BR112014009896B1

BR112014009896B1 - Sistema de alto-falantes digitais com equalização de canal e funcionalidades de controle de feixe e métodos relacionados

Info

Publication number: BR112014009896B1
Application number: BR112014009896-4A
Authority: BR
Inventors: Dengyong Ma
Original assignee: Suzhou Sonavox Electronics Co., Ltd.
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2021-06-22
Also published as: JP6073907B2; KR20140084193A; CA2853294C; CN102404672B; JP2014535205A; BR112014009896A2; US9167345B2; KR101665211B1; CA2853294A1; EP2587836B1; CN102404672A; US20130108078A1; WO2013060077A1; EP2587836A1

Abstract

sistema de alto-falantes digitais com equalização de canal e funcionalidades de controle de feixe e métodos relacionados em que o método compreende os passos de: (1) a conversão de formato digitais, para converter os sinais originais para sinais digitais baseado em codificação pcm; (2) processamento de equalização de canal; (3) controlar a formação do alto-falante; (4) a realização de modulação multi-bit (sigma-delta); (5) conversão de código do termômetro, para converter senais pcm codificados low-bit com uma largura de bit de m em vetores de código unários de um amplificador de potência digital e uma carga do transdutor correspondente aos canais de transmissão 2m; (6) o processamento dinâmico de conformação de incompatibilidade para reordenar os vetores codificados do termômetro; e (7) extração de informações do canal e envio para o amplificador digital e dirigir carga do som.

Description

Setor da Invencao

A presente invenção refere-se a um método e dispositivo para equalização de canal e controle de feixe, em particular a um método e dispositivo de equalização de canal e controle de feixe para um sistema de alto-falante digital.

Estado da tecnica

Com o rápido desenvolvimento do circuito integrado em grande escala e da tecnologia digital, os defeitos inerentes do sistema de alto-falante analógico convencional estão se tornando cada vez mais evidentes na dissipação de energia, volume e peso, bem como no transporte, armazenamento e processamento de sinais e afins. A fim de superar estes defeitos, a investigação e desenvolvimento do sistema de alto-falante está gradualmente se voltando para a dissipação de baixa potência, pequeno perfil, digitalização e integração. Como o surgimento de amplificador de potência digital classe AD, baseado em modulação PWM, o curso de digitalização do sistema de alto falantes tem avançado para a parte do amplificador de potência, contudo, indutores de alta qualidade e capacitores de grande volume e de preço elevado ainda são necessários para que o circuito pós-estágio do amplificador de potência digital possa passivamente simular filtragem passa-baixa para eliminar componentes de alta freqüência da portadora, de modo a demodular os sinais analógicos originais.

A fim de aumentar o volume e custo de amplificadores de potência digitais e obter mais integração as patentes americanas US 20060049889A1, US20090161880A1 revelam sistema de alto-falantes digitais baseados em modulação PWM e tecnologia de amplificação de potência classe BD. Entretanto, existem duas significativas desvantagens em sistemas de alto-falantes digitais baseados em modulação PWM: (1) o esquema de codificação baseado em modulação PWM tem defeitos não lineares inerentes devido a estrutura de modulação do mesmo, fazendo os sinais codificados gerar componentes de distorção não lineares na banda desejada, enquanto, se mais meios linearização são empregados para melhorar o resultado, a dificuldade de realização e complexidade da forma de modulação vai subir acentuadamente; (2) tendo em vista a dificuldade de realização de hardware, a taxa de sobre-amostragem da modulação PWM é baixa, geralmente no intervalo de 200 KHz ~ 400 KHz, fazer SNR (Relação sinal-ruído) dos sinais codificados não pode ser mais aumentada devido à limitação da taxa de sobre-amostragem.

Considerando-se os defeitos da distorção não-linear e da baixa taxa de sobre-amostragem da técnica de modulação PWM na implementação do sistema de alto-falante digital, coma demanda totalmente digital de toda a cadeia de transmissão de sinais, a patente da China CN 101803401A revela um sistema de alto-falante digital baseada em modulação multi-bit ∑-Δ. Em tal sistema, o código PCM de bits de alta são convertidos em vetor de código unário como um vetor de controle para controlar a ação liga-desliga do arranjo de alto-falantes, pela modulação multi-bit ∑-Δ e técnicas de codificação termômetro, e os componentes de harmônicas de alta ordem dos sinais do domínio espacial sintético decorrentes de diferença de resposta de freqüência entre os elementos da matriz são eliminados pela dinâmica técnica de conformação de incompatibilidade; embora o sistema revelado pela patente realize toda a digitalização de todo link de transmissão de sinais e reduza a taxa de distorção harmônica total do domínio espacial sintético de sinais pela técnica de conformação dinâmica de incompatibilidade, entretanto, a técnica de conformação dinâmica de incompatibilidade não tem efeito de equalização sobre a flutuação de resposta de frequência na banda de áudio do canal, então, um grande desvio entre o espectro do sinal da restauração do sistema e a fonte de som é causado pela flutuação da resposta de frequência na banda de cada canal, assim existe grande diferença do campo sonoro da restauração e o campo sonoro real, fazendo com que o sistema de reprodução digital não possa reproduzir o efeito de campo sonoro real da fonte de som original. Adicionalmente, esta flutuação da resposta de frequência na banda de cada canal também provoca baixa estabilidade e taxa de convergência mais lenta da vários algoritmos de formação de feixe auto-adaptativos, assim levando a robusteza dos algoritmos de formação de feixe auto-adaptativos ser pobre.

Agora, o método de direção de feixe baseado na regulação do atraso do canal descrito na patente chinesa CN 101803401A é um método simples de formação de feixe, que só regula a informação de fase dos sinais de transmissão de cada canal da matriz, sem considerar a regulamentação da magnitude dos sinais de transmissão de cada canal. A capacidade de controle do feixe proporcionada no método é fraca e certa capacidade de direção do feixe é proporcionada somente no ambiente adjacente ao campo livre no método, em alguns casos, com base em tal método de controle de atraso, não é possível realizar o controle de direção de múltiplos feixes, quando é necessário para o sistema digital gerar múltiplos feixes direcionais. Além disso, na aplicação prática, existem geralmente muitos limites de espalhamento, isso faz com que os sinais transmitidos contenham uma grande quantidade de sinais dispersos multi- caminho, além do som direto. Nesse ambiente reverberante de óbvia dispersão multi-caminho, o melhor controle direcional de feixe não pode ser alcançado apenas contando com o método de direção de controle de atraso de canal. Consequentemente, considerando o problema de controle direcional do feixe do arranjo de alto falantes digitais em ambiente reverberante, é necessário que ele procure por um método de formação de feixes complexos que tenha a capacidade anti-reverberação, para regular simultaneamente a amplitude e fase dos sinais de transmissão de cada canal, conseguindo-se assim o efeito de controle de campo desejado do som. Atualmente, quase todos os sistemas de matriz digital com base em modulação multi-bit ∑-Δ contam com a técnica incompatibilidade de conformação para eliminar a diferença de resposta de frequência entre múltiplos canais, no entanto, tal método de correção para a diferença de resposta de freqüência de canais só se adapta a correção de um pequeno desvio de resposta de freqüência, e a capacidade de corrigir desvio de fase é bastante fraca. Além disso, dita técnica de conformação não tem efeito de equalização na variação de resposta de freqüência em banda de cada canal, enquanto que a variação de resposta de freqüência desses canais traria para ingrediente timbre a variação da restauração do campo de som, assim é difícil garantir a plena recuperação do campo de som. O método de controle de feixe empregado em arranjos de alto-falantes digitais convencionais é um método simples de controle de atraso de canal e tal método apenas adapta o ambiente ideal de campo de som livre, o método não será adequado quando muitas diferenças multi-caminho surgem no campo de som devido a reflexão ou espalhamento. Em algumas aplicações, o método baseado em controle de atraso não pode obter efeito de controle do campo de som de múltiplos feixes, quando é necessário para arranjos gerar múltiplos feixes direcionais.

Considerando os defeitos de sistemas existentes de arranjos de alto- falantes digitais baseados em modulação multi-bit ∑-Δ na equalização de canal e controle de feixe, um método mais efetivo de equalização de canal e controle de feixe é necessário para satisfazer a demanda de aplicação de sistema de arranjo de alto-falantes digitais baseados em modulação ∑-Δ em planicidade das bandas de frequência e diretividade do feixe, sendo necessário ainda um dispositivo de sistema de arranjo de alto-falantes digitais tendo funcionalidades de equalização de canal e de controle de feixe.

