传声器装置制造方法及图纸

一种传声器装置包括：传声器阵列(20)，其包括至少两个传声器(202、204)，所述至少两个传声器(202、204)中的每一个提供传声器输出信号(s1[n]、s2[n])；第一加法器(302)，其被配置为通过对所述至少两个传声器(202、204)中的每一个的所述传声器输出信号(s1[n]、s2[n])的延迟版本(s1[n

【技术实现步骤摘要】
传声器装置


[0001]本公开涉及一种传声器装置，特别地涉及一种包括多个传声器的传声器装置。

技术介绍

[0002]对于许多应用而言，需要传声器跨宽频率范围提供平坦的频率响应。例如，自动语音识别应用通常需要跨至少80Hz至16kHz的频率范围的平坦的频率响应。与全向传声器相比，单向传声器通过在除主方向(例如，正面方向)之外的所有方向上具有较低灵敏度来提供增加的信噪比。传声器装置的方向性可以通过以传声器阵列(波束成形阵列)布置多个传声器来实现。尽管与全向传声器相比具有若干优点，但是这种波束成形传声器阵列通常不具有平坦的频率响应，并且因此不能用于需要波束成形能力以及跨宽频率范围的平坦的频率响应两者的应用中。

技术实现思路

[0003]一种传声器装置包括：传声器阵列，其包括至少两个传声器，所述至少两个传声器中的每一个提供传声器输出信号；第一加法器，其被配置为通过对所述至少两个传声器中的每一个的所述传声器输出信号的延迟版本求和来提供传声器阵列输出信号；第一滤波器单元，其被配置为提供滤波的传声器阵列输出信号；第二滤波器单元，其被配置为提供所述至少两个传声器中的一个的滤波的传声器输出信号；以及第二加法器，其被配置为通过对所述滤波的传声器阵列输出信号和所述滤波的传声器输出信号求和来提供输出传声器信号。
[0004]一种用于操作传声器装置的方法包括借助于传声器阵列的至少两个传声器提供至少两个传声器输出信号；借助于第一加法器对所述至少两个传声器中的每一个的所述传声器输出信号的延迟版本求和来提供传声器阵列输出信号；借助于第一滤波器单元提供滤波的传声器阵列输出信号；借助于第二滤波器单元提供所述至少两个传声器中的一个的滤波的传声器输出信号；以及借助于第二加法器对所述滤波的传声器阵列输出信号和所述滤波的传声器输出信号求和来提供输出传声器信号。
[0005]本领域的技术人员将在查阅以下具体实施方式和附图之后了解或更加明白其他系统、方法、特征和优点。意图使所有此类额外的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内，包括在本专利技术的范围内，并且由下列权利要求书来保护。
附图说明
[0006]参阅以下描述和附图可以更好地理解所述装置。图中的部件不一定是按比例的，而是着重示出本专利技术的原理。此外，图中的相同参考数字指定遍及不同视图中的对应部分。
[0007]图1示意性地示出了一阶差分端射波束成形传声器阵列。
[0008]图2示意性地示出了根据一个示例的传声器装置。
[0009]图3示意性地示出了根据另一个示例的传声器装置。
[0010]图4示意性地示出了图2的传声器装置的频率响应。
[0011]图5在流程图中示意性地示出了根据一个示例的用于操作传声器装置的方法。
具体实施方式
[0012]按照要求，本文公开了本专利技术的详细实施方案；然而，应当理解的是，所公开的实施方案仅仅是可以以各种和替代形式体现的本专利技术的示例。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中公开的特定结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式运用本专利技术的代表性基础。
[0013]应认识到，可以在本文中指出的方向术语(例如，“上”、“下”、“内”、“外”、“顶部”、“底部”等)仅指代装置的各种部件的取向，如在附图中示出的。提供这些术语以用于上下文和理解所公开的实施方案。
[0014]通常期望传声器在例如20Hz至16或甚至20kHz的宽频率范围内具有平坦的频率响应。传声器或传声器装置的频率响应通常被定义为作为输入频率的函数的输出信号幅度的定量度量。在常规的传声器装置中，频率响应可以包括在整个频率范围内的50dB或甚至更多的变化。如果在整个频率范围内的变化小于10dB，或者甚至小于5dB，则可以认为频率响应是平坦的。例如，自动语音识别应用通常需要平坦的频率响应。
[0015]单向(定向)传声器通过在除主要(即正面)方向之外的所有方向上具有较低的灵敏度来提供增加的信噪比。一阶差分端射阵列提供了一种实现方向性的简单方式。这种波束成形技术背后的原理是简单地将来自前部元件的信号与延迟和反转的后部元件相加。这在图1中示意性地示出。图1示意性地示出了包括第一传声器202和第二传声器204的传声器阵列20。第一传声器202和第二传声器204中的每一个可以是(模拟)全向传声器，其中全向传声器是从所有侧面或方向拾取具有相等增益的声音的传声器。第一传声器202和第二传声器204从声源10拾取声音。例如，声源10可以是人或扬声器。然而，任何其他声源也是可能的。第一传声器202和第二传声器204被布置成彼此相距距离D。第一传声器202提供第一传声器输出信号s1[n]，并且第二传声器204提供第二传声器输出信号s2[n]。传声器阵列20是(单向)定向传声器阵列。即，传声器阵列20仅从一个特定方向(例如，声源10的方向)拾取具有高增益的声音。
