包括依赖于音量控制的均衡的扬声器系统的制作方法_3

文档序号:9329301阅读:来源:国知局
的适用范围将显而易见。然而,应当理解,在详细描述和具体例子表明本发明优选实施例的同时,它们仅为说明目的给出。对于本领域的技术人员来说,从下面的详细描述可显而易见地得出其它实施方式。
【具体实施方式】
[0080]图1a-1c示出了根据本发明的扬声器系统LSS的三个示例性实施例。图1a示出了扬声器系统LSS,其包括基于输入信号IN提供电输入音频信号eIN的输入单元IU。输入信号IN例如可以是来自环境的声信号(在该情形下,输入单元IU包括传声器)或者从扬声器系统的部件或从另一装置接收的电信号或者其组合。输入单元IU包括音频接口。输入信号IN(在其为电信号的情形下)可以是模拟信号(如来自音频插口接口的音频信号)或数字信号(如来自USB音频接口的音频信号)。输入单元IU例如可包括模数转换器(ADC)以将模拟电信号转换为数字电信号(使用适当的音频采样频率,如20kHz)。扬声器系统LSS还包括均衡单元EQ,用于根据频率修改电输入音频信号eIN(或其处理后的版本,例如参见图lb、lc)并根据预定均衡函数提供均衡电音频信号elNeq。均衡单元EQ在图1b和Ic中描述为在数字域工作(参见数字信号eIN2/eINeq/eINeql/eINeq2)。然而,在实施例中,均衡单元可在模拟域工作。扬声器系统LSS还包括扬声器单元SPK,用于将均衡电音频信号elNeq(或其处理后的版本,例如参见图lb、lc)转换为声学输出声音信号OUT。作为备选,扬声器单元SPK可以是骨锚式助听器的机械振动器。扬声器系统LSS还包括用户接口,用于按多档V。,V1,…,Vn更改输出声音信号OUT的音量级,特定的档由控制信号VOL指明。在扬声器系统LSS的特定运行模式下,均衡单元EQ配置成在音量级的多档V。,V1,…,Vn中的经用户接口 UI请求的每一档中将特定均衡函数EQ。,EQ1,…,EQn应用于电输入音频信号。扬声器系统LSS包括预定均衡函数EQ。,EQ1,…,EQn,每一函数指明在对应的音量V。,V1,…,Vn被请求时将应用于输入音频信号的预定随频率而变的增益(如衰减)。换言之,对应组的音量设置和均衡函数(LEQ1)可用于扬声器系统LSS。扬声器系统LSS配置成按至少两种运行模式即第一模式和第二模式运行,其中第一模式为全带宽模式,其以重放音乐或其它宽带音频信号为目标。全带宽模式为与图4中的均衡曲线(记为EQid-EQ8)及图5中的合成频率响应曲线(记为VOLq-VOL8)相关联的模式。
[0081]图1b示出了扬声器系统LSS的另一实施例。图1b的实施例包含结合图1a所示和所述一样的元件。图1b的实施例还包括输入单元IU和均衡单元EQ之间的中间“其它”处理单元OPl。处理单元OPl配置成提供数字输入音频信号eINl的归一化并提供归一化输入音频信号eIN2。该功能在实践中例如可形成输入单元IU的一部分。数字化输入音频信号eINl可以多种电压电平提供。处理单元OPl将这些电压电平“归一化”到扬声器系统的适当电平(考虑其电源电压、部件规格等)。均衡单元EQ的作用通常是变化程度地(取决于频率和音量级(及运行模式))衰减归一化输入信号。其它处理可包括在OPl中。均衡单元EQ接收归一化(及非必须地,进一步处理的)输入音频信号并将归一化信号elNeq提供为输出(根据从用户接口 UI接收的音量控制信号VOL和从控制单元CNT接收的模式控制信号MOD)。控制单元CNT配置成监视输入单元IU并基于其决定扬声器系统LSS计划按哪一运行模式运行(如基于输入单元IU接收的信号IN的类型或通过经输入单元IU的音频接口接收的控制信号)。相应模式由模式控制信号MOD指明。图1b的实施例还包括均衡单元EQ和扬声器单元SPK之间的、另外的中间“其它”处理单元0P2、数模转换器DAC和放大器单元AMP。处理单元0P2配置成提供均衡音频输入信号elNeq的非必需的另外的处理(如应用数字增益、降噪或压缩,如果有关的话)及提供处理后的数字输出信号d0。数模转换器DAC(如Σ-δ转换器)将数字输出信号d0转换为模拟输出信号aOl。放大器单元AMP放大模拟输出信号aOl并将放大的模拟输出信号a02提供给扬声器单元SPK。
