專利名稱：一種內置雙喇叭的耳機和其信號處理方法
技術領域：
本發明涉及音頻播放領域，特別涉及一種內置雙喇叭的耳機和其信號處理方法。
技術背景
在音頻播放中，人耳所接收的音頻分為重低音、中低音和高音三部分。現有技術中，內置雙喇叭的耳機中電路圖如圖I所示。其中,包括高通濾波器HFP、低通濾波器LFP、 功率放大器AMP、高音喇叭H-SP、低音喇叭L-SP。
如圖2A所示，在一種技術方案中，以低通濾波器和低音喇叭組成的低音單元做主發音單元，采用高通濾波器和高音喇叭組成的高音單元做高頻補償。其中，對于聲音中的重低音部分無法做單獨的增強或衰減調節，導致耳機接收的聲音效果差。
如圖2B所示，在另一種技術方案中，以高通濾波器和高音喇叭做主發音單元，采用低通濾波器和低音喇叭組成的低音單元做低音增強使用。該方案中，內置雙喇叭耳機系統對高、低音喇叭單體的設計要求較高，同時對高音獨立腔體體積大小(主要是腔體的下潛頻率以及聲音的彈性方面)的設計要求。發明內容
本發明提供了一種內置雙喇叭的耳機和其信號處理方法，以解決對于聲音中的重低音部分無法做單獨調節，導致耳機接收的聲音效果差的問題。
本發明公開了一種內置雙喇叭的耳機，所述耳機包括高通濾波器、帶通濾波器、 低通濾波器，電平調整器、加法器、高音喇叭和低音喇叭；
所述高通濾波器的輸出端連接所述高音喇叭的輸入端；
所述帶通濾波器的輸出端連接所述加法器的第一輸入端；
所述低通濾波器的輸出端連接所述電平調整器的輸入端，所述電平調整器的輸出端連接所述加法器的第二輸入端；
所述加法器的輸出端連接所述低音喇叭的輸入端；
所述高通濾波器濾波通過的信號為高音信號，所述帶通濾波器濾波通過的信號為中低音信號，所述低通濾波器濾波通過的信號為重低音信號。
其中，所述耳機還包括第一功率放大器和第二功率放大器，
所述高通濾波器的輸出端連接所述第一功率放大器的輸入端，所述第一功率放大器的輸出端連接所述高音喇叭的輸入端；
所述加法器的輸出端連接所述第二功率放大器的輸入端，所述第二功率放大器的輸出端連接所述低音喇叭的輸入端。
其中，所述耳機還包括第一相位校正器；
所述帶通濾波器的輸出端連接所述第一相位校正器的輸入端，所述第一相位校正器的輸出端連接所述加法器的第一輸入端。
其中，所述耳機還包括第二相位校正器；
所述低通濾波器的輸出端連接所述第二相位校正器的輸入端，所述第二相位校正器的輸出端連接所述電平調整器的輸入端。
其中，所述高通濾波器通過的信號的頻率的下限值為3. 5KHZ ；
所述低通濾波器通過的信號的頻率的上限值為300HZ ；
所述帶通濾波器通過的信號的頻段在所述下限值與所述上限值之間。
本發明還公開了一種內置雙喇叭的耳機的信號處理方法，所述耳機包括高通濾波器、帶通濾波器、低通濾波器、電平調制器、加法器、高音喇叭和低音喇叭；
所述高通濾波器對接收的信號進行濾波輸出高音信號，將所述高音信號傳輸給所述聞首喇機進行播放；
所述帶通濾波器對接收的信號進行濾波輸出中低音信號，將所述中低音信號傳輸給所述加法器的第一輸入端；
所述低通濾波器對接收的信號進行濾波輸出重低音信號，將所述重低音信號傳輸給所述電平調整器，所述電平調制器對所述重低音信號進行電平調整，將電平調整后的重低音信號輸入所述加法器的第二輸入端；
所述加法器將接收的所述重低音信號和所述中低音信號相加，將相加后信號傳輸給所述低音喇叭進行播放。
其中，所述耳機還包括第一功率放大器和第二功率放大器，
所述將所述高音信號傳輸給所述高音喇叭進行播放具體包括
所述高通濾波器將所述高音信號輸入所述第一功率放大器；
所述第一功率放大器將接收的高音信號進行功率放大，將功率放大后的高音信號輸入所述高音喇叭進行播放；
所述將相加后信號傳輸給所述低音喇叭進行播放具體包括
