动态低音增强装置和方法制造方法及图纸

提供声频处理方法和装置以至少部分地补偿弗莱彻－芒森效应。一种声频处理器包括：接收输入信号并提供经滤波的输出信号的可变滤波器，该可变滤波器具有固定截止频率和可响应于控制信号而受控的品质因子；和控制电路，其被构造成用来对表示选定频带中的输入信号电平的信号电平进行检测，并响应于检测到的信号电平而产生控制信号。该控制电路可以包括低通频带选择滤波器和检测器，该检测器用于对由该低通滤波器选择的频带内的信号电平进行检测并用于生成控制信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于处理声频信号的系统和方法，更具体地涉及将声频信号的低音频带作为音量级的函数加以动态控制的系统和方法。
技术介绍
弗莱彻-芒森(Fletcher-Munson)效应是指以下公知的事实，即，人对低音频带(频率低于约500Hz)中的声音的感知受到声音音量级的影响。具体地，人的听音器对低音频率的敏感度随着音量级的降低而降低，而对较高频率的敏感度降低程度较低。因此，在低音量级下演奏的音乐听上去缺乏低音频率。通过相对于较高频率下的声能增加低频声能可补偿弗莱彻-芒森效应。为了实现这种补偿，设计了声频滤波电路以在音量级降低时，相对于较高频率提高用于产生声频输出的电子声频信号(这里称为声频信号)的低音频带。有时将这些系统称为低音增强电路。可通过手动、两级补偿方法(例如立体声系统中的传统响度元件)来实现补偿，或者补偿可以是动态的。动态滤波电路产生具有低音频率的声音，这种具有低音频率的声音作为产生的声音的音量的函数而相对于较高频率受到自动控制。这些传统的声频电路可基于声压或基于声频信号的振幅量化音量级，并且可以提高声音输出的低频分量。所有已知的动态低音增强电路都具有一个或更多个缺点，包括但不限于过于复杂、过于昂贵以及不能产生高质量的声音输出。因此，需要改进的。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种声频处理器。该声频处理器包括可变滤波器，其接收输入信号并提供经滤波的输出信号，所述可变滤波器具有固定截止频率和可响应于控制信号而受控的品质因子；以及控制电路，其被构造成用来检测表示选定频带中的输入信号电平的信号电平并响应于所检测到的信号电平而生成控制信号。在一个实施例中，所述可变滤波器包括高通状态可变滤波器。所述控制电路可以包括被构造成用于使选定频带通过的低通滤波器；以及检测器，其被构造成用于检测选定频带中的信号电平并用于建立所述控制信号的时间常数。该控制电路可被构造成用来建立所述可变滤波器的品质因子与所述检测到的信号电平之间的逆关系。更具体地，所述控制电路可被构造成用来控制低音声频以限制弗莱彻-芒森效应。在一些实施例中，所述可变滤波器包括电压控制电阻器电路，该电压控制电阻器电路用于响应于所述控制信号来控制品质因子。在另外一些实施例中，可变滤波器包括串联增益/衰减元件，该串联增益/衰减元件用于响应于所述控制信号来控制所述品质因子。在另一实施例中，所述可变滤波器包括串联有可变增益元件的固定带通滤波器，响应于所述控制信号来提供受控带通信号；以及加法器，用于组合所述受控带通信号和所述输入信号以提供输出信号。在一些实施例中，所述控制电路可以包括非线性放大器，以建立所述可变滤波器的品质因子与所述检测到的信号之间的期望关系。在更进一步的实施例中，所述可变滤波器包括接收输入数据流并提供经滤波的输出数据流的数字滤波器，而且所述控制信号包括控制变量。在该实施例中，所述控制电路可以包括数字低通滤波器，其用于使选定频带通过；以及检测器算法，其被设置成用于检测选定频带中的信号电平并用于响应于检测到的信号电平而产生所述控制变量。所述检测器算法可包括RMS检测器算法。根据本专利技术的第二方面，一种声频处理器包括可变滤波器，其接收输入信号并提供经滤波的输出信号，所述可变滤波器具有固定截止频率和可响应于控制信号而受控的品质因子；低通滤波器，其用于选择所述输出信号的频带；以及检测器，其用于检测由所述低通滤波器选择的频带中的信号电平，并用于响应于检测到的信号电平而产生所述控制信号。根据本专利技术的第三方面，一种声频处理方法包括在滤波器中对输入信号进行滤波，并提供经滤波的输出信号；检测表示选定频带中的输入信号电平的信号电平，以提供检测到的信号电平；以及响应于所述检测到的信号电平对所述滤波器的品质因子进行控制。