專利名稱：用于使音頻信號適配于換能器單元的設備和方法
用于使音頻信號適配于換能器單元的設備和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及音頻再現(reproduction)。更具體地，本發(fā)明涉及一種 用于^f吏音頻信號適配于纟灸能器單元的設備和方法。
眾所周知，諸如揚聲器那樣的音頻換能器具有有限的頻率范圍，在該
范圍內它們可以以某個最小聲級忠實地呈現聲音。高保真度音響系統(tǒng)典型 地具有用于再現高頻范圍的相對較小的換能器(高音喇叭)和用于再現低 頻范圍的相對較大的換能器(低音喇叭)。結果，以適當的聲級再現最j氐聲' 頻(大約20-100Hz)所需要的換能器單元(即，在其中容納換能器的外殼 (enclosure))占用了大量的空間。然而，消費者常常更喜愛緊湊的音頻 裝置，它必須具有小的4灸能器單元。
已提議通過使用諸如"虛擬音高(virtual pitch)"那樣的心理聲學 現象來解決這個問題。通過創(chuàng)建低頻信號分量的諧波，有可能間接地表明 這樣的信號分量的存在而不用實際上再現這些分量。然而，這個解決方案 不能替代實際地產生低頻("低音")信號分量。 .
國際專利申請W0 2005/027568 (Philips)/i^開了一種用于把選擇的音 頻頻率范圍集中到更窄的音頻頻率范圍的設備。這是通過檢測在第 一 音頻 頻率范圍內的第一信號分量、生成在第二音頻頻率范圍內的第二信號分 量、和響應于第一信號分量的幅度來控制第二信號分量的幅度而達到的。 結果，可以使用在較窄的第二頻率范圍中特別有效的專用換能器。原先的 頻率范圍可包含音頻信號的較低頻率的信號分量(低音分量)。
雖然這個已知的設備是非常有效的，但它實質上只產生窄頻帶的聲 音。結果，有時會發(fā)現由該已知的設備產生的聲音太有聲調(tonal)。
本發(fā)明的目的是克月艮現有技術的這些和其它問題，以及提供一種用于 使音頻信號適配于換能器的設備和方法，其允許在更寬的頻率范圍內的有 效聲音再現。因此，本發(fā)明提供一種用于使音頻輸入信號適配于換能器單 元的i殳備，該設備包4舌
映射裝置，用于把來自第一音頻頻率范圍的輸入信號分量映射到第.. 二音頻頻率范圍，以1更產生映射的音頻信號，其中第二音頻頻率范圍窄于 第一音頻頻率范圍，以及其中換能器單元在笫二音頻頻率范圍內具有最大 的效率， -濾波器裝置，用于濾波所述輸入信號，以便產生具有第三音頻頻率 范圍的經濾波的輸入信號，以及
-組合裝置，用于組合映射的音頻信號與經濾波的輸入信號，以^便產 生換能器信號。 .
