本发明涉及电子产品技术领域，更具体的说，特别涉及一种3D立体声环绕系统。
背景技术：
随着社会的发展、技术的进步及生活水平的提高，人们对声音的品质也提出了更高的要求，传统的立体声已不再满足人们收看电视、影片的需求，而在迫切的需求一种能够营造真实环境、让人有身临其境的声音还原系统。但是在预算有限及空间有限的条件下要如何去实现，这时3D立体声环绕系统应运而生。这种方式所产生的重放声场，除了保留着原信号的声源方向感外，还伴随产生围绕感和扩展感(声音离开听者扩散或有混响的感觉)的音响效果。在聆听环绕立体声时，聆听者能够区分出来自前后左右的声音，即环绕立体声可使空间声源由线扩展到整个水平面乃至垂直面，因此可以逼真地再现演出厅的空间混响过程，具有更为动人的临场感。
3D立体声环绕与目前流行的家庭影院环绕声相比，有以下优点：对音源没有严格要求，无需编码，适合小空间、近距离欣赏，对音响软硬件要求不高。但是，目前的3D立体声环绕解决方案中，具有以下几点不足：一是需要昂贵的费用；二是需要一套比较复杂的系统来实现，如需要DSP实现其算法，还要进行A/D、D/A转换，还需要MCU来实现控制，在这样的一套复杂的系统中，声音经过种转换、处理，难免会存在细节丢失，以及加入各种杂音，而且成本还高筑；三是调整不方便，环绕的深度、广度不方便调节，声音的高低频也不方便调节，还需增加额外的EQ电路。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种3D立体声环绕系统，能够实现实用、音质优良的3D立体声环绕效果。
为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：
一种3D立体声环绕系统，包括相位匹配模块、取样模块、加法器模块、频率匹配模块和输出选择模块；外围的左声道音频信号和右声道音频信号通过对应的左声道和右声道分别输入给相位匹配模块和输出选择模块；
所述相位匹配模块对接收到的左声道音频信号和右声道音频信号进行相位匹配，并将相位匹配后的音频信号，分别输出给取样模块和加法器模块；
所述取样模块对接收到相位匹配后的音频信号进行取样，并将取样之后的信号输出到加法器模块；
所述加法器模块将接收到相位匹配模块输出的音频信号和取样模块取样之后的信号进行混合之后，将混合后的信号输出到频率匹配模块；
所述频率匹配模块对接收到加法器模块输出混合后信号中的高低频信号进行补偿、匹配，并将匹配后的信号输出到输出选择模块；
所述输出选择模块将接收到频率匹配模块输出匹配后的信号与左声道音频信号、右声道音频信号通过对应的左声道和右声道进行选择输出。
所述相位匹配模块包括同相匹配模块与反相匹配模块，其中左声道音频信号输入到同相匹配模块进行同相匹配，右声道音频信号输入到反相匹配模块进行反相匹配。
所述取样模块包括取样单元和深度调节模块，其中取样单元对相位匹配后的音频信号进行取样，采取音频信号中的背景声、中低频信号，并输出给加法器模块；深度调节模块对取样模块进行取样幅度的调节。
所述加法器模块包括同相加法器与反相加法器，同相加法器把接收到同相匹配模块输出的左声道音频信号与取样模块采样之后的信号相加，把所述两个信号混合成一个左声道音频信号的信号；反相加法器把接收到反 相匹配模块输出的右声道音频信号与取样模块采样之后的信号相加，把两个信号混合成一个右声道音频信号的信号，两者相加的同时再进行反相，把右声道音频信号的相位还原成进入相位匹配模块之前的相位。
所述频率匹配模块包括第一低频匹配模块、第二低频匹配模块、第一高频匹配模块和第二高频匹配模块，其中第一低频匹配模块和第二低频匹配模块对混合后信号中的低音信号进行适当的补偿增强；第一高频匹配模块和第二高频匹配模块对混合后信号中的高音信号进行适当的补偿增强。
所述输出选择模块包括第一选择开关和第二选择开关，用于对原信号和处理后的信号进行切换，经过两个开关选择后，通过对应的左声道和右声道输出。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明方便实用也便于调节，不需要DSP芯片、不需要软件、不需要A/D转换，这样可以避免了声音的损耗，保证了音质纯粹的同时也实现了用两只扬声器实现了3D环绕声场的效果，解决了现有技术中复杂、成本昂贵、调节不方便、音质不纯净的问题。。