Resumo da invencao

A fim de superar os defeitos do sistema de alto falantes digitais em equalização de canal, a presente invenção proporciona um método de equalização de canal e controle do feixe para um sistema de matriz de alto falantes digital, bem como um dispositivo de sistema de alto-falante digital com funcionalidades de equalização de canais e de controle do feixe.

Para o efeito acima mencionado, a invenção proporciona um método de equalização de canal e controle de feixe para um sistema digital de arranjo de alto-falantes, que compreende os seguintes passos: (1) a conversão de formato digital, para converter os sinais para sinais digitais com base na codificação PCM; (2) A realização de equalização do canal; (3) Controlar a formação de feixe; (4) A realização modulação multi-bit ∑-Δ; (5) A realização de conversão de código termômetro, para converter o PCM sinais codificados baixo-bit com largura de bit M em vetores de código unários de amplificador de potência digital carga de transdutor correspondente aos canais de transmissão de 2M; (6) realizar processamento de conformação de incompatibilidade dinâmico, para reordenar os vetores codificados de termômetro, e (7) Extrair a informação do canal, para enviar para amplificador de potência digital e acionar carga de som.

Além disso, a conversão de formato digital no passo (1) pode ser direcionada para sinais analógicos e digitais. Para os sinais analógicos, os sinais devem ser convertidos em sinais digitais baseado em codificação PCM pelo conversor analógico-digital de conversão, antes sendo convertidos em sinais PCM codificado que cumpram os requisitos de parâmetros de acordo com a largura bit de e parâmetro demanda de taxa de amostragem designados. Para os sinais digitais, os sinais são convertidos em sinais codificados PCM que satisfaçam os requisitos dos parâmetros de acordo com a largura de bit e demanda parâmetro de taxa de amostragem designados.

De preferência, para o processamento do canal de equalização, no passo (2), os parâmetros do equalizador podem ser conseguidos de acordo com o método de medição fornecido, em que o número de elementos é N, a quantidade de pontos de medição na localização desejada é H, e os elementos de emissão dos sinais de ruído branco s(t), o impulso de resposta h i, j para o elemento do canal da localização do ponto de medição pretendida pode ser calculada através da obtenção de sinais recebido r (t) no ponto medido, onde i representa o número índice do elemento N° i, e j representa o número de índice do ponto de medição n° j na região desejada. Desde que todas as respostas ao impulso

do elemento n° i para todos os pontos de medição tenham sido calculadas, então a resposta média de impulso * do elemento n° i da região desejada pode ser obtida por um método de ajuste ponderado, em que Wj representa o vetor ponderado do elemento de resposta de freqüência n°. i no ponto de medição n° j. Então, a resposta do filtro inverso hi'1 da resposta média do impulso hi pode ser calculada de acordo com o algoritmo de estimação de filtro inverso. Finalmente, o resultado da convolução da resposta ao impulso média h1do primeiro elemento para o local desejado e a resposta do filtro inverso i- i selecionada como o vetor de referência hr = h1 * h1'1 , então a resposta do filtro inverso hi'1 (2 < i < N) dos canais de elementos residuais é compensada pela configuração de fator de compensação de hc, o resultado da convolução hi,r = hi * hj,c'1 do resultado da compensação hi,c'1 = hc * hi'1 e a resposta média impulso hi é completamente igual ao vetor de referência hr, obtendo assim a resposta do vetor do equalizador da seguinte forma:

Ainda, para o controle de formação do feixe no passo (3), o coeficiente de ponderação do canal do formador do feixe pode ser calculado por um método normal de formação de feixe.

Desde que o número de elementos da matriz é N, o vetor de direção de domínio espacial dos mesmos é:

A configuração de feixe desejada no domínio especial é:

Contanto que o coeficiente ponderado do vetor do arranjo a ser calculado seja

, em seguida, a fórmula de cálculo do coeficiente de ponderação do arranjo pode ser obtida pelo critério de mínimos quadrados, como segue:

Os sinais de transmissão de cada canal são regulados em magnitude e fase, utilizando a média ponderada do vetor do arranjo, orientando assim o domínio espacial que emite feixe acústico do arranjo para a região desejada.

Além disso, o processo de multi-bit de modulação ∑-Δ no passo (4) é o seguinte: em primeiro lugar os códigos PCM-bit alto após o processamento de equalização são submetidos a filtragem de interpolação por um filtro de interpolação em termos do designado fator de sobre amostragem, para obter sinais codificados PCM de sobre amostragem; e em seguida a energia sonora dentro da largura de banda de áudio é empurrado para fora da banda de áudio por processamento de modulação ∑-Δ, para garantir que o sistema tem banda SNR suficientemente elevada. Enquanto os códigos PCM originais de altos bits são convertidos em baixo-bit PCM por códigos de modulação do processamento ∑-Δ, e o número de códigos PCM é reduzido.

Preferencialmente, o passo (4) de modulação multi-bit ∑-Δ realiza o processo de conformação do ruído sobre a saída dos sinais sobre amostrados do filtro de interpolação ao utilizar vários métodos de modulação ∑-Δ existentes, tal como o método de modulação série de único estágio de alta ordem ou método de modulação paralela multi-estágio (Cascata, MASH), para empurrar a energia do ruído para fora da banda e ainda assegurar que o sistema tem banda SNR suficientemente alta.

Ainda, a conversão de código do termômetro no passo (5) é para converter sinais codificados PCM de baixo bit com uma largura de em vetores de código unário de uma amplificador de potência digital e correspondente carga do transdutor para canais de transmissão 2M. Os códigos de cada dígito dos vetores de código unário será mandado para o correspondente canal digital. O código de cada dígito tem dois estados de níveis de “0” ou “1” a qualquer tempo, onde no estado “0” a carga do transdutor será desligada, enquanto no estado “1”a carga do transdutor será ligada. A operação de codificação do termômetro é para designar a informação codificada a múltiplos transdutores de canais de carga, assim trazendo a carga do transdutor para o fluxo de codificação de sinais e obtendo a codificação digital e controle de chaveamento digital do arranjo de transdutores.

Adicionalmente, o processo de conformação de incompatibilidade dinâmico no passo (6) é para reorganizar os vetores codificados de termômetro, para melhorar ainda mais o esquema de alocação de dados dos vetores de código unário e eliminar componentes de distorção harmônicos de alta ordem dos sinais sintéticos do domínio espacial surgindo da diferença de resposta de frequência entre elementos do arranjo.

Ainda, a conformação de incompatibilidade dinâmica no passo (6) conforma o espectro de distorção não linear harmônica surgindo da diferença de resposta de frequência entre elementos do arranjo, ao utilizar vários algoritmos de conformação existentes, tais como algoritmos DWA (Data-Weighted Averaging), VFMS (Vetor-Feedback mismatch-shaping ) e TSMS (Tree-Structure mismatch shaping), para reduzir a magnitude de distorção harmônica na banda e empurras a potência para fora da seção de alta frequência da banda, assim reduzindo a magnitude da distorção harmônica na banda e melhorando a qualidade do som dos sinais codificados ∑-Δ.

Ainda, a extração de informação do canal no passo (7) refere-se a realizar a operação de distribuição de informação codificada para cada canal, e o processo de processamento dos sinais é como segue: primeiro o conformador de incompatibilidade dinâmica da cada canal realiza o processo de conformação de incompatibilidade dinâmico para obter vetores conformados reordenados, e então um código digital designado é selecionado dos dígitos do vetor conformado de cada canal de acordo com certos critérios de extração selecionados. Para assegurar restauração complete da informação, o número de dígitos selecionados de um canal deve ser diferentes dos de outros canais, e todos os dígitos das ordens de números selecionados de todos os canais contém completamente a ordem de dígitos de 1 até

Durante o curso da operação de seleção na extração de informação do canal, geralmente a seleção de dígito é realizada por uma regra simples, p.ex., no canal n° i, informação codificado do dígito n° i é selecionada dos vetores de conformação do mesmo. Após a seleção e combinação dos bits dos canais, a equalização e ajuste do processamento ponderado do feixe nos elementos dos canis do arranjo múltiplo são eficientemente realizados, deste modo proporcionando um meio efetivo de realização da equalização e controle diretivo do arranjo digital.

