專利名稱:一種用于聲學(xué)回聲抵消系統(tǒng)音源的實(shí)際聲音信號(hào)拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種用于聲學(xué)回聲抵消系統(tǒng)音源的實(shí)際聲音信號(hào)拾取裝置,特別是涉及一種在揚(yáng)聲器處于線性或非線性工作狀態(tài)時(shí)都能夠拾取到其實(shí)際聲音信號(hào)的音源信號(hào)拾取裝置。
背景技術(shù):
在汽車上,使用免持電話使司機(jī)在方便地通過(guò)蜂窩電話進(jìn)行通話的同時(shí)可以雙手開(kāi)車,這樣可以避免司機(jī)一手持電話一手開(kāi)車所帶來(lái)的可能導(dǎo)致交通事故的危險(xiǎn)。許多國(guó)家已經(jīng)或者很快在法律上規(guī)定司機(jī)在開(kāi)車時(shí)只能使用免持電話。而在辦公室里,電話會(huì)議可以讓距離比較遠(yuǎn)的幾個(gè)地方的許多人一起舉行會(huì)議而不需要他們聚集在一起,這樣不僅可以節(jié)省很多時(shí)間和旅行的費(fèi)用,而且使工作效率大大的提高。電話會(huì)議中至少有一處是由幾個(gè)人聚在一個(gè)房間里使用同一個(gè)(組)揚(yáng)聲器和傳感器,以保證每個(gè)出席的人都能和遠(yuǎn)處的人互動(dòng)式交流。
無(wú)論是在汽車?yán)锸褂妹獬蛛娫掃€是辦公室里進(jìn)行電話會(huì)議,如圖1所示,回聲的影響可能干擾聲音信號(hào)的清晰度和可懂度,而且嚴(yán)重時(shí)可能造成揚(yáng)聲器嘯叫,導(dǎo)致系統(tǒng)失效。解決回聲問(wèn)題的最好辦法是聲學(xué)回聲抵消。終端的揚(yáng)聲器和傳聲器之間的聲學(xué)回聲通路或者稱為空間的沖擊響應(yīng)可以被自適應(yīng)濾波器辨識(shí)出來(lái),濾波器的輸出產(chǎn)生一個(gè)回聲的估計(jì)信號(hào),用它將傳聲器信號(hào)中的回聲減去。一般情況下,揚(yáng)聲器處于線性工作狀態(tài)時(shí),技術(shù)人員認(rèn)為揚(yáng)聲器的輸入信號(hào)近似為揚(yáng)聲器輸出的聲音信號(hào),把揚(yáng)聲器的輸入信號(hào)作為回聲估計(jì)信號(hào),在傳聲器中進(jìn)行回聲抵消。但是,在很多低成本的應(yīng)用中,回聲通路出現(xiàn)非線性成分是經(jīng)常發(fā)生的。比如,車載免持電話系統(tǒng)中使用的揚(yáng)聲器一般比較小,而在使用中往往將音量開(kāi)得過(guò)大,超出揚(yáng)聲器的線性范圍;再如移動(dòng)電話的電池電量低時(shí),功率放大器的供電電壓較低,造成音量較高時(shí)的消波現(xiàn)象,這也是一種非線性。當(dāng)揚(yáng)聲器處于非線性工作時(shí),揚(yáng)聲器的輸入信號(hào)和揚(yáng)聲器實(shí)際發(fā)出的聲音信號(hào)差距很大。如果我們?nèi)匀话褤P(yáng)聲器的輸入信號(hào)作為回聲估計(jì)信號(hào)用于聲學(xué)回聲抵消,就達(dá)不到回聲抵消的效果。
因此就需要一種不管揚(yáng)聲器工作在線性狀態(tài)還是非線性狀態(tài)都能夠拾取揚(yáng)聲器實(shí)際發(fā)出的聲音信號(hào)的裝置。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不管揚(yáng)聲器工作在線性狀態(tài)還是非線性狀態(tài)下都能夠拾取到揚(yáng)聲器的實(shí)際聲音信號(hào)的裝置。
為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用下列技術(shù)方案,如圖2所示,該裝置包括揚(yáng)聲器3,置于揚(yáng)聲器音箱2內(nèi)的傳聲器1;所述揚(yáng)聲器接受外部設(shè)備輸入的電信號(hào)X,并將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)Y輸出;所述傳聲器1用于拾取揚(yáng)聲器的實(shí)際聲音信號(hào)Y,并輸出相應(yīng)的電信號(hào)Y″。
在上述的技術(shù)方案中,還包括在揚(yáng)聲器音箱2的后腔用隔板開(kāi)出一個(gè)小腔4,傳聲器1置于小腔4中;所述小腔4的隔板要使聲音從大腔6傳至小腔4時(shí)衰減20~30dB;小腔4的隔板的材料可以是木、塑料或其他聲學(xué)衰減材料。
在上述的技術(shù)方案中,還包括一個(gè)包住傳聲器1的外殼5;所述外殼5要使聲音從大腔6傳至外殼5內(nèi)時(shí)衰減20~30dB,外殼5的材料可以是木、塑料或其他聲學(xué)衰減材料。
