CN1471339A - 音响前、后级的声音数字化传输方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种音响前、后级间声音数字化传输方法及其装置，是将前级等化器各声道输出的模拟声音信号处理为数字语音封包，并于一传输媒体上传输，其中该传输媒体是与数个配合有数字模拟转换及功率放大功能的喇叭连接，各个喇叭可取得特定声道的声音封包，以经由数字模拟转换处理后，再行放大后播放，藉此，可大幅减低大功率声音于传输至喇叭时，因传输线路的高RLC值而影响最后播放的音质。

Description

音响前、后级的声音数字化传输方法及其装置

技术领域

本发明是关于一种音响前、后级的声音数字化传输方法及其装置，尤指一种可大幅改善音响前级收音/混音与后级功率放大/扩音间传送声音品质，避免因功率损耗影响音质的方法及装置。

背景技术

一般中小型舞台为呈现立体环绕真实音质，场地的喇叭位置配置，以及连接舞台上功率放大器的声音用功率缆线布置，是决定整场演唱会音效品质的重要关键，然而，布置舞台音响除了将麦克风、混音器、等化器、功率放大器等设备布置于舞台外围适当位置外，尚需在前场的定点位置配置喇叭，再将功率缆线一对一地将舞台外围的功率放大器分别与对应的喇叭连接，其中缆线是用以传送高功率声音信号，以及应用于长距离的场合，故对于信号衰减的控制相对要求较高，因此一场中小型演唱会所需至少20颗喇叭，其配合的缆线数量、重量即十分可观，如图5揭示有功率放大器与对应喇叭间的连接关系，各喇叭60是以一对一组放大器50，各对应组间再分别透过声音功率缆线70连接。以该等配置方式，线路的繁复可想可知，其中又因长距离的缆线价格昂贵，而令使用成本居高不下，因此不论是音响硬设备的成本或是人工布置、装配的工时，皆相当不符合成本。

此外，随着电子、半导体产业快速发展，昂贵的小型音响设备成本大幅降低，不再限于大型舞台场合使用，如同目前于电器行强力促销的家庭剧院即是一例，而较为通用的机种亦涵括了四组左、右声道喇叭、一中置喇叭及一组重低音喇叭，总计一组家庭剧院亦需包含有至少六组喇叭，当音响的前级播放主机与数个后级喇叭连接后，为同样达到立体环绕音效，亦需对接数条中长长度的声音功率缆线，如此一来，不仅需额外购买高价位的缆线，亦会因外露布线而阻碍通行或破坏室内装潢，由是可知，为确保播音品质，音响缆线的使用不得不加强，相对亦会增加设置音响的成本，是以，应针对音响前后级硬件装置的声音传输方式加以改良，以避免因声音功率缆线的使用，而延伸多余的费用。

发明内容

为此，本发明的主要目的是提供一种可以一般低功率的网络信号线取代昂贵且大重量的声音功率缆线，使得不论布置大型舞台或小型家庭剧院的设备，皆可省去厚重的声音功率缆线的使用，并且可享受更具品质的播音效果。

欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该音响前、后级间声音数字化传输方法，是将前级等化器的多声道输出声音分别加以取样数字封包化，再透过与各后级喇叭串接的低功率总线型传输媒体，将声音封包传送至对应特定声道的音响后级扩音装置，将该声音封包还原为该声道的声音信号后，再加以放大对外播放；由于应用本发明的音响设备自前级声音处理硬件至后级的扩音装置，其间不再以声音功率缆线传输，勿需担心会因使用品质不佳的功率缆线而损坏音质，此外，加上喇叭配合有功率放大装置，故可将声音失真的比例降至最低，而可由后级喇叭播放出最佳品质的声音。

本发明次一目的是提供一方便且快速完成布设音响前、后级设备的数字化传输介面，其包含有：

一前级数字声音传送装置，是连接至前级的等化器多声道输出端；

至少一组后级数字声音接收装置，是连接至一组功率放大器/喇叭；

一总线型传输媒体，是用以连接该前级数字声音传送装置与各后级数字声音接收装置。

上述声音数字化装置是主要透过前级数字声音传送装置将等化器各声道输出的模拟连续信号转换为数字信号后，依照不同声道的声音加以处理成为语音封包资料，并输出至传输媒体上，以便由对应特定声道的后级数字声音接收装置接收后，进而转换还原为原声道的模拟声音信号，再输入至功率放大器作放大后由喇叭播出；是以，本发明是以数字化传输的硬件架构解决传统音响中段的模拟声音传输方式，不仅成功取代昂贵且功率损失高的声音功率缆线，亦可相对提升声音播放的品质。

