專(zhuān)利名稱(chēng)：超低頻Ⅱ的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)在權(quán)利要求1前述部分中所述的音頻系統(tǒng)。
本發(fā)明還涉及用于這種音頻系統(tǒng)中的增強(qiáng)裝置。
音頻信號(hào)的高保真再現(xiàn)理想地要求聲音換能器能可靠地再現(xiàn)在人類(lèi)的整個(gè)聽(tīng)覺(jué)范圍內(nèi)的聲音。該范圍被確定為20-20,000Hz。然而，實(shí)際上，最高保真度的揚(yáng)聲器系統(tǒng)也只能再現(xiàn)在40-20,000Hz頻率范圍內(nèi)的聲音。這些高保真度系統(tǒng)包括用于再現(xiàn)該頻率范圍的高端的小換能器(高音揚(yáng)聲器)，和用于再現(xiàn)該頻率范圍內(nèi)的低端部分的相對(duì)較大的換能器(低音揚(yáng)聲器)。自然地，這些揚(yáng)聲器系統(tǒng)在尺寸上很大并占據(jù)了聽(tīng)音區(qū)域的相當(dāng)大數(shù)量的空間。
然而，有許多喜歡高保真音響的顧客沒(méi)有一個(gè)可以容納高保真揚(yáng)聲器系統(tǒng)的空間。認(rèn)識(shí)到這一問(wèn)題的制造商已經(jīng)在向這些顧客銷(xiāo)售具有小揚(yáng)聲器系統(tǒng)的緊湊型音頻系統(tǒng)。然而，考慮到這些揚(yáng)聲器系統(tǒng)的相對(duì)較小尺寸，這些小揚(yáng)聲器系統(tǒng)不能再現(xiàn)在40-100Hz頻率范圍內(nèi)的音頻信號(hào)。使用這些緊湊型音頻系統(tǒng)的顧客將會(huì)發(fā)現(xiàn)這些缺陷并對(duì)此系統(tǒng)失望。
這樣一種音頻系統(tǒng)可以由歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)EP-A-0546619(專(zhuān)利參考號(hào)PHA40624)。因?yàn)樵摪l(fā)明的電動(dòng)式揚(yáng)聲器，需要更大的聲輸出，尤其上在低頻處。然而經(jīng)常是，例如在電視機(jī)或便攜式音頻單元中，該聲輸出受到揚(yáng)聲器尺寸的嚴(yán)重限制。已經(jīng)知道這種兩難情況可以通過(guò)使用一種經(jīng)常被稱(chēng)為虛定調(diào)或遺失的基音的心理聲學(xué)現(xiàn)象來(lái)解決，這一現(xiàn)象是喚引一個(gè)更高低頻響應(yīng)的幻覺(jué)，而此時(shí)揚(yáng)聲器沒(méi)有在這些低頻處放射更多的功率。這一幻覺(jué)可以通過(guò)用低頻音調(diào)的諧波替換這些低頻音調(diào)來(lái)產(chǎn)生，這些低頻音調(diào)存在于該音頻信號(hào)中，但是不能由小揚(yáng)聲器再現(xiàn)。這些諧波現(xiàn)在表現(xiàn)低頻音調(diào)，被稱(chēng)為超低頻(ultrabass)。
在已知的音頻系統(tǒng)中選擇一個(gè)音頻信號(hào)的低頻頻帶并提供給為用于產(chǎn)生所選信號(hào)諧波的諧波發(fā)生器形式的增強(qiáng)裝置。然后，所產(chǎn)生的諧波被加到該音頻信號(hào)中。以此方式改善了音頻信號(hào)的低頻聽(tīng)覺(jué)效果。在已知的音頻系統(tǒng)中，一個(gè)全波整流器被用作諧波發(fā)生器，它只產(chǎn)生偶諧波。
本發(fā)明的一個(gè)目的是降低人為的東西從而具有更自然的效果，增加音樂(lè)距離功效和具有盡可能多的效果量。另一個(gè)目的是具有一個(gè)自適應(yīng)系統(tǒng)以?xún)?yōu)化可用的頭上空間和避免在最大音量時(shí)的失真。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是進(jìn)一步改善聽(tīng)覺(jué)所感受的低頻音頻信號(hào)。
為此，本發(fā)明的第一方面提供一個(gè)如權(quán)利要求1所限定的音頻系統(tǒng)。
本發(fā)明是基于以下原理，為了克服在低頻頻帶產(chǎn)生太多信號(hào)的問(wèn)題，更加有效的是使用一個(gè)前饋聲音增益控制來(lái)根據(jù)所接收的輸入信號(hào)以控制諧波發(fā)生器的增益，從而只試圖在增強(qiáng)裝置端減少低頻信號(hào)的大小。
