一种声场还原解码器系统的制作方法

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种声场真实还原解码器系统。

背景技术

声场还原技术是人们一直以来不断深入研究的课题。现有技术中比较好的都是在音频小信号上进行录制、处理、解码，输出多路小信号，逐路放大推动喇叭群发声。具有代表的是美国的杜比实验室的5.1音箱系统、7.1音箱系统、7.1.2音箱系统等家庭影院、全景声系统，虽然都能达到声场还原的目的，但是对于音频的录制、播放的载体（音源、设备、环境等）要求非常苛刻、繁多复杂系统庞大、成本奇高，在特定区域（黄金听音区）才能听见所谓立体感，且只有舞台台下观众现场感，不可能达到身临其境的效果。如何利用简单的一个声音（单声道）、少的设备、普通环境等精准还原声场，实现身临其境的感觉，是解决现有声场还原技术缺陷的方向之一。中国发明专利公开的一种“电脑数字全声场还原装置”（cn2341335），其采用杜比定向逻辑编码技术与srs三维声场技术spatializer3d立体声场技术，通过全数字逻辑开关阵列控制器溶合，能达到电脑数字全声场效果。但其不能分离每个独立声音，声场还原难以达到声临其境的效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种真实声场还原解码器系统，其基于人耳的惰性、声音传播特性、每个声源的频率特性等，利用数字点阵原理，将一种声音根据声音有无、通断及强弱看做基数0、1；根据呈现空间大小，四音箱可以定16个平面典型声场点阵（家庭影院，大型会场、表演场等），六音箱可以定64个点（超2450平方米空间），八音箱可以定128个点阵，依次可进行2的n次方点阵（n为扩展音箱数）。音箱进行前、后、左、右布置设计即可完美呈现立体声场，也可以扩展高、低、左、右、前、后音箱来呈现立体声场，真实的实现声场还原。

为达到上述目的，本发明的提供的声场还原解码器系统装置，包括解码器电源、音频分频器电路、音视源合成转换分配电路，音视源模数转换取样电路、计算机分析控制扩展电路和驱动电路，所述解码器电源分别连接音频分频器电路、音视源合成转换分配电路、音视源模数转换取样电路、计算机分析控制扩展电路和驱动电路，所述音视源合成转换分配电路连接音视源模数转换取样电路和音视频源，所述音视源模数转换取样电路通过串行数据总线和并行数据线连接计算机分析控制扩展电路，所述计算机分析控制扩展电路连接驱动电路，所述音视源合成转换分配电路、音视源模数转换取样电路、计算机分析控制扩展电路集成在单片机或计算机中。

作为一种控制大信号大电流的声场还原解码器系统的实施方式，所述音频分频器电路通过音频大电流导线连接功放机，音视源合成转换分配电路通过音视频信号线、分别连接功放机和音视源模数转换取样电路，驱动电路通过音频大电流导线连接音箱群。

作为一种控制小信号的声场还原解码器系统的实施方式，所述驱动电路通过音频小信号连接线分别连接解码器电源和功放机，功放机通过音频大电流导线连接线连接音箱群。

作为优化的实施方式，所述音视源合成转换分配电路、音视源模数转换取样电路3、计算机分析控制扩展电路集成在单片机中，所述单片机为stc12c5a60s2。

作为更为具体的实施方式，所述驱动电路为各分路驱动电路或智能综合驱动电路，或由各分路驱动电路和智能综合驱动电路组成，是主动分频电路、被动分频电路或是由主动分频电路、被动分频电路组成的综合分频电路，将各个受控频段的音频信号进行排列组合输出给音箱群。

作为更为优化的实施方式，所述音频分频电路包括单片机和驱动电路，驱动电路中包括相互关联的多组光电耦合器、反向器、场效应管和电感，光电耦合器、反向器、场效应管和电感分别并联连接四个以上，所述单片机为单片机stc12c5a60s2。

作为优化的实施方式，所述解码器电源由至少两组电源vcc1和vcc2构成，电源vcc1给集成在单片机中的音视源合成转换分配电路、音视源模数转换取样电路、计算机分析控制扩展电路供电，电源vcc2给驱动电路供电。

作为更为具体的实施方式，所述音视频源可以是双声道音视频源，也可以是单声道音视源。

作为更为具体的实施方式，所述音视源合成转换分配电路可以由简单的电阻、电容、导线串并联组成或电阻、电容和导线组合串并联组成，也可以是几合集成电路、几分几集成电路或智能电路，或者由几合几集成电路、几分几集成电路和智能电路组成。本发明的音视源合成转换分配电路集成在单片机中（如单片机stc12c5a60s2）。

作为更为具体的实施方式，所述计算机分析控制扩展电路由相应软件、计算机组成，其根据图像场景智能分析声音发声点的准确位置、类型等，调配各个频段给一个或多个音箱按照声场综合点阵原理输出各路控制信号。所述计算机可以是单片机、可编程输入输出集成电路以及手机等。本申请的计算机分析控制扩展电路可以集成在单片机中（如单片机stc12c5a60s2）。

本发明将大电压大电流的音频功放输出信号进行分频，各个频段接受本发明提供的声场还原解码器控制并扩展分配给不同音箱按场地环境分散布置发声。利用数字点阵原理，将一种声音根据声音有无、通断及强弱看做基数0、1；根据呈现空间大小，四音箱可以定16个平面典型场点阵（家庭影院，大型会场、表演场等），六音箱可以定64个点（超2450平方米空间），八音箱可以定128个点阵，依次可进行2的n次方点阵（n为扩展音箱数）。根据人耳的惰性，声音传播速率等，音箱进行前、后、右、左布置设计即可完美呈现立体声场，也可以扩展高、低、左、右、前、后音箱来呈现立体声场，真实的实现声场还原。