通過提供用于把來自第一音頻頻率范圍的輸入信號分量映射到第二 較窄的音頻頻率范圍的映射裝置，音頻信號可以被集中在其中換能器單元 是最有效的相對較窄的頻率范圍中。通過附加地提供濾波器裝置來用于選 擇第三音頻頻率范圍，以及然后組合這個第三音頻頻率范圍與映射的第二 音頻頻率范圍，獲得了具有較寬的頻率范圍的輸出信號，而同時仍舊^f呆留 頻率映射的優(yōu)點。
應當指出，如果第三音頻頻率范圍對應于輸入音頻信號的頻率范圍， 則濾波器裝置可以由全通濾波器構成。替換地，濾波器裝置可被省略。
優(yōu)選地，第二音頻頻率范圍被包含在第一音頻頻率范圍內。這才羊，第 一音頻頻率范圍實際上—皮集中在其中換能器單元是最有效的或最每丈感的 頻率上。然而，也有可能笫二音頻頻率范圍處在第一音頻頻率范圍之外。
還優(yōu)選地，第三音頻范圍接近第一音頻范圍。這樣，第一和第三音頻 頻率范圍一起形成一個連續(xù)的頻率范圍。也有可能第一和第三音頻頻率范
圍重疊(當以某個幅度電平，例如熟知的-3dB電平考慮時)，在這種情形下, 還可以優(yōu)選地，第二和第三音頻頻率范圍不重疊，因此覆蓋不同的頻率。
優(yōu)選地，第三音頻頻率范圍處在換能器單元的笫一和第二聲壓電平 (SPL)峰值之間，即，在出現第一和第二 SPL峰值的頻率之間。這樣，保 證了經由濾波器裝置被饋送到換能器單元的第三音頻頻率范圍不包含諧 振頻率。因此避免了在這些諧振頻率上的過大的聲級。
在有利的實施例中，第一音頻頻率范圍具有不超過150Hz的上限，優(yōu) 選地不超過120Hz,更^尤選地約為100Hz。笫二音頻頻率范圍可以有利地 跨越小于50Hz，優(yōu)選i也小于10Hz，更優(yōu)選地小于5Hz，以及優(yōu)選;也其以約 55Hz為中心，雖然其中心也可以例如約在50或60Hz附近。第三音i^貞頻率 范圍可以具有約100Hz的下限和約150到200Hz的上限，這取決于4灸能器 屬性和特定的應用。
該設備還可包括被安排成與濾波器單元串聯的陷波濾波器單元和/或 增益控制單元。陷波濾波器單元優(yōu)選地具有阻帶，其包括換能器單元的較 高的諧振頻率。
第二音頻頻率范圍可包括換能器單元的諧振頻率。這個諧振頻率^尤選 地是主諧振頻率，即，導致最高的SPL(聲壓電平)的諧振頻率。替^灸地，
當有導致相似的SPL的多個諧振頻率時，可以使用這些頻率中的最^f氐頻率。 在這個諧振頻率上，4奐能器單元具有高的靈敏度，以及尤其是當4奐能 器具有高的力因數(force factor) (Bl)時，可以獲得非常高的換能器效 率。在另一個有利的實施例中，第二音頻頻率范圍包含換能器單元的亥姆 霍茲(Helmholtz)頻率。在這樣的實施例中，換能器的相對較高的力因數 (Bl)也是優(yōu)選的。
通過使換能器單元運行在它的亥姆霍茲頻率上，換能器位移(在揚聲 器的情形下是錐盆(cone)位移)是最小的，而同時聲級較高。應當指出， 這里提到的亥姆霍茲頻率是換能器單元(即，換能器包括將其容納在其中 的外殼)的"反諧振"頻率。外殼的尺寸和特征，連同換能器特性一起確定 亥姆霍茲頻率。
換能器單元可以有利地被容納在包括一個末端開口的管的外殼內，特 別是當第二音頻頻率范圍包含換能器單元的亥姆霍茲頻率時。這樣，獲得 了一種緊湊而有效的換能器單元。管不一定是直的，而可以是彎曲的或折 疊的，以便提供緊湊的和/或有吸引力的設計。管例如可以具有迷宮式 (labyrinth )的結構。
