CN102932706A - 一种内置双喇叭的耳机和其信号处理方法 - Google Patents
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本发明公开一种内置双喇叭的耳机和其信号处理方法，所述耳机包括：高通滤波器、带通滤波器、低通滤波器，电平调整器、加法器、高音喇叭和低音喇叭；所述高通滤波器的输出端连接所述高音喇叭的输入端；所述带通滤波器的输出端连接所述加法器的第一输入端；所述低通滤波器的输出端连接所述电平调整器的输入端，所述电平调整器的输出端连接所述加法器的第二输入端；所述加法器的输出端连接所述低音喇叭的输入端；所述高通滤波器滤波通过的信号为高音信号，所述带通滤波器滤波通过的信号为中低音信号，所述低通滤波器滤波通过的信号为重低音信号。本发明能够解决对于声音中的重低音部分无法做单独调节，导致耳机接收的声音效果差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及音频播放领域，特别涉及一种内置双喇叭的耳机和其信号处理方法。
背景技术
在音频播放中，人耳所接收的音频分为重低音、中低音和高音三部分。现有技术中，内置双喇叭的耳机中电路图如图1所示。其中，包括：高通滤波器HFP、低通滤波器LFP、功率放大器AMP、高音喇叭H-SP、低音喇叭L-SP。
如图2A所示，在一种技术方案中，以低通滤波器和低音喇叭组成的低音单元做主发音单元，采用高通滤波器和高音喇叭组成的高音单元做高频补偿。其中，对于声音中的重低音部分无法做单独的增强或衰减调节，导致耳机接收的声音效果差。
如图2B所示，在另一种技术方案中，以高通滤波器和高音喇叭做主发音单元，采用低通滤波器和低音喇叭组成的低音单元做低音增强使用。该方案中，内置双喇叭耳机系统对高、低音喇叭单体的设计要求较高，同时对高音独立腔体体积大小（主要是腔体的下潜频率以及声音的弹性方面）的设计要求。
发明内容
本发明提供了一种内置双喇叭的耳机和其信号处理方法，以解决对于声音中的重低音部分无法做单独调节，导致耳机接收的声音效果差的问题。
本发明公开了一种内置双喇叭的耳机，所述耳机包括：高通滤波器、带通滤波器、低通滤波器，电平调整器、加法器、高音喇叭和低音喇叭；
所述高通滤波器的输出端连接所述高音喇叭的输入端；
所述带通滤波器的输出端连接所述加法器的第一输入端；
所述低通滤波器的输出端连接所述电平调整器的输入端，所述电平调整器的输出端连接所述加法器的第二输入端；
所述加法器的输出端连接所述低音喇叭的输入端；
所述高通滤波器滤波通过的信号为高音信号，所述带通滤波器滤波通过的信号为中低音信号，所述低通滤波器滤波通过的信号为重低音信号。
其中，所述耳机还包括：第一功率放大器和第二功率放大器，
所述高通滤波器的输出端连接所述第一功率放大器的输入端，所述第一功率放大器的输出端连接所述高音喇叭的输入端；
所述加法器的输出端连接所述第二功率放大器的输入端，所述第二功率放大器的输出端连接所述低音喇叭的输入端。
其中，所述耳机还包括：第一相位校正器；
所述带通滤波器的输出端连接所述第一相位校正器的输入端，所述第一相位校正器的输出端连接所述加法器的第一输入端。
其中，所述耳机还包括：第二相位校正器；
所述低通滤波器的输出端连接所述第二相位校正器的输入端，所述第二相位校正器的输出端连接所述电平调整器的输入端。
其中，所述高通滤波器通过的信号的频率的下限值为3.5KHZ；
所述低通滤波器通过的信号的频率的上限值为300HZ；
所述带通滤波器通过的信号的频段在所述下限值与所述上限值之间。
本发明还公开了一种内置双喇叭的耳机的信号处理方法，所述耳机包括：高通滤波器、带通滤波器、低通滤波器、电平调制器、加法器、高音喇叭和低音喇叭；
