專利名稱：生成測試蜂音信號的方法以及測試蜂音信號生成電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及生成測試蜂音信號的方法以及測試蜂音信號生成電路。
背景技術：
在音頻重放中，由于已經開發(fā)出數(shù)字音頻技術以及音頻視頻(AV)裝置，音頻重放系統(tǒng)已經從2通道立體音響系統(tǒng)發(fā)展到5.1通道音頻、7.1通道音頻以及多于7.1通道音頻系統(tǒng)。但是，在這樣的多通道音頻系統(tǒng)中，用戶很難適當?shù)匾约叭斯さ卦O定在通道之間的聲音平衡、頻率特征以及其他。
在這種情況下，假定了能夠自動地設定聲音平衡、頻率特征以及其他的聲場校正裝置。該聲場校正裝置為多通道的揚聲器提供測試蜂音信號，利用麥克風從揚聲器中拾取重放聲音，以及校正該通道的特征以便適當?shù)卦O定該重放聲音的聲音平衡、頻率特征以及其他。
但是，為了進行該聲場校正，必須首先檢查該揚聲器的連接。這是因為用戶無法獲取用于某個狀態(tài)的聲場校正的信息，在該狀態(tài)，即使測試蜂音信號被輸出，揚聲器也沒有連接到設備。
此外，例如，由于揚聲器等的配置，能夠重放7.1通道音頻信號的重放設備能夠被用作用于5.1通道音頻信號的重放設備。相應地，需要檢查在多通道重放設備中的未連接揚聲器(未被使用的通道)的存在。
相關技術被揭露在諸如未審查的專利號為2001-346299的日本專利申請中。

發(fā)明內容
在上述的設定或檢查中，粉紅噪聲通常被用作測試蜂音信號。但是，粉紅噪聲不是悅耳的因為粉紅噪聲作為噪聲脈沖敲擊用戶的耳朵。此外，在每次重放設備被使用(被開啟)時，這樣的粉紅噪聲從揚聲器輸出是令人無法接受的。
在揚聲器的連接的檢查中，希望沒有給聽者(用戶)帶來不舒服以及正確檢查揚聲器是否連接。
根據本發(fā)明的一個實施例，一種生成測試蜂音信號的方法，包括步驟生成是具有預定頻率的正弦信號的基音信號；生成第一組具有為預定頻率的整數(shù)倍的不同頻率的諧音信號；生成第二組具有為預定頻率的整數(shù)倍的不同頻率的諧音信號，至少一部分第二組諧音信號具有不同于第一組諧音信號的頻率的頻率；將基音信號和第一組諧音信號加起來以產生第一測試蜂音信號；將基音信號和第二組諧音信號加起來以產生第二測試蜂音信號；在預定的時間間隔輸出第一和第二測試蜂音信號。
根據本發(fā)明，由于在揚聲器是否被連接的檢查中測試蜂音包括悅耳的音調，因此測試蜂音不會使聽者不舒服。此外，由于測試蜂音包括多個諧音，因此能夠正確地檢查揚聲器是否被連接。


圖1A和1B是說明本發(fā)明的實施例的波形圖；圖2是說明本發(fā)明的實施例的表格；圖3是說明本發(fā)明的實施例的表格；圖4包括顯示說明本發(fā)明的實施例的頻譜圖；圖5A到5D是說明本發(fā)明的實施例的時序圖；圖6是說明本發(fā)明的實施例的表格；圖7A和7B是顯示說明本發(fā)明的實施例的頻譜圖；圖8是顯示根據本發(fā)明的一個實施例的聲場校正裝置的結構圖；圖9是顯示圖8中的聲場校正裝置的一部分的結構圖；圖10是根據本發(fā)明的一個實施例顯示圖8中的聲場校正裝置中的處理的流程圖；以及圖11是根據本發(fā)明的一個實施例顯示圖8中的聲場校正裝置中的另一個處理的流程圖。
具體實施例方式
正弦信號如圖1A所示，假定將要被數(shù)模轉換成正弦信號S1的一個周期的數(shù)字數(shù)據DD被存儲在存儲器中。在這種情況下，該數(shù)字數(shù)據DD通過在N個樣本中取樣正弦信號S1的一個周期而給定。因此，N個樣本形成了一個周期。
仍然假定以下等式滿足N＝2 ^(1)其中，n表示自然數(shù)以及^表示冪(“2^n”表示2的n階冪)。在這個例子中，例如，n＝12，因此，N＝4096。
進一步假定數(shù)字數(shù)據DD的樣本以升序寫入到存儲器的“0”地址到“4095”地址以及數(shù)字數(shù)據DD在數(shù)字音頻中具有普通格式。例如，數(shù)字數(shù)據DD具有16數(shù)量化比特數(shù)并且是2的補碼。
進一步假定當數(shù)字數(shù)據DD被從存儲器中讀出時，“fS”表示時鐘頻率，“f1”表示正弦信號S1的頻率(f1＝fs/N)，同時“TN”表示正弦信號S1的一個周期(TN＝1/f1)。
如果fS＝48[kHz]，f1＝fS/N (2)＝48000/4096≈11.72[Hz]因此，如圖1B中m＝1中所示，當數(shù)字數(shù)據DD以時鐘頻率“fs”被從存儲器中讀出時，順序地從存儲器的地址中一個接一個地讀出樣本給出了在周期TN中具有11.72Hz(＝f1)的頻率的正弦信號S1的一個周期。
如圖1B中m＝2中所示，當數(shù)字數(shù)據DD從存儲器中被讀出時，每2個地址讀出該樣本并且重復該讀出兩次給出了在周期TN中具有23.44Hz(＝2f1)的頻率的正弦信號S2的兩個周期。