應當指出，在歐洲專利申請05108634. 6 (文件參考標號PH 000806 EP1)
和由此衍生的專利和專利申請中更詳細地描述了把音頻信號映射到換能 器的玄姆霍茲頻率，這些文件的整個內容在此文檔中引入以供參考。
映射裝置用來把第一音頻頻率范圍映射到第二音頻頻率范圍，因此實 現頻率轉換。在優(yōu)選實施例中，映射裝置包括
.檢測單元，用于4企測在第一音頻頻率范圍中的第一信號分量， .生成器單元，用于生成在第二音頻頻率范圍中的第二信號分量，以
及
.幅度控制單元，用于響應于第一信號分量的幅度而控制第二信號分 量的幅度。 -檢測單元可包括本身已知的包絡檢測器，或任何其它適用的^r測器。 生成器單元可包括本身已知的壓控振蕩器(VCO)，而幅度控制單元可包括 本身已知的乘法電路。映射裝置可附加地包括濾波器單元，優(yōu)選地是帶通 濾波器單元，用于選擇要坤皮映射的音頻頻率范圍。所選擇的音頻頻率范圍
對應于上述的第一音頻頻率范圍。
本發(fā)明還提供了 一種包括如上面定義的設備的音響系統(tǒng)。該音響系統(tǒng) 還可包括放大器、 一個或多個附加的換能器、和/或聲源，諸如CD播放器、
DVD播放器、無線電調諧器、MP3播放器、互聯網終端、和/或計算#幾。該 音響系統(tǒng)可被使用于(平才反)電視設備、汽車音響系統(tǒng)和其它應用。
本發(fā)明還提供了一種使音頻輸入信號適配于換能器單元的方法，該方 法包括以下步驟
.把來自第 一音頻范圍的輸入信號分量映射到第二音頻范圍，以 -便產 生映射的音頻信號，其中第二音頻頻率范圍窄于第一音頻頻率范圍，以及 其中換能器單元在第二音頻頻率范圍內具有最大的效率，
.濾波所述輸入信號，以便產生具有第三音頻范圍的經濾波的llr入信
號，以及
-組合映射的音頻信號與經濾波的輸入信號，以便產生換能器信號。 濾波步驟可以牽涉到帶通濾波器或全通濾波器。替換地，濾波步驟可 被省略。
優(yōu)選地，第二音頻范圍被包含在第一音頻范圍內，和/或第三音頻范 圍接近第一音頻范圍。,人下面的描述中，按照本發(fā)明的方法的其它實施例
將變得明顯。
本發(fā)明附加地提供了 一種計算機程序產品，用于實行如上面定義的方 法。計算機程序產品可包括被存儲在諸如CD或DVD那樣的數據載體上的 一組計算機可執(zhí)行的指令。允許可編程計算機實行如上面定義的方法的該 組計算機可執(zhí)行的指令也可以是可用來例如經由互聯網而從遠端月艮務器 下載的。
下面將參照在附圖上圖解的示例性實施例來進一步解釋本發(fā)明，其
中


圖1示意地顯示可在本發(fā)明中使用的頻率映射設備。
圖2示意地顯示4安照本發(fā)明的頻率適配設備的第一實施例。
圖3示意地顯示4安照本發(fā)明的頻率適配設備的第二實施例。
圖4示意地顯示可在本發(fā)明中使用的換能器單元。
圖5示意地顯示4安照本發(fā)明的音頻頻率范圍。
圖6示意地顯示在本發(fā)明中被利用的換能器單元特性。
圖7示意地顯示在本發(fā)明中被利用的換能器和濾波器特性。
圖8示意地顯示按照本發(fā)明的音響系統(tǒng)。
圖1上的僅僅作為非限制性例子顯示的音頻映射設備10包括帶通濾 波器11、檢測器12、(任選的)低通濾波器13、乘法器14和生成器15。 濾波器11具有相應于第一音頻頻率范圍I的通帶(將在后面參照圖5更詳 細地解釋)，因此消除了第一范圍之外的所有頻率。檢測器12檢測從濾波 器11接收的信號L。檢測器12優(yōu)選地是本身已知的峰值檢測器，但也可 以是本身已知的包絡檢測器。在非常經濟的實施例中，檢測器可以由二極 管構成。
