專利名稱：數(shù)字音頻處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于調(diào)整數(shù)字音頻處理器的頻率特性的方法，所述頻率特性具有至少包括低頻增益、高頻增益和音量增益的可調(diào)整的參數(shù)。
背景技術(shù)：
當(dāng)今的音頻裝置通常提供這樣的特征，即，用戶能夠在一組不同的聲音特性中選擇。典型地，用戶可能希望裝置的聲音特性能夠適應(yīng)他正在聽的音樂類型，例如搖滾、爵士或古典音樂。技術(shù)術(shù)語聲音特性主要是由音頻信號處理的特性頻率響應(yīng)曲線來決定的。這些特性曲線實際上是由低、中和高頻范圍的增益值來定義的。通常，為此而使用允許獨立調(diào)整這三個參數(shù)的3-頻帶音頻處理器。然而，3-頻帶音頻處理器比2-頻帶音頻處理器相對昂貴，2-頻帶音頻處理器僅允許調(diào)整低頻范圍和高頻范圍的增益值。

發(fā)明內(nèi)容
因此，期望提供一種用于調(diào)整數(shù)字音頻處理器的頻率特性的方法，其中，該方法允許僅需要2-頻帶音頻處理器實現(xiàn)用3-頻帶音頻處理器可達到的所有的頻率特性曲線。
本發(fā)明提供一種用于調(diào)整數(shù)字音頻處理器的頻率特性的方法，所述頻率特性具有至少包括低頻增益、高頻增益和音量增益的可調(diào)整的參數(shù)，其中所述方法包括步驟選擇具有低頻增益、中頻增益和高頻增益的屬性的頻率特性曲線；如果對數(shù)中頻增益(log[Gmid])實際上不等于零且為負(fù)，則讀取所選擇的頻率特性曲線的中頻增益(Gmid)；減小從由用戶設(shè)定的音量級中分離的音量增益(Gvol)，直到實際的中頻增益(Gmid)基本上匹配所選擇的頻率特性曲線的中頻增益；將低頻增益(Glow)調(diào)整為基本上匹配所選擇的頻率特性曲線的低頻增益；以及將高頻增益(Ghigh)調(diào)整為基本上匹配所選擇的頻率特性曲線的高頻增益。
如果以dB為單位的中頻增益為負(fù)，則應(yīng)用上述方法。在以dB為單位的這種增益值大于0dB的情況中，本發(fā)明提供一種替代的方法。該方法包括步驟選擇具有低頻增益、中頻增益和高頻增益的屬性的頻率特性曲線；如果對數(shù)中頻增益(log[Gmid])實際上不等于零且為正，則讀取所選擇的頻率特性曲線的中頻增益；增加從由用戶設(shè)定的音量級中分離的音量增益，直到實際的中頻增益(Gmid)基本上匹配所選擇的頻率特性曲線的中頻增益；將低頻增益調(diào)整為基本上匹配所選擇的頻率特性曲線的低頻增益；以及將高頻增益調(diào)整為基本上匹配所選擇的頻率特性曲線的高頻增益。
在本發(fā)明方法的有利的變型中，所調(diào)整的低頻和高頻增益被監(jiān)控，并且與音頻處理器的增益的允許范圍比較。這樣確保了音頻處理器在超載條件下不工作。
因此，如果低頻和/或高頻增益從增益的允許范圍中分離，則有利于重新調(diào)整音量增益，以便為聲音再現(xiàn)建立良好的條件。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，期望提供一種被配置二頻帶音頻處理器的電子裝置，該裝置根據(jù)本發(fā)明的方法進行調(diào)整。


通過結(jié)合附圖閱讀下面的描述，本發(fā)明將會變得更加清楚。在附圖中解釋了本發(fā)明的一個示例性實施例。
圖1示出了配備了數(shù)字音頻處理器的音頻裝置的方框圖；圖2顯現(xiàn)了不同類型的頻率響應(yīng)曲線；圖3a示出了3-頻帶音頻處理器的示例性頻率響應(yīng)曲線；圖3b示出了2-頻帶音頻處理器的示例性頻率響應(yīng)曲線；圖4示出了2-頻帶音頻處理器的方框圖；以及圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的軟件程序的程序流程圖。
具體實施例方式
圖1示出了適合于代表音頻信號的立體聲的音頻裝置的示意方框圖。在所描述的本發(fā)明的實施例中，音頻裝置是一種便攜式音頻裝置，被配置一個CD播放組件1、一個盒式磁帶播放組件2以及一個用于接收廣播的調(diào)諧/解調(diào)組件3。所有的組件1、2和3在兩個聲道上提供音頻數(shù)據(jù)用于立體聲再現(xiàn)。即使本發(fā)明的描述涉及一種便攜式音頻裝置，但是本發(fā)明并不限于此。實際上，本發(fā)明可應(yīng)用于任何用于再現(xiàn)或產(chǎn)生被轉(zhuǎn)換成聲波的基帶音頻信號的裝置。還需注意，用來產(chǎn)生基帶音頻信號的音頻信號的處理以及將基帶音頻信號轉(zhuǎn)換成聲波不必在一個單一的裝置中發(fā)生，而是也可以在幾個諸如組件化的立體聲設(shè)備之間分離地發(fā)生。
