TW507464B - System to automatically proceed equalization adjustment of frequency response for the built-in speaker of electronic device - Google Patents

Description

507464 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（Ί )

發明背景：A 本發明係一種用以調整喇叭頻率響應之系統，尤指一種可針對電子裝置內 建之喇叭自動進行頻率響應等化調整之系統，該系統主要係在一喇叭被安裝至 一電子裝置內時，該電子裝置內所設之一中央處理單元，可即時計算出一組等 化增益値(equalizing gain)，並將其儲存至一數位等化器內，俾該等化器日後可 依該等增益値，自動對該喇叭進行頻率響應之調整。 先前技術： 按，近數十年來，由於科技產業之快速發展，人們生活及工作之步調，隨 著競爭劇烈之市場現況而加快，便利快捷之交通設施，亦令工商發展之區域逐 漸擴大，人們在每曰繁忙之行程中，爲能增進工作效率，及改善生活品質，對 電子字典、電子記事簿、個人數位助理器(personal digital assistance)及行動電 話(mobile phcme)···等電子裝置依賴之程度，與日倶增，目前，該等電子裝置不 僅已成爲人們工作上，一不可或缺之工具，在某些人之日常生活中，該等裝置 亦儼然成爲生活之一部份，因此，確保該等裝置具有良好之音效品質，即成爲 一般使用者或提供通訊服務之業者所共同關注之基本要求。 近年來，由於各式電子字典、電子記事簿、個人數位助理器及行動電話… 等電子裝置，可爲人們提供日常工作與生活中，一些必要之資訊，無論該等電 子裝置係屬電子字典、電子記事簿、個人數位助理器或行動電話，其輸出之語 音訊息，均係透過該等電子裝置內所安裝之一喇叭，將其撥放出來，故對經常 使用該等裝置之使用者而言，該等電子裝置音效輸出品質之良窳，即成爲一般 使用者之基本要求。 有鑒於此，目前，該等電子裝置之設計及製造業者，在該等電子裝置內安 裝妥一喇叭後，均會針對該喇D八所產生之頻率響應與預期產生之最佳音效，進 行頻率響應之比對，並透過調整所配接之等化電路(equalizer)上之電組及電容 値，以令該喇叭獲得適當之增益(gain)，有效校正該喇叭輸出之頻率響應，令其 能在一般人聽覺之頻率範圍內(2〇Hz〜20KHz)，能產生最佳之音效。 由於，傳統上，在對該等電子裝置上所安裝之喇叭，進行各頻率範圍內之 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — i----------裝--------I ------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 507464 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明) 等化調整(equalization tuning)時，一般均係透過測試儀器對各取樣頻率範圍內 之輸出音效進行測試，再利用人工方式，反覆調整所配接之等化電路上之電組 及電容値，以令該喇叭能產生最理想之輸出頻率響應。然而，此一調校方式， 不僅作業冗長繁瑣，耗時費力，且在該等電子裝置上重新更換喇叭時，又需重 新進行冗長之調校作業，極易令工作人員心生厭煩，而敷衍了事，導致調校作 業之品質，因人而異，無法維持在一定之品管水準，令該等電子裝置之設計及 製造業者頗爲困擾。 近年來，雖有部份業者針對此一問題，開發出一種數位式之等化電路 (digital equalizer)，期利用該等數位式之等化電路有效解決此一問題，惟，該等 業者在對該等電子裝置上所安裝之喇叭，進行各頻率範圍內之等化調整 (equalization timing)時，仍係透過測試儀器對各取樣頻率範圍內之輸出音效進 行測試，再將所計算出之應調整增益値輸入該數位等化電路中，俾該數位等化 電路能令該喇叭產生最理想之輸出頻率響應，此一作法，並未有效改善冗長之 測試程序，且在該等電子裝置重新更換喇叭時，亦仍需重新進行重覆之測試程 序，造成人力及時間上無謂之浪費。 