聲音產(chǎn)生系統(tǒng)和其音頻放大的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聲音產(chǎn)生系統(tǒng)和其方法，且特別涉及一種具有多頻帶動(dòng)態(tài)范圍控制操作的聲音產(chǎn)生系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在常規(guī)聲音產(chǎn)生系統(tǒng)中，根據(jù)揚(yáng)聲器的振幅(excurs1n)來自動(dòng)地控制放大設(shè)備的增益。依音頻和振幅來看，音頻的內(nèi)容包含來自揚(yáng)聲器的第一諧振頻率音頻。第一諧振頻率音頻的響度受揚(yáng)聲器的隔膜的振幅和人的聽覺限制。因此，在數(shù)字空間中，用于放大音頻的增益的范圍是有限的，且音頻的低頻段的改進(jìn)空間也是有限的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供多種聲音產(chǎn)生系統(tǒng)及其方法，且因此尤其可聽得到的低音頻段中的聲音質(zhì)量和響度得以優(yōu)化。
[0004]本發(fā)明的聲音產(chǎn)生系統(tǒng)，包含揚(yáng)聲器、驅(qū)動(dòng)電路和音頻控制器。所述揚(yáng)聲器用于產(chǎn)生可聽得到的聲音。所述驅(qū)動(dòng)電路連接到所述揚(yáng)聲器。所述音頻控制器通過所述驅(qū)動(dòng)電路而連接到所述揚(yáng)聲器。所述音頻控制器經(jīng)配置以接收輸入音頻信號(hào)且用放大增益預(yù)放大所述輸入音頻信號(hào)以獲得經(jīng)預(yù)放大的音頻信號(hào)；對(duì)所述經(jīng)預(yù)放大的音頻信號(hào)進(jìn)行多頻帶動(dòng)態(tài)范圍控制以獲得輸出音頻信號(hào)；將所述輸出音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電壓；通過所述驅(qū)動(dòng)電路而將所述驅(qū)動(dòng)電壓提供到所述揚(yáng)聲器；在所述驅(qū)動(dòng)電路上進(jìn)行檢測(cè)以獲得用于響應(yīng)于所述驅(qū)動(dòng)電壓來確定所述揚(yáng)聲器的所估計(jì)的振幅的至少一個(gè)振幅參數(shù)；且根據(jù)所述估計(jì)的振幅來調(diào)整所述放大增益。
[0005]本發(fā)明的另一種聲音產(chǎn)生系統(tǒng)，包含自動(dòng)增益控制器、延遲單元、多頻帶動(dòng)態(tài)范圍控制器(MBDRC)和振幅控制器。所述自動(dòng)增益控制器接收輸入音頻信號(hào)和放大增益，且控制所述輸入音頻信號(hào)的所述放大增益以根據(jù)所述輸入音頻信號(hào)和所述放大增益而產(chǎn)生經(jīng)預(yù)放大的音頻信號(hào)。所述延遲單元耦接到所述自動(dòng)增益控制器，且提供用于傳送所述經(jīng)預(yù)放大的音頻信號(hào)的延遲時(shí)間。所述MBDRC耦接到所述延遲單元以接收所述經(jīng)預(yù)放大的音頻信號(hào)，且對(duì)所述經(jīng)預(yù)放大的音頻信號(hào)進(jìn)行多頻帶動(dòng)態(tài)范圍控制操作以產(chǎn)生輸出音頻信號(hào)。所述驅(qū)動(dòng)電路耦接在所述多頻帶動(dòng)態(tài)范圍控制器與所述揚(yáng)聲器之間，且所述驅(qū)動(dòng)電路接收并放大所述輸出音頻信號(hào)以驅(qū)動(dòng)所述揚(yáng)聲器。所述振幅控制器耦接到所述驅(qū)動(dòng)電路以接收施加在所述揚(yáng)聲器上的反饋電壓和反饋電流，其中所述振幅控制器根據(jù)所述輸入音頻信號(hào)、所述反饋電壓和所述反饋電流而確定所述放大增益。
[0006]本發(fā)明的聲音產(chǎn)生方法包含:接收輸入音頻信號(hào)且用放大增益預(yù)放大所述輸入音頻信號(hào)以獲得經(jīng)預(yù)放大的音頻信號(hào)；對(duì)所述經(jīng)預(yù)放大的音頻信號(hào)進(jìn)行多頻帶動(dòng)態(tài)范圍控制以獲得輸出音頻信號(hào)；將所述輸出音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電壓；通過所述驅(qū)動(dòng)電路而將所述驅(qū)動(dòng)電壓提供到所述揚(yáng)聲器；在所述驅(qū)動(dòng)電路上進(jìn)行檢測(cè)以獲得用于響應(yīng)于所述驅(qū)動(dòng)電壓來確定所述揚(yáng)聲器的所估計(jì)的振幅的至少一個(gè)振幅參數(shù)；以及根據(jù)所述估計(jì)的振幅來調(diào)整所述放大增益。
