TW393872B - Audio system - Google Patents

Description

五、發明說明（1) 本發明係有關於包含一做為處理音塑 電路係包含有-接收-音響訊號之輸丄及ί;:二而： 之輸出；耦合至輸入用以產生立燮 i供應輸出訊號 器；及耦合至輸入(20)以及諧。：二U二之諧波產生 訊號與所產生諧波之總和訊號到輸出之訊號加：：二音響 本發明係更進而有關於處理音響訊號之電路;^ 響訊號之諧波產生器與方法。 ’及處理曰 根據本前言之音響系統係可從歐洲專利EP_A 予以了解。自從電動揚聲器的發明在長二 音響輸出之所需求，特別是在低頻 例如在電視組件或可攜式音響組件裏，則此音響：：：嚴 格地受到揚，器之較小尺寸所限制。而為人所知悉以 當低音揚聲器未能在此些低頻裏幅射更大之功率時此矛盾 現象係以使用可引起較高之低音響應之心理錯覺之通常為 被以參考成虛擬音質或遺失之基本諧波之電變化音響現象 來加以解決。此錯覺係可用替換以低頻音質來加以&造， 其雖係可存在於音響訊號中但卻是未能以較小之低頻揚聲 器、及此些音質之諧波來加以再生。而在此諧波係代表低 頻音質。 在所既知之音響系統裏音響訊號之低頻帶係被選擇並供 應至譜波產生器用以產生所選擇訊號之諧波。所產生之譜 波過後即被加進音響訊號。以此方法則音響訊號低頻辨認 度係被改善。在所既知之音響系統裏全波整流器係被使用 成諧波產生器’其為只是用來產生偶數諧波。全波整流器

五、發明說明（2) ~一~~~~- =缺點2 :產生之諧波之振幅係隨著諧波之數目快速地減 ^丄也ί疋，關於第2諧波，則第4、第6及第8諧波之振幅 糸二别=1 4dB、21 dB及26dB。因為所產生之諧波之振幅成 無:以:利虛擬音質效果在所既知之音響系統裏係 姦ί ί :之目的係提供一音響系，统，其中諧波產生器係可 佑姑：i ::其振幅實際上係彼此相f。在音響系統中係 人. =成目的，而其特徵在於諧波產生器係包 :鉉入：：’係予以積分音響訊號；及復置裝S，係除予 耦&之外，並在復置時間裏用以復置積分器。 可響訊號並在復置之時予以復置積分器，則 娘IJ 奇數和偶數之非對稱波形，因此所產生諧波之 2 J ί 14著諧波之*目而慢慢地漸減。#結果是，在依據 J發=音響系統中，則有相當強之虛擬音質：果在：據 :在波之振幅係比例於音響訊號之振幅，所 象在輪出…並無被错波產生器所引起之干擾失真現 予：ίίγ之音響系統之實施例，其特徵係將復置裝置 ;分器。並且藉此量度，：波：=:::==復置 根可在輸出訊號中提供-經常之譜波流 予：ίίί;之音響系统之實施例，其特徵係將復”置 予以” Μ貫她以便於決定依賴於音響訊 置裒置 期。此是根據本發明之音響系統之“ ‘實施復置週

C:\Program Files\Patent\55595. ptd 第6頁 五 、發明說明 ' 一 ' ~ " " ---- 根據本發明之音響系統之進—步之實施例，其特徵係將 復置裝置予以具體實施以便於在至少一部分之復置週期之 ，間裏予以復置積分器。並且藉此量度，而可預防音響訊 號之某些部分不被積分，例如係在訊號之振幅 此些部分。 貝之 ,根據本發明之音響系統之進一步之實施例，其特徵係將 ，置裝置予以具體實施以便於當音響訊號跨越臨限值予以 復置積分器。並且藉此，因而超過某一臨限值之音響訊號 之此些部分之積分可被預防。 、根據本發明之音響系統之進一步之實施例，其特徵係諧 ，產生器更進而含有整流器用以整流音響訊號，其中整流 器係耦合於整流器以便於整流訊號可被積分器所積分。並 且藉此量度，使得音響訊號之負部分也可對於所產生諧波 之振幅有所助益。 根據本發明之被音響系統所再生之一些低頻音質，係可 ί所知覺成為具有比起在音響訊冑中所給予之相對應 =曰質為較高之響度。為了補償此不想要之加工“ 據本發明之音響系統之進一步之實 5§ ^ ,·； S ^ ^ 貫^例，其特徵係將整流 :予以具祖貫知以便於可限制積分訊號之振幅。依 式，低頻音質之所知覺響度係可被控制，最 ：一 方法以使得所知覺之響度可實際上即相等 ： 根據本發明之音響系統之進一步之 原末之s度 整流器予以具體實施以便於可停止 :H，其特徵係將 上之積分運算。此為一簡單有效之實 ' ;積分訊號之振幅 貫知例用以限制積分訊

