專利名稱：一種低音增強器、低音增強方法以及發(fā)聲設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及音頻電子產(chǎn)品領(lǐng)域，特別涉及一種低音增強器、低音增強方法以及發(fā)聲設(shè)備。
背景技術(shù)：
低音增強是一種可以專門對音頻數(shù)據(jù)中的低音做處理以增強低音效果的技術(shù)。現(xiàn)有的低音增強技術(shù)主要有壓縮量為固定值的固定低音增強方式和壓縮量可以變化的動態(tài)低音增強方式。然而，在固定低音增強方式下，當(dāng)出現(xiàn)大信號時容易造成信號消波，嚴(yán)重影響了音頻質(zhì)量，現(xiàn)有的動態(tài)低音增強方式雖然能夠一定程度上緩解消波問題，然而現(xiàn)有動態(tài)低音增強方式，對動態(tài)壓縮時間以及壓縮量等的調(diào)整復(fù)雜，調(diào)節(jié)難度過大，增強后的低音的力度和彈性都出現(xiàn)了明顯的失真，顯著影響了低音質(zhì)量，導(dǎo)致低音重放效果較差。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的低音增強器、低音增強方法以及發(fā)聲設(shè)備。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實施例采用了如下技術(shù)方案本發(fā)明一個實施例提供了一種低音增強器，包括音頻輸入緩沖器、帶通濾波器、電子音量調(diào)節(jié)器、MCU、峰值采集器和比例加法器，其中，音頻輸入緩沖器的輸入端和比例加法器的輸入端接入原始音頻信號，音頻輸入緩沖器的輸出端連接至帶通濾波器的輸入端，帶通濾波器的輸出端和MCU的輸出端連接至電子音量調(diào)節(jié)器，電子音量調(diào)節(jié)器的輸出端與峰值采集器的輸入端以及比例加法器的輸入端相連接，峰值采集器的輸出端連接至MCU的輸入端；音頻輸入緩沖器，將原始音頻信號緩沖后輸出至帶通濾波器；帶通濾波器，對輸入的信號進(jìn)行濾波，提取出低音信號并將低音信號輸出至電子音量調(diào)節(jié)器；電子音量調(diào)節(jié)器，對當(dāng)前低音信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，得到初始調(diào)整信號，以及，根據(jù)控制信號以初始調(diào)整信號作為第一次循環(huán)的處理信號，當(dāng)滿足循環(huán)的觸發(fā)條件時，將上一次循環(huán)輸出的信號作為當(dāng)前循環(huán)的檢測信號，并在當(dāng)前循環(huán)中利用比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到調(diào)整次數(shù)；峰值采集器，采集電子音量調(diào)節(jié)器輸出的信號中的峰值信號，將該峰值信號量化為數(shù)字信號后輸出至MCU;MCU，根據(jù)數(shù)字信號生成控制信號并將該控制信號發(fā)送至電子音量調(diào)節(jié)器；比例加法器，將初始調(diào)整信號、每次循環(huán)中輸出的信號分別與原始音頻信號合成后逐次輸出。上述低音增強器還包括音頻輸出緩沖器，電子音量調(diào)節(jié)器的輸出端與峰值采集器的輸入端以及比例加法器的輸入端相連接包括電子音量調(diào)節(jié)器的輸出端連接至音頻輸出緩沖器的輸入端，以及音頻輸出緩沖器的輸出端分別連接至峰值采集器的輸入端以及比例加法器的輸入端；音頻輸出緩沖器，對輸入的低音信號進(jìn)行緩沖；峰值采集器，從音頻輸出緩沖器中采集信號的峰值信號，將該峰值信號量化為數(shù)字信號后輸出至MCU。本發(fā)明又一實施例提供的一種發(fā)聲設(shè)備包括上述低音增強器、直接或間接連接至低音增強器的比例加法器輸出端的功率放大器以及連接在功率放大器輸出端的揚聲器。進(jìn)一步的，上述發(fā)聲設(shè)備還包括音頻失真調(diào)整控制器，該音頻調(diào)整失真控制器包括第二 MCU、第二電子音量調(diào)節(jié)器和失真信號采集器，其中，比例加法器的輸出端和第二 MCU的輸出端連接至第二電子音量調(diào)節(jié)器的輸入端，第二電子音量調(diào)節(jié)器的輸出端連接至功率放大器的輸入端，功率放大器的輸出端與失真信號采集器的輸入端和揚聲器的輸入端相連接，失真信號采集器的輸出端連接至第二 MCU的輸入端；第二電子音量調(diào)節(jié)器，對當(dāng)前合成信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，得到二級調(diào)整信號，以及，根據(jù)第二 MCU的控制信號以初始功率放大信號作為第一次二級循環(huán)的處理信號，當(dāng)滿足二級循環(huán)的觸發(fā)條件時，將上一次二級循環(huán)輸出的信號作為當(dāng)前二級循環(huán)的檢測信號，并在當(dāng)前二級循環(huán)中利用二級比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到二級調(diào)整次數(shù)；功率放大器,對輸入信號的功率進(jìn)行放大；失真信號采集器，采集功率放大器輸出的信號中的失真信號，將該失真信號量化為數(shù)字信號后輸出至第二 MCU ；第二 MCU，根據(jù)來自失真信號采集器的數(shù)字信號生成控制信號并將該控制信號輸出至第二電子音量調(diào)節(jié)器；揚聲器,將初始功率放大信號、每次二級循環(huán)中輸出的信號分別逐次輸出。本發(fā)明又一實施例提供的一種發(fā)聲設(shè)備，包括前級電子音量調(diào)節(jié)器、音頻輸入緩沖器、帶通濾波器、電子音量調(diào)節(jié)器、微處理器MCU、峰值采集器、比例加法器、功率放大器、失真信號米集器和揚聲器，前級電子音量調(diào)節(jié)器的輸入端接入原始音頻信號，前級電子音量調(diào)節(jié)器的輸出端連接至音頻輸入緩沖器的輸入端和比例加法器的輸入端，音頻輸入緩沖器的輸出端連接至帶通濾波器的輸入端，帶通濾波器的輸出端和MCU的輸出端連接至電子音量調(diào)節(jié)器，MCU的輸出端還連接至前級電子音量調(diào)節(jié)器的輸入端，電子音量調(diào)節(jié)器的輸出端與峰值采集器的輸入端以及比例加法器的輸入端相連接，峰值采集器的輸出端和失真信號采集器的輸出端連接至MCU的輸入端，比例加法器的輸出端連接至功率放大器的輸入端，功率放大器的輸出端與失真信號采集器的輸入端和揚聲器相連接，失真信號采集器的輸出端連接至MCU的輸入端，其中，前級電子音量調(diào)節(jié)器，對當(dāng)前原始音頻信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，得到二級調(diào)整信號，以及，根據(jù)MCU的控制信號以初始功率放大信號作為第一次二級循環(huán)的處理信號，當(dāng)滿足二級循環(huán)的觸發(fā)條件時，將上一次二級循環(huán)輸出的信號作為當(dāng)前二級循環(huán)的檢測信號，并在當(dāng)前二級循環(huán)中利用二級比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到二級調(diào)整次數(shù)；音頻輸入緩沖器，將輸入信號緩沖后輸出至帶通濾波器；帶通濾波器，對輸入的信號進(jìn)行濾波，提取出低音信號并將低音信號輸出至電子音量調(diào)節(jié)器；電子音量調(diào)節(jié)器，對當(dāng)前低音信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，得到初始調(diào)整信號，以及