CN207612406U - 一种具有多种均衡器的音箱管理器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有多种均衡器的音箱管理器，该音箱管理器包括控制单元、与控制单元相连的用于音频数字处理的DSP，与DSP相连的N1个模拟输入通道和N2个模拟输出通道，其中N1≥1，N2≥1；DSP包括N1路数字输入通道，N2路数字输出通道，以及连接数字输入通道和数字输出通道的路由混音器。其中，数字输入通道包括用于输入信号处理的31段图表均衡器和第一12段参量均衡器；数字输出通道包括用于输出信号处理的第二12段参量均衡器和FIR滤波器。通过本实用新型，能够从相位‑频率响应上对音频信号进行校正，同时能够通过多种均衡器，从幅度和时间上对音频信号进行全方位的均衡，实现声频系统的高保真要求。

Description

一种具有多种均衡器的音箱管理器

技术领域

本实用新型涉及音频系统领域，更具体地说，涉及一种具有多种均衡器的音箱管理器。

背景技术

随着科学技术的发展，音视频行业数字化已经兴盛起来，逐步渗透到整个音频信号链的每个节点，并通过数字通信网络通信实现系统的智能化。为实现扩声系统功率放大器和音箱的工作状态最佳化，提升音箱表现能力，并有效地保障功率放大器的工作安全性，数字式的音箱管理器是高性能、高要求扩声系统的必备设备。

传统的数字音箱管理器囿于硬件成本和DSP资源的限制，以及使用上复杂程度的限制，一般仅仅具备多段的参量均衡滤波器或者15-31段的图表均衡器，只在幅度-频率响应上对音频信号予以处理，不能从相位-频率响应上对音频信号进行校正以及对音频信号进行全方位的均衡，难以实现声频系统的高保真要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种具有多种均衡器的音箱管理器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种具有多种均衡器的音箱管理器，包括：控制单元、与所述控制单元相连的用于音频数字处理的DSP，与所述DSP相连的N1个模拟输入通道和N2个模拟输出通道，其中 N1≥1，N2≥1；所述DSP包括N1路数字输入通道，N2路数字输出通道，以及连接所述数字输入通道和所述数字输出通道的路由混音器；

所述数字输入通道包括用于输入信号处理的31段图表均衡器和第一12 段参量均衡器；

所述数字输出通道包括用于输出信号处理的第二12段参量均衡器和FIR 滤波器。

优选地，所述N1为4，所述N2为8。

优选地，所述DSP内置硬件加速单元。

优选地，4路所述数字输出通道的所述FIR滤波器的最大节数为1024节。

优选地，剩余4路所述数字输出通道的所述FIR滤波器的最大节数为512 节。

优选地，路由混音器为4x8规格。

优选地，所述数字输出通道还包括连接在所述第二12段参量均衡器之后的全通滤波器。

优选地，4路所述模拟输入通道共有一个4通道ADC转换器，和/或

8路所述模拟输出通道中每4路共有一个4通道DAC转换器。

优选地，该音箱管理器包括：包含所述模拟输入通道和所述模拟输出通道的接口母板；包含所述DSP的DSP子板；包含输入按键和输出显示的显示按键面板。

优选地，所述DSP子板与所述接口母板通过一双排插针连接，所述显示面板通过一4线连接线缆与所述接口母板连接。

实施本实用新型的一种具有多种均衡器的音箱管理器，具有以下有益效果：能够从相位-频率响应上对音频信号进行校正，同时能够通过多种均衡器，从幅度和时间上对音频信号进行全方位的均衡，实现声频系统的高保真要求。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一种具有多种均衡器的音箱管理器一实施例的逻辑框图；

