CN1364393A - 空间扩展的立体声声音图像的中心定位 - Google Patents

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Abstract

在一个具有扩展空间成象的带有和信号和差信号的立体声系统中,中心音响材料的更向中心的定位由(L+R)和信号的均衡实现。此均衡包括减小和信号的低音响应同时增加其高音响应,所期望的低音的减少通过使用旋转器经济地合成电感来实现。另外,为减小低频信号和增加高频信号在(L+R)和信号中进行的均衡可在“通”和“断”模式之间单独或相结合地进行转换。

Description

空间扩展的立体声声音图像的中心定位
本申请要求1999年5月13日提交的美国临时申请60/134,005的优先权。
                        背景技术
立体声增强音响系统典型地处理和(L+R)信号分量和差(L-R)信号分量，如果采取其他方式不能获得，它们可以从一对左(L)信号和右(R)信号产生。当差信号通过一对左右扬声器或一个环绕声系统再现时，它可以被用于建立一个空间扩展的立体声图像。
将差信号的电平相对于和信号增大可以扩大这样一个感知到的声音图像。对差信号的这种处理包括由低音和高音增强构成的均衡。然而，差信号电平的增大可能对人对声音的感知产生令人不快的效果。例如，对中间范围的音频的差信号的增强可能引起一种对于听众相对于左右扬声器的物理位置不合乎需要地敏感的声音感知。而且，空间扩展立体图像不会适当地定位从中心正常发出的声音，如视觉上位于电视或活动图像节目显示的中心的一个人的演讲。这种情况是关于声音系统包括是否一个中心扬声器或仅仅左和右扬声器的情况。
已经发现，在一个相对于(L+R)和信号增加了(L-R)差信号电平以产生一个空间扩展立体声图像的系统中，(L+R)和信号的低音响应的减小与(L+R)和信号的高音响应的增加帮助听众更好地向中心定位中心音响材料。
                         发明内容
对于一个消费产品，有必要使成本保持较低。在此认识到为帮助听众更向中心定位中心音响材料音响系统中所期望的(L+R)和信号的低音减小可以通过使用一个旋转器经济地合成电感来实现。一个旋转器产生的电感与(L+R)和信号路径中的阻抗相结合，经济地提供这样的一种减小的低音频率响应，同时避免了线绕电感的缺陷，这种电感价格更贵、体积更大、并带有嗡嗡声和受到其他外来的电磁/静电噪音和信号的影响。因此，旋转器合成的电感不仅更经济实惠，而且可以用于音响系统的低信号电平部分。
另外，为减小低音频率的信号和增加高音频率的信号进行的(L+R)和信号的均衡可在“通”和“断”模式之间单独或相结合地转换和/或单独或相结合地进行调节。这一可转换/调节能力使得能够更灵活地调整系统的响应以达到听众的满意。
                       附图说明
现在说明附图，其中：
图1示出(L+R)和信号的期望频率响应，用于提供对于中心音响材料的期望的中心定位效果。
图2示出(L+R)和信号路径中的均衡和(L-R)差信号路径中的空间图像扩展均衡的方框图。
图3示出图2中提供(L+R)和信号路径中的均衡的方框示意图。
图4示出图3的低音和高音均衡电路的转换。
图5示出图4的转换的一个替代实施例。
                      优选实施例说明
参见附图，其中相同的构件被给予了相同的数字标识，图1示出(L+R)和信号的期望频率响应10的标称曲线，用于提供对于中心音响材料的期望的中心定位效果。此频率响应示出从580Hz开始在最低低音12和最高低音14的虚线之间的减小的低音响应的不同电平，最低响应位于250至300Hz之间，在100Hz处有1dB增益的提高的低音响应。标称高音响应的提高从580Hz开始，在虚线示出的最低高音16和最高高音18的限制范围内，达到在约2,000Hz或更高的最高约4dB增益。
图2以方框图形式示出(L+R)和信号路径中的当前均衡20和(L-R)差信号路径中的空间图像扩展均衡22。使用(L-R)差信号的空间图像扩展均衡22是现有技术中所公知的。
图2示出从L和R信号形成(L+R)和(L-R)信号，但对于美国的FM或电视立体声节目不必如此，在此被检测的信号已经是(L+R)和(L-R)格式，需要被矩阵解码以提供分离的L和R信号。因此，这里示出矩阵转换编码器/解码器24/26用于当(L+R)和信号和(L-R)差信号都需要编码和解码的情况。
图3示出图2中提供了(L+R)和信号路径中的均衡以帮助听众更向中心定位中心音响材料的方框20。LC网络30是带有电阻32的分压器，有效地实现了图1的低音频率响应。模拟的旋转器电感34减小了低频的阻抗，因此减小了利用分压器电阻32的低音响应直到与电感34串联的电容器36的阻抗接收并提高低频的响应。此分压器可以被置于运算放大器级38的输入端，它缓冲信号并使得使用反馈环绕运算放大器40的简单的串联RC网络提供高频增进，如图1所示。
更具体而言，旋转器34包括一个一般用途的晶体管42，其发射极通过电阻44接地，基极通过电阻46加偏压。连到基极的电容48与在一个几乎单位增益的射极跟随器放大器配置中的反馈电阻50相结合，提供了大约1.5亨利的旋转器模拟有效电感。还有其他的电路配置用于提供一个旋转器电路，它们中的许多个可以被用于此处。如图所示的旋转器34配置仅仅是示意性的，它被选来提供使用最小的部件成本的所需操作。
电容36将旋转器34与电阻32连接并提供在低频的增加的阻抗以增加低音频率的增益达到在100Hz的1dB增益，如上所述。通过电阻46提供的偏压使晶体管工作在线性区域。
高通滤波器38包括带有与负端连接的反馈电阻52的运算放大器40和一个串联的由电容和电阻54、56组成的RC网络，该RC网络从负端连接到一个偏压源，此偏压源也提供了AC接地。对于上升的频率，电容54的阻抗下降而且反馈减小，因此增加了运算放大器40的增益。该偏压被调节以使运算放大器40工作在线性区域。
图4示出图3的低音和高音均衡电路的转换。均衡部分可以被单独或相结合地转换到“通”或“断”模式。这使得能够更灵活地调整系统的响应以使听众满意。
此转换可以响应微处理器(未示出)提供的各个控制信号而被提供，此转换通过市场上可购得的器件，如继电器、双极晶体管、MOS/CMOS FET(金属氧化物半导体/互补金属氧化物半导体场效应晶体管)等来实现，它们可以是分离的组件或，如果合适的话，以单块集成电路的形式提供。控制信号被施加到各个晶体管以使相应旋转器或高音增强电路各自的晶体管60、62饱和或被切断。另外，施加到晶体管60和62的控制信号以及晶体管58提供的偏压，每个都可以调整，对于晶体管60、62可以在“通”和“断”之间转换晶体管所需要的控制信号的范围之内调整。
图5示出图4的转换装置的一个替代实施例，其中旋转器34和LC网络30的开关与地脱离并被示为响应一个独立控制信号的普通开关64，高通滤波器电路38被示为由响应独立控制信号的普通开关64来切换。
在各图中所示的元件的示范值为：电阻32＝3.3千欧，电容36＝0.22微法，电阻46＝68千欧，电阻44＝1千欧，电阻50＝2.2千欧，电阻52/56＝15千欧，电容54＝0.01微法。晶体管42、58、60和62可以是非临界信号类型的，如2N2222，运算放大器40是非临界的一般用途的MC3404运算放大器。

