CN108174329A - 一种音响系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种音响系统，其包括效果器、扬声器、功率放大器和第一控制器，第一控制器包括第一无线模块、第一数模转换模块和信号反馈控制电路，效果器中设有第二无线模块，功率放大器和第一数模转换模块相连接，第一数模转换模块和效果器通过第一无线模块和第二无线模块进行通信连接，功率放大器设置有禁音脚，通过启动禁音脚禁止音源输入功率放大器或者通过释放禁音脚允许音源输入功率放大器内，禁音脚与功率放大器的输出分别与信号反馈控制电路电连接，根据功率放大器的输出信息，控制禁音脚的启动和释放。该音响系统能够对音响的POP噪音进相良好的控制，且能够保证用户语音的正确识别，实现通过用户的语音控制音响系统。

Description

一种音响系统

技术领域

本发明涉及一种音响系统。

背景技术

目前的音响控制系统中，有些增加了麦克风装置，通过麦克风结合现在的语音识别技术可以实现语音控制音响控制系统，特别是搭配液晶平板电视的条柱型音响设备，例如Soundbar音箱，搭配平板电视时除了能形成一体化的视觉效果，还能获得不错的音质，在其音箱中加入麦克风装置时，用户通过语音就可以方便的实现对音响的常用功能实现控制。由于Soundbar的尺寸跟传统的家庭影院音箱相比体型上要小很多，当麦克风装置设置在其中时，会离四周的喇叭很近，在Soundbar进行音频播放时，其声音的声压很多时候会覆盖人声，导致用户进行语音控制时存在语音无法识别而控制失败的情况。且在音响，特别是汽车音响中，开机或关机时，从喇叭可听到一声比较明显的杂音，这杂音叫音响POP噪音。在POP噪音控制技术上，有很多种，主要是围绕对功率放大器禁音(禁音)脚的控制。或者通过硬件电路控制，或者通过软件控制，或者通过软件硬件结合，由于软硬件在结合度方面控制不好，导致对POP噪音的控制效果不好。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种音响系统，该音响系统能够对音响的POP噪音进相良好的控制，且能够保证用户语音的正确识别，实现通过用户的语音控制音响系统。

基于此，本发明提出了一种音响系统，其包括包括效果器、扬声器、功率放大器和控制单器，所述第一控制器包括第一无线模块、第一数模转换模块和信号反馈控制电路，所述效果器中设有第二无线模块，所述功率放大器和所述第一数模转换模块相连接，所述第一数模转换模块和所述效果器通过所述第一无线模块和所述第二无线模块进行通信连接，音源经过所述功率放大器处理后输出到所述扬声器，所述功率放大器设置有禁音脚，通过启动所述禁音脚禁止音源输入所述功率放大器或者通过释放所述禁音脚允许音源输入所述功率放大器内，所述禁音脚与所述功率放大器的输出分别与所述信号反馈控制电路电连接，根据所述功率放大器的输出信息，控制所述禁音脚的启动和释放，所述扬声器包括低音喇叭单元和普通喇叭单元，所述低音喇叭单元内设有麦克风单元，所述麦克风单元接收用户的语音信号并识别语音控制指令，所述低音喇叭单元与所述普通喇叭单元分别与所述第一控制器电连接。

可选的，所述效果器通过所述第二无线模块与所述麦克风单元通信连接。

可选的，所述麦克风单元从接收用户的语音信号中识别预设语音唤醒指令，并在识别到所述预设语音唤醒指令后进入语音控制状态，并根据接收用户的语音信号识别语音控制指令。

可选的，所述麦克风单元获取所述普通喇叭单元的音量大小，当所述麦克风单元识别出所述预设语音唤醒指令中的一部分，且所述麦克风单元判断当音量大小超过预设值时，发送或者给出所述音量超过预设值的提示信息，或者发送控制指令至所述普通喇叭单元，以使得所述普通喇叭单元的音量大小降低到所述预设值以下。

