CN215072818U - 音箱及扩声系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种音箱及扩声系统。该音箱包括接收电路、分频电路、分路电路、功放电路和扬声电路，接收电路用于接收音频信号；分频电路包括第一输入端和第一数量个第一输出端，第一输入端耦接至接收电路，分频电路用于对音频信号进行分频；分路电路包括第二输入端和第二数量个第二输出端，第二输入端与至少一个第一输出端连接，分路电路用于对第二输入端输入的信号进行分路；功放电路包括数量均为第二数量的第三输入端和第三输出端，第二数量个第三输入端分别与第二数量个第二输出端耦接，功放电路用于对第三输入端输入的信号进行放大；扬声电路与第二数量个第三输出端连接，且与未连接至分路电路的第一输出端连接。提高了音箱的灵活性和适配性。

Description

音箱及扩声系统

技术领域

本申请涉及扩声技术领域，特别是涉及一种音箱及扩声系统。

背景技术

随着信息技术的发展，在多种场合，例如教室、会议或演唱会等，为了让更多人听到播放的声音等，往往需要使用扩声系统进行扩音。

然而，在教室或会议室内实际布置和安装扩声系统时，由于房间声学特性的多样性以及扩声系统安装调节的复杂性，因受限于房间声学特性的多样性等场地因素，通常难以实现理想的扩声效果。

实用新型内容

本申请主要解决的技术问题文本是提供一种音箱及扩声系统，能够提高音箱的灵活性和适配性。

为了解决上述问题文本，本申请第一方面提供了一种音箱。该音箱包括接收电路、分频电路、分路电路、功放电路和扬声电路，接收电路用于接收音频信号；分频电路包括第一输入端和第一数量个第一输出端，第一输入端耦接至接收电路，分频电路用于对音频信号进行分频；分路电路包括第二输入端和第二数量个第二输出端，第二输入端与至少一个第一输出端连接，分路电路用于对第二输入端输入的信号进行分路；功放电路包括数量均为第二数量的第三输入端和第三输出端，第二数量个第三输入端分别与第二数量个第二输出端耦接，功放电路用于对第三输入端输入的信号进行放大；扬声电路与第二数量个第三输出端连接，且与未连接至分路电路的第一输出端连接。

为了解决上述问题文本，本申请第二方面提供了一种扩声系统，该扩声系统包括拾音设备和上述的音箱，拾音设备与音箱通信连接，拾音设备用于采集得到音频信号并将音频信号发送至音箱。

上述方案，本申请中音箱通过分频电路对音频信号进行分频，并利用分路电路对其中至少一路分频后的信号进行分路，使得音箱在对音频信号的处理过程中可以实现对某一路分频信号进行多通道扩展，可以提高音箱的灵活性，以及提高音箱对场地适配性，从而可以提升音箱的扩声效果。

附图说明

图1是本申请扩声系统一实施例的结构示意图；

图2是本申请音箱一实施例的结构示意图；

图3是本申请音箱另一实施例的结构示意图；

图4是本申请扩声系统另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请提供以下实施例，下面对各实施例进行具体说明。

请参阅图1，图1是本申请扩声系统一实施例的结构示意图。该扩声系统10可以包括拾音设备11和音箱12，其中，拾音设备11与音箱12通信连接，拾音设备11用于采集得到音频信号并将音频信号发送至音箱12。例如拾音设备11可以是无线拾音设备，拾音设备11与音箱12通过无线连接方式建立通信连接，拾音设备11可以用于采集环境现场声音，将采集的声音以无线电波的方式将音频信号发射至音箱12，使得音箱12接收到音频信号后进行播放。

在一些实施例中，在扩声系统中，拾音设备11可以与音箱12进行配对，其配对方式可以采用红外配对、UHF(Ultra High Frequency，特高频)配对、蓝牙连接配对等，本申请对此不做限制。可以理解的是，配对的拾音设备11与音箱12通信连接，拾音设备11可采集得到音频信号，并实时将音频信号发送至配对的音箱12。

请参阅图2，图2是本申请音箱一实施例的结构示意图。该音箱20包括接收电路21、分频电路22、分路电路23、功放电路24和扬声电路25，其中，接收电路21、分频电路22、分路电路23、功放电路24和扬声电路25可以依次连接。