附图说明

图1为本发明的一硬件架构方块图；

图2为本发明一部分电路方块图；

图3为本发明另一部分电路方块图；

图4为应用本发明的一音响现场布置示意图；

图5为习用专业舞台的音响级现布置示意图。

图号说明：

(10)数字声音传送装置    (11)多对一多工器

(12)A/D转换器           (13)控制单元

(131)控制器             (132)微调器

(133)时间取样控制器     (14)连接介面

(20)数字声音接收装置    (21)连接介面

(22)控制单元           (221)控制器

(222)时间取样控制器    (223)声道选择器

(23)D/A转换器          (24)监测回授单元

(30)传输媒体           (31)等化器

(32)功率放大器         (33)喇叭

(50)放大器             (60)喇叭

(70)功率缆线

具体实施方式

本发明是应用于一般音响前、后级装置间的中段声音放大传输介面，可以完全取代声音功率缆线的使用，以大幅降低音响架设的成本，同时有效改善声音品质，尤以远距离的声音播放最为显著。

本发明的数字传输方式是令音响后级的播音喇叭与功率放大器连接，其包含有下述各道步骤：

模拟数字转换，是将音响前级等化器输出的数个声道声音信号加以转换成为数字语音信号；

数字语音编码，是将上一步骤的数字语音信号依照其所属声道，加以编码处理为语音封包，并输出至传输媒体上，以传送至远程的后级播音装置；

数字语音封包解码，是于传输媒体上撷取对应与后级播音装置相同声道的语音封包，加以解码后取出对应声道的数字语音信号；

数字模拟转换，是将上一步骤的数字语音信号进行数字模拟的转换，以还原该声道的声音信号；

播放声音信号，将上一步骤取得的声音信号加以放大后透过喇叭对外播出。

上述数字传输方法可于数字语音编码及数字语音封包解码步骤间后增加一道数据压缩及解压缩步骤，以解决传输媒体上有限的传输的频宽。

请参阅图1所示，是本发明的硬件架构示意图，其包含有：

一前级数字声音传送装置10，是连接至音响前级的等化器31多声道输出端，如FR、FL、M、RR、RL、SW、MR、ML等；

至少一组后级数字声音接收装置20，是连接至对应的音响功率放大器32，各功率放大器32输出端仍对应连接至喇叭33的输入端；

一传输媒体30，是用以连接该前级数字声音传送装置10与各后级数字声音接收装置20的连接介面14，其可为总线式(BUS)网络传输线。

上述前级数字声音传送装置是将等化器31各声道输出的模拟连续信号处理为数字语音封包信号，并输出至传输媒体30上，由对应特定声道的后级数字声音接收装置20接收，再透过功率放大器32加以放大后由喇叭33播出。

请参阅图2所示，上述前级数字声音传送装置10，是包括有一控制单元13、一多对一多工器11及一连接介面14等，其中：

该控制单元13，是用以将声音信号处理为语音封包，并可另内建编码/压缩等机制，其包括有：

一控制器131，可为一般具运算功能的微处理器，其输出端是透过一微调器132控制该A/D转换器12的模拟信号取样值，该微调器132是可为一DSP处理器；

一时间取样控制器133，是连接于该控制器131、A/D转换器12及多对一多工器11间，用以提供前述各电子组件相同时钟(CLOCK)信号。

又该多对一多工器11，其数组输入端分别对应连接至该等化器(图中未示)的各声道输出端，又其输出端透过一A/D转换器12连接至该控制单元13，而将数字声音信号输入至该控制单元13；及

该连接介面14，是设于该控制单元13的输出端，可供总线传输媒体(图中未示)连接。

上述前级数字声音传送装置10是藉由多对一多工器以分时多任务方式对各个声道进行取样，再输入至A/D转换器12转换为数字信号后输入至控制器131中，以对数字信号进行编码、压缩作业后，透过连接介面14输入至传输媒体(图中未示)。

再请参阅图3所示，是为上述后级数字声音接收装置20的方块图，其包含有：

一控制单元22，是用以将声音信号处理为语音封包，并可另内建解码/解压缩等机制；其包括有：

一控制器221，是为一般具运算功能的微处理器，其输出端是透过一时间取样控制器222连接至该D/A转换器23；

一声音选择器223，是设于该控制器221的输入端，用以设定该控制器221接收的声道；其可为各种按键、旋钮及DIP开关等型式，供使用者方便设定其接收的声道；

一监测回授单元24，是设于该控制器221的输入端与功率放大器32及喇叭33的输出端的间，将该功率放大器32的输出信号回授至控制器221。

一D/A转换器23，是设于至该控制单元22的输出端，用以将解压及解码的数字声音信号转换为模拟信号，再输入至功率放大器32；及

一连接介面，是设于该控制单元22的输入端，可供总线传输媒体(图中未示)连接。

上述后级数字声音接收装置20因控制器221可透过声道选择器223设定接收特定的声道的数字语音封包，故控制器可透过连接介面21自传输媒体(图中未示)上取得相同声道的封包，并加以解压与解码后输出数字信号，再透过D/A转换器23转换输出一模拟声音信号，的后，即可输入至功率放大器32放大后由喇叭33对外播放。

请参阅图4所示，是为本发明布置的一示意图，将各组后级数字声音接收装置20分置于会场各地，再以一传输媒体30与前级数字声音传送装置10，即可取代原本以声音功率传输媒体30，由于各喇叭33配合一功率放大器32，故可透过后级数字声音接收装置20取得特定声道的声音信号，且因传输媒体30上是为未经放大的数字语音封包信号，故并不损耗声音的功率，进而影响喇叭33播放后音质不佳的问题。