由檢測器12產生的信號Ve代表在第一范園I內存在的組合信號的幅 度(見圖5)。乘法器14把這個信號VE,或它的濾波的版本V——如果存 在任選的濾波器13的話——與具有頻率"的信號V。相乘。這個信號V?？?以由適當的生成器15生成。乘法器14的輸出信號Vm具有約等于"的平均 頻率，而它的幅度依賴于被包含在第一音頻頻率范圍I中的信號。通過改 變生成器頻率fw,可以改變平均頻率并且從而改變第二音頻頻率范圍II 的位置。在以上提到的國際專利申請W0 2005/027568中更詳細地描述了 音頻映射設備10,該專利申請的整個內容在本文檔中引入以供參考。
輸出信號VM可被饋送到換能器，諸如揚聲器。在某些實施例中，揚聲 器可^f皮設計成運行在它具有高效率的頻率上，例如是運行在諧振頻率。然 而，信號VM在生成器頻率fw上具有非常窄的帶寬。最終得到的聲音因此實 際上限于這個窄的帶寬，并將因此顯得是"有聲調的"。為了解決這個問題， 本發(fā)明把至少一部分原先的音頻信號饋送到同一換能器或換能器單元，如 圖2和3所圖示的。
在圖2上被示意地圖示的、本發(fā)明的僅僅示例性的音頻信號適配設備 30包括音頻映射設備10、濾波器單元31和組合單元"，以及它^皮井馬合到 包括換能器的換能器單元20。音頻映射設備10優(yōu)選地相應于圖1的設備 10,雖然這不是必需的，以及可以使用能夠把第一音頻頻率范圍映射到第 二、較窄的音頻頻率范圍的其它映射設備。
音頻信號適配設備30，以及因此音頻映射設備10，接收音頻輸入信 號Vin，其可以具有典型的音頻頻率范圍，即/人約20Hz到約15kHz或更
高。在某些應用中，音頻輸入信號Vin可以在一皮饋送到音頻信號適配設備
30之前^^皮濾波，并可以因此具有更有限的帶寬。在某些應用中，音頻^r入
信號Vin可被限于低音頻率，范圍從約20Hz到200Hz。
音頻映射(FM)設備10把信號VM輸出到組合單元32。濾波器單元31 被安排成與映射設備10并聯，它也被耦合到組合單元32。濾波器單元31 接收輸入音頻信號Vin,并濾波這個信號，以便選擇頻率范圍(圖5上的第 三頻率范圍III)。典型地，因此，濾波器單元31將包括具有范圍/人例如 100Hz到150Hz的通帶的帶通濾波器。經濾波的音頻輸入信號Vin，被饋送到 組合單元32，在那里把它與信號Vm相組合，以產生換能器信號VT。組合 單元32可以由本身已知的相加單元構成。換能器信號VT被饋送到換能器 單元20。
可以看到，換能器21接收相對窄帶的映射的音頻信號、與經濾波的 輸入信號Vin，的組合。設備10例如可以把(第一)頻率范圍20-100Hz映射 到以55Hz為中心的極窄的(第二)范圍，而濾波器單元31具有從100Hz到 150Hz的(第三)范圍的通帶。在本例中，從20Hz到lSOHz的輸入信號頻率 由設備30有效地再現。在某些實施例中，濾波器單元31可以由全通濾波 器構成，雖然帶通濾波器是優(yōu)選的。
在圖3中示意地圖示了本發(fā)明的音頻信號適配設備30的替換實施例。 圖3的實施例附加地包括陷波濾波器(NF)單元33和增益調節(jié)單元34,這 二者被安排成與濾波器單元31串聯。在所顯示的實施例中，這二者^^皮安 排在濾波器單元31與組合單元32之間，但這不是必需的。
