CN101883304B - 用于声复制的补偿系统 - Google Patents

Abstract

一种声音补偿系统改变用于输入到具有相关行为特性的声音再现设备的电声频信号。设备的行为特性由声音再现设备的各单个组件的个体或群组定义，并且包括机械、声学及电磁行为。模型包括模拟声音再现设备的行为特性中的至少一个的多个滤波器。滤波器由数字信号过程或由模拟电路定义，并且以相关联的频率、时间、相位及暂态响应中的一个或多个为特征。这些响应结合以定义模型的整体响应。滤波器包括可调节参数，用于改变滤波器响应，以产生与未经改变的滤波器的响应共轭并因而与声音再现设备的响应共轭的响应。一控制器修改参数。

Description

用于声复制的补偿系统

本申请是国际申请日为2000年8月10日、国际申请号为PCT/US00/21916、中国国家申请日为2000年8月10日、申请号为008115567、发明名称为“用于声复制的补偿系统和方法”的专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明一般涉及一种用在声音传输和再现系统中的补偿方法和系统，更具体地说，涉及一种使用参数值来控制或调节具有变换或模型的过程的补偿方法和系统，所述变换或模型具有像传输或再现系统中所使用的组件或元件那样的属性或响应。 

背景技术

大多数声频再现系统使用机电扬声器来声学地再现声频信号。扬声器的电气、机械、及声学属性常常比理想的差，引起失真、响应异常、及声音的其他染色(coloration)。多种技术被用来补偿扬声器的特性，以便提高所感觉到的声频质量。 

在实际上使用并且在文献中发现了扬声器的功能或行为模型，用于形成这样的补偿。模型和建模过程如何工作的一个良好例子在“ActiveEqualization of Loudspeakers(扬声器的有源均衡)”，Speaker Builder，1997年2月中描述。模型强化技术语言，并且通常打算模仿或模拟扬声器系统对电刺激的声学响应。模型产生或综合常常是从形成元件的功能分组开始，这些功能分组集中代表了扬声器的全部或一部分，或者像扬声器的全部或一部分那样举动。线圈和磁铁部分成为由电阻器、电感器、电容器、反EMF发电机及其他被变换部分所表示的电机。诸如空气体积、运动质量、声学加载、磁性制动、及机械损耗之类的因素的组合可被分析，并被简化成LCR谐振器网络或电路。最经常的是，模型中所表达的变换后的机电、声学、及机械表示被进一步简化或减小到较少元件。模型仍像扬声器那样响应，但形成模型的部分已没有对于形成扬声器的部分的准确行为等同。因此，当扬声器的部分被改变时，传统模型既不打算也不能够进行针对参数的零相位补偿。 

人们能描述良好构思的模型的频率响应以及其他属性的特征，并逆转 该频率响应及其他属性，并且实现扬声器的线性相位校正。该技术的确多少能起点作用，但其依靠传统模型的专用、不灵活电路或特殊过程限制其用于单扬声器设计。某些构造成在多个驱动器中划分信号频谱的高质量交叉(crossover)网络可能具有象这样的某种共轭响应校正。 

低频谐振提升(boost)是专门为大多数扬声器而设计的。通常使传统模型表示可量化和可预测声学行为以及影响低音响应的其它扬声器设计因素。机械构造和空气的属性确定频率、谐振损耗及配置对来自扬声器的声学输出的影响。能以这种方式对于较宽的频率范围设计和实现对零相位共轭或同阶校正的良好近似。几个组件需要匹配谐振行为，但当对具有类似概念和设计的不同扬声器进行调节时这些组件都彼此相互作用。因此，操作未被严格地按参数控制，因为必须根据模型重新计算调节以产生最精确重现新扬声器所需要的最小相位或准确匹配。当添加较多校正时，相互作用问题变得难以克服。每当进行调节时，必须以实验方式调整系统或分析模型。因此，用于响应平化的集总模型过程是为特定扬声器而固有设计的。对于其它扬声器必须重新设计该过程。 

传统曲线拟合方法可能要求建立几百个数据点和相应调节，并且要求多个组件或大量处理功率匹配所获取的频率响应。模拟方法是不实际的，而数字过程需要大量计算和大规模的体系结构来实现这点。在没有对扬声器及其操作的知识的情况下，两者都不能提供相位精确响应或稍后描述的隐藏校正。在没有模型的情况下，根据所测量的响应把幅度、时间和相位校正结合在一起的努力变得很艰难。 

扬声器的某些最重要行为(关于声学可感觉效果)不能由传统方法来建模或实现。这样的行为包括驻波干扰、模态分散(modal breakup)和耦合谐振以及来自这样的潜在相互作用的声学和机械行为的非线性后果。起相反作用的随机运动或分散可能发生。即使当平均响应保持平坦或者与再现的其它频率相同时，能量在信号刺激期间也能逐渐增长而当信号变化或停止时也能被释放。另外，需要考虑与运动部分的刚度(stiffness)和用于远离驱动音圈的运动的高频解耦有关的其它空间因素。这些因素中的任一个都能对双耳听觉产生源运动、延迟能量释放以及相位误差。 通常，这样的破坏响应可能是不可见的，或者很难由传统麦克风和频谱分析器校准方法来解释。 

例如，由节点(nodal)和驻波行为产生的不必要的响应影响扬声器的稳定时间、方向行为及辐射输出。通常，这些响应引起信息信号的感觉变化，然而从响应图中可能看不到或识别不出这些感觉变化。具有大存储能量的机械运动在换能器不同部分处可能异相。声学输出可能显得是平坦的，但人类双耳听觉能把行为本地化到其源，并且改变后的感觉能使立体成像变坏。 

通常，机械干扰是可听见的，但是从使用频率扫描和麦克风进行的响应测量中是看不见或难以解释这种机械干扰的。辐射表面的部分能以相对于其他部分的不同相位关系振动，从而其加性声学输出与换能器内的运动和所涉及的能量存储相比较低。当在节点频率处的信号变化并且突然停止时，存储能量的释放能与在不同频率处的其他信号相互作用。所产生的在两个频率之间的差拍声是可听到的并且非常令人讨厌。具有在干扰频率范围中的频谱的声音可能显得较响并且是粒状的。人类双耳听觉能把干扰本地化到驱动器或方向波瓣可能从其弹回的表面，由此进一步损害来自多扬声器立体声再现的舞台幻觉。对于这种情形，必须充分衰减产生机械干扰的频率，以防止结果响应的未掩蔽的再现。经验已经表明，实现这一点所需要的尖锐深陷波器(notch)除去校正频率周围的足够能量以产生鼻音。如果修改这种不适当校正以实现平坦响应，那么机械声音与潜在的不合需要的平衡象差一道保持。 

用换能器、外壳、及扩展低音响应的谐振装置，如端口或无源辐射器来构造多个小扬声器。通常，这些部分设计成实现效率、频率响应精度、低音扩展、及可接收失真之间的实际和经济折衷。便宜、低功率系统的设计者一般选择较高效率，以便降低放大器要求，以及电源和封装的有关成本。折衷情形暴露多个不合需要的行为方面。 

大多数传统扬声器校正方法应用幅度均衡的某种变化以平化和扩展 来自扬声器的响应。调节有时通过耳朵实现。为了进行定量调节，人们必须获得有关数据。实现这点的大多数普通技术使用来自噪声刺激的频谱分析。然后，响应图或显示指示如何调节均衡器。基于延迟接收或抽样窗口的较成熟技术能测量来自扬声器的第一到达响应，并且能除去高频室内干扰以产生类似无回声的数据。目的是捕获与室内听众或标准测量操作有关的信息，在该标准测量操作中，通常指定一个测试麦克风，并将其放置在离扬声器一米处。这样的技术产生单点测试麦克风听起来平衡的响应。一种或多种已知系统通过调节路径长度、或时间延迟来把多个扬声器对准一个收听位置，从而稍微胜过这种技术。 

其他技术在一个事件之后提供暂态响应波形、瀑布图或一系列频谱图。获取群延迟和与时间有关的信息。这样的数据需要解释，并且对于频率响应校平(leveling)操作的用途有限。能识别一些行为响应，但必须知道关于扬声器的更多信息。为此需要诸如加速度计、差分声学探针、以及麦克风之类的测量器件设备。检测仪器可被放置得靠近一个可疑行为地点，并且被移动以探测响应如何随位置变化。可在所有可疑频率上调谐或缓慢扫过加权陷波，同时主观地观察噪声产生。需要关于部件尺寸、收听位置、以及地板、书架、可能的计算机监视器、或可能是收听环境的一部分的其他介入物体的更多信息。需要其他技术规格或表示以完成能够实现时间相位精确校正的共轭模型。 

人类操作者通过调节图形均衡器、手动调谐一个参数滤波器、或改变交叉(crossover)设备的设置，能承担对准角色。工业模拟组件实现这些功能，但它们有限制。图形均衡器具有高达31个频带或谐振器，参数设备包括几个可调节滤波器，并且少数几种具有可变交叉和斜限(shelf)功能。需要更多个滤波器。图形和参数均衡器的组合不能够提供足够大数量的点，也不能提供准确相位和响应，来有效地补偿来自扬声器的复杂行为。或者校正不匹配特定频率，从而产生相位误差，或者滤波器的数量不足够处理稳定时间和驻波问题。群延迟失真、时间相位误差、不 完整校正及其他缺点可能胜过其他改进。 

DSP滤波器能产生比模拟电路能实现的多得多的滤波器部分。已利用专用控制生成软件来使用由从参数上控制的部分组成的图形均衡器，以产生房间响应校平。这样的过程难以建立，因为房间与重要行为指示物的识别相干扰。没有其输入，共轭响应校正就是不可能的。驻波和节点失真校正能由这种系统形成。然而，从参数上移动补偿陷波器所需的难以实施的编译和处理是困难的。单点响应拾波和FFT很可能已被用于输入到系统的数据。这样的方法不能响应或提供产生对扬声器产生真实共轭响应所需要的时间相位信息。分析系统，如MLSSA，能从测量中除去房间干扰，并且能产生来自一个扬声器系统的频率、暂态和稳态响应数据。然而，必须解释来自这些测量的大量数据。多频带图形均衡器不是建立校正的一种良好选择。 