所述加法器將所述相加后信號輸入所述第二功率放大器；
所述第二功率放大器將接收的相加后信號進行功率放大，將功率放大后的相加后信號輸入所述低音喇叭進行播放。
其中，所述耳機還包括第一相位校正器；
所述將所述中低音信號傳輸給所述加法器的第一輸入端具體包括
所述帶通濾波器將所述中低音信號輸入所述第一相位校正器；
所述第一相位校正器對接收的中低音信號進行相位校正，將相位校正后的中低音信號輸入所述加法器的第一輸入端。
其中，所述耳機還包括第二相位校正器；
所述將所述重低音信號傳輸給所述電平調整器具體包括
所述低通濾波器將所述重低音信號輸入所述第二相位校正器；
所述第二相位校正器對接收的重低音信號進行相位校正，將相位校正后的重低音信號傳輸給所述電平調整器的輸入端。
其中，所述高通濾波器通過的信號的頻率的下限值為3. 5KHZ ；
所述低通濾波器通過的信號的頻率的上限值為300HZ ；
所述帶通濾波器通過的信號的頻段在所述下限值與所述上限值之間。
本發明的有益效果是通過使用帶通濾波器和低通濾波器將重低音和中低音信號分離，通過電平調整器對重低音信號進行單獨的增強或衰減調節，通過加法器將調整后的重低音信號和中低音信號進行相加，相加后信號輸入低音喇叭。由此，可以對聲音中的重低音部分做單獨的增強或衰減調節，提高了播放質量。此外，與現有技術中采用低通濾波器和低音喇叭組成的低音單元對重低音做增強處理，采用高通濾波器和高音喇叭組成的高音單元做主發音單元的技術方案相比，本發明中高音喇叭中僅播放高音部分，對高音喇叭的下潛頻和聲音彈性的要求比現有技術中低，使得耳機制造簡單，便于實現，并節約了成本。
圖I為現有技術中內置雙喇叭的耳機對輸入信號進行處理的電路示意圖。
圖2A和2B為圖I所示的電路對輸入信號頻率劃分的示意圖。
圖3為本發明中內置雙喇叭的耳機的電路對輸入信號頻率劃分的示意圖。
圖4為本發明實施例中內置雙喇叭的耳機對輸入信號進行處理的電路示意圖。
圖5為本發明實施例中內置雙喇叭的耳機處理信號的方法的流程圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
如圖3和4所示，本發明提供一種內置雙喇叭的耳機和其信號處理方法，發明總體構思在于在現有技術的內置雙喇叭耳機的信號處理電路的基礎上，重新格式化音頻信號的頻域，分配定義為高音區，作為高頻補償區；中低音區，作為主發音區；重低音區，實現重低音單獨增強或衰減，作為可調重低音增強區；同時在信號處理電路中，增加帶通濾波器、加法器、電平調節器、相位校正器等，實現重低音根據需求隨心可調，使高、低音喇叭單體更便于設計、同時使高音聲腔腔體比較容易滿足產品設計需求。
本發明的實施例中，所述耳機包括高通濾波器、帶通濾波器、低通濾波器，電平調整器、加法器、高音喇叭和低音喇叭。
高通濾波器的輸出端連接高音喇叭的輸入端；帶通濾波器的輸出端連接加法器的第一輸入端；低通濾波器的輸出端連接電平調整器的輸入端；電平調整器的輸出端連接加法器的第二輸入端；加法器的輸出端連接所述低音喇叭的輸入端。
其中，高通濾波器濾波通過的信號為高音信號，所述帶通濾波器濾波通過的信號為中低音信號，所述低通濾波器濾波通過的信號為重低音信號。
舉例而言，如圖3所示，高通濾波器通過的信號的頻率的下限值為3. 5KHZ，低通濾波器通過的信號的頻率的上限值為300HZ，帶通濾波器通過的信號的頻段在所述下限值與所述上限值之間。
圖3中Fl標識低通濾波器通過的信號的頻率的上限值，F2標識高通濾波器通過的信號的頻率的下限值。