进一步的，所述低音喇叭单元进入预设工作模式时，所述麦克风单元获取所述普通喇叭单元播放预设音频信号音量的大小，并根据所述音量大小判断所述普通喇叭单元与所述麦克风单元的距离，当所述距离小于所述预设阈值时，发送或者给出所述距离小于所述预设阈值的提示信息。

可选的，当所述普通喇叭单元与所述低音喇叭单元之间的距离小于所述预设阈值时，控制所述普通喇叭单元，使得所述麦克风单元接收到所述普通喇叭单元音频信号声音大小不超过接收到的用户语音信号的声音大小的20db。

可选的，所述信号反馈控制电路包括信号反馈电路和第二控制器，所述信号反馈电路的一端与所述功率放大器的输出端相连接，所述信号反馈电路的另一端与所述第二控制器相连接，用于反馈所述功率放大器的输出端的输出电压；所述第二控制器的一端与所述信号反馈电路相连接，所述第二控制器的另一端与所述禁音脚相连接。

进一步的，所述功率放大器设有相位相反的两个输出脚，信号反馈电路与所述两个输出脚分别连接，获取所述两个输出脚的电压，并输出所述两个输出脚的电压的偏差值。

可选的，所述第二控制器与所述禁音脚之间还包括：

一端连接所述禁音脚，另一端连接所述第二控制器的释放电路，用于释放所述禁音脚；

一端连接所述禁音脚，另一端连接所述第二控制器的气动电路，用于启动所述禁音脚；

所述第二控制器在所述功率放大器输出上电后接通所述释放电路，在所述功率放大器输出掉电前接通所述启动电路。

进一步的，所述释放电路的输出电压从零电压增加到基准电压的时间比所述启动电路的输出电压从基准电压下降到零电压所需要的时间长。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明的音响系统通过本发明通过监测所述功率放大器的输出电压作为反馈信号，控制禁音脚脚的启动与释放，起到对音响噪音的控制，能够自动检测功率放大器的输出信息，根据信息决定何时操作功率放大器，自动找出功率放大器的上电和掉电的控制平衡点，设计比较简单的符合平衡点的控制方案。本发明操作简单，使用在不同产品，参数修改比较少，适合度广，对控制音响噪音的效果更稳定，更有效。且本发明能够通过第一无线模块和第二无线模块实现无线数据传输，从而达到声音的无损传输和无布线，维修简单，寿命较长；并通过设置麦克风单元在低音喇叭单元中，解决现有技术中由于麦克风单元设置在普通喇叭单元中时，其普通喇叭播放声音的大小和声音的频率影响麦克风接收用于语音相冲突导致无法正确识别用于语音的问题，保证用户语音的正确识别，实现能通过用户的语音控制上述音响控制系统。

附图说明

图1是本实施例所述的音响系统的无线控制的流程图；

图2是本实施例所述的音响系统的扬声器结构示意图；

图3是本实施例所述的音响系统的麦克风控制的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参见图1至图3，本优选实施例所述的音响系统包括效果器、扬声器、功率放大器和控制单器，所述第一控制器包括第一无线模块、第一数模转换模块和信号反馈控制电路，所述效果器中设有第二无线模块，所述功率放大器和所述第一数模转换模块相连接，所述第一数模转换模块和所述效果器通过所述第一无线模块和所述第二无线模块进行通信连接，音源经过所述功率放大器处理后输出到所述扬声器，所述功率放大器设置有禁音脚，通过启动所述禁音脚禁止音源输入所述功率放大器或者通过释放所述禁音脚允许音源输入所述功率放大器内，所述禁音脚与所述功率放大器的输出分别与所述信号反馈控制电路电连接，根据所述功率放大器的输出信息，控制所述禁音脚的启动和释放，所述扬声器包括低音喇叭单元和普通喇叭单元，所述低音喇叭单元内设有麦克风单元，所述麦克风单元接收用户的语音信号并识别语音控制指令，所述低音喇叭单元与所述普通喇叭单元分别与所述第一控制器电连接。