DSP系统能经济地产生许多用模拟电路不能实现的参数滤波器和与时间有关的过程。传统大规模DSP系统几乎没有由其他测量异常识别和选出扬声器行为的装置。它们的频域响应可能添加相位误差和忽视延迟稳态能量。对于一个收听位置声音可能改进，但对于其它位置声音将变坏。更可能的是，再现声音将变化而没有决定性的改进。 

所以，与声音再现有关的技术人员已经认识到，需要一种系统和方法，用于对声音再现设备的完整行为建模，以便可产生对于声音再现设备响应的共轭响应。也已经认识到对一种采用可修改共轭响应的系统和方法的需要。另外，也已经认识到对补偿独立于其中要收听声音的环境的声音再现的系统和方法的需要。本发明满足这些需要和其他需要。 

发明内容

简短和一般地说，本发明提供一种系统和方法，用于对一个声音再现设备的个别响应特性建模，以产生一种用于改进设备的频率、时间、相位及幅度行为的共轭模型，以及提供改进的声平衡、声音清晰性、减小的失真及改进的立体成像。 

在第一方面，本发明涉及一种设备，用于修改一个用于输入到一个声 音再现设备的电声频信号，该声音再现设备的特征在于多个个别响应。设备的个别响应结合以定义一个整体响应。每个个别响应包括频率、时间、相位或暂态响应中的一个或多个。该设备包括多个修改滤波器，这些滤波器具有模拟声音再现设备的多个个别响应的修改响应。修改滤波器接收电声频信号，修改电声频信号，及把电声频信号提供到声音再现设备。该设备还包括多个可调节参数。可调节参数的每一个与修改滤波器中的至少一个有关。可调节参数允许对于修改滤波器的响应的调节。调节产生多个个别共轭响应。每个个别共轭响应与多个个别响应中的至少一个有关。 

通过产生具有对再现器件设备的个别响应建模的响应的多个滤波器或网络并且提供用于调节滤波器或网络响应的参数，系统允许产生把共轭响应，以向再现设备提供特定相反或校正响应。 

在本发明的详细方面，声音再现设备的多个个别响应与声音再现设备的机械、声学及电磁行为中的至少一个有关。在本发明的另一个详细方面，多个修改响应结合以形成一个与声音再现设备的整体响应共轭的整体响应。在本发明的又一个详细方面，修改滤波器中的至少一个包括一个截止滤波器，并且用于调节截止滤波器的频率响应的参数包括波峰频率、幅度及Q参数。在本发明的再一个方面，修改滤波器中的至少一个包括一个恒定斜率均衡器，并且用于调节恒定斜率均衡器的频率响应的参数包括交叉频率和提升斜限参数。在本发明的其它详细方面，修改滤波器的至少一个包括一个参数陷波滤波器，并且用于调节参数陷波滤波器的频率响应的参数包括陷波频率、幅度和Q参数，并且修改滤波器中的至少一个包括一个参数陷波提升滤波器，并且用于调节参数陷波提升滤波器的频率响应的参数包括陷波频率、幅度和Q参数。 

在第二方面，本发明涉及一种声音补偿系统，用于改变一个用于输入到一个具有有关行为特性的声音再现设备的电声频信号。该系统包括声音再现设备的一个模型。该模型包括模拟声音再现设备的行为特性中的至少一个的多个滤波器或过程。每个滤波器具有一个有关响应，该有关响应结合以定义该模型的整体响应。每个个别响应包括频率、时间、相 位或暂态响应中的一个或多个。系统还包括一个控制器，其修改多个滤波器中每一个的响应以把该滤波器变换成一个共轭滤波器。每个共轭滤波器具有与滤波器或过程的原始响应共轭的响应。 

在本发明的一个详细方面，行为特性由声音再现设备的各个组件的个体或群组所定义。通过对再现设备的各个组件和这些组件或组件群组的特性建模，能从参数上产生和操纵对于这些特性的个别补偿。因此，这些相同的补偿能应用于具有类似组件或特性的另外的系统。 

在本发明的其它详细方面，滤波器由数字信号过程或由模拟电路定义，并且控制器包括一个计算机或可调节电路元件。在本发明的其它详细方面，声音再现设备包括一个扬声器，并且多个滤波器中的至少一个包括至少一个有关可调节参数，并且参数值是根据基于扬声器的物理特性计算出的，根据一个标准扬声器模型导出的或使用标准测试测量按实验方式确定的。在本发明的又一个详细方面，控制器被配置为使得一个参数设置中的调节调制至少一个其它参数的设置。在本发明的再一个详细方面，控制器监视声音再现设备处的程序条件，并且基于程序条件设置参数值中的至少一个。 

在第三方面，本发明涉及一种声音系统。该声音系统包括一个具有有关机械、声学及电磁行为特性的声音再现设备。该声音系统还包括一个源，用于把一个电声频信号输出到声音再现设备的一个模型。该模型包括模拟声音再现设备的机械、声学和电磁行为特性中的至少一个的多个滤波器。每个滤波器具有一个包括频率、时间、相位或暂态响应中的至少一个的有关响应。该模型把电声频信号输出到声音再现设备。该声音系统还包括一个控制器，它修改滤波器的响应，以把该模型变换成一个共轭模型，该共轭模型具有多个滤波器，这些滤波器具有包括与该滤波器的原始响应共轭的响应。 

在第四方面，本发明涉及一种方法，用于修改一个用于输入到一个声音再现设备的电声频信号，该声音再现设备的特征在于多个个别响应，这些个别响应结合起来定义声音再现设备的一个整体频率响应。每个个别响应包括频率、时间、相位或暂态响应中的一个或多个。该方法包括 以下步骤：用多个滤波器模拟多个个别响应；并且调节多个滤波器的响应，以使得对于每个滤波器，调节后的响应包括与个别响应中的一个共轭的响应。该方法还包括把电声频信号输入到滤波器的步骤。 

在本发明的一个详细方面，滤波器中的至少一个包括一个截止滤波器，并且调节截止滤波器的频率响应的步骤包括设置波峰频率、幅度及Q中的至少一个的步骤。在本发明的另一个详细方面，滤波器中的至少一个包括一个恒定斜率均衡器，并且调节恒定斜率均衡器的频率响应的步骤包括设置交叉频率和提升斜限中的至少一个的步骤。在本发明的又一个详细方面，滤波器的至少一个包括一个参数陷波滤波器，并且调节参数陷波滤波器的频率响应的步骤包括设置陷波频率、幅度和Q中的至少一个的步骤。在本发明的再一个方面，滤波器的至少一个包括一个参数陷波提升滤波器，并且调节参数陷波提升滤波器的频率响应的步骤包括设置陷波频率、幅度和Q中的至少一个的步骤。 

在第五方面，本发明涉及一种方法，用于改变一个用于输入到一个具有有关行为特性的声音再现设备的电声频信号。该方法包括用多个滤波器模拟声音再现设备的行为特性中的至少一个的步骤。滤波器中的每一个具有一个包括频率、时间、相位或暂态响应中的至少一个的有关响应。该方法还包括以下步骤：对于滤波器中的每一个，修改滤波器的响应，以把滤波器变换成一个共轭滤波器，其具有一个包括该滤波器的原始响应的共轭的响应。 

在本发明的详细方面，声音再现设备包括一个扬声器，多个滤波器中的至少一个具有至少一个有关可调节参数，并且修改滤波器的响应的步骤包括如下步骤对的一个或多个：根据扬声器的物理特性计算可调节参数值的值并且把参数设置为计算出的值，根据一个标准扬声器模型导出可调节参数并且把参数设置为导出的值，以及使用标准测试测量以实验方式确定可调节参数；并且把参数设置为所确定的值。在本发明的又一个详细方面，该方法还包括以下步骤：响应另一个参数的设置调制至少一个参数的设置。在另一个详细方面，该方法还包括以下步骤：监视声音再现设备处的至少一个程序条件，并且基于程序条件设置参数值中的 至少一个。 

保持声中性的这些特征和能力使得一种补偿系统和方法能够进行复杂且动态改变的响应校正，能用简化且直觉的控制规格控制和调节这些响应校正。与传统响应校平方法相比较，补偿方法和系统要求较小的处理复杂性，并且能容易地应用于不同的声音再现系统。补偿方法和系统，作为整体或片段部分，能被打开或关闭，被从一个频率移动到另一个，或者被简单且直觉的命令所改变。 

当结合附图理解以下更详细的描述时，可从中看出本发明的这些和其它方面及优点，附图以示例方式图示了本发明的优选实施例。 

附图简介 

图1是包括一种按照本发明的补偿系统的声再现系统的框图； 

图2是具有多个修改滤波器的补偿系统的框图，每个修改滤波器具有用来修改滤波器的频率、时间及相位响应的一个或多个的多个可调节参数； 

图3a-3e描绘用于扬声器的多个响应组件； 

图3f描绘当组合图3a-3e的个别响应时形成的整体响应； 

图4a-4e描绘用于补偿系统的多个可调节响应，每个响应是可调节的以形成对于图3a-3e的响应组件的共轭响应； 

图4f描绘了当组合图4a-4e的个别频率响应时形成的整体共轭响应； 

图5是曲线图，描绘用于产生一个声学功率输出的圆形锥盆(cone)的运动； 

图6描绘用于两个小扬声器驱动器的频率响应； 

图7描绘瀑布图，其中在右边的箭头表示增大的时间轴； 

图8a-8f描绘用来调节参数控制以便修改修改滤波器的响应的一系列图形用户接口； 

图9是低通/高通波峰滤波器的示意图，其中所有的C必须变化以移动频率； 

图10是提升并且具有近参数独立的有源RC或恒定斜率均衡器的示意图，其中Cc和Rc都非常大以偏置op amp； 

图11是频率可移动陷波器的示意图； 

图12是陷波器的一种可选择结构的示意图； 

图13包括一个加权陷波滤波器和用于提升的响应以及可用滤波器获得的陷波器组件和组合响应的示意图； 

图14包括一个多重谐振加权陷波滤波器和用于提升的响应以及可使用滤波器得到的陷波器组件和组合响应的示意图； 

图15描绘对于一个陷波滤波器的频率和相位响应； 

图16是延迟干扰模拟器/补偿器的示意图，其中CW等于与干扰相同的响应，CCW等于共轭校正并且RC等于用于较高频率的减小补偿；及 

图17是全通或相移网络的示意图。 

图18、19和20表示用于低通滤波器(L_P)和高通滤波器(H_P)截止滤波器的可能实现。 

图21表示用于高和低斜限均衡器的可能实现。 

图22表示可用于提升或陷波器应用的参数均衡器实现。 

图23、24分别示出了加权陷波器的数字实现。 

图25示出了用来补偿一个带有5英寸低音驱动器和3英寸高音喇叭的小书架扬声器的补偿系统的框图。 

图26表示用来产生L_X、H_X、L_S、H_S、L_P、和H_P滤波器和参数调节的电路。 

图27、28表示W₀陷波器部分和用于扬声器的代表性调谐。 

图29表示一个单低Q提升。 

图30示出了用于时间校正的全通均衡器。 

图31示出了扬声器参数文件输入和输出逻辑。 

图32示出了一个至DSP连接逻辑的性能页UI的例子。 

具体实施方式

如下描述集中在本发明对于扬声器系统的应用上。然而，本发明不限于这样的应用，并且可以应用于其他声传输和再现设备，如在说明书末尾所叙述的那些。 

现在参照附图，其中类似标号在所有图中指示类似或相应部分，并且具体地对于图1，示出了一种包括本发明的系统10。系统10包括一个信号源12，用来提供电声频信号。信号源例如可以是一个CD唱机。来自信号源12的输出14输入到一个采用本发明的详细特征和方面的补偿系统16。输出14由补偿系统16处理，以产生一个馈给到一个功率放大器19和一个扬声器20的补偿后的电声频信号18。 