Preferencialmente, a carga no passo (7) pode ser um arranjo de alto falantes digitais compreendendo múltiplas unidades de alto falantes, ou uma unidade de alto falante tendo múltiplas bobinas de voz, ou alternativamente um arranjo de alto falantes digitais compreendendo uma pluralidade de unidade d alto falante de múltiplas bobinas de voz.

A presente invenção também proporciona um sistema de arranjo de alto falantes digitais tendo equalização de canal e funcionalidades de controle de feixe, que compreende: uma fonte de som, que é a informação a ser reproduzida pelo sistema; um conversor digitas, que é eletricamente acoplado a extremidade de saída da fonte sonora, para converter os sinais de entrada em sinais codificado PCM de alto bit com uma largura de bit de N e uma taxa de amostragem de

Um equalizador de canal, o qual é eletricamente acoplado a extremidade de saída do conversor de dígitos, para realizar a equalização de filtragem inversa na resposta de frequência de cada canal para eliminar a flutuação da resposta de frequência na banda do canal; um formador de feixe, que é eletricamente acoplado a extremidade de saída do equalizador de canal, para controlar a forma do feixe do canal no domínio espacial do alto falante e criar as características da distribuição do campo sonoro tais como campo de som estéreo 3D, campo de som virtual surround e campo de som direcional e similares, para alcançar o propósito de reproduzir um efeito sonoro especial; um modulador ∑-Δ, que é eletricamente acoplado a extremidade de saída do formador de feixe, para obter filtragem de interpolação de sobre amostragem e modulação de código multi-bit ∑-Δ, e obter sinais codificados PCM baixo bit com uma largura de bit reduzida;

Um codificado termômetro, que é eletricamente acoplado a extremidade de saída do modulador ∑-Δ, para converter os sinais codificados PCM baixo bit para vetores unários, que são iguais em quantidade aos canais digitais do sistema, assim digitalizando os vetores de controle do chaveamento do canal; um conformador de incompatibilidade dinâmico, que é eletricamente acoplado a extremidade de saída do codificador termômetro, para eliminar distorção de componentes harmônicos não lineares do domínio espacial surgindo da diferença de resposta de frequência entre os elementos do arranjo, reduzindo a magnitude dos componentes de distorção harmônica na banda, e forçando os componentes de potência de frequência harmônica de alta frequência para fora da banda e melhorando a qualidade do som dos sinais codificados ∑-Δ; um seletor de extração, que é eletricamente acoplado ao conformador de incompatibilidade dinâmico, para extrair informação codificada de certos dígitos dos vetores de conformação de cada canal, e controlar informação liga/ desliga do canal; um amplificador digital multicanal, que é eletricamente acoplado a extremidade de saída do seletor de extração, para amplificar a potência dos sinais codificados de controle e dirigir a ação liga/ desliga de cada canal e dirigir a ação liga/ desliga da carga digital pós- estágio; uma carga de arranjo digital, que é eletricamente acoplada a extremidade de saída do amplificador digital multicanal, para obter a conversão eletroacústica e conversão dos sinais elétricos digitais da chave em sinais analógicos de vibração do ar.

Ainda, a fonte de som podem ser sinais analógicos gerados por vários dispositivos analógicos ou sinais codificados digitais gerados por vários dispositivos digitais.

Preferencialmente, o conversor digital pode ser compatível com os formatos digitais de interface existentes, pode conter conversor analógico-digital, circuitos de interface digitais, tais como USB, LAN, COM e similares, e programas protocolos de interface. Através dos circuitos de interface e programas de protocolo, o sistema de conjunto de alto-falantes digital pode interagir e transmitir informações com outros dispositivos de forma flexível e conveniente. Enquanto isso, os sinais analógicos de entrada originais ou sinais de fonte de som digitais são convertidos em sinais codificados PCM alto bit com uma largura de bit de N e taxa de amostragem de fs pelo processamento do conversor digital. Além disso, o equalizador de canal pode executar o processamento de equalização em termos dos parâmetros de resposta de filtragem inversa no domínio do tempo ou domínio da frequência e eliminar a oscilação frequência de resposta na banda de cada canal, enquanto a diferença de resposta de frequência de cada canal pode ser corrigida, tornando assim a diferença de resposta de frequência de cada canal tende para a consistência.

Além disso, formador do feixe realiza processamento ponderado na transmissão dos sinais de cada canal, utilizando os vetores ponderados designados, para regular a magnitude e fase da informação dos mesmos, fazendo o padrão do domínio espacial do arranjo digital de um ambiente complicado satisfazendo o padrão de demanda desejado.

De preferência, o processo de processamento de sinal do modulador ∑-Δ é como se segue: a princípio, os sinais PCM codificados com largura de bit N e taxa de amostragem de fs são sujeitos a filtragem de interpolação de sobre- amostragem nos termos do fator de sobre amostragem para obter os sinais PCM codificados com largura de bit N e uma taxa de amostragem osmf e em seguida, os sinais PCM de sobre-amostragem codificados com largura de bit N são convertidos em sinais PCM codificados baixo bits com largura de bit M (M <N), reduzindo assim a largura de bit dos sinais codificados PCM.

Além disso, o modulador ∑-Δ pode executar processamento de conformação de ruído na saída de sinais de sobre amostragem a partir do filtro de interpolação, de acordo com as estruturas de processamento de sinal de vários moduladores ∑-Δ existentes, tais como estrutura de modulador serial de ordem superior de fase única ou estrutura de modulador multi-estágio paralelo e conduzir a energia de ruído para fora da banda, para garantir que o sistema tenha banda SNR suficientemente elevada.

De preferência, o codificador termômetro é usado para converter os sinais codificados PCM de baixo bit largura de bit M em vetor de sinal de código digital unário de amplificador e transdutor de carga correspondente à 2M canais. A informação codificada de cada dígito do código de vetor unário de cada canal é atribuída a um correspondente canal digital, para levar a carga do transdutor ao fluxo de codificação de sinal, conseguindo assim codificação digital e interruptor digital de controle da carga do transdutor.

Além disso, o conformador de incompatibilidade dinâmica utiliza vários algoritmos de conformação existentes, como algoritmos DWA (Data- Weighted Averaging), VFMS (Vetor-Feedback mismatch-shaping ) e TSMS (TreeStructure mismatch shaping) para moldar distorção harmônica não-linear do espectro surgida da diferença de resposta de frequência entre os elementos de matriz, para reduzir a magnitude dos componentes de distorção harmônica na banda e empurrar a energia para a seção de alta frequência para fora da banda, reduzindo a magnitude de distorção harmônica e melhorar a qualidade de som dos sinais codificados ∑-Δ.

Preferencialmente, o seletor de extração age de acordo com uma determinada regra de extração de informações de um dígito a partir dos vetores de formação de cada um dos canais de 2M canais digitais como as informações do correspondente código de saída do canal, para controlar a ação de ligar / desligar a carga do transdutor pós-estágio. Depois da extração de bits e operação de fusão do seletor de extração, a operação do equalizador de resposta e ponderação de vetores de diretividade de canal dos vários canais originais é realizada de forma eficaz, que garante planicidade de resposta da frequência

Do arranjo digital e controlabilidade da direção do feixe.

Além disso, o amplificador digital multi-canal envia a saída dos sinais de comutação do seletor de extração para uma grade MOSFET de circuito de amplificação de potência de ponte completa. O status de liga/ desliga do circuito e da fonte de energia para a carga pode ser controlado através do controlo do estado on / ff do MOSFET, conseguindo assim a amplificação de potência da carga digital.

De preferência, a carga de matriz digital pode ser um arranjo contendo múltiplas unidades de alto-falante digitais, ou uma unidade de alto- falante de múltiplas-bobinas de voz, ou, alternativamente, ser um arranjo de alto falantes compreendendo alto-falantes de múltiplas-bobinas de voz. Cada canal digital da carga digital pode compreender uma ou mais unidades de alto-falantes, ou de uma ou mais bobinas de voz, ou, alternativamente, compreender múltiplas- bobinas de voz e múltiplas unidades de alto-falante. A configuração da matriz da carga digital pode ser organizada de acordo com a quantidade de unidades de transdutores e aplicação prática, de modo a formar várias configurações de matriz.

