CN111277927A - 一种基于无线音频传输技术的组合音箱系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线音频传输技术的组合音箱系统，本系统包含任意数量的音箱，每台音箱都包括用于接收音频信号的信号接收模块，用于信号处理的DSP音效处理模块、用于信号发送的信号发送模块、用于信号放大的功放模块和用于发声的喇叭，可以指定其中任意一台音箱作为主音箱，其余音箱为副音箱；本发明的使用方法，包括以下步骤：S1.主音箱信号接收；S2.主音箱信号转发；S3.主音箱信号处理；S4.主音箱信号外放；S5.副音箱信号接收；S6.副音箱信号处理；S7.副音箱信号外放；本发明各音箱可以自定义声道和音效，音箱之间可以任意组合也可独立使用，而且可以进行无限自由组合，并且各个音箱独自处理声音信号，灵活性提高。

Description

一种基于无线音频传输技术的组合音箱系统及使用方法

技术领域

本发明涉及音箱系统领域，具体是一种基于无线音频传输技术的组合音箱系统及使用方法。

背景技术

传统音箱系统一般是由多台不同作用的音箱通过音频连接线互相连接组成的音箱系统，比如2.1声道系统的构成是由一台专门播放低频的音箱作为低音炮，另外再加上两台播放中高频的音箱分别作为左右声道卫星音箱，低音炮音箱作为主音箱包含了功放和喇叭等电声器件，低音炮音箱再分别引出两条音频线缆将左右声道中高频信号分别输出到左右卫星音箱，卫星音箱不能脱离低音炮单独使用，这种有线连接方式的安装及维护比较麻烦，特别是在更加复杂的系统中如果需要更多的音箱连接时就更麻烦，音箱之间的线材会变得更多，布置不好会变得非常凌乱，对后期的维护会造成很大的困难，而且凌乱的布局会影响到整体的美观效果。

发明内容

本发明目的是提供一种基于无线音频传输技术的组合音箱系统。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于无线音频传输技术的组合音箱系统，本系统包含音箱，每台音箱都包括用于接收音频信号的信号接收模块，用于信号处理的DSP音效处理模块、用于信号发送的信号发送模块、用于信号放大的功放模块和用于发声的喇叭。可以指定其中任意一台音箱作为主音箱，其余音箱为副音箱；

所述主音箱和副音箱都包括相同的模块，所述DSP音效处理模块包括DSP声道增益模块、DSP声道混合模块、DSP滤波EQ调节模块。

所述主音箱数量只有一台，可以选定本系统中任意一台音箱作为主音箱，所述音频信号经由无线或有线方式传输到所述主音箱的信号接收模块，所述主音箱的信号发送模块将所述音频信号再无线转发到所有副音箱，同步的，所述主音箱的DSP声道增益模块再将所述音频信号的左右声道进行增益处理、由DSP声道混合模块对左右声道进行分离或混合处理，由DSP滤波EQ调节模块对信号进行分频滤波处理，最后由功放模块将DSP音效处理模块处理后的信号放大驱动喇叭发声。

所述副音箱数量为任意数量，可以自由增减，所有副音箱的信号接收模块使用无线方式接收主音箱信号发送模块转发的音频信号，所有副音箱无线接收到的音频信号是无差别相同的信号，所有副音箱不转发接收到的音频信号。所述副音箱的DSP声道增益模块将所述主音箱转发的音频信号的左右声道进行增益处理、由DSP声道混合模块对左右声道进行分离或混合处理，由DSP滤波EQ调节模块对信号进行分频滤波处理，最后由功放模块将DSP音效处理模块处理后的信号放大驱动喇叭发声。

所述DSP音效处理模块包括DSP声道增益模块、DSP声道混合模块、DSP滤波EQ调节模块。

进一步的，所述DSP声道增益模块至少有四组增益调节器：如DSP音效处理模块构成示意图所示：DSP声道增益模块包含增益调节器1、增益调节器2、增益调节器3、增益调节器4。左声道音频信号输入到增益调节器1和增益调节器3，右声道音频信号输入到增益调节器2和增益调节器4。各增益调节器可自由调节其增益值，当增益设定为0dB时，等效于该增益调节器的输入和输出呈现直通的效果，当增益设定为极小时，例如设定为-100dB，则对应的输入信号将被衰减到极小，等效于该增益调节器为断开无输出的效果。通过改变四组增益调节器的增益组合方式，DSP声道增益模块可以控制输出不同的声道。