参照图2，补偿系统16采用多个滤波器24，滤波器24或者个别地或者组合地呈现模拟由扬声器的各种机械、声学和电磁组件所呈现的频率、时间和相位响应的个别补偿响应。与滤波器24的每一个相关联，并因而与补偿响应的每一个相关联的是一个或多个可调节参数22。使用DSP或模拟电路产生滤波器24。数字信号处理是优选实现，因为扬声器行为的分析模型容易转化为用于设计数字系统的数学综合技术。模拟电路具有建立在级联体系结构中的失真。因此，仅当模拟设计者知道在行为响应是隔离和无相互作用时可使用并联连接电路元件时，补偿系统16的实际模拟实现才是可能的。一些参数22调节与补偿系统的一个或多个部分相 互作用。一种数字实现按需要提供利用可能设置的编译或计算这些关系的能力。当由计算机控制补偿系统时，建立调节显得简单和直观。 

这些计算和可调节补偿响应的每一个能缩放到除其他外尤其与尺寸、运动属性或声学辐射行为有关的参数变量、特征、或设计方面。补偿系统能调节和使用扬声器的时间延迟、最大漂移极限、波长关系、节点和驻波频率、边界反射及类似属性。补偿系统不是编译或减小扬声器元件以产生一个集总响应系统，而是使用最小相位等价和无相互作用的滤波器串。 

小扬声器的典型整体响应表示在图3f中。在图4的顶部处重复相同的响应。图3a-3e表示与组合以产生整体响应曲线的扬声器组件有关的多个个别响应。图4a-4e表示经多个可调节参数，例如L_S、H_S、L_X、H_X等，调节以产生多个共轭响应的多个个别补偿响应。下面详细描述参数的属性。如图4f中所示，个别共轭响应组合以产生或一个整体共轭响应。整体扬声器响应(图3f)和共轭响应(图4f)的组合产生一个平滑响应。 

从图3a和4a中可见，高频和低频的第一和第二截止拐点都是显而易见的。在曲线上的这些点确定用于L_X、L_S、H_X、和H_S的频率。当音圈长度和运动声顺(motional compliance)能力已知时，那么类似于图5中表示的一种的计算或图表能帮助确定用于L_P的合理频率和幅度。以类似的方式处理H_P。有关的拐点、截止和频率表示在图3b和4b中。L_P 和H_P的幅度设置具有主观功率处理和加权补偿问题。 

在其外壳体中操作的驱动器的自谐振能被测量或计算以产生W₀。由传统模型能以实施方式测量和计算有关的Q₀和|A|₀设置，条件是已经除去声学耦合因数。图3d和4d表示这种低音补偿。 

在常规模型中很少使用机械谐振的表示，例如W₁。图3d和4d的高频部分表示，来自W₁的声学响应误差和染色能通过设置|A|₁来除去。注意到周围谐振，并且能选择预置或缺省Q，以补偿所涉及的扬声器材料的典型谐振行为模型。 

节点和干扰行为在图3e中是显而易见的。在图6中的其他例子揭示了节点跳跃、干扰及因为刺耳、污染的声音而引起的常常叫做“锥叫(cone cry)”的相关问题。与表示在图7中的那些类似的瀑布图或MLSSA能表示这样的高能量移动干扰的典型频率和延迟分散结果。图4e中的隐藏补偿陷波器W_CC1和W_CC2除去这些频率和能量存储问题。 

添加斜坡或倾斜EQ以实现最好的听众喜好。图3c和4c表示行为和校正。为了主观平衡可以添加额外的向下倾斜。 

如能看到的那样，大致地，每个横跨少到8位分辨率的12至16次调节能进行非常良好的共轭校正。来自两个扬声器驱动器单元的代表性频率响应表示在图6中。注意，如由在低端处的响应曲线的滚降所指示的那样，与L_P有关的W₀和第二拐点响应丢失，因为驱动器在非常大的壳体中操作。除此之外，其它的参数相关特征是显而易见的，并且可由这些曲线算出调节。 

如下参数允许扬声器的复杂频率、相位、及时间响应的产生、模拟或与其共轭。这些可调节参数22和其操作能近似零相位响应，扩展低音输出，及从扬声器除去机械声音(能以类似方式使用其他参数)。能够数字地或使用有源或无源模拟电路，如RC电路、模拟谐振器、或象状态变量滤波器或双二次滤波器之类的全参数电路，来执行个别补偿。 

术语	缩写	描述、关系
			低交叉	LX	辐射面积、声顺、空气体积、声学耦合、及BL   因数。(+/-6dB每倍频程下的第一拐点)
高交叉	HX	质量、辐射面积关系、刚度、BL因数。(在每倍  频程+/-6dB下的第一拐点)
			低提升  斜限	LS	设计极限、声平衡、(XdB停止斜率)
高提升  斜限	HS	设计极限、功率处理、有用的响应线性(XdB停  止斜率)
			低波峰	WL	用于第二耦合拐点的提升。用于高通或低频极  限滤波器的隐藏补偿。(缺省截止斜率、XdB波  峰)
高波峰	WH	用于第二高频损耗的提升。用于低通或高频极  限滤波器的隐藏补偿。(缺省截止斜率、XdB波  峰)
			电机	BL	力、反电动势、电感因数。调制响应和参数值  的影响
低音谐  振	W0	音量、声顺、面积、阻尼、BL因数。(频率、Q、  幅度)

术语	缩写	描述、关系
			端口调  谐	WB	低音调谐模型(传统的)(用于双调谐滤波器模型 的输入)
机械谐  振	W1、  W2、至  Wn	系统的部分包括板、锥盆、周围场、及圆顶 (dome)(频率、Q、和幅度)
			稳态谐  振	WCC1、  WCC2、  至WCCn	节点模式：驻波、钟形模式、延迟耦合干扰(加 权陷波频率、Q及幅度)
耦合因  数	|A|1、  |A|1...|A  |n	谐振数值(谐振器的总是可调节的部分+/-dB)
			损耗因  数	Q0，Q1...  Qn	谐振带宽(缺省或调节可能+/-dB)
倾斜	dB	离开频率平衡输出：BL因数。主观平衡和缺省 放置平衡
			波干扰	Td	尺寸：壳体、地板、壁、扬声器和听众放置。
均衡	EQ	用户操作的：房间、其他传统的
			功率	PW	最大低频输入或输出。模拟比例或阈值开关探 测器
模式开  关	SW1、  SW2、  等	动态过程：操作或选择

在8与32参数调节之间的某处可以用来编程补偿系统和操作一个适当的补偿过程。由于参数与专用物理和行为方面有关，所以对于调节范围和精度的数据要求远小于覆盖人类感觉所需要的。八位分辨率对于这些中的多数是适当的，从而一个1-5k位的单次数据流特征化来自模型的一个非常复杂的响应。以上参数的描述如下。 

低交叉(L_X)或声学耦合-低频输出取决于辐射表面的尺寸。来自这种关系的每倍频程6dB损耗由增大的锥盆运动固有地补偿，条件是来自电机结构的反电压与驱动信号相比较小。如果声顺是无限的并且电机产生力而没有速度限制，则这种理想化的配置具有平坦响应。具有空气体积、机械刚度、及速度极限的真实系统具有两个实际交叉点，其中响应停止平坦，收敛到6dB/倍频程，然后到12dB/倍频程低音损耗。通常，第二拐点靠近扬声器的最低有用响应，并且常常变得无法实行补偿。用于这种补偿的控制参数是单位为Hz的频率，并且共轭响应(特定补偿)对于减小频率是+6dB/倍频程提升。这种提升在来自扬声器的第一响应拐点处开始。用于该参数的值能通过向扬声器施加一个测试信号，例如正弦波，并测量响应而测量。根据扬声器的物理特性，如锥盆和线圈质量，也可以计算该值。由扬声器模型，如一般由扬声器制造商提供的标准Theil/Small模型，也可以导出该值。 

高交叉(H_S)或质量声顺因数-高频输出取决于辐射表面的尺寸和速度。通常，靠近截止的频率的感兴趣波长与产生输出的扬声器的运动部分相比较小。锥盆材料的刚度和阻尼属性影响较低频率下从整个表面的辐射的这种过渡。频率辐射越高，越靠近音圈。运动质量最终产生随频率增大运动的6dB/倍频程减小。来自电机组件的漏电感把另外的声顺添加到系统上，以在最高实际频率下产生进行12dB/倍频程下降的第二拐点。这些损耗与减小的辐射面积相结合，产生声学输出的减小。在较低频率下，能熟练地平衡两种关系以产生平坦声学响应。用于这种补偿的控制参数是单位为Hz的频率，并且共轭响应是随着频率增大6dB/倍频程提升。以与对于低交叉在以上描述的相类似的方式能测量或计算用于该参数的值。 