A presente invenção tem as seguintes vantagens sobre a técnica anterior: a) . A invenção atinge toda a digitalização de toda a transmissão de link de sinal, todo o sistema da invenção consiste em dispositivos digitais e assim facilita altamente a concepção do circuito integrado, e a invenção melhora a estabilidade de trabalho do sistema, bem como diminui a dissipação de potência, o volume e o peso do sistema. Além disso, o sistema conjunto de alto- falantes digitais proporcionados pela invenção pode alcançar o intercâmbio de dados com outros meios digitais de forma flexível e convenientemente, e pode adaptar-se a desenvolvimento da demanda de digitalização melhor. b) . A modulação multi-bit ∑-Δ empregue na invenção empurra a energia do ruído para a região de alta frequência para fora da banda por conformação de ruído, garantindo assim a demanda de alta SNR na banda. Os circuitos de realização de hardware desta técnica de modulação são simples e de baixo preço, e têm excelente imunidade aos desvios dos parâmetros causados no processo de fabricação dos elementos do circuito. c) O sistema totalmente digital da invenção tem grande capacidade anti-interferência e pode trabalhar de forma estável no ambiente complicado de interferência eletromagnética. d) O algoritmo de conformação de incompatibilidade dinâmica utilizado na invenção pode eliminar eficazmente a magnitude da distorção harmônica não linear surgido da diferença de resposta de frequência entre os elementos de matriz e melhorar a qualidade do som do sistema e, por conseguinte, o sistema da invenção tem excelente imunidade ao desvio de resposta de frequência entre unidades de transdutor. e) O método de codificação termômetro aplicado no invento pode alocar correspondentes sinais de código unário para cada unidade de transdutor, fazendo com que cada unidade de alto-falante (ou cada bobina de voz) trabalhe em estado on / off, enquanto tal alternativa de estado de trabalho de on / off pode evitar o fenômeno de distorção de sobrecarga de cada unidade de alto-falante (ou cada bobina de voz), alargando assim a vida útil de cada unidade de alto-falante (ou cada bobina de voz). Além disso, o transdutor pode atingir maior eficiência transformadora eletroacústica e gerar menos calor por utilizar a forma de trabalho on / off. f) O circuito amplificador de potência digital aplicado na invenção envia sinais chaveados amplificados para alto-falante e controla ainda a ação de ligar / desligar do alto-falante, sem acrescentar quaisquer indutores e capacitores de grande volume e de alto custo no circuito de pós-fase do amplificador de potência para o processamento analógico digital passa baixa, diminuindo assim o volume e o custo do sistema. Além disso, para a carga do transdutor piezoeléctrico com característica capacitiva, geralmente é necessário adicionar indutor para o casamento de impedância para aumentar a potência de saída acústica do alto-falante piezoeléctrico, e o correspondente efeito de casamento de impedância de aplicação de sinais digitais para o transdutor é superior ao mesmo de aplicar os sinais analógicos ao fim do transdutor. g) O esquema de codificação termômetro utilizado na invenção faz com que o sinais de código unários alocados de cada conjunto de elementos da matriz contenham apenas parte das informações dos sinais da fonte de som originais, assim, a informação da fonte de som não pode ser completamente restaurada simplesmente contando com informações emitidas de um único conjunto de elementos da matriz, portanto, a plena restauração das informações da fonte de som só pode ser alcançada através da combinação do sintético de efeitos do domínio espacial do campo de som de todos os conjuntos de elementos da matriz emissora. Além disso, a informação restaurada obtida pelo meio de combinar acima possui diretividade domínio espacial e tem o máximo de SNR no eixo de simetria do arranjo, e o SNR diminui com a distância em relação ao eixo maior. h) O método de equalização de canal da presente invenção pode manter a resposta de frequência na banda plana e corrigir a diferença de resposta de frequência entre canais; isto faz com que o espectro de sinal de fonte de som restaurada pelo sistema e o espectro real do sinal da fonte sonora original tender a consistência, garantindo, assim, que o sistema de reprodução realmente reproduza o som de efeito de campo da fonte de som original. Enquanto isso, o nivelamento da resposta de frequência da banda de cada canal e da consistência da resposta de frequência na faixa entre os canais resultante do método proporciona um suporte favorável para a melhor estabilidade, a maior taxa de convergência e o melhor robustez dos vários algoritmos auto adaptativos. i) O método de equalização de canal com base na seleção de extração de dados fornecida na invenção pode eficientemente suprimir a flutuação da resposta de frequência de cada canal e melhorar a qualidade do som restaurado do campo do sistema digital, bem como eliminar a grande diferença de frequência de resposta entre os canais e, por conseguinte, a diferença de resposta de frequência entre os canais pode ser compensada, em grande medida, após o processamento de equalização multi-canal, e apenas alguns desvios residuais permanecem, enquanto estes desvios residuais podem ser ainda mais eficiente corrigidos baseando-se no algoritmo de incompatibilidade de conformação, tornando assim a capacidade do algoritmo de conformação de incompatibilidade para eliminar alguns desvios podem ser trazidos para toque completo. A diferença de resposta de frequência de elementos da matriz pode ser corrigida de forma eficiente através do processamento do canal de equalização, garantindo assim aos vários algoritmos de controle dos feixes da matriz baseados no acúmulo coerente de canais de elementos de matriz poder trabalhar de forma eficiente. Tal método de formação de feixe de matriz digital com base na seleção de extração de dados pode de forma eficiente melhorar a capacidade das matrizes digitais de controlar o campo de som espacial em ambiente complicado. J. O método de controle de feixe aplicado no invento garante que arranjo de alto-falantes digitais tem melhor diretividade do feixe no ambiente complicado, através da combinação de informações de seleção de extração, o método de controle de feixes normal pode ser aplicado de forma eficiente no controle do feixe da matriz digital, que fornece uma maneira efetiva de implementação para a geração dos efeitos de campo de som especiais em ambiente prático, tais como campo de som estéreo 3D, campo de som surround virtual, e campo de som direcional e similares. K) No método de seleção de extração de dados empregado na presente invenção, a equalização de canal convencional e algoritmos de formação de feixe com base em formato de codificação PCM pode ser aplicada diretamente nos sistemas de matriz digitais baseados em modulação multi-bit ∑- Δ, criando assim uma ponte entre a equalização de canal e algoritmos controladores de feixe convencionais e a sistemas de matriz digital baseada em modulação multi-bit ∑-Δ, e garantindo que algoritmos convencionais podem continuar desempenhando o papel de canal de equalização e direção do feixe de forma eficaz em sistemas de matriz baseado em modulação ∑-Δ.

Breve descricao dos dosenhos

A Figura 1 é um diagrama de blocos que ilustra os módulos que compõem dispositivo do sistema de alto-falante digitais com equalização de canais e funcionalidades de controle do feixe, de acordo com a presente invenção;

A Figura 2 é uma vista esquemática que ilustra a medição de parâmetros no canal no processo de estimativa de parâmetros do canal de equalização, de acordo com a presente invenção;

A Figura 3 é uma vista esquemática que mostra a carga do vetor de ponderação do canal no processo de controle de feixe, de acordo com a presente invenção;

A Figura 4 é uma vista esquemática que mostra a regra de extração utilizada na extração de informação do canal, de acordo com a presente invenção;

A figura 5 é um gráfico ilustrativo da magnitude do espectro dos filtros inversores utilizados no processo de equalização do canal, de acordo com a presente invenção;

A figura 6 é um fluxograma mostrando o processamento do sinal de uma estrutura de modulação CIFB de quinta ordem utilizada pelo modulador ∑-Δ , de acordo com a presente invenção;

A figura 7 é uma vista esquemática ilustrando o controle de liga/ desliga do vetor codificado termômetro, de acordo com a presente invenção;

A figura 8 é um fluxograma mostrando o algoritmo de conformação de incompatibilidades utilizado pelo conformador de incompatibilidade dinâmico, de acordo com a presente invenção.

A Figura 9 é uma vista esquemática que mostra a regra de extração utilizada pelo seletor de extração, de acordo com uma forma de realização da invenção;

A Figura 10 é uma vista esquemática que mostra a disposição da matriz de alto-falante e oito elementos, de acordo com uma forma de realização da invenção;

A Figura 11 é uma vista esquemática que mostra a configuração local do arranjo de alto-falantes e a unidade de microfone, de acordo com uma forma de realização da invenção;

A Figura 12 é um gráfico de comparação que ilustra os espectros de magnitude da resposta de frequência do sistema antes e depois da equalização no ponto de localização de um metro de distância a partir do eixo da matriz, de acordo com uma forma de realização da invenção;

A Figura 13 é um gráfico que ilustra os padrões de feixe produzidos nas três direções predeterminadas de -60 graus, de 0 graus e 30 graus, de acordo com uma forma de realização da invenção;

A Figura 14 mostra os valores dos parâmetros utilizados pelo modulador ∑-Δ, de acordo com uma forma de realização da invenção.