进一步的，所述DSP声道混合模块至少有两组混合器，如DSP音效处理模块构成示意图所示，所述混合器1对所述增益调节器1和增益调节器2的输出信号进行混合，所述混合器2对所述增益调节器3和增益调节器4的输出信号进行混合。改变所述DSP声道增益模块四组增益调节器的增益值，混合器可以输出不同的声道组合方式。如果将所述增益调节器1和增益调节器4设定为0dB增益，所述增益调节器2和增益调节器3设定为-100dB增益，则混合器1输出左声道信号，混合器2输出右声道信号；将所述增益调节器1和增益调节器3设定为0dB增益，所述增益调节器2和增益调节器4设定为-100dB增益，则混合器1和混合器2都输出左声道信号；将所述增益调节器1和增益调节器3设定为-100dB增益，所述增益调节器2和增益调节器4设定为0dB增益，则混合器1和混合器2都输出右声道信号；将所有四组增益调节器都设定0dB增益，则混合器1和混合器2都输出左右声道互相混合的信号。

进一步的，所述DSP滤波EQ调节模块至少有两组EQ调节器，如DSP音效处理模块构成示意图所示，所述EQ调节器1对所述混合器1输出的信号进行滤波分频处理，所述EQ调节器2对所述混合器2输出的信号进行滤波分频处理，滤波可以形成低通滤波、带通滤波、高通滤波至少三种滤波方式。

进一步的，音频信号经过DSP声道增益模块、DSP声道混合模块、DSP滤波EQ调节模块处理后，再经由功放模块驱动喇叭外放发声，所述主音箱和副音箱可以形成多种不同的音频效果，将其中音频效果相同的音箱分为同一组，音频效果不同的音箱分为不同组，以此组合而成灵活多变的无线音箱组合系统。

一种基于无线音频传输技术的组合音箱的使用方法，包括以下步骤：

S1.主音箱信号接收，主音箱接收输入的音频信号；

S2.主音箱信号转发，主音箱将接收到音频信号进行无线转发；

S3.主音箱信号处理，主音箱DSP音效处理模块对接收到的音频信号进行左右声道增益调整、声道分离或混合处理、滤波分频处理；

S4.主音箱信号外放，主音箱DSP音效处理模块处理后的信号输入功放模块进行放大并驱动喇叭外放发声；

S5.副音箱信号接收，副音箱接收主音箱无线发送的音频信号；

S6.副音箱信号处理，副音箱DSP音效处理模块对接收到的音频信号进行左右声道增益调整、声道分离或混合处理、滤波分频处理；

S7.副音箱信号外放，副音箱DSP音效处理模块处理后的信号输入功放模块进行放大并驱动喇叭外放发声。

进一步的，所述步骤S3、S6中，所述DSP音效处理模块包括DSP声道增益模块、DSP声道混合模块、DSP滤波EQ调节模块，所述音频信号通过有线或无线传输到主音箱，所述音频信号通过主音箱转发到所有副音箱，主音箱和副音箱的接收模块经DSP声道增益模块对左右声道进行增益处理、经DSP声道混合模块进行声道分离或混合处理，经DSP滤波EQ调节模块进行分频滤波处理。

进一步的，所述步骤S4、S7中的功放模块输入的信号为DSP音效处理模块处理后的音频信号。

进一步的，所述主音箱的音频信号输入使用有线或无线信号传输、音频信号转发使用无线信号传输。

进一步的，所述副音箱的音频信号输入使用无线信号传输、所有副音箱不转发音频信号。

进一步的，所述无线信号可以为WiFi、蓝牙、5.8G、FM。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