，根據(jù)MCU的控制信號以初始調(diào)整信號作為第一次循環(huán)的處理信號，當(dāng)滿足循環(huán)的觸發(fā)條件時，將上一次循環(huán)輸出的信號作為當(dāng)前循環(huán)的檢測信號，并在當(dāng)前循環(huán)中利用比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到調(diào)整次數(shù)；峰值采集器，采集電子音量調(diào)節(jié)器輸出的信號中的峰值信號，將該峰值信號量化為數(shù)字信號后輸出至MCU;失真信號采集器，采集功率放大器輸出的信號中的失真信號，將該失真信號量化為數(shù)字信號后輸出至MCU;MCU，根據(jù)來自峰值采集器的數(shù)字信號生成控制信號并將該控制信號發(fā)送至電子音量調(diào)節(jié)器，以及根據(jù)來自失真信號采集器的數(shù)字信號生成控制信號并將該控制信號發(fā)送至前級電子音量調(diào)節(jié)器；比例加法器，將來自電子音量調(diào)節(jié)器的信號和來自前級電子音量調(diào)節(jié)器的信號進(jìn)行合成；功率放大器,對輸入信號的功率進(jìn)行放大； 揚聲器，將初始功率放大信號、每次二級循環(huán)中輸出的信號分別逐次輸出。上述低音增強器還包括音頻輸出緩沖器，電子音量調(diào)節(jié)器的輸出端與峰值采集器的輸入端以及比例加法器的輸入端相連接包括電子音量調(diào)節(jié)器的輸出端連接至音頻輸出緩沖器的輸入端，以及音頻輸出緩沖器的輸出端分別連接至峰值采集器的輸入端以及比例加法器的輸入端；音頻輸出緩沖器，對輸入的低音信號進(jìn)行緩沖；峰值采集器，從音頻輸出緩沖器中采集信號的峰值信號，將該峰值信號量化為數(shù)字信號后輸出至MCU。由上所述，本發(fā)明實施例利用MCU、峰值采集器和電子音量調(diào)節(jié)器，對不同低音信號調(diào)整的幅度不同，能夠在低音增強時動態(tài)改變調(diào)節(jié)量，從而實現(xiàn)一種新型的動態(tài)低音增強方式，解決了大信號時易消波的問題，并且，本方案中通過改變峰值采集器的采集頻率、采集條件，或改變電子音量調(diào)節(jié)器使用的比例控制量、觸發(fā)條件等，即可實現(xiàn)對動態(tài)壓縮時間以及壓縮量的調(diào)整，顯著降低了調(diào)節(jié)難度，提高了調(diào)節(jié)的靈活性，從而提高了增強后低音的音頻質(zhì)量，改善了調(diào)整后低音重放的效果，尤其是能夠獲得較佳的低頻聽感力度。并且，本實施例能夠采用多次循環(huán)處理對大信號逐級進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后的信號波動相對緩和，調(diào)整后低音信號的彈性較好。本發(fā)明又一實施例還提供了一種低音增強方法，包括對原始音頻信號進(jìn)行濾波，提取出低音信號；
按照設(shè)定增益對當(dāng)前低音信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，得到初始調(diào)整信號；根據(jù)當(dāng)前低音信號、初始調(diào)整信號和循環(huán)控制規(guī)則，獲取對當(dāng)前低音信號的調(diào)整次數(shù)；以初始調(diào)整信號作為第一次循環(huán)的處理信號，當(dāng)滿足循環(huán)的觸發(fā)條件時，將上一次循環(huán)輸出的信號作為當(dāng)前循環(huán)的檢測信號，并在當(dāng)前循環(huán)中利用比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到調(diào)整次數(shù)；將初始調(diào)整信號、每次循環(huán)中輸出的信號分別與原始音頻信號合成后逐次輸出。其中，采集初始調(diào)整信號以及循環(huán)輸出的信號中符合采集條件的音頻點，該采集條件為信號的幅度值大于當(dāng)前低音信號與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量之和；當(dāng)單元時間內(nèi)音頻點的數(shù)量超過數(shù)量閾值時滿足循環(huán)的觸發(fā)條件，啟動循環(huán)；其中，上述循環(huán)控制規(guī)則包括當(dāng)初始調(diào)整信號與當(dāng)前低音信號幅度之間的差值與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量相等時，調(diào)整次數(shù)為零；當(dāng)初始調(diào)整信號與當(dāng)前低音信號幅度之間的差值與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量不相等時，調(diào)整次數(shù)由所述差值與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量作差之后除以比例控制量得到。進(jìn)一步的，在將初始調(diào)整信號、每次循環(huán)中輸出的信號分別與原始音頻信號合成后輸出之后，該方法還包括按照設(shè)定增益對當(dāng)前合成信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，得到二級調(diào)整信號；對二級調(diào)整信號的功率進(jìn)行放大,得到初始功率放大信號；根據(jù)當(dāng)前合成信號、初始功率放大信號和二級循環(huán)控制規(guī)則，獲取對當(dāng)前合成信號的二級調(diào)整次數(shù)；以初始功率放大信號作為第一次二級循環(huán)的處理信號，當(dāng)滿足二級循環(huán)的觸發(fā)條件時，將上一次二級循環(huán)輸出的信號作為當(dāng)前二級循環(huán)的檢測信號，并在當(dāng)前二級循環(huán)中利用二級比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到二級調(diào)整次數(shù)；將初始功率放大信號、每次二級循環(huán)中輸出的信號分別逐次輸出至揚聲器。其中，該方法還包括采集初始功率放大信號以及二級循環(huán)輸出的信號中符合二級采集條件的音頻點，二級采集條件為信號的失真度大于失真度閾值；當(dāng)單元時間內(nèi)音頻點的數(shù)量超過二級數(shù)量閾值時滿足二級循環(huán)的觸發(fā)條件，啟動二級循環(huán)；上述二級循環(huán)控制規(guī)則包括當(dāng)初始功率放大信號與當(dāng)前合成信號幅度之間的差值與預(yù)定二級動態(tài)調(diào)整量相等時，二級調(diào)整次數(shù)為零；當(dāng)初始功率放大信號與當(dāng)前合成信號幅度之間的差值與預(yù)定二級動態(tài)調(diào)整量不相等時，二級調(diào)整次數(shù)由該差值與預(yù)定二級動態(tài)調(diào)整量作差之后除以二級比例控制量得到。由上所述，本發(fā)明實施例通過設(shè)置調(diào)整次數(shù)以及循環(huán)中使用的比例控制量等技術(shù)手段，對不同低音信號調(diào)整的幅度不同，能夠在低音增強時動態(tài)改變調(diào)節(jié)量，從而實現(xiàn)一種新型的動態(tài)低音增強方式，解決了大信號時易消波的問題，并且，本方案中通過改變循環(huán)控制規(guī)則，或改變比例控制量、觸發(fā)條件等，即可實現(xiàn)對動態(tài)壓縮時間以及壓縮量的調(diào)整，顯著降低了調(diào)節(jié)難度，提高了調(diào)節(jié)的靈活性，從而提高了增強后低音的音頻質(zhì)量，改善了調(diào)整后低音重放的效果，尤其是能夠獲得較佳的低頻聽感力度。并且，本實施例能夠采用多次循環(huán)處理對大信號逐級進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后的信號波動相對緩和，調(diào)整后低音信號的彈性較好。