图2是图1中一种具有多种均衡器的音箱管理器的详细逻辑框图；

图3是图1中一种具有多种均衡器的音箱管理器的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1和如图2所示，在本实用新型的一种具有多种均衡器的音箱管理器的实施例中，该音箱管理器包括：控制单元10、与控制单元10相连的用于音频数字处理的DSP20，与DSP20相连的N1个模拟输入通道30和N2个模拟输出通道40，其中N1≥1，N2≥1；DSP20包括N1路数字输入通道21，N2路数字输出通道23，以及连接数字输入通道21和数字输出通道23的路由混音器 22。其中，数字输入通道21包括用于输入信号处理的31段图表均衡器和第一12段参量均衡器；数字输出通道23包括用于输出信号处理的第二12段参量均衡器和FIR滤波器。可以理解为，输入端的31段图表均衡器常用于衰减或提升某些频段信号的幅度，以弥补整扩声环境的不足，调整扩声场所的音色，防止回授的产生等，例如31段图表均衡器可针对啸叫集中的频段进行大范围衰减，而12段参量均衡器则常用于啸叫分散的单独频率进行衰减，这两种均衡器共同完成对现场麦克风啸叫点的衰减。输出端使用12段参量均衡器可实现对单个音箱进行音色处理或音箱特性的修饰。输出端的FIR滤波器则可调整信号的时延特性，实现不同频率信号的相位对齐。输入输出多种均衡器的配合使用能够保证声压级的情况下声音较高的保真度。

此外，整个处理器采用固定构架，保证每通道处理时延的一致，进而保证声音不会因为处理模块不同导致时间差。

具体的，可以设置为4个模拟输入通道30和8个模拟输出通道40。每个模拟输入通道30对应一个设置于DSP20内部的数字输入通道21。每个模拟输出通道40对应一个设置于DSP20内部的数字输出通道23。

根据图2所示的一种具有多种均衡器的音箱管理器的详细逻辑框图，可以理解为音频信号流向图，具体的，4路模拟输入信号经过差分输入缓冲放大器后，进入ADC模数转换器转换成96k采样率/24bit深度的数字信号，送入数字信号音箱管理器中进行各种信号处理。4个数字输入通道21处理区域里，每个通道均设置了输入电平表、增益/极性、输入延时(0ms～1000ms)、31段 GEQ和12段PEQ组成的输入均衡器、压缩器等处理模块。经过处理后的输入信号送入路由混音器终，路由混音器的规格为4×8规格，可工作于路由和混音模式，具体应用时由用户自行选择。

8个数字输出通道23上均设置了由高低滤波器组成的分频器模块，12段 PEQ、二阶全通滤波器、FIR滤波器、输出延时器(10us～1000ms)、RMS&Peak 限幅器、输出电平表等，以便让输出信号与音箱更为适配。对于数字输出通道 23上FIR滤波器，通过在在DSP20内部设置硬件加速器，实现FIR滤波器的节数的增加。具体的，可以实现1～4路数字输出通道23上FIR滤波器的节数最大为1024节，5～8路数字输出通道23上FIR滤波器的节数最大为512节，高于当前现有产品中FIR滤波器节数512节的水平，具有更好的低频处理能力，大大提升音箱的低频表现力，提供大幅度提高低成本音箱音质的有效手段。

经过处理后的8路数字输出通道23上的音频信号，经过8路模拟输出通道40上的DAC数模转换器变换成模拟信号，再经过有源低通滤波器和平衡输出电路从对应的输出端口输出。

进一步的，4路模拟输入通道30共有一个4通道ADC转换器，和/或8路模拟输出通道40中每4路共有一个4通道DAC转换器，当然这个可以根据需要进行选择。本实施例中，ADC转换器选用4通道的AK5388，DAC转换器选用 4通道的PCM4104，8个输出通道需用两片PCM4104。

如图3所示的上述的一种多种均衡器的音箱管理器的结构示意图，该实施例中，该音箱管理器包括：包含模拟输入通道30和模拟输出通道40的接口母板200；包含DSP20的DSP子板100；包含输入按键和输出显示的显示按键面板300。其中DSP子板100与接口母板200通过一双排插针400连接，显示按键面板300通过一4线连接线缆500与接口母板200连接。通过上述功能单元模块化的设计方式，整机工艺简单，且故障定位十分便捷，单元调试效率较高。

