專利名稱：超低頻Ⅱ的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個在權(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)中的增強裝置。
音頻信號的高保真再現(xiàn)理想地要求聲音換能器能可靠地再現(xiàn)在人類的整個聽覺范圍內(nèi)的聲音。該范圍被確定為20-20,000Hz。然而，實際上，最高保真度的揚聲器系統(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(高音揚聲器)，和用于再現(xiàn)該頻率范圍內(nèi)的低端部分的相對較大的換能器(低音揚聲器)。自然地，這些揚聲器系統(tǒng)在尺寸上很大并占據(jù)了聽音區(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有一個可以容納高保真揚聲器系統(tǒng)的空間。認識到這一問題的制造商已經(jīng)在向這些顧客銷售具有小揚聲器系統(tǒng)的緊湊型音頻系統(tǒng)。然而，考慮到這些揚聲器系統(tǒng)的相對較小尺寸，這些小揚聲器系統(tǒng)不能再現(xiàn)在40-100Hz頻率范圍內(nèi)的音頻信號。使用這些緊湊型音頻系統(tǒng)的顧客將會發(fā)現(xiàn)這些缺陷并對此系統(tǒng)失望。
這樣一種音頻系統(tǒng)可以由歐洲專利申請EP-A-0546619(專利參考號PHA40624)。因為該發(fā)明的電動式揚聲器，需要更大的聲輸出，尤其上在低頻處。然而經(jīng)常是，例如在電視機或便攜式音頻單元中，該聲輸出受到揚聲器尺寸的嚴(yán)重限制。已經(jīng)知道這種兩難情況可以通過使用一種經(jīng)常被稱為虛定調(diào)或遺失的基音的心理聲學(xué)現(xiàn)象來解決，這一現(xiàn)象是喚引一個更高低頻響應(yīng)的幻覺，而此時揚聲器沒有在這些低頻處放射更多的功率。這一幻覺可以通過用低頻音調(diào)的諧波替換這些低頻音調(diào)來產(chǎn)生，這些低頻音調(diào)存在于該音頻信號中，但是不能由小揚聲器再現(xiàn)。這些諧波現(xiàn)在表現(xiàn)低頻音調(diào)，被稱為超低頻(ultrabass)。
在已知的音頻系統(tǒng)中選擇一個音頻信號的低頻頻帶并提供給為用于產(chǎn)生所選信號諧波的諧波發(fā)生器形式的增強裝置。然后，所產(chǎn)生的諧波被加到該音頻信號中。以此方式改善了音頻信號的低頻聽覺效果。在已知的音頻系統(tǒng)中，一個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)明的一個目的是降低人為的東西從而具有更自然的效果，增加音樂距離功效和具有盡可能多的效果量。另一個目的是具有一個自適應(yīng)系統(tǒng)以優(yōu)化可用的頭上空間和避免在最大音量時的失真。
本發(fā)明的再一個目的是進一步改善聽覺所感受的低頻音頻信號。
為此，本發(fā)明的第一方面提供一個如權(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)生太多信號的問題，更加有效的是使用一個前饋聲音增益控制來根據(jù)所接收的輸入信號以控制諧波發(fā)生器的增益，從而只試圖在增強裝置端減少低頻信號的大小。
根據(jù)本發(fā)明的音頻系統(tǒng)的一些實施例在從屬權(quán)利要求中進行描述。
本發(fā)明和附加特征將通過下面所述的和附圖所示的實例變得更加清楚，所述附加特征是可選地用于實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點的。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個音頻系統(tǒng)的示意性實施例，圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個音頻系統(tǒng)的第二實施例，圖3是根據(jù)本發(fā)明的增強裝置的一個實施例。
在所有圖中，相應(yīng)的元件將用相應(yīng)的參考數(shù)字來標(biāo)記。
圖1顯示了一個音頻系統(tǒng)AS1的示意性實施例，它包括一個處理裝置PM1。在此例中只顯示了一個輸入信號i1和一個輸出信號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(例如見用于立體聲應(yīng)用的圖2)。該音頻系統(tǒng)還包括一個用于接收音頻輸入信號i1的輸入端I1和一個用于將一個音頻信號o1提供給揚聲器L1的輸出端O1。該處理裝置和增強裝置都被連接到用于接收該音頻輸入信號的輸入端。該處理裝置和增強裝置的輸出端被分別連接到一個用于將所處理的信號相加并將組合信號提供給輸出端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i1在處理裝置PM1中進行處理，如通常在音頻系統(tǒng)中所進行的一樣，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，故不需要進一步解釋。該增強裝置EM1將由輸入信號i1中選擇一個頻率范圍，該頻率范圍的輸入信號將不得不單獨進行處理，之后，在相加裝置AM1中被加到所處理的信號中。增強裝置EM1包括來自增強裝置EM1輸入端的一個前饋控制FFC1和來自增強裝置EM1輸出端O1的一個反饋控制FBC1。
