CN2465434Y - 频率均衡自动调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于音响的频率均衡自动调节装置,包括模数转换器、均衡模块、均衡器,还包括听音环境模块、音箱模块、用户模块;模数转换器对声源输入信号中多点频率进行采样,由均衡模块对信号的频率点采样结果进行运算,并根据预先存储的听音环境的容积、吸音系数、喇叭尺寸、放置高度、角度以及个人偏爱数据,进行补偿运算,将所得计算结果驱动均衡器来调节各频点的增益,使频率特性更为均匀。整个过程无须任何人为操作。

Description

频率均衡自动调节装置

本实用新型涉及多媒体应用电子技术领域，特别是涉及音响设备中的均衡装置。

频响控制，即通常所说的“频率均衡”，在现代电声技术中起着举足轻重的作用。均衡器是一种用来对频响曲线进行调节的频率均衡控制器，又称多频率补偿器。它能对不同频率的声音信号进行不同的提升和衰减，既能补偿由于各种原因造成的信号中欠缺的频率成分，也能抑制过多的频率成分。在文献“《高保真立体声放声技术》/沈壕、沈瑞芳编著/国防工业出版社/1988”第334至343页，对频率均衡器的工作原理有详尽的描述。频率均衡器的种类很多，但基本工作原理都一样。它们都是将全频带音频信号(20HZ—20KHZ)或全频带中某一部分按照一定的规律，分为几个或十几个甚至几十个频段，利用LC串联谐振的选频特性，分别对其进行提升或衰减处理，从而获得较平坦的频响校正曲线。现有的各种频率均衡器从控制方式来划分，有机械调控式和数控轻触式两种。无论哪种均衡器，都需要手动操作。均衡器的使用方法：一般先将均衡量提升到最大，并不断改变均衡频率，直至找出理想的均衡频率范围，随即减少提升量，直到获得满意的音质和聆听效果，当取得满意的声音效果时，应将多段均衡曲线记录下来，以备以后播放此类声乐时参考。正确使用均衡器，首先需要掌握均衡器的性能特点和使用技术，要求熟悉各种声源的频率特性、声压大小和动态范围，对均衡器应用于不同的声源，文献“《家庭音响设备》/周世标、冯筱林编著/上海科学技术出版社/1997”中第87至89页给出一些常用的调节准则和经验值。对于非专业音响工程师的普通使用者来说，往往对频率均衡没有清楚的概念，面对十几个旋钮、按键或滑动控制键，也就无法正确地使用它们来还原失真的声音信号。即使是专业音响工程师，每次播放节目也都要花费一定的时间、精力去调节各个按钮，十分烦琐。

本实用新型的目的就是提出一种智能化的自动均衡调节装置，使用者不再需要音响知识、无须手动控制，就可以很逼真地还原音乐节目的本来面貌。

为实现上述目的本实用新型采用以下技术方案：

一种自动均衡调节装置，包括声源、均衡器、扬声器，声源信号通过均衡器再由扬声器输出，其特征在于，还包括模数转换器、均衡模块，声源信号通过模数转换器中进入均衡模块，均衡模块驱动均衡器。

其特征还在于，本实用新型装置还包括听音环境模块、音箱模块、用户模块，这三个模块分别控制均衡模块。

由于采用模数转换器自动对声源进行采样，并由均衡模块分析处理，对采样频率点进行相应的提升或衰减，使输出信号的频率特性变得平坦，无须任何人为的操作，机器就能自动进行频率补偿，提高扩声质量。本装置具有自适应学习过程，对于任何频率成分的声源信号，都能快速校正其频率特性，使频率响应特性更为平坦、均匀，以达到最佳的现场聆听效果。