圖1為本發(fā)明一個實施例提供的一種低音增強器的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明另一個實施例提供的發(fā)聲設(shè)備中音頻失真調(diào)整控制器的結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明又一個實施例提供的發(fā)聲設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明一個實施例提供的一種低音增強器，參見圖1，包括音頻輸入緩沖器110、帶通濾波器(Band Pass Filter, BPF) 111、電子音量調(diào)節(jié)器(E-VOLUME) 112、微處理器(Micro Control Unit, MCU) 113、峰值采集器114和比例加法器115。音頻輸入緩沖器110的輸入端和比例加法器115的輸入端接入原始音頻信號，音頻輸入緩沖器110的輸出端連接至帶通濾波器111的輸入端，帶通濾波器111的輸出端和MCU113的輸出端連接至電子音量調(diào)節(jié)器112，電子音量調(diào)節(jié)器112的輸出端與峰值采集器114的輸入端以及比例加法器115的輸入端相連接，峰值采集器114的輸出端連接至MCUl 13的輸入端。由上可見，音頻輸入緩沖器110、帶通濾波器111、電子音量調(diào)節(jié)器112、MCUl 13和峰值采集器114位于第一支路中，主要在該條支路中對音頻信號中的低音部分進(jìn)行調(diào)整，而比例加法器115位于第二支路中，該支路上直接將原始音頻信號接入至比例加法器115。進(jìn)一步的，圖1所示的場景中，低音增強器還可以包括音頻輸出緩沖器116，則電子音量調(diào)節(jié)器的輸出端與峰值采集器的輸入端以及比例加法器的輸入端相連接的方式具體為電子音量調(diào)節(jié)器112的輸出端連接至音頻輸出緩沖器116的輸入端，以及音頻輸出緩沖器116的輸出端分別連接至峰值采集器114的輸入端以及比例加法器115的輸入端。音頻輸入緩沖器110將原始音頻信號緩沖后輸出至帶通濾波器111。本實施例中設(shè)置音頻輸入緩沖器110的原因主要在于由于在第一支路中插入了一級BPF器件，給電路帶來了損耗，利用音頻輸入緩沖器110補償電路損耗；并且，第一支路和第二支路中分別存在輸入阻抗，而信號輸入源處有輸出阻抗，使用該音頻輸入緩沖器110以實現(xiàn)阻抗匹配。由上，本實施例通過音頻輸入緩沖器110能夠?qū)崿F(xiàn)對音頻信號的隔離和緩沖。帶通濾波器111對輸入至帶通濾波器111的信號進(jìn)行濾波，提取出需要的低音頻段中的低音信號并將低音信號輸出至電子音量調(diào)節(jié)器112 ；電子音量調(diào)節(jié)器112對當(dāng)前低音信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，得到初始調(diào)整信號，以及，根據(jù)控制信號以初始調(diào)整信號作為第一次循環(huán)的處理信號，當(dāng)滿足循環(huán)的觸發(fā)條件時，將上一次循環(huán)輸出的信號作為當(dāng)前循環(huán)的檢測信號，即將上一次循環(huán)的輸出信號作為當(dāng)前循環(huán)的輸入信號，并在當(dāng)前循環(huán)中利用比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到調(diào)整次數(shù)。電子音量調(diào)節(jié)器112對當(dāng)前接收到的低音信號，會按照一個設(shè)定增益對該當(dāng)前低音信號進(jìn)行增強，選取該設(shè)定增益的一個方式可以如下若設(shè)定低音增強器中允許的最大動態(tài)調(diào)整量為Max，低音增強器輸出的低音正常量為Normal,則設(shè)定增益為(Max+Normal) /Normal的數(shù)值。例如，為得到較佳的聽感，最大動態(tài)調(diào)整量Max的取值可以為15dB，Normal的取值可以為20dB，則設(shè)定增益為1. 75。按照這一設(shè)定增益，若電子音量調(diào)節(jié)器112接收到的當(dāng)前低音信號的幅度為30dB (大信號),則對該信號的電平幅度調(diào)整后的信號幅度為52. 5dB,即對該信號調(diào)整后得到的初始調(diào)整信號為52. 5dB。峰值采集器114采集電子音量調(diào)節(jié)器112輸出的信號中的峰值信號，將該峰值信號量化為數(shù)字信號后輸出至MCU。峰值采集器114會持續(xù)對電子音量調(diào)節(jié)器112輸出的信號進(jìn)行實時微分量化，采集出符合采集條件的音頻點，該采集條件為信號的幅度值大于當(dāng)前低音信號與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量之和。該預(yù)定動態(tài)調(diào)整量可以為上述最大動態(tài)調(diào)整量Max，例如，仍以上述電子音量調(diào)節(jié)器112輸出的初始調(diào)整信號為52. 5dB為例，當(dāng)前低音信號與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量之和為30dB+15dB=45dB，而52. 5dB大于45dB，則滿足采集條件，對該初始調(diào)整信號進(jìn)行采集。對于電子音量調(diào)節(jié)器112在每次循環(huán)過程中輸出的信號，也采用上述相同的方式判斷該信號是否滿足采集條件，在滿足采集條件時，執(zhí)行采集操作。可以理解，由于峰值采集器114和電子音量調(diào)節(jié)器112之間具有連接，峰值采集器114能夠從電路中獲取到當(dāng)前低音信號的幅度大小以及當(dāng)前低音信號被電子音量調(diào)節(jié)器112 —次或多次循環(huán)處理后的幅度大小。本實施例中可以按照PID(比例-微分-積分)方式由MCUl 13控制峰值采集器114和電子音量調(diào)節(jié)器112的操作，例如，由峰值采集器114對增強后的超設(shè)定值(當(dāng)前低音信號與最大動態(tài)調(diào)整量之和)的低頻信號進(jìn)行實時微分量化，然后送入MCU113進(jìn)行時域積分，積分單元時間設(shè)定為1S，在單元時間內(nèi)峰值采集器114以2. 5ms時間進(jìn)行點數(shù)積分，即峰值采集器114可以每隔2. 5ms在音頻輸出緩沖器116中執(zhí)行一次采集，若采集時的信號滿足采集條件，則采集該音頻點，并將記錄的積分點數(shù)加1，否則，不對該音頻點進(jìn)行采集，積分點數(shù)不變。當(dāng)在一個積分單元時間內(nèi)記錄的音頻點的數(shù)量(積分點數(shù)的數(shù)值)超過數(shù)量閾值(如30)時，滿足循環(huán)的觸發(fā)條件，MCU113向電子音量調(diào)節(jié)器112發(fā)送一個控制信號，該控制信號可以指示電子音量調(diào)節(jié)器112按照比例控制量(如該比例控制量可以在O. 5dB-l. 5dB范圍中選取)調(diào)整當(dāng)前低音信號(或是當(dāng)前低音信號經(jīng)一次或多次循環(huán)逐級處理后的信號)的電平幅度，當(dāng)需要對當(dāng)前低音信號進(jìn)行多次循環(huán)處理時，上述控制信號也即啟動一個新循環(huán)的觸發(fā)信號。