如圖1B中m＝3中所示，當數(shù)字數(shù)據DD從存儲器中被讀出時，每3個地址讀出樣本并且重復該讀出三次給出了在周期TN中具有35.16Hz(＝3f1)的頻率的正弦信號S3的三個周期。
相同地應用于后續(xù)的情況。就是說，當數(shù)字數(shù)據DD從存儲器中被讀出時，每m個地址讀出樣本并且重復該讀出m次給出了在周期TN中具有高于頻率f1m倍的頻率(mf1)的正弦信號Sm的m個周期。
因此，根據等式(2)下面的等式被滿足fm＝f1×mfs/N×m (3)
其中，“fm”表示在周期TN中生成的正弦信號Sm的頻率。
當正弦信號Sm的m(m是自然數(shù))個周期落在周期TN中時，如上所述，依靠快速傅里葉變換(FFT)的正弦信號Sm的頻率分析僅僅在正弦信號Sm的頻率位置上產生振幅并且在其他的頻率位置不產生振幅。因此，不必在頻率分析中執(zhí)行窗口函數(shù)以簡化該分析。
由于在存儲器中的樣本數(shù)由等式(1)給出，這不可能引起存儲器的浪費。此外，可能在一個周期中生成數(shù)字數(shù)據DD，例如通過在存儲器中提供該數(shù)字數(shù)據DD的第一個1/4周期；在第一個1/4周期中以升序從存儲器的地址讀出該數(shù)字數(shù)據DD以及在第二個1/4周期中以降序從存儲器的地址讀出該數(shù)字數(shù)據DD；以及在第三個1/4周期中以升序從存儲器的地址讀出該數(shù)字數(shù)據DD，在第四個1/4周期中以降序從存儲器的地址讀出該數(shù)字數(shù)據DD，以及轉化該讀出數(shù)據的符號(極性)。結果，存儲區(qū)域可以被節(jié)省。
假定N＝4096以及fs＝48kHz，如上所述，當數(shù)值在下面的描述中被示出。音階根據等式(3)，當m＝18到37時，正弦信號Sm的頻率fm的計算給出的值顯示在圖2的第二欄中。相應于音調名稱的頻率fm的這些值以及平均樂律的頻率顯示在圖2的第三欄中。在圖2中的平均樂律的頻率接近于與445Hz的頻率有關的值。
例如，當m＝20時，正弦信號S20的頻率f20等于234.375Hz。該頻率f20相應于具有音調名稱A#的聲音(具有235.896Hz的平均樂律的頻率的音調的聲音)。通常，據說如果音調是大約3音分或者更低，則音調的差異無法辨別。
因此，改變值m給出了具有顯示在圖2的第三欄中的音調名稱的聲音。這意味著提供正弦信號Sm給揚聲器并且變換正弦信號Sm的值m，允許通過使用具有顯示在圖2的第三欄中的音調名稱A、A#、B、C#、D#、F、F#、G以及G#的聲音而播放悅耳的音調(音樂)。結果，提供正弦信號Sm給揚聲器允許檢查該揚聲器的連接，以及順序變換值m產生由從揚聲器中輸出的測試蜂音形成的悅耳的音調。
盡管沒有示出，但值m可以設為以圖2中值為冪上升的2。在這種情況下，可以使用具有比具有圖2中的音調名稱的聲音高八度音階頻率的聲音。
諧音
fmp＝fm×p＝fs/N×m×p(4)其中“Smp”表示正弦信號的第p度的諧音信號以及“fmp”表示諧音信號Smp的頻率。如果p＝1，則fmp＝fm以及Smp＝Sm。
第p度的諧音信號Smp也是基于從正弦信號Sm產生的基音的諧音信號。就是說，信號Sm是基音信號以及信號Smp是用于該基音信號的諧音信號。
當基音信號Sm與諧音信號Smp混合以生成聲音時，如果基音信號Sm具有恒定的頻率fm，即使諧音信號Smp具有不同的頻率fmp，該重放的聲音具有相同的音調但是具有不同的蜂音。
因此，提供通過混合基音信號Sm以及具有不同度p的多個諧音信號Smp而生成的混合信號給揚聲器允許提供各種頻率成分給揚聲器。即使揚聲器的頻率特征有下降或者在空間中存在駐波，也能夠正確檢查揚聲器是否被連接。
根據本發(fā)明的實施例，基音信號Sm與多路諧音信號Smp混合以生成測試蜂音信號STT。
測試蜂音信號STT的頻率成分圖3是顯示包含在測試蜂音信號STT中的諧音信號Smp的例子的表格。在圖3的例子中，一個基音信號Sm與5個諧音信號Smp混合。在圖3的第一和第二列示出了由測試蜂音信號STT的基音信號Sm提供的聲音的音調名稱以及它們的值m。在圖3中的第一和第二列中的音調名稱和它們的值m相應于在圖2中的第三和第一列中的音調名稱和它們的值。
在第三列中的變量k示出了基音信號Sm和5個諧音信號Smp的組合數(shù)。在第四列中的變量p示出了諧音信號Smp與基音信號Sm混合的度。例如，用于變量k的音調名稱A#具有3個值1到3。同樣如圖4所示，如果k＝1，則基音信號S20(m＝20)與諧音信號S2002、S2004、S2011、S2020以及S2033(p＝2，4，11，20以及33)混合以生成測試蜂音信號STT。