根據(jù)本發(fā)明的音頻系統(tǒng)的一些實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中進(jìn)行描述。
本發(fā)明和附加特征將通過(guò)下面所述的和附圖所示的實(shí)例變得更加清楚，所述附加特征是可選地用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)的。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)音頻系統(tǒng)的示意性實(shí)施例，圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)音頻系統(tǒng)的第二實(shí)施例，圖3是根據(jù)本發(fā)明的增強(qiáng)裝置的一個(gè)實(shí)施例。
在所有圖中，相應(yīng)的元件將用相應(yīng)的參考數(shù)字來(lái)標(biāo)記。
圖1顯示了一個(gè)音頻系統(tǒng)AS1的示意性實(shí)施例，它包括一個(gè)處理裝置PM1。在此例中只顯示了一個(gè)輸入信號(hào)i1和一個(gè)輸出信號(hào)o1。當(dāng)然，可以相同技術(shù)可以與立體聲或多聲道應(yīng)用一起使用(例如見(jiàn)用于立體聲應(yīng)用的圖2)。該音頻系統(tǒng)還包括一個(gè)用于接收音頻輸入信號(hào)i1的輸入端I1和一個(gè)用于將一個(gè)音頻信號(hào)o1提供給揚(yáng)聲器L1的輸出端O1。該處理裝置和增強(qiáng)裝置都被連接到用于接收該音頻輸入信號(hào)的輸入端。該處理裝置和增強(qiáng)裝置的輸出端被分別連接到一個(gè)用于將所處理的信號(hào)相加并將組合信號(hào)提供給輸出端O1的相加裝置的相應(yīng)輸入端音頻系統(tǒng)AS1的操作如下所示。所接收的信號(hào)i1在處理裝置PM1中進(jìn)行處理，如通常在音頻系統(tǒng)中所進(jìn)行的一樣，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，故不需要進(jìn)一步解釋。該增強(qiáng)裝置EM1將由輸入信號(hào)i1中選擇一個(gè)頻率范圍，該頻率范圍的輸入信號(hào)將不得不單獨(dú)進(jìn)行處理，之后，在相加裝置AM1中被加到所處理的信號(hào)中。增強(qiáng)裝置EM1包括來(lái)自增強(qiáng)裝置EM1輸入端的一個(gè)前饋控制FFC1和來(lái)自增強(qiáng)裝置EM1輸出端O1的一個(gè)反饋控制FBC1。
為了克服在低頻頻帶產(chǎn)生太多信號(hào)的問(wèn)題，更加有效的是使用一個(gè)前饋聲音增益控制來(lái)根據(jù)所接收的輸入信號(hào)以控制諧波發(fā)生器的增益，從而只試圖在增強(qiáng)裝置端減少低頻信號(hào)的大小。
隨后將參照其他附圖更加詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的增強(qiáng)裝置的操作。
圖2示出了一個(gè)音頻系統(tǒng)AS2的第二示意性實(shí)施例，它包括兩個(gè)輸入端LI2，RI2。兩個(gè)輸入端都連接到用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波以選擇將要被增強(qiáng)(改善)的較低頻帶部分的第一濾波裝置F21。該較低頻帶部分被提供給一個(gè)諧波發(fā)生器HG2，該諧波發(fā)生器還接收一個(gè)來(lái)自第一濾波裝置F21輸出端的一個(gè)前饋控制FFC2的信號(hào)。該諧波發(fā)生器HG2的輸出端經(jīng)第二濾波裝置F22連接到一個(gè)反饋控制裝置FBC2，該反饋控制裝置接收同時(shí)來(lái)自于一個(gè)左輸出LO2和一個(gè)右輸出的一個(gè)反饋信號(hào)。該反饋控制裝置FBC2的輸出端分別經(jīng)由第一相加裝置SUM21和第二相加裝置SUM22連接到輸出端LO2和RO2。
此圖為顯示在處理裝置中對(duì)“正?！弊蠛陀乙纛l信號(hào)的處理(見(jiàn)圖1PM1)。