基于以上系统结构，音源通过功率放大器的左右声道输入到功率放大器中，经过功率放大器处理后输出到扬声器，功率放大器的禁音脚的作用在于根据它的高低电平，可控制功率放大器是否输出声音到扬声器，启动禁音脚则禁止功率放大器输出声音，释放禁音脚则允许功率放大器输出声音，如果禁音脚为0电平，则启动禁音脚；如果禁音脚为高电平，则释放禁音脚。功率放大器在上电时，要经过一段时间，输出端才上升到可以工作的基准电压，在功率放大器上电过程中，输出端为一组正相反相电平，正相反相电平之间存在偏差。控制禁音脚，可有效控制这种偏差，这个特点和功率放大器上电时POP声的产生有很大的联系。在这段时间里，如果功率放大器的禁音脚电平变化控制不好，比如过早释放禁音脚或禁音脚的电平变化过快，造成功率放大器内部一些电平突变，一组正反相的输出端突然产生一定偏差，这样会产生POP声音；功率放大器掉电时，功率放大器一组正相反相输出端的电平也会跟着下降，在开始下降时刻，如果对功率放大器的禁音脚电平变化控制不好，比如启动禁音的时间过晚或者禁音脚的电平变化过于缓慢，在功率放大器开始掉电时，禁音脚没起到禁音的作用，同样会得不到很好抑制POP声效果。要得到一个控制POP声的很好效果，在功率放大器上电和掉电时，功率放大器禁音脚的电平变化要控制得很好，要符合一定的时序变化。本发明将麦克风单元设置在低音喇叭单元中，由于低音喇叭单元放置时与普通喇叭单元存在一定的距离，这样设置在低音喇叭单元中的麦克风单元与普通喇叭单元的喇叭会存在一定距离，其距离要比相对麦克风单元设置在普通喇叭单元中与其中的喇叭距离要大很多，例如图中低音喇叭单元与Soundbar音箱的距离L一般为1-10m，因此能够保证在麦克风单元位置时，普通喇叭单元播放声音到此位置其升压经过衰减的值不会影响对用户语音的接收，且由于低音喇叭单元的输出声音频率在150Hz以下，只要麦克风单元接收用户语音时的识别频率在此之上，就能保证麦克风单元能正确识别用户的语音。麦克风单元基于接收到用户的语音信号识别到其中的语音控制指令，其控制指令控制低音喇叭单元的工作，或者同时控制普通喇叭单元的工作，如用户可以通过语音指令控制音量的升高或者降低、控制音响系统播放声音暂停等。通过将音响系统中的麦克风单元设置在低音喇叭单元中，解决现有技术中由于麦克风单元设置在普通喇叭单元中时，其普通喇叭播放声音的大小和声音的频率影响麦克风接收用于语音相冲突导致无法正确识别用于语音的问题，有效的确保用户语音的正确识别，实现能通过用户的语音控制上述音响系统。

其中，麦克风单元在接收用户的语音信息以用于控制低音喇叭单元工作时，为了保证能正确有效的识别用户的语音指令，在接收用户的语音指令前，需要识别预设的语音唤醒指令，在识别到所述的语音唤醒指令后才进入接收用户语音指令的语音控制状态，其预设的唤醒指令可以简单的语音信息，如可以设置唤醒语音信息为“音箱”，用户在需要控制低音喇叭单元前，先重复说几次“音箱”，麦克风单元一直处于语音接收状态，在识别到“音箱”这个语音信息后，才进入语音控制状态，此时为方便用户识别到可以进行语音控制，音响控制系统可以给出一定的提示信息，如通过指示灯闪烁或者点亮来提醒用户此时音响系统进入了语音控制的接收状态，用户可以接下来说具体的语音控制命令，如调低或者调高普通喇叭单元或者低音喇叭单元音量的语音控制命令，麦克风单元接收到用户的语音控制命令后，识别出语音控制指令并发给控制单元，控制单元根据语音控制指令去控制普通喇叭单元或低音喇叭单元的工作。