五、發明說明（4) 號之振幅以及低頻音質之知覺響度。 根據本發明之音塑系 整流器予以1 ¥音二系，·先進一步之實施例，其特徵係將 正机益卞以具體貫施以便 或頻率之it八更於了接收依賴於積分訊號之振幅 次頻羊之積》運异之時間常數。藉 幅可逐漸地受限制，而又積刀汛號之振 滑控制。 便低頻a貝之所知覺之響度得以平 圖式之簡單說明 上述之本發明之目的和特徵若以參考圖式之敕#音A吞丨 之下列敘述將是更為容易明白。亏圖式之較佳貫粑例 圖1係顯示本發明之音響系統之方塊圖。 圖2係顯示本發明之處理一音響訊 圖3係顯示本發明之譜波產生器之方塊】路之方塊圖。 例圖4係顯示可被使用在目前發明上之-積分器之第！實施 圖5係顯示目前發明上所使 置裝置為組合在-起。 电峪-甲積分益和復 圖6和圖7係分別顯示第2和第3實施例，其 本發明之積分器。 / 、 使用在 圖8和圖9係分別顯示第】和第2實施例，其 被使用在本發明上之與積分器組 者為 在圖4和圖5。 、心限制态，例如 圖1 〇係顯示本發明之響應於施加在諧波產生 波輸入訊號所產生之各種波形之圖形^ . g。 之正弦 在此些圖示中，相同之元件係提供以相同之參考符號。

C:\Program F i1es\Patent\55595. ptd 第8頁 五、發明說明（5) 具體實施例 圖1係顯示本發明之音響系統之方塊圖。音響系統係包 含：訊號來源1 0 ’係以分別藉由電路丨2和放大器1 4而予以 輕合至揚聲器16。訊號來源10也可以從CD、卡式錄放音機 或接收訊號或其他音響來源而予以取得其訊號，電路12係 處理訊號來源1 〇所供應之音響訊號，而用此方式係使得在 音響訊號雖給予低頻音質但因受尺寸限制之關係而無法被 揚聲器1 6所再生並改以此些音質之諧波予以替代。為揚聲 器1 6所再生之此些諸波係引起較高部分之低音響應。電變 化音響現象係經常被參考成虛擬音質或遺失之基本諧波。 被電路1 2所處理之音響訊號其後再被放大器丨4所放大，此 被放大之訊號然後再被揚聲器1 6所再生。 圊2係顯示本發明之用以處理音響訊號之電路1 2之方塊 圖。電路12係含有輸入20用以接收音響訊號及輸出26用以 供應輸出訊號。電路1 2係更進而含有：譜波產生器2 2，係 耦合於輸入20 ;訊號加總裝置24，係耦合於輸入2〇 ;及諧 波產生器2 2，係用以供應音響訊號與諧波產生器2 2至輸出 2 6之輸出訊號之總和。 在用以處理音響訊號之電路1 2中第一滤波器係可插入於 輸入2 0與諧波產生器2 2之間。最好是具體實施此第一渡波 器以便於可通過在未能被揚聲器16所再生之音響訊號中之 低頻成分，而在此同時音響訊號中之混附dc成分則遭到阻 擅。也可在電路1 2中插入第二遽波器於猎波產生器2 2與訊 號加總裝置24之間。藉由第二濾波器被揚聲器丨6所再生之

