CN1802034B - 一种用于声学回声抵消系统音源的实际声音信号拾取装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于声学回声抵消系统音源的实际声音信号拾取装置，用于拾取扬声器的实际声音信号。该装置包括：扬声器、置于扬声器音箱内的传声器；所述扬声器接受外部设备输入的电信号，并将电信号转换为声音信号输出；所述传声器用于拾取扬声器的实际声音信号，并输出相应的电信号。本发明公开的一种用于声学回声抵消系统音源的实际声音信号拾取装置，能够拾取无论扬声器工作在线性状态还是非线性状态时的真实声音信号，并输出相应的电信号。

Description

一种用于声学回声抵消系统音源的实际声音信号拾取装置
技术领域
本发明涉及一种用于声学回声抵消系统音源的实际声音信号拾取装置，特别是涉及一种在扬声器处于线性或非线性工作状态时都能够拾取到其实际声音信号的音源信号拾取装置。
背景技术
在汽车上，使用免持电话使司机在方便地通过蜂窝电话进行通话的同时可以双手开车，这样可以避免司机一手持电话一手开车所带来的可能导致交通事故的危险。许多国家已经或者很快在法律上规定司机在开车时只能使用免持电话。而在办公室里，电话会议可以让距离比较远的几个地方的许多人一起举行会议而不需要他们聚集在一起，这样不仅可以节省很多时间和旅行的费用，而且使工作效率大大的提高。电话会议中至少有一处是由几个人聚在一个房间里使用同一个(组)扬声器和传感器，以保证每个出席的人都能和远处的人互动式交流。
无论是在汽车里使用免持电话还是办公室里进行电话会议，如图1所示，回声的影响可能干扰声音信号的清晰度和可懂度，而且严重时可能造成扬声器啸叫，导致系统失效。解决回声问题的最好办法是声学回声抵消。终端的扬声器和传声器之间的声学回声通路或者称为空间的冲击响应可以被自适应滤波器辨识出来，滤波器的输出产生一个回声的估计信号，用它将传声器信号中的回声减去。一般情况下，扬声器处于线性工作状态时，技术人员认为扬声器的输入信号近似为扬声器输出的声音信号，把扬声器的输入信号作为回声估计信号，在传声器中进行回声抵消。但是，在很多低成本的应用中，回声通路出现非线性成分是经常发生的。比如，车载免持电话系统中使用的扬声器一般比较小，而在使用中往往将音量开得过大，超出扬声器的线性范围；再如移动电话的电池电量低时，功率放大器的供电电压较低，造成音量较高时的消波现象，这也是一种非线性。当扬声器处于非线性工作时，扬声器的输入信号和扬声器实际发出的声音信号差距很大。如果我们仍然把扬声器的输入信号作为回声估计信号用于声学回声抵消，就达不到回声抵消的效果。
因此就需要一种不管扬声器工作在线性状态还是非线性状态都能够拾取扬声器实际发出的声音信号的装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不管扬声器工作在线性状态还是非线性状态下都能够拾取到扬声器的实际声音信号的装置。
为了达到上述目的，本发明采用下列技术方案，如图2所示，该装置包括扬声器3，置于扬声器音箱2内的传声器1；所述扬声器接受外部设备输入的电信号X，并将电信号转换为声音信号Y输出；所述传声器1用于拾取扬声器的实际声音信号Y，并输出相应的电信号Y″。
在上述的技术方案中，还包括在扬声器音箱2的后腔用隔板开出一个小腔4，传声器1置于小腔4中；所述小腔4的隔板要使声音从大腔6传至小腔4时衰减20～30dB；小腔4的隔板的材料可以是木、塑料或其他声学衰减材料。
在上述的技术方案中，还包括一个包住传声器1的外壳5；所述外壳5要使声音从大腔6传至外壳5内时衰减20～30dB，外壳5的材料可以是木、塑料或其他声学衰减材料。
本发明将传声器置于扬声器音箱内部是为了拾取到与扬声器实际声音信号最相符合的信号。如果将传声器置于扬声器音箱外部，外部噪声和回声将会被传声器拾取，那么传声器输出的电信号仍然不能准确表示扬声器的实际声音信号；而置于扬声器音箱内部的传声器不受外界声音的影响，原因有两点：
a、由于纸盆和音箱壳体的隔声作用，箱体外声源发出的声音传至传声器1时衰减5～8dB。