所述高通滤波器对接收的信号进行滤波输出高音信号，将所述高音信号传输给所述高音喇叭进行播放；
所述带通滤波器对接收的信号进行滤波输出中低音信号，将所述中低音信号传输给所述加法器的第一输入端；
所述低通滤波器对接收的信号进行滤波输出重低音信号，将所述重低音信号传输给所述电平调整器，所述电平调制器对所述重低音信号进行电平调整，将电平调整后的重低音信号输入所述加法器的第二输入端；
所述加法器将接收的所述重低音信号和所述中低音信号相加，将相加后信号传输给所述低音喇叭进行播放。
其中，所述耳机还包括：第一功率放大器和第二功率放大器，
所述将所述高音信号传输给所述高音喇叭进行播放具体包括：
所述高通滤波器将所述高音信号输入所述第一功率放大器；
所述第一功率放大器将接收的高音信号进行功率放大，将功率放大后的高音信号输入所述高音喇叭进行播放；
所述将相加后信号传输给所述低音喇叭进行播放具体包括：
所述加法器将所述相加后信号输入所述第二功率放大器；
所述第二功率放大器将接收的相加后信号进行功率放大，将功率放大后的相加后信号输入所述低音喇叭进行播放。
其中，所述耳机还包括：第一相位校正器；
所述将所述中低音信号传输给所述加法器的第一输入端具体包括：
所述带通滤波器将所述中低音信号输入所述第一相位校正器；
所述第一相位校正器对接收的中低音信号进行相位校正，将相位校正后的中低音信号输入所述加法器的第一输入端。
其中，所述耳机还包括：第二相位校正器；
所述将所述重低音信号传输给所述电平调整器具体包括：
所述低通滤波器将所述重低音信号输入所述第二相位校正器；
所述第二相位校正器对接收的重低音信号进行相位校正，将相位校正后的重低音信号传输给所述电平调整器的输入端。
其中，所述高通滤波器通过的信号的频率的下限值为3.5KHZ；
所述低通滤波器通过的信号的频率的上限值为300HZ；
所述带通滤波器通过的信号的频段在所述下限值与所述上限值之间。
本发明的有益效果是：通过使用带通滤波器和低通滤波器将重低音和中低音信号分离，通过电平调整器对重低音信号进行单独的增强或衰减调节，通过加法器将调整后的重低音信号和中低音信号进行相加，相加后信号输入低音喇叭。由此，可以对声音中的重低音部分做单独的增强或衰减调节，提高了播放质量。此外，与现有技术中采用低通滤波器和低音喇叭组成的低音单元对重低音做增强处理，采用高通滤波器和高音喇叭组成的高音单元做主发音单元的技术方案相比,本发明中高音喇叭中仅播放高音部分，对高音喇叭的下潜频和声音弹性的要求比现有技术中低，使得耳机制造简单，便于实现，并节约了成本。
附图说明
图1为现有技术中内置双喇叭的耳机对输入信号进行处理的电路示意图。
图2A和2B为图1所示的电路对输入信号频率划分的示意图。
图3为本发明中内置双喇叭的耳机的电路对输入信号频率划分的示意图。
图4为本发明实施例中内置双喇叭的耳机对输入信号进行处理的电路示意图。
图5为本发明实施例中内置双喇叭的耳机处理信号的方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图3和4所示，本发明提供一种内置双喇叭的耳机和其信号处理方法，发明总体构思在于：在现有技术的内置双喇叭耳机的信号处理电路的基础上，重新格式化音频信号的频域，分配定义为：高音区，作为高频补偿区；中低音区，作为主发音区；重低音区，实现重低音单独增强或衰减，作为可调重低音增强区；同时在信号处理电路中，增加带通滤波器、加法器、电平调节器、相位校正器等，实现重低音根据需求随心可调，使高、低音喇叭单体更便于设计、同时使高音声腔腔体比较容易满足产品设计需求。
本发明的实施例中，所述耳机包括：高通滤波器、带通滤波器、低通滤波器，电平调整器、加法器、高音喇叭和低音喇叭。