本發(fā)明將傳聲器置于揚(yáng)聲器音箱內(nèi)部是為了拾取到與揚(yáng)聲器實(shí)際聲音信號(hào)最相符合的信號(hào)。如果將傳聲器置于揚(yáng)聲器音箱外部,外部噪聲和回聲將會(huì)被傳聲器拾取,那么傳聲器輸出的電信號(hào)仍然不能準(zhǔn)確表示揚(yáng)聲器的實(shí)際聲音信號(hào);而置于揚(yáng)聲器音箱內(nèi)部的傳聲器不受外界聲音的影響,原因有兩點(diǎn)a、由于紙盆和音箱殼體的隔聲作用,箱體外聲源發(fā)出的聲音傳至傳聲器1時(shí)衰減5~8dB。
b、箱體內(nèi)形成了駐波場(chǎng),箱體內(nèi)部的聲壓級(jí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于箱體外部。如圖2所示,一個(gè)置于箱體外面的傳聲器2(圖中沒(méi)有表示)與內(nèi)部傳聲器1拾取到由揚(yáng)聲器發(fā)出聲音的聲壓級(jí)相比,內(nèi)部傳聲器1大約要高30~40dB。因此,要保證音箱內(nèi)部的傳聲器工作在正常范圍內(nèi),傳聲器1的靈敏度要比傳聲器2的靈敏度低30~40dB。這樣,與揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音相比,對(duì)于拾取外部的聲音來(lái)說(shuō)內(nèi)部的傳聲器1的靈敏度要低35~45dB。
該裝置工作過(guò)程為揚(yáng)聲器接受外部設(shè)備的輸入電信號(hào)X,將其轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)Y輸出,傳聲器1拾取揚(yáng)聲器的實(shí)際聲音信號(hào)并輸出相應(yīng)的電信號(hào)Y″;當(dāng)揚(yáng)聲器在線性范圍內(nèi)工作時(shí),傳聲器1拾取到的信號(hào)與揚(yáng)聲器接受外部輸入的電信號(hào)高度相關(guān),并與揚(yáng)聲器輸出的實(shí)際聲音信號(hào)高度相關(guān),即Y″=X=Y(jié);而當(dāng)揚(yáng)聲器工作在非線性狀態(tài)時(shí),揚(yáng)聲器接受外部輸入的電信號(hào)與揚(yáng)聲器輸出的實(shí)際聲音信號(hào)相去甚遠(yuǎn),相關(guān)性較差,即Y≠X,而此時(shí)傳聲器1拾取到的信號(hào)恰恰能反映揚(yáng)聲器的真實(shí)狀態(tài),即Y″=Y(jié)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于,無(wú)論揚(yáng)聲器工作在線性狀態(tài)還是非線性狀態(tài),傳聲器都能夠拾取真實(shí)的聲音信號(hào)并輸出相應(yīng)的電信號(hào)。
圖1聲學(xué)回聲產(chǎn)生示意圖;圖2本發(fā)明裝置簡(jiǎn)圖;圖3本發(fā)明裝置中的隔板法衰減方式簡(jiǎn)圖;圖4本發(fā)明裝置中的包裹法衰減方式簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
由于揚(yáng)聲器音箱內(nèi)部的聲音信號(hào)很強(qiáng),普通傳聲器很容易達(dá)到飽和而處于非線性狀態(tài),這時(shí)傳聲器輸出的電信號(hào)就不能與揚(yáng)聲器的實(shí)際聲音信號(hào)高度相關(guān)。所以,本裝置要求傳聲器一定要工作在線性狀態(tài)下。
實(shí)施例1如圖2所示,采用一常規(guī)的揚(yáng)聲器3及其音箱2,揚(yáng)聲器3的型號(hào)不限,音箱2的形狀大小也沒(méi)有特別要求,均為市場(chǎng)常見(jiàn)類型;在音箱中放置一低靈敏度傳聲器1,該傳聲器的靈敏度要比市場(chǎng)上常見(jiàn)的普通傳聲器低20~30dB,傳聲器1的固定方式不限,不致影響其性能即可,;該較低靈敏度傳感器1在音箱內(nèi)可以工作在線性狀態(tài),其輸出電信號(hào)就與揚(yáng)聲器3的實(shí)際聲音信號(hào)高度相關(guān)實(shí)施例2如圖3所示,采用一常規(guī)的揚(yáng)聲器3及其音箱2,揚(yáng)聲器3的型號(hào)不限,音箱2的形狀大小也沒(méi)有特別要求,均為市場(chǎng)常見(jiàn)類型;從音箱2后腔中隔出一個(gè)小腔4,小腔4采用木制隔板,使聲音從大腔6傳至小腔4時(shí)衰減20~30dB,隔板的厚度、位置及固定方法不限,只要達(dá)到預(yù)期隔聲量即可;在小腔4中放置普通麥克風(fēng)作為傳聲器1,該傳聲器型號(hào)不限,市場(chǎng)上常見(jiàn)傳聲器都可以使用,傳聲器的固定方式不限,不致影響其性能即可,這樣可以使普通傳聲器1在線性范圍內(nèi)工作。