五、發明說明（6) 諸波數係可被控制。不僅如此’第三濾波器係可在電路i 2 中插入於輸入20與訊號加總裝置24之間。最好是，此第三 濾波器可被使用來阻擋在無法被揚聲器所再生之音響訊號 中之此些低頻成分，如此則可預防揚聲器1 6之過負載。 圖3係顯示本發明之諧波產生器2 2之方塊圖形。错波產 生器22係包含：輸入30，係接收一音響訊號；及輸出38， 係用以供應一輸出訊號。諧波產生器22係更進而包含積分 器34 ;及予以耦合以外之復置裝置36。積分器34係積分被 輸入30所接收之音響訊號並供應所積分之訊號至輸出38。 予以具體實施復置裝置36以便於在復置時間予以復置積分 器34。依此法，輸出訊號係包含奇數諧波和偶數諧波兩刀 者，於疋此些諧波之振幅.在實際上係彼此相等。不僅如 此’因為所產生諧波之振幅係比例於音響訊號之振幅，所 以無干擾失真被諧波產生器2 2所引起。 復置時間係可在許多不同之方法中由復置裝置3 6所決 定。復置裝置36係可決定依賴於音響訊號之一些性質之復 置時間’例如為週期、振幅或零交越。復置裝置3 6也可決 定依賴於輸出訊號之同樣性質之復置時間。不僅如此，復 置裝置36也決定依賴於音響訊號和輸出訊號兩者之復置^ 間。而由根據本發明之諧波產生器22所特別指定之實施例 中也可明白，係可給予連接35和37中之唯一或兩者。也' 諧波產生器22係可更進而包含：整流器32，係可將衿 30所接收之音響訊號予以整流。 w 圖4係顯示可被使用在本發明之積分器34之第一實施

C:\Program Files\Patent\55595. ptd 第10頁 五、發明說明（7) 例。積分器34係包含：輸入4〇，係用以接收輸入訊號；及 輸出訊號52 ’係用以供應輸出訊號。積分器34係更進而包 含：操作放大器50，係正輸入為被接地；及電阻48、電容 器46、開關44係以彼此為平行加以安置並予以耦合操作放 大器50之負輸入而至其輸出。操作放大器5〇之此負輸入係 也被搞合’經由電阻42再至輸入40。操作放大器5〇之輸出 係被搞合至積分器34之輸出52。開關44係受由復置裝置36 所產生之復置訊號RST所控制’而依此法使開關44得以在 復置時間被關閉。 凡熟習此技藝之人士均明白被接收在輸入4 〇之輸入訊號 係可以積分器34之實施例來予以積分，於是所積分之訊號 係被供應至輸出5 2。積分器被復置，也就是，當開關4 4被 關閉時’電容器46被放電並且輸出訊號被復置為零。 圖5係顯示使用在本發明之一電路，在此積分器3 4與復 置裝置36係被組合在一起。此電路係包含：輸入64，係用 以接收一輸入訊號；及輸出6 6 ’係用以供應輸出訊號。電 路係更進而包含被需求用為輸入訊號之積分運算之圖4之 元件，也就是，電阻42.和48、操作放大器5〇及電容器46。 開關4 4係藉由電晶體6 2予以完成。因為電晶體6 2之基極係 經由反相益6 0予以耗合至輸入6 4 ’當輸入訊號為負時電晶 體6 2係導通（也就是，開關4 4被關閉並且積分器被復置）。 另一方面，當輸入訊號為正時，電晶體6 2係不導通，也就 是，開關44為被打開。 根據本發明之音響系統所產生之一些低頻音質，係被人