陷波濾波器33用來去除相應于換能器或換能器單元的任何其它諧振 頻率的頻率，這將在后面參照圖7更詳細地解釋。增益調節(jié)單元34優(yōu)選 地由具有可調增益G的受控放大器構成，并用來控制信號Vin'相對于信號 Vm的幅度，以便提供很好地平衡的換能器信號Vt。將會看到，增益調節(jié)單 元34也可以安排在陷波濾波器33之前，或在音頻映射單元10與《且合單 元32之間。在圖3的實施例中，換能器信號VT被饋送到換能器單元20, 其優(yōu)選地被安排成運行在它的諧振頻率和/或它的亥姆霍茲頻率處。
圖4上的僅僅作為非限制性例子顯示的換能器單元20包括外殼22, 在其中安裝諸如揚聲器那樣的換能器21。在圖4的實施例中，外殼22包 括分別定義第一容積VI和第二容積V2的兩個空腔，以及管23。容積VI 和V2由支撐換能器21的隔板26分開。第一容積V1開放地與管23通信， 而第二容積V2被封閉。在所顯示的實施例中，形成外殼22的組成部分的
管23不伸入到任何空腔中，而換能器面向管2!3。將會看到，其它安排也
是可能的，例如，其中換能器21背離管23的安排。 '
具有開口端27的管23具有長度L和內橫截面表面積S，它們有助于 確定換能器單元20的亥姆霍茲頻率。表面積S定義換能器單元20的有效 輻射表面。圖4所示的管23是直的，但在替換實施例中，管可以是折疊 的、彎曲的和/或具有迷宮式的結構，這樣提供了緊湊的設計。應當指出,. 所顯示的實施例不 一 定是按比例描繪的。
在替換實施例(未示出)中，外殼22僅僅具有定義單個容積VI的單個 空腔。另外，換能器21的正面(典型地是揚聲器的錐盆)向外、背離管道 23。然而，換能器也可以面向管23，如圖4所示。
在任一個實施例中，優(yōu)選地，在外殼中不存在阻尼材料，以及管23 是相對較長的，而(第一)容積V1是相對較小的。然而，在某些另外的實 施例中，可以存在小量的阻尼材料，以及管23和容積VI的相對尺寸可以 是與所顯示的那些不同的。
正如以上參照圖2和3解釋的，頻率映射設備10產生具有中心頻率 匸的信號VM。在本發(fā)明中，外殼22的尺寸被選擇為使得換能器單元20的 亥姆霍茲頻率"大約等于信號Vm的頻率"。數學上表示為 .
<formula>formula see original document page 11</formula> (1)
首選地，離相等的偏差小于10%,優(yōu)選地小于5%，更優(yōu)選地小于1%。
亥姆霍茲頻率可以由換能器被安裝在外殼中時的電阻抗來定義，如圖 4所示。電阻抗(的絕對值)在第一諧振頻率和笫二諧振頻率上達到最大值。 在這些諧振頻率之間，電阻抗在頻率"上達到最小值。這個頻率fH是換能 器單元的亥姆霍茲頻率在換能器單元(圖4上的20)中出現所謂的反諧捧 處的頻率，導致換能器21的(本地)最小位移。電阻抗在另外的諧振頻率 上可以達到另外的最大值，但這些與本發(fā)明不相關。
在圖5上示意地圖示了音頻頻率范圍的優(yōu)選的分布。在這個非限制性 例子中，第一頻率范圍I -波顯示為從20Hz延伸到100Hz。音頻輸入信號(圖 2與3上的Vin)的這個第一頻率范圍I被映射到第二頻率范圍II,它在本 例中約從50Hz延伸到60Hz?？梢钥吹?，第二頻率范圍II(圖2與3上的 信號VJ比第一頻率范圍I窄，并被包括在第一頻率范圍I內。
按照本發(fā)明，換能器單元(圖2與4上的20)不單接收第二頻率范圍 II，而且也接收第三頻率范圍III。可以看到，在本例中，第三頻率范圍頁
III從lOOHz延伸到150Hz，因此加上了有價值的低音頻率。
在圖5的例子中，在第一頻率范圍I與第三頻率范圍III之間沒有重