本技术有别于传统线材接驳方式，采用无线音频传输方式来组成多声道音频系统，具备三个方面的优势：1、取消了音频传输线缆，避免了线材杂乱问题，无需考虑布线影响美观的问题；2、不再受限于线缆长度的限制，可灵活摆放于任意位置；3、各音箱可以自由设定多种不同的声道和音效，音箱之间可以任意组合也可独立使用，而且可以进行无限自由组合，各分组音箱数量可以自由增减，分为若干组，形成可以自由变化组合的音箱系统；音箱可以脱离系统独立使用；4、各个音箱独自处理声音信号，灵活性提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的音频信号传输示意图；

图2为本发明的音箱构成示意图；

图3为本发明左声道和右声道独立滤波输出的示意图；

图4为本发明所有输出都为左声道滤波输出的示意图；

图5为本发明所有输出都为右声道滤波输出的示意图；

图6为本发明左右声道混合滤波输出的示意图；

图7为本发明实现TWS组合音箱系统示意图；

图8为本发明实现2.1声道两分频无线组合音箱系统示意图；

图9为本发明DSP音效处理模块构成示意图。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

图1所示为本发明的音频信号传输示意图，一种基于无线音频传输技术的组合音箱系统，包含任意数量的音箱，可以指定其中任意一台音箱作为主音箱，其余音箱为副音箱；所述主音箱经有线或无线方式接受来自音源的音频信号，所述音源可以是用户使用的手机、电脑等音乐播放设备，所述主音箱的信号发送模块再将接受到的音频信号经无线方式转发到所有副音箱，所有副音箱信号发送模块不需要转发接收到的音频信号。

图2所示为本发明的音箱构成示意图，一种基于无线音频传输技术的组合音箱系统，包含任意数量的音箱，可以指定其中任意一台音箱作为主音箱，其余音箱为副音箱；所述主音箱和副音箱都包括用于接收音频信号的信号接收模块、用于信号处理的DSP音效处理模块、用于信号发送的信号发送模块、用于信号放大的功放模块和用于发声的喇叭；由于所述主音箱和副音箱都包括相同的模块，所以可以指定本系统中任意一台音箱作为主音箱。

所述DSP音效处理模块包括DSP声道增益模块、DSP声道混合模块、DSP滤波EQ调节模块。

所述DSP声道增益模块包括增益调节器1、增益调节器2、增益调节器3、增益调节器4；左声道音频信号输入到增益调节器1和增益调节器3，右声道音频信号输入到增益调节器2和增益调节器4；各增益调节器可自由调节其增益值，当增益设定为0dB时，等效于该增益调节器的输入和输出呈现直通的效果，当增益设定为极小时，例如设定为-100dB，则对应的输入信号将被衰减到极小，等效于该增益调节器为断开无输出的效果；通过改变四组增益调节器的增益组合方式，DSP声道增益模块可以控制输出不同的声道组合。

所述DSP声道混合模块包括混合器1、混合器2；混合器1对增益调节器1和增益调节器2的输出信号进行混合，混合器2对增益调节器3和增益调节器4的输出信号进行混合。改变DSP声道增益模块四组增益调节器的增益值，混合器可以输出不同的声道组合方式。

所述DSP滤波EQ调节模块包括EQ调节器1和EQ调节器2，EQ调节器1对混合器1输出的信号进行滤波分频处理，EQ调节器2对混合器2输出的信号进行滤波分频处理，滤波可以形成低通滤波、带通滤波、高通滤波至少三种滤波方式。

音频信号经过DSP声道增益模块、DSP声道混合模块、DSP滤波EQ调节模块处理后，再经由功放模块驱动喇叭外放发声，所述主音箱和副音箱可以形成多种不同的音频效果。

在本实例中，图3-6分别对DSP音效处理模块进行不同的设置形成4种不同的声道信号滤波输出音频效果。

在图3中，将增益调节器1和增益调节器4设定为0dB增益，这两个增益调节器呈现为直通的效果，左声道音频信号将通过增益调节器1输出到混合器1，右声道音频信号将通过增益调节器4输出到混合器2；将增益调节器2和增益调节器3设定为-100dB增益，这两个增益调节器呈现为断开的效果，如图3打X示意为断开，左声道音频信号不能通过增益调节器3输出到则混合器2，右声道音频信号不能通过增益调节器2输出到混合器1，如此，混合器1仅输出左声道信号，混合器2仅输出右声道信号，再经DSP滤波EQ调节模块滤波处理后，由功放模块对处理后的音频信号放大驱动喇叭发声。