低提升斜限(Low Boost Shelf)(L_S)-来自L_S的最大提升限制到来自放大器功率、锥盆运动、音圈长度、壳体尺寸、及打算的低音扩展的实际最大极限。这些要求矛盾和相互作用，例如较长的音圈要求较大的放大器和悬挂部分。例如，一个延长的线圈能提供较大的线性漂移和低音输出潜力，但效率减小，除非增大来自磁铁的磁通能量。增大漂移要求较大 的周围场，并且必须增大锥盆直径以保持相同的辐射面积和低音输出。低音谐振越低，而扬声器必须物理上越大，并且增大的运动质量进一步减小效率。如果限制放大器功率，则壳体变得较大。L_X、W₀(下面描述)和L_S参数的操纵在少得多的折衷下产生了有效或扩展响应扬声器设计。另外，能使L_S参数改变或跟踪不同的音量控制设置和程序动态，从而扬声器系统能靠近其最大能力在宽范围条件下操作。L_S参数受设计和构造因素的影响，这些因素包括辐射面积、声顺、及驱动电机的力因数。被建模的参数能以非常小的相互作用跟踪这些因素的变化。L_S参数是+/-dB。L_S参数设置能经测试测量通过具有折衷权衡的实验确定。 

高提升斜限(High Boost Shelf)(H_S)-扬声器的实际最大性能和功率处理能力限制最大高频率提升。在某些应用中，可以把H_S参数设置成减小来自程序源而不是扬声器的感觉失真。关于L_S，通过命令能使内部操作设置变化。当系统的其它部分，包括程序材料，被迫在其最大线性功率能力以上操作时，这种特征能帮助掩盖增大的失真。H_S参数是+/-dB。其设置最好经测试测量来实验地确定。 

低波峰(W_L)-谐振低音截止常常是优选的。为此平衡记录，并且把大多数扬声器设计成具有自谐振低音增强。一般，较大扬声器具有较低谐振频率，并且听众把值联系到这种关系上。W_L参数提供在扬声器本身的自然自谐振(W₀)以下的低频谐振提升。当低Q_L补偿响应下降除去W₀效应时，扬声器系统就好象它较大那样地电气和声学地动作。它不会具有均衡的小扬声器的隆隆或箱音(box sound)。为了防止过分失真和功率抽取，在W_L以下的信号迅速衰减，并且涉及的高通滤波器跟踪W_L参数设置。这种作用具有与加权补偿类似的主观因数，因为在截止频率以下的频率可能弱小，但当不由在人类听觉的W_L临界频带中的其他声音掩蔽时仍能听到。一般，调节和设置W_L波峰，以便对于最大再现条件控制功率和失真。对于其他条件，能关闭高通或次低音滤波器，并且移动或改变低通滤波器的(L_P)的部分而没有明显的主观结果。如描述的那样， 能动态地调制W_L参数以扩展低音或减小失真。低通滤波器的响应的调节包括波峰频率(W_L)和单位为dB的幅度|A_L|。暗示了缺省Q_L设置。 

高波峰(W_H)-谐振截止可能是优选的，以补偿第二截止拐点，或者它能用来限制再现带宽。第一应用能扩展响应和减小群延迟失真。可能需要带宽限制以使失真的程序听起来较好。波峰谐振器和跟踪高通滤波器(H_P)以与低频波峰系统相类似的方式操作。高通滤波器能被对准，以产生加权响应限制和提供当代设计实践中优选的波峰截止响应。高通滤波器调节包括单位为Hz的波峰频率(W_H)和单位为dB的幅度(|A_H|)。暗示了缺省Q_H设置。 

电机(B_L)-磁铁结构和音圈的属性被统一成传统表示。音圈直径、绕组长度、间隙磁通、磁极尺寸等是产生电机和发电机等同物的传统扬声器模型的部分。与电流和机械运动的力和反EMF关系以及其他与机械属性有关的因素得到简化表示。有时包括漏电感和机械质量关系。这些元件由各种装置测量、计算或导出，以产生能影响扬声器多个性能方面的一组电机相关参数。对于补偿系统和其处理的可调节参数取决于B_L。因此，如果需要，模型能使得关系被建立，从而B_L变化能调制参数设置。例如，B_L规格能用来跟踪或重新调节用于具有不同磁铁重量、音圈长度、或其它机电因数的类似扬声器的其它参数。可调节B_L参数能是：磁通x长度、电压x速度、波峰漂移长度、及电阻/电感或时间常数。 

低音谐振(W_O)或自谐振-这是扬声器的自然低音谐振频率。其值由空气体积、机械声顺、辐射面积、阻尼、运动质量、电机特性、及扬声器的其他设计特征确定。不象传统低音模型，声学耦合因数不是W₀响应的一部分，因为它已被算在补偿系统的L_X参数中了。这种布置防止在调节参数之间的相互作用，并且对于机械行为的等效转换到机械行为的LCR谐振器等效。频率W₀、Q₀和耦合能量或幅度|A₀|的用户命令语言能规定对于机械谐振行为的共轭响应。因为用于系统的扬声器行为和校正响应具有相同的量极、但相反的幅度，所以群延迟行为能非常良好。调节是 单位为Hz的W₀，作为一个数的Q₀，及单位为dB的|A₀|。这些调节值能由非常近范围设备、位置检测换能器来以实验方式确定或由计算确定。 

端口调谐(W_B)-许多扬声器设计成提供一种打算扩展频率响应或改进功率处理的第二低音谐振。完成这一点的物理结构包括端口、管、无源谐振器、曲径、其它低音喇叭等。许多文献已经致力于对这些系统进行建模和调谐，通常是为了实现最平坦的可能频率响应。这样的模型与补偿系统相结合，有潜力扩展低音、改进暂态响应、及改进效率而不增加扬声器的成本。能从结构上设计较大功率处理和扩展低音能力，并且通过共轭校正能除去由使用这种策略生成的频率响应不规则性和端带失真折衷。当进行这种选择时，端口能较大并被调谐得较低、壳体能较小、以及改进低音的其他变化。粗响应和次低音过载的生成结果由补偿系统颠倒。标志或开关能是控制操作的一部分，这种控制操作识别程序条件或在扬声器处的响应状态。来自样本或测试的极限状态确定用于该前馈/反馈型系统的开关状态。然后，从开关或状态输入中选择参数系数。以这种方式，补偿系统能借助于模糊逻辑控制或其它方法操作，以防止对于参数值的不必要触发(toggling)或变化。例如，不同的音量控制设置、程序水平、或低音内容能改变参数系数和对准，以实现较高功率或较平坦响应优化。开关操作可能是可听的，但控制磁滞提供较不明显或令人讨厌的策略变化。便宜设备是所打算的，并且可能过载或被迫超越合理线性操作。以适当控制逻辑操作的补偿系统能激活柔和及响亮的操作状态，每种状态具有最优对准，而不产生其之间的失真连续。 

机械谐振(W₁、W₂、至W_n)-扬声器系统的许多部分和动作象谐振器那样举动。与W₀那样，这些的大多数是无意的，并且他们通常添加到扬声器的声学输出上。这些除其他外还包括圆顶、锥盆、及周围场的弯曲和质量行为、以及机箱共振。等效LCR行为被参数化成无相互作用的个别校正或与用于W₀的那些相类似的调节。谐振调节是单位为Hz的W₁、W₂、至W_n；单位为1的Q₁、Q₂、至Q_n(下面描述)；及单位为+/-dB的 |A₁|、|A₂|至|A_n|(下面描述)。显得类似于房间响应的小、低Q谐振常常具有声冲击。与用于传统响应校平的测试麦克风不同，听众能四处运动，并且能及时地感测和知道崩溃成宽带谐振的信号衰减。共轭校正消除该困难，并且有助于改进来自辅助均衡系统的结果。 

稳态谐振(W_CC1、W_CC2至W_CCn)-使用多谐振器陷波器和加权侧能量增强的隐藏补偿过程按频率放置，并且由这些控制参数调节。减小或除去来自延迟节点谐振和驻波干扰的声结果。 

耦合和损耗因数(|A|₀、|A|₁至|A|_n及Q₁、Q₂、至Q_n)-某些频率的Q参数能被估计为缺省值，这些缺省值对于扬声器公共的材料、设计、及构造材料起作用。由于几乎不可能由响应线图或简单测量临时确定Q，所以固定值是实际的，并且缺省值选择简化和减小调节的数量。 

波干扰(Td)-扬声器壳体的有限尺寸能产生在辐射表面后的波相关干扰压力。通常因为校正响应的复杂性忽略该问题。昂贵扬声器用具有紧密磁耦合的大电机组件构造，以战胜回波干扰。这些系统常常具有内隔板、不同类型吸收材料制成的层、专门成形的后腔、或传输线管，以便有助于除去干扰。典型扬声器呈现来自其简单箱型壳体的建设性/破坏性波干扰，这些壳体最终引起随频率增大而出现增多的响应波纹。由于短路线圈效应和来自B_L的阻尼被较小磁铁、还原钢和其它经济因素所减小，因此不规则性恶化。校正由来自一个延迟反馈环过程的共轭相反响应进行。尽管模拟实现是可能的，但DSP方法更经济，并且根据其性质，对于物理行为和要解决的问题产生良好等效。类似校正能减小来自地板、台面、墙壁等的反射干扰。 

倾斜(dB)-大多数同辈听众喜爱响应随增大频率稍微降低的扬声器。当使扬声器便宜时，其响应往往升高。补偿系统校正由于减小磁铁重量、改进效率及扩展高频响应而发生的许多问题和变化。然而，由这些共轭校正产生的平坦声学平衡与当代音调标准相比可能听起来浑浊或薄弱。倾斜产生一个补偿响应斜率。倾斜参数象音调控制那样操作，并且用来 实现希望的低音-高音平衡。L_X和H_X的内部操纵、以及传统响应校平方法或过程能产生该响应。 

延迟或全通-该参数及时除去信号以补偿从不同地方辐射高和低频率的换能器。调节能减小群延迟失真，改进与次低音喇叭的相位匹配，及对准过渡响应。使用物理或电气测量能进行调节。 

图8a至8f表示控制面板显示和用来调节参数的菜单。测量数据、设计表达、及响应曲线向扬声器提供有用的信息调节或调谐系统。系统产生对于扬声器的那些的共轭响应，并且静静地除去延迟或长稳态机械声音。对于许多收听位置，经验已经表明与更复杂常规校平做法相比较好性能。对于这些功能的实现能利用普通数字过程。典型已知数字过程在附录A中表示。可选择的已知数字实现能用来实现完全类似的结果。 