高通滤波器的输出端连接高音喇叭的输入端;带通滤波器的输出端连接加法器的第一输入端;低通滤波器的输出端连接电平调整器的输入端;电平调整器的输出端连接加法器的第二输入端；加法器的输出端连接所述低音喇叭的输入端。
其中，高通滤波器滤波通过的信号为高音信号，所述带通滤波器滤波通过的信号为中低音信号，所述低通滤波器滤波通过的信号为重低音信号。
举例而言，如图3所示，高通滤波器通过的信号的频率的下限值为3.5KHZ，低通滤波器通过的信号的频率的上限值为300HZ，带通滤波器通过的信号的频段在所述下限值与所述上限值之间。
图3中F1标识低通滤波器通过的信号的频率的上限值，F2标识高通滤波器通过的信号的频率的下限值。
本实施例中通过使用带通滤波器和低通滤波器将重低音和中低音信号分离，通过电平调整器对重低音信号进行单独的增强或衰减调节，通过加法器将调整后的重低音信号和中低音信号进行相加，相加后信号输入低音喇叭。因此，能够对声音中的重低音部分做单独的增强或衰减调节，提高了播放质量。此外，与现有技术中采用低通滤波器和低音喇叭组成的低音单元对重低音做增强处理，采用高通滤波器和高音喇叭组成的高音单元做主发音单元的技术方案相比。本发明中高音喇叭中仅播放高音部分，对高音喇叭的下潜频和声音弹性的要求比现有技术中低，使得耳机制造简单，便于实现，并节约了成本。
在另一实施例中，增加功率放大器，将信号放大以便更好的驱动喇叭。如果输入的信号的功率已经足够大，则可以省略本实施中功率放大器。
具体地，耳机还包括：第一功率放大器和第二功率放大器。
高通滤波器的输出端连接第一功率放大器的输入端，第一功率放大器的输出端连接所述高音喇叭的输入端，即将第一功率放大器插入高通滤波器和高音喇叭之间。
加法器的输出端连接第二功率放大器的输入端，第二功率放大器的输出端连接低音喇叭的输入端，即将第二功率放大器插入加法器和低音喇叭之间。
在另一实施例中，增加相位校正器，以便对重低音信号和中低音信号进行相位校正。其中，相位校正器通过电压相位超前与滞后的原理进行调整，使校正后的高音、中低音和重低音三段频域声压合成基本趋于平坦特性，以获得更好的播放质量。
具体地，所述耳机还包括：第一相位校正器和第二相位校正器。
带通滤波器的输出端连接第一相位校正器的输入端，第一相位校正器的输出端连接加法器的第一输入端，即在带通滤波器与加法器间插入第一相位校正器。
低通滤波器的输出端连接第二相位校正器的输入端，第二相位校正器的输出端连接电平调整器的输入端，即在低通滤波器和电平调整器间插入低通滤波器。
参见图4，为本发明提供的一实施例中的内置双喇叭的耳机的信号处理电路图。
耳机包括：高通滤波器HFP、带通滤波器BFP、低通滤波器LFP、第一相位校正器、第二相位校正器、电平调整器、加法器、第一功率放大器AMP1、第二功率放大器AMP2、高音喇叭H-SP和低音喇叭L-SP。输入的信号被分为三路，输入高通滤波器HFP、带通滤波器BFP和低通滤波器LFP。
高通滤波器HFP的输出端连接第一功率放大器AMP1的输入端，第一功率放大器AMP2的输出端连接高音喇叭H-SP的输入端。第一功率放大器AMP2将高通滤波器HFP输出的高音信号放大后，该高音信号驱动高音喇叭H-SP。
带通滤波器BFP的输出端连接第一相位校正器的输入端，第一相位校正器的输出端连接加法器的第一输入端。低通滤波器LFP的输出端连接第二相位校正器的输入端，第二相位校正器的输出端连接电平调整器的输入端。电平调整器的输出端连接加法器的第二输入端。加法器的输出端连接第二功率放大器AMP2的输入端，第二功率放大器AMP2的输出端连接低音喇叭L-SP的输入端。其中，带通滤波器BFP的输出的中低音信号经第一相位校正器校正后输入加法器。低通滤波器LFP的输出的重低音信号经第二相位校正器校正和电平调整器调整后输入加法器。加法器将中低音信号和经过电平调整的重低音信号相加后输出到第二功率放大器AMP2，第二功率放大器进行信号的功率放大后，输出相加后信号以驱动低音喇叭L-SP。