在图4中，将增益调节器1和增益调节器3设定为0dB增益，这两个增益调节器呈现为直通的效果，左声道音频信号将通过增益调节器1和增益调节器3同时输出到混合器1和混合器2；将增益调节器2和增益调节器4设定为-100dB增益，这两个增益调节器呈现为断开的效果，如图4所示增益调节器2、增益调节器4输出端打X，示意断开，右声道音频信号不能通过任何增益调节器输出到混合器1和混合器2，如此，混合器1和混合器2都输出左声道信号，再经DSP滤波EQ调节模块滤波处理后，由功放模块对处理后的音频信号放大驱动喇叭发声。

在图5中，将增益调节器2和增益调节器4设定为0dB增益，这两个增益调节器呈现为直通的效果，右声道音频信号将通过增益调节器2和增益调节器4同时输出到混合器1和混合器2；将增益调节器1和增益调节器3设定为-100dB增益，这两个增益调节器呈现为断开的效果，如图5打X示意为断开，左声道音频信号不能通过任何增益调节器输出到混合器1和混合器2，如此，混合器1和混合器2都输出右声道信号，再经DSP滤波EQ调节模块滤波处理后，由功放模块对处理后的音频信号放大驱动喇叭发声。

在图6中，将所有增益调节器都设定为0dB增益，所有增益调节器呈现为直通的效果，左声道音频信号将通过增益调节器1和增益调节器3同时输出到混合器1和混合器2；右声道音频信号将通过增益调节器2和增益调节器4同时输出到混合器1和混合器2，如此，混合器1和混合器2都输出左声道和右声道互相混合的信号，再经DSP滤波EQ调节模块滤波处理后，由功放模块对处理后的音频信号放大驱动喇叭发声。

音频信号经过DSP音效处理模块进行不同的调整处理后，再经由功放模块驱动喇叭外放发声，所述主音箱和副音箱可以形成多种不同的音频效果，将其中音频效果相同的音箱分为同一组，音频效果不同的音箱分为不同组，以此组合可组成灵活多变的无线音箱组合系统。

在本实例中，图7-8分别对不同音频效果的音箱进行分组以形成不同的组合音箱系统。

在图7中，所有只输出左声道信号的音箱为左声道音箱组；所有只输出右声道信号的音箱为右声道音箱组，在本实例中，主音箱调节为只输出左声道信号，所以主音箱分到左声道音箱组。本实例无线组合系统方式和目前的TWS-真无线立体声组合比较类似，但TWS组合的左声道和右声道音箱都只有1台，由于本实例左声道音箱数量和右声道音箱数量可以任意增减，显然，本实例所实现的TWS组合音箱系统比传统TWS音箱更加灵活，效果更好。

在图8中，将音箱分为3组，所有输出声道为左右声道混合的音箱且输出滤波都为低通滤波的音箱分为低音炮音箱组；所有输出声道为左声道且输出滤波为高通滤波的音箱分为左声道高音音箱组；所有输出声道为右声道且输出滤波为高通滤波的音箱分为右声道高音音箱组。在本实例中，主音箱调节为左右声道混合且输出滤波为低通滤波，所以主音箱分到低音炮音箱组；本实例无线音箱组合系统方式和目前传统的2.1声道组合音箱系统比较类似，但传统的2.1声道组合音箱系统其低音炮音箱、左声道高音音箱、右声道高音音箱都各只有1台，而且都是通过有线连接，由于本实例低音炮音箱、左声道高音音箱、右声道高音音箱数量可以任意增减，且是通过无线方式连接，显然，本实例所实现的2.1声道无线组合音箱系统比传统2.1声道组合音箱系统更加灵活，效果更好。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制；上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理；在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进；这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种基于无线音频传输技术的组合音箱系统，其特征在于，包含音箱，所述音箱包括一台主音箱、至少一台副音箱，所述主音箱、副音箱均包括用于接收音频信号的信号接收模块、用于信号处理的DSP音效处理模块、用于信号发送的信号发送模块、用于信号放大的功放模块和用于发声的喇叭；所述DSP音效处理模块包括DSP声道增益模块、DSP声道混合模块、DSP滤波EQ调节模块；所述主音箱和副音箱通过各自的DSP音效处理模块对音频信号进行独立分频处理、独立声道分离与混合处理、独立音效调节处理以形成多样化分组；对其中频段相同、声道相同、音效相同的音箱划分为同一组，频段不同、声道不同、音效不同的音箱划分为不同组。

