專利名稱：傳聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳聲器，尤其涉及供一位數(shù)字音頻系統(tǒng)用的傳聲器。
一般說來，傳聲器響應(yīng)其周圍可聞聲級產(chǎn)生一低電平電信號。此低電平的電信號隨后沿著電纜被傳導給其后的處理設(shè)備，例如象混聲控制臺之類的數(shù)字信號處理裝置，并在其處被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，供進一步處理。
此低電平的電信號在沿電纜傳輸?shù)倪^程中，易遭受感應(yīng)器聲和干擾的影響。
本發(fā)明提供一種傳聲器，它包括一外殼；一配置在該外殼中的聲電信號變換器，可被操作以產(chǎn)生出模擬的音頻信號，以及一配置在該外殼中的一位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，以便將此模擬的音頻信號轉(zhuǎn)換成一位的數(shù)字音頻信號，傳送給其它的外部音頻處理設(shè)備。
本發(fā)明能夠提供一種供一位數(shù)字音頻系統(tǒng)使用而具有降低了的噪聲和失真的傳聲器，這是由于低電平的傳聲器輸出信號直接被傳送給模/數(shù)轉(zhuǎn)換器而沒有沿長程電纜通過。
如果該傳聲器被用在全部采用一位信號的音頻系統(tǒng)中，那么它能夠避免在該系統(tǒng)的輸入端進行多位脈碼調(diào)制編碼的需要，以及避免其所伴隨的頻帶寬度損失、附加的時間延遲和在換算中的不舍入誤差。特別是由脈碼調(diào)制編碼級引起的時間延遲，對于歌手們頭戴的受話器是尤其麻煩的，他們在這種場合下聽到的某一部分聲音來自于傳聲器/模數(shù)轉(zhuǎn)換器混合。典型的脈碼調(diào)制模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的時間延遲約為1毫秒。該延時對應(yīng)于空氣中30厘米的傳播，其類似于足以導致梳狀濾波效應(yīng)的口和耳朵之間的距離。
進一步的特性還在于能使由反饋帶來的任何問題緩和，假定一位數(shù)字音頻信號的音頻帶分量與供給模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入高度相關(guān)，而且線驅(qū)動器的輸出能夠很容易地被該模/數(shù)轉(zhuǎn)換器靈敏的輸入電路拾取。
為了緩和任何諸如此類的反饋問題，用來在同軸電纜上傳輸?shù)囊晃恍盘?，在其傳送給電纜驅(qū)動器之前要通過對數(shù)字數(shù)據(jù)攪頻使其與音頻信號失去相關(guān)。在此電纜的另一端，可以使用相應(yīng)的去攪頻器。
作為進一步優(yōu)先選取的特性，可以安排此攪頻過程，以致假如該傳聲器供電不足或者拔去插頭，此去攪頻器(其目前接收的數(shù)據(jù)代表固定不變的零電子流)將產(chǎn)生出基本上相等的“1”和“0”的分布狀態(tài)-一位數(shù)字靜音(silence)表示法。
本發(fā)明的實施例，現(xiàn)在將參照附圖僅作為實例來描述，貫穿該附圖的相同部分，用相同的參考符號表示，其中

圖1為傳聲器的原理圖；圖2至4為與數(shù)字信號處理設(shè)備輸入級相連接的傳聲器相應(yīng)實施例更詳細的原理圖，以及圖5a及5b分別表示攪頻器和互補的去攪頻器。
現(xiàn)在參見附圖，圖1為傳聲器的原理圖，它包括一外殼10，外殼10中配置有音頻變送器(例如傳聲器極頭)20和一位數(shù)字信號處理器30。傳輸線諸如同軸電纜40從信號處理器30中傳送出信號，且在某些實施例中將信號傳送給該信號處理器30。
圖2至4為與數(shù)字信號處理設(shè)備60輸入級50相連接的傳聲器相應(yīng)實施例更詳細的原理圖。
在圖2至4中，以下的參考數(shù)字用來表示相似但不相同的部分30，30′，30″傳聲器外殼中的數(shù)字信號處理器50，50′，50″輸入級60，60′，60″數(shù)字信號處理設(shè)備數(shù)字信號處理設(shè)備60，例如可以是混聲控制臺或者處理一位數(shù)字音頻信號的可操作的音響效果單元。