本实施例中，通过将重低音分离出来，能够对重低音部分进行灵活调节，再通过将调节后的重低音和中低音相加输入低音喇叭L-SP。低音喇叭L-SP中播放信号中的重低音和中低音部分，因此低音喇叭L-SP无需复杂构造便可进行音频播放。同时高音信号由高音喇叭H-SP播放，高音喇叭H-SP无需复杂构造也可进行音频播放。由此，本实施即能够对重低音进行灵活调节，由没有增加播放喇叭的结构复杂度，能够既提高播放质量又节约成本。
参见图5，为本发明实施例中内置双喇叭的耳机处理信号的方法的流程图。
耳机包括：高通滤波器、带通滤波器、低通滤波器、电平调制器、加法器、高音喇叭和低音喇叭。所述方法包括如下步骤。
高通滤波器对接收的信号进行滤波输出高音信号，将高音信号传输给高音喇叭进行播放。
所述对于接收的信号中高音信号之外部分的信号按如下步骤进行处理。
步骤S100，带通滤波器对接收的信号进行滤波输出中低音信号，将中低音信号传输给加法器的第一输入端。
步骤S200，低通滤波器对接收的信号进行滤波输出重低音信号，将重低音信号传输给所述电平调整器。
步骤S300，电平调制器对重低音信号进行电平调整，将电平调整后的重低音信号输入加法器的第二输入端。
步骤S400，加法器将接收的重低音信号和中低音信号相加，将相加后信号传输给低音喇叭进行播放。
进一步地，所述耳机还包括：第一功率放大器和第二功率放大器。
所述将所述高音信号传输给所述高音喇叭进行播放具体包括：高通滤波器将高音信号输入所述第一功率放大器，第一功率放大器将接收的高音信号进行功率放大，将功率放大后的高音信号输入所述高音喇叭进行播放。
所述将相加后信号传输给所述低音喇叭进行播放具体包括：加法器将相加后信号输入第二功率放大器，第二功率放大器将接收的相加后信号进行功率放大，将功率放大后的相加后信号输入低音喇叭进行播放。
进一步地，所述耳机还包括：第一相位校正器。
所述将中低音信号传输给加法器的第一输入端具体包括：带通滤波器将中低音信号输入第一相位校正器，第一相位校正器对接收的中低音信号进行相位校正，将相位校正后的中低音信号输入加法器的第一输入端。
进一步地，所述耳机还包括：第二相位校正器；
所述将所述重低音信号传输给所述电平调整器具体包括：低通滤波器将重低音信号输入第二相位校正器，第二相位校正器对接收的重低音信号进行相位校正，将相位校正后的重低音信号传输给电平调整器的输入端。
进一步地，所述高通滤波器通过的信号的频率的下限值为3.5KHZ。
所述低通滤波器通过的信号的频率的上限值为300HZ。
所述带通滤波器通过的信号的频段在所述下限值与所述上限值之间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种内置双喇叭的耳机，其特征在于，所述耳机包括：高通滤波器、带通滤波器、低通滤波器，电平调整器、加法器、高音喇叭和低音喇叭；
所述高通滤波器的输出端连接所述高音喇叭的输入端；
所述带通滤波器的输出端连接所述加法器的第一输入端；
所述低通滤波器的输出端连接所述电平调整器的输入端，所述电平调整器的输出端连接所述加法器的第二输入端；
所述加法器的输出端连接所述低音喇叭的输入端；
所述高通滤波器滤波通过的信号为高音信号，所述带通滤波器滤波通过的信号为中低音信号，所述低通滤波器滤波通过的信号为重低音信号。
2.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述耳机还包括：第一功率放大器和第二功率放大器，