疊。然而，這不是必需的，這些范圍的某一重疊可能是希望的。然而，在
第二頻率范圍II與第三頻率范圍III之間的任何重疊優(yōu)選地被避免，至
少是在某個幅度電平上，諸如在-3dB電平上。
在圖6和圖7上圖示了換能器單元(圖4上的20)的頻率特性。在圖6
能器單元一一也就是被安裝在外殼(諸如圖4上的外殼22)中的換能器一一 的聲壓電平(SPL)可以由曲線A表示，曲線B表示不帶外殼、但被安裝在 無限反射板中的換能器的SPL,該換能器被驅動，使得錐盆位移與相應于 曲線A的系統(tǒng)相同。
正如可以看到的，曲線A在頻率f^55Hz處呈現(第一)峰值。為此， 圖5的第二頻率范圍II以55Hz為中心。因此，可以看到，圖5上的第一 頻率范圍I的頻率(20到100HzH皮映射中(對于給定的輸入功率)換能 器具有最高SPL的頻率范圍(50到60Hz)。還可以看到，曲線B在約"Hz 處具有驟降(dip)。這是換能器單元的亥姆霍茲頻率，在這個頻率上在 換能器外殼的容積V1(圖4)與管23(也是圖4)中的諧振造成以極低錐盆位 移處的高SPL。在都處于L上的、曲線A的波峰和曲線B的波谷之間的SPL
的顯著差別是本發(fā)明的換能器單元的明顯的優(yōu)點。
從圖6上還可以看到，在約200Hz處出現另外的諧振。為了抑制任何 這樣的諧振，圖3的實施例包含具有等于約"OHz的中心頻率(陷波頻率 fj的陷波濾波器33。
圖7的曲線C圖示了濾波器單元31的帶通。在所顯示的例子中，通 帶約從70Hz延伸到150Hz，基本上在曲線A的第一SPL峰值(在O與第二 SPL峰值(在fn)之間。因此，這個頻率范圍被附加地饋送到換能器，從而 展寬再現的頻率范圍。由于換能器在這個頻率范圍中不如在頻率G周圍那 樣有效，所以相應信號(圖3上的Vi。，)的幅度可能被相對增加(圖3上的增 益調節(jié)單元34)，因為在這些較高頻率上所需要的錐盆偏移小于在"上的 偏移。
在圖8上示意地圖示了按照本發(fā)明的音響系統(tǒng)。音頻處理設備3 ^皮顯 示為包括放大單元50、頻率適配設備30和處理單元40。頻率適配設備30 和處理單元40被安排成并聯。
由聲源2產生的輸入信號Vin被饋送到放大單元50，在那里它i皮》欠大， 然后被饋送到設備30和處理單元40。頻率適配設備30選擇頻率范圍，例 如是低音頻率范圍，以及把這個頻率范圍映射到(示意地表示的)第一換能 器單元20的亥姆霍茲頻率，而同時也把另一個選擇的頻率范圍饋送到同 一個換能器單元20。處理單元40可包括另一個放大器，用來放大所有的 頻率，并把最終得到的信號饋送到(示意地表示的)第二換能器單元29。另 外地，或替換地，處理單元40可包括用于濾波某些頻率的濾波器，和/或 被安排在頻率適配設備30與換能器單元20之間的(功率)放大器。
在諸如立體聲系統(tǒng)或5.1系統(tǒng)那樣的多通道音響系統(tǒng)的情形下，可以 提供多個頻率適配設備30。替換地，單個頻率適配設備30可以^皮兩個或
多個通道共享，(低音)信號被加上，以便產生要由頻率適配設備30適配 的共享信號。
在優(yōu)選實施例中，處理單元40包括延遲單元，用于以這樣的方式延 遲被饋送到第二換能器單元29的信號，使得第一換能器單元20的聲壓約 等于第二換能器單元29的聲壓，特別是在某個時刻。在本實施例中，處 理單元40引入等于由設備10引入的任何延遲的延遲。