2.根据权利要求1所述的基于无线音频传输技术的组合音箱系统，其特征在于，音频信号经由无线或有线方式传输到所述主音箱的信号接收模块，所述主音箱的信号发送模块将所述音频信号再无线转发到所有副音箱，同步的，所述主音箱将所述音频信号的左右声道通过DSP声道增益模块再进行增益处理、由DSP声道混合模块对左右声道进行分离或混合处理，由DSP滤波EQ调节模块对信号进行分频滤波处理，最后由功放模块将DSP音效处理模块处理后的信号放大驱动喇叭发声。

3.根据权利要求2所述的基于无线音频传输技术的组合音箱系统，其特征在于，所述副音箱的DSP声道增益模块将所述主音箱转发的音频信号的左右声道进行增益处理、由DSP声道混合模块对左右声道进行分离或混合处理，由DSP滤波EQ调节模块对信号进行分频滤波处理，最后由功放模块将DSP音效处理模块处理后的信号放大驱动喇叭发声。

4.根据权利要求1所述的基于无线音频传输技术的组合音箱系统，其特征在于，所述DSP声道增益模块至少有四组，每一组可以独立调节增益。

5.根据权利要求1所述的基于无线音频传输技术的组合音箱系统，其特征在于，所述DSP声道混合模块至少有两组，所述DSP滤波EQ调节模块至少有两组。

6.一种基于无线音频传输技术的组合音箱系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.主音箱信号接收，主音箱接收输入的音频信号；

S2.主音箱信号转发，主音箱将接收到音频信号进行无线转发；

S3.主音箱信号处理，主音箱DSP音效处理模块对接收到的音频信号进行左右声道增益调整、声道分离或混合处理、滤波分频处理；

S4.主音箱信号外放，主音箱DSP音效处理模块处理后的信号输入功放模块进行放大并驱动喇叭外放发声；

S5.副音箱信号接收，副音箱接收主音箱无线发送的音频信号；

S6.副音箱信号处理，副音箱DSP音效处理模块对接收到的音频信号进行左右声道增益调整、声道分离或混合处理、滤波分频处理；

S7.副音箱信号外放，副音箱DSP音效处理模块处理后的信号输入功放模块进行放大并驱动喇叭外放发声。

7.根据权利要求6所述的基于无线音频传输技术的组合音箱的使用方法，其特征在于，所述步骤S3、S6中，所述DSP音效处理模块包括DSP声道增益模块、DSP声道混合模块、DSP滤波EQ调节模块，所述音频信号通过有线或无线传输到主音箱，所述音频信号通过主音箱转发到所有副音箱，主音箱和副音箱的接收模块经DSP声道增益模块对左右声道进行增益处理、经DSP声道混合模块进行声道分离或混合处理，经DSP滤波EQ调节模块进行分频滤波处理。

8.根据权利要求6所述的基于无线音频传输技术的组合音箱的使用方法，其特征在于，所述步骤S4、S7中的功放模块输入的信号为DSP音效处理模块处理后的音频信号。

9.根据权利要求8所述的基于无线音频传输技术的组合音箱的使用方法，其特征在于，所述主音箱的音频信号输入使用有线或无线信号传输、音频信号转发使用无线信号传输，所述副音箱的音频信号输入使用无线信号传输、所有副音箱不转发音频信号。

10.根据权利要求9所述的基于无线音频传输技术的组合音箱的使用方法，其特征在于，所述无线信号可以为WiFi、蓝牙、5.8G、FM。

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