CN1932753A - 声音输出系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种声音输出系统及方法，该系统包括一声音输出装置及一音频输出装置。其中，该方法包括如下步骤：该声音输出装置提供一通用串行接口及一模拟接口；当侦测到该声音输出装置连接该音频输出装置，则声音输出装置通过其通用串行接口发送所存储的补偿特性参数至音频输出装置；音频输出装置根据该补偿特性参数调整音频信号，并将该调整后的音频信号转换为模拟音频信号，并输出该模拟音频信号至声音输出装置的模拟接口；及声音输出装置输出该模拟音频信号。本发明可通过声音输出装置调整音频输出装置所输出的音频信号，从而保证重放的音质效果。

Description

声音输出系统及方法
【技术领域】
本发明涉及一种声音输出系统及方法，尤其涉及一种具有优化特性的声音输出系统及方法。
【背景技术】
随着人们生活水平的不断提高，人们对精神生活水平的要求也越来越高，他们大都喜欢在茶余饭后的休闲时间里享受音乐，因此音频输出装置已经越来越流行。为了方便听音频输出装置等便携式设备，人们通过耳机来听取其声音，而且随着生活水平的提高，用户要求耳机能把音频电信号还原成逼真的声音。
人声及各种音乐是一种随机信号，其波形十分复杂。人耳能听到的声音的频率范围一般在20Hz-20KHz，其中语言的频率范围约在150Hz-4KHz左右，而各种音乐的频率范围在40Hz-18KHz左右；人声的能量主要集中于200Hz-35KHz频率范围。因此耳机要能正确地重放这些随机信号，保证重放的音质效果，耳机必须具有宽广的频率效率特性，足够的声压级及较大的信号动态范围，且不能产生信号的延迟。其中，对耳机的效果影响较大的特性参数有：频率效率及频率相位延迟。频率效率是在不同频率输入一定功率的信号所得到的输出功率与该输入功率的比值，频率相位延迟是在不同频率输入某一相位的信号其所得的信号相位相对于输入信号相位的超前或滞后。然，普通的耳机未具有此种特性，从而导致听取声音效果很差。
因此，需要提供一种声音输出系统及方法，其根据耳机所提供之补偿特性参数补偿所述的信号延迟，保证重放的音质效果。
【发明内容】
本发明的实施方式提供一声音输出系统，该系统包括一声音输出装置及一音频输出装置。声音输出装置包括一存储器，存储至少一补偿特性参数；一通用串行总线控制器，通过一通用串行总线接口与音频输出装置进行通讯；及一模拟接口。该音频输出装置包括一微程序控制单元；一通用串行总线控制器，通过该音频输出装置的一通用串行总线接口与所述声音输出装置进行通讯，并当该声音输出装置通过所述音频输出装置之通用串行总线接口与音频输出装置连接时，则发送一侦测信号至所述声音输出装置；一补偿特性参数获取模块，用于通过所述该音频输出装置的通用串行总线接口获取所述声音输出装置的存储器中补偿特性参数；一信号输出单元，用于输出音频信号；一信号调整单元，用于根据该补偿特性参数调整该信号输出单元输出的音频信号；一信号调整单元，用于根据该补偿特性参数调整该信号输出单元输出的音频信号；一编解码器，将音频输出装置输出的音频信号转换为模拟音频信号；及一音频信号放大器，调节该模拟音频信号，并通过该音频输出装置的一模拟接口输出该音频信号至声音输出装置的所述模拟接口。本发明的实施方式还提供一声音输出方法，该方法包括如下步骤：(a)该声音输出装置提供一通用串行接口及一模拟接口；(b)当侦测到该声音输出装置连接该音频输出装置，则声音输出装置通过其通用串行接口发送所存储的补偿特性参数至音频输出装置；(c)音频输出装置根据该补偿特性参数调整音频信号，并将该调整后的音频信号转换为模拟音频信号，并输出该模拟音频信号至声音输出装置的模拟接口；及(d)声音输出装置输出该模拟音频信号。
本发明的实施方式还提供一声音输出装置，其包括：一存储器，存储至少一补偿特性参数；一通用串行总线接口，用于与外部的音频输出装置连接；一通用串行总线控制器，用于当该声音输出装置通过所述通用串行总线接口与音频输出装置连接时，输出所述补偿特性参数至音频输出装置；一模拟接口，用于接收所述音频输出装置通过所述补偿特性参数调整后的音频信号；及一音频信号输出单元，用于输出该音频信号。