由于音响系统的低音喇叭单元在工作时，麦克风单元一直处于语音信息的接收状态，当用户要进行语音控制先说预设的语音唤醒指令时，如果音响中的普通喇叭单元在播放音频，由于其播放的声音比较大，影响到了麦克风预设语音唤醒指令识别，此时麦克风单元可以获取普通喇叭单元的音量大小，麦克风单元设置在低音喇叭单元中，低音喇叭单元中的麦克风单元可以通过无线通讯的方式与普通喇叭单元建立连接，麦克风单元可以通过预先设置的通讯协议与普通喇叭单元通讯获取当前普通喇叭单元播放音频的音量大小。当麦克风单元识别用户预设的语音唤醒指令，如果只是识别出其中的一部分，如具体的语音唤醒指令是上述第二实施例中提到的“音箱”，只识别到了其中的“音”或“箱”，此时麦克风单元判断当前普通喇叭单元播放的音量是否超过预设值，当超过预设值时判断其普通喇叭单元播放的音量过大以至影响了用于语音唤醒指令的识别，此时麦克风单元给出提示信息到低音喇叭单元，或者发送提示信息到普通喇叭单元，以提醒用户当前普通喇叭单元播放的声音太大，建议其手动控制减小音量，或者可以发送控制指令，通过控制单元控制普通喇叭单元播放的声音降低，到低于所述的预设值。这样在麦克风单元识别用户语音唤醒指令只识别到其中一部分时，通过给用户提示或者自动降低音量，在普通喇叭单元的音量降低到预设阀值以下后，能避免其由于声音过大对麦克风单元识别用户语音唤醒指令的干扰，进一步加强麦克风单元进行对用户的语音指令的准确识别。

为了进一步保证麦克风单元能准确的识别用户的语音信息，音响系统的低音喇叭单元可以进入一个预设的工作模式，在此预设的工作模式中，麦克风单元获取普通喇叭单元当前正在播放预设音频信号的音量大小，根据音量大小判断其与麦克风单元的距离值，由于声音和距离存在一定关系，通过前期实验可以建立麦克风单元获取到当普通喇叭单元在播放预设音频信号的音量大小与其二者距离的关系，因此根据此关系就能获得二者的距离值，为了处理方便此距离值可以是一个范围值，麦克风单元判断其距离值小于预设值时，音响系统给出提示信息，提醒用户当前普通喇叭单元音箱与麦克风所在的低音喇叭单元音箱距离太近，应该调整二者的摆放位置，使得二者的距离超过预设值。需要说明的是，此预设的工作模式可以是用户在首次使用音响，音响系统自动进入，如用户在首次开启音响时，其音响系统自动进入此预设工作模式，或者可以通过特殊的操作进入，如安装售后人员通过特殊的操作进入，或者用户也可以通过此特殊的操作进入此预设工作模式。为了保证麦克风单元接收用户的语音不被普通喇叭单元的声音所影响，当普通喇叭单元和低音喇叭单元之间的距离小于预设值时，其麦克风单元接收到普通喇叭单元音频信号声音大小不能超过接收到用户语音信号的声音大小的20db。

本实施例通过低音喇叭单元进入一个预设的工作模式，普通喇叭单元播放预设音频信号，麦克风单元通过获取其音量大小，判断距离小于预设阀值时，低音喇叭单元给出提示信息或者发送距离超过预设值的提示信息，最后用户基于此提醒信息调整麦克风单元所在的低音单元音箱与普通喇叭单元音箱的距离，能进一步加强麦克风单元进行对用户的语音指令的准确识别。