Descricao detalhada da invencao

A presente invenção será descrita a seguir em conjunto com os desenhos e formas de realização específicas da presente invenção está descrita em maior detalhe - conversor digital do presente invento ligado ao primeiro através de um sinal acústico áudio audível dentro da largura de N bits está dentro da gama de alta bits PCM sinal codificado, em seguida, utilizar a equalização de canal, sinal de áudio digital para cada canal de filtragem inversa equalização para eliminar a resposta de cada canal de áudio com altos e baixos de freqüência, eliminando a diferença entre a resposta em frequência, então Lee Afeixe formando tecnologia, o sinal equalizado é ponderado para cada canal, de modo que a matriz pode ser direcionado para a direção espacial desejada; então usar multi-bit ∑ - Δ modulação de largura de banda para o alto bit PCM sinal codificado em largura N bit torna-se M (<N) sinal PCM baixo-bit codificado, e A abordagem termômetro codificada através do sinal codificado PCM para a largura da largura de bit 2 bits M M f temperatura codificada, formando dois grupos atribuídos a elementos transdutores de sinal de código unária Chen, em seguida, através de incompatibilidade dinâmica técnicas moldar atribuído a cada grupo do elemento do arranjo para o processo de formação dinâmico unário incompatibilidade sinal de código, eliminar a diferença na resposta dos grupos de elementos de matriz freqüência introduziu componentes harmônicos mais elevados, reduzindo a distorção harmônica total do sistema, melhorar o nível do sistema de qualidade de som; Finalmente, a técnica de seleção de dizimação, a incompatibilidade de moldar do vetor a partir de cada canal, a informação de bit ser extraída por um bit, para o sinal digital do canal do amplificador de potência é formado, a carga de condução dos canais digitais pode ser aberta ou a operação de fecho, todo campo de som do canal digital de carga irradiada espaço aéreo após a redução do sinal de fonte é sobreposto no interior de uma área predeterminada de espaço. 1, um aparelho de produção de acordo com o sistema de alto-falante com funções de equalização e controle dos canais digitais da presente invenção, o feixe, que é a principal fonte 1, um digitalizador 2, canal de equalizador de 3, 4 formador de feixe, ∑ ~ Δ modulador 5, a temperatura do codificador 6 Adinâmica incompatibilidade modelador 7, o seletor de 8 dizimação, Amplificador digital multi-canal digital 9 e a carga 10 é composto de uma matriz.

Audio 1, você pode usar os arquivos de áudio do PC em formato MP3 de armazenamento de disco rígido, porta USB através da saída de formato digital: você também pode usar o MP3 player para armazenar os arquivos de áudio através da saída de formato analógico, também pode ser gerada pela fonte de sinal um sinal de teste dentro da gama de áudio, a saída é de um formato analógico.

Conversor Digital 2, e a saída de áudio de uma ligação, incluindo o formato de entrada de formato de entrada de duas interfaces de entrada digitais e analógicos para o formato de entrada digital, utilizando um modelo de chip de interface USB PCM2706 do Ti, a capacidade de PC a máquina é armazenado os arquivos MP3 através da porta USB, de acordo com o tipo de] 6 bits, taxa de amostragem de 44,1 KHz em tempo real, via protocolo de interface I2S é lido no modelo do Cyclone III EP3C80F484C8 FPGA núcleo j f; Para o formato de entrada analógica, usando os Analog Devices um modelo para o chip AD1877 analógico-digital conversor, o sinal de áudio analógico em i6-bit, os sinais codificados em PCM 44,1 kHz, em tempo real, via protocolo de interface I2S ler no chip FPGA.

Canal equalizador 3 está ligada com o terminal do referido conversor digital de saída 2, de acordo com o método de medição para calcular o inverso dos parâmetros de filtro para cada canal, A Figura 5 mostra o espectro de amplitude do filtro de canal curva inversa 1-8, em conformidade com o parâmetros do filtro inverso para cada processamento de equalização de canal, de 16 bits, 44. 1 KHz taxa de amostragem para PCM í P se igualado ! J.

Formador de feixe 4, o equalizador de canal está ligado ao terminal de saída 3, de acordo com o padrão de feixe desejada 8 yuan calculada matriz vetor de peso, então o FPGA, o vetor peso calculado pela unidade de multiplicador é carregado para o cada elemento dos canais de sinal de transmissão - 16 bits depois de equalização, 44 de taxa de amostragem de 1 KHz do sinal PCM, formando, assim, com a direção do sinal de PC multicanal ponderada. ∑ - Δ modulador 5, ea saída formador de feixe o terminal 4 está ligada, em primeiro lugar, o chip FPGA, o filtro de interpolação para a operação sobre amostragem, 44: I K'HZ, 16-bit PCM sinal codificado, pressione. upsampling realizada três interpolação, o factor de interpolação da primeira fase 4, a taxa de amostragem é promovido π6, 4KHZ, o factor de interpolação da segunda fase 4, a taxa de amostragem é promovida 705,6 KHZ, Capítulo E: factor de interpolação fase de 2, a taxa de amostragem 1.411,2 KH promovido zeta "32 vezes depois de interpolação, o original 44,1 KHZ, PCM sinal de 16 bits é convertido em 1,41] 2 MHz, oversampled sinal PCM] 6 bits, em seguida, seguir o 3-bit ∑-Δ modulador maneira, a amostra tinha opõem MHz, PCIV 1.4112 16 bits [PCMB sinal codificado num sinal codificado 1,4112 MHz> 3 bits, como mostrado na Figura 6, na presente concretização, modulador ∑-Δ usando cinco bandas CIFB Integradores em cascata com feedback Distribuído) topologia. coeficiente do modulador apresentado na Tabela 1, a fim de economizar recursos de hardware e reduzir os fatos partes modernas do chip FPGA normalmente utilizados em vez da mudança víbora multiplicação constante e Os parâmetros do modulador ∑-Δ é representada pela utilização de codificação de CSD.

Temperatura Acodificador 6 ligada ao terminal de saída ∑ Δ modulador 5 vontade 1,4112 MHz, ∑-Δ sinal de 3 bits, de acordo com a codificação de modulação é convertido para um termômetro 1,4112 MHz, a largura de 8 bits de código unária . 7, quando o PCM três bits codificado como "001", a conversão do a "codificação 00000001 é usado para controlar o elemento de matriz de um transdutor de matriz aberta codificado por um termômetro, os restantes sete elementos de matriz são desligados; se 3 PCM bit codificado como "100", a conversão de a-codificada termômetro para "00001111", a unidade de codificação para controlar a apresentação do elemento da matriz transdutor 4 aberta, o elemento de quatro restantes MR fora; Quando PCM codificado como três bits "111 "converte o para-coded termômetro"01111111 ", para controlar o elemento arranjo transdutor codificação de 7 aberto, deixando apenas um elemento do arranjo está fechada.

