用于失真限制的系统和方法技术方案

提供了一种用于限制音频扬声器的失真的系统。系统包括第一低通滤波器电路，该第一低通滤波器电路被配置为接收系统输入信号并生成第一低通滤波输出信号。系统还包括第一限制器电路，该第一限制器电路被配置为限制第一低通滤波输出信号。限制第一低通滤波输出信号包括将第一低通滤波输出信号的振幅减小为低于第一预定阈值，从而生成第一受限输出信号。第二低通滤波器电路被配置为接收第一受限输出信号并且生成第二低通滤波输出信号，第二低通滤波器电路减小失真。另一方面提供了用于通过多频带限制器来限制扬声器的失真的方法，其中输入信号被分成频带并且被单独地限制。附加地，可以提供主限制器和校正高通支路中的相位的全通滤波器电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于失真限制的系统和方法
本公开涉及信号处理。更具体地，本公开涉及用于失真限制的系统和方法。
技术介绍
在音频系统中，当音频信号的振幅超过系统的最大电压能力时，输出信号在电压极限处突然停止，导致音频波形的顶部和底部实际上被切断，导致削波。更糟糕的是，在低于例如低音扬声器的扬声器的谐振频率的频率范围内，即使当扬声器由远低于最大水平的电压驱动时也可能产生大量的失真。为了解决这些问题，限制器通常用于限制在高输出水平下的到扬声器的输出电压。传统的限制器是单频带配置，该单频带配置均等地将限制增益应用于所有频率。由于音乐通常是动态和宽带信号，因此这种配置可能会给音频系统带来不利的性能限制。例如，传统限制器的一个显著缺点是在带宽和最大输出声级之间经常存在折衷。更具体地说，如果系统工程师优选在最大输出下用于扬声器的更大声音(这通常是实情)，那么他/她将不得不减小该扬声器的操作带宽以便满足失真性能阈值，如图1A的线102所示。通常通过在系统均衡中增加高通滤波器的截止频率来完成带宽削减，这将有效地去除许多低音内容。结果，扬声器的大量低音能力不能被利用。另一方面，如果系统工程师优选保留更深的低音频率，则他/她将不得不以非常积极的方式调谐限制器以降低最大输出下的声级，以便满足失真性能要求，如图1A的线104所示。
技术实现思路
在一个方面，提供了一种用于限制音频扬声器的失真的系统。系统包括第一低通滤波器电路，该第一低通滤波器电路被配置为接收系统输入信号并生成第一低通滤波输出信号。系统还包括第一限制器电路，该第一限制器电路被配置为限制第一低通滤波输出信号。限制第一低通滤波输出信号包括将第一低通滤波输出信号的振幅减小为低于第一预定阈值，从而生成第一受限输出信号。第二低通滤波器电路被配置为接收第一受限输出信号并且生成第二低通滤波输出信号。实现方式可以包括以下特征之一或其任何组合。在一些实现方式中，系统还包括高通滤波器电路，该高通滤波器电路被配置为接收系统输入信号并且生成高通滤波输出信号。第二限制器电路被配置为限制高通滤波输出信号。限制高通滤波输出信号包括将高通滤波输出信号的振幅减小为低于第二预定阈值，从而生成第二受限输出信号。第一组合器电路被配置为接收并组合来自第一限制器电路和第二限制器电路的相应信号(例如，第一受限输出信号和第二受限输出信号)以提供第一组合输出信号。第二低通滤波器电路被配置为对第一组合输出信号进行滤波以生成第二低通滤波输出信号。第三限制器电路被配置为限制第二低通滤波输出信号。限制第二低通滤波输出信号包括将第二低通滤波输出信号的振幅减小为低于第三预定阈值，从而提供失真限制输出信号。在某些实现方式中，全通滤波器电路被配置为接收来自第二限制器电路的信号(例如，第二受限信号)并且生成全通滤波输出信号，并且第二组合器电路被配置为将第二低通滤波输出信号和全通滤波输出信号组合以提供第二组合输出信号。限制第二低通滤波信号包括限制第二组合输出信号。在一些示例中，系统包括极性电路，该极性电路布置在全通滤波器电路和第二组合器电路之间，并且该极性电路被配置为在传输到第二组合器电路之前调整全通滤波输出信号的极性。在某些示例中，系统包括：第一均衡电路，该第一均衡电路被配置为升高系统输入信号中的第一频率分量集合的振幅；以及第二均衡电路，该第二均衡电路被配置为减小失真限制输出信号中的第一频率分量集合的振幅。在一些情况下，系统还包括高通滤波器电路，该高通滤波器电路被配置为接收系统输入信号。高通滤波器电路被配置为生成高通滤波输出信号并且将高通滤波输出信号提供给第二限制器电路。系统还可以包括第二限制器电路，该第二限制器电路被配置为限制高通滤波输出信号。限制高通滤波输出信号包括将高通滤波输出信号的振幅减小为低于第二预定阈值，从而生成第二受限输出信号。