利用本发明可实现补偿音频输出装置所输出的音频信号，以确保通过声音输出装置听取声音的音质效果。
【附图说明】
图1是声音输出系统的硬件架构图。
图2是声音输出方法的获取补偿特性参数作业流程图。
图3是声音输出方法的调整音频信号作业流程图。
【具体实施方式】
如图1所示，是声音输出系统的硬件架构图。该系统包括一声音输出装置10及一音频输出装置20。在本实施方式中，该声音输出装置10以耳机为例。该耳机10包括一通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)控制器101、一存储器102、一模拟(Analog)接口104及一音频信号输出单元105。该音频输出装置20包括一通用串行总线控制器201、一补偿特性参数获取模块202、一信号输出单元203、一信号调整单元204、一编解码器(CODEC)205、一音频信号放大器206、一模拟接口207、一微程序控制单元209及一存储器210。
该耳机10具有一通用串行总线接口100，其与通用串行总线控制器101相连。所述耳机10的存储器102与通用串行总线控制器101相连，存储该耳机10的补偿特性参数，该补偿特性参数主要是该耳机10的补偿频率效率及补偿频率相位延迟。该补偿频率效率及补偿频率相位延迟是测试时生成。通常人耳能听到的声音频率的范围在20Hz至20KHz，在20Hz至20KHz选取不同频率的音频信号输出至该耳机10以产生不同频段的声音信号，以反映该耳机10的真实频率效率及真实频率相位延迟，并将该耳机10的真实频率效率及真实频率相位延迟分别与理想频率效率及理想频率相位延迟进行比较，如果比较结果在一预定范围内，则该耳机10的补偿特性参数为0；若不在该预定范围内，则改变输出音频的信号，重新判断，直至结果属于预定范围，并将改变的效率舆相位延迟存入该存储器102中，作为该耳机10在该频率下的补偿效率及补偿相位延迟。
该音频输出装置20还具有一通用串行总线接口200，其与通用串行总线控制器201相连。音频输出装置20的通用串行总线控制器201侦测通用串行总线接口200是否插入一耳机10，如果插入耳机10，则发送一侦测信号至耳机10，耳机10的通用串行总线控制器101通过通用串行总线接口100接收该侦测信号，并根据该侦测信号从存储器102中读取该耳机10的补偿特性参数，发送至音频输出装置20。
该补偿特性参数获取模块202与通用串行总线控制器201及信号调整单元204相连，接收该补偿特性参数。该存储器210与微程序控制单元209相连，存储音频文件、影像文件等。当微程序控制单元209控制信号输出单元203从存储器210中读取音频文档并输出相应的音频信号时，信号调整单元204根据该补偿特性参数调整该音频信号，使该耳机10的频率效率及频率相位延迟达到理想的结果，从而改善该耳机10的输出音质。编解码器205将该音频信号转换为模拟音频信号，音频放大器206调节该模拟音频信号，并通过模拟接口207输出该音频信号至耳机10的模拟接口104，耳机10的音频信号输出单元105输出该模拟音频信号。
该耳机10的一控制单元103与该音频输出装置20的一控制单元208相对应。该控制单元103与耳机10的通用串行总线控制器101相连，接收用户调节音量及选择歌曲操作，该控制单元208与音频输出装置20的通用串行总线控制器201相连，接收用户的调节音量及选择歌曲操作。
如图2所示，是声音输出方法的获取补偿特性参数作业流程图。首先，音频输出装置20的通用串行总线控制器201侦测通用串行总线接口200耳机插入状况(步骤S200)，并判断是否有一耳机插入(步骤S201)。如果未有一耳机插入，则继续侦测；如果有一耳机插入，则通用串行总线控制器201通过通用串行总线接口200发送一侦测信号至耳机1O(步骤S202)，通用串行总线控制器101从存储器102中读取补偿特性参数(步骤S203)，并通过通用串行总线接口100发送该补偿特性参数至音频输出装置20(步骤S204)。