具体的，为兼顾功能单元的可重用性，DSP子板100以最小工作系统独立设计的模块。在本实施例中，DSP子板100是一个功能完整的独特的嵌入式计算机单元，内核工作速率达到450MHz，其核心工作电源电压为1.2V，接口电源电压为3.3V。DSP子板100上不仅承载了最小系统的内存单元如SDRAM芯片、固件/参数存储的串行E2ROM芯片，还有3.3V/1.2V的DC/DC转换电源。模块化的DSP子板100可以使用双面PCB板，以满足接口母板的电气性能要求，降低线路板材料成本。接口母板200包括了输入输出模拟通道的各种电路，可以理解为包括接口电路、ADC、DAC，以及控制单元中的主板控制计算机和多组电源调整电路。为了增强操控的友好性，显示按键面板300采用图形点阵的 LCD显示屏来显示中文或英文，同时为降低面板操控和界面显示对主板控制计算机主要工作任务的影响，减少显示按键面板300与接口母板200之间的连接线缆，本实施例中，控制单元还包括与主板控制计算机之间采用TTL电平的 232串行接口连接的微控制器STM32F103，用于控制LCD屏显示、按键和编码器旋钮输入响应、多段的LED电平表显示。主板计算机定时地将DSP的电平信息通知显示按键面板300并点亮LED电平表，同时，显示按键面板300也将面板上的按键输入、旋钮输入的控制参数传递给主板控制计算机，再由主板控制计算机转发给DSP做实时调整。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种具有多种均衡器的音箱管理器，包括控制单元、与所述控制单元相连的用于音频数字处理的DSP，与所述DSP相连的N1个模拟输入通道和N2个模拟输出通道，其中N1≥1，N2≥1，其特征在于：

所述DSP包括N1路数字输入通道，N2路数字输出通道，以及连接所述数字输入通道和所述数字输出通道的路由混音器；

所述数字输入通道包括用于输入信号处理的31段图表均衡器和第一12段参量均衡器；

所述数字输出通道包括用于输出信号处理的第二12段参量均衡器和FIR滤波器。

2.根据权利要求1所述的具有多种均衡器的音箱管理器，其特征在于，所述N1为4，所述N2为8。

3.根据权利要求2所述的具有多种均衡器的音箱管理器，其特征在于，所述DSP内置硬件加速单元。

4.根据权利要求3所述的具有多种均衡器的音箱管理器，其特征在于，4路所述数字输出通道的所述FIR滤波器的最大节数为1024节。

5.根据权利要求4所述的具有多种均衡器的音箱管理器，其特征在于，剩余4路所述数字输出通道的所述FIR滤波器的最大节数为512节。

6.根据权利要求2-5任意一项所述的具有多种均衡器的音箱管理器，其特征在于，所述路由混音器为4x8规格。

7.根据权利要求2-5任意一项所述的具有多种均衡器的音箱管理器，其特征在于，所述数字输出通道还包括连接在所述第二12段参量均衡器之后的全通滤波器。

8.根据权利要求2-5任意一项所述的具有多种均衡器的音箱管理器，其特征在于，4路所述模拟输入通道共有一个4通道ADC转换器，和/或

8路所述模拟输出通道中每4路共有一个4通道DAC转换器。

9.根据权利要求2-5任意一项所述的具有多种均衡器的音箱管理器，其特征在于，包括：

包含所述模拟输入通道和所述模拟输出通道的接口母板；

包含所述DSP的DSP子板；

包含输入按键和输出显示的显示按键面板。

10.根据权利要求9所述的具有多种均衡器的音箱管理器，其特征在于，所述DSP子板与所述接口母板通过一双排插针连接，所述显示面板通过一4线连接线缆与所述接口母板连接。