如果k＝2，則基音信號S20(m＝20)與諧音信號S2002、S2005、S2010、S2017以及S2034(p＝2，5，10，17以及34)混合以生成測試蜂音信號STT。如果k＝3，則基音信號S20(m＝20)與諧音信號S2002、S2007、S2008、S2019以及S2032(p＝2，7，8，19以及32)混合以生成測試蜂音信號STT。
參見圖3，當用于相同的音調名稱的組合k變化時，諧音信號Smp在p＝2被固定，但是僅僅具有更高頻率的4個諧音信號Smp(具有值不是2(p≠2)的諧音信號Smp)在值p變化，以便不破壞聲音的圖像，該聲音具有相同的音調名稱但是具有諧音的不同組合(不同的變量k)。
音調名稱A#(m＝20)的k＝1中，在p＝33的諧音信號S2033的頻率f2033根據等式(4)按如下計算f2033＝48000/4096×20×33≈7734.4[Hz]參照圖3，具有最高頻率的諧音信號Smp是音調名稱G#在p＝34且k＝2時的諧音信號S3634(m＝36)。諧音信號S3634的頻率f3634根據等式(4)按如下計算f3634＝48000/4096×36×34≈14343.8[Hz]這意味著測試蜂音信號STT包含在聲頻頻帶中超過寬量程的頻率成分。
在圖3中，由于具有音調名稱A和B的聲音沒有被使用，相應的諧音信號S19p和S21p的度p是空的。例如，由于相同的原因，音調名稱C#在k＝3沒有組合。相反地，如果對于具有音調名稱A#的聲音必須有更多的組合的話，組合數(shù)或者變量k可以被增加。
測試蜂音信號STT的輸出格式圖5A示出了當測試蜂音信號STT被輸出時的格式(時序圖)。測試蜂音信號STT在測試周期TT中被產生，測試周期TT包括準備周期TR、檢查周期TC以及再現(xiàn)周期TE。
在準備周期TR中，將要在后續(xù)的檢查周期TC中從揚聲器輸出的測試蜂音的音量被設定為合適的值。在檢查周期TC中，每一個通道的揚聲器的連接被真實地檢查。再現(xiàn)周期TE被用于再現(xiàn)測試蜂音的終止以及不用于檢查揚聲器的連接。
準備周期TR、檢查周期TC以及再現(xiàn)周期TE的每個都包括4個單元周期TU。每一個單元周期TU具有相應于圖1A的兩個周期TN的長度，如圖5B所示。測試蜂音信號STT的頻率成分在每一個單元周期TU變化。
測試蜂音信號STT通過混合基音信號Sm和諧音信號Smp而產生，以及基音信號Sm和諧音信號Smp在周期TN中的循環(huán)數(shù)是一個整數(shù)。因此，測試蜂音信號STT的相位甚至在單元周期TU的周期TN之間的邊界以及單元周期TU和后續(xù)的單元周期TU之間的邊界上也是平穩(wěn)變化的。
利用上述的數(shù)值，TU＝TN×2＝4096/48000×2≈171[msec]測試周期TT利用以下等式計算TT＝TR+TC+TE＝TU×4×3＝2.048[sec]在測試蜂音信號在試驗中被提供給揚聲器之后，具有相應于測試蜂音信號STT的頻率成分的聲音在試驗中從揚聲器輸出。當從揚聲器輸出的聲音在試驗中被麥克風提取后，該測試蜂音信號STT從該麥克風輸出，如圖5C所示(從麥克風輸出的測試蜂音信號STT在下文中稱為“應答信號STT”)。在這種情況下，該應答信號STT由相應于在試驗中的揚聲器以及與提供給該揚聲器的測試蜂音信號STT(在圖5B中)相關的麥克風之間的間距的時間Td延遲。
因此，如圖5D所示，用于從麥克風輸出的應答信號STT的每一個單元周期TU的、在預定分析周期TA上的應答信號STT的頻率分析可以檢查在試驗中的揚聲器是否連接并且也檢查相應的通道的頻率特征等。
由于在從麥克風輸出的應答信號STT的單元周期TU中的兩個周期TN中相同的內容被重復兩次，如圖5C所示，因此有空間用于分析周期TA的時間位置。因此，例如，當應答信號STT從麥克風輸出時，應答信號STT的頻率分析基于該輸出的應答信號STT的出現(xiàn)而啟動。在這種情況下，不必嚴格考慮該提取的應答信號STT的延遲時間Td。
由于測試蜂音信號STT依靠混合基音信號Sm和諧音信號Smp產生，使得分析周期TA等于周期TN，導致在分析周期TA期間的應答信號STT的循環(huán)數(shù)為一整數(shù)。因此，在頻率分析中不必執(zhí)行窗口函數(shù)，從而簡化該分析。測試蜂音信號的內容圖6說明了音頻通道以及包含在測試蜂音信號STT中的聲音的音調名稱之間的關系。圖6說明了7.1通道重放。垂直的軸表示下列通道
C中心通道L左前通道 R右前通道LS左環(huán)繞通道RS右環(huán)繞通道LB左后通道 RB右后通道水平軸表示包括準備周期TR、檢查周期TC以及再現(xiàn)周期TE的測試周期TT，準備周期TR、檢查周期TC以及再現(xiàn)周期TE中的每一個都包含4個單元周期TU。用于檢查揚聲器的聲音的音調名稱顯示在圖6的每一個單元中。