發明綱要： 有鑒於前述對該等傳統電子裝置上所安裝之喇叭，進行各頻率範圍內之等 化調整(equalization tuning)時，所發生之諸多問題，發明人乃硏究出一種可針 對電子裝置內建之喇叭自動進行頻率響應等化調整之系統，主要係在一電子裝 置內安裝一喇叭後，利用其上所設之一中央處理單元(CPU)，透過一音效控制 電路(audio controller)，產生一適當頻寬範圍之標準音源訊號，俾其內所設之一 數位等化器(digital equalizer)在接收到該標準音源訊號後，可先依其初始增益値 (gain)，透過該喇叭將該音源訊號輸出，並由該電子裝置內所設之一麥克風接收 後，再經由該音效控制電路傳回至該中央處理單元，俾該中央處理單元將所接 收之音響訊號與所設定之理想頻率響應數據進行頻率響應(frequency response) 比對，計算出在該頻寬範圍內之一組等化調整增益値(eqimlizatiojn timing gain)，並將該調整値輸入至該數位等化器內儲存，俾日後該等化器可依該等調 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） L----------·裝--------訂-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 507464 A7 —一 _____;_Β7____ 五、發明說明（3 ) 整値，對該喇叭自動進行頻率響應之調整，令所輸出之音響訊號，能保持在最 佳之頻率響應狀態。 本發明之主要目的，係在可自動偵測並計算出在聽覺頻寬範圍內之等化調 整增益値，俾該等化器可依該等增益値，自動對該喇叭進行頻率響應之調整， 故在完成該喇叭之安裝後，作業人員完全無需透過測試儀器，對各取樣頻率範 圍內之輸出音效，再進行冗長繁瑣之測試程序，或反覆調整電組及電容値，即 可令該喇叭之輸出音響訊號，保持在最佳之頻率響應狀態。 今，爲能更淸楚地表達本發明之技術手段及運作過程，茲配合附圖舉一較 佳實施例，說明如下： 附圖說明： 第1圖所示乃本發明之電路架構方塊示意圖； 第2圖所示乃本發明之作業流程示意圖； 第3圖所示乃本發明中之一理想頻率響應數據之頻率響應示意圖； 第4圖所示乃本發明中之一標準音源數據之頻率響應示意圖； 第5圖所示乃本發明中喇叭未進行頻率響應補償前所測得之一數位音頻 數據之頻率響應示意圖。 主要元件之圖號說明： 喇叭……................... 中央處理單元........... ..........20 音效控制電路............. 數位等化器........…… ..........40 麥克®...................... 詳細說明： 本:發明乃一種可針對電子裝置內建之喇叭自動進行頻率響應等化調整之 系統，參閱第1圖所示，主要係在一電子裝置內安裝一喇叭10後，利用該電子 裝置內所設之一中央處理單元20，模擬並產生一聽覺頻寬(20Hz〜20KHz)範圍 內之標準音源檔案，並將該音源檔案傳送至一音效控制電路30，由該音效控制 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） I ^----------裝----I---訂------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 507464 A7 B7 五、發明說明) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 電路30依該音源檔案之數據，產生一對應頻寬範圍之標準音源訊號，且將該 音源訊號傳送至該電子裝置內所設之一數位等化器40，該數位等化器40在接 收到該音源訊號後，係先依其內所預設之一初始增益値，對該音源訊號進行初 始補償，再透過該喇叭10將該音源訊號輸出，俟該電子裝置內所設之一麥克 風50接收到該喇叭10所輸出之該音源訊號後，將經由該音效控制電路30，將 所接收到之該音源訊號傳回至該中央處理單元20，俾該中央處理單元20可針 對所接收之音源訊號與所設定之理想頻率響應數據進行頻率響應之比對，並計 算出在該頻寬範圍內，應對該喇叭10進行頻率響應補償之一組等化調整增益 値，並將所求得之該調整値輸入至該數位等化器40內儲存，俾日後該等化器 40可依該等調整値，對該喇叭自動進行頻率響應之調整，令所輸出之音響訊 號，能保持在最佳之頻率響應狀態。 在本發明中，當該中央處理單元20依其內所設計之一軟體，對該電子裝 置內所安裝之喇叭1〇進行頻率響應補償時，參閱第2圖所示，該電子裝置內必 需先針對所欲安裝之喇叭10，依其規格，設計出在聽覺頻寬(20Hz〜20KHz)範 圍內之理想頻率響應數據，參閱第3圖所示爲該理想頻率響應數據之頻率響應 圖，並將該等數據儲存在該電子裝置內所設之一記憶體中，該記憶體中並儲存 有一組在聽覺頻寬(20HZ〜20KHz)範圍內之標準音源數據，參閱第4圖所示爲該 標準音源數據之頻率響應圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當該喇叭10被安裝至該電子裝置後，啓動該電子裝置之電源，復參閱第 2圖所示，該中央處理單元2〇即自該記憶體中讀取該標準音源數據，並將其傳 送至該音效控制電路30，令其依該標準音源數據產生一標準音源訊號，並透過 該數位等化器40依其內所預設之一初始增益値，對其進行補償，再透過該喇 叭1〇將該音源訊號輸出，嗣該麥克風50接收到該音源訊號後，將經由該音效 控制電路30轉換爲數位音頻數據，參閱第5圖所示爲該數位音頻數據之頻率響 應圖，並將該音頻數據傳回至該中央處理單元20。 