Modelador dinâmico incompatibilidade 7, o codificador e um termômetro ligado ao terminal de saída 6, para a eliminação da resposta de frequência não-linear dos componentes de distorção de harmônicas causadas pela diferença entre os elementos de matriz. Modelador incompatibilidade Dinâmica 7 menos um critério de optimização distorção harmônica não linear, se a temperatura de 8 tipo de codificação de 8 para determinar o elemento de transdutor de codificação de distribuição, mostrada na Figura 7, quando o temperatura se codificado como "OOOOUil", através do shaper incompatibilidade dinâmico ser dispostos em ordem, vai determinar o elemento do arranjo transdutor 1, 4, 5, 7 Código de distribuição "1", os elementos da matriz transdutor 2, 3, 6 distribuição codificados em 8 "0", e de acordo com esta Cong distribuição elemento transdutor de matriz 1, 4, 5, 7 e vai abrir os elementos de matriz de transdutor 2, 3, 6, 8, vai ser fechado, de acordo com esta atribuição de códigos de controlo para ligar o conjunto do transdutor, de modo a que o visor irá colocar o sinal de radiação acústica sintetizado contém um mínimo de componentes de distorção de harmônicas. Na presente concretização, o modelador de incompatibilidade dinâmica VFMS algoritmo utilizado, o fluxo de processamento do sinal mostrado na Figura 8, em que a linha a negrito representa V-vetor representam fina escalares, V é o sinal de entrada do modulador ∑-Δ e código W- dimensional vetor após o processamento da codificados por termômetro, o código vetorial V contém um estado "]" e A""A"0" estado, o SV sinal de saída é uma incompatibilidade processo de elaboração após N-dimensional vetor coluna, por incompatibilidade processo de elaboração, o vetor de saída "1" do Estado e "0" estado na ordem do vetor foi ajustado, mas o "1" do estado e o número "0" estado permanece inalterado, e uma vez em cada um dos vetor elemento controla o elemento da matriz corresponde a uma variedade de canais on-off operação de acordo com o seu estatuto. Módulo de seleção da unidade através de alguns estratégia de seleção para assegurar que o erro introduzido pela resposta de frequência pode ser a diferença no espectro

Obter melhor efeito shaping, - Módulo min () representa o elemento mais pequeno de vetores N-dimensionais numéricas selecionadas enquanto sua negação por - elementos escalares Ming operação do módulo é obtido u, mtf é função moldar incompatibilidade, o que A forma geral é 1 , H é o fim da presente forma de realização da ordem de formador de incompatibilidade empregue na forma de realização de ordem 2. O diagrama de fluxo de processamento de sinal, representada na figura 8, a incompatibilidade pode ser obtido depois do processo de formação de saída vetor de expressão é - sv = u [L 1 ... 1], qui iY + MIF (SE), Onde se = sv ~ ~ y. Assumindo inconsistências representação saída de matriz v-dimensional erro de som line arranjo vetor entre as unidades, ü supor que a soma de todos os elementos é zero, então a matriz de alto-falante no espaço aponta qualquer lugar cada elemento da matriz sobreposta campo de saída síntese de som obtido após expressão de sinal é:

Sinais acústicos saída Expression matriz pode ser visto, a função de moldar mff pode ser em forma de tratamento de erros arranjo, basta escolher uma incompatibilidade melhor moldar função mtf, você pode obter uma melhor gama de erro moldar efeito. No chip FPGA, o descompasso dinâmico de transformação de plástico, o ∑ originais - Δ harmônicos presentes na codificação do sinal empurrado para banda de alta freqüência, aumentando assim o nível de qualidade de som no sinal de banda de áudio.

Seletor de dizimação 8, o terminal de saída 7 está relacionado com o shaper incompatibilidade dinâmica para moldar vetor em cada canal para a operação de extração digital, enviado após o amplificador ea carga digital. Mostrada na Figura 9, cada uma incompatibilidade canal por um processo de conformação produziu um seletor de extração de 8000 mil dólares código de vetor de 7 irá ser puxado no princípio vetor conformação de acordo com o primeiro dígito do canal i-th, cada canal é extraída um sinal correspondente código digital de um yuan, como o sinal de entrada do amplificador digital de nível.

Amplificador digital multi-canal 9, e ter a manga seletor 8 está ligado ao terminal de saída. Esta modalidade, a seleção de chip amplificador digital Ti é um modelo para TAS512] chip de amplificador digital, o tempo de resposta do chip a 100 ns magnitude, a resposta pode haver distorção de um dólar 1,4112 fluxo de sinal MHz. Na entrada do amplificador, diferencial formato de entrada, dentro do FPGA, incompatibilidade dinâmica moldar a maneira como os dados de saída enviados diretamente para a saída, depois de passar outra saída inversora, formando dois sinal diferencial a um diferencial de chips TAS5121 terminal de entrada e, ao amplificador de saída, uma saída diferencial usando o mesmo formato, o sinal de dois diferencial é aplicada directamente a um único elemento de transdutor de o canal condutor positivo e negativo.

Carga digital de exibição] 0, e amplificador digital multi-canal ligado ao terminal de saída 9. Nesta forma de realização, a célula de carga digital produzida usando o modelo Huiwei B2S de largura de banda unidade de alto- falante, a unidade da gama de frequências de 270 Hz a 20 KHz, a sensibilidade (2,83 V / LNI) a 79 (IB, potência máxima 2 W, a impedância nominal de 8 ohms. mostrado na Figura 10, uma carga de 8 yuan altifalantes digital matriz, a tela de 8 pela unidade de alto-falante acima descrito colocado em um modo de arranjo linear, o espaçamento do elemento da matriz de 4 cm, correspondendo a cada unidade de altifalante um canal digital.

No espaço livre, assumindo a matriz orador pano e colocar a unidade de microfone como mostra a] 1, de acordo com a métodos de simulação, dispositivo de sistema de alto-falante digital para suposições faixa de frequência de entrada de 100 Hz ~ 20 KHz sinal de varredura, o eixo da matriz de alto- falante freqüência de resposta de 1 medidor a posição do ponto de sistemas de observação. A Figura 12 mostra a antes e depois do equalizador é aplicada, a posição axial de um ponto de metros da curva de resposta de frequência do sistema de espectro de amplitude do gráfico de comparação, o equalizador não é aplicado, quando a resposta do espectro de amplitude de 2 KHz ~ gama de frequências de 20 KHz sistema Depois de aplicar o equalizador; i Jane memória em uma tendência de queda muito clara, com a freqüência de 2 KHz a 20 KHz, o espectro de amplitude de resposta de freqüência do sistema diminuiu de 65 dB até 45 dB, 20 dB diferença na magnitude da existência de A resposta espectro de amplitude da freqüência do sistema foi mantida dentro de 2 KHz ~ faixa de freqüência de 20 KHz de 57 dB na vizinhança, mostrando um espectro muito plana, garantindo, assim, o sinal de síntese sistema de redução real. De acordo com os resultados de equalização, o uso de vários bits de canal de seleção para extrair informações sobre o modo de síntese, o equalizador pode eficazmente herdou a informação de resposta de canal para assegurar o nivelamento da resposta de cada um dos canais de frequência.

Equalização de canal digital com base no sistema de matriz do altifalante pode efectivamente eliminar a resposta do som de cada canal dentro da banda de frequência de oscilação, e corrigir a diferença de resposta de frequência entre os canais para assegurar que o sistema tem uma resposta de frequência muito plana no domínio do tempo dentro de uma região desejada do espaço características, assegurando, assim, o espaço de todos os canais no espectro do sinal sintetizado pode restaurar o sinal de áudio original, o espectro real, para assegurar que o sistema é uma representação fiel do campo de som dos efeitos tom reprodução digital original. Além disso, ao eliminar a resposta de cada canal de frequência de banda de áudio para garantir que os vários altos e baixos também algoritmo formador do feixe matriz espacial adaptativa tem uma velocidade de convergência mais rápida e melhor robustez.

No espaço livre, a matriz de alto-falante processo de colocação é ainda mostrado na Figura il, de acordo com a - 60 graus, de 0 graus e 30 graus predeterminada três direção principal do lobo, em que a matriz de controlo de feixe de simulação, um conjunto de três condições disposição largura do feixe são 20 graus. A Figura 13 mostra três predeterminado padrão de distribuição espacial da direção caso matriz T, observação destas curvas pode ser visto, o lóbulo principal da matriz que aponta para um sentido predeterminado, para conseguir um efeito desejado requisitos de largura de feixe Sidelobe diferença de amplitude atingida 15 dB, de acordo com o controlo de feixe de resultados de matriz, a extração mineira, a informação multi-canal para selecionar o método de síntese, é possível herdar o formador de feixe eficazmente carregado na informação de amplitude e de ajustamento de fase, para cada canal, através do qual a diretividade do feixe da matriz para atingir o controle. Este método baseado em conjunto formador do feixe digital para extrair método de seleção pode efetivamente melhorar o ambiente complexo de matriz digital espaço aéreo apontando capacidades de matriz digital de campo sonoro especial (como campo de estéreo 3D, campo de som surround virtual campo sonoro diretividade, etc) o efeito de geração oferece uma maneira confiável de conseguir.

As concretizações acima são apenas usados para ilustrar o aspecto técnico da presente invenção, não como limitação. Embora a forma de realização da presente invenção com referência a uma descrição pormenorizada dos peritos na arte devem compreender que a solução técnica do presente invento, modificações e substituições, que devem ser abrangidos no âmbito reivindicado na presente invenção exige.