[0007]根據(jù)以上描述，在本發(fā)明中，通過所述反饋電流和所述反饋電壓來獲得所述揚(yáng)聲器的所述估計(jì)的振幅。根據(jù)所述揚(yáng)聲器的所述估計(jì)的振幅(以及信號(hào)控制器)來確定所述放大增益。此外，在所述聲音產(chǎn)生系統(tǒng)和所述聲音產(chǎn)生系統(tǒng)中提供MBDRAC操作。也就是說，可通過輸入音頻的不同頻帶來控制輸入音頻信號(hào)，且可提高聲音質(zhì)量和基于揚(yáng)聲器(例如，微型揚(yáng)聲器)的能力的響度。
[0008]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0009]圖1A說明根據(jù)本申請(qǐng)案的示范性實(shí)施例的聲音產(chǎn)生系統(tǒng)。
[0010]圖1B說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的另一聲音產(chǎn)生系統(tǒng)102的方塊圖。
[0011]圖2說明根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例的另一聲音產(chǎn)生系統(tǒng)200的方塊圖。
[0012]圖3說明圖2中的MBDRC 230的輸入和輸出的示意圖。
[0013]圖4說明根據(jù)圖2的示范性實(shí)施例的MBDRC 230的方塊圖。
[0014]圖5說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的揚(yáng)聲器的振動(dòng)特性。
[0015]圖6A說明揚(yáng)聲器系統(tǒng)的控制設(shè)備。
[0016]圖6B說明根據(jù)本申請(qǐng)案的另一實(shí)施例的聲音產(chǎn)生系統(tǒng)602。
[0017]圖7說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的聲音產(chǎn)生方法的流程圖。
[0018]【符號(hào)說明】
[0019]61:補(bǔ)償單元
[0020]63:增益單元
[0021]65:反饋單元
[0022]101:聲音產(chǎn)生系統(tǒng)
[0023]102:音頻控制器
[0024]103:驅(qū)動(dòng)電路
[0025]104:聲音產(chǎn)生系統(tǒng)
[0026]110:自動(dòng)增益控制器
[0027]120:延遲單元
[0028]130:多頻帶動(dòng)態(tài)范圍控制器
[0029]140:驅(qū)動(dòng)電路
[0030]150:振幅控制器
[0031]200:聲音產(chǎn)生系統(tǒng)
[0032]210:自動(dòng)增益控制器
[0033]220:延遲單元
[0034]230:多頻帶動(dòng)態(tài)范圍控制器
[0035]240:驅(qū)動(dòng)電路
[0036]241:數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器
[0037]242:放大器
[0038]250:振幅控制器
[0039]260:等化濾波器
[0040]270:限制單元
[0041]280:電流傳感器
[0042]292:模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器
[0043]410:前動(dòng)態(tài)范圍控制器
[0044]430:加法單元
[0045]440:后動(dòng)態(tài)范圍控制器
[0046]601:控制設(shè)備
[0047]602:聲音產(chǎn)生系統(tǒng)
[0048]611:振幅預(yù)測(cè)裝置
[0049]613:非線性補(bǔ)償器
[0050]615:緩沖器
[0051]617:信號(hào)控制器
[0052]631:增益控制裝置
[0053]633:數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器
[0054]651:振幅檢測(cè)裝置
[0055]653:溫度檢測(cè)裝置
[0056]655:模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器
[0057]2110:信號(hào)控制器
[0058]4211:頻帶劃分濾波器
[0059]4212:動(dòng)態(tài)范圍控制器
[0060]4213:動(dòng)態(tài)范圍控制器
[0061]4221:頻帶劃分濾波器
[0062]4222:動(dòng)態(tài)范圍控制器
[0063]4223:動(dòng)態(tài)范圍控制器