接收电路21用于接收音频信号，其中，拾音设备将采集得到音频信号发送至音箱20时，音箱20的接收电路21可以用于实时接收拾音设备发送的音频信号。

可选地，接收电路21接收到音频信号后，接收电路21可将音频信号传输至分频电路22。在一些实施例中，若接收电路21接收到的音频信号为经过拾音设备通过预设编码方式进行编码后发送的音频信号，接收电路21还可以用于按照预设解码方式对音频信号进行解码处理，并将经过解码处理后的音频信号传输至分频电路22。其中，预设编码方式可以是OPUS编码、PCM(Pulse Code Modulation，脉冲编码调制)编码等无损编码方式。预设解码方式可以是OPUS解码、PCM解码等无损解码方式，本申请对此不做限制。

分频电路22包括第一输入端221和第一数量个第一输出端222，第一输入端221耦接至接收电路21，分频电路22的第一输入端221可接收到来自接收电路21传输的音频信号。第一输入端221接收到音频信号后，分频电路22可以用于对音频信号进行分频，将音频信号进行分频后，第一数量个第一输出端222将进行分频后的音频信号分别进行传输。第一预设数量可以根据具体应用场景设置，本申请对此不做限制。

分路电路23包括第二输入端231和第二数量个第二输出端232，第二输入端231与至少一个第一输出端222连接，第二数量个第二输入端231可用于接收分频电路22发送的至少部分经过分频的音频信号。分路电路23可以用于对第二输入端231输入的信号进行分路，从而将分路后的信号传输至功放电路24。

功放电路24包括数量均为第二数量的第三输入端241和第三输出端242，第二数量个第三输入端241分别与第二数量个第二输出端232耦接，第二数量个第三输入端241分别接收耦接的第二数量个第二输出端232传输的分路信号，功放电路24可以用于对第三输入端241输入的信号进行放大，从而第二数量的第三输出端242分别将进行放大的信号传输至扬声电路25。

扬声电路25与第二数量个第三输出端242连接，可以接收功放电路24的第二数量个第三输出端242发送的经过放大处理的信号。另外，扬声电路25还与未连接至分路电路23的第一输出端222连接，从而可以接收分频电路22传输的另一至少部分经过分频的音频信号。

本实施例中，音箱通过分频电路对音频信号进行分频，并利用分路电路对其中至少一路分频后的信号进行分路，使得音箱在对音频信号的处理过程中可以实现对某一路分频信号进行多通道扩展，可以提高音箱的灵活性，以及提高音箱对场地适配性，从而可以提升音箱的扩声效果。

请参阅图3，图3是本申请音箱30另一实施例的结构示意图。该音箱30可以包括接收电路31、分频电路35、分路电路36、功放电路38和扬声电路39；另外，该音箱30还可以包括啸叫抑制电路32、降噪电路33、均衡电路34或加权电路37中的至少一个。

接收电路31用于接收音频信号。其中，拾音设备将采集得到音频信号发送至音箱30时，音箱30的接收电路31可以用于实时接收拾音设备发送的音频信号。该接收电路31的具体说明可以参考上述实施例，此处不再赘述。

在一些实施例中，若接收电路31接收的是经过预设编码方式进行编码的音频信号，接收电路31还可以对音频信号根据预设解码方式进行解码，以得到单通道音频数据，也即是经过解码的音频信号。

在一些实施例中，音箱30可以包括啸叫抑制电路32，啸叫抑制电路32包括第五输入端321和第五输出端322，第五输入端321与接收电路31连接，在接收到接收电路31发送的音频信号后，啸叫抑制电路32可以对接收的音频信号实时进行啸叫检测，啸叫抑制电路32可以用于对音频信号进行啸叫抑制。具体地，啸叫抑制电路32可以用于对接收的音频信号进行自适应滤波处理，然后再对滤波处理后的音频信号实时进行啸叫检测，如果自适应滤波的抑制效果不好，啸叫检测得到的值达到预设阈值时，可以进一步采用移频法、陷波法等其他啸叫抑制算法对接收的音频信号进行处理。