Claims

1. MÉTODO DE EQUALIZAÇÃO DE CANAIS E DE CONTROLE DO FEIXE PARA UM SISTEMA DE ALTO-FALANTE DIGITAIS caracterizado por compreender os passos de: (1) a conversão de formato digital, para converter os sinais originais para sinais digitais baseado em codificação PCM; (2) processamento de equalização de Canal; (3) Controlar a formação do alto-falante; (4) A realização de modulação multi-bit ∑-Δ; (5) conversão de código do termômetro, para converter sinais PCM codificados low-bit com uma largura de bit de M em vetores de código unários de um amplificador de potência digital e uma carga do transdutor correspondente aos canais de transmissão 2M; (6) o processamento dinâmico de conformação de incompatibilidade para reordenar os vetores codificados do termômetro; e (7) extração de informações do canal e envio para o amplificador digital e dirigir carga do som.

2. MÉTODO DE EQUALIZAÇÃO DE CANAIS E DE CONTROLE DO FEIXE PARA UM SISTEMA DE ALTO-FALANTE DIGITAIS como reivindicado em 1 e ainda caracterizado por os sinais originais a ser convertidos no passo (1) são sinais analógicos que na etapa (1) são em primeiro lugar convertidos em sinais digitais baseado em codificação PCM por conversão de analógico para digital, e em seguida, são convertidos em termos de exigências de parâmetros de uma largura bit designada e uma taxa de amostragem em sinais codificados PCM que atendem as demandas dos parâmetros.

3. MÉTODO DE EQUALIZAÇÃO DE CANAIS E DE CONTROLE DO FEIXE PARA UM SISTEMA DE ALTO-FALANTE DIGITAIS como reivindicado em 1 e ainda caracterizado por os sinais originais a ser convertidos no passo (1) são sinais digitais que na etapa (1) são convertidos em sinais codificados PCM em termos de exigências de parâmetros de uma largura de bit designada e uma taxa de amostragem.

4. MÉTODO DE EQUALIZAÇÃO DE CANAIS E DE CONTROLE DO FEIXE PARA UM SISTEMA DE ALTO-FALANTE DIGITAIS como reivindicado em 1 e ainda caracterizado por a equalização de canal no passo (2) ser processada por um equalizador com parâmetros obtidos pela medição e cálculo.

5. MÉTODO DE EQUALIZAÇÃO DE CANAIS E DE CONTROLE DO FEIXE PARA UM SISTEMA DE ALTO-FALANTE DIGITAIS como reivindicado em 1 e ainda caracterizado por a formação do alto-falante na etapa (3) ser controlada por um formador de alto-falante com um coeficiente de peso canal calculado por um método normal para a formação do ato-falante com a utilização da seguinte fórmula (1):

I

6. MÉTODO DE EQUALIZAÇÃO DE CANAIS E DE CONTROLE DO FEIXE PARA UM SISTEMA DE ALTO-FALANTE DIGITAIS como reivindicado em 1 e ainda caracterizado por o processo de modulação multi-bit ∑-Δ no passo (4) ser como segue: filtragem de interpolação de um filtro de interpolação do código PCM “high-bit” após o processo de equalização de acordo com um fator de sobre- amostragem designado, para obter sinais codificados PCM de sobre-mostragem; e então realizar a modulação ∑-Δ para comprimir a energia de ruído dentro da largura de banda de áudio, assim convertendo o código PCM high-bit em código PCM low-bit.

7. MÉTODO DE EQUALIZAÇÃO DE CANAIS E DE CONTROLE DO FEIXE PARA UM SISTEMA DE ALTO-FALANTE DIGITAIS como reivindicado em 6 e ainda caracterizado por a modulação multi-bit ∑-Δ no passo (4) aplicar um tratamento de conformação de ruído na saída dos sinais de sobre-amostragem do filtro de interpolação para comprimir a energia de ruído para fora da banda de áudio utilizando tanto método de modulação serial de ordem superior de estágio único ou método de modulação paralelo estágio.

8. MÉTODO DE EQUALIZAÇÃO DE CANAIS E DE CONTROLE DO FEIXE PARA UM SISTEMA DE ALTO-FALANTE DIGITAIS como reivindicado em 1 e ainda caracterizado por o código em cada dígito dos vetores de código “unary” no passo (5) é enviado para o canal digital correspondente, o código em cada dígito tendo apenas dois estados de nível de "0" ou "1" em qualquer momento em que a carga de transdutor é desligada quando no estado "0" e ligada quando no estado "1".

9. MÉTODO DE EQUALIZAÇÃO DE CANAIS E DE CONTROLE DO FEIXE PARA UM SISTEMA DE ALTO-FALANTE DIGITAIS como reivindicado em 1 e ainda caracterizado por no processamento dinâmico de conformação de incompatibilidade da etapa (6) os algoritmos de conformação incluindo DWA (cálculo da média por dados ponderados), VFMS ( conformação de incompatibilidade de vetor de retorno) e/ou TSMS (conformação de incompatibilidade de estrutura em árvore) são utilizados para moldar o espectro de frequência de distorção harmônica não-linear surgido da diferença de resposta de freqüência entre os elementos do arranjo, para reduzir a amplitude das componentes de distorção harmônica em banda e comprimir a potência associada para a seção de alta freqüência fora da banda.

10. MÉTODO DE EQUALIZAÇÃO DE CANAIS E DE CONTROLE DO FEIXE PARA UM SISTEMA DE ALTO-FALANTE DIGITAIS como reivindicado em 1 e ainda caracterizado por em que a extração de informação de canal na etapa (7) realizar uma distribuição de informações codificadas para cada canal, em que o processamento de sinal é como se segue: em primeiro lugar o conformador dinâmico de incompatibilidade de cada canal realiza a conformação dinâmica de incompatibilidade para obter vetores de conformação reordenados, e em seguida um dígito do código designado é selecionado dos dígitos 2M do vetor de conformação de cada canal como código do canal de acordo com uma determinada regra de seleção de extração, em que a fim de assegurar a informação ser restaurada completamente o número do dígito selecionado de um canal é diferente daquele de outros canais e todos os números de dígitos de todos os canais 2M contém completamente a ordem de dígitos de 1 para 2M.

11. MÉTODO DE EQUALIZAÇÃO DE CANAIS E DE CONTROLE DO FEIXE PARA UM SISTEMA DE ALTO-FALANTE DIGITAIS como reivindicado em 10 e ainda caracterizado por no processo de extração de informação do canal a seleção dígitos ser realizada de acordo com uma regra simples de seleção do n° i do canal e informações de dígitos codificados do mesmo n° i.

12. MÉTODO DE EQUALIZAÇÃO DE CANAIS E DE CONTROLE DO !EI"E #ARA UM SISTEMA DE ALTO$!ALANTE DI%ITAIS como reivindicado em 1 e ainda &'&() *)& a carga a ser acionada na etapa (7) poder ser um arranjo de alto-falantes digitais que inclui uma pluralidade de unidades de alto- falantes, ou uma unidade de alto-falante que tem múltiplos enrolamentos de bobina de voz, ou um arranjo de alto-falantes digitais contendo uma pluralidade de unidades de alto-falante de múltiplas bobinas de voz.