[0064]4231:頻帶劃分濾波器
[0065]4232:動(dòng)態(tài)范圍控制器
[0066]4233:動(dòng)態(tài)范圍控制器
[0067]6311:自動(dòng)增益控制器(AGC)
[0068]6312:延遲單元
[0069]6313:多頻帶動(dòng)態(tài)范圍控制器(MBDRC)
[0070]6314:限制單元
[0071]AMP:放大器
[0072]CIN_AU:經(jīng)預(yù)放大的音頻信號(hào)
[0073]CP_AU:輸出音頻
[0074]EIN_AU:經(jīng)均衡的輸入音頻信號(hào)
[0075]EMAX:最大可能振幅
[0076]FV:反饋電壓
[0077]FC:反饋電流
[0078]Ge:值
[0079]GCl:第一增益控制信號(hào)
[0080]GC2:第二增益控制信號(hào)
[0081]GC3:第三增益控制信號(hào)
[0082]GC4:第四增益控制信號(hào)
[0083]HB:高頻帶
[0084]IN_AU:輸入音頻信號(hào)
[0085]LB:低頻帶
[0086]MB:中頻帶
[0087]PFl:第一所檢測(cè)的參數(shù)
[0088]PF2:第二所檢測(cè)的參數(shù)
[0089]RFl:第一諧振頻率
[0090]RF2:第二頻率
[0091]S710 ?S760:步驟
[0092]Sal:第一音頻信號(hào)
[0093]Sa3:第三音頻信號(hào)
[0094]Sfbl:反饋電流信號(hào)
[0095]Sfb2:反饋電壓信號(hào)
[0096]SPK:揚(yáng)聲器
[0097]UAG:放大增益
【具體實(shí)施方式】
[0098]參看圖1A，圖1A說明根據(jù)本申請(qǐng)案的示范性實(shí)施例的聲音產(chǎn)生系統(tǒng)。聲音產(chǎn)生系統(tǒng)101包含音頻控制器102、驅(qū)動(dòng)電路103和揚(yáng)聲器SPK。揚(yáng)聲器SPK用于產(chǎn)生可聽得到的聲音。驅(qū)動(dòng)電路103耦接到揚(yáng)聲器SPK且提供用于驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器SPK的信號(hào)。音頻控制器102耦接到揚(yáng)聲器SPK和驅(qū)動(dòng)電路103。音頻控制器102經(jīng)配置以接收且處理輸入音頻信號(hào)IN_AU，且產(chǎn)生輸出音頻信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電壓。驅(qū)動(dòng)電路103將驅(qū)動(dòng)電壓提供到揚(yáng)聲器SPK以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器SPK。
[0099]詳細(xì)地說，音頻控制器102接收放大增益且用放大增益預(yù)放大輸入音頻信號(hào)IN_AU以獲得經(jīng)預(yù)放大的音頻信號(hào)。接著，音頻控制器102對(duì)經(jīng)預(yù)放大的音頻信號(hào)進(jìn)行多頻帶動(dòng)態(tài)范圍控制操作以產(chǎn)生輸出音頻信號(hào)。此外，音頻控制器102可將輸出音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電壓，且驅(qū)動(dòng)電壓可通過驅(qū)動(dòng)電路103而傳送到揚(yáng)聲器SPK以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器SPK。
[0100]另一方面，音頻控制器102在驅(qū)動(dòng)電路103上進(jìn)行檢測(cè)以獲得揚(yáng)聲器SPK的至少一個(gè)振幅參數(shù)。音頻控制器102可響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)電壓根據(jù)至少一個(gè)振幅參數(shù)來確定揚(yáng)聲器SPK的所估計(jì)的振幅。且，音頻控制器102根據(jù)所估計(jì)的振幅來調(diào)整放大增益。
[0101]此處，請(qǐng)注意，音頻控制器102可對(duì)經(jīng)預(yù)放大的音頻信號(hào)進(jìn)行多頻帶動(dòng)態(tài)范圍控制以產(chǎn)生經(jīng)壓縮的音頻信號(hào)。接著，音頻控制器102可通過將限制增益應(yīng)用到經(jīng)壓縮的音頻信號(hào)以限制輸出音頻信號(hào)的電平并獲得所限制的音頻信號(hào)作為輸出音頻信號(hào)而將經(jīng)壓縮的音頻信號(hào)的總電壓值限制在閾值電壓值。限制增益還可由音頻