由輸入組件1、2、3提供的音頻信號在三對輸入端6a、6b；7a、7b和8a、8b被發(fā)送到用于接收輸入信號的數(shù)字音頻處理器4。音頻處理器可以是由ST微電子公司制造的TDA 744D類型。音頻處理器4經(jīng)數(shù)據(jù)線8、9連接到微型計算機11。在本實施例中，數(shù)據(jù)線8、9根據(jù)公知的I2C標(biāo)準(zhǔn)來發(fā)送數(shù)據(jù)。微型計算機11從用戶指令處理單元12接收輸入的指令。用戶將指令輸入到控制面板或搖控器。用戶指令的接收和處理是常規(guī)的，因此不再詳細(xì)描述。當(dāng)微型計算機11接收一個用戶指令時，如一個確定的音量級，就發(fā)送一個對應(yīng)的數(shù)據(jù)字到音頻處理器4。在本示例中，微型計算機將一個數(shù)據(jù)字發(fā)送到音頻處理器4，以選擇一個適當(dāng)?shù)囊袅吭鲆鍳VOL。在下文中術(shù)語“音量增益”將被用作一個用于放大音頻信號的頻率無關(guān)增益因子。另外，在對應(yīng)于特性頻率響應(yīng)曲線的高頻和低頻范圍內(nèi)選擇性地放大音頻信號，這些將在下文中解釋。音頻處理器4在輸出端13a和13b提供被放大的音頻信號，輸出端13a和13b連接到放大級14a和14b。放大級14a和14b連接到揚聲器16a和16b，揚聲器由放大器來驅(qū)動以產(chǎn)生聲波。
電源17在輸出端18將直流電源提供給放大器14a和14b。電源17也在輸出端19將直流電源提供給電子信號處理電路和輸入組件1、2、3。在輸出端18的電源電壓大于輸出端19的電源電壓，以便降低功率消耗。典型值分別為10V和7V電壓。
微型計算機11允許從一組都保存在微型計算機的存儲器中的這種曲線之中選擇特定頻率響應(yīng)曲線。圖2示出了標(biāo)記為“降音”、“搖滾”、“通俗”和“爵士”的不同頻率響應(yīng)曲線的典型示例。從圖2中可以得出，在0.1kHz、1kHz和10kHz的增益值定義不同的頻率響應(yīng)曲線。在低、中、高頻范圍的頻率增益的調(diào)整改變了音頻裝置的聲音特性，該聲音特性與音量級即音量增益無關(guān)，該音量增益與音頻信號的頻率相比保持不變。在下文低、中、高頻范圍內(nèi)的頻率增益分別指定為Glow、Gmid和Ghigh。
通過利用所謂的3-頻帶音頻處理器來適配音頻裝置的特性是非常方便的。圖3a中說明了這種類型的處理器的性能。3-頻帶音頻處理器允許在低、中、高頻范圍內(nèi)有選擇地并獨立地調(diào)整增益。在圖3a所示的示例中，0.1kHz、1kHz和10kHz被選擇為低、中、高頻。換句話說，在圖3a的曲線中的點26、27和28的頻率增益可以根據(jù)用戶選擇的特性頻率響應(yīng)曲線來上移和下移。
相應(yīng)地，2-頻帶音頻處理器僅允許選擇在低頻和高頻的增益，例如將低頻和高頻選擇為0.1kHz和10kHz。當(dāng)比較圖3a和3b時2-頻帶音頻處理器與3-頻帶音頻處理器之間的差異變得顯而易見2-頻帶音頻處理器僅允許移動圖3b的曲線中的點31和32，而在1kHz的中頻范圍中的點33總是保持在0dB的增益級。因此，不可能實現(xiàn)圖2所示的分別標(biāo)記為“搖滾”和“通俗”的頻率響應(yīng)曲線22和23。僅能夠?qū)⒁纛l處理器適配成具有0dB的中頻增益的頻率響應(yīng)曲線。
為了更詳細(xì)地解釋2-頻帶音頻處理器的功能性，圖4示出了2-頻帶音頻處理器的示意圖。