實(shí)施例3如圖4所示,采用一常規(guī)的揚(yáng)聲器3及其音箱2,揚(yáng)聲器3的型號(hào)不限,音箱2的形狀大小也沒(méi)有特別要求,均為市場(chǎng)常見(jiàn)類型;在音箱后腔內(nèi)放置的普通傳聲器1外套上一個(gè)外殼5,外殼5要使此時(shí)普通傳聲器1的靈敏度比沒(méi)有做處理時(shí)低20~30dB;外殼5的材料為塑料或其它聲學(xué)材料,其厚度以達(dá)到預(yù)期的隔聲量為準(zhǔn),體積以能置入傳聲器1為準(zhǔn),外殼固定位置和方式不限;這樣可以使該普通傳聲器1在線性范圍內(nèi)工作。
權(quán)利要求
1.一種用于聲學(xué)回聲抵消系統(tǒng)音源的實(shí)際聲音信號(hào)拾取裝置,包括傳聲器;其特征在于,還包括一揚(yáng)聲器,所述傳聲器置于所述揚(yáng)聲器音箱內(nèi);所述揚(yáng)聲器接受外部設(shè)備輸入的電信號(hào),并將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)輸出;所述傳聲器用于拾取揚(yáng)聲器的實(shí)際聲音信號(hào),并輸出相應(yīng)的電信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于聲學(xué)回聲抵消系統(tǒng)音源的實(shí)際聲音信號(hào)拾取裝置,其特征在于,還包括在揚(yáng)聲器音箱的后腔中用隔板隔出一個(gè)小腔,將所述傳聲器置于該小腔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于聲學(xué)回聲抵消系統(tǒng)音源的實(shí)際聲音信號(hào)拾取裝置,其特征在于,還包括一個(gè)包住傳聲器的外殼。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于聲學(xué)回聲抵消系統(tǒng)音源的實(shí)際聲音信號(hào)拾取裝置,其特征在于,所述小腔的隔板選用能使聲音,從揚(yáng)聲器音箱傳至小腔內(nèi)時(shí)衰減20~30dB的材料制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于聲學(xué)回聲抵消系統(tǒng)音源的實(shí)際聲音信號(hào)拾取裝置,其特征在于,所述小腔的隔板的制作材料包括木、塑料或其它聲學(xué)衰減材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于聲學(xué)回聲抵消系統(tǒng)音源的實(shí)際聲音信號(hào)拾取裝置,其特征在于,所述外殼的制作材料要選用能使聲音,從揚(yáng)聲器音箱傳至外殼內(nèi)時(shí)衰減20~30dB。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于聲學(xué)回聲抵消系統(tǒng)音源的實(shí)際聲音信號(hào)拾取裝置,其特征在于,所述外殼的制作材料包括木、塑料或其他聲學(xué)衰減材料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于聲學(xué)回聲抵消系統(tǒng)音源的實(shí)際聲音信號(hào)拾取裝置,用于拾取揚(yáng)聲器的實(shí)際聲音信號(hào)。該裝置包括揚(yáng)聲器、置于揚(yáng)聲器音箱內(nèi)的傳聲器;所述揚(yáng)聲器接受外部設(shè)備輸入的電信號(hào),并將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)輸出;所述傳聲器用于拾取揚(yáng)聲器的實(shí)際聲音信號(hào),并輸出相應(yīng)的電信號(hào)。本發(fā)明公開(kāi)的一種用于聲學(xué)回聲抵消系統(tǒng)音源的實(shí)際聲音信號(hào)拾取裝置能夠拾取無(wú)論揚(yáng)聲器工作在線性狀態(tài)還是非線性狀態(tài)時(shí)的真實(shí)聲音信號(hào)并輸出相應(yīng)的電信號(hào)。
文檔編號(hào)H04R1/28GK1802034SQ20041010403
公開(kāi)日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2004年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月31日
發(fā)明者程曉斌, 徐健, 李曉東, 馬新來(lái) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所