本发明的音响系统的控制单元可以设置在低音喇叭单元或者普通喇叭单元中，当设置在低音喇叭单元中时，其麦克风单元用于接收用户的语音信息，并识别出语音控制指令，麦克风单元将识别到的语音控制指令发送给控制单元，控制单元根据语音控制指令控制低音喇叭单元工作，以及通过无线方式发送语音控制指令到普通喇叭单元，控制普通喇叭单元工作；当设置在普通喇叭单元中时，其麦克风单元将识别到的语音控制指令通过无线方式发送给控制单元，控制单元再根据语音控制指令控制普通喇叭单元工作，以及基于无线的方式发送语音控制指令控制低音喇叭单元工作。

另外，在一组功放正反相输出端之间添加一个信息反馈电路，把开机时刻的功放输出信息传回给第二控制器；第二控制器根据反馈回来的信息作判断，当符合释放禁音脚的条件，就通过第二控制器控制释放禁音脚；第二控制器用一个引脚控制开机和关机时禁音脚的变化。开机，根据第二控制器输出的信息选择禁音脚电平缓慢变化的电路释放禁音脚，关机时，根据第二控制器输出的信息选择禁音脚电平相对快速变化的电路启动禁音脚。

具体技术方案如下：

1、声音通过In1和In2传入功放，经过功放的一组输出端。Out+输出的信号A和Out-输出的信号B传输给喇叭；

2、功放上设置有禁音脚，决定是否允许音源传入功放：

释放禁音：允许音源输入功放；

启动禁音：禁止音源输入功放。

3、在禁音脚与功放输出之间设置有信号反馈控制电路，根据功放输出的信息，控制禁音脚的启动与释放。

该信号反馈控制电路包括信号反馈电路，第二控制器控制，启动电路和释放电路。信号反馈电路的输入端与功放的一组输出端Out+和Out-连接，捕获信号A和信号B，由信号A和信号B的偏移差，产生偏移信号C到第二控制器的端口Pl；开机时，即功放输出上电，则第二控制器执行如下步骤：

(S1)通过Pl检测偏移信号C；

(S2)通过对偏移信号C进行数模(A/D)转换，得到数值D；

(S3)记录当前D值，并判断当前D值是否满足：

(A)当前D值比前一D值小；

(B)当前D值小于预先设置的闽值；

如果满足上述条件，则第二控制器的P2端选择控制功放禁音脚电平缓慢

变化电路，同时停止Pl端口的操作并退出；

如果不满足上述条件，则重复执行步骤(S1)；

关机时，即功放输出掉电，则第二控制器的P2端选择控制功放禁音脚电平快速变化电路。

该技术方案能实现选择一个适合的时间点释放禁音，开机释放禁音时，实现缓慢上升，关机启动禁音脚时，实现快速下降，并且提前在功放开始掉电时把功放给禁音脚，从而达到很好抑制音响在上电、掉电时产生的POP声的效果。