根据本专利技术的第四方面，提供了一种声频处理器。该声频处理器包括数字状态可变高通滤波器，其接收输入数据流并提供经滤波的输出数据流，所述数字滤波器具有固定截止频率和可响应于控制变量而受控的品质因子；数字频带选择滤波器，用于选择所述输出数据流的频带；以及检测器算法，其用于检测由所述数字频带选择滤波器选择的频带中的信号电平，并用于响应于检测到的信号电平而产生控制变量。附图说明参考附图以更好地理解本专利技术，在此通过引用并入了这些附图，其中图1是根据本专利技术第一实施例的声频处理器的框图；图2是根据本专利技术第二实施例的声频处理器的示意图；图3的曲线图是图2的声频处理器针对不同输入信号电平的作为频率的函数增益(以dB为单位)；图4是根据本专利技术第三实施例的声频处理器的框图；图5是根据本专利技术第四实施例的声频处理器的框图；以及图6是根据本专利技术第五实施例的声频处理器的示意框图。具体实施例方式图1表示根据本专利技术第一实施例的声频处理器、或动态低音增强电路。动态低音增强电路10接收声频输入信号12并提供经滤波的声频输出信号14，该经滤波的声频输出信号14具有受控的低音频率以至少部分地补偿弗莱彻-芒森效应。对弗莱彻-芒森效应的部分补偿可包括仅仅增强选定的低音频率以及/或者在一个或更多个频率下对弗莱彻-芒森效应的不完全补偿。动态低音增强电路10包括可变滤波器20和控制电路24。控制电路24接收声频输出信号14并向可变滤波器20提供控制信号30。控制信号30将可变滤波器20的频率特性作为音量级的函数加以控制，以至少部分地补偿弗莱彻-芒森效应。声频输入信号12可为任何合适的声频信号。例如，可从立体声接收器或激光唱盘(CD)单元接收输入信号12。输入信号12可由动态低音增强电路10之前的前置放大器(未示出)放大。声频输出信号14可用于通过功率放大器驱动诸如扬声器的声换能器。然而，在将声频输出信号14提供至放大器和扬声器之前，诸如滤波器或动态处理器的其它组件可处理声频输出信号14。可变滤波器20可为任何合适的在选定频带(例如低音频带)具有增益的滤波器，该增益可作为控制信号的函数而改变。如以下将描述的那样，在选定低音频带中的增益可作为声频输出信号14的低频分量振幅的函数而改变，从而可变滤波器的频率响应大致与人听觉的敏感性相逆，由此至少部分地补偿弗莱彻-芒森效应。可变滤波器20具有固定的截止频率和可响应于控制信号30而受控制的品质因子(通常称为Q)。在一个实施例中，可变滤波器20为高通滤波器。控制电路24可包括频带选择滤波器40和检测器42，并可包括可选的非线性放大器44。频带选择滤波器40可为任何合适的滤波器，其能够选择用于对可变滤波器20进行控制的声频输出信号14的低频部分。选择低频频带以提供表示弗莱彻-芒森效应的输出。在一些实施例中，频带选择滤波器40对高于约2.2kHz的频率进行衰减。频带选择滤波器40可为有源滤波器或无源滤波器。合适的滤波器包括低通滤波器、带通滤波器或低通倾斜滤波器(low-pass shelffilter)。检测器42对频带选择滤波器40的输出进行整流和平滑。从而检测器42包括整流器和具有已知时间常数的滤波器。该整流器可以是半波整流器或全波整流器，且可具有可调节的增益。该整流器可为有源或无源装置。该滤波器能够平滑整流器的输出。滤波器的时间常数被选定为使控制信号30的高频分量(其会使可变滤波器20的Q快速变化，从而引起谐波失真)衰减。例如，该滤波器可为积分器或无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声频处理器，包括：可变滤波器，其接收输入信号并提供输出信号，所述可变滤波器具有固定截止频率和可响应于控制信号而受控的品质因子；和控制电路，其被构造成用来检测表示选定频带中的输入信号电平的信号电平并响应于检测到的信号电平而生成控制信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬L马丁，格雷戈里B伯林盖姆，约翰R大卫，格伦G罗格，
申请(专利权)人：波士顿声学有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]