本實施例中通過使用帶通濾波器和低通濾波器將重低音和中低音信號分離，通過電平調整器對重低音信號進行單獨的增強或衰減調節，通過加法器將調整后的重低音信號和中低音信號進行相加，相加后信號輸入低音喇機。因此，能夠對聲音中的重低音部分做單獨的增強或衰減調節，提高了播放質量。此外，與現有技術中采用低通濾波器和低音喇叭組成的低音單元對重低音做增強處理，采用高通濾波器和高音喇叭組成的高音單元做主發音單元的技術方案相比。本發明中高音喇叭中僅播放高音部分，對高音喇叭的下潛頻和聲音彈性的要求比現有技術中低，使得耳機制造簡單，便于實現，并節約了成本。
在另一實施例中，增加功率放大器，將信號放大以便更好的驅動喇叭。如果輸入的信號的功率已經足夠大，則可以省略本實施中功率放大器。
具體地，耳機還包括第一功率放大器和第二功率放大器。
高通濾波器的輸出端連接第一功率放大器的輸入端，第一功率放大器的輸出端連接所述高音喇叭的輸入端，即將第一功率放大器插入高通濾波器和高音喇叭之間。
加法器的輸出端連接第二功率放大器的輸入端，第二功率放大器的輸出端連接低音喇機的輸入端，即將第二功率放大器插入加法器和低音喇機之間。
在另一實施例中，增加相位校正器，以便對重低音信號和中低音信號進行相位校正。其中，相位校正器通過電壓相位超前與滯后的原理進行調整，使校正后的高音、中低音和重低音三段頻域聲壓合成基本趨于平坦特性，以獲得更好的播放質量。
具體地，所述耳機還包括第一相位校正器和第二相位校正器。
帶通濾波器的輸出端連接第一相位校正器的輸入端，第一相位校正器的輸出端連接加法器的第一輸入端，即在帶通濾波器與加法器間插入第一相位校正器。
低通濾波器的輸出端連接第二相位校正器的輸入端，第二相位校正器的輸出端連接電平調整器的輸入端，即在低通濾波器和電平調整器間插入低通濾波器。
參見圖4，為本發明提供的一實施例中的內置雙喇叭的耳機的信號處理電路圖。
耳機包括高通濾波器HFP、帶通濾波器BFP、低通濾波器LFP、第一相位校正器、第二相位校正器、電平調整器、加法器、第一功率放大器AMP1、第二功率放大器AMP2、高音喇叭H-SP和低音喇叭L-SP。輸入的信號被分為三路，輸入高通濾波器HFP、帶通濾波器BFP 和低通濾波器LFP。
高通濾波器HFP的輸出端連接第一功率放大器AMPl的輸入端，第一功率放大器 AMP2的輸出端連接高音喇叭H-SP的輸入端。第一功率放大器AMP2將高通濾波器HFP輸出的高音信號放大后，該高音信號驅動高音喇叭H-SP。
帶通濾波器BFP的輸出端連接第一相位校正器的輸入端,第一相位校正器的輸出端連接加法器的第一輸入端。低通濾波器LFP的輸出端連接第二相位校正器的輸入端，第二相位校正器的輸出端連接電平調整器的輸入端。電平調整器的輸出端連接加法器的第二輸入端。加法器的輸出端連接第二功率放大器AMP2的輸入端，第二功率放大器AMP2的輸出端連接低音喇叭L-SP的輸入端。其中，帶通濾波器BFP的輸出的中低音信號經第一相位校正器校正后輸入加法器。低通濾波器LFP的輸出的重低音信號經第二相位校正器校正和電平調整器調整后輸入加法器。加法器將中低音信號和經過電平調整的重低音信號相加后輸出到第二功率放大器AMP2，第二功率放大器進行信號的功率放大后，輸出相加后信號以驅動低音喇叭L-SP。
本實施例中，通過將重低音分離出來，能夠對重低音部分進行靈活調節，再通過將調節后的重低音和中低音相加輸入低音喇叭L-SP。低音喇叭L-SP中播放信號中的重低音和中低音部分，因此低音喇叭L-SP無需復雜構造便可進行音頻播放。同時高音信號由高音喇叭H-SP播放，高音喇叭H-SP無需復雜構造也可進行音頻播放。由此，本實施即能夠對重7低音進行靈活調節，由沒有增加播放喇叭的結構復雜度，能夠既提高播放質量又節約成本。
參見圖5，為本發明實施例中內置雙喇叭的耳機處理信號的方法的流程圖。