為此，從圖2開始，信號處理設(shè)備60包括一時鐘脈沖發(fā)生器110，來自傳聲器的一位數(shù)字音頻信號應(yīng)該與該時鐘脈沖發(fā)生器110產(chǎn)生的時鐘信號同步。該時鐘脈沖發(fā)生器110將此時鐘信號供給輸入級50，而且還經(jīng)過同軸電纜40(但沿“相反的”方向)供給傳聲器的信號處理器中的時鐘恢復(fù)和供電設(shè)備120。
時鐘恢復(fù)和供電設(shè)備120產(chǎn)生兩個輸出信號一個是供給一位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器130的直接的時鐘信號，另一個是功率輸出，其將運轉(zhuǎn)用的功率供給一位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器130，線驅(qū)動器140以及(如果必要的話)音頻變送器20。
電源是由同軸電纜40傳送的時鐘信號通過對其進行整流和平滑處理得到的。這樣就避免了對于配置傳統(tǒng)的“幻象電源”的需要，盡管傳統(tǒng)的幻象電源也能夠用來替代，假如需要的話。
為此，在運轉(zhuǎn)中，音頻變送器20將隨其附近的聲級產(chǎn)生出模擬的音頻輸出信號。一位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器130則根據(jù)由時鐘恢復(fù)和供電設(shè)備120供給的時鐘脈沖，將此模擬音號轉(zhuǎn)換為一位數(shù)字信號。隨后線驅(qū)動器140將此一位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器130的輸出放大到適當?shù)乃剑员憬?jīng)過同軸電纜40傳輸。
在數(shù)字信號處理設(shè)備60中，其輸入級(通過時鐘脈沖發(fā)生器110使其同步)端接在同軸電纜40上，并且對經(jīng)過同軸電纜40傳輸?shù)臄?shù)字信號的波形進行“整形”，即通過使用一閾限器(例如施密特觸發(fā)器)來檢測同軸電纜40上的信號是高于或者低于閾值信號電平，從而產(chǎn)生一“整形”數(shù)字輸出供隨后處理。
第二個實施例表示在圖3中，在這種場合下，數(shù)字信號處理器30′包括一時鐘脈沖發(fā)生器210，其將時鐘信號供給一位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器130，如前所述。而且如同圖2中一樣，線驅(qū)動器140將一位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器130的輸出放大到適當?shù)乃?，以便沿同軸電纜40傳輸。
在圖3中，時鐘脈沖發(fā)生器210，一位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器130，線驅(qū)動器140以及(假如需要的話)音頻變送器20，不是靠電池組就是靠傳統(tǒng)的“幻象電源”供電。
在接收者的數(shù)字信號處理設(shè)備60中，同軸電纜40上的信號被傳遞給時鐘恢復(fù)單元220，并且通過一鎖相環(huán)同步，由此時鐘恢復(fù)單元220將一位數(shù)字信號的時鐘頻率恢復(fù)為一位信號的比特率。輸入級50′則由時鐘恢復(fù)單元220的輸出使其同步。
另外的同步級可能是需要的，假如來自該傳聲器的一位信號打算隨同一位信號與其它時鐘信號源(例如來自其它傳聲器的)同步進行處理的話。
圖4表示第三個實施例，它提出了圖3中實施例的三個潛在問題。
這些問題是(1)它未必總能輕而易舉地從一位數(shù)字音頻信號中恢復(fù)出時鐘信號；(2)由于低通濾波形式的一位數(shù)字音頻信號可被認為是其模擬音頻信號的表示，故存在一種危險，來自線驅(qū)動器140的比較高的信號電平輸出，將被反饋(例如通過感應(yīng))給一位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器130的比較低的信號電平輸入，從而導致可能潛在地引起非線性失真的反饋問題；(3)如果傳聲器被拔去插頭或者供電不足，則輸入給50中的閾限器可能輸出一相同比特值(例如零)的連續(xù)序列，其在一位數(shù)字域中代表非常大的信號電平。
這些潛在的問題，在圖4的實施例中通過在傳聲器中引入狀態(tài)攪頻器310和在接收者的數(shù)字信號處理設(shè)備中引入相應(yīng)的去攪頻器320被提出來。