Claims (18)

1.一种立体声音响系统，包括：
提供(L+R)和(L-R)信号及各自的信号路径的装置；
提供在(L-R)信号中的一个空间扩展的立体声音响效果的装置；和
用于处理(L+R)信号以将中心声音的明显位置集中到更靠近左和右发音扬声器之间的中心之处，该处理装置包括：
用于减小低音频率的信号电平的装置，和
用于增大高音频率的信号电平的装置，
用于减小低音频率信号电平的包括旋转器的装置。
2.如权利要求1所述的音响系统，其中旋转器与(L+R)信号路径并联。
3.如权利要求1所述的音响系统，其中用于增大高音频率的信号电平的装置包括一个高通滤波器与(L+R)信号路径串联。
4.如权利要求1所述的音响系统，其中低音信号的减小包括100Hz到580Hz波段内的频率。
5.如权利要求1所述的音响系统，其中高音信号的增加包括580Hz以上的频率。
6.如权利要求1所述的音响系统，其中低音频率信号电平的减小和高音频率信号电平的增加可在“通”和“断”模式之间单独或相结合地转换。
7.如权利要求6所述的音响系统，其中转换响应于控制信号。
8.如权利要求7所述的音响系统，其中控制信号由微处理器提供。
9.一种立体声音响系统，包括：
提供(L+R)和(L-R)信号及各自的信号路径的装置；
提供在(L-R)信号中的一个空间扩展的立体声音响效果的装置；和
用于处理(L+R)信号以将中心声音的明显位置集中到更靠近左和右发音扬声器之间的中心之处，该处理装置包括：
用于减小低音频率的信号电平的装置，和
用于增大高音频率的信号电平的装置，
用于减小低音频率信号电平的装置和增大高音频率信号电平的装置，它们可在“通”和“断”模式之间单独或相结合地转换。
10.如权利要求9所述的音响系统，其中转换响应于控制信号。
11.如权利要求10所述的音响系统，其中控制信号由微处理器提供。
12.一种立体声音响系统，包括：
提供(L+R)和(L-R)信号及各自的信号路径的装置；
提供在(L-R)信号中的一个空间扩展的立体声音响效果的装置；和
用于处理(L+R)信号以将中心声音的明显位置集中到更靠近左和右发音扬声器之间的中心之处，该处理装置包括：
用于减小低音频率的信号电平的装置，和
用于增大高音频率的信号电平的装置，
用于减小低音频率信号电平的包括旋转器的装置，
低音频率信号电平减小和高音频率信号电平增大可在“通”和“断”模式之间单独或相结合地转换。
13.如权利要求12所述的音响系统，其中旋转器与(L+R)信号路径并联。
14.如权利要求12所述的音响系统，其中用于增大高音频率的信号电平的装置包括一个高通滤波器与(L+R)信号路径串联。
15.如权利要求12所述的音响系统，其中低音信号的减小包括100Hz到580Hz波段内的频率。
16.如权利要求12所述的音响系统，其中高音信号的增大包括580Hz以上的频率。
17.如权利要求12所述的音响系统，其中转换响应于控制信号。
18.如权利要求17所述的音响系统，其中控制信号由微处理器提供。
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