例如，在準備周期TR的第一單元周期TU期間，測試蜂音信號STT包括具有音調名稱G#的基音信號Sm并且被提供給中心通道C的揚聲器。因此，在第一單元周期TU期間，音調名稱G#的聲音從中心通道C的揚聲器輸出。
在準備周期TR的第二單元周期TU期間，測試蜂音信號STT包括具有音調名稱F和音調名稱G#的基音信號Sm。包括具有音調名稱F的基音信號Sm的測試蜂音信號STT被提供給左前通道L的揚聲器以及包括具有音調名稱G#的基音信號Sm的測試蜂音信號STT被提供給右前通道R。因此，在第二單元周期TU期間，音調名稱F的聲音從左前通道L的揚聲器輸出以及音調名稱G#的聲音從右前通道R的揚聲器輸出。
在準備周期TR的第三單元周期TU期間，測試蜂音信號STT包含具有音調名稱C#和音調名稱F的基音信號Sm。包括具有音調名稱C#的基音信號Sm的測試蜂音信號STT被提供給左環(huán)繞通道LS的揚聲器以及包括具有音調名稱F的基音信號Sm的測試蜂音信號STT被提供給右環(huán)繞通道RS。因此，在第三單元周期TU期間，音調名稱C#的聲音從左環(huán)繞通道LS的揚聲器輸出以及音調名稱F的聲音從右環(huán)繞通道RS的揚聲器輸出。
包含具有相應的音調名稱的基音信號Sm的測試蜂音信號STT以與上述相同的方式被提供給每一個通道。因此，音調名稱的聲音以如圖6所示的方式從通道的揚聲器輸出。參見圖6，在空白單元中的單元周期TU沒有信號(是靜音的)。在緊接著測試周期TT之前的具有長度TU的周期TM期間，由于下述原因所有的通道都沒有信號并且所有的通道都被靜音。
包含在測試蜂音信號STT中的基音信號Sm的頻率被改變以便在測試蜂音從揚聲器輸出時輸出具有如圖6所示的音調名稱的聲音。相反，顯示基音信號Sm和諧音信號Smp的組合數(shù)的變量k根據在圖6中的圓括號中示出的數(shù)值而變化。
特別地，在準備周期TR的第一單元周期TU期間，具有音調名稱G#的測試蜂音信號STT被提供給中心通道C，以及在第一單元周期TU期間的測試蜂音信號STT通過混合k＝1時的基音信號Sm和諧音信號Smp而產生。
在準備周期TR的第二單元周期TU期間，具有音調名稱G#的測試蜂音信號STT被提供給右前通道R，以及在第二單元周期TU期間的測試蜂音信號STT依靠混合在k＝2時的基音信號Sm和諧音信號Smp而產生。此外，在準備周期TR的第二單元周期TU期間，具有音調名稱F的測試蜂音信號STT被提供給左前通道L，以及在第二單元周期TU期間的測試蜂音信號STF依靠混合在k＝1時的基音信號Sm和諧音信號Smp而產生。
類似地，當使用相同的音調名稱時，特別是當具有相同音調名稱的聲音在連續(xù)的兩個單元周期TU期間被使用時，如在準備周期TR的第一和第二單元周期TU中，顯示基音信號Sm和諧音信號Smp的組合數(shù)的變量k根據圖6的圓括號中所示的數(shù)值變化。因此，例如，在準備周期TR的第一單元周期TU和第二單元周期TU期間，盡管相同音調名稱G#的聲音被輸出，但在第一和第二單元周期TU期間輸出的信號具有不同的頻率成分和不同的蜂音。
甚至當在連續(xù)的兩個單元周期TU期間使用相同音調名稱的聲音時，改變顯示諧音信號Smp的組合數(shù)的變量k允許該檢查更正確地執(zhí)行。換句話說，由于音頻重放被執(zhí)行的空間通常包含一定量的聲學混響，因此在一個單元周期TU期間的聲學混響有時保留下來直到在后續(xù)單元周期TU中的分析周期TA(圖5D)。
但是，如上所述，在每一個單元周期TU改變顯示組合數(shù)的變量k，允許在在前的單元周期TU期間聲學混響在分析中被過濾，從而能夠檢查揚聲器是否被連接而不受混響的影響，因此，該連接可以被正確地檢查。
為了改變如圖6所示的測試蜂音信號STT的成分，應當提供“音頻列表”和“蜂音序列表”。音頻列表包括音調名稱和變量m、p以及k之間的相應關系，如圖3所示。蜂音序列表包括通道、音調名稱以及用于每一個單元周期TU的變量k之間的相應關系，如圖6所示。
參見在測試蜂音信號STT的產生中的音頻列表和蜂音序列表以改變用于每一個通道和每一個單元周期TU的變量m、p以及k，允許測試蜂音以圖6中的方式被輸出。
背景噪聲以及確定揚聲器連接的方法如圖6所示，在緊接著測試周期TT之前具有單元周期TU長度的周期TM期間，所有的通道都沒有信號并被靜音。該靜音周期TM被提供以便避免在揚聲器的連接的檢查上的背景噪聲的影響。
當從揚聲器輸出的測試蜂音被提取以及從測試蜂音的提取中產生的應答信號STT被分析以測量測試蜂音的每一個頻率成分的電平時，該分析結果(頻率成分)包括背景噪聲的頻率成分。因此，從測試蜂音的分析結果中確定揚聲器的連接必須考慮背景噪聲的頻率成分?？紤]到背景噪聲而確定揚聲器連接的示范性方法將被描述。
首先，在靜音周期TM期間的背景噪聲被提取以執(zhí)行頻率分析，計算每一個頻率成分的電平，如圖7B所示，計算的電平被臨時存儲。這里，存儲僅僅等于包含在測試蜂音信號STT中的基音信號Sm和諧音信號Smp的頻率的頻率成分的電平就足夠了，不必存儲其他頻率成分的電平。將要被存儲的頻率可以從音頻列表中確定。