峰值采集器114可以根據(jù)當(dāng)前低音信號、初始調(diào)整信號和循環(huán)控制規(guī)則，獲取對當(dāng)前低音信號的調(diào)整次數(shù)，該循環(huán)控制規(guī)則的示例可以為當(dāng)初始調(diào)整信號與當(dāng)前低音信號幅度之間的差值與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量相等時，調(diào)整次數(shù)為零；當(dāng)初始調(diào)整信號與當(dāng)前低音信號幅度之間的差值與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量不相等時，調(diào)整次數(shù)由所述差值與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量作差之后除以比例控制量得到。仍以上述例子說明，當(dāng)前低音信號的幅度為20dB，初始調(diào)整信號的幅度為35dB時，由于兩者之間的差值15dB與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量15dB相等，則調(diào)整次數(shù)為零，不對該低音信號進(jìn)行調(diào)整。若當(dāng)前低音信號的幅度為30dB，初始調(diào)整信號的幅度為52. 5dB時，由于兩者之間的差值22. 5dB與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量15dB不相同，則當(dāng)比例控制量為O. 5dB時，則調(diào)整次數(shù)為差值減去預(yù)定動態(tài)調(diào)整量的數(shù)值與比例控制量的比值，即(22. 5-15)/0. 5=15，需要對該低音信號逐級循環(huán)調(diào)整15次。
可以理解，對于幅度較小的信號，計算調(diào)整次數(shù)的方式與上述相同，例如，若當(dāng)前低音信號的幅度為10dB，相應(yīng)的初始調(diào)整信號的幅度為17. 5dB，兩者之間的差值7. 5dB與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量15dB之差為7. 5，則得到的調(diào)整次數(shù)為7. 5/0. 5=15次。對于大信號，電子音量調(diào)節(jié)器112可以每次循環(huán)按照比例控制量對大信號的幅度進(jìn)行減少直至滿足預(yù)定動態(tài)調(diào)整量，對于小信號，電子音量調(diào)節(jié)器112可以每次循環(huán)按照比例控制量對大信號的幅度進(jìn)行增大直至滿足預(yù)定動態(tài)調(diào)整量。MCUl 13根據(jù)來自電子音量調(diào)節(jié)器112的數(shù)字信號生成控制信號并將該控制信號發(fā)送至電子音量調(diào)節(jié)器。MCU113作為電路中的主控設(shè)備，負(fù)責(zé)PID操作的運行及相關(guān)智能控制。比例加法器115將初始調(diào)整信號、每次循環(huán)中輸出的信號分別與原始音頻信號合成后逐次輸出。比例加法器115接收到初始調(diào)整信號時，將該初始調(diào)整信號與原始音頻信號合成后輸出，當(dāng)需要執(zhí)行循環(huán)，后續(xù)比例加法器115又逐次接收到各個循環(huán)輸出的低頻信號時，依次將每個循環(huán)輸出的低音信號與原始音頻信號合成并輸出。這種處理方式，對一個幅度較大的低音信號，逐級有層次地降低幅度，而對一個幅度較小的低音信號，逐級有層次地增加幅度，從而使低音增強器最終輸出音頻信號中的低音有較好的彈性。上述音頻輸出緩沖器116對輸入的低音信號進(jìn)行緩沖，音頻輸出緩沖器116可以對電平音量調(diào)節(jié)器112輸出的信號進(jìn)行進(jìn)一步的電平匹配，并對信號進(jìn)行隔離和緩沖，在一些場景中，音頻輸出緩沖器116可以省略，而由高性能的電平音量調(diào)節(jié)器112執(zhí)行相應(yīng)操作。當(dāng)存在音頻輸出緩沖器116時，峰值采集器114從音頻輸出緩沖器116中采集信號的峰值信號，將該峰值信號量化為數(shù)字信號后輸出至MCU。本發(fā)明另一個實施例提供的發(fā)聲設(shè)備中包含圖1示出的實施例中的低音增強器、直接或間接連接至低音增強器的比例加法器輸出端的功率放大器214以及連接在功率放大器214輸出端的揚聲器215。該發(fā)聲設(shè)備對低音增強器輸出的信號,進(jìn)行功率放大后,送入揚聲器進(jìn)行輸出。進(jìn)一步的，本實施例的發(fā)聲設(shè)備還包括音頻失真調(diào)整控制器，該音頻調(diào)整失真控制器包括第二 MCU、第二電子音量調(diào)節(jié)器和失真信號采集器，在電路實現(xiàn)上，本實施例的發(fā)聲設(shè)備除了包含圖1中的器件之外，參見圖2，還連接有第二 MCU211、第二電子音量調(diào)節(jié)器212、失真信號采集器213、功率放大器214和揚聲器215。比例加法器115的輸出端和第二MCU211的輸出端連接至第二電子音量調(diào)節(jié)器212的輸入端，第二電子音量調(diào)節(jié)器212的輸出端連接至功率放大器214的輸入端，功率放大器214的輸出端與失真信號米集器213的輸入端和揚聲器215的輸入端相連接,失真信號米集器213的輸出端連接至第二 MCU211的輸入端。比例加法器115將合成后的信號輸出至第二電子音量調(diào)節(jié)器212。第二電子音量調(diào)節(jié)器212，對當(dāng)前合成信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，得到二級調(diào)整信號，以及，根據(jù)第二 MCU211的控制信號以初始功率放大信號作為第一次二級循環(huán)的處理信號，當(dāng)滿足二級循環(huán)的觸發(fā)條件時，將上一次二級循環(huán)輸出的信號作為當(dāng)前二級循環(huán)的檢測信號，即將上一次二級循環(huán)的輸出信號作為當(dāng)前二級循環(huán)的輸入信號，并在當(dāng)前二級循環(huán)中利用二級比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到二級調(diào)整次數(shù)，其中，上述初始功率放大信號是利用功率放大器214對二級調(diào)整信號功率放大后得到的。第二電子音量調(diào)節(jié)器212對當(dāng)前接收到的合成信號，會按照一個設(shè)定增益對該當(dāng)前合成信號進(jìn)行增強，選取該設(shè)定增益的一個方式可以如下若設(shè)定音頻失真調(diào)整控制器中允許的最大動態(tài)調(diào)整量為Max，音頻失真調(diào)整控制器輸出的音頻正常量為Normal，則設(shè)定增益為(Max+Normal) /Normal的數(shù)值。例如，為得到較佳的聽感，在調(diào)整功率時最大動態(tài)調(diào)整量Max的取值可以為20dB，若Normal的取值為20dB時，則設(shè)定增益為2。按照這一設(shè)定增益，若第二電子音量調(diào)節(jié)器212接收到的當(dāng)前合成信號的幅度為30dB，則對該信號的電平幅度調(diào)整后的信號幅度為60dB,即對該信號調(diào)整后得到的二級調(diào)整信號為60dB。功率放大器214，對輸入信號的功率進(jìn)行放大。該功率放大器214可以采用A類功率放大器、AB類功率放大器、D類功率放大器、T類功率放大器。