第一组合器电路被配置为将第二低通滤波输出信号与来自第二限制器电路的输出组合以提供第一组合输出信号。第三限制器电路被配置为限制第一组合输出信号。限制第一组合输出信号包括将第一组合输出信号的振幅减小为低于第三预定阈值，从而提供失真限制输出信号。在某些情况下，系统可以包括第一均衡电路和第二均衡电路，第一均衡电路被配置为升高系统输入信号中的第一频率分量集合的振幅，第二均衡电路被配置为减小第二滤波输出信号中的第一频率分量集合的振幅。另一方面提供了一种用于限制音频扬声器的失真的方法。方法包括对系统输入信号进行低通滤波以提供第一低通滤波输出信号。第一低通滤波输出信号被限制为提供第一受限输出信号。限制第一低通滤波输出信号包括将第一低通滤波输出信号的振幅减小为低于第一预定阈值。方法还包括对第一受限输出信号进行低通滤波以提供第二低通滤波输出信号。实现方式可以包括以上和/或以下特征之一，或其任何组合。在一些实现方式中，经由电声换能器将第二低通滤波输出信号转换为声能。在某些实现方式中，系统输入信号被高通滤波以提供高通滤波输出信号。高通滤波输出信号被限制为提供第二受限输出信号。限制高通滤波输出信号包括将高通滤波输出信号的振幅减小为低于第二预定阈值。第一受限输出信号和第二受限输出信号被组合以提供第一组合输出信号。对第一受限输出信号进行低通滤波的步骤包括对第一组合输出信号进行低通滤波以提供第二低通滤波输出信号。第二低通滤波输出信号被限制以提供失真限制输出信号。限制第二低通滤波输出信号包括将第二低通滤波输出信号的振幅减小为低于第三预定阈值。方法可以包括经由电声换能器将失真限制输出信号转换为声能。在一些示例中，第二受限输出信号被全通滤波以提供全通滤波输出信号。第二低通滤波输出信号和全通滤波输出信号被组合以提供第二组合输出信号。限制第二低通滤波输出信号的步骤可以包括限制第二组合输出信号。在某些示例中，全通滤波输出信号的极性被调整(例如，反转)以提供极性调整输出信号。将第二低通滤波输出信号和全通滤波输出信号组合的步骤可以包括将第二低通滤波输出信号和极性调整输出信号组合以提供第二组合输出信号。在一些情况下，系统输入信号被均衡以升高系统输入信号中的第一频率分量集合的振幅，并且失真限制输出信号被均衡以减小失真限制输出信号中的第一频率分量集合的振幅。在某些情况下，系统输入信号被高通滤波以提供高通滤波输出信号。高通滤波输出信号然后被限制以提供第二受限输出信号。限制高通滤波输出信号包括将高通滤波输出信号的振幅减小为低于第二预定阈值。第二受限输出信号和第二低通滤波输出信号被组合以提供第一组合输出信号。第一组合输出信号被限制为提供失真限制输出信号。限制第一组合输出信号包括将第一组合输出信号的振幅减小为低于第三预定阈值。在又一方面中，一种系统包括第一限制器电路以及第一低通滤波器电路，该第一低通滤波器电路向第一限制器电路提供第一低通滤波输出信号。系统还包括第二限制器电路和高通滤波器电路，该高通滤波器电路向第二限制器电路提供高通滤波输出信号。第一组合器电路被配置为组合来自第一限制器电路和第二限制器电路的相应信号并提供第一组合输出信号。第二低通滤波器电路接收第一组合输出信号并生成第二低通滤波输出信号。全通滤波器电路接收来自第二限制器电路的信号并生成全通滤波输出信号。第二组合器电路将第二低通滤波输出信号和全通滤波输出信号组合以提供第二组合输出信号。第三限制器电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于限制音频扬声器的失真的系统，所述系统包括：第一低通滤波器电路，被配置为接收系统输入信号，并且生成第一低通滤波输出信号；第一限制器电路，被配置为限制所述第一低通滤波输出信号，其中限制所述第一低通滤波输出信号包括：将所述第一低通滤波输出信号的振幅减小为低于第一预定阈值，从而生成第一受限输出信号；第二低通滤波器电路，被配置为接收所述第一受限输出信号，并且生成第二低通滤波输出信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.20 US 14/918,1451.一种用于限制音频扬声器的失真的系统，所述系统包括：第一低通滤波器电路，被配置为接收系统输入信号，并且生成第一低通滤波输出信号；第一限制器电路，被配置为限制所述第一低通滤波输出信号，其中限制所述第一低通滤波输出信号包括：将所述第一低通滤波输出信号的振幅减小为低于第一预定阈值，从而生成第一受限输出信号；第二低通滤波器电路，被配置为接收所述第一受限输出信号，并且生成第二低通滤波输出信号。