[發(fā)明專利]一種低音信號的諧波產(chǎn)生方法、裝置和聲音播放設(shè)備

有效

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• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102547517A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 施建華;鄧益群
• 申請（專利權(quán)）人: TCL集團股份有限公司
• 主分類號: H04R1/20
• 分類號: H04R1/20;H04R3/00
• 代理公司: 深圳中一專利商標(biāo)事務(wù)所 44237
• 代理人: 張全文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于音頻處理領(lǐng)域，尤其涉及一種低音信號的諧波產(chǎn)生方法、裝置和聲音播放設(shè)備。

背景技術(shù)

電聲系統(tǒng)是多媒體系統(tǒng)中必不可少的組成部分，音頻效果的好壞直接影響多媒體系統(tǒng)的性能。隨著電子設(shè)備的小型化發(fā)展，尤其像平板電視之類的多媒體設(shè)備，輕薄化的趨勢越來越明顯。因此也要求揚聲器的體積越來越小，越來越薄。但是從電聲系統(tǒng)來說，小體積的揚聲器有一個很不利的因素，即揚聲器的半徑和它的截止頻率一般成反比。小半徑的揚聲器一般截止頻率較高，揚聲器的截止頻率較高將使得揚聲器無法恢復(fù)低音信號(如男聲，普通樂器的低頻部分)，從而將降低揚聲器輸出的音頻的質(zhì)量。

針對這個問題，傳統(tǒng)的處理方法有兩種，一種是對低音信號采用低音炮揚聲器，但低音炮揚聲器體積大，成本高。另一種是采用低音信號補償技術(shù)，對低音信號做預(yù)放大處理，但這種方法功耗大，容易引起失真。

目前有一種音頻處理方法叫做“虛擬低音”技術(shù)，其基本原理是利用人耳的聽覺特性來設(shè)計的。一般來說，音調(diào)，音響，音色，音形是反應(yīng)一個聲音的主要屬性。音調(diào)是人耳對于音階高低的一種感受，音調(diào)的高低主要由聲波的頻率決定，對于單頻率正弦波，其音調(diào)主要由單頻率正弦波的頻率決定，對于復(fù)合頻率，其音調(diào)主要由基頻或者諧波差頻決定。當(dāng)我們把基頻從這種復(fù)合信號中去掉后，我們?nèi)匀豢梢月牭胶突l一樣的音調(diào)，這種現(xiàn)象叫做“消失的基頻”現(xiàn)象。因此對于揚聲器無法恢復(fù)的低音信號，可以通過倍頻產(chǎn)生低音的2、3、4次等諧波，從而讓人耳感受到原始低音的效果。

現(xiàn)有技術(shù)公開了一種低音信號的諧波產(chǎn)生方法。如圖1所示，其原理是采用反饋乘法環(huán)路來產(chǎn)生低音信號的所有諧波，這種方法的好處是實現(xiàn)方法簡單，其不足之處是只能控制主諧波的幅度，而無法控制每個諧波分量的幅度，對于不同頻率的低音由于原理所限，其產(chǎn)生的諧波幅度不一樣，這樣就容易產(chǎn)生聲音的失真。

現(xiàn)有技術(shù)還提供了一種采用多個乘法器來產(chǎn)生低音信號的諧波的方法，如圖2所示，通過將1次基波分別和2、3、4......m-1次諧波相乘的方法。通過對這種方法的原理進行分析，容易發(fā)現(xiàn)，將原始低音及一次諧波分別和1、2、3、4......m-1次諧波相乘產(chǎn)生2、3、4......m次諧波時，假設(shè)原始低音為A₀cos(ωt)，則m-1次諧波設(shè)為A_mcos((m-1)ωt)，根據(jù)三角函數(shù)公式：

A₀cos(ωt)*A_mcos((m-1)ωt)＝A₀*A_m/2*(cos((m-2)ωt)+cos(mωt))

從中可以看出，m-1次諧波和原始低音相乘，會產(chǎn)生差頻m-2次和和頻m次諧波，而m-3次諧波和原始低音相乘也會產(chǎn)生m-2次諧波，而且諧波的相位不同，相加的幅度就不同。因此，這種方法無法精確控制諧波的幅度，如果要把每個乘法器產(chǎn)生的差頻濾掉，由于每個差頻的頻率不一樣，可以從公式看出，差頻有1、2、3......m-2次諧波，因此需要用多個濾波器才能實現(xiàn)，這樣過于復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例的目的在于提供一種低音信號的諧波產(chǎn)生方法，旨在解決如何產(chǎn)生差頻的頻率相對固定的低音信號的各諧波，以便于獨立調(diào)整各諧波的幅度、提高低音信號的音質(zhì)的問題。

本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種低音信號的諧波產(chǎn)生方法，所述方法包括：

根據(jù)低音信號產(chǎn)生若干低音信號的n次諧波，該n次諧波包括偶次諧波和奇次諧波，當(dāng)該n次諧波為偶次諧波時，該n次諧波利用乘法器將低音信號的n/2次諧波和n/2次諧波相乘得到，當(dāng)該n次諧波為奇次諧波時，該n次諧波利用乘法器將低音信號的(n-1)/2次諧波和(n+1)/2次諧波相乘得到，其中，n等于諧波的頻率相對于低音信號的頻率的倍數(shù)，且n為大于1的整數(shù)；

采用加法器將各諧波相加并輸出相加后的諧波。

本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種低音信號的諧波產(chǎn)生裝置，所述裝置包括：

第一乘法器組，包括多個乘法器，用于根據(jù)低音信號產(chǎn)生若干低音信號的n次諧波，該n次諧波包括偶次諧波和奇次諧波，當(dāng)該n次諧波為偶次諧波時，該n次諧波利用乘法器將低音信號的n/2次諧波和n/2次諧波相乘得到，當(dāng)該n次諧波為奇次諧波時，該n次諧波利用乘法器將低音信號的(n-1)/2次諧波和(n+1)/2次諧波相乘得到，其中，n等于諧波的頻率相對于低音信號的頻率的倍數(shù)，且n為大于1的整數(shù)；

加法器，連接第一乘法器組的各乘法器的輸出端，用于將各諧波相加并輸出相加后的諧波。