下面结合附图并通过具体的实施例对本实用新型做更进一步详细的说明。

图1为均衡处理前的声源信号频率特性示意图；

图2是本实用新型自动均衡调节装置的结构框图；

图3是均衡处理后的效果示意图；

图4是均衡程序的流程图。

来自不同设备的声源，或由于录制的原因，输出信号的频率特性通常不是很平坦，如图1，该声源信号低音丰富，而中、高音部分欠缺。为了校正频率特性，需要对图1的声源信号进行频率补偿，降低低音部分的增益，提升中、高音部分的增益。参见图1和图2，首先由模数转换器2对声源信号1的九个频率点63HZ，125HZ，250HZ，500HZ，1KHZ，2KHZ，4KHZ，8KHZ，16KHZ进行采样，每个采样电平用二进制码转换为一组电脉冲，即量化后编码成数字编码电平信号。该数字编码信号进入均衡模块3，由均衡模块3进行运算分析处理，详细分析该音源的频谱、各个频率分量的比例，提取特征频谱曲线，用所得计算结果驱动均衡器4来调节各频点的增益，控制均衡器4对音频范围内九个频率分别进行提升和衰减。这样，声源信号1通过均衡器4的频率补偿，再经放大由扬声器10放出，可以获得较好的声音质量。整个过程在十秒内完成，不影响人们欣常音乐。如图3，实线1表示均衡处理前的频率特性，畸变比较严重；点划线5为频率均衡器4的校正特性，完全由均衡模块3根据采样处理获得，它与均衡前互相补偿之后，得到均衡处理后的特性就变得非常均匀了，如虚线6所示。

本实用新型装置还包括听音环境模块7、音箱模块8和用户模块9。听音环境模块7是用来在一定程度上弥补建筑声学的结构缺陷的，音箱模块8则根据扬声器的频率特性来调节声源信号的频率分量输出，用户模块9则用来调节个人爱好。例如听音环境的房间过小或吸声材料的吸声系数过小对低音有可能产生驻波；而纸盆小的扬声器的低频响应不够好；这些因素导致的频率畸变可以通过听音环境模块7和音箱模块8来校正。而针对个人爱好不同，例如有些人喜爱听偏重低音的音乐，有些人喜爱听偏重高音的音乐，用户模块9则可以调节输出的频率分量。

在安装音响设备时，在模块7中预先设定听音环境的面积、容积、吸音系数；在模块8中预先设定音箱个数、喇叭尺寸、放置高度、角度等声学参数；在模块9中设定个人偏爱数据；这些数据都作为变量在均衡模块3中进行频谱补偿运算。均衡模块3将自动控制均衡器4校正由于房间共振特性或吸声特性不均匀或扬声器频率特性不平坦而产生的传声增益的频率失真和抑制声反馈。一旦设定好这些参数，便无须更改。如果音响设备的安装环境改变，也可以在各个模块中重新设定这些参数。

针对个人爱好，本实施例提供了一组参数选择，例如有些人喜爱听偏重低音的音乐，可以在用户模块9中将个人爱好数据设置为低音40％、中音30％、高音30％，根据个人爱好不同，以上数据也是可以更改的。

整个程序流程图如图4所示。对于不同的声源信号、听音环境、音箱尺寸、个人爱好，均衡模块均能通过程序运算得出频率校正结果，驱动均衡芯片控制各频点的增益。

Claims (5)

1、一种频率均衡自动调节装置，包括均衡器(4)，声源信号(1)进入均衡器(4)，经

均衡调节后进入扬声器(10)输出；其特征是：还包括

模数转换器(2)，用于对声源信号(1)中多点频率进行同步采样、量化和编码，采样信号输入微处理器(3)；

微处理器(3)，用于处理所述模数转换器(2)传来的多点频率的数字信号，降低或提升各频点的增益，并驱动均衡器(4)来调节各频点的增益；

均衡器(4)还与微处理器(3)连接，用于接受所述微处理器(4)的控制。

2、如权利要求1所述的频率均衡自动调节装置，其特征是：还包括

存储器(11)，用于存储听音环境的面积、容积、吸音系数(7)、音箱个数、喇叭尺寸、放置高度、角度(8)声学参数以及个人偏爱曲线(9)，所述微处理器(3)将以上数据作为变量进行频谱补偿运算。

3、如权利要求1或2所述的频率均衡自动调节装置，其特征是：所述模数转换器(2)对声源信号(1)的九个频率点63HZ，125HZ，250HZ，500HZ，1KHZ，2KHZ，4KHZ，8KHZ，16KHZ进行采样。

4、如权利要求1或2所述的自动均衡调节装置，其特征是：从采样到调节增益整个过程在十秒内完成。

5、如权利要求3所述的频率均衡自动调节装置，其特征是：从采样到调节增益整个过程在十秒内完成。

Images