附图说明

图1为本发明提供的控制大信号大电流的声场还原解码器系统的框图；

图2为本发明提供的控制小信号的声场还原解码器系统的框图；

图3、为本发明提供的控制大信号大电流的声场还原解码器系统的一个电路图及各点理想波形形成说明图。

图中，1-音视频源，2-音视源合成转换分配电路，3-音视源模数转换取样电路，4-音频分频器电路，5-计算机分析控制扩展电路，6-解码器电源，7-驱动电路，8-功放机，9-音箱群，10、11、12-音视频信号线，13、14、15-音频大电流导线、16-串行数据总线，17-并行数据线，18-控制信号输出线，19-解码器电源连接线，20、21-音频小信号连接线，22-单片机，a-光电耦合器，b-反向器，c-场效应管，d-电感。

具体实施方式

下面结合实施例和附图详细说明本发明。

实施例1：

如图1所示，一种控制大信号大电流的声场还原解码器系统装置，由解码器电源6、音频分频器电路4、音视源合成转换分配电路2，音视源模数转换取样电路3、计算机分析控制扩展电路5和驱动电路7组成，解码器电源6通过解码器电源连接线19分别连接至音频分频器电路4、音视源合成转换分配电路2，音视源模数转换取样电路3、计算机分析控制扩展电路5和驱动电路7。音频分频器电路4分别通过音频大电流导线13和音频大电流导线14分别连接功放机8和驱动电路7。音视频源1输出的音频信号和视频信号通过音视频信号线10连接到音视源合成转换分配电路2，音视源合成转换分配电路2分成两路信号，一路将音频信号通过音视频信号线12连接到功放机8，一路将音频信号和视频信号通过音视频信号线11连接到音视源模数转换取样电路3。音视源模数转换取样电路3输出串联数字总线信号和并联数字信号，通过串行数据总线16和并行数据线17到达计算机分析控制扩展电路5。计算机分析控制扩展电路5输出各类触发信号通过控制信号输出线18到达驱动电路7，控制、驱动从音频分频器电路4分出的各个频段音频输出，通过音频大电流导线15输出到音箱群9发声。

图1、图3所示，控制大信号大电流的声场还原解码器系统装置中，音视源合成转换分配电路2，音视源模数转换取样电路3和计算机分析控制扩展电路5可以集成在单片机22中，所述单片机为stc12c5a60s2等（市售购买灌输系统软件即可）。

如图3所示，音频分频器电路4包括单片机22和驱动电路7，所述单片机为stc12c5a60s2。驱动电路7包括多组光电耦合器a、反向器b、场效应管c和电感d，由光电耦合器a、反向器b、场效应管c和电感d构成的电路设置四组，每一组光电耦合器a、反向器b、场效应管c和电感d分别并联。音视频小信号通过单片机芯片22的模数（ad）、数模（da）转换端口形成数据进入单片机，通过智能分析、比对、扩展输出端非f（本电路中单片机输出低电平（0）有效）4位控制数据信号。控制驱动电路7（驱动模块）中的四个场效应管的断开与闭合，使得功放输出信号实时输出四路相位幅度、频率迥异（起到分频作用）的音频信号（同一时间段表现为断断续续的波形（声音）。本电路利用四个电感线圈（智能器件）并联连接，利用线圈的通直流阻止交流、通低频阻止高频、储存电荷、相位滞后等特性，利用叠频、差频等混频原理，智能修补各路音频信号，输出四路连续完整的不同的音频信号（如图3所示各个扬声器输入端波形图），推动扬声器发声，得以真实的还原声场。

如图3所示，解码器电源6由电源vcc1和电源vcc2组成，电源vcc1连接单片机22（stc12c5a60s2），给集成在单片机22（stc12c5a60s2）中的音视源合成转换分配电路2、音视源模数转换取样电路3、计算机分析控制扩展电路5供电，电源vcc2连接驱动电路7，给驱动电路7供电。

实施例2：

如图2所示，一种控制小信号的声场还原解码器系统装置，包括解码器电源6、音视源合成转换分配电路2，音视源模数转换取样电路3、计算机分析控制扩展电路5和驱动电路7组成，解码器电源6通过解码器电源连接线19分别连接至分频器电路4、音视源合成转换分配电路2，音视源模数转换取样电路3、计算机分析控制扩展电路5和驱动电路7。分频器电路4分别通过音视频信号线12和音频小信号连接线21连接音视源合成转换分配电路2和驱动电路7。音视频源1输出的音频信号通过音视频信号线10连接到音视源合成转换分配电路2，音视源合成转换分配电路2分成两路信号，一路将音频信号通过音视频信号线12连接到分频器电路4，一路将音频信号和视频信号通过音视频信号线11连接到音视源模数转换取样电路3。音视源模数转换取样电路3输出串联数字总线信号和并联数字信号，通过串行数据总线16和并行数据线17到达计算机分析控制扩展电路5输出各类触发信号通过控制信号输出线18到达驱动电路7，控制、驱动从分频器电路4分出的各个频段的小信号音频输出。驱动电路7通过音频小信号线接线20将分频、分析的小信号输送音频功放机8，功放机8通过音频大电流导线15推动音箱群9实现声场还原。