第一換能器單元20優(yōu)選地是按照本發(fā)明的換能器單元，它^1設計成 運行在它的亥姆霍茲頻率，而第二換能器單元29可以是具有一個或多個 換能器的傳統(tǒng)的換能器單元。
聲源2可以由任何適當的聲源構成，諸如是無線電調諧器、CD或DVD 播放器、MP3或AAC播放器、互聯網終端、和/或具有適當的音頻存儲裝置 的計算機。
本發(fā)明的應用包括，但不限于(平板)電視設備、電視接收機設備、 機頂盒設備、衛(wèi)星接收機設備、家庭音響系統(tǒng)、專業(yè)音響系統(tǒng)、和汽車音
響系統(tǒng)。
本發(fā)明是基于這樣的觀點由運行在窄的、被映射的頻率范圍的換能 器單元再現的聲音的質量可以通過把部分原先的音頻信號添加到頻率映 射的音頻信號而得到顯著改進。
應當指出，在本文件中使用的任何術語不應當被解釋為限制本發(fā)明的 范圍。特別是，單詞"包括，，不意味著排除沒有被專門闡述的任何元素。單 個(電路)單元可以用多個(電路)單元或它們的等同物替換。
本領域技術人員將會看到，本發(fā)明不限于上面舉例說明的實施例，以,
及可以做出許多修改和添加，而不背離如在所附權利要求中定義的本發(fā)明
的范圍。
權利要求
1.一種用于使音頻輸入信號(Vin)適配于換能器單元(20)的設備(30)，該設備包括:·映射裝置(10)，用于把來自第一音頻頻率范圍(I)的輸入信號分量映射到第二音頻頻率范圍(II)，以便產生映射的音頻信號(VM)，其中第二音頻頻率范圍(II)窄于第一音頻頻率范圍(I)，以及其中換能器單元(20)在第二音頻頻率范圍(II)內具有最大的效率，·濾波器裝置(31)，用于濾波所述輸入信號(Vin)，以便產生具有第三音頻頻率范圍(III)的經濾波的輸入信號(Vin’)，以及·組合裝置(32)，用于組合映射的音頻信號(VM)與經濾波的輸入信號(Vin’)，以便產生換能器信號(VT)。
2. 按照權利要求1的設備，其中第二音頻頻率范圍(II)被包含在第 一音頻頻率范圍(I)內。
3. 按照權利要求l的設備，其中第三音頻頻率范圍(III)接近第一音 頻頻率范圍(1)。
4. 按照權利要求i的設備，其中第三音頻頻率范圍(in)處在換能器單元(20)的第 一和第二聲壓電平峰值之間。
5. 按照權利要求1的設備，其中第一音頻頻率范圍(I)具有不超過 150Hz的上限，優(yōu)選地不超過120Hz,更優(yōu)選地約為100Hz。
6. 按照權利要求1的設備，其中第二音頻頻率范圍(II)跨越小于 50Hz,優(yōu)選地小于10Hz,更優(yōu)選地小于5Hz,和/或其中第二音頻頻率范 圍(II)以約55Hz為中心。
7. 按照權利要求1的設備，其中第二音頻頻率范圍(II)包含換能器 單元(20)的主諧振頻率。
8. 按照權利要求1的設備，其中笫二音頻頻率范圍(II)包含換能器 單元(20)的亥姆霍茲頻率。
9. 按照權利要求1的設備，其中換能器單元(20)包括換能器(21)， 其被安裝在具有末端開口的管(23)的外殼(22)內。
10. 按照權利要求9的設備，其中末端開口的管(23)是彎曲的和/或 折疊的。
11. 按照權利要求l的設備，其中映射裝置(IO)包括 檢測單元(12)，用于檢測在第一音頻頻率范圍(I)中的第一信號分 量， 生成器單元(15),用于生成在第二音頻頻率范圍(II)中的第二信號 分量，以及 幅度控制單元(14)，用于響應于第一信號分量的幅度而控制第二信 號分量的幅度。
12. 按照權利要求1的設備，還包括被安排成與濾波器單元(31)串聯 的陷波濾波器單元(33)和/或增益控制單元(34)。