[0082]图1c示出了扬声器系统LSS的另一实施例。图1c的实施例包含结合图1b所示和所述一样的元件。图1c的实施例示出了其中输入单元IU包括两个不同音频接口的实施例:a)数字音频接口(如音频USB接口 ),其中数字电输入音频信号dIN可从另一装置(如计算机,例如参见图6b中的PC)接收;及幻模拟音频接口(如音频插口接口),其中模拟电输入音频信号aIN可从另一装置(如娱乐装置,例如参见图6b中的音乐播放器)接收。扬声器系统LSS还包括模数转换器ADC以在模拟电输入音频信号aIN进入输入单元IU之前使其数字化。在图1c的实施例中,用户接口和控制单元(分别为图1b实施例的UI和CNT)集成在用户接口 -控制单元U1-CNT中,其配置成从用户接收输入并从输入单元IU的音频接口提取有关信息,及基于这些(信号Μ0Ν)产生控制均衡单元EQV的控制信号MOD和V0L。图1b实施例的均衡单元EQ在图1c的实施例中分为两个功能单元EQV和EQS。EQV提供归一化输入音频信号eIN2的随音量(和模式)而变的均衡并将第一均衡输入信号elNeql提供给“静态”均衡单元EQS。均衡单元EQS配置成提供输入信号的与音量无关的均衡,即其对所有均衡函数EQui = O,1,2,...,N均一样。这样的与音量无关的均衡例如可消除(“清除”)频率响应曲线与中频范围中的理想响应(通常相当平坦)的(较小)偏离。“静态”均衡单元EQS将第二均衡输入信号eINeq2提供给处理单元0P2。均衡模块EQV和EQS的顺序可交换。
[0083]图2a_2b示出了用于根据本发明的扬声器系统的均衡器单元的两个示例性实施例。图2a示出了结合图1a-1c所述的均衡单元EQ,例如如图1c中所示,基于归一化输入音频信号eIN2提供第一均衡输入信号elNeql的随音量(和模式)而变的均衡单元EQV。图2a-2b的均衡单元可以也可不包括结合图1c所述的静态部分(单元EQS)。图2a示出了均衡单元EQV的实施例,其中对于每一均衡函数(EQ1-Mx, i = 0,1,2,…,N及X = 1,2,其中N+1为音量档数和2为运行模式数(其可以是I或大于2))存在单独的通路,及适当的通路在选择器单元SEL中基于控制输入信号MOD (当前检测到的或请求的运行模式)和VOL (当前请求的音量设置)进行选择。模块EQ1-Mx可实施为分开的固定滤波器,每一滤波器作用于同一输入信号eIN2并根据i,X (音量和模式)提供输入信号的独特均衡(衰减),对应的信号基于控制输入MOD、VOL选择为输出elNeql。
[0084]图2b示出了均衡单元EQ的备选实施例。在图2b的实施例中,均衡单元EQV包括存储器,其保存将由所涉及扬声器系统LSS实施的2N个均衡函数中的每一个(EQ1-Mx, i =O, 1,2,…,N及X = I, 2)的均衡函数(如可变滤波器的滤波器系数的形式)。归一化输入音频信号eIN2馈给可变滤波器,在此为数字IIR滤波器,及适当的滤波器系数从存储器取回并根据当前请求的音量设置和运行模式应用于可变滤波器。从而提供所得的(第一)均衡(输入)信号elNeql。也可使用不同于数字IIR滤波器的其它滤波器(如数字FIR滤波器或模拟滤波器)。
[0085]图3a_3c示意性地示出了与本发明有关的、涉及扬声器单元的均衡曲线和传递函数的多个不同频率。
[0086]图3a示出了扬声器系统(或其形成为一部分的通信装置)的工作频率范围。该系统配置成在最小频率f—和最大频率f _之间的音频频率范围中运行。在实施例中,最小频率f_小于50Hz。在实施例中,最大频率f_大于4kHz,如大于8kHz。工作频率分为低频区、中频区和高频区,由阈频率& &和f Hf, th分隔。
[0087]图3b不出了定义有关频率的不例性(不意性)均衡曲线。频率:^2和f 3原则上对应于上面定义的阈频率fVFitjP f HFith。在本发明的均衡函数EQid-EQn中,频率fjP f3对于不同函数可以不同(因而与相应的阈频率4&&和£吧>不一样),但通常将不偏差太多且接近阈频率。频率可基于主观准则和/或功耗准则和/或放大器电压和/或扬声器位移进行确定。频率可因均衡函数不同而不同,并可(对于一些均衡函数,如果可能)与最小工作频率f_一致。对于频率f 4,同样如此。
[0088]每一特定均衡函数确定形成(对于该均衡函数的)相应低、中和高频区的低频阈频率f2(?fmth)和高频阈频率f3 (?fHFith),其中低频和高频阈频率(f2,f3)之间的中频区中的衰减大于在低于低频阈频率(f2)的低频区中的衰减。频率f/j、于低频阈频率f2。对应地,频率^大于高频阈频率f 3。扬声器系统配置成在最小频率f_ (如< 50Hz)和最大频率(如> 4kHz)之间的音频频率范围中运行。
[0089]均衡曲线在频率范围中的进程用于分别补偿扬声器单元的频率响应在低和高频的偏差(分别低于f&ut和高于f HFcut^参见图3c)。图3b的示例性均衡函数的衰减被示为在匕和f 2之间的低频区中从在f 2的中频范围电平L(f 2)增加到在匕的最小衰减电平Uf1)。对应地,图3
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