可选地，啸叫抑制电路32的第五输出端322可以与分频电路35的第一输入端351连接，可以用于将经过啸叫抑制后的音频信号发送至分频电路35。

可选地，啸叫抑制电路32的第五输出端322可以与降噪电路33的第六输入端331连接，用于将经过啸叫抑制后的音频信号发送至降噪电路33进行处理。

可选地，啸叫抑制电路32的第五输出端322可以与均衡电路34的第七输入端341连接，用于将经过啸叫抑制后的音频信号发送至均衡电路34进行处理。

在一些实施例中，音箱30还可以包括降噪电路33，降噪电路33包括第六输入端331和第六输出端332，第六输入端331与接收电路31连接，在接收到接收电路31发送的音频信号后，降噪电路33可以用于对音频信号进行降噪处理，例如实时的对音频信号进行单通道降噪、去混响等音频降噪处理。

可选地，降噪电路33的第六输出端332可以与第一输入端351连接，可以用于将经过降噪处理后的音频信号发送至分频电路35。

可选地，降噪电路33的第六输出端332可以与均衡电路34的第七输入端341连接，用于将经过降噪处理后的音频信号发送至均衡电路34进行处理。

在一些实施中，音箱30还可以包括均衡电路34，均衡电路34包括第七输入端341和第七输出端342，第七输入端341与接收电路31连接，在接收到接收电路31发送的音频信号后，均衡电路34可以用于对音频信号进行人声响度归一化处理，并对音频信号进行均衡滤波处理。例如利用自动增益控制(Automatic Gain Control，AGC)对音频信号进行人声响度归一化处理，通过AGC可以将音频信号的人声响度调整到预设范围，使得人声响度保持在一恒定范围。另外，均衡电路34的第七输出端342与分频电路35的第一输入端351连接，使得均衡电路34可将经过人声响度归一化处理、均衡滤波处理的音频信号发送给分频电路35。

分频电路35包括第一输入端351和第一数量个第一输出端352，第一输入端351耦接至接收电路31，分频电路35用于对音频信号进行分频。其中，分频电路35为二分频电路35，第一数量个第一输出端352包括一个第一频段输出端3521和一个第二频段输出端3522，第一频段输出端3521所输出的信号频段高于第二频段输出端3522所输出的信号频段。其中，分频电路35可以将接收到的音频信号分频为第一音频信号和第二音频信号，例如第一音频信号为高频信号，第二音频信号为中低频信号，第一频段输出端3521可用于传输高频信号，第二频段输出端3522可用于传输中低频信号。

其中，分频电路35的第二频段输出端3522连接至分路电路36的第二输入端361，可将第二音频信号发送至分路电路36进行处理。另外，分频电路35的第一频段输出端3521连接至扬声电路39，使得分频电路35的可将第一音频信号发送至扬声电路39进行处理。

分路电路36包括第二输入端361和第二数量个第二输出端362，第二输入端361与至少一个第一输出端352连接，分路电路36用于对第二输入端361输入的信号进行分路，可以将单通道的音频信号复制为多通道阵列进行输出，例如将接收的音频信号分为第二数量个相同的音频信号，分别利用第二数量个第二输出端362进行传输。

在一些实施例中，音箱30还可以包括加权电路37，加权电路37包括数量均为第二数量的第四输入端371和第四输出端372，其中，第二数量个第四输入端371分别与第二数量个第二输出端362连接，使得可以分别接收到分路电路36的第二数量个第二输出端362传输的音频信号。加权电路37用于对第二数量个第四输出端372所输入的信号分别进行加权。音箱30可以根据获取音箱30的配置参数，对音箱30进行配置，配置参数包括音箱30的目标权重，可以实现将安装调试过程得到的安装空间内适配阵列权重系数导入控制系统进行适配调整，优化扩声系统的覆盖声场和室内扩声效果。

加权电路37的第二数量个第四输出端372分别与功放电路38的第二数量个第三输入端381连接，从而可以将经过加权处理的第二数量个音频信号，分别利用第二数量个第四输出端372传输至第二数量个输入端，从而使得功放电路38可以接收音频信号进行处理。

其中，通过在分路电路36和功放电路38之间连接加权电路37，通过对接收的音频分别进行加权，可以进一步提升与环境场地的适配度，从而提升音箱30的扩声效果。

在本申请中，加权电路37可以通过DSP(Digital Signal Process，数字信号处理)、ARM(Advanced RISC Machines，ARM处理器)等芯片来对音频信号实现加权处理，本申请对加权电路37的具体电路结构不做限制。