接著，在準備周期TR期間，測試蜂音信號STT被提供給在試驗中的揚聲器以及從在試驗中的揚聲器輸出的測試蜂音被提取。從測試蜂音的提取中產生的應答信號STT被用于頻率分析并且計算每一個頻率成分的電平，如圖7A所示。參見圖7A，信號S×1到S×6顯示了基音信號Sm和5個諧音信號Smp的頻率成分以及保留的頻率成分是背景噪聲。信號S×1到S×6依賴于揚聲器的頻率特征通常具有不同的電平，并包括背景噪聲的頻率成分。
具有等于信號S×1的頻率的在噪聲分量中其電平被存儲(圖7B)的噪聲分量N1的信號S×1的信噪(S/N)比被計算并且該計算的S/N比被設定為值V1。類似地，具有等于信號S×2到S×6的頻率的頻率的噪聲分量的信號S×2到S×6的S/N比被分別計算并且該計算的S/N比被設定為值V2到V6。如果信號S×1到S×6包括具有小于預定值VTH的電平的信號Sxi(圖7A中的信號S×4)，則上述S/N比不被計算并且相應的值Vi被設定為0。
在值V1到V6中，具有最高S/N比的值Vj(j是1到6中的任何一個)被選擇并且將值Vj與預定值VREF比較。如果Vj＞VREF，則確定被檢查的揚聲器被連接，而如果Vj≤VREF，則確定被檢查的揚聲器沒有被連接。
在上述方法中，在包含在噪聲分量的應答信號STT中的正弦信號Sm和諧音信號Smp的S/N比中，最高S/N比的值與預定值VREF比較以確定相應的揚聲器是否被連接。因此，能夠正確地確定揚聲器是否被連接而不受揚聲器的頻率特征或空間中的駐波的影響。
當聲學混響繼續(xù)時，更可取的是考慮到在低頻率中的長時間延遲，在值V3到V6中的最大值而不是值V1到V6中的最大值，被與預定值VREF比較。在值V3到V6中的最大值與預定值VREF的比較減少了聲學混響的影響，因此防止了不正確的確定以提高確定的準確性。
視聽重放設備圖8是顯示根據本發(fā)明的實施例的聲場校正裝置20的結構圖。在圖8的例子中，聲場校正裝置20作為適配器包含在現(xiàn)有的AV重放設備中。
重放系統(tǒng)的例子參見圖8，該AV重放設備包括AV信號的信號源11、顯示器12、數(shù)字放大器13以及揚聲器14C到14RB。信號源11是諸如數(shù)字化通用光盤(DVD)播放器或者衛(wèi)星調諧器。在圖8的例子中，來自信號源11的輸出具有數(shù)字可視化接口(DVI)格式。數(shù)字視頻信號DV和用于7通道的被編碼為一串行信號DA的數(shù)字音頻信號從信號源11輸出。
顯示器12接收DVI格式的輸入，通常接收從信號源11輸出的數(shù)字視頻信號DV。數(shù)字放大器13是D級放大器。特別地，數(shù)字放大器13通常也接收從信號源11輸出的數(shù)字音頻信號DA。數(shù)字放大器13將數(shù)字音頻信號DA分離成用于各自通道的信號并且執(zhí)行用于各自通道的信號的D級放大以輸出用于各自通道的模擬音頻信號。
從數(shù)字放大器13輸出的音頻信號被提供給用于各自通道的揚聲器14C到14RB。揚聲器14C到14RB被分別安置在中心、左前側、右前側、左側、右側、左后側以及右后側。
聲場校正裝置聲場校正裝置的示例性結構參見圖8，根據本發(fā)明的實施例的聲場校正裝置20被連接到信號源11和顯示器12以及數(shù)字放大器13之間的信號線。從信號源11輸出的數(shù)字視頻信號DV通過延遲電路21被提供給顯示器12。延遲電路21用于嘴唇同步，它依靠相應于用于聲場校正的數(shù)字音頻信號DA的延遲時間的時間延遲數(shù)字視頻信號DV以便將圖像與相應的重放聲音同步。該延遲電路21是諸如場存儲器。
此外，在聲場校正裝置20中，從信號源11輸出的數(shù)字音頻信號DA被提供給解碼電路22，在那里數(shù)字音頻信號DA被分離成用于各自的通道的數(shù)字音頻信號DC到DRB。在由分離產生的數(shù)字音頻信號中，用于中心通道的數(shù)字音頻信號DC被提供給用于中心通道的校正電路23C。該校正電路23C包括均衡電路231和開關電路232。由解碼電路22提供的數(shù)字音頻信號DC通過均衡電路231被提供給開關電路232。
在這種情況下，均衡電路231是諸如數(shù)字信號處理器(DSP)。該均衡電路231控制延遲、頻率和相位特征以及接收到的數(shù)字音頻信號DC的電平以執(zhí)行用于數(shù)字音頻信號DC的聲場校正。在正常的監(jiān)視和監(jiān)聽期間，開關電路232按照如圖8所示的方式連接，并且當揚聲器14C到14RB的連接被檢查時以與圖8中的狀態(tài)相反的狀態(tài)被連接。因此，在正常的監(jiān)視和監(jiān)聽期間，由均衡電路231提供的受聲場校正的音頻信號DC從開關電路232被輸出。音頻信號DC被提供給編碼電路24。