2.根据权利要求1所述的系统，还包括：高通滤波器电路，被配置为接收系统输入信号，所述高通滤波器电路被配置为生成高通滤波输出信号；第二限制器电路，被配置为限制所述高通滤波输出信号，其中限制所述高通滤波输出信号包括：将所述高通滤波输出信号的振幅减小为低于第二预定阈值，从而生成第二受限输出信号；第一组合器电路，被配置为接收并且组合来自所述第一限制器电路和所述第二限制器电路的相应信号，以提供第一组合输出信号，其中所述第二低通滤波器电路被配置为对所述第一组合输出信号进行滤波，以生成所述第二低通滤波输出信号；以及第三限制器电路，被配置为限制所述第二低通滤波输出信号，其中限制所述第二低通滤波输出信号包括：将所述第二低通滤波输出信号的振幅减小为低于第三预定阈值，从而提供失真限制输出信号。3.根据权利要求2所述的系统，还包括：全通滤波器电路，被配置为接收来自所述第二限制器电路的信号，并生成全通滤波输出信号；第二组合器电路，被配置为将所述第二低通滤波输出信号和所述全通滤波输出信号组合，以提供第二组合输出信号，其中限制所述第二低通滤波信号包括所述第二组合输出信号。4.根据权利要求3所述的系统，还包括极性电路，所述极性电路被布置在所述全通滤波器电路和所述第二组合器电路之间，并且被配置为在传输到所述第二组合器电路之前，调整所述全通滤波输出信号的极性。5.根据权利要求2所述的系统，还包括：第一均衡电路，被配置为升高所述系统输入信号中的第一频率分量集合的振幅；以及第二均衡电路，被配置为减小所述失真限制输出信号中的所述第一频率分量集合的所述振幅。6.根据权利要求1所述的系统，还包括：高通滤波器电路，被配置为接收系统输入信号，所述高通滤波器电路被配置为生成高通滤波输出信号，并且将所述高通滤波输出信号提供给第二限制器电路；第二限制器电路，被配置为限制所述高通滤波输出信号，其中限制所述高通滤波输出信号包括：将所述高通滤波输出信号的振幅减小为低于第二预定阈值，从而生成第二受限输出信号；第一组合器电路，被配置为将所述第二低通滤波输出信号与来自所述第二限制器电路的输出组合，以提供第一组合输出信号；以及第三限制器电路，被配置为限制所述第一组合输出信号，其中限制所述第一组合输出信号包括：将所述第一组合输出信号的振幅减小为低于第三预定阈值，从而提供失真限制输出信号。7.根据权利要求6所述的系统，还包括：第一均衡电路，被配置为升高所述系统输入信号中的第一频率分量集合的振幅；以及第二均衡电路，被配置为减小所述第二滤波输出信号中的所述第一频率分量集合的所述振幅。8.根据权利要求1所述的系统，还包括：第一均衡电路，被配置为升高所述系统输入信号中的第一频率分量集合的振幅；以及第二均衡电路，被配置为减小所述第二滤波输出信号中的所述第一频率分量集合的所述振幅。9.根据权利要求1所述的系统，还包括：高通滤波器电路，被配置为接收系统输入信号，所述高通滤波器电路被配置为生成高通滤波输出信号；第一组合器电路，被配置为接收并且组合来自所述第一限制器电路和所述高通滤波器电路的相应信号，以提供第一组合输出信号，其中所述第二低通滤波器电路被配置为对所述第一组合输出信号进行滤波，以生成所述第二低通滤波输出信号；以及主限制器电路，被配置为限制所述第二低通滤波输出信号，其中限制所述第二低通滤波输出信号包括：将所述第二低通滤波输出信号的振幅减小为低于主阈值，从而提供失真限制输出信号。10.根据权利要求9所述的系统，还包括：第一均衡电路，被配置为升高所述系统输入信号中的第一频率分量集合的振幅；以及第二均衡电路，被配置为减小所述失真限制输出信号中的所述第一频率分量集合的所述振幅。11.一种用于限制音频扬声器的失真的方法，所述方法包括：对系统输入信号进行低通滤波，以提供第一低通滤波输出信号；限制所述第一低通滤波输出信号，以提供第一受限输出信号，其中限制所述第一低通滤波输出信号包括：将所述第一低通滤波输出信号的振幅减小为低于第一预定阈值；以及对所述第一受限输出信号进行低通滤波，以提供第二低通滤波输出信号。12.根据权利要求11所述的方法，还包括：经由电声换能器将所述第二低通滤波输出信号转换为声能。13.根据权利要求11所述的方法，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋祖揆，M·S·达布林，J·R·沃汀，C·J·程，
申请(专利权)人：伯斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US