[發(fā)明專利]一種揚聲器音質(zhì)均衡的幅度增益控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810455615.1
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108495237A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡陽生;繆遠;吳征;何惠妍
• 申請（專利權(quán)）人: 福建工程學院
• 主分類號: H04R3/00
• 分類號: H04R3/00
• 代理公司: 福州市鼓樓區(qū)京華專利事務(wù)所(普通合伙) 35212
• 代理人: 王美花

本發(fā)明一種揚聲器音質(zhì)均衡處理的幅度增益控制方法，針對采用了數(shù)字濾波器進行音質(zhì)均衡處理后的揚聲器系統(tǒng)，進行幅度增益控制，避免揚聲器單元特別是高音單元產(chǎn)生過載。均衡處理采用包括IIR(無限沖激響應(yīng))和FIR(有限沖激響應(yīng))兩種濾波器形式揚聲器系統(tǒng)的系統(tǒng)響應(yīng)對其進行均衡處理，可使得揚聲器系統(tǒng)的幅度頻率響應(yīng)達到線性特性的目的。均衡后，揚聲器系統(tǒng)高音單元的工作增益電平會比未均衡前高，因此，本發(fā)明根據(jù)均衡前后的揚聲器系統(tǒng)高音單元的有效功率之差，對揚聲器系統(tǒng)的輸入增益進行衰減，以保護的揚聲器系統(tǒng)高音單元。本發(fā)明可用在包括家用、HIFI用、專業(yè)演出以及KTV等各種場合所使用的揚聲器系統(tǒng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種揚聲器音質(zhì)均衡的幅度增益控制方法。

【背景技術(shù)】

揚聲器系統(tǒng)作為電聲系統(tǒng)的最后一個環(huán)節(jié)，由于電聲換能時，振膜與空氣之間的聲阻抗比、箱體、多個揚聲器單元同時發(fā)聲和音箱分頻器設(shè)計等原因，存在著較大的音質(zhì)缺陷。在主要評價揚聲器系統(tǒng)時的指標：有效頻率范圍及在該頻率范圍的幅度頻率響應(yīng)曲線，音質(zhì)缺陷在揚聲器系統(tǒng)的幅度頻率響應(yīng)曲線上的一個主要體現(xiàn)特征是曲線上具有大量的峰谷。因此對揚聲器系統(tǒng)的音質(zhì)均衡在其特性上的體現(xiàn)主要是在幅度頻率響應(yīng)曲線的平直化。

通過改善箱體結(jié)構(gòu)和更換更高品質(zhì)的揚聲器單元，在一定程度可以減少揚聲器系統(tǒng)在其有效頻率范圍內(nèi)的幅度頻率響應(yīng)曲線的峰谷幅度，改善揚聲器系統(tǒng)的音質(zhì)缺陷，但從這兩方面入手，到一定程度時，要繼續(xù)改善音質(zhì)，較難實現(xiàn)且性價比低。

隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展，可根據(jù)揚聲器系統(tǒng)的有效頻率范圍并結(jié)合揚聲器單元分頻特性，均衡揚聲器系統(tǒng)音質(zhì)，即對在其有效頻率范圍內(nèi)的幅度頻率響應(yīng)曲線的峰谷進行“削峰補谷”，采用包括IIR(無限沖激響應(yīng))和FIR(有限沖激響應(yīng))兩種濾波器形式，對幅度頻率響應(yīng)的“峰”進行相應(yīng)的衰減和對幅度頻率響應(yīng)的“谷”進行相應(yīng)的提升，使用揚聲器系統(tǒng)在其有效頻率范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)曲線平直。

由于在均衡前，揚聲器系統(tǒng)在其高音單元的工作頻率范圍內(nèi)往往存在衰減，假設(shè)此時有效功率為RMS_h；在均衡后，高音單元的工作頻率范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)增益一般會得到提升，此時有效功率為即RMS’_h(單位為dB)。因此，在一般情況下，RMS’-RMS_h＝ΔG>0。

綜上所述，在采用IIR和FIR對揚聲器系統(tǒng)的進行均衡處理之后，若未對信號幅度加以控制，可能使得均衡后的較高的增益電平在產(chǎn)生過載甚至損壞高音單元。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種揚聲器音質(zhì)均衡的幅度增益控制方法，實現(xiàn)揚聲器系統(tǒng)均衡的幅度增益控制，保護高頻單元不產(chǎn)生過載和損壞。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種揚聲器音質(zhì)均衡處理的幅度增益控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

第一步：通過對需音質(zhì)優(yōu)化的揚聲器系統(tǒng)進行電聲測試，得到其脈沖響應(yīng)h(n)和傳輸響應(yīng)H(z)；

第二步：根據(jù)其脈沖響應(yīng)和傳輸響應(yīng)，分析揚聲器系統(tǒng)的相位頻率響應(yīng)和幅度頻率響應(yīng)，并計算高音單元的工作頻率范圍內(nèi)的有效功率RMS_h；

第三步：對在其有效頻率范圍內(nèi)的幅度頻率響應(yīng)曲線的峰谷進行“削峰補谷”，采用包括無限沖激響應(yīng)IIR和有限沖激響應(yīng)FIR兩種濾波器形式，對幅度頻率響應(yīng)的“峰”進行相應(yīng)的衰減和對幅度頻率響應(yīng)的“谷”進行相應(yīng)的提升，使用揚聲器系統(tǒng)在其有效頻率范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)曲線平直；

第四步：分析均衡后揚聲器系統(tǒng)的傳輸響應(yīng)為H’(z)，并計算此時揚聲器高音單元在其工作頻率范圍內(nèi)的有效功率RMS’_h；

第五步：調(diào)節(jié)揚聲器系統(tǒng)的輸入增益ΔG，使得RMS’_h+ΔG≤RMS_h。