如图3所示，是声音输出方法的调整音频信号作业流程图。首先，补偿特性参数获取模块202通过音频输出装置20的通用串行总线接口200接收耳机10所发送的补偿特性参数(步骤S300)，信号输出单元203输出音频信号(步骤S301)，信号调整单元204根据该补偿特性参数调整该音频信号，使该耳机10的频率效率及频率相位延迟达到理想的结果，从而改善该耳机10的输出音质(步骤S302)。编解码器206将该音频信号转换为模拟音频信号(步骤S303)，音频信号放大模块13调节该模拟音频信号，并通过模拟接口207输出该模拟音频信号至耳机10的模拟接口104(步骤S304)，耳机10的音频信号输出单元105输出该模拟音频信号(步骤S305)。

Claims (11)

1.一种声音输出系统，其包括一声音输出装置及一音频输出装置，该音频输出装置包括一微程序控制单元及一用于输出音频信号的信号输出单元，其特征在于：
该声音输出装置包括：
一存储器，存储至少一补偿特性参数；
一通用串行总线控制器，通过一通用串行总线接口与音频输出装置进行通讯；
一模拟接口；及
该音频输出装置还包括：
一通用串行总线控制器，通过该音频输出装置的一通用串行总线接口与所述声音输出装置进行通讯，并当该声音输出装置通过所述音频输出装置之通用串行总线接口与音频输出装置连接时，则发送一侦测信号至所述声音输出装置；
一补偿特性参数获取模块，用于通过所述该音频输出装置的通用串行总线接口获取所述声音输出装置的存储器中补偿特性参数；
一信号调整单元，用于根据该补偿特性参数调整所述信号输出单元输出的音频信号；
一编解码器，将音频输出装置输出的音频信号转换为模拟音频信号；及
一音频信号放大器，调节该模拟音频信号，并通过该音频输出装置的一模拟接口输出该音频信号至声音输出装置的所述模拟接口。
2.如权利要求1所述的声音输出系统，其特征在于，所述的补偿特性参数依据声音输出装置的真实特性参数所建立，用于补偿该声音输出装置的真实特性参数，其包括该声音输出装置的补偿频率效率及补偿频率相位延迟。
3.如权利要求1所述的声音输出系统，其特征在于，所述声音输出装置的通用串行总线控制器与该存储器相连，用于读取该存储器存储的声音输出装置的补偿特性参数。
4.如权利要求1所述的声音输出系统，其特征在于，该声音输出装置及该音频输出装置还分别包括一控制单元，用于接收用户调节音量及选择歌曲操作。
5.如权利要求1-4之任一项所述的声音输出系统，其特征在于，该声音输出装置为耳机。
6.一种声音输出方法，其提供一声音输出装置及一音频输出装置，其特征在于，该方法包括如下步骤：
该声音输出装置提供一通用串行接口及一模拟接口；
当侦测到该声音输出装置连接该音频输出装置，则声音输出装置通过其通用串行接口发送所存储的补偿特性参数至音频输出装置；
音频输出装置根据该补偿特性参数调整音频信号，并将该调整后的音频信号转换为模拟音频信号，并输出该模拟音频信号至声音输出装置的模拟接口；及
声音输出装置输出该模拟音频信号。
7.如权利要求6所述的声音输出方法，其特征在于，所述的补偿特征参数包括该声音输出装置的补偿频率效率及补偿频率相位延迟。
8.如权利要求6或7所述的声音输出方法，其特征在于，该声音输出装置为耳机。
9.一种声音输出装置，其包括一音频信号输出单元，其特征在于，还包括：
一存储器，存储至少一补偿特性参数；
一通用串行总线接口，用于与外部的音频输出装置连接；
一通用串行总线控制器，用于当该声音输出装置通过所述通用串行总线接口与音频输出装置连接时，输出所述补偿特性参数至音频输出装置；及
一模拟接口，用于接收所述音频输出装置通过所述补偿特性参数调整后的音频信号。
10.如权利要求9所述的声音输出装置，其特征在于，所述的补偿特性参数包括该声音输出装置的补偿效率频率及补偿频率相位延迟。
11.如权利要求9或10所述的声音输出装置，其特征在于，该声音输出装置为耳机。
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