功率放大器214對上述二級調(diào)整信號的功率進(jìn)行放大，得到初始功率放大信號。第二 MCU211，根據(jù)來自失真信號采集器的數(shù)字信號生成控制信號并將該控制信號輸出至第二電子音量調(diào)節(jié)器212。失真信號采集器213，采集功率放大器214輸出的信號中的失真信號，將該失真信號量化為數(shù)字信號后輸出至第二MCU211。失真信號采集器213會持續(xù)對功率放大器214輸出的信號進(jìn)行實時微分量化，采集出符合采集條件的音頻點，該采集條件為信號的失真度大于失真度閾值。本實施例中以信號波形中的波峰在失真位置的波形寬度衡量失真度，則失真度閾值為寬度閾值，若初始功率放大信號的波峰頂部失真位置的波形寬度超過寬度閾值，則滿足采集條件，對該初始功率放大信號進(jìn)行采集。對于第二電子音量調(diào)節(jié)器212在每級二次循環(huán)中輸出的信號，將該信號經(jīng)由功率放大器214執(zhí)行功率放大后，由失真信號采集器213采用上述相同的方式判斷該信號是否滿足采集條件，在滿足采集條件時，執(zhí)行采集操作。本實施例中可以按照PID方式由第二 MCU211控制失真信號采集器213和第二電子音量調(diào)節(jié)器212的操作，例如，由失真信號采集器213對功率放大后的超過失真度閾值的音頻信號進(jìn)行實時微分量化，然后送入第二 MCU211進(jìn)行時域積分，積分單元時間設(shè)定為ls，在單元時間內(nèi)失真信號采集器213以5ms時間進(jìn)行點數(shù)積分，即失真信號采集器213可以每隔5ms從功率放大器214中執(zhí)行一次采集，若采集時的信號滿足采集條件，則采集該音頻點，并將記錄的積分點數(shù)加1，否則，不對該音頻點進(jìn)行采集，積分點數(shù)不變。當(dāng)在一個積分單元時間內(nèi)記錄的音頻點的數(shù)量(積分點數(shù)的數(shù)值)超過二級數(shù)量閾值(如30)時，滿足二級循環(huán)的觸發(fā)條件，第二 MCU211向第二電子音量調(diào)節(jié)器212發(fā)送一個控制信號，該控制信號可以指示第二電子音量調(diào)節(jié)器212按照比例控制量(如該比例控制量可以在O. 5dB-l. 5dB范圍中選取)調(diào)整當(dāng)前音頻信號(或是當(dāng)前音頻信號經(jīng)一次或多次循環(huán)逐級處理后的信號)的功率，當(dāng)需要對當(dāng)前音頻信號進(jìn)行多次循環(huán)處理時，上述控制信號也即啟動一個新循環(huán)的觸發(fā)信號。失真信號采集器213根據(jù)當(dāng)前合成信號、初始功率放大信號和二級循環(huán)控制規(guī)貝U，獲取對當(dāng)前合成信號的二級調(diào)整次數(shù)。該二級循環(huán)控制規(guī)則包括當(dāng)初始功率放大信號與當(dāng)前合成信號幅度之間的差值與預(yù)定二級動態(tài)調(diào)整量相等時，二級調(diào)整次數(shù)為零；當(dāng)初始功率放大信號與當(dāng)前合成信號幅度之間的差值與預(yù)定二級動態(tài)調(diào)整量不相等時，二級調(diào)整次數(shù)由該差值與預(yù)定二級動態(tài)調(diào)整量作差之后除以二級比例控制量得到。例如，若預(yù)定二級動態(tài)調(diào)整量設(shè)定為20dB，而當(dāng)前合成信號的幅度為30dB，功率放大后得到的初始調(diào)整信號的幅度為75dB時，則由于兩者之間的差值45dB與預(yù)定二級動態(tài)調(diào)整量20dB不相同，則當(dāng)比例控制量為IdB時，則調(diào)整次數(shù)為差值減去預(yù)定二級動態(tài)調(diào)整量的數(shù)值與比例控制量的比值，即(45-20)/1=25，需要對該音頻信號逐級循環(huán)調(diào)整25次。第二電子音量調(diào)節(jié)器212以初始功率放大信號作為第一次二級循環(huán)的處理信號，當(dāng)滿足二級循環(huán)的觸發(fā)條件時，將上一次二級循環(huán)輸出的信號作為當(dāng)前二級循環(huán)的檢測信號，并在當(dāng)前二級循環(huán)中利用二級比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到當(dāng)前處理的合成信號的二級調(diào)整次數(shù)。第二電子音量調(diào)節(jié)器212對當(dāng)前合成信號調(diào)整后得到的二級調(diào)整信號以及對當(dāng)前合成信號二級循環(huán)處理后輸出的信號，都被送至功率放大器214中，再分別輸出至揚聲器215,由揚聲器215輸出。這種處理方式，對一個幅度較大的音頻信號，逐級有層次地降低幅度，而對一個幅度較小的音頻信號，逐級有層次地增加幅度，從而使低音增強器最終輸出的音頻信號有較好的彈性。并且，本方案在執(zhí)行音頻失真調(diào)整時，不需要對功率放大器的輸出能力進(jìn)行限制，應(yīng)用場景更加廣泛。參見圖3，示出了本發(fā)明又一實施例提供的發(fā)聲設(shè)備。本實施例中利用了前級電路中的前級電子音量調(diào)節(jié)器以及采用同一 MCU控制低音增強和功率放大來簡化電路結(jié)構(gòu)，該發(fā)聲設(shè)備包括前級電子音量調(diào)節(jié)器311、音頻輸入緩沖器312、帶通濾波器313、電子音量調(diào)節(jié)器315、MCU314、峰值采集器316、比例加法器318、功率放大器320、失真信號采集器319和揚聲器321，前級電子音量調(diào)節(jié)器311的輸入端接入原始音頻信號，前級電子音量調(diào)節(jié)器311的輸出端連接至音頻輸入緩沖器312的輸入端和比例加法器的輸入端，音頻輸入緩沖器312的輸出端連接至帶通濾波器313的輸入端，帶通濾波器313的輸出端和MCU314的輸出端連接至電子音量調(diào)節(jié)器，MCU314的輸出端還連接至前級電子音量調(diào)節(jié)器的輸入端，電子音量調(diào)節(jié)器315的輸出端與峰值采集器316的輸入端以及比例加法器318的輸入端相連接，峰值采集器316的輸出端和失真信號采集器的輸出端連接至MCU314的輸入端，比例加法器318的輸出端連接至功率放大器的輸入端，功率放大器的輸出端與失真信號采集器的輸入端和揚聲器相連接，失真信號采集器319的輸出端連接至MCU314的輸入端，其中，前級電子音量調(diào)節(jié)器311，對當(dāng)前原始音頻信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，得到二級調(diào)整信號，以及，根據(jù)MCU314的控制信號以初始功率放大信號作為第一次二級循環(huán)的處理信號，當(dāng)滿足二級循環(huán)的觸發(fā)條件時，將上一次二級循環(huán)輸出的信號作為當(dāng)前二級循環(huán)的檢測信號，并在當(dāng)前二級循環(huán)中利用二級比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到二級調(diào)整次數(shù)；音頻輸入緩沖器312，將輸入信號緩沖后輸出至帶通濾波器；帶通濾波器313，對輸入的信號進(jìn)行濾波，提取出低音信號并將低音信號輸出至電子音量調(diào)節(jié)器；電子音量調(diào)節(jié)器315，對當(dāng)前低音信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，得到初始調(diào)整信號，以及，根據(jù)MCU314的控制信號以初始調(diào)整信號作為第一次循環(huán)的處理信號，當(dāng)滿足循環(huán)的觸發(fā)條件時，將上一次循環(huán)輸出的信號作為當(dāng)前循環(huán)的檢測信號，并在當(dāng)前循環(huán)中利用比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到調(diào)整次數(shù)；峰值采集器316，采集電子音量調(diào)節(jié)器315輸出的信號中的峰值信號，將該峰值信號量化為數(shù)字信號后輸出至MCU314 ；失真信號采集器319，采集功率放大器320輸出的信號中的失真信號，將該失真信號量化為數(shù)字信號后輸出至MCU314 ；MCU314，根據(jù)來自峰值采集器316的數(shù)字信號生成控制信號并將該控制信號發(fā)送至電子音量調(diào)節(jié)器315，以及根據(jù)來自失真信號采集器的數(shù)字信號生成控制信號并將該控制信號發(fā)送至前級電子音量調(diào)節(jié)器311 ；比例加法器318，將來自電子音量調(diào)節(jié)器的信號和來自前級電子音量調(diào)節(jié)器的信號進(jìn)行合成；功率放大器320，對輸入信號的功率進(jìn)行放大；揚聲器321,將初始功率放大信號、每次二級循環(huán)中輸出的信號分別逐次輸出。上述發(fā)聲設(shè)備還包括音頻輸出緩沖器317，電子音量調(diào)節(jié)器的輸出端與峰值采集器的輸入端以及比例加法器318的輸入端相連接包括電子音量調(diào)節(jié)器的輸出端連接至音頻輸出緩沖器317的輸入端，以及音頻輸出緩沖器317的輸出端分別連接至峰值采集器316的輸入端以及比例加法器318的輸入端；音頻輸出緩沖器317，對輸入的低音信號進(jìn)行緩沖；峰值采集器316，從音頻輸出緩沖器317中采集信號的峰值信號，將該峰值信號量化為數(shù)字信號后輸出至MCU314。本實施例提供的發(fā)聲設(shè)備能夠?qū)υ家纛l信號的低音部分進(jìn)行增強并對信號進(jìn)行功率放大，并且，本實施例實現(xiàn)了 MCU的復(fù)用，MCU314向前級電子音量調(diào)節(jié)器311發(fā)送控制信號來控制功率放大，并且MCU314向電子音量調(diào)節(jié)器315發(fā)送控制信號來控制低音增強，簡化了電路結(jié)構(gòu)。本實施例中各器件的具體工作方式可以參見本發(fā)明其他實施例中的相應(yīng)器件的描述內(nèi)容，在此不在贅述。由上所述，本發(fā)明實施例利用MCU、峰值采集器和電子音量調(diào)節(jié)器，對不同低音信號調(diào)整的幅度不同，能夠在低音增強時動態(tài)改變調(diào)節(jié)量，從而實現(xiàn)一種新型的動態(tài)低音增強方式，解決了大信號時易消波的問題，并且，本方案中通過改變峰值采集器的采集頻率、采集條件，或改變電子音量調(diào)節(jié)器使用的比例控制量、觸發(fā)條件等，即可實現(xiàn)對動態(tài)壓縮時間以及壓縮量的調(diào)整，顯著降低了調(diào)節(jié)難度，提高了調(diào)節(jié)的靈活性，從而提高了增強后低音的音頻質(zhì)量，改善了調(diào)整后低音重放的效果，尤其是能夠獲得較佳的低頻聽感力度。并且，本實施例能夠采用多次循環(huán)處理對大信號逐級進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后的信號波動相對緩和，調(diào)整后低音信號的彈性較好。本方案在執(zhí)行音頻失真調(diào)整時，不需要對功率放大器的輸出能力進(jìn)行限制，應(yīng)用場景更加廣泛。本發(fā)明又一實施例還提供了一種低音增強方法，包括S1:對原始音頻信號進(jìn)行濾波，提取出低音信號；S2 :按照設(shè)定增益對當(dāng)前低音信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，得到初始調(diào)整信號；S3:根據(jù)當(dāng)前低音信號、初始調(diào)整信號和循環(huán)控制規(guī)則，獲取對當(dāng)前低音信號的調(diào)整次數(shù)；S4 :以初始調(diào)整信號作為第一次循環(huán)的處理信號，當(dāng)滿足循環(huán)的觸發(fā)條件時，將上一次循環(huán)輸出的信號作為當(dāng)前循環(huán)的檢測信號，并在當(dāng)前循環(huán)中利用比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到調(diào)整次數(shù)；S5:將初始調(diào)整信號、每次循環(huán)中輸出的信號分別與原始音頻信號合成后逐次輸出。其中，在步驟S4中，采集初始調(diào)整信號以及循環(huán)輸出的信號中符合采集條件的音頻點，該采集條件為信號的幅度值大于當(dāng)前低音信號與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量之和；當(dāng)單元時間內(nèi)音頻點的數(shù)量超過數(shù)量閾值時滿足循環(huán)的觸發(fā)條件，啟動循環(huán)；其中，上述循環(huán)控制規(guī)則包括當(dāng)初始調(diào)整信號與當(dāng)前低音信號幅度之間的差值與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量相等時，調(diào)整次數(shù)為零；當(dāng)初始調(diào)整信號與當(dāng)前低音信號幅度之間的差值與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量不相等時，調(diào)整次數(shù)由所述差值與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量作差之后除以比例控制量得到。進(jìn)一步的，在步驟S5之后，該方法還包括按照設(shè)定增益對當(dāng)前合成信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，得到二級調(diào)整信號；對二級調(diào)整信號的功率進(jìn)行放大,得到初始功率放大信號；根據(jù)當(dāng)前合成信號、初始功率放大信號和二級循環(huán)控制規(guī)則，獲取對當(dāng)前合成信號的二級調(diào)整次數(shù)；以初始功率放大信號作為第一次二級循環(huán)的處理信號，當(dāng)滿足二級循環(huán)的觸發(fā)條件時，將上一次二級循環(huán)輸出的信號作為當(dāng)前二級循環(huán)的檢測信號，并在當(dāng)前二級循環(huán)中利用二級比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到二級調(diào)整次數(shù)，其中，該方法還包括采集初始功率放大信號以及二級循環(huán)輸出的信號中符合二級采集條件的音頻點，二級采集條件為信號的失真度大于失真度閾值；當(dāng)單元時間內(nèi)音頻點的數(shù)量超過二級數(shù)量閾值時滿足二級循環(huán)的觸發(fā)條件，啟動二級循環(huán)；將初始功率放大信號、每次二級循環(huán)中輸出的信號分別逐次輸出至揚聲器?？蛇x的，上述二級循環(huán)控制規(guī)則包括當(dāng)初始功率放大信號與當(dāng)前合成信號幅度之間的差值與預(yù)定二級動態(tài)調(diào)整量相等時，二級調(diào)整次數(shù)為零；當(dāng)初始功率放大信號與當(dāng)前合成信號幅度之間的差值與預(yù)定二級動態(tài)調(diào)整量不相等時，二級調(diào)整次數(shù)由該差值與預(yù)定二級動態(tài)調(diào)整量作差之后除以二級比例控制量得到。