使用模拟电路也可以实现补偿系统。然而，多谐振器或耦合功能的部分不可能跟踪宽调节范围，除非他们是复杂的。所以由于其功能性和与熟知的更好DSP等同物的相似性而示出了模拟电路。这些电路具有可调节参数控制，但他们要求组件变化以模拟数字系统固有的参数对准精度。如下例子是具半参数调节能力和产生象描述的那些那样的共轭响应的传统电路。 

截止滤波器-Sallen和Key电路能形成具有可调节波峰响应的有源高通和低通滤波器。图9表示配置成一个单op amp的两个滤波器。中带响应是平坦的，并且截止斜率是+和-18dB每倍频程。L_P和H_P的波峰幅度是可调节的，并且与图4b相对应。然而，对于该电路必须预置频率。对于该例子，两部分因为其宽频率分离而不相互作用。 

恒定斜率均衡器-在有源反馈电路中改变RC时间常数以产生象图4a那样的响应曲线。表示在图10中的电路是成熟参数音调控制的提升半。为了在斜限与交叉之间的良好参数独立，限制其调节范围。 

参数陷波器-图11和12表示具有宽调谐范围的简单模拟陷波器电路。陷波深度保持恒定，但Q随频率设置增大。能选择组件值以对于实际调 节范围提供对Q₀、Q₁至Q_n的合理近似。 

加权补偿陷波器-一个合成滤波器元件由一个或多个尖锐陷波器组成，每个陷波器使能量被添加到抑制频率(reject frequency)的一侧或两侧。当谨慎选择其抑制和提升能量和带宽时，滤波器系统能去除不希望的能量，并且对声平衡的折衷或改变很小。用于此目的的抑制陷波器是尖锐的，具有高衰减并且一般是高Q的。边带补偿或恢复最好由在抑制两侧处的提升响应进行。然而，对于具有组合响应滚降和干扰能量问题的扬声器，单侧补偿起的作用可能更好。不对称提升有助于平化频率响应。其它方面是相同的。补偿能非常小，具有低Q，并且当过程在或不在工作中时，以校正为中心的半个到一个倍频程频带中的平均粉红噪声能量是恒定的。 

来自声音的衰减从感觉上来说能移动到低Q边带频率。因此，对于单侧或单调谐提升方法，用于较好的立即过渡响应稳定的双调谐对准是优选的。能谨慎调谐和缩放产生的合成滤波器，以便能在有用频率范围上静静地对其进行调谐。在没有加权的情况下，在校正任一侧的小响应损耗影响鼻音。染色可能是微妙的，但当使用较多校正时，损耗可能胜过任何优点。如果像标准做法的均衡那样仅使响应平坦，则尤其确实会发生这种情况。加权消除折衰，并且允许多重校正更有效而且没有声相互作用，并且当无意校被施加到具有不同行为属性的扬声器时，加权还能消除损耗。 

对于任一种实现，中性加权响应陷波器能由添加到信号上的谐振和反谐振响应组成。参照图13，校正元件可能包括单高Q陷波器，其频率集中在行为模式上。一个低Q提升响应被放置在相同频率处以提供补偿等权重能量。图13的电路部分表示在反馈路径中有源电路陷波器和无源LRC提升谐振器的实际结合。两部分都产生加权响应陷波器。然而，调谐范围是有限的，并且低Q提升可能是可听的，因为人类听觉能分辨衰减到低Q谐振的暂态声音。 

一个更好的选择例是使用两个低Q谐振提升响应，每个被调谐并且放置在高Q陷波器的一侧或两侧处。图14表示由四个可调谐双二次(bi-quad)谐振器或状态可变滤波器组成的例子。滤波器的两个产生封闭隔开的高Q陷波器，而其它两个提供在外部高侧和低侧处的被提升的低Q能量。这些状态可变滤波器容易用DSP处理器产生，并且它们在宽调谐范围上保持恒定的Q和陷波深度。产生图15中表示的响应的模拟系统具有在单轴上联动的八个精度可变电阻器，以调谐W_CC1或加权陷波参数。图13表示用于四部分之一的一个电路。图15表示用于两个不同Q设置的响应曲线，并且这些与图4d中的那些相关。能对准双调谐提升以对于暂态产生较快和较小的稳态响应。象来自附图的那样的双调谐陷波器提供类似的优点，并且也提供死带或带抑制能力，以适应不同扬声器之间的制造容限。仍然需要边频提升，并且最好使用双调谐谐振器。 

当相邻行为模式具有类似属性时能进行其它变化和简化，就象对于大多数扬声器可能的那样。两个或多个抑制陷波器能分享Q和幅度设置以及补偿提升。组合包括具有三次提升的两个陷波器、具有两次非对称提升的两个陷波器、具有两次的三个陷波器等。能使用具有两个陷波器之间的中间频率的单低Q提升。具有以下、以下以及之间的频率的三次低Q提升是一种较好的变化。对于所有这些实现，陷波深度常常较大，并且边频提升通常较小。通常，使对于关于补偿区域平均的随机噪声的整体能量响应相同或稍高于没有校正的情况。 

延迟干扰或全通-一个混合模数CCD设备能产生较小、便利的可调谐延迟。尽管性能可能较差，但它们能象图16中的例子那样连接或配置，以提供干扰状行为。该电路能产生对于来自墙壁、桌子及扬声器壳体内部或者传输路径或系统的其它部分的与波长有关的反射和传输行为的近似共轭响应。电路能设置成产生一个倒相梳状滤波器或加性干扰状响应， 该响应在时间、相位及幅度方面与来自反射表面的减性干扰损耗相反。校正在干扰减损处进行提升。该电路也能调节成具有梳状滤波器状响应，以抵消来自扬声器壳体内的反射的加性能量。由DSP过程能形成较好时间延迟干扰滤波器或梳状滤波器状响应。模拟和DSP都能配置成与物理反射模型相关，并且与校正系统的其它部分类似，由与物理行为相关的参数调节所控制。延迟干扰路径滤波器具有关于尺寸、表面吸收、及需要的干扰校正量的控制。 

参照图16，Td与从扬声器到听众的直接路径与也从扬声器到听众的较长反弹路径之间的差有关。Td也与扬声器与壳体内的相反表面之间的出去和返回路径有关。扬声器后面的壁的特征也能以相同方式描述。较大Td给出较大距离。RC与表面粗糙度或在高频下的吸收有关。RC乘积越大，上部频率梳状滤波器响应和校正的损耗越大或衰减越快。控制R1调节响应或校正的数值。CW方向增大减性响应，同时靠近至op amp的+输入的CCW位置给出最大加性响应。 

该电路产生一个其幅度随频率减小的干扰响应。这匹配或模拟实际扬声器吸收材料的损耗。来自小扬声器的不规则响应中的许多可被以实验方式变成某种显得更容易由补偿系统处理的东西。通常，实现这点的延迟设置匹配从扬声器壳体所期望的反到达波关系。当其确实匹配时，这样一个可调节参数等于大量常规响应校平过程。 

图17是一个全通或相位移动网络。其频率响应是平坦的，然而其输出在高频下同相而在低频下异相。电路改变暂态响应而不改变频率响应。可变控制增大暂态频率，因为它被转向CW。该元件对于校正群延迟或其它暂态相关响应是有用的。 

如上所述，由扬声器产生的机械干扰常常是可听的，但是对于利用频率扫描和麦克风进行的响应测量是不可见的或者难以解释的。使用深陷 波器的传统补偿方法通常导致鼻音或有害平衡象差。本发明的加权补偿陷波滤波器解决该问题，并且还产生一些其它优点。当两个驱动器(低音喇叭和高音喇叭)仅由一个电容器或由重叠频率的电路交叉时，一个或两个驱动器能具有干扰补偿而没有对于其它的感觉损耗。同样的情形适用于不同的收听位置。能补偿具有坏响应的一个位置而不折衷用于其它收听位置的声音。校正由加权侧能量所隐藏。由于良好的收听位置不会由校正折衷，所以宽范围的收听位置能具有良好声音特性。这种特征对于用于剧场声音的喇叭形扬声器特别有用，其中不同安装需要稍微不同的校正。通过对于一类扬声器或构造特征使用缺省优化，参数控制和调节是简单和直观的。 

扬声器某些最重要的行为(相对于声学可感觉效应)不能由传统方法建模或实现。这样的行为包括干扰和谐振耦合、以及来自这样的行为的非线性结果。另外，需要考虑与运动部分的刚度和用于远离驱动音圈的运动的高频解耦有关的其它空间因素。任何这些因素都能产生源运动、延迟能量释放和对于双耳听觉的相位误差。通常，这样的破坏性响应可能对于传统麦克风和频谱分析仪校准方法是不可见的或者非常难以解释。 

对于特定物理效应的参数寻址补偿的一个例子是对于在大全范围扬声器中机械解耦的补偿。这样的扬声器通常设计成在低频下使整个锥盆运动。在高频下，只有驱动器的内部是主要有源辐射器。锥盆的其余部分被有意解耦以衰减其节点分散。这种设计选择改变一个等效辐射源的位置。及时向前移动高频辐射的一种线性校正使用混通滤波器(complexpass filter)以产生较低频率的频带限制延迟。然后，当频率增大时，潜伏延迟减小，由此保持对于扬声器的响应顺序的相位匹配。这样能除去一些群延迟失真。来自扬声器的物理尺寸以及锥盆的衰减和声速属性能产生指定来自专用滤波器过程的校正的信息。然而，能以实验方式确定 延迟效应和解耦频率以产生参数值。如果扬声器部分的一些改变尺寸或衰减属性，则能外推新的值。 

难以或不可能使用传统方法补偿的一种参数寻址补偿的一个例子是在小扬声器中对Doppler调制的补偿。计算机和多声道声音系统需要小扬声器播放得非常响亮。快速、高位移锥盆运动产生的组合能向再现的声音施加加性或减性速度。扬声器锥盆的低频运动通过移动有效高频辐射区域施加Doppler调制效应。该效果十分烦人，并且产生努力要播放得响亮的小扬声器的典型声音。当辐射区域、频率、及声学功率输出已知时，能对产生的锥盆运动和Doppler辐射因数进行合理准确的计算(见图5)。为了校正扬声器响应产生一种相反交替时间延迟。这种积性或非线性过程能使等效辐射源更稳定，从而减小非线性失真。扬声器的一个良好行为模型和一个单尺寸参数能指定校正。任何这样的开环或前向非线性校正都是非常难以实现的。建模的时间延迟调制在它提供准确的共轭响应校正时要好得多。这里包括了例子，因为来自低音驱动器的锥盆运动由模型合理地预测，并且来自DSP方法的瞬时校正将及时变得更实际。通过使用由电压控制振荡器时钟操作的CMOS型模拟延迟进行实验。一条路径补偿来自两个“组桶式(bucket brigade)”设备的等待时间，而另一条接收可变时钟以产生延迟调制。 