由上述可知，本发明确实可改变目前音响设备架设及布置作业的环境，具有下述各项优点：

1.数字化传输环境：是藉由单一条网络线串接前、后级连接设备，并传输数字化语音封包于其上。

2.轻盈化音响设备：本发明完全取代原本音响的模拟式声音传输方式，改以数字化封包传输，令省略整组音响使用的大重量的声音功率传输线，而更形轻盈化。

3.简化设置音响作业：前、后级连接装置仅需一网络线即可串接，大量减少搬运及布置大重量的声音功率缆线。

4.理想音质：因前、后级连接装置间仅由一网络线串接，故大幅减低因使用声音功率缆线而造成功率损耗的问题。

5.成本低：因前、后级连接装置间仅由一网络线串接，配合数字化电子装置成本亦随着半导体产业发达而降低，且相对于大功率、低损耗的声音功率缆线的价格更为低廉，故确实具有产业上实用性。

Claims (12)

1、一种音响前、后级的声音数字化传输方法，其特征是：将音响前级等化器输出的多声道模拟声音信号处理成数字语音封包，再藉由传输媒体传送至线上的各后级播音装置，而特定声道的数字语音封包经由数字信号处理还原为声音信号后，由后级播音装置加以放大后播出。

2、根据权利要求1所述的音响前、后级的声音数字化传输方法，其特征是：该处理模拟声音信号为数字语音封包的程序是包含有：

模拟数字转换，是将模拟声音信号转换为可于传输媒体上传送的数字信号；

数字语音编码，是将上一步骤的数字信号依特定编码机制加以编码。

3、根据权利要求2所述的音响前、后级的声音数字化传输方法，其特征是：该数字信号处理是包含有：

数字语音封包解码，是于传输媒体上撷取对应与后级播音装置相同声道的语音封包，加以解码后取出对应声道的数字语音信号；

数字模拟转换，是将上一步骤的数字语音信号进行数字模拟的转换，以还原该声道的声音信号。

4、根据权利要求3所述的音响前、后级的声音数字化传输方法，其特征是：于该数字语音编码及数字语音封包解码步骤间后增加一道数据压缩及解压缩步骤。

5、根据权利要求1、2、3或4所述的音响前、后级的声音数字化传输方法，其特征是：该传输媒体是为总线网络线。

6、一种音响前、后级的声音数字化传输装置，其特征是：其包含有：

一前级数字声音传送装置，是连接至音响前级的等化器多声道输出端(FR/FL/M/RR/RL/SW/MR/ML等)，将模拟声音信号转换为数字信号；

至少一组后级数字声音接收装置，是连接至配合有功率放大器的喇叭的功率放大器，其中功率放大器设于喇叭的输入端；及

一传输媒体，是用以连接该前级数字声音传送装置与各后级数字声音接收装置。

7、根据权利要求6所述的音响前、后级的声音数字化传输装置，其特征是：该前级数字声音传送装置包括有：

一控制单元，是用以将声音信号处理为语音封包，并可内建编码/压缩机制；

一多对一多工器，其数组输入端分别对应连接至该等化器的各声道输出端，而其输出端是透过一A/D转换器连接至该控制单元的输入端，将数字声音信号输入至该控制单元；及

一传输介面，是设于该控制单元的输出端，可供一传输媒体连接。

8、根据权利要求6或7所述的音响前、后级的声音数字化传输装置，其特征是：该后级数字声音接收装置包括有：

一控制单元，是用以将声音信号处理为语音封包，并可另内建编码/压缩机制；

一D/A转换器，是设于至该控制单元的输出端，用以将解压及解码的数字声音信号转换为模拟信号，再输入至功率放大器；及

一传输介面，是设于该控制单元的输出端，可供一传输媒体连接。

9、根据权利要求7所述的音响前、后级的声音数字化传输装置，其特征是：该前级数字声音传送装置的控制单元包括有：

一控制器，可为一般具运算功能的微处理器，其输出端是透过一微调器控制该A/D转换器的模拟信号取样值；

一时间取样控制器，是连接于该控制器、D/A转换器及多对一多工器间，用以提供前述各电子组件相同时钟(CLOCK)信号。

10、根据权利要求8所述的音响前、后级的声音数字化传输装置，其特征是：后级数字声音接收装置的控制单元是包含有：

一控制器，是一般具运算功能的微处理器，其输出端是透过一时域控制电路连接至该D/A转换器；

一声音选择器，是设于该控制器的输入端，用以设定该控制器接收的声道；

一监测回授单元，是设于该控制器的输入端及功率放大器及喇叭的输出端，将该功率放大器的输出信号回授至控制器。

11、根据权利要求8所述的音响前、后级的声音数字化传输装置，其特征是：该传输媒体是为总线网络线。

12、根据权利要求10所述的音响前、后级的声音数字化传输装置，其特征是：该声音选择器可为各种按键、旋钮及DIP开关型式。

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