由上所述，本發(fā)明實施例通過設(shè)置調(diào)整次數(shù)以及循環(huán)中使用的比例控制量等技術(shù)手段，對不同低音信號調(diào)整的幅度不同，能夠在低音增強時動態(tài)改變調(diào)節(jié)量，從而實現(xiàn)一種新型的動態(tài)低音增強方式，解決了大信號時易消波的問題，并且，本方案中通過改變循環(huán)控制規(guī)則，或改變比例控制量、觸發(fā)條件等，即可實現(xiàn)對動態(tài)壓縮時間以及壓縮量的調(diào)整，顯著降低了調(diào)節(jié)難度，提高了調(diào)節(jié)的靈活性，從而提高了增強后低音的音頻質(zhì)量，改善了調(diào)整后低音重放的效果，尤其是能夠獲得較佳的低頻聽感力度。并且，本實施例能夠采用多次循環(huán)處理對大信號逐級進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后的信號波動相對緩和，調(diào)整后低音信號的彈性較好。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種低音增強器，其特征在于，包括音頻輸入緩沖器、帶通濾波器、電子音量調(diào)節(jié)器、微處理器MCU、峰值采集器和比例加法器，其中，所述音頻輸入緩沖器的輸入端和所述比例加法器的輸入端接入原始音頻信號， 所述音頻輸入緩沖器的輸出端連接至帶通濾波器的輸入端，所述帶通濾波器的輸出端和所述MCU的輸出端連接至電子音量調(diào)節(jié)器，所述電子音量調(diào)節(jié)器的輸出端與峰值采集器的輸入端以及比例加法器的輸入端相連接，所述峰值采集器的輸出端連接至MCU的輸入端；所述音頻輸入緩沖器，將原始音頻信號緩沖后輸出至帶通濾波器；所述帶通濾波器，對輸入的信號進(jìn)行濾波，提取出低音信號并將低音信號輸出至電子音量調(diào)節(jié)器；所述電子音量調(diào)節(jié)器，對當(dāng)前低音信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，得到初始調(diào)整信號，以及，根據(jù)控制信號以初始調(diào)整信號作為第一次循環(huán)的處理信號，當(dāng)滿足循環(huán)的觸發(fā)條件時， 將上一次循環(huán)輸出的信號作為當(dāng)前循環(huán)的檢測信號，并在當(dāng)前循環(huán)中利用比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到調(diào)整次數(shù)；所述峰值采集器，采集電子音量調(diào)節(jié)器輸出的信號中的峰值信號，將該峰值信號量化為數(shù)字信號后輸出至MCU;所述MCU，根據(jù)所述數(shù)字信號生成控制信號并將該控制信號發(fā)送至電子音量調(diào)節(jié)器；所述比例加法器，將所述初始調(diào)整信號、每次循環(huán)中輸出的信號分別與所述原始音頻信號合成后逐次輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低音增強器，其特征在于，還包括音頻輸出緩沖器，所述電子音量調(diào)節(jié)器的輸出端與峰值采集器的輸入端以及比例加法器的輸入端相連接包括所述電子音量調(diào)節(jié)器的輸出端連接至所述音頻輸出緩沖器的輸入端，以及所述音頻輸出緩沖器的輸出端分別連接至峰值采集器的輸入端以及比例加法器的輸入端；所述音頻輸出緩沖器，對輸入的低音信號進(jìn)行緩沖；所述峰值采集器，從音頻輸出緩沖器中采集信號的峰值信號，將該峰值信號量化為數(shù)字信號后輸出至MCU。
3.一種發(fā)聲設(shè)備，其特征在于，包括:權(quán)利要求1或2所述的低音增強器、直接或間接連接至低音增強器的比例加法器輸出端的功率放大器以及連接在功率放大器輸出端的揚聲器。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)聲設(shè)備，其特征在于，還包括音頻失真調(diào)整控制器，所述音頻調(diào)整失真控制器包括第二 MCU、第二電子音量調(diào)節(jié)器和失真信號采集器，其中，所述比例加法器的輸出端和第二 MCU的輸出端連接至第二電子音量調(diào)節(jié)器的輸入端， 所述第二電子音量調(diào)節(jié)器的輸出端連接至功率放大器的輸入端，所述功率放大器的輸出端與所述失真信號采集器的輸入端和揚聲器的輸入端相連接，所述失真信號采集器的輸出端連接至所述第二 MCU的輸入端；所述第二電子音量調(diào)節(jié)器，對當(dāng)前合成信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，得到二級調(diào)整信號， 以及，根據(jù)第二 MCU的控制信號以初始功率放大信號作為第一次二級循環(huán)的處理信號，當(dāng)滿足二級循環(huán)的觸發(fā)條件時，將上一次二級循環(huán)輸出的信號作為當(dāng)前二級循環(huán)的檢測信號，并在當(dāng)前二級循環(huán)中利用二級比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到二級調(diào)整次數(shù)；所述功率放大器，對輸入信號的功率進(jìn)行放大； 所述失真信號采集器，采集功率放大器輸出的信號中的失真信號，將該失真信號量化為數(shù)字信號后輸出至第二 MCU ； 所述第二 MCU，根據(jù)來自失真信號采集器的數(shù)字信號生成控制信號并將該控制信號輸出至第二電子音量調(diào)節(jié)器； 所述揚聲器，將所述初始功率放大信號、經(jīng)功率放大后的各二級循環(huán)的輸出信號分別逐次輸出。
5.一種發(fā)聲設(shè)備，其特征在于，包括前級電子音量調(diào)節(jié)器、音頻輸入緩沖器、帶通濾波器、電子音量調(diào)節(jié)器、微處理器MCU、峰值采集器、比例加法器、功率放大器、失真信號采集器和揚聲器， 所述前級電子音量調(diào)節(jié)器的輸入端接入原始音頻信號， 所述前級電子音量調(diào)節(jié)器的輸出端連接至所述音頻輸入緩沖器的輸入端和比例加法器的輸入端， 所述音頻輸入緩沖器的輸出端連接至帶通濾波器的輸入端，所述帶通濾波器的輸出端和所述MCU的輸出端連接至電子音量調(diào)節(jié)器，所述MCU的輸出端還連接至前級電子音量調(diào)節(jié)器的輸入端， 所述電子音量調(diào)節(jié)器的輸出端與峰值采集器的輸入端以及比例加法器的輸入端相連接，所述峰值采集器的輸出端和失真信號采集器的輸出端連接至MCU的輸入端， 所述比例加法器的輸出端連接至功率放大器的輸入端，所述功率放大器的輸出端與失真信號采集器的輸入端和揚聲器相連接，所述失真信號采集器的輸出端連接至所述MCU的輸入端，其中， 所述前級電子音量調(diào)節(jié)器，對當(dāng)前原始音頻信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，得到二級調(diào)整信號，以及，根據(jù)MCU的控制信號以初始功率放大信號作為第一次二級循環(huán)的處理信號，當(dāng)滿足二級循環(huán)的觸發(fā)條件時，將上一次二級循環(huán)輸出的信號作為當(dāng)前二級循環(huán)的檢測信號，并在當(dāng)前二級循環(huán)中利用二級比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到二級調(diào)整次數(shù)； 所述音頻輸入緩沖器，將輸入信號緩沖后輸出至帶通濾波器； 所述帶通濾波器，對輸入的信號進(jìn)行濾波，提取出低音信號并將低音信號輸出至電子音量調(diào)節(jié)器； 