此外，被解碼電路22分離的用于剩余的通道的音頻信號DL到DRB通過校正電路23L到23RB被提供給編碼電路24。校正電路23L到23RB的每一個具有類似于校正電路23C的結構。因此，在正常的監(jiān)視和監(jiān)聽期間，受聲場校正的音頻信號DL到DRB從校正電路23L到23RB輸出。
在編碼電路24中，提供給編碼電路24的用于各自通道的音頻信號DC到DRB被混合成一串行信號DS以及該串行信號DS被提供給數(shù)字放大器13。因此，在正常的監(jiān)視和監(jiān)聽期間，從信號源11提供的數(shù)字音頻信號DA受校正電路23C到23RB中的聲場校正并且被提供給揚聲器14C到14RB。結果，其聲場被校正到適合于其中安置了揚聲器的環(huán)境的狀態(tài)的重放聲音被從揚聲器14C到14RB輸出。
為了實現(xiàn)聲場校正并且檢查揚聲器14C到14RB是否被連接，在聲場校正裝置20中提供了信號生成電路31和控制電路32。該信號生成電路31是DSP并且在測試周期TT期間產生測試蜂音信號STT，如上所述。該控制電路32是微型計算機。當該信號生成電路31產生測試蜂音信號STT時，該控制電路32查閱音頻列表和蜂音序列表以控制測試蜂音信號STT的產生并且基于分析周期TA期間的分析結果確定揚聲器是否被連接。
麥克風33用于提取從揚聲器14C到14RB輸出的測試蜂音。從麥克風33輸出的應答信號STT通過麥克風放大器34提供給模數(shù)(A/D)轉換器電路35。在A/D轉換器電路35中，該應答信號STT轉化成數(shù)字信號。
該數(shù)字信號被提供給分析電路36。該分析電路36是諸如DSP并且在分析周期TA期間執(zhí)行用于從揚聲器14C到14RB輸出的測試蜂音的頻率分析。該分析結果被提供給控制電路32。從該控制電路32提供控制信號給校正電路23C到23RB中的均衡電路231C到231RB以及開關電路232C到232RB。此外，各種操作開關37被連接到控制電路32，并且，諸如為在其中顯示檢查結果的液晶顯示器(LCD)板38顯示裝置也被連接到該控制電路32。
聲場校正裝置20的操作在操作開關37中的檢查開關工作后，靜音周期TM被開啟。在靜音周期TM期間，該控制電路32促使校正電路23C到23RB中的開關電路232C到232RB以與圖8中的狀態(tài)相反的狀態(tài)連接。該控制電路32控制信號生成電路31以便測試蜂音信號STT變成靜音信號。因此，沒有聲音從揚聲器14C到14RB輸出。
在靜音周期TM期間，背景噪聲被麥克風33提取。與此同時，已經被提取的背景噪聲的信號經受分析電路36中的頻率分析，并且該分析結果被提供給該控制電路32并被存儲在其中。
接著，該聲場校正裝置20進入測試周期TT。在測試周期TT期間，該控制電路32促使校正電路23C到23RB中的開關電路232C到232RB以與圖8中的狀態(tài)相反的狀態(tài)連接。該控制電路32控制該信號生成電路31以便產生測試蜂音信號STT，并且產生的測試蜂音信號STT被提供給開關電路232C到232RB。因為用于每一個單元周期TU的變量m、p以及k以圖6所示的方式被改變所以該測試蜂音信號STT的基音信號Sm和諧音信號Smp按照圖3所示的方式被改變，并且該基音信號Sm和諧音信號Smp的組合也被改變。
該測試蜂音信號STT通過開關電路232C到232RB被提供給編碼電路24。該測試蜂音信號STT在該編碼電路24中被混合成一串行信號DS，并且該串行信號DS被提供給該數(shù)字放大器13。結果，在測試周期TT中的準備周期TR、檢查周期TC以及再現(xiàn)周期TE期間，該測試蜂音以圖6所示的順序被從揚聲器14C到14RB輸出。
該測試蜂音被麥克風33拾取。該拾取的應答信號STT經受分析電路26中的每一個分析周期TA的頻率分析并且該分析結果被提供給控制電路32。
由于在準備周期TR期間的測試蜂音信號STT被用于在后續(xù)的檢查周期TC期間將來自揚聲器14C到14RB的輸出電平設定為一個裝置值，因此該測試蜂音信號STT的電平比較低?？紤]到在靠近靜音周期TM期間的背景噪聲的分析結果，在這個時間的測試蜂音信號STT的電平可以被確定。
在檢查周期TC期間，從分析電路36的分析結果可以確定每一個通道的揚聲器是否被連接。該確定結果被提供給在其中揚聲器14C到14RB的狀態(tài)被顯示的LCD板38。
在再現(xiàn)周期TE期間，該控制電路32基于檢查周期TC期間的分析結果控制校正電路23C到23RB中的均衡電路231C到231RB以便從揚聲器14C到14RB輸出的聲音具有諸如平的頻率特征。
當測試周期TM被終止后，該控制電路32促使校正電路23C到23RB中的開關電路232C到232RB按圖8所示的狀態(tài)連接。該控制電路32也控制信號生成電路31以便測試蜂音信號STT變成靜音。因此，能夠重放來自信號源11的視頻信號DV和音頻信號DA。
