用于揚聲器系統的穩健同時驅動器測量的系統和方法
【專利說明】
[0001] 相關問題
[0002] 本專利申請要求于2013年3月6日提交的美國臨時專利申請61/773, 354的較早
【申請日】的權益。
技術領域
[0003] 本發明描述了一種用于測量和表征由揚聲器或揚聲器系統使用高度正交的測試 信號所輸出的聲音的系統和方法。還描述了其他實施例。
【背景技術】
[0004] 具有多個換能器的揚聲器和揚聲器系統（在下文中稱為"揚聲器"）允許在收聽環 境或區域中再現聲音。每個換能器可被獨立驅動，使得揚聲器可將復雜的聲音圖案發射到 收聽區域中。由于這些聲音圖案的復雜性，所以揚聲器中的每個換能器必須在一組已知參 數或容限內操作。因此，每個換能器必須被測量和表征以確保符合期望的標準。在換能器 低于預期進行操作的情況下，所得的聲音可能不準確并且有失真。
【發明內容】
[0005] 本發明的實施例涉及一種用于測量集成在一個或多個揚聲器中的多個換能器的 性能的方法。在一個實施例中，該方法同時驅動每個換能器，以發射與不同正交測試信號對 應的聲音。收聽設備感測由正交測試信號所產生的聲音，并分析所感測的音頻信號以確定 每個換能器的性能。
[0006] 在一個實施例中，所感測的音頻信號與每個正交測試信號求和以產生一組互相關 信號。將互相關信號與參數和/或容限進行比較，以確定每個換能器的性能。
[0007] 在工廠場景中，上述方法允許以與其它測試系統相比大大縮短的時間段來測量和 表征多換能器揚聲器系統。例如，該方法允許通過使用正交測試信號來同時測試多個換能 器。該方法立即指出是否有任何換能器斷開、具有反極性、或以其它方式不良地操作。當檢 測到錯誤時，可在執行其他工廠測試之前替換或修復對應換能器。與順序換能器測試相比， 快速地找到性能錯誤節省寶貴的工廠時間和資源。
[0008] 在家庭娛樂情景中，這個方法可被用于校準揚聲器。通過使用正交測試信號，揚聲 器的測量和校準更加不受外部聲音的影響。例如，用戶/收聽者可在正進行交談或播放音 頻軌跡的同時校準揚聲器，而不影響校準過程。
[0009] 以上概述不包括本發明的所有方面的詳盡列表。可以預期的是，本發明包括可由 上文概述的各個方面以及在下文的【具體實施方式】中公開并且在隨本專利申請提交的權利 要求中特別指出的各種方面的所有合適的組合來實施的所有系統和方法。此類組合具有未 在上述
【發明內容】
中具體闡述的特定優點。
【附圖說明】
[0010] 本發明的實施例以舉例的方式進行說明，而不僅限于各個附圖的圖示，在附圖中 類似的附圖標號指示類似的元件。應當指出，本公開中提到本發明的"一"或"一個"實施 例未必是同一實施例，并且它們表示至少一個實施例。
[0011] 圖IA示出了根據一個實施例的具有測試接收器、單個揚聲器、和收聽設備的收聽 區域的視圖。
[0012] 圖IB示出了根據一個實施例的具有測試接收器、多個揚聲器、和收聽設備的收聽 區域的視圖。
[0013] 圖2示出了根據一個實施例的測試接收器的功能單元框圖和一些組成硬件部件。
[0014] 圖3A和3B示出了根據一個實施例的與單獨換能器對應的示例性正交測試信號。
[0015] 圖4示出了根據一個實施例的收聽設備的功能單元框圖和一些組成硬件部件。
[0016] 圖5示出了根據一個實施例的用于測量和表征一個或多個揚聲器中的每個換能 器以確定每個換能器的性能的方法。
[0017] 圖6示出了根據一個實施例的由收聽設備所生成的所感測的音頻信號的實例。
[0018] 圖7示出了根據一個實施例的具有波峰的示例性互相關信號。
[0019] 圖8示出了根據一個實施例的具有波谷的示例性互相關信號。
【具體實施方式】