可选地，功放电路38包括数量均为第二数量的第三输入端381和第三输出端382，第二数量个第三输入端381分别与第二数量个第二输出端362耦接，功放电路38用于对第三输入端381输入的信号进行放大。

可选地，功放电路38包括数量均为第二数量的第三输入端381和第三输出端382，在音箱30包括加权电路37的情况下，第二数量个第三输入端381分别与第二数量个第四输出端372耦接，使得可以分别接收到加权电路37经过加权处理后传输的音频信号，功放电路38用于对第三输入端381输入的信号进行放大。

扬声电路39与第二数量个第三输出端382连接，且与未连接至分路电路36的第一输出端352连接。其中，扬声电路39包括一个第一频段扬声电路391和第二数量个第二频段扬声电路392，第一频段扬声电路391与分频电路35的第一频段输出端3521连接，使得扬声电路39可以利用第一频段扬声电路391接收分频电路35的第一频段输出端3521发送的第一音频信号。

扬声电路39的第二数量个第二频段扬声电路392分别与第二数量个第三输出端382连接，使得扬声电路39可以利用第二数量个第二频段扬声电路392分别接收功放电路38的第二数量个第三输出端382发送的第二音频信号。

在一些实施例中，上述音箱30可以包括啸叫抑制电路32、降噪电路33、均衡电路34或加权电路37中的至少一个，在音箱30均存在啸叫抑制电路32、降噪电路33、均衡电路34和加权电路37的情况下，其音箱30各电路之间的连接方式可以如图3所示的连接方式进行连接；也即是接收电路31、啸叫抑制电路32、降噪电路33、均衡电路34、分频电路35、分路电路36、加权电路37、功放电路38和扬声电路39依次连接。在音箱30均存在啸叫抑制电路32、降噪电路33、均衡电路34或加权电路37之中的任意两者的情况下，其音箱30的各电路的连接方式可以参考附图3所示的先后连接顺序进行连接。其各电路的具体电路结构可以采用现有的电路结构实现，本申请在此不做限制。

本实施例中，音箱通过分频电路对音频信号进行分频分为高频和中低频信号，并利用分路电路对中低频信号进行分路复制为多通道信号，使得可以同时实现多通道和单通道音频信号进行处理，提高了音箱的灵活性和适配性；另外，音箱通过啸叫抑制电路对音频信号进行啸叫抑制，降噪电路对音频信号进行降噪处理，均衡电路对音频信号进行人声响度归一化处理，并对音频信号进行均衡滤波处理，可以减小音箱的啸叫问题、回声问题、安装空间前后排响度差异大、语言清晰度差等问题；通过加权电路对信号分别进行加权，使得可以针对音箱的安装空间对音箱进行调试，提高音箱对场地适配性，从而可以提升音箱的扩声效果，还可以减小系统调试需要专业人员导致的安装成本。

在一些实施例中，对于上述加权电路37对第二数量个第四输出端372所输入的信号分别进行加权，可以采用现有任意实现信号加权的电路实现。在一些实施例中，该加权电路37对各信号所采用的加权权重是预先设置或者由用户输入的，另外，为适配扩音设备的安装空间，该加权权重可以是基于扩音设备的安装空间的空间尺寸确定的，例如，可通过获取扩音设备的安装空间的空间尺寸并获取若干组候选数据；其中，每组候选数据包括实测声学参数和若干候选权重；基于空间尺寸，得到扩音设备的目标声学参数；基于目标声学参数分别与若干组候选数据中实测声学参数之间的偏差值，选择一组候选数据作为目标数据；基于目标数据中若干候选权值，得到该加权权重。

请参阅图4，图4是本申请扩声系统另一实施例的结构示意图。该扩声系统40包括拾音设备41和音箱42，拾音设备41与音箱42通信连接，拾音设备41用于采集得到音频信号并将音频信号发送至音箱42。其中，音箱42的具体说明可以参考上述实施例，本申请在此不再赘述。