信號生成電路31的例子圖9顯示了信號生成電路31被構造成單獨的電路的例子。在圖9的例子中，圖1A所示的被轉化成正弦信號S1的一個周期的數(shù)字數(shù)據DD被存儲在只讀存儲器(ROM)41中。在周期TN期間，該數(shù)字數(shù)據DD以每m個ROM41地址讀取一個地址的速率被讀取。這樣的讀出重復m次以抽取存儲在存儲器421中的正弦信號Sm。
在存儲器421中的正弦信號Sm以每p個存儲器421地址讀取一個地址的速率讀取。該讀取被重復p次以提取諧音信號Smp。以按圖3所示的方式變化的度P，諧音信號Smp的提取被執(zhí)行5次。特別地，由于如果音調名稱是A#并且k＝1，p＝2、4、11、20或者33，在第一次提取中諧音信號Smp以p等于2被提取，在第二次提取中諧音信號Smp以p等于4被提取，...，以及在第五次提取中諧音信號Smp以p等于33被提取。
在第一次提取中諧音信號Smp被存儲在存儲器422中，在第二次提取中諧音信號Smp被存儲在存儲器423中，...以及在第五次提取中諧音信號Smp被存儲在存儲器426中。因此，正弦信號Sm和5個諧音信號Smp被同時存儲在存儲器421到426中。
在每個周期TN中，正弦信號Sm和在存儲器421到426中的諧音信號Smp被同時讀出，并且讀出的正弦信號Sm和諧音信號Smp受到電平調整電路431到436中的電平調整的控制并且被提供給加法器電路44。該正弦信號Sm和諧音信號Smp在加法器電路44中相加并且該相加的信號通過終端45被提取。通過終端45提取的信號通過配電線路(未示出)分配給相應的通道并被作為測試蜂音信號STT輸出。
通過終端45提取的信號相應于測試蜂音信號STT的一個通道。在圖3和6的例子中，用于3個通道的測試蜂音信號STT被同時處理。因此，在圖9中提供了用于另2個通道的信號生成電路31以及由混合用于3個通道的相加信號而產生的信號被用作測試蜂音信號STT。當信號生成電路31是DSP或者中央處理器(CPU)時，在存儲器421中以及其中的后處理程序的部件中的處理將被執(zhí)行以用于ROM41中的數(shù)字數(shù)據DD。
用于檢查揚聲器連接的軟件圖10示出了由控制電路32執(zhí)行的在上述揚聲器是否連接的確定中的程序100。程序100包括在分析電路36中執(zhí)行的頻率分析(因此，分析電路36沒有被連接)。
當操作開關37中的檢查開關在步驟S101工作時，在控制電路32中的程序100被啟動(靜音周期TM的啟動)。在步驟S102，假定沒有用于任何可以被聲場校正裝置20處理的全部通道的揚聲器被連接。
在步驟S103，從A/D轉換器電路35中輸出的背景噪聲信號被提供給該控制電路32。在步驟S104，所加的背景噪聲信號經受頻率分析以測量用于每一個頻率成分的背景噪聲的電平。在步驟S105，在步驟S104測量的用于每一個頻率成分的背景噪聲的電平與預定噪聲電平VNL比較。該比較依靠查閱音頻列表而執(zhí)行以用于具有等于包含在測試蜂音信號STT中的正弦信號Sm和諧音信號Smp的頻率的頻率成分。
在步驟S106，該控制電路32確定該比較結果是否小于預定噪聲電平VNL。如果任何頻率成分的噪聲電平都小于預定噪聲電平VNL，則程序100從步驟S106執(zhí)行到步驟S111。在步驟S111，在步驟S104測量的用于每一個頻率成分的噪聲電平被存儲在控制電路32的存儲器中(靜音周期TM的終止)。
在步驟S 112，根據音頻列表和蜂音序列表控制信號生成電路31以在從準備周期TR到再現(xiàn)周期TE期間產生測試蜂音信號STT，并且該產生的測試蜂音信號STT被提供給數(shù)字放大器13。在步驟S113，該程序100被終止(再現(xiàn)周期TE終止)。
如果在步驟S106該控制電路32確定所有頻率成分的噪聲電平都超過了預定噪聲電平VNL，則程序100從步驟S106進行到步驟S107。在步驟S107，該控制電路32確定背景噪聲電平被測量的次數(shù)(用于每個靜音周期TM的測量)是否達到預定值。如果背景噪聲電平被測量的次數(shù)沒有達到該預定值，則程序100從步驟S107返回到步驟S102以重復每一個頻率成分的背景噪聲電平的測量。
如果在步驟S107控制電路32確定背景噪聲電平被測量的次數(shù)達到了預定值，則程序100從步驟S107進行到S108。在步驟S108，例如，控制電路32顯示改善環(huán)境的必要性以減少LCD板38中的背景噪聲。然后，在步驟S113，程序100終止。
圖11所示的在圖5所示的時序中執(zhí)行的程序120與在步驟S112測試蜂音信號STT的產生并行執(zhí)行。參見圖11，在步驟S121，程序120開始。在步驟S122，從A/D轉換器電路35輸出的應答信號STT被提供給控制電路32并且在分析周期TA期間經受頻率分析。在步驟S123，經受步驟S122中的頻率分析的頻率成分受用于每一個揚聲器(通道)的頻率分離的控制。該頻率分離依靠查閱音頻列表和蜂音序列表被執(zhí)行。