13. SISTEMA DE ALTO$!ALANTES DI%ITAIS COM EQUALIZAÇÃO DE CANAL E !UNCIONALIDADES DE CONTROLE DE !EI"ES &'&() *)& compreender: Uma fonte de som (1), que é informação a ser reproduzida pelo sistema; Um conversor digital (2), que está eletricamente acoplado à extremidade de saída de dita fonte de som (1), para converter os sinais de entrada em sinais codificados PCM high-bit com uma largura de bit de N e uma taxa de amostragem de fs; Um equalizador de canal (3), que é eletricamente acoplado a extremidade de saída do conversor digital (2), para realizar uma equalização de filtragem inversa na resposta de frequência de cada canal para eliminar a flutuação da resposta de frequência na banda de cada canal; Um gerador de feixes (4), que é eletricamente acoplado a extremidade de saída do equalizador de canal (3), para controlar o domínio espacial da forma emitida do feixe do arranjo de alto-falantes e criar uma distribuição de campo de som característica como um campo de som estéreo 3D, campo de som virtual surround e campo de som direcional e semelhantes, para alcançar o propósito de reproduzir efeitos sonoros especiais; Um modulador ∑-Δ (5), que está acoplado eletricamente a extremidade de saída do dito gerador de feixe (4), para a realização de filtragem de interpolação de sobre-amostragem e modulação de código multi-bit ∑-Δ, para obter sinais codificados PCM low-bit com uma largura de bit reduzida; Um codificador de termômetro (6), que está eletricamente acoplado à extremidade de saída de dito modulador ∑-Δ (5), para converter os sinais codificados PCM low-bit em vetores de código unário que estão em quantidade igual aos canais digitais do sistema, assim fazendo a digitalização dos vetores de controle da mudança de canal; Um conformador de incompatibilidade dinâmico (7), o qual está eletricamente acoplado à extremidade de saída do dito codificador de termômetro (6), para eliminar componentes de distorção harmônica não linear de sinais sintéticos de domínio espacial surgidos da diferença de resposta de freqüência entre os elementos do arranjo, reduzindo a amplitude dos componentes de distorção harmônica na banda, e comprimindo a potência dos componentes de freqüência de harmônicas para a seção de alta freqüência para fora da banda, reduzindo assim a amplitude da distorção harmônica em banda e melhorando a qualidade do som dos sinais codificados ∑-Δ; Um seletor de extração (8), que é eletricamente acoplado a dito conformador de incompatibilidade dinâmico (7), para extrair certa informação codificada digital dos vetores de conformação da cada canal e controlar a informação da ação liga/desliga do canal; Um amplificador digital multicanal (9), que é eletricamente acoplado a dito seletor de extração (8), para amplificar a potência de sinais codificado de controle de cada canal, e acionar a ação liga/desliga da carga digital pós estágio, e um arranjo e; Um arranjo de carga digital (10), que é eletricamente acoplado a extremidade de saída do amplificador digital multicanal (9), para obter a conversão eletro-acústica e conversão dos sinais elétricos digitais em sinais de vibração do ar em formato analógico.

14. SISTEMA DE ALTO$!ALANTES DI%ITAIS COM EQUALIZAÇÃO DE CANAL E !UNCIONALIDADES DE CONTROLE DE !EI"ES como reivindicado em 13 e ainda &'&() *)& a fonte de som (1) compreender sinais analógicos ou sinais de dígitos codificados.

15. SISTEMA DE ALTO$!ALANTES DI%ITAIS COM EQUALIZAÇÃO DE CANAL E !UNCIONALIDADES DE CONTROLE DE !EI"ES como reivindicado em 13 e ainda caracterizado por o conversor digital (2) conter conversor analógico para digital, circuitos de interface digital, tais como USB, LAN, COM ou semelhantes, e o programa de protocolo de interface

16. SISTEMA DE ALTO-FALANTES DIGITAIS COM EQUALIZAÇÃO DE CANAL E FUNCIONALIDADES DE CONTROLE DE FEIXES como reivindicado em 13 e ainda caracterizado por o equalizador de canal (3) executar o processamento de equalização em termos de parâmetros de resposta da filtragem inversa no domínio do tempo ou no domínio da frequência, para eliminar a flutuação de resposta de freqüência na banda de cada canal e corrigir a diferença da resposta de freqüência dos canais.

17. SISTEMA DE ALTO-FALANTES DIGITAIS COM EQUALIZAÇÃO DE CANAL E FUNCIONALIDADES DE CONTROLE DE FEIXES como reivindicado em 13 e ainda caracterizado por o gerador de feixe (4) realizar processamento para sinais transmitidos de cada canal, utilizando os vetores ponderados projetados, para regular a informação de amplitude e fase dos mesmos.

18. SISTEMA DE ALTO-FALANTES DIGITAIS COM EQUALIZAÇÃO DE CANAL E FUNCIONALIDADES DE CONTROLE DE FEIXES como reivindicado em 13 e ainda caracterizado por o processamento dos sinais do modulador ∑-Δ (5) ser como segue: em primeiro lugar os sinais PCM codificados com uma largura de bit de N e uma taxa de amostragem de fs são submetidos a filtragem de interpolação de sobre-amostragem de acordo com o fator de sobre-amostragem para obter os sinais codificados PCM com largura de bit de N e uma taxa de amostragem de osmf e, em seguida, os sinais codificados PCM com uma largura de bit N são convertidos em sinais PCM codificadas low-bit com uma largura de bit de M (M <N).

19. SISTEMA DE ALTO-FALANTES DIGITAIS COM EQUALIZAÇÃO DE CANAL E FUNCIONALIDADES DE CONTROLE DE FEIXES como reivindicado em 13 e ainda caracterizado por o modulador ∑-Δ (5) executar conformação do ruído na saída de sinais de sobre-amostragem do filtro de interpolação para comprimir a energia de ruído fora da banda, em termos da estrutura do modular serial de estágio único de ordem superior ou estrutura de modulador paralelo multi-estágio.

20. SISTEMA DE ALTO-FALANTES DIGITAIS COM EQUALIZAÇÃO DE CANAL E FUNCIONALIDADES DE CONTROLE DE FEIXES como reivindicado em 13 e ainda caracterizado por o codificador do termômetro (6) ser utilizado para converter os sinais codificados PCM low-bit com uma largura de bit M em vetores de sinal de código unário do amplificador digital e carga do transdutor correspondente aos canais 2M, a informação do código de cada dígito dos vetores de código unário sendo atribuída a um canal digital correspondente para trazer a carga de transdutor para o fluxo de codificação de sinal e atingir codificação digital e controle do interruptor digital para a carga do transdutor.

21. SISTEMA DE ALTO-FALANTES DIGITAIS COM EQUALIZAÇÃO DE CANAL E FUNCIONALIDADES DE CONTROLE DE FEIXES como reivindicado em 13 e ainda caracterizado por o conformador de incompatibilidade dinâmico (7) utilizar algoritmos conformadores incluindo DWA (média de dados ponderada), VFMS (conformação de incompatibilidade de vetor de retorno) e/ou TSMS (conformação de incompatibilidade de estrutura de árvore) para conformar o espectro de freqüência de distorção harmônica não-linear surgido da diferença de resposta de freqüência entre o arranjo de elementos, para reduzir a amplitude das componentes harmônicas de distorção em banda e comprimir a potência das mesmas para a seção de alta freqüência de banda, reduzindo assim a amplitude da distorção harmônica na banda.

22. SISTEMA DE ALTO-FALANTES DIGITAIS COM EQUALIZAÇÃO DE CANAL E FUNCIONALIDADES DE CONTROLE DE FEIXES como reivindicado em 13 e ainda caracterizado por o seletor de extração (8) extrair de acordo com uma determinada regra de extração de informação de um dígito dos vetores de conformação de cada um dos canais digitais 2M como a saída de informação codificada do canal correspondente, para controlar a ação de ligar / desligar da carga do transdutor pós-fase.

23. SISTEMA DE ALTO-FALANTES DIGITAIS COM EQUALIZAÇÃO DE CANAL E FUNCIONALIDADES DE CONTROLE DE FEIXES como reivindicado em 13 e ainda caracterizado por o amplificador multicanal digital (9) enviar a saída dos sinais de comutação do seletor de extração (8) para uma extremidade de grade MOSFET de um circuito de amplificação de potência em ponte completa, assim a ação liga/ desliga do circuito da fonte de alimentação para a carga a ser controlada pelo estado liga/ desliga do MOSFET.

24. SISTEMA DE ALTO-FALANTES DIGITAIS COM EQUALIZAÇÃO DE CANAL E FUNCIONALIDADES DE CONTROLE DE FEIXES como reivindicado em 13 e ainda caracterizado por o a carga do arranjo digital (10) ser um arranjo digital que compreende uma pluralidade de unidades de alto-falantes, cada canal digital consiste uma ou mais unidades de alto-falantes; ou uma unidade de alto-falante de múltiplas bobinas de voz, cada canal digital dos quais consiste em uma ou mais-bobinas de voz; ou um arranjo de alto-falantes de múltiplas bobinas de voz, cada canal digital dos quais consiste de múltiplas bobinas de voz e múltiplas unidades de alto-falantes.

25. SISTEMA DE ALTO-FALANTES DIGITAIS COM EQUALIZAÇÃO DE CANAL E FUNCIONALIDADES DE CONTROLE DE FEIXES como reivindicado em 13 ou 24 e ainda caracterizado por a configuração do arranjo da carga do arranjo digital (10) ser de acordo com a quantidade de unidades transdutoras e a demanda da aplicação prática.