C:\Program Files\Patent\55595. ptd 第Π頁 五、發明說明（8) 類知覺成具有比起在音響訊號所給予對應之低頻 =響度。為了補償此不想要之加工物，積分器以可被且 體貫施以便於限制積分訊號之振幅。依此方式，低頻音質 之所知覺之響度係可被控制，最好是以用此一方法以使得 所知覺之響度可實際上即相等於原來之塑戶。 、圖8和圖9係將可使用來限制例如在圖二二5所顯示之積 为器34之輸出訊號之範圍之限制器之第一和第二實施例分 ! = ϊ示；在圖8和圖9中限制器係包含反相放大器，而 其，由輸=9〇，輸出102，操作放大器m及兩個電阻器92 和9 8所組成。反相放大哭少蕾厭4y 。 λw双A 之電壓增益之絕對值係等於電阻 ㈣之電阻值除以電阻器92之電阻值。圖8之限制器、及 兩個一極，94和96係被置放成與電阻器98為平行，以預防 反？放大器之輸出訊號不超過某一電壓界限。因為操作放 大器100之正輪入係被接地’所以負輸入之電壓也為零（虚 擬，地）。如此，當輸出訊號為負時二極體94係導通，也 就是，當被輸入90所接收之輸入訊號為正時。依相同方 式’當輸出訊號為正時二極萼96係導通，也就是，當輸入 :號為負時。依此方式’當使用矽二極體時，輸出訊號之 範圍係被限制在大約-〇. 6與+ 〇 · 6伏特之間。 甘在限制器Ϋ ’預防反相放大器之輸出訊號不超過 二 堅1限之工作係以兩個齊納二極體1 1 〇和1 1 2來執 行在此¥輸出汛號為正時齊納二極體1 1 〇係導通，而 當輸出訊號為負時齊納二極體112係導通。依此方式，輸 出訊號之範圍係被限制在大約齊納二極體110之反相齊納

第12頁 C:\Program Files\Patent\55595. ptd 五、發明說明（9) n齊納二極體112之反相齊納電 如圖8和圖9所示之限制器係可 積分器34。在以將積分器34之。二如如圖4所示之 9〇，因而提供做為積分器34之輸2 J、，·。至限制器之輪入 而言，則以此耗合為例也會是 效=限制用之方式上 之輸出1〇2予以耗合至積分器34之放^的。也可將限制器 積分器34之輸入訊號之限制用。僅 因而提供做為 之功能與積分器34之功能予以組合。=也可將限制器 如此組合之兩個例子。圖6係 圖7即是顯示 ==之組合情形。而;二 益34之組合情形則描述於圖7。 圚4所不之積分 例如顯示在圖4之積分.器34，係也可予 ，受依賴於積分訊號之振幅之積分運算之時體二施以' :’積分訊號之振幅係逐漸被限制，因：； 所知覺之響度得以平滑控制。接受此積分運時 ::3變電阻器42之電阻值和/或電容器‘之電容γ來數 J拖一 f。、而電阻器4'2之有效電阻值係可被改變，例如以 、固或更多個電阻予以串聯或並聯於電阻42。電容哭 4 6之有效電容值係可被改變，例如以切換一個或更多個^ 阻予以串聯或並聯於電容器4 6。 圖1 〇 ϋ顯示本發明之響應於施加在請波產生器2 2上之正 弦波輸入訊號所產生之各種波形之典型圖形a· g。在此些 圖形上輸入訊號係以直線加以表示並且所產生之波形係藉 由虛線來加以表示。在圖丨〇之波形a上係可被本發明之諧 C:\Prograin Files\Patent\55595. ptd 第13頁 五、發明說明（10) 波產生器22所產生，其中輸入訊號係在積分之前予以整 流’而積分器3 4係在輸入訊號之每一週期結束時以復置裝 置3 6予以復置。波形b和c係以同樣做法而可被諧波產生器 22所產生，因此，對於波形b而言，積分器34係在輸入訊 號之每一週期結束時予以復置，而對於波形c而言，積分 器3 4係在輸入訊號之每一零交越時予以復置。波形d係可 被泊波產生器2 2來加以產生，而諧波產生器2 2係包含積分 器34與如圖5所述之復置裝置36之組合。在此情形，諧波 產生器22係不包含整流器22 » 在圖10之波形e、f及g係可以如上所述波形a之相同方式 而被本發明之諧波產生器22所產生。波形e係被諧波產生 器22所產生，並：以具體實施以便於停止依賴於積分訊號 之振幅之積分運异。在此，諧波產生器22係也包含如圊6 和圖7之所示之積分器34，或如圖4之所述之 如如圖8和圖9之所示之限制器之组人。 〃 -波器34來說明積；運算之時間常數之接 1 ，積分斋34之積分運算之時間常數係 在輸入汛號之母一週期期問早，、，& U功间于以接受’而此接受 如、被積分訊號之振幅或頻， 安又广依罪例 + ^ , 干 疚形g係也可以相同方式 來加以產生，而積分器34係在輪A 1^ 以桩兵-戈。去缺仏u _ 长輸入机號之母一週期期間予 以接又一-人 田然地也可以#拉接八.φ々々 + 過二次之接受之如此方式來=分運异之時間常數之超 乃式木女排積分器34。 對於凡是熟習此項技術之人丄I 峨# i以；ί； M PH + f ^ 而言，則很明顯地許多改 ^可以不離開基本的原則即可加以完成上述之發明。例 五、發明說明（11) 如、執行在本發明之項目之訊號處理係也可以指定積體電 路或以可程式微處理器上運轉之軟體來加以執行。不僅如 此，例如、如在圖4上所示之積分器3 4，電阻器4 8也可加 以省略。諧波產生器2 2之輸出訊號之振幅之所需要之限制 也可藉由用某一乘法係數做輸入或輸出訊號之乘法來達 成0