[0020] 現在將解釋參考所附附圖所述的若干個實施例。雖然闡述了許多細節，但應當理 解，本發明的一些實施例可在沒有這些細節的情況下實施。在其他情況下，未詳細示出熟知 的電路、結構和技術，以免模糊對本【具體實施方式】的理解。
[0021] 圖IA示出了具有測試接收器2、揚聲器3、和收聽設備4的收聽區域1的視圖。測 試接收器2可耦接到揚聲器3來驅動揚聲器3中的各個換能器5以將各種聲音和聲音模式 發射到收聽區域1中。收聽設備4可使用一個或多個麥克風來感測由測試接收器2和揚聲 器3所產生的這些聲音，如下文中將更詳細描述的。
[0022] 揚聲器3包括布置成行、列、和/或任何其他構型的一組換能器5。換能器5可以 是全音域驅動器、中音域驅動器、重低音揚聲器、低音揚聲器、和高音揚聲器的任意組合。每 個換能器5可使用經由迫使導線線圈（例如音圈）軸向移動通過柱形磁隙的柔性懸架連接 到剛性盆架、或框架的輕質振動膜、或錐體。當音頻電信號被施加到音圈時，音圈中的電流 生成磁場，從而使其成為可變電磁體。線圈和換能器5磁系統相互交互，從而生成使線圈 (并因此使所附接的錐體）來回移動的機械力，由此在來自音頻源（諸如測試接收器2)的 所施加的音頻電信號的控制下再現聲音。雖然描述了電磁動態揚聲器驅動器，但本領域的 技術人員將認識到，其他類型的揚聲器驅動器諸如平面電磁驅動器和靜電驅動器也可用于 換能器5。
[0023] 雖然在圖IA中示出為具有多個換能器5的揚聲器陣列（例如多路揚聲器），但在 其它實施例中，揚聲器3可以是具有單個換能器5的傳統揚聲器單元。例如，揚聲器3可包 括單個高音揚聲器、單個中音域驅動器、和/或單個全音域驅動器。在另一個實施例中，如 圖IB中所示，多個揚聲器3A和3B可耦接到測試接收器2。如上所述，所述多個揚聲器3A 和3B可具有一個或多個換能器5。揚聲器3A和3B可位于收聽區域1中以分別代表一條聲 音節目內容（例如樂曲或電影音頻軌跡）的前左聲道和前右聲道。
[0024] 雖然相對于專用揚聲器進行了描述，但揚聲器3可以是容納換能器5的任何設備。 例如，揚聲器3可由集成有用于發射聲音的換能器5的膝上型計算機、移動音頻設備、或平 板電腦來限定。
[0025] 每個換能器5可響應于從音頻源（例如測試接收器2)所接收的單獨的且離散的 音頻信號而被獨立且單獨地驅動以產生聲音。通過允許揚聲器3中的換能器5根據不同參 數和設置（包括延遲和能級）被獨立且單獨地驅動，揚聲器3可產生準確地表示由測試接 收器2所輸出的一條聲音節目內容的每個聲道的多個波束圖和/或一般聲音。
[0026] 如圖IA和IB中所示，揚聲器3通過使用導線或導管被耦接到測試接收器2。例 如，每個揚聲器3可包括兩個接線點，并且測試接收器2可包括互補的接線點。接線點可分 別是揚聲器3和測試接收器2的背面上的接線柱或彈簧夾。導線單獨地纏繞或以其它方式 耦接到相應接線點，以將揚聲器3電耦接到測試接收器2。
[0027] 在其它實施例中，揚聲器3使用無線協議耦接到測試接收器2,使得揚聲器3和測 試接收器2沒有物理地接合但保持射頻連接。例如，揚聲器3可包括用于從測試接收器2中 的對應WiFi和/或藍牙發射器接收音頻信號的WiFi或藍牙接收器。在一些實施例中，揚 聲器3可包括用于使用從測試接收器2所接收的無線信號來驅動換能器5的集成放大器。
[0028] 如上所述，揚聲器3將聲音發射到收聽區域1中，以表示一條聲音節目內容的一個 或多個聲道。收聽區域1是揚聲器3位于其中并且收聽者位于其中以收聽由揚聲器3發射 的聲音的位置。例如，收聽區域1可以是房屋、商業機構或制造機構內的房間或者室外區域 (例如露天劇場）。收聽者可正握持著收聽設備4,使得收聽設備4能夠感測收聽者可感知 的