所述電子音量調(diào)節(jié)器，對當(dāng)前低音信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，得到初始調(diào)整信號，以及，根據(jù)MCU的控制信號以初始調(diào)整信號作為第一次循環(huán)的處理信號，當(dāng)滿足循環(huán)的觸發(fā)條件時，將上一次循環(huán)輸出的信號作為當(dāng)前循環(huán)的檢測信號，并在當(dāng)前循環(huán)中利用比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到調(diào)整次數(shù)； 所述峰值采集器，采集電子音量調(diào)節(jié)器輸出的信號中的峰值信號，將該峰值信號量化為數(shù)字信號后輸出至MCU; 所述失真信號采集器，采集功率放大器輸出的信號中的失真信號，將該失真信號量化為數(shù)字信號后輸出至MCU; 所述MCU，根據(jù)來自峰值采集器的數(shù)字信號生成控制信號并將該控制信號發(fā)送至電子音量調(diào)節(jié)器，以及根據(jù)來自失真信號采集器的數(shù)字信號生成控制信號并將該控制信號發(fā)送至前級電子音量調(diào)節(jié)器；所述比例加法器，將來自電子音量調(diào)節(jié)器的信號和來自前級電子音量調(diào)節(jié)器的信號進(jìn)行合成；所述功率放大器，對輸入信號的功率進(jìn)行放大；所述揚聲器，將所述初始功率放大信號、經(jīng)功率放大后的各二級循環(huán)的輸出信號分別逐次輸出。
6.一種低音增強方法，其特征在于，所述方法包括對原始音頻信號進(jìn)行濾波，提取出低音信號；按照設(shè)定增益對當(dāng)前低音信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，得到初始調(diào)整信號；根據(jù)當(dāng)前低音信號、初始調(diào)整信號和循環(huán)控制規(guī)則，獲取對當(dāng)前低音信號的調(diào)整次數(shù)；以初始調(diào)整信號作為第一次循環(huán)的處理信號，當(dāng)滿足循環(huán)的觸發(fā)條件時，將上一次循環(huán)輸出的信號作為當(dāng)前循環(huán)的檢測信號，并在當(dāng)前循環(huán)中利用比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到所述調(diào)整次數(shù)；將所述初始調(diào)整信號、每次循環(huán)中輸出的信號分別與所述原始音頻信號合成后逐次輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括采集所述初始調(diào)整信號以及所述循環(huán)輸出的信號中符合采集條件的音頻點；當(dāng)單元時間內(nèi)所述音頻點的數(shù)量超過數(shù)量閾值時滿足所述循環(huán)的觸發(fā)條件，啟動所述循環(huán)；其中，所述采集條件為信號的幅度值大于當(dāng)前低音信號與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量之和。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述循環(huán)控制規(guī)則包括當(dāng)初始調(diào)整信號與當(dāng)前低音信號幅度之間的差值與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量相等時，調(diào)整次數(shù)為零；當(dāng)初始調(diào)整信號與當(dāng)前低音信號幅度之間的差值與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量不相等時，調(diào)整次數(shù)由所述差值與預(yù)定動態(tài)調(diào)整量作差之后除以比例控制量得到。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在將所述初始調(diào)整信號、每次循環(huán)中輸出的信號分別與所述原始音頻信號合成后輸出之后，所述方法還包括按照二級設(shè)定增益對當(dāng)前合成信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，得到二級調(diào)整信號；對所述二級調(diào)整信號的功率進(jìn)行放大，得到初始功率放大信號；根據(jù)所述當(dāng)前合成信號、初始功率放大信號和二級循環(huán)控制規(guī)則，獲取對當(dāng)前合成信號的二級調(diào)整次數(shù)；以初始功率放大信號作為第一次二級循環(huán)的處理信號，當(dāng)滿足二級循環(huán)的觸發(fā)條件時，將上一次二級循環(huán)輸出的信號作為當(dāng)前二級循環(huán)的檢測信號，并在當(dāng)前二級循環(huán)中利用二級比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到所述二級調(diào)整次數(shù)；將所述初始功率放大信號、功率放大后的各二級循環(huán)的輸出信號分別逐次輸出至揚聲器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法包括采集所述初始功率放大信號以及所述二級循環(huán)輸出的信號中符合二級采集條件的音頻點，其中，所述二級采集條件為信號的失真度大于失真度閾值； 當(dāng)單元時間內(nèi)所述音頻點的數(shù)量超過二級數(shù)量閾值時滿足所述二級循環(huán)的觸發(fā)條件，啟動所述二級循環(huán)； 所述二級循環(huán)控制規(guī)則包括 當(dāng)初始功率放大信號與當(dāng)前合成信號幅度之間的差值與預(yù)定二級動態(tài)調(diào)整量相等時，二級調(diào)整次數(shù)為零； 當(dāng)初始功率放大信號與當(dāng)前合成信號幅度之間的差值與預(yù)定二級動態(tài)調(diào)整量不相等時， 二級調(diào)整次數(shù)由該差值與預(yù)定二級動態(tài)調(diào)整量作差之后除以二級比例控制量得到。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低音增強器、低音增強方法以及發(fā)聲設(shè)備。本發(fā)明實施例提供的低音增強器包括音頻輸入緩沖器、帶通濾波器、電子音量調(diào)節(jié)器、MCU、峰值采集器和比例加法器。其中，音頻輸入緩沖器將原始音頻信號緩沖后輸出至帶通濾波器；帶通濾波器提取出低音信號并將低音信號輸出至電子音量調(diào)節(jié)器；電子音量調(diào)節(jié)器對當(dāng)前低音信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，得到初始調(diào)整信號，以及在多次循環(huán)中利用比例控制量對檢測信號的電平幅度進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到調(diào)整次數(shù)；峰值采集器采集電子音量調(diào)節(jié)器輸出的信號中的峰值信號，將該峰值信號量化為數(shù)字信號后輸出至MCU；MCU根據(jù)數(shù)字信號生成控制信號；比例加法器將輸入的各信號分別與原始音頻信號合成后逐次輸出。
文檔編號H03G7/00GK103051301SQ201210506659
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者李進(jìn)保 申請人:青島歌爾聲學(xué)科技有限公司