為了克服在低頻頻帶產(chǎn)生太多信號的問題，更加有效的是使用一個前饋聲音增益控制來根據(jù)所接收的輸入信號以控制諧波發(fā)生器的增益，從而只試圖在增強裝置端減少低頻信號的大小。
隨后將參照其他附圖更加詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的增強裝置的操作。
圖2示出了一個音頻系統(tǒng)AS2的第二示意性實施例，它包括兩個輸入端LI2，RI2。兩個輸入端都連接到用于對輸入信號進行濾波以選擇將要被增強(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諧波發(fā)生器HG2，該諧波發(fā)生器還接收一個來自第一濾波裝置F21輸出端的一個前饋控制FFC2的信號。該諧波發(fā)生器HG2的輸出端經(jīng)第二濾波裝置F22連接到一個反饋控制裝置FBC2，該反饋控制裝置接收同時來自于一個左輸出LO2和一個右輸出的一個反饋信號。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“正?！弊蠛陀乙纛l信號的處理(見圖1PM1)。
圖3顯示了一個音頻系統(tǒng)AS3的第三實施例，該第三實施例是數(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相加并將組合信號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，輸入信號被濾波以僅獲得將要增強的低頻分量。第一濾波裝置F31的輸出端被連接到一個諧波發(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，在此例中由兩個相加裝置SUM2和SUM3來表示。在該混音裝置中，反饋控制裝置FBC3的輸出信號分別與“正常的”左輸入信號和與“正常的”右輸入信號相合并。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。
這些控制信號還被作為反饋信號提供給反饋控制裝置FBC3。
諧波發(fā)生器可以用所謂的OPAMP(運算放大器)，電阻和電容來實現(xiàn)。
應(yīng)注意到，在音頻信號的“正?！毙盘柾ǖ乐?，可以包括一個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小揚聲器。它有助于防止揚聲器在它的諧振頻率之下的過驅(qū)動。對于較大的揚聲器，較少出現(xiàn)這種過驅(qū)動問題，這些濾波器可以去掉以改善在輸入信號的低頻音色。
混音裝置MIX3可以用于調(diào)節(jié)將要被加到“正?！币纛l信號中的低頻信號量。
權(quán)利要求
1.一個音頻系統(tǒng)，包括一個用于接收一個音頻信號的輸入端和一個用于提供一個輸出信號的輸出端，用于處理所接收的音頻信號的處理裝置和增強裝置，從而該增強裝置包括用于選擇音頻信號的一部分的選擇裝置，和一個用于產(chǎn)生所選音頻信號部分的諧波的諧波發(fā)生器，其特征在于該增強裝置還包括一個根據(jù)所接收的輸入信號來控制諧波發(fā)生器增益的前饋自動增益控制器。
2.權(quán)利要求1的音頻系統(tǒng)，其特征在于該音頻系統(tǒng)包括一個連接在輸入端和增強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的音頻信號的低頻部分，而該前饋控制自動增益控制被由低通濾波裝置的輸出端連接到增強裝置的控制輸入端。
3.權(quán)利要求1的音頻系統(tǒng)，其特征在于該增強裝置包括一個連接在音頻系統(tǒng)輸出端和增強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)輸出的音頻信號來控制諧波發(fā)生器的增益。
4.用于權(quán)利要求1所要求保護的音頻系統(tǒng)中的增強裝置。
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來再現(xiàn)音頻信號或再現(xiàn)所接收的收音機信號。為了改善尤其是在低頻范圍中的信號,知道所謂的超低頻帶。本發(fā)明提出通過引入前饋控制以克服在提供具有將過驅(qū)動揚聲器的音量的低頻范圍內(nèi)信號中存在的問題來進一步改善這些信號。
文檔編號H04R3/00GK1366784SQ01800888
公開日2002年8月28日 申請日期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 申請人:皇家菲利浦電子有限公司