圖4所示的2-頻帶音頻處理器4經(jīng)由數(shù)據(jù)線8、9接收由微型計算機11發(fā)送出的數(shù)據(jù)字。數(shù)據(jù)線8和9最好是音頻處理器與微型計算機11之間的串行I2C總線。音頻處理器4對所接收的指令進行解碼，并控制用于不同功能的不同的內(nèi)部單元。音頻處理器4被提供四對輸入端，用于接收由多路復(fù)用器36a、36b單獨選擇的音頻信號。多路器也連接兩個用于左和右聲道的放大器37a、37b。放大器37a、37b的輸出信號耦合到輸入端38a、38b。同時，信號也可以被用于由盒式記錄器組件2執(zhí)行的記錄。然后信號被提供到音量放大器39a、39b，用來放大與它的頻率無關(guān)的輸入信號。隨后，音量放大器的輸出信號被提供到高音放大器41a、41b，用于僅在高頻范圍放大。高音放大器的輸出被提供到低音放大器42a、42b，用于僅在低頻范圍放大。然后根據(jù)頻率特征曲線被放大的信號被提供到輸出管腳43a、43b。這些信號表示放大級14a、14b(圖1)的輸入信號。
根據(jù)本發(fā)明的方法允許使用2-頻帶音頻處理器，該2-頻帶音頻處理器也允許實現(xiàn)具有在不等于0dB的中頻范圍的增益值的頻率響應(yīng)曲線，以致能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)記為圖2中“搖滾”或“通俗”的特性頻率響應(yīng)曲線。通過圖5所示的流程圖來詳細(xì)解釋上述方法是如何進行的。
圖5示出了軟件程序的流程圖，每當(dāng)音頻裝置接通以及每當(dāng)模式選擇器接通或類似情形被激發(fā)(步驟51)時，執(zhí)行該程序。微型計算機11從用戶指令輸入單元12讀取頻率特征曲線的當(dāng)前選擇。然后，微型計算機將對應(yīng)于來自與它關(guān)聯(lián)的存儲器的用戶選擇的數(shù)據(jù)載入它的工作的存儲器(步驟52)。在所述的實施例中數(shù)據(jù)包括低頻、中頻和高頻增益的預(yù)置值，即，Glow、Gmid和Ghigh。
在下文中區(qū)分預(yù)置增益值與可變增益值是非常重要的，這兩個值都是由所述方法修改的。兩者的數(shù)值集合都保存在不同的存儲單元中。例如，如果音量增益增加，則可變增益值被影響而預(yù)置增益值保持不變。
微型計算機決定Gmid值是否等于0(步驟53)。如果等于0，則當(dāng)前調(diào)整的音量增益Gvol保持不變(步驟54)，以及低頻增益Glow和高頻增益Ghigh被設(shè)置為它們各自的預(yù)置值(步驟55、56)。隨后，檢查所選擇的值在音頻處理器4允許的Gmin和Gmax值之間的范圍內(nèi)(步驟57)。如果兩個值都在允許的范圍之內(nèi)，則數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)線8、9(圖1)被發(fā)送到音頻處理器(步驟58)，程序中止(步驟59)。如果Glow和Ghigh中的一個(或二者)在允許的范圍之外，則有關(guān)的值增加或減小直到它落在允許的范圍之內(nèi)。僅在那時，被調(diào)整的值Glow和Ghigh被發(fā)送到音頻處理器。
上述的情況是不重要的，因為只要中頻范圍Gmid的增益值等于0dB，用2-頻帶音頻處理器調(diào)整特性頻率響應(yīng)曲線不存在任何困難。更復(fù)雜的情況是當(dāng)步驟53中的判定結(jié)果是“否”時，即，Gmid值不是0dB。然后變成必須區(qū)分兩種情況(步驟61)。
首先，將考慮Gmid值大于0dB時的情況。在這種情況下步驟61的判定為“是”。在這種情況中，音量增益Gvol增加了Gmid值(步驟62)。然后，該Glow值被讀取(步驟63)并且被修改以使它與所選擇的頻率響應(yīng)曲線(步驟64)相匹配。通常地，Glow值的減小是必須的。然而，當(dāng)具有低音增強的頻率響應(yīng)曲線被選擇時Glow值仍會增加。
對于高頻增益Ghigh相應(yīng)地重復(fù)最后兩個步驟，以使高頻增益匹配所選擇頻率響應(yīng)曲線的預(yù)定Ghigh值(步驟65、66)。在該步驟結(jié)束之后，在數(shù)據(jù)被發(fā)送到音頻處理器之前(步驟58)再次檢查被調(diào)整的Glow和Ghigh值是否在值的允許范圍之內(nèi)(步驟57)，程序中止(步驟59)。
第二，考慮Gmid值小于0dB時的情況，即，步驟61中的判定是“否”。在這種情況中，音量增益Gvol被減小預(yù)置的Gmid值(步驟67)。然后，該Glow值被讀取(步驟68)并且之后被修改直到它與所選擇的頻率響應(yīng)曲線的預(yù)置Glow值相匹配(步驟69)。對于高頻增益值Ghigh以相應(yīng)的方式重復(fù)最后兩個步驟(步驟71、72)。而且在該程序部分，在發(fā)送到音頻處理器(步驟58)之前檢查被調(diào)整的Glow和Ghigh值在音頻處理器的允許范圍內(nèi)(步驟57)，程序中止(步驟59)。