耳機包括高通濾波器、帶通濾波器、低通濾波器、電平調制器、加法器、高音喇叭和低音喇叭。所述方法包括如下步驟。
高通濾波器對接收的信號進行濾波輸出高音信號，將高音信號傳輸給高音喇叭進行播放。
所述對于接收的信號中高音信號之外部分的信號按如下步驟進行處理。
步驟S100，帶通濾波器對接收的信號進行濾波輸出中低音信號，將中低音信號傳輸給加法器的第一輸入端。
步驟S200，低通濾波器對接收的信號進行濾波輸出重低音信號，將重低音信號傳輸給所述電平調整器。
步驟S300，電平調制器對重低音信號進行電平調整，將電平調整后的重低音信號輸入加法器的第二輸入端。
步驟S400，加法器將接收的重低音信號和中低音信號相加，將相加后信號傳輸給低音喇叭進行播放。
進一步地，所述耳機還包括第一功率放大器和第二功率放大器。
所述將所述高音信號傳輸給所述高音喇叭進行播放具體包括高通濾波器將高音信號輸入所述第一功率放大器，第一功率放大器將接收的高音信號進行功率放大，將功率放大后的高音信號輸入所述高音喇叭進行播放。
所述將相加后信號傳輸給所述低音喇叭進行播放具體包括加法器將相加后信號輸入第二功率放大器，第二功率放大器將接收的相加后信號進行功率放大，將功率放大后的相加后信號輸入低音喇機進行播放。
進一步地，所述耳機還包括第一相位校正器。
所述將中低音信號傳輸給加法器的第一輸入端具體包括帶通濾波器將中低音信號輸入第一相位校正器，第一相位校正器對接收的中低音信號進行相位校正，將相位校正后的中低音信號輸入加法器的第一輸入端。
進一步地，所述耳機還包括第二相位校正器；
所述將所述重低音信號傳輸給所述電平調整器具體包括低通濾波器將重低音信號輸入第二相位校正器，第二相位校正器對接收的重低音信號進行相位校正，將相位校正后的重低音信號傳輸給電平調整器的輸入端。
進一步地，所述高通濾波器通過的信號的頻率的下限值為3. 5KHZ。
所述低通濾波器通過的信號的頻率的上限值為300HZ。
所述帶通濾波器通過的信號的頻段在所述下限值與所述上限值之間。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種內置雙喇叭的耳機，其特征在于，所述耳機包括高通濾波器、帶通濾波器、低通濾波器，電平調整器、加法器、高音喇叭和低音喇叭； 所述高通濾波器的輸出端連接所述高音喇叭的輸入端； 所述帶通濾波器的輸出端連接所述加法器的第一輸入端； 所述低通濾波器的輸出端連接所述電平調整器的輸入端，所述電平調整器的輸出端連接所述加法器的第二輸入端； 所述加法器的輸出端連接所述低音喇叭的輸入端； 所述高通濾波器濾波通過的信號為高音信號，所述帶通濾波器濾波通過的信號為中低音信號，所述低通濾波器濾波通過的信號為重低音信號。
2.根據權利要求I所述的耳機，其特征在于，所述耳機還包括第一功率放大器和第二功率放大器， 所述高通濾波器的輸出端連接所述第一功率放大器的輸入端，所述第一功率放大器的輸出端連接所述高音喇叭的輸入端； 所述加法器的輸出端連接所述第二功率放大器的輸入端，所述第二功率放大器的輸出端連接所述低音喇叭的輸入端。
3.根據權利要求I或2所述的耳機，其特征在于，所述耳機還包括第一相位校正器； 所述帶通濾波器的輸出端連接所述第一相位校正器的輸入端，所述第一相位校正器的輸出端連接所述加法器的第一輸入端。
4.根據權利要求I或2所述的耳機，其特征在于，所述耳機還包括第二相位校正器； 所述低通濾波器的輸出端連接所述第二相位校正器的輸入端，所述第二相位校正器的輸出端連接所述電平調整器的輸入端。
5.根據權利要求I或2所述的耳機，其特征在于， 所述高通濾波器通過的信號的頻率的下限值為3. 5KHZ ； 所述低通濾波器通過的信號的頻率的上限值為300HZ ； 所述帶通濾波器通過的信號的頻段在所述下限值與所述上限值之間。