对于节点弯曲、波干扰及非线性运动情形，通过使用加权陷波过程的行为响应的除去或衰减是一种良好的折衷。加权补偿能参数运动到需要它的地方。如果需要，则能调制其严重性，以最好地匹配程序动态特性、来自扬声器的失真、及人类临界频带听觉。 

当声频信号的动态特性被探测和用来改变参数或隐藏补偿时，额外低音输出能力和响应扩展可能较差。这种技术能为由改进方法操作的任何扬声器系统工作。 

然而，如果把扬声器的部分设计成要求动态补偿，则额外的性能特征是可能的。打算用于特定系统的调节列表或位图能具有与通用系统相同的参数和调节，即控制具有共同的特征。因而带有补偿系统的电子系统能够接收指令，以补偿和优化能附加到其上的多种扬声器模型和产品，所述多种扬声器模型和产品既包括通用扬声器，以包括专为与补偿系统一道使用而设计的那些。当需要时，系统能改进清晰度、成像、及低音扩展而不改变声平衡，即保持生产线的声印记。 

参数产生的调节效应由包括在上述表格中的符号或缩写词描述或表示。以这种方式，数学命题、电路、扬声器设计特征和其它特定语言统一到程序员或用户能直观解释的列表。然后，响应曲线、行为特征、波长关系、以及对于人类感觉重要的其它东西，变得与用于扬声器系统的设计和/或补偿的过程模型有关。简化补偿，因为在设计和性能变化与基本关系之间的相互作用是有意义的和直观的。 

稳态和节点补偿参数调节包括单位为Hz的频率、作为一个数字的Q、及单位为dB的抑制。由于多阶节点行为是可能的，所以Q和抑制调节更可能对于多于一个的补偿频率具有类似值。能链接控制，从而单位为Hz的两个或多个频率能指定对于共同共享机械或干扰属性的节点行为的校正。 

用于扬声器锥盆的钟形模式补偿提供一个良好例子。几种方法能确定这些频率。使用正弦波激励和光学干涉测量法能观察多节点或波相关干扰。能解释来自图7中所示的MLSSA型刺激、或差分麦克风探针的瀑布图，以揭示来自分散的稳态能量。这些行为是可听的，并且能在频率上人工或缓慢地扫描隐藏补偿过程，以揭示在粉红色噪声再现期间的声变化。实验方法需要小心和经验，因为室内混响能模拟机械声音。三种技术之间的相关是良好的，并且当确定来自类似原因的几个频率时，类 似Q和共享提升参数的合成加权陷波器简化校正。 

以上参数和其调节改变用于扬声器的特定行为的配置补偿。一些过程固有地限制到一个窄频率范围，其中特定种类的行为最可能从扬声器系统发生。影响时间和响应斜率的其它过程覆盖一个宽频谱。这些专用操作彼此足够隔离，从而在他们之间的相互作用较小。能改变选中的参数而不影响其它参数。另外，数据要求对于有用的调节分辨率是适度的。 

如在以上扬声器例子中描述的那样，调节补偿系统的控制与扬声器的物理部分和声学属性有关。以相同方式能改进具有类似、但不是完全一样的设计或构造的其它扬声器。完成这一点的控制或规格信息具有相同的简单、直观的语言。一个较小且便宜的扬声器能借助于16个参数调节和几个缺省设置来显著改进。为了匹配来自该系统的复杂响应，传统多频带或图形均衡器需要远超过100频带、和多得多的控制信息。 

补偿系统使用斜率、交叉、和其它数学函数产生对于扬声器特性的预计校正。这些操作由系数或点以及由过程命令控制，而不是通过对于线性线图的证明和计算响应。由于每个过程具有一个特定性质，所以频率范围、幅度、Q等把参数范围限制到一个控制空间的较小部分。一个三字代码能产生一个精确放置的谐振器或复杂加权的响应陷波器子系统。在8位代码字的情况下，该图或信息序列给出用于对数十倍频的128个点，用于幅度的以1/2dB为步长的+/-20dB，及16个Q设置、以及用于过程命令和控制格式化的空间。对于该例子，在声频带中的384个点或频率可用于设置尖锐抑制陷波器和加权补偿。用于其它参数控制和过程命令的位图可能要求较小分辨率，因而提供甚至更大的经济性。这种紧凑规格特征能用于校正特定扬声器设计的补偿系统的条码安装，或用于来自在诸如用在HDCD系统中之类的数据流中隐藏的代码的过程的动态控制。如下面详细描述的那样，当减小处理的信息的范围时，诸如助听 器和通信系统之类的可携带设备受益。 

对于多种用途，对于包括十个基本操作，即斜限、陷波器、补偿、截止滤波器、延迟等的成功过程可以选择在声频带中的384个点或频率。过程规模随分辨率非常迅速地增大：抑制陷波器可能是尖锐的并且需要准确调谐，干扰补偿固有地复杂，及来自传统测量实现的扬声器响应对简化处理只揭示很少的有用信息。如果不把补偿系统设计成识别和处理来自曲线的子系统或建模的响应，就必须在逐点基础上进行校正。即使以这种方式完成的良好的响应校正也要求相当大的过程功率。当考虑时间、相位及稳定问题时，常规处理的范围加宽。对于这种情形，分辨在三维栅格(如瀑布图)中的任何地方的有用校正响应需要的滤波器或过程的数量可能是不实际的。当把滤波器或处理功率分配到要求较高分辨率和较多校正活动的那部分栅格时，一些经济性是可能的。即使这些努力也没能实现补偿系统的隐藏或补偿的校正益处。 

这种困难的一个良好例子从图6中显而易见。补偿系统具有8个陷波器、用于节点校正的一个加权陷波器、及低频提升交叉和斜限。高频降低把交叉提供给高音喇叭。显然，画出点以及产生响应合成的困难是显而易见的。补偿系统由24次调节(L_X、L_S、L_P、W₀、Q₀、|A|₀、W₁至W₇、|A|₁至|A|₇、W_CC1、及一个缺省Q设置)产生这种共轭曲线。 

与补偿带中信号去除类似的策略能用于最高和最低频率。例如，通过减小到扬声器的输入，由来自低音能量的过度锥盆运动引起的失真可能就不那么令人讨厌了。实现这点的一种方法是把低频响应限制到一个实际值。十分可能的是，扬声器已经能够进行在截止以下的弱低音再现，条件是程序材料不会掩蔽较低的低音信号。宽动态范围程序材料能强迫扬声器在这些频率下产生可感觉输出。不幸的是，所产生的弱输出常被人听觉的相同感觉频带中的其它声音覆盖。所以，多半时间来自扬声器 的扩展响应是无用的，并且仅添加失真和消耗放大器功率。 

补偿系统的加权响应校正能应用于低或高频宽带或者截止抑制或滤波器的可听侧。如果谨慎进行该加权响应校正，则感觉响应显得未改变，并且能使扩展声音象它在滤波之前那样。打算再现大功率、次可听或次声能量的大系统需要一种不同的方法，尽管相同的方法适用。 

补偿系统把一个扬声器模型与共轭过程组合，产生一个其声学输出具有低群延迟失真的零相位滤波器。对于这种用途，波峰响应不仅遵守标准做法，而且用在对准中以帮助改进群延迟，并且成为允许频带限制特征被打开或关闭的隐藏补偿的部分。 

当选择像上述那样的中性时，能使补偿系统改变其截止深度和具有最小可听度的补偿能量。这种特征允许补偿系统由音量的变化跟踪或调制控制设置、功率级、或竞争感觉频带的程序条件。以这种方式，在失真插入之前，带宽限制能迫使较多功率到扬声器。由于现在定量配给了可听能量，所以较小放大器能产生相同的重放音量。 

这些因素具有经济重要性。扬声器具有这样设计的部分，从而系统能从补偿系统受益。它们具有较短音圈和较小重量的锥盆以从放大器产生较高声学输出。效率较高，但机械行为常常被折衷，并且来自这样一种设计的声学输出往往随频率升高。没有校正，扬声器听起来剌耳且尖利，并因此必须补偿。然而，一旦这些变化由补偿系统校正，扬声器就播放得更响亮，并且能更小，并且能使用更低功率的放大器。 

如果选择虚拟低音扩展，则借助于谨慎制订的策略在频率上移动波峰或补偿响应。在频带边缘处的过程设置和有关声学波峰频率变得取决于程序材料的低音含量、放大器的功率保存、及扬声器的运动能力。当重放级较高，并且低频能量较强时，波峰响应在频率上向上运动，以保持合理的锥盆运动和失真性能。 

大多数娱乐系统带有均衡器、音调控制、及其它用户操作或启动的特征。需要声学可见性。补偿系统最好与这些级联工作，并且能改进其性能。一旦扬声器系统具有由补偿系统提供的更理想化辐射行为，各种响应校平系统就不必分类或推测从麦克风取出的测量响应的哪部分源于扬声器或源于室内。补偿系统能更有效地从可能损坏相位响应或不适于其它听众位置的这些响应校平程序中消除不适当的均衡。级联操作也保证除去由传统方法不可识别的响应引起的分散注意力的机械声音。人类双耳听觉擅长感觉、识别、及本地化这些声音。一旦除去它们，传统均衡方法就能提升高频，而没有刺耳声，以及提升低频，而没有最小构造所特有的箱式隆隆声或浑浊声音。 

对于补偿系统，专用模拟功能块电路能形成简单的实用系统。用于其可调节部分的响应范围能由共轭模型预计，从而并行信号路径和多个共享功能是可能的。在单条路径中需要少得多的有源设备，由此减小成本和失真。一些时间有关校正可由全通滤波器进行，而其它延迟操作是不实际的。 