在音量增益Gvol被微型計算機11調(diào)整以致能夠匹配一個選擇的特性頻率響應(yīng)之后，用戶可以再次增大或降低音量增益來在期望的音量級收聽再現(xiàn)的音樂。
實質(zhì)上，為了用2-頻帶音頻處理器模擬3-頻帶音頻處理器的調(diào)整可能性，所述方法基于音量增益、低頻增益Glow和高頻增益Ghigh的調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)整數(shù)字音頻處理器的頻率特性的方法，所述頻率特性具有包括低頻增益(Glow)、高頻增益(Ghigh)和音量增益(Gvol)中至少一種的可調(diào)整的參數(shù)，該方法包括步驟選擇具有低頻增益(Glow)、中頻增益(Gmid)和高頻增益(Ghigh)的屬性的頻率特性曲線；如果對數(shù)中頻增益(log[Gmid])實際上不等于零且為負(fù)，則讀取所選擇的頻率特性曲線的中頻增益(Gmid)；減小從由用戶設(shè)定的音量級中分離的音量增益(Gvol)，直到實際的中頻增益(Gmid)基本上與所選擇的頻率特性曲線的中頻增匹配益；將低頻增益(Glow)調(diào)整為基本上與所選擇的頻率特性曲線的低頻增益匹配；以及將高頻增益(Ghigh)調(diào)整為基本上與所選擇頻率特性曲線的高頻增益匹配。
2.一種用于調(diào)整數(shù)字音頻處理器的頻率特性的方法，所述頻率特性具有至少包括低頻增益、高頻增益和音量增益的可調(diào)整的參數(shù)，該方法包括步驟選擇具有低頻增益、中頻增益和高頻增益的屬性的頻率特性曲線；如果對數(shù)中頻增益(log[Gmid])實際上不等于零且為正，則讀取所選擇的頻率特性曲線的中頻增益(Gmid)；增加從由用戶設(shè)定的音量級中分離的音量增益，直到實際的中頻增益(Gmid)基本上與所選擇的頻率特性曲線的中頻增匹配益；將低頻增益調(diào)整為基本上與所選擇的頻率特性曲線的低頻增益匹配；以及將高頻增益調(diào)整為基本上與所選擇的頻率特性曲線的高頻增益匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所調(diào)整的低頻和高頻增益被監(jiān)控，并且與增益的允許范圍比較。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于如果低頻和/或高頻增益從增益的允許范圍中分離，則重新調(diào)整音量增益，以使低和/或高頻增益在增益的允許范圍之外。
5.一種被配置二頻帶音頻處理器的電子裝置，該裝置根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法進行調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于調(diào)整數(shù)字音頻處理器的頻率特性的方法，所述頻率特性具有至少包括低頻增益、高頻增益和音量增益的可調(diào)整的參數(shù)。本發(fā)明還涉及每次調(diào)整特性頻率響應(yīng)曲線時執(zhí)行本發(fā)明方法的音頻設(shè)備?，F(xiàn)今的音頻設(shè)備通常給用戶提供能夠在一組不同的聲音特性中進行選擇的特征。尤其是當(dāng)用戶想將裝置的聲音特性匹配成他想聽的那種音樂，例如搖滾、爵士或古典音樂。術(shù)語聲音特性主要是由音頻信號處理的特性頻率響應(yīng)曲線來決定的。這些特性曲線實際上是由低、中和高頻范圍的增益值來定義的。通常，為此而使用允許獨立調(diào)整這三個參數(shù)的3－頻帶音頻處理器。然而，3－頻帶音頻處理器比2－頻帶音頻處理器相對昂貴，2－頻帶音頻處理器僅允許調(diào)整在低頻范圍和高頻范圍的增益值。本發(fā)明提出了一種如何調(diào)整2－頻帶音頻處理器的音量增益、低頻和高頻增益來獲得3－頻帶音頻處理器提供的相同的特征的方法。
文檔編號H04S7/00GK1491480SQ02804987
公開日2004年4月21日 申請日期2002年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月14日
發(fā)明者魏斌, 劉雙明, 斌 魏 申請人:湯姆森特許公司