附图说明
图1为本发明3D立体声环绕系统的原理图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
参阅图1所示，本发明提供的一种3D立体声环绕系统，包括相位匹配模块100、取样模块200、加法器模块300、频率匹配模块400和输出选择模块500，外围的左声道音频信号和右声道音频信号通过对应的左声道和右声道分别输入给相位匹配模块100和输出选择模块500。
所述相位匹配模块100分别与音频输入信号及取样模块200、加法器模块300相连接，其接收到左声道音频信号和右声道音频信号后，分别对左声道音频信号和右声道音频信号进行相位匹配。在保持增益不变的同时，把左声道音频信号和右声道音频信号变成两个相位相反的信号，然后将相位匹配后的音频信号分别输出到取样模块200及加法器模块300。
上述中，相位匹配模块100包括同相匹配模块110与反相匹配模块120，其中左声道音频信号输入到同相匹配模块110进行同相匹配，右声道音频信号输入到反相匹配模块120进行反相匹配。
所述取样模块200分别与相位匹配模块100、加法器模块300相连，取样模块200接收到相位匹配模块100输出相位匹配后的左声道音频和右声道音频信号后，进行取样后并将取样之后的信号输出到加法器模块300。
上述中，取样模块200包括取样单元210和深度调节模块220，其中取样单元210对两个相位相反匹配后的左声道音频信号和右声道音频信号进行取样，采取左声道音频信号和右声道音频信号中的背景声、中低频信号，并输出给加法器模块300；深度调节模块220可以对取样模块210进行取样幅度的调节，从而可以方便的调整3D环绕的深度与广度。
所述加法器模块300分别与相位匹配模块100、取样模块200、频率匹配模块400相连，其将接收到相位匹配模块100输出的音频信号和取样模块200取样之后的信号进行混合之后，将混合后的信号输出到频率匹配模块400。
上述中，加法器模块300包括同相加法器310与反相加法器320，同相加法器310把接收到同相匹配模块110输出的左声道音频信号与取样模块 200所采样的信号相加，把两个信号混合成一个左声道音频信号的信号。反相加法器320把接收到反相匹配模块120输出的右声道音频信号与取样模块200所采样之后的信号相加，把两个信号混合成一个右声道音频信号的信号，两者相加的同时再进行反相，把右声道音频信号的相位还原成进入相位匹配模块100之前的相位。反相加法器320不仅作加法器，还用作相位匹配，能够把右声道音频信号的相位还原。
所述频率匹配模块400分别与加法器模块300及输出选择模块500相连，其接收到加法器模块300输出混合后的信号，对混合后信号中的高低频信号进行补偿、匹配，并将匹配后的信号输出到输出选择模块500。
上述中，频率匹配模块400包括第一低频匹配模块410、第二低频匹配模块420、第一高频匹配模块411和第二高频匹配模块421，其中第一低频匹配模块410和第二低频匹配模块420根据整个系统的音频特性对混合后信号中的低音信号进行适当的补偿增强，从而可以增加低音厚重感与震撼感。第一高频匹配模块411和第二高频匹配模块421根据整个系统的音频特性对混合后信号中的高音信号进行适当的补偿增强，从而可以增加高音清晰度、穿透性、以及细节还原力。
所述输出选择模块500分别与频率匹配模块400及左右声道输入、左右声道输出相连，其对接收到频率匹配模块400输出匹配后的信号与左声道音频信号、右声道音频信号进行选择输出，即对原信号与经过3D处理后的信号通过对应的左声道和右声道进行选择输出。
上述中，输出选择模块500包括第一选择开关510和第二选择开关520，用于对原信号和处理后的信号进行切换，即由用户来根据自己的喜好及所处听音环境，来选择是否听原声还是3D环绕声，经过第一选择开关510和第二选择开关520选择后，分别由左声道和右声道输出。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改 变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。