在扬声器上下文中的补偿系统的示范模拟和DSP实现分别提供在附录B和C中。补偿系统的其它用途的描述如下。 

通信系统-通信系统可能经受多余的窄带噪声或在固定或变化频率下的音调。十分经常的是，一些等待时间是可用的，以允许子系统识别和跟踪这样的音调。当产生异相信号以除去干扰不实际或不可能时，补偿系统实现一种有效结果。通常，可以用参数可移动加权响应陷波器跟踪干扰。如果不是信息信号具有与受抑制频率的相同的频率，则校正将是有效的而不降低或改变声音。通常，通信系统具有换能器，如作为声音再现系统部分的麦克风、耳机和扬声器。这些元件能具有能个别或作为系统集体补偿的多余响应。一个或多个处理器能放置在信号链中的任何 处。它们能被控制或编程以补偿许多组件部分混合物，如换能器、信号路径、人听觉要求等。为了建立这样一种系统，控制参数信息可以由在信号路径中的隐藏代码识别或估计。辅助通道、以及其他装置，能用来传送该信息。由于补偿系统有效地使用该信息以产生非常复杂的响应，所以校正过程能被安装在多个系统中。例子包括计算机扬声器、用于听力损伤者的电话系统、及移动通信。对于这些系统，处理器能在末端用户器具的外部或不是其一部分。所以，补偿系统能被编程为器具的一种具体模型，并且被外部激活。处理器的部分或全部能与器具在一起或不与其在一起。 

助听器-许多听力困难产生于对听觉神经内茸毛细胞的损坏。常常人们受耳鸣或耳鸣(head ringing)之害，并且在拥挤嘈杂房间中理解对话有困难。有时与一个窄频带相对应的一个间隔接近的细胞群已经有机械损伤，引起对高强度刺激的过度神经响应。这种作用常常听起来不和谐和疼痛。它可能引起去到和来自大脑的听觉反馈路径的中断，从而启动过早保护功能，由此加重不愉快感觉。由于引起机械运动的刺激是在由医学测试例行程序容易定义的频率范围中，所以能容易地把参数加权陷波滤波器调谐到相同频率，以阻塞刺激这些细胞的声音传输。如果对于个人适当地建立加性加权，则减小对于其它声音的感觉损耗。在一种典型情况下，陷波器必须具有可能必须随声压级别变宽的频带抑制特性。补偿侧能量跟踪这些变化以减小对于其它声音的可理解度损耗。设计成进行这种校正的系统能更有效，并且其专用处理可能吸收比通用响应造型方法少的电池功率。 

水印识别-一种记录能借助于由一个尖锐陷波器除去的已知频率形成。如果相同记录需要以后被识别，则能使系统查寻已知的丢失频率。人们能期望颤动、噪声、及不可预测的时钟速率移动死频带和产生多种困难。 记录可以使用音乐信号定义操作频率和编码安全陷波器的时序。减小时钟依赖性，并且使用数码键防止某人找到这些频率和改变目的。在重放期间，程序的键识别部分启动用于确认的译码参数。象上述的通信系统那样，所记录的陷波器应该尽可能好地安静或隐藏，并且可能从一个频率跳到另一个。参数控制加权补偿方法对于这种应用是理想的，并且键入频率跳跃和隐藏的组合为一种有效安全系统提供。 

从声音系统消除反馈-涉及声音的同时获得和再现的较大声音增强设施、电话和其它系统经受反馈。通常，一个麦克风拾取再现声学信号的某一部分，并且添加到信号上以引起振荡。扬声器电话的成熟DSP部分能分类房间回声和串音的相位关系，以使声音传输清晰并且消除反馈。频移器随机化反馈相位以防止嗥鸣或高Q松散耦合振荡的缓慢建立。有时，来自这些方法的潜伏干扰级性能或同步。能把可调谐加权陷波器设置到灵敏频率以消除振荡而没有对于声音的显著损耗。双调谐或多调谐版本彼此没有什么相互作用，并且固有死带使调谐出反馈容易得多。 

CD唱机-一种以数字或模拟域(或两者)操作的典型电子系统可以组合有意用户调节和补偿系统。部分描述、数学模型、测量数据、及人类喜好信息可被组合，并且并入其设计中。一旦定义参数，并且确定其系数值，一个有组织的数字群就能对电气或数学系统编程，以对于扬声器的不同形状和尺寸进行特定校正响应。参数列表以及甚至个别校正模型能被下载到CD唱机或其它设备中的一个数字信号处理器。这种操作能在任何时间进行，从而它提供可编程升级。它能由条码、远程控制激活，从计算机下载，或安装到专用播放器/扬声器组合上。 

尽管已经表明和描述了本发明的几种具体形式，但显然，能进行各种修改而不脱离本发明的精神和范围。 

                        附录A

图18、19和20表示用于低通滤波器(L_P)和高通滤波器(H_P)截止滤波器的可能实现。这些具体滤波器的级数保持得较小以支持低MIPS实现。 

例如，附图18给出了如下的数字低通滤波器实现： 

数字低通滤波器实施#1 

定义抽样频率 

Fs：＝44100 

定义截止频率 

Fc：＝14000 

归一化截止频率 

$\mathrm{fc}:=2\·\frac{\mathrm{Fc}}{\mathrm{Fs}}$

fc＝0.635 

定义滤波器Q 

q：＝10 

$Q:=\frac{1}{q}$

定义滤波器参数 

$F:=2\·\sin (\mathrm{fc}\·\frac{\mathrm{\π}}{2})$

F＝1.68 

$A:=\frac{F^2}{2}$

A＝1.411 

B：＝A 

定义传递函数(第一列是在传递函数中的分子系数，而第二列是在传递函数中的分母系数)，所以该滤波器是一个二阶IIR。 

$D:=\left[\begin{array}{cc}B& 1\\ B& -(2-F\·Q-F^2)\\ 0& (1-F\·Q)\end{array}\right]$

$D=\left[\begin{array}{cc}1.411& 1\\ 1.411& 0.991\\ 0& 0.832\end{array}\right]$

画出滤波器的频率和相位响应 

x：＝0，.001.. .5 

G(x)：＝|gain(D，x)| 

附图19给出了如下的高通滤波器实现： 

数字高通滤波器#1

定义抽样频率 

Fs：＝44100 

定义截止频率 

Fc：＝2000 

归一化截止频率 

$\mathrm{fc}:=2\·\frac{\mathrm{Fc}}{\mathrm{Fs}}$

定义滤波器Q 

q：＝2 

$Q:=\frac{1}{q}$

定义滤波器参数 

$F:=2\·\sin (\mathrm{fc}\·\frac{\mathrm{\π}}{2})$

F＝0.284 

$A:=\frac{F^2}{2}$

A＝0.04 

B：＝A 

定义传递函数(第一列是在传递函数中的分子系数，而第二列是在传递函数中的分母系教)，所以该滤波器是一个二阶IIR。 

$D:=\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ -2& -(2-F\·Q-F^2)\\ 1& (1-F\·Q)\end{array}\right]$

$D=\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ -2& -1.777\\ 1& 0.858\end{array}\right]$

计算增益补偿 

$\mathrm{PK}:=\frac{4}{(4-2\·F\·Q-F^2)}$

$K:=\frac{1}{\mathrm{PK}}$

K＝0.909 

画出滤波器的频率和相位响应 

x：＝0，.001.. .5 

G(x)：＝K|gain(D，x)| 

附图20给出了如下的数字低通滤波器实现： 

数字低通滤波器实施#2(一个零) 

定义抽样频率 

Fs：＝44100 

定义截止频率 

Fc：＝2000 

归一化截止频率 

$\mathrm{fc}:=2\·\frac{\mathrm{Fc}}{\mathrm{Fs}}$

fc＝0.091 

定义滤波器Q 

q：＝10 

$Q:=\frac{1}{q}$

定义滤波器参数 

$F:=2\·\sin (\mathrm{fc}\·\frac{\mathrm{\π}}{2})$

F＝0.284 

$A:=\frac{F^2}{2}$

A＝0.04 

B：＝A 

定义传递函数(第一列是在传递函数中的分子系数，而第二列是在传递函数中的分母系数)，所以该滤波器是一个二阶IIR。 

$D:=\left[\begin{array}{cc}0& 1\\ B& -(2-F\·Q-F^2)\\ 0& (1-F\·Q)\end{array}\right]$

$D=\left[\begin{array}{cc}0& 1\\ 0.04& -1.891\\ 0& 0.972\end{array}\right]$

画出滤波器的频率和相位响应 

x：＝0，001.. .5 

G(x)：＝|gain(D，x)| 

图21表示用于高和低斜限均衡器的可能实现。这些均衡器用于L_S和H_S。 

其中： 

基于全通滤波器部分的数字斜限EQ部分 

定义抽样频率 

Fs：＝44100 

定义临界频率 

Fc：＝10000 

归一化临界频率 

$\mathrm{wc}:=2\·\mathrm{\π}\·\frac{\mathrm{Fc}}{\mathrm{Fs}}$

定义增益/切断 

k：＝4 

定义滤波器参数 

$\mathrm{gamma}:=\frac{(\tan \left(\frac{\mathrm{wc}}{2}\right)-1)}{(\tan \left(\frac{\mathrm{wc}}{2}\right)+1)}$

定义传递函数(第一列是在传递函数中的分子系数，而第二列是在传递函数中的分母系数)，所以该滤波器是一个一阶IIR。 

$A:=\left[\begin{array}{cc}-\mathrm{gamma}& 1\\ -1& \mathrm{gamma}\end{array}\right]$

$A=\left[\begin{array}{cc}0.073& 1\\ -1& -0.073\end{array}\right]$

画出滤波器的频率和相位响应 

x：＝0，.001..0.5 

G(x)：＝|gain(A，x)| 

并且，为了产生希望的参量EQ在结构中嵌入全通部分。 

在DSP实施中，按所示信号流程计算滤波器输出，下面通过必要地变换全通部分的分子计算以上系统的整体传递函数： 

D：＝A 

G：＝D^<1>抽取分母 

F：＝D^<0>抽取分子 

$M:=\frac{(1-k)}{2}$

$L:=\frac{(1+k)}{2}$

建立新分子 

F₀：＝M·F₀+L 

F₁：＝M·F₁+L·G₁

D^<0>：＝F 

$D=\left[\begin{array}{cc}2.39& 1\\ 1.317& -0.073\end{array}\right]$

画出幅值响应： 

图22表示可用于提升或陷波器应用的参数均衡器实现。 

其中： 

基于全通滤波器部分的数字陷波/参量EQ部分 

定义抽样频率 

Fs：＝44100 

定义临界频率 

Fc：＝5500 

归一化临界频率 

$\mathrm{wc}:=2\&CenterDot;\mathrm{\&pi;}\&CenterDot;\frac{\mathrm{Fc}}{\mathrm{Fs}}$

定义滤波器Q 

Q：＝4 

定义增益/切断 

k：＝4 

定义滤波器参数 

gamma：＝-cos(wc) 

$\mathrm{fbeta}:=\frac{\mathrm{wc}}{2\&CenterDot;Q}$

$\mathrm{fbeta}:=\mathrm{if}(\mathrm{fbeta}>\frac{\mathrm{\&pi;}}{4}\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&pi;}}{4}\&CenterDot;\mathrm{fbeta})$

$\mathrm{beta}:=\frac{1-\tan \left(\mathrm{fbeta}\right)}{1+\tan \left(\mathrm{fbeta}\right)}$

定义传递函数(第一列是在传递函数中的分子系数，而第二列是在传递函数中的分母系数).所以该滤波器是一个一阶IIR. 