圖3顯示了一個(gè)音頻系統(tǒng)AS3的第三實(shí)施例，該第三實(shí)施例是數(shù)字版本的圖2的模擬版本。該音頻系統(tǒng)包括第一和第二輸入端LI3，RI3和第一和第二輸出端LO3，RO3。這些輸入端被連接到用于將左和右輸入信號(hào)相加并將組合信號(hào)提供給第一濾波裝置F31的相加設(shè)備SUM1。在第一濾波裝置中，輸入信號(hào)被濾波以?xún)H獲得將要增強(qiáng)的低頻分量。第一濾波裝置F31的輸出端被連接到一個(gè)諧波發(fā)生器HG3，該諧波發(fā)生器用于產(chǎn)生所接收的低通濾波后的輸入信號(hào)的諧波。濾波裝置F31的輸出端還被連接到諧波發(fā)生器HG3以提供前饋控制信號(hào)FFC3。諧波發(fā)生器的輸出端連接到反饋控制裝置FBC3。諧波發(fā)生器的輸出端被連接到混音裝置MIX3，在此例中由兩個(gè)相加裝置SUM2和SUM3來(lái)表示。在該混音裝置中，反饋控制裝置FBC3的輸出信號(hào)分別與“正常的”左輸入信號(hào)和與“正常的”右輸入信號(hào)相合并。這些輸出端提供分別經(jīng)由音量控制裝置VC31，VC32提供到左輸出端LO3和右輸出端RO3的相應(yīng)輸出信號(hào)。
這些控制信號(hào)還被作為反饋信號(hào)提供給反饋控制裝置FBC3。
諧波發(fā)生器可以用所謂的OPAMP(運(yùn)算放大器)，電阻和電容來(lái)實(shí)現(xiàn)。
應(yīng)注意到，在音頻信號(hào)的“正?！毙盘?hào)通道中，可以包括一個(gè)高通濾波器以改善音頻系統(tǒng)的性能。例如，這些濾波器可以用于保護(hù)小揚(yáng)聲器。它有助于防止揚(yáng)聲器在它的諧振頻率之下的過(guò)驅(qū)動(dòng)。對(duì)于較大的揚(yáng)聲器，較少出現(xiàn)這種過(guò)驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，這些濾波器可以去掉以改善在輸入信號(hào)的低頻音色。
混音裝置MIX3可以用于調(diào)節(jié)將要被加到“正?！币纛l信號(hào)中的低頻信號(hào)量。
權(quán)利要求
1.一個(gè)音頻系統(tǒng)，包括一個(gè)用于接收一個(gè)音頻信號(hào)的輸入端和一個(gè)用于提供一個(gè)輸出信號(hào)的輸出端，用于處理所接收的音頻信號(hào)的處理裝置和增強(qiáng)裝置，從而該增強(qiáng)裝置包括用于選擇音頻信號(hào)的一部分的選擇裝置，和一個(gè)用于產(chǎn)生所選音頻信號(hào)部分的諧波的諧波發(fā)生器，其特征在于該增強(qiáng)裝置還包括一個(gè)根據(jù)所接收的輸入信號(hào)來(lái)控制諧波發(fā)生器增益的前饋?zhàn)詣?dòng)增益控制器。
2.權(quán)利要求1的音頻系統(tǒng)，其特征在于該音頻系統(tǒng)包括一個(gè)連接在輸入端和增強(qiáng)裝置之間的低通濾波裝置，該低通濾波裝置用于選擇將要被增強(qiáng)的音頻信號(hào)的低頻部分，而該前饋控制自動(dòng)增益控制被由低通濾波裝置的輸出端連接到增強(qiáng)裝置的控制輸入端。
3.權(quán)利要求1的音頻系統(tǒng)，其特征在于該增強(qiáng)裝置包括一個(gè)連接在音頻系統(tǒng)輸出端和增強(qiáng)裝置的控制輸入端之間的反饋控制，該反饋控制用于根據(jù)輸出的音頻信號(hào)來(lái)控制諧波發(fā)生器的增益。
4.用于權(quán)利要求1所要求保護(hù)的音頻系統(tǒng)中的增強(qiáng)裝置。
全文摘要
已知一種音頻系統(tǒng),它用于由例如預(yù)先錄制的CD來(lái)再現(xiàn)音頻信號(hào)或再現(xiàn)所接收的收音機(jī)信號(hào)。為了改善尤其是在低頻范圍中的信號(hào),知道所謂的超低頻帶。本發(fā)明提出通過(guò)引入前饋控制以克服在提供具有將過(guò)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的音量的低頻范圍內(nèi)信號(hào)中存在的問(wèn)題來(lái)進(jìn)一步改善這些信號(hào)。
文檔編號(hào)H04R3/00GK1366784SQ01800888
公開(kāi)日2002年8月28日 申請(qǐng)日期2001年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月11日
發(fā)明者C·波利塞特, H·M·特奧, L·B·唐赫, R·M·O·圣穆林德 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司