所述高通滤波器的输出端连接所述第一功率放大器的输入端，所述第一功率放大器的输出端连接所述高音喇叭的输入端；
所述加法器的输出端连接所述第二功率放大器的输入端，所述第二功率放大器的输出端连接所述低音喇叭的输入端。
3.根据权利要求1或2所述的耳机，其特征在于，所述耳机还包括：第一相位校正器；
所述带通滤波器的输出端连接所述第一相位校正器的输入端，所述第一相位校正器的输出端连接所述加法器的第一输入端。
4.根据权利要求1或2所述的耳机，其特征在于，所述耳机还包括：第二相位校正器；
所述低通滤波器的输出端连接所述第二相位校正器的输入端，所述第二相位校正器的输出端连接所述电平调整器的输入端。
5.根据权利要求1或2所述的耳机，其特征在于，
所述高通滤波器通过的信号的频率的下限值为3.5KHZ；
所述低通滤波器通过的信号的频率的上限值为300HZ；
所述带通滤波器通过的信号的频段在所述下限值与所述上限值之间。
6.一种内置双喇叭的耳机的信号处理方法，其特征在于，所述耳机包括：高通滤波器、带通滤波器、低通滤波器、电平调制器、加法器、高音喇叭和低音喇叭；
所述高通滤波器对接收的信号进行滤波输出高音信号，将所述高音信号传输给所述高音喇叭进行播放；
所述带通滤波器对接收的信号进行滤波输出中低音信号，将所述中低音信号传输给所述加法器的第一输入端；
所述低通滤波器对接收的信号进行滤波输出重低音信号，将所述重低音信号传输给所述电平调整器，所述电平调制器对所述重低音信号进行电平调整，将电平调整后的重低音信号输入所述加法器的第二输入端；
所述加法器将接收的所述重低音信号和所述中低音信号相加，将相加后信号传输给所述低音喇叭进行播放。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述耳机还包括：第一功率放大器和第二功率放大器，
所述将所述高音信号传输给所述高音喇叭进行播放具体包括：
所述高通滤波器将所述高音信号输入所述第一功率放大器；
所述第一功率放大器将接收的高音信号进行功率放大，将功率放大后的高音信号输入所述高音喇叭进行播放；
所述将相加后信号传输给所述低音喇叭进行播放具体包括：
所述加法器将所述相加后信号输入所述第二功率放大器；
所述第二功率放大器将接收的相加后信号进行功率放大，将功率放大后的相加后信号输入所述低音喇叭进行播放。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述耳机还包括：第一相位校正器；
所述将所述中低音信号传输给所述加法器的第一输入端具体包括：
所述带通滤波器将所述中低音信号输入所述第一相位校正器；
所述第一相位校正器对接收的中低音信号进行相位校正，将相位校正后的中低音信号输入所述加法器的第一输入端。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述耳机还包括：第二相位校正器；
所述将所述重低音信号传输给所述电平调整器具体包括：
所述低通滤波器将所述重低音信号输入所述第二相位校正器；
所述第二相位校正器对接收的重低音信号进行相位校正，将相位校正后的重低音信号传输给所述电平调整器的输入端。
10.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，
所述高通滤波器通过的信号的频率的下限值为3.5KHZ；
所述低通滤波器通过的信号的频率的上限值为300HZ；
所述带通滤波器通过的信号的频段在所述下限值与所述上限值之间。
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