6.一種內置雙喇叭的耳機的信號處理方法，其特征在于，所述耳機包括高通濾波器、帶通濾波器、低通濾波器、電平調制器、加法器、高音喇叭和低音喇叭； 所述高通濾波器對接收的信號進行濾波輸出高音信號，將所述高音信號傳輸給所述高音喇叭進行播放； 所述帶通濾波器對接收的信號進行濾波輸出中低音信號，將所述中低音信號傳輸給所述加法器的第一輸入端； 所述低通濾波器對接收的信號進行濾波輸出重低音信號，將所述重低音信號傳輸給所述電平調整器，所述電平調制器對所述重低音信號進行電平調整，將電平調整后的重低音信號輸入所述加法器的第二輸入端； 所述加法器將接收的所述重低音信號和所述中低音信號相加，將相加后信號傳輸給所述低音喇叭進行播放。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述耳機還包括第一功率放大器和第二功率放大器， 所述將所述高音信號傳輸給所述高音喇叭進行播放具體包括所述高通濾波器將所述高音信號輸入所述第一功率放大器； 所述第一功率放大器將接收的高音信號進行功率放大，將功率放大后的高音信號輸入所述聞首喇機進行播放； 所述將相加后信號傳輸給所述低音喇叭進行播放具體包括 所述加法器將所述相加后信號輸入所述第二功率放大器； 所述第二功率放大器將接收的相加后信號進行功率放大，將功率放大后的相加后信號輸入所述低音喇叭進行播放。
8.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述耳機還包括第一相位校正器； 所述將所述中低音信號傳輸給所述加法器的第一輸入端具體包括 所述帶通濾波器將所述中低音信號輸入所述第一相位校正器； 所述第一相位校正器對接收的中低音信號進行相位校正，將相位校正后的中低音信號輸入所述加法器的第一輸入端。
9.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述耳機還包括第二相位校正器； 所述將所述重低音信號傳輸給所述電平調整器具體包括 所述低通濾波器將所述重低音信號輸入所述第二相位校正器； 所述第二相位校正器對接收的重低音信號進行相位校正，將相位校正后的重低音信號傳輸給所述電平調整器的輸入端。
10.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于， 所述高通濾波器通過的信號的頻率的下限值為3. 5KHZ ； 所述低通濾波器通過的信號的頻率的上限值為300HZ ； 所述帶通濾波器通過的信號的頻段在所述下限值與所述上限值之間。
全文摘要
本發明公開一種內置雙喇叭的耳機和其信號處理方法，所述耳機包括高通濾波器、帶通濾波器、低通濾波器，電平調整器、加法器、高音喇叭和低音喇叭；所述高通濾波器的輸出端連接所述高音喇叭的輸入端；所述帶通濾波器的輸出端連接所述加法器的第一輸入端；所述低通濾波器的輸出端連接所述電平調整器的輸入端，所述電平調整器的輸出端連接所述加法器的第二輸入端；所述加法器的輸出端連接所述低音喇叭的輸入端；所述高通濾波器濾波通過的信號為高音信號，所述帶通濾波器濾波通過的信號為中低音信號，所述低通濾波器濾波通過的信號為重低音信號。本發明能夠解決對于聲音中的重低音部分無法做單獨調節，導致耳機接收的聲音效果差的問題。
文檔編號H04R1/10GK102932706SQ20121040465
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月22日 優先權日2012年10月22日
發明者李進保 申請人:歌爾聲學股份有限公司