此時’該中央處理單元20將針對所接收之該音頻數據與該理想頻率響應 數據’依取樣頻率，逐一進行頻率響應之比對，復參閱第2圖所示，並計算出 在各取樣頻率範圍內，應對該喇叭10進行頻率響應補償之一組等化調整增益 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） 507464 A7 B7 五、發明說明（b) 値，並將所求%之該增益値，輸入至該數位等化器40內儲存，俾日後該等化 器40可依該等增益値，對該喇叭自動進行頻率響應之調整，令所輸出之音響 訊號，可在聽覺頻寬(20Hz〜20KHZ)範圍內，均能符合第3圖所示之理想頻率響 應値，而保持在最佳之頻率響應狀態。 如此，在該喇叭10被順利安裝至該電子裝置後，僅需啓動該電子裝置之 電源，即可透過本發明之前述技術，自動偵測並計算出在聽覺頻寬範圍內之等 化調整增益値，俾該等化器可依該等調整値，自動對該喇叭進行頻率響應之調 整，故利用本發明之該等電子裝置，在完成喇叭之安裝後，完全無需作業人員 透過測試儀器，對各取樣頻率範圍內之輸出音效，進行冗長繁瑣之測試程序， 或反覆調整等化電路上之電組及電容値，即可令該喇叭之輸出音響訊號’被調 整至最佳之頻率響應狀態。 以上所述，僅係本發明之一較佳之實施例，惟，本發明所主張之權利範圍， 並不局限於此，按凡熟悉該項技藝人士，依據本發明所揭露之技術內容，可輕 易思及之等效變化，均應屬不脫離本發明之保護範疇。 丨 j-------1—------—訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. JU/404 A8 B8 C8 ' ~----- -^____ 、申5青專利範圍 1、 可針對電子裝置內建之喇叭自動進行頻率響應等化調整之系統，該系 統主要係在〜電子裝置內安裝一喇叭後’利用其上所設之一中央處理單元，透 過一音效控制電路，產生一適當頻寬之標準音源訊號，俾其內所設之一數位等 化器在接收到該標準音源訊號後，可透過該喇叭將該音源訊號輸出，並由該電 子裝置內所設之一麥克風接收後，再經由該音效控制電路傳回至該中央處理單 元’俾該中央處理單元將所接收之音響訊號與所設定之理想頻率響應數據進行 頻率響應比對’計算出在該頻寬範圍內之一組等化調整增益値，並將該等增益 値輸入至該數位等化器內儲存，俾該等化器可依該等調整値，對該喇叭自動進 行頻率響應之調整，令所輸出之音響訊號，能保持在最佳之頻率響應狀態。 2、 如申請專利範圍第1項所述之可針對電子裝置內建之喇叭自動進行頻 率響應等化調整之系統，其中該電子裝置內需先針對所欲安裝之喇叭，依其規 格’設計出在適當頻寬範圍內之理想頻率響應數據，並將該等數據儲存在該電 子裝置內所設之一記憶體中，俾該中央處理單元依其內所預設之一軟體，在該 電子裝置被啓動時，可自該記憶體中讀取該等數據，再透過該音效控制電路， 產生一適當頻寬之標準音源訊號。 3、如申請專利範圍第1項所述之可針對電子裝置內建之喇叭自動進行頻 率響應等化調整之系統，其中該數位等化器在接收到該音效控制電路傳來之音 源訊號，將依其內所預設之一初始增益値，對其進行補償，再透過該喇叭將該 音源訊號輸出。 4、 如申請專利範圍第1項所述之可針對電子裝置內建之喇叭自動進行頻 率響應等化調整之系統，其中該音效控制電路在接收到該麥克風傳來之該音源 訊號後，將其轉換爲數位音頻數據，並將其傳回至該中央處理單元。 5、 如申請專利範圍第1項所述之可針對電子裝置內建之喇叭自動進行頻 率響應等化調整之系統，其中該中央處理單元係依取樣頻率，針對所接收之該 音頻數據與原輸出之該標準音源數據，逐一進行頻率響應之比對，並計算出在 各取樣頻率範圍內，該喇叭應進行頻率響應補償之一組等化調整增益値，並將 所求得之該增益値’輸入至該數位等化器內儲存。 6、 如申請專利範圍第1、2、3、4或5項所述之可針對電子裝置內建之喇 _ _7讎 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - -II — I — II ^ . I I--I I I I | 經濟部智慧財產局員工消··#合作社印製 507464 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 叭自動進行頻率響應等化調整之系統，其中該適當頻寬之標準音源訊號可爲一 聽覺頻寬20Hz〜20KHz範圍內之標準音源檔案。 8 ---------I --------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）