攪頻器310和去攪頻器320將參照圖5詳細描述于下，然而簡單地說，它們的用途在于確保沿同軸電纜40傳輸?shù)臄?shù)據(jù)能同提供給一位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器130的音頻信號相對去相關(guān)。這就可以減少線驅(qū)動器130的輸出和一位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器130的輸出之間的反饋問題。并且，數(shù)據(jù)信號的數(shù)字內(nèi)含可以變化，以致于其對時鐘恢復(fù)電路220從被攪頻的信中恢復(fù)出時鐘信號比較便當。
圖5a示意表示攪頻器310的一種實施例，而且圖5b示意表示互補的去攪頻器320的一種實施例。
在圖5a中，打算被攪頻的信號作為一輸入提供給二輸入端異-或門500。異-或門500的輸出則通過一系列的n個一位延遲器510饋送，其中n例如可以處在8和16之間。該延遲鏈中最后一延遲的輸出形成被攪頻的數(shù)據(jù)輸出，而且被反饋以將第二個輸入提供給異-或門500。
與此類似，在圖5b中，打算去攪頻的輸入數(shù)據(jù)被并聯(lián)提供給一系列m個一位延遲器(其中m與圖5a中的n值相同)中的第一個延遲器，并且提供給二輸入端異-或門530的一輸入端。異-或門530的另一輸入端則接收該延遲鏈520的輸出。異-或門530的輸出便形成了去攪頻后的數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種傳聲器，它包括一外殼；一配置在該外殼中的聲電信號變換器，該變換器可被操作以產(chǎn)生出模擬的音頻信號，以及一配置在該外殼中的一位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，以便將此模擬的音頻信號轉(zhuǎn)換成一位數(shù)字音頻信號，傳送給其它的外部音頻處理設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的傳聲器，它包括一時鐘脈沖發(fā)生器，用于產(chǎn)生出時鐘脈沖以使模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作同步。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的傳聲器，它包括用于接收來自外部設(shè)備的時鐘信號的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的傳聲器，它包括由被接收的時鐘信號中得到電源信號并將此電源信號供給模/數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器用的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的傳聲器，其中得到電源信號的裝置包括整流器和平滑處理電路。
6.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的傳聲器，它包括對于模/數(shù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)產(chǎn)生攪頻作用的攪頻器，從而使被攪頻的數(shù)據(jù)與模擬的音頻信號之間的相關(guān)，低于模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)與該模擬的音頻信號之間的相關(guān)。
7.一種傳聲器，實質(zhì)上如上文參照附圖描述的那樣。
全文摘要
一種傳聲器,它包括一外殼;一配置在該外殼中的聲電信號變換器,該變換器可被操作以產(chǎn)生出模擬的音頻信號;以及一配置在該外殼中的一位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器,以便將此模擬的音頻信號轉(zhuǎn)換成一位的數(shù)字音頻信號,傳送給其它的外部音頻處理設(shè)備。
文檔編號H04R1/02GK1192116SQ97122638
公開日1998年9月2日 申請日期1997年11月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月27日
發(fā)明者P·C·伊斯泰, C·斯萊特, P·D·蘇爾佩 申請人:索尼英國有限公司