本发明的音响系统通过本发明通过监测所述功率放大器的输出电压作为反馈信号，控制禁音脚脚的启动与释放，起到对音响噪音的控制，能够自动检测功率放大器的输出信息，根据信息决定何时操作功率放大器，自动找出功率放大器的上电和掉电的控制平衡点，设计比较简单的符合平衡点的控制方案。本发明操作简单，使用在不同产品，参数修改比较少，适合度广，对控制音响噪音的效果更稳定，更有效。且本发明能够通过第一无线模块和第二无线模块实现无线数据传输，从而达到声音的无损传输和无布线，维修简单，寿命较长；并通过设置麦克风单元在低音喇叭单元中，解决现有技术中由于麦克风单元设置在普通喇叭单元中时，其普通喇叭播放声音的大小和声音的频率影响麦克风接收用于语音相冲突导致无法正确识别用于语音的问题，保证用户语音的正确识别，实现能通过用户的语音控制上述音响控制系统。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种音响系统，其特征在于，包括效果器、扬声器、功率放大器和第一控制器，所述第一控制器包括第一无线模块、第一数模转换模块和信号反馈控制电路，所述效果器中设有第二无线模块，所述功率放大器和所述第一数模转换模块相连接，所述第一数模转换模块和所述效果器通过所述第一无线模块和所述第二无线模块进行通信连接，音源经过所述功率放大器处理后输出到所述扬声器，所述功率放大器设置有禁音脚，通过启动所述禁音脚禁止音源输入所述功率放大器或者通过释放所述禁音脚允许音源输入所述功率放大器内，所述禁音脚与所述功率放大器的输出分别与所述信号反馈控制电路电连接，根据所述功率放大器的输出信息，控制所述禁音脚的启动和释放，所述扬声器包括低音喇叭单元和普通喇叭单元，所述低音喇叭单元内设有麦克风单元，所述麦克风单元接收用户的语音信号并识别语音控制指令，所述低音喇叭单元与所述普通喇叭单元分别与所述第一控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的音响系统，其特征在于，所述效果器通过所述第二无线模块与所述麦克风单元通信连接。

3.根据权利要求2所述的音响系统，其特征在于，所述麦克风单元从接收用户的语音信号中识别预设语音唤醒指令，并在识别到所述预设语音唤醒指令后进入语音控制状态，并根据接收用户的语音信号识别语音控制指令。

4.根据权利要求3所述的音响系统，其特征在于，所述麦克风单元获取所述普通喇叭单元的音量大小，当所述麦克风单元识别出所述预设语音唤醒指令中的一部分，且所述麦克风单元判断当音量大小超过预设值时，发送或者给出所述音量超过预设值的提示信息，或者发送控制指令至所述普通喇叭单元，以使得所述普通喇叭单元的音量大小降低到所述预设值以下。

5.根据权利要求4所述的音响系统，其特征在于，所述低音喇叭单元进入预设工作模式时，所述麦克风单元获取所述普通喇叭单元播放预设音频信号音量的大小，并根据所述音量大小判断所述普通喇叭单元与所述麦克风单元的距离，当所述距离小于所述预设阈值时，发送或者给出所述距离小于所述预设阈值的提示信息。

6.根据权利要求5所述的音响系统，其特征在于，当所述普通喇叭单元与所述低音喇叭单元之间的距离小于所述预设阈值时，控制所述普通喇叭单元，使得所述麦克风单元接收到所述普通喇叭单元音频信号声音大小不超过接收到的用户语音信号的声音大小的20db。

7.根据权利要求1至6任一项所述的音响系统，其特征在于，所述信号反馈控制电路包括信号反馈电路和第二控制器，所述信号反馈电路的一端与所述功率放大器的输出端相连接，所述信号反馈电路的另一端与所述第二控制器相连接，用于反馈所述功率放大器的输出端的输出电压；所述第二控制器的一端与所述信号反馈电路相连接，所述第二控制器的另一端与所述禁音脚相连接。

8.根据权利要求7所述的音响系统，其特征在于，所述功率放大器设有相位相反的两个输出脚，信号反馈电路与所述两个输出脚分别连接，获取所述两个输出脚的电压，并输出所述两个输出脚的电压的偏差值。

9.根据权利要求8所述的音响系统，其特征在于，所述第二控制器与所述禁音脚之间还包括：

一端连接所述禁音脚，另一端连接所述第二控制器的释放电路，用于释放所述禁音脚；

一端连接所述禁音脚，另一端连接所述第二控制器的气动电路，用于启动所述禁音脚；

所述第二控制器在所述功率放大器输出上电后接通所述释放电路，在所述功率放大器输出掉电前接通所述启动电路。

10.根据权利要求9所述的音响系统，其特征在于，所述释放电路的输出电压从零电压增加到基准电压的时间比所述启动电路的输出电压从基准电压下降到零电压所需要的时间长。