在一些实施例中，拾音设备41包括声音采集电路411、模数转换电路412和发送电路413。其中，声音采集电路411用于采集环境声音。在一些应用场景中，可以将拾音设备41放置在室内的固定位置，以采集室内的环境声音。模数转换电路412与声音采集电路411连接，模数转换电路412可以用于将环境声音进行模数转换，得到音频信号。发送电路413与模数转换电路412连接，可以用于将音频信号发送至音箱42。

可选地，拾音设备41与音箱42可以通过无线连接方式建立通信连接，从而通过通信连接将音频信号传输至音箱42。例如拾音设备41的发送电路413与音箱42的接收电路421可以通过U段(Ultra High Frequency，简称UHF，特高频)、V段(Very High Frequency，简称VHF，甚高频)、蓝牙、2.4G无线技术等中的任一者实现通信连接。

该实施例的具体实施方式可参考上述实施例的实施过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，电路或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种音箱，其特征在于，包括：

接收电路，用于接收音频信号；

分频电路，包括第一输入端和第一数量个第一输出端，所述第一输入端耦接至所述接收电路，所述分频电路用于对所述音频信号进行分频；

分路电路，包括第二输入端和第二数量个第二输出端，所述第二输入端与至少一个所述第一输出端连接，所述分路电路用于对所述第二输入端输入的信号进行分路；

功放电路，包括数量均为所述第二数量的第三输入端和第三输出端，所述第二数量个所述第三输入端分别与所述第二数量个所述第二输出端耦接，所述功放电路用于对所述第三输入端输入的信号进行放大；

扬声电路，与所述第二数量个所述第三输出端连接，且与未连接至所述分路电路的第一输出端连接。

2.根据权利要求1所述的音箱，其特征在于，所述音箱还包括加权电路，所述加权电路包括数量均为所述第二数量的第四输入端和第四输出端，其中，所述第二数量个所述第四输入端分别与所述第二数量个所述第二输出端连接，且所述第二数量个所述第四输出端分别与所述第二数量个所述第三输入端连接，所述加权电路用于对所述第二数量个所述第四输出端所输入的信号分别进行加权。

3.根据权利要求1所述的音箱，其特征在于，所述分频电路为二分频电路，所述第一数量个第一输出端包括一个第一频段输出端和一个第二频段输出端，所述第一频段输出端所输出的信号频段高于所述第二频段输出端所输出的信号频段，且所述第二输入端连接至所述第二频段输出端。

4.根据权利要求3所述的音箱，其特征在于，所述扬声电路包括一个第一频段扬声电路和所述第二数量个第二频段扬声电路，所述第一频段扬声电路与所述第一频段输出端连接，且所述第二数量个所述第二频段扬声电路分别与所述第二数量个所述第三输出端连接。

5.根据权利要求1所述的音箱，其特征在于，所述音箱还包括啸叫抑制电路，所述啸叫抑制电路包括第五输入端和第五输出端，所述第五输入端与所述接收电路连接，且所述第五输出端与所述第一输入端连接，所述啸叫抑制电路用于对所述音频信号进行啸叫抑制。

6.根据权利要求1所述的音箱，其特征在于，所述音箱还包括降噪电路，所述降噪电路包括第六输入端和第六输出端，所述第六输入端与所述接收电路连接，且所述第六输出端与所述第一输入端连接，所述降噪电路用于对所述音频信号进行降噪处理。

7.根据权利要求1所述的音箱，其特征在于，所述音箱还包括均衡电路，所述均衡电路包括第七输入端和第七输出端，所述第七输入端与所述接收电路连接，所述第七输出端与所述第一输入端连接，所述均衡电路用于对所述音频信号进行人声响度归一化处理，并对所述音频信号进行均衡滤波。

8.一种扩声系统，其特征在于，所述扩声系统包括拾音设备和如权利要求1至7任一所述的音箱，所述拾音设备与所述音箱通信连接，所述拾音设备用于采集得到所述音频信号并将所述音频信号发送至所述音箱。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述拾音设备包括：

声音采集电路，用于采集环境声音；

模数转换电路，与所述声音采集电路连接，所述模数转换电路用于将所述环境声音进行模数转换，得到所述音频信号；

发送电路，与所述模数转换电路连接，用于将所述音频信号发送至所述音箱。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述拾音设备的发送电路与所述音箱的接收电路通过U段、V段、蓝牙中的任一者实现所述通信连接。

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