[0016]然而，在方向上，一阶差分端射阵列可以创建心形、强心形或超心形图案。例如，为了实现心形图案，声波在两个传声器元件之间行进所需的时间与波束成形器的延迟大致相同。在图1中，示意性地示出了延迟，其产生第一传声器202的延迟的传声器信号s1[n
‑
d1]，所述第一传声器被布置成比所述第二传声器204更远离声源10。由于第二传声器204被布置成更靠近声源10，所以与第一传声器202相比，源于声源10的声音更早地到达第二传声器204。第二传声器204的(延迟的)传声器输出信号s2[n
‑
d2]和第一传声器202的(延迟的)传声器输出信号s1[n
‑
d1]借助于加法器30相加，从而产生传声器阵列输出信号sb[n]＝s2[n]–
s1[n
‑
d]。延迟也可以是零，例如，对于被布置成最靠近声源10的传声器阵列20的传声器而言。在本文所示的示例中，这产生s2[n
‑
d2]＝s2[n
‑
0]＝s2[n]。
[0017]然而，差分端射传声器阵列可能具有几个缺点。例如，差分端射传声器阵列不具有平坦的频率响应。差分端射传声器通常具有高达第一对消频率的高通滤波器的响应特性，
以6dB/倍频程的频率上升。在高频端，由于周期性发生的频率对消，会出现梳状滤波效应。在图1中(底部)示意性地示出典型的一阶(双传声器)差分端射波束成形传声器阵列的频率响应。一些系统可以根据在信道之间的总有效延迟计算对消的频率，所述总有效延迟包括波束成形器的延迟和由元件相对于声源10的距离差导致的延迟(即，在0
°
处最大、在180
°
处最小并且在90
°
和270
°
处为零)。
[0018]位置延迟通常与阵列的传声器元件202、204之间的距离D成比例。因此，波束成形器的物理尺寸限制了在6dB/倍频程斜率和第一对消点之间的
‘
有用的...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种传声器装置，其包括：传声器阵列(20)，所述传声器阵列(20)包括至少两个传声器(202、204)，所述至少两个传声器(202、204)中的每一个提供传声器输出信号(s1[n]、s2[n])；第一加法器(302)，所述第一加法器(302)被配置为通过对所述至少两个传声器(202、204)中的每一个的所述传声器输出信号(s1[n]、s2[n])的延迟版本(s1[n
‑
d1]、s2[n])求和来提供传声器阵列输出信号(s1*2[n])；第一滤波器单元(402)，所述第一滤波器单元(402)被配置为提供滤波的传声器阵列输出信号(s
’
b[n])；第二滤波器单元(404)，所述第二滤波器单元(404)被配置为提供所述至少两个传声器(202、204)中的一个的滤波的传声器输出信号(s
’
2[n])；以及第二加法器(304)，所述第二加法器(304)被配置为通过对所述滤波的传声器阵列输出信号(s
’
b[n])和所述滤波的传声器输出信号(s
’
2[n])求和来提供输出传声器信号(out[n])。2.如权利要求1所述的传声器装置，其中所述传声器输出信号(s1[n]、s2[n])的所述延迟版本(s1[n
‑
d1]、s2[n])中的每一个包括低频范围、中频范围和高频范围分量，并且所述传声器阵列输出信号(sb[n])包括低频范围分量、中频范围分量和高频范围分量，并且其中所述第一滤波器单元(402)被配置为从所述传声器阵列输出信号(sb[n])去除所述低频范围和所述高频范围分量，使得所述滤波的传声器阵列输出信号(s
’
b[n])仅包括所述传声器阵列输出信号(sb[n])的所述中频范围分量；以及所述第二滤波器单元(404)被配置为从所述传声器输出信号(s2[n])去除所述中频范围分量，使得所述滤波的传声器输出信号(s
’
2[n])仅包括所述传声器输出信号(s2[n])的所述低频范围分量和高频范围分量。3.如权利要求2所述的传声器装置，其中所述第一滤波器单元(402)包括带通滤波器，并且所述第二滤波器单元(404)包括低通滤波器和高通滤波器。4.如权利要求1所述的传声器装置，其中所述传声器输出信号(s1[n]、s2[n])的所述延迟版本(s1[n
‑
d1]、s2[n])中的每一个包括低频范围分量、中频范围分量和高频范围分量，并且所述传声器阵列输出信号(sb[n])包括低频范围分量、中频范围分量和高频范围分量，并且其中:所述第一滤波器单元(402)被配置为从所述传声器阵列输出信号(sb[n])去除所述高频范围分量，使得所述滤波的传声器阵列输出信号(s
’
b[n])仅包括所述传声器阵列输出信号(sb[n])的所述低频范围分量和中频范围分量；以及所述第二滤波器单元(404)被配置为从所述传声器输出信号(s2[n])去除所述低频范围分量和中频范围分量，使得所述滤波的传声器输出信号(s
’
2[n])仅包括所述传声器输出信号(s2[n])的所述高频范围分量。5.如权利要求4所述的传声器装置，其中所述第一滤波器单元(402)包括低通滤波器，并且所述第二滤波器单元(404)包括高通滤波器。6.如权利要求1至5中任一项所述的传声器装置，其中所述传声器阵列(20)是单向传声器阵列。7.如权利要求1至6中任一项所述的传声器装置，其中所述至少两个传声器(202、204)...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：哈曼贝克自动系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：