数据与原输出的该标准音源数据，逐一进行频率响应的比对，并计算出在各取样频率范围内，该喇叭应进行频率响应补偿的一组等化调整增益值，并将所求得的该增益值，输入至该数字等化器内储存。
7.如权利要求2、3、4、5或6所述的对喇叭自动进行频率响应等化调整的方法，其特征是其中该适当频宽的标准音源信号可为一听觉频宽20Hz-20KHz范围内的标准音源档案。
全文摘要
本发明公开了一种对喇叭自动进行频率响应等化调整的系统及方法,该系统包括一喇叭,一中央处理单元,一音效控制电路,一数字等化器,及一麦克风;中央处理单元通过音效控制电路产生一标准音源信号,使数字等化器在接收到该标准音源信号后可通过该喇叭将其输出,并由麦克风接收后,再经音效控制电路传回中央处理单元,将所接收的音响信号与所设定的理想频率响应数据进行频率响应比对,计算出一组等化调整增益值存入数字等化器内,以对该喇叭自动进行频率响应调整,令输出的音响信号保持在最佳的频率响应状态。
文档编号H04R1/20GK1388726SQ0111619
公开日2003年1月1日 申请日期2001年5月30日 优先权日2001年5月30日
发明者蔡国良 申请人:英业达股份有限公司