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Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1. 一種音響系統，包含：可處理音響訊號之電路（12)， 該電路（12)包含：有一接收一音響訊號之輸入（2〇)及一供 應輸出訊號之輸出（26);耦合至輸入（20)用以產生音響訊 號之諧波產生器（2 2);及耦合至輸入（2 0 )以及諧波產生器 (2 2)用以供應音響訊號與所產生諧波之總和訊號到輸出 (26)之訊號加總裝置，其特徵在於：諧波產生器（22)包 含··積分器（34)’係予以積分音響訊號；及復置裝置 (36) ’係輕合至積分器（34) ’並在復置之時用以復置積 器（34)。 2. 如申請專利範圍第！項之音響系統，其特徵在於： 復置裝置（3 6 )係具體實施成可根據復置週期而予以 期性地復置積分器（34)。 ’ 3. 如申請專利範圍第2項之音響系統，其特徵在於： 復置裝置（36)係具體貫施成可決定依賴於音塑之 之復置週期。 a %朋 4 .·如申請專利範圍第2、或3項之音響系统，其特徵在 復置裝置（36),小穴姐m 在復 分之期間予以復置積分器（34)。 5 _如申請專利範圍第1項之音響车 9 f示既，其特徵在於. 當音響§fl號越過臨限值時復詈梦罢He、^ 风I扳1U6)係且體眚始, 可復置積分器（34)。 ，、肢貫 6.如申請專利範圍第1項之音 諧波產生器（2 2)係更包含 響系統，其特徵在於·· 用以整流音響訊號之整流

   六'申請專利範圍 器（32)，而整流器（32)係耦合至 ~ 訊號可被積分器（34)所積分。Λ刀裔（34)以便於整流器 7. 如申請專利範圍第1項之音 積分器（34)係具體實施成Ί，、特徵在於： 幅。 战了限制所積分之訊號之振 8. 如申請專利範圍第7項之音鄉么 積分器（34)係具體實施成可曰根據统，其、特徵在於： 來停止積分運算。 又 斤積刀之訊號之振幅 9. 如申請專利範圍第7項之音塑 積分器（34)係具體實施成可曰根摅’鍺、八寺徵在於： 或頻率來接受積分運算時間f數。 7刀《m號之振幅 一種可處理音響訊號之電路（12)，包含 輸入⑽及一供應輸出訊號之輸出(⑻;柄 合至輸人（20)用以產生音響訊號之譜波之譜波產生器 (22)，及耦合至輸入（2〇)以及諧波產生器（22)用以供應音 響訊號與所產生諧波之總和訊號到輸出（26)之訊號加總裝 置（24) ’其特徵在於：諧波產生器（22)包含：積分器 (34)，係予以積分音響訊號；及復置裝置（36)，係耦合至 積分器（34 ) ’並在復置之時用以復置積分器（34)。 11 · 一種譜波產生器（2 2 )’其特徵在於：諧波產生器 (22)包含·積分器（34)，係予以積分一音響訊號；及復置 裝置（36)，係耦合至積分器（34)，並在復置之時用以復置 積分器（34)。 12. —種可處理音響訊號之方法，包含：音響訊號之諸

   C:\Program F i1es\Patent\55595. ptd 苐17頁 六、申請專利範圍 波之產生及音響訊號與所產生諧波之總和訊號之供應’其 特徵在於：諧波之產生係包含音響訊號之積分運算及在復 置之時該積分運算結果之復置。

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