b、箱体内形成了驻波场，箱体内部的声压级远远高于箱体外部。如图2所示，一个置于箱体外面的传声器2(图中没有表示)与内部传声器1拾取到由扬声器发出声音的声压级相比，内部传声器1大约要高30～40dB。因此，要保证音箱内部的传声器工作在正常范围内，传声器1的灵敏度要比传声器2的灵敏度低30～40dB。这样，与扬声器发出的声音相比，对于拾取外部的声音来说内部的传声器1的灵敏度要低35～45dB。
该装置工作过程为：扬声器接受外部设备的输入电信号X，将其转换为声音信号Y输出，传声器1拾取扬声器的实际声音信号并输出相应的电信号Y″；当扬声器在线性范围内工作时，传声器1拾取到的信号与扬声器接受外部输入的电信号高度相关，并与扬声器输出的实际声音信号高度相关，即Y″＝X＝Y；而当扬声器工作在非线性状态时，扬声器接受外部输入的电信号与扬声器输出的实际声音信号相去甚远，相关性较差，即Y≠X，而此时传声器1拾取到的信号恰恰能反映扬声器的真实状态，即Y″＝Y。
本发明的优点在于，无论扬声器工作在线性状态还是非线性状态，传声器都能够拾取真实的声音信号并输出相应的电信号。
附图说明
图1声学回声产生示意图；
图2本发明装置简图；
图3本发明装置中的隔板法衰减方式简图；
图4本发明装置中的包裹法衰减方式简图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
由于扬声器音箱内部的声音信号很强，普通传声器很容易达到饱和而处于非线性状态，这时传声器输出的电信号就不能与扬声器的实际声音信号高度相关。所以，本装置要求传声器一定要工作在线性状态下。
实施例1
如图2所示，采用一常规的扬声器3及其音箱2，扬声器3的型号不限，音箱2的形状大小也没有特别要求，均为市场常见类型；在音箱中放置一低灵敏度传声器1，该传声器的灵敏度要比市场上常见的普通传声器低20～30dB，传声器1的固定方式不限，不致影响其性能即可，；该较低灵敏度传感器1在音箱内可以工作在线性状态，其输出电信号就与扬声器3的实际声音信号高度相关
实施例2
如图3所示，采用一常规的扬声器3及其音箱2，扬声器3的型号不限，音箱2的形状大小也没有特别要求，均为市场常见类型；从音箱2后腔中隔出一个小腔4，小腔4采用木制隔板，使声音从大腔6传至小腔4时衰减20～30dB，隔板的厚度、位置及固定方法不限，只要达到预期隔声量即可；在小腔4中放置普通麦克风作为传声器1，该传声器型号不限，市场上常见传声器都可以使用，传声器的固定方式不限，不致影响其性能即可，这样可以使普通传声器1在线性范围内工作。
实施例3
如图4所示，采用一常规的扬声器3及其音箱2，扬声器3的型号不限，音箱2的形状大小也没有特别要求，均为市场常见类型；在音箱后腔内放置的普通传声器1外套上一个外壳5，外壳5要使此时普通传声器1的灵敏度比没有做处理时低20～30dB；外壳5的材料为塑料或其它声学材料，其厚度以达到预期的隔声量为准，体积以能置入传声器1为准，外壳固定位置和方式不限；这样可以使该普通传声器1在线性范围内工作。

Claims (5)

1.一种用于声学回声抵消系统音源的实际声音信号拾取装置，包括：传声器；其特征在于，还包括一扬声器，和在所述扬声器的音箱的后腔中用隔板隔出一个小腔，所述传声器置于所述小腔内；所述扬声器接受外部设备输入的电信号，并将电信号转换为声音信号输出；所述传声器用于拾取扬声器的实际声音信号，并输出相应的电信号；
其中，所述小腔的隔板选用能使声音，从扬声器音箱传至小腔内时衰减20～30dB的材料制作。
2.根据权利要求1所述的一种用于声学回声抵消系统音源的实际声音信号拾取装置，其特征在于，所述小腔的隔板为木制板或塑料板。
3.根据权利要求1所述的一种用于声学回声抵消系统音源的实际声音信号拾取装置，其特征在于，还包括一个包住传声器的外壳。
4.根据权利要求3所述的一种用于声学回声抵消系统音源的实际声音信号拾取装置，其特征在于，所述外壳的制作材料要选用能使声音，从扬声器音箱传至外壳内时衰减20～30dB的材料。
5.根据权利要求4所述的一种用于声学回声抵消系统音源的实际声音信号拾取装置，其特征在于，所述外壳的制作材料为木制材料或塑料材料。
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