$A:=\left[\begin{array}{cc}\mathrm{beta}& 1\\ \mathrm{gamma}\&CenterDot;(1+\mathrm{beat})& \mathrm{gamma}\&CenterDot;(1+\mathrm{beta})\\ 1& \mathrm{beta}\end{array}\right]$

$A=\left[\begin{array}{cc}0.821& 1\\ -1.29& -1.29\\ 1& 0.821\end{array}\right]$

画出滤波器的频率和相位响应 

x：＝0，.001.. 0.5 

G(x)：＝|gain(A，x)| 

并且，为了产生希望的参量EQ在结构中嵌入全通部分。 

在DSP实施中，按所示信号流程计算滤波器输出，下面通过必要地变换全通部分的分子计算以上系统的整体传递函数： 

D：＝A 

G：＝D^<1>抽取分母 

F：＝D^<0>抽取分子 

$M:=\frac{(1-k)}{2}$

建立新分子 

F₀：＝M·F₀+L 

F₁：＝M·F₁+L·G₁

F₂：＝M·F₂+L·G₂

D^<0>：＝F 

$D=\left[\begin{array}{cc}1.268& 1\\ -1.29& -1.29\\ 0.553& 0.821\end{array}\right]$

幅值响应： 

这样的均衡器的组合能结合，如图23和24中所示，以建立补偿的陷波器效应。 

其中，图23给出了： 

加权陷波器#1数字实施 

包括使用在“基于全通部分的陷波/参量EQ部分”中描述的程序设计的3参量EQ部分2低Q增益部分围绕临界频率陷波器 

对于补偿部分#1和#2(分别为D1和D2)Q是2而k是1.5，导致下面的传递函数，生成滤波器是两个2阶IIR滤波器，其中列0表示分子，而列1表示分母。 

$D1:=\left[\begin{array}{cc}1.076& 1\\ -1.283& -1.283\\ 0.619& 0.695\end{array}\right]$

$D2:=\left[\begin{array}{cc}1.089& 1\\ -1.079& -1.079\\ 0.554& 0.643\end{array}\right]$

对于临界频率部分#3(下面的D3)Q是10而k是0，生成滤波器是一个二阶IIR滤波器，其中列0表示分子，nO而而列1表示分母。 

$D3:=\left[\begin{array}{cc}0.962& 1\\ -1.363& -1.363\\ 0.962& 0.925\end{array}\right]$

级联的3IIR滤波器的整体频率响应的线图 

x：＝0，.001.. 0.5 

G1(x)：＝|gain(D1，x)| 

G2(x)：＝|gain(D2，x)| 

G3(x)：＝|gain(D3，x)| 

H(x)：＝20·log(G1(x)·G2(x)·G3(x)) 

图24给出了： 

加权陷波器#2的数字实施 

包括使用在“基于全通部分的切口/参量EQ部分”中描述的程序设计的3参量EQ部分 

在两个陷波器中点附近的一个中Q增益补偿 

对于补偿部分#1(下面的D1)Q是2而k是的4，导致下面的传递函数，生成滤波器是两个2阶IIR滤波器，其中列0表示分子，而列1表示分母。 

$D1:=\left[\begin{array}{cc}1.268& 1\\ -1.29& -1.29\\ 0.553& 0.821\end{array}\right]$

对于临界频率陷波器部分#2和#3(下面分别是D2和D3)Q是10而k是0，生成滤波器是一个二阶IIR滤波器，其中列0表示分子，而而列1表示分母。 

$D2:=\left[\begin{array}{cc}0.963& 1\\ -1.383& -1.383\\ 0.963& 0.926\end{array}\right]$

$D3:=\left[\begin{array}{cc}0.962& 1\\ -1.343& -1.343\\ 0.962& 0.923\end{array}\right]$

级联的3IIR滤波器的整体频率响应的线图 

x：＝0，.0001.. 0.5 

G1(x)：＝|gain(D1，x)| 

G2(x)：＝|gain(D2，x)| 

G3(x)：＝|gain(D3，x)| 

H(x)：＝20·log(G1(x)·G2(x)·G3(x))       (级联响应) 

附录B

图25是用来补偿一个带有5英寸低音驱动器和3英寸高音喇叭的小书架扬声器的补偿系统的框图。扬声器的特征如下： 

低音喇叭：圆顶＝4.33k(带有LC的陷波器) 

          锥盆＝4.9k(仅有被补偿的陷波器) 

          锥盆的边缘＝2.8k(有源陷波器) 

高音喇叭：圆顶＝15.1k(没有补偿) 

          锥盆cr＝11.6k(有源陷波器) 

          锥盆cr＝9.32k/9.45k(阻尼复合) 

          W₀＝1.38k(LCR陷波器) 

提供十四种调节。图26表示用来产生L_X、H_X、L_S、H_S、L_P、和H_P滤波器和参数调节的电路。添加较低频率截止波峰，以产生一个8英寸书架系统的响应特征。对于该电路，Q和波峰幅度由方框标记的组件设置。图27和28表示W₀陷波器部分和用于扬声器的代表性调谐。以dB为单位的W₀...和|A|是可调节的，而一个电阻器设置Q。这些中的两组进行四种调节。 

其中： 

0.0015＝3.2-3.6k(2.5k-＞6.8k) 

0.0033＝1.4-＞1.7k(1.2k-＞3.3k) 

$0.0047\&cong;900-1.2k(800->2.2k)$

0.15＝120(80-220) 

LOWQ R|A|＝47k||33k 

     RQ＝68k||100k 

V_OUT＝10V_pp MAX 

      (+6dB) 

图29表示一个单低Q提升。用于提升和频率的调节由op amp部分提供。 

其中： 

0.033＝270-＞1.4k 

0.0068 

         700Hz opt 

         3/4maxW₀

图30是用于时间校正的全通均衡器。全通均衡器组合来自六个有源过程电路的输出。 

                        附录C

使用一个标准PC和一个Motorola EVM56362 DSP估值板实现一个计算机调节的DSP补偿器。源代码和应用注释如下。 

                 扬声器调谐应用程序注释 

扬声器调谐应用程序被用面向对象的MFC应用程序框架写成Windows OS 32位应用程序(请参照用Microsoft Visual C++开发环境包括的MFC的文档)。该应用程序带有一个对话接口。主对话类，CTabDialog，是MFC CDialog类的一个子类。CTabDialog类实现一个“标签式”对话接口。对话中的每个标签是MFC CPropertypage类的子类。每个标签表示扬声器校正算法的不同方面。如下是标签类的列表： 

●CMainpage，除其他以外，还实现用于前和后音量控制的UI 

●CShelvpage，实现用于低和高斜限均衡滤波器的UI控制 

●CCutoffpage，实现用于低和高波峰截止滤波器的UI控制 

●CNotchpage1和CNotchpage2，实现用于多个陷波滤波器的UI控制(例如为了限制扬声器中的谐振) 

●CStWaveRijecetpage，实现用于能限制扬声器箱中的驻波的一组滤波器的UI控制 

●CDBNotch，实现用于双调谐陷波滤波器的UI控制 

●CAllpasspage，实现用于二阶全通滤波器的UI 

每个标签页上的每个可调节参数由CSlider类的一个实例表示。每个UI滑动器具有4096个分立值的范围。当用户操纵UI滑动器时，一条消息被从标签页送到CDSP56Manager类的实例。在该类中，适当的计算发生以把线性输入值变换成计算由用户设置表示的传递函数必需的一个或多个值。使用一个I2C串行连接把这些计算值传输到DSP。DSP执行对于上述传递函数的实时实现必需的计算。DSP能够实时地计算一系列滤波器计算，以允许实现所有扬声器校正滤波器的总级联传递函数。DSP能接收模拟或数字输入数据，并且传输处理的模拟或数字输出数据。其中，图31示出了扬声器参数文件输入和输出逻辑。图32示出了一个至DSP连接逻辑的性能页UI的例子。 

Claims (7)

1.一种用于改变输入到具有机械、声学及电磁行为特性的声音再现设备的电声频信号的声音补偿系统，所述系统包括：

所述声音再现设备的模型，所述模型具有模拟所述声音再现设备的行为特性的多个滤波器，其中：每个所述滤波器具有相关的个别响应以及一个或多个可调节参数，每个个别响应包括频率、时间、相位或暂态响应中的至少一个，各个别响应结合以定义所述模型的整体响应；每个所述滤波器的所述一个或多个可调节参数允许对于滤波器响应的调节；

控制器，修改所述滤波器的每个个别响应，以产生所述滤波器的每个个别响应的共轭响应；

其中，所述滤波器接收和修改所述电声频信号以及把经修改的电声频信号提供给声音再现设备。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，行为特性是由所述声音再现设备的各单个组件的组定义的。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述声音再现设备包括扬声器，所述多个滤波器中的至少一个滤波器的可调节参数的值是基于所述扬声器的物理特性计算的。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述扬声器的物理特性包括锥盆和线圈质量、空气体积、机械声顺、辐射面积、阻尼、运动质量及电机特性中的至少一个。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述声音再现设备包括扬声器，所述多个滤波器中的至少一个滤波器的可调节参数的值是从标准扬声器模型导出的。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个滤波器中的至少一个滤波器的可调节参数的值是以实验方式确定的。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述声音再现设备包括扬声器，所述多个滤波器中的至少一个滤波器的可调节参数取决于所述扬声器的磁铁结构和音圈。

Images