13. —種音響系統(tǒng)(l),包括按照權利要求1的設備(30)。
14. 一種使音頻輸入信號(Vin)適配于換能器單元(20)的方法，該方法 包括以下步驟 把來自第一音頻頻率范圍(I)的輸入信號分量映射到第二音頻頻率 范圍(II)，以便產生映射的音頻信號(VJ，其中第二音頻頻率范圍(II)窄 于第一音頻頻率范圍(I),以及其中換能器單元(20)在第二音頻頻率范圍 (II)內具有最大的效率，-濾波所述輸入信號(Vin)，以便產生具有第三音頻頻率范圍(III)的 經濾波的輸入信號(Vin')，以及 組合映射的音頻信號(VM)與經濾波的輸入信號(Vin，)，以便產生換能 器信號(Vt)。
15. 按照權利要求14的方法，其中第二音頻頻率范圍(II)被包含在 第一音頻頻率范圍(I)內。
16. 按照權利要求i4的方法，其中第三音頻頻率范圍(in)接近第一 音頻頻率范圍(1)。
17. 按照權利要求i4的方法，其中第三音頻頻率范圍(in)處在換能器單元(20)的第一和第二聲壓電平峰值之間。
18. 按照權利要求14的方法，其中第一音頻頻率范圍(I)具有不超過 150Hz的上限，優(yōu)選地不超過120Hz,更優(yōu)選地約為100Hz。
19. 按照權利要求14的方法，其中第二音頻頻率范圍(II)跨越小于 50Hz,優(yōu)選地小于10Hz,更優(yōu)選地小于5Hz,和/或其中第二音頻頻率范 圍(II)以約55Hz為中心。
20. 按照權利要求14的方法，其中第二音頻頻率范圍(II)包含換能 器單元(20)的主諧振頻率。
21. 按照權利要求14的方法，其中第二音頻頻率范圍(II)包含換能 器單元(20)的玄姆霍茲頻率。
22. 按照權利要求14的方法，其中換能器單元(20)包括換能器(21)， 其被安裝在具有末端開口的管(23)的外殼(22)內。
23. 按照權利要求14的方法，其中映射步驟包括以下子步驟 -檢測在第 一音頻頻率范圍(I)中的第 一信號分量，-生成在第二音頻頻率范圍(II)中的第二信號分量，以及 -響應于第一信號分量的幅度而控制第二信號分量的幅度。
24. —種用于實行*按照權利要求14的方法的計算機程序產品。
全文摘要
一種用于使音頻輸入信號(Vin)適配于換能器單元(20)的設備(30)，包括映射裝置(10)，用于把來自第一音頻頻率范圍的輸入信號分量映射到第二音頻頻率范圍，以便產生映射的音頻信號(VM)，其中第二音頻頻率范圍窄于第一音頻頻率范圍，以及其中換能器單元(20)在第二音頻頻率范圍內具有最大的效率，濾波器裝置(31)，用于濾波所述輸入信號(Vin)，以便產生具有第三音頻頻率范圍的經濾波的輸入信號(Vin’)，以及組合裝置(32)，用于組合映射的音頻信號(VM)與經濾波的輸入信號(Vin’)，以便產生換能器信號(VT)。第二音頻頻率范圍優(yōu)選地被包含在第一音頻頻率范圍內，而第三音頻頻率范圍可以接近第一音頻頻率范圍。第二音頻頻率范圍優(yōu)選地在換能器單元(20)的亥姆霍茲頻率的5％內延伸。
文檔編號H04R3/04GK101375629SQ200780003493
公開日2009年2月25日 申請日期2007年1月23日 優(yōu)先權日2006年1月27日
發(fā)明者J·A·M·紐文迪克, O·奧韋爾特杰斯, R·M·阿茨 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司