在步驟S124，在步驟S123分離的每個頻率成分的電平與用于每個揚聲器的預定值VTH(圖7A)比較。如果頻率成分的電平高于預定值VTH，則程序120從步驟S124進行到步驟S125。如果頻率成分的電平低于預定值VTH，則程序120從步驟S124進行到步驟S126。
在步驟S125，在步驟S123分離的頻率成分的電平與背景噪聲的頻率成分的電平比較，在步驟S111被存儲，并且該S/N比(值V1到V6值V3到V6有更高準確性)被計算以用于測試蜂音信號STT的每一個頻率成分。在步驟S126，具有最高S/N比的測試蜂音信號STT被從步驟S125計算的S/N比中提取。在步驟S127，在步驟S126提取的最高S/N比(值Vj)與預定值VREF比較。
如上所述，該比較顯示了如果Vj＞VREF則在試驗中的揚聲器被連接以及如果Vj≤VREF則在試驗中的揚聲器沒有被連接。在步驟S128，該確定結果被提供給LCD板38并且揚聲器14C到14RB的連接狀態(tài)顯示在LCD板38上。在步驟S129，程序120終止。
在程序100和120能夠確定每個通道的揚聲器是否被連接。
總結由于由測試蜂音信號STT組成的測試蜂音包括如上所述的聲場校正裝置20中的悅耳的音調，因此該測試蜂音不會使聽者不舒服，不像粉紅噪聲。此外，由于該測試蜂音信號STT由正弦信號Sm和諧音信號Smp組成，因此該測試蜂音信號STT包括各種各樣的頻率成分。結果，能夠正確檢查揚聲器14C到14RB是否被連接，即使揚聲器14C到14RB的頻率特征有下降或者在空間中存在駐波。
由于測試蜂音信號STT包含各種各樣的頻率成分，因此分析結果可以用來檢查從揚聲器14C到14RB輸出的聲音的頻率特征或者校正該頻率特征。此外，由于包含在該測試蜂音信號STT中的正弦信號Sm和諧音信號Smp的組合k在每一個單元周期TU被改變，因此在分析中揚聲器14C到14RB的連接可以被檢查而不受在在先的單元周期TU中的混響的影響，因而實現(xiàn)了正確的檢查。
由于該測試蜂音信號STT的單元周期TU相應于正弦信號Sm的m個周期，因此該測試周期TT可以設定為大約2秒。因而，不僅當利用操作開關37指示連接的檢查時，而且當每次AV設備或者聲場校正裝置20被開啟而揚聲器14C到14RB的連接被檢查時，聽者都沒有壓力。相反，該測試蜂音包括可以被用作指示設備的啟動的開機聲音的悅耳的音調。
其他圖8所示的聲場校正裝置20可以集成有信號源11、數(shù)字放大器13或者AV放大器(未示出)。從校正電路23C到23RB輸出的數(shù)字音頻信號DC到DRB可以被直接或者在數(shù)模(D/A)轉換之后應用到后處理程序放大器。
在信號生成電路31和分析電路36中的處理可以依靠用作控制單元32的微型計算機來實現(xiàn)。
本領域技術人員應當理解，依據設計需要或者其他的因素，只要它們落在所附的權利要求或者其同替換物的范圍之內，可以做各種更改、組合、子組合或者替換。
權利要求
1.一種測試蜂音信號生成電路，包括基音發(fā)生器，配置成產生基音信號，該信號是具有預定頻率的正弦信號；諧音發(fā)生器，配置成產生多個諧音信號，該信號具有預定頻率的整數(shù)倍的不同頻率；加法器，配置成將基音信號和諧音信號加起來以產生測試蜂音信號；以及控制器，配置成控制諧音發(fā)生器以便產生第一組諧音信號和第二組諧音信號，第二組諧音信號中至少一部分具有不同于第一組諧音信號的頻率的頻率，其中該控制器在預定時間間隔輸出包含第一組諧音信號的測試蜂音信號以及包含第二組諧音信號的測試蜂音信號。
2.根據權利要求1的測試蜂音信號生成電路，其中基音發(fā)生器包括存儲相應于正弦信號的一個周期的數(shù)字數(shù)據的存儲器，以及讀取部分，讀出存儲器的每個第m位地址的數(shù)字數(shù)據并且重復該讀出m次以產生具有預定頻率的基音信號，該“m”表示自然數(shù)，以及其中，該基音發(fā)生器提取用于每p個樣本的基音信號并且重復該提取p次以產生具有高于預定頻率p倍的頻率的諧音信號，該“p”表示大于或等于2的整數(shù)。
3.根據權利要求2的測試蜂音信號生成電路，其中每一個預定時間間隔具有等于存儲在存儲器中的正弦信號的兩個周期的長度。
4.一種生成測試蜂音信號的方法，該方法包括步驟生成是具有預定頻率的正弦信號的基音信號；生成具有為預定頻率的整數(shù)倍的不同頻率的第一組諧音信號；生成具有為預定頻率的整數(shù)倍的不同頻率的第二組諧音信號，至少部分第二組諧音信號具有不同于第一組諧音信號的頻率的頻率；將基音信號和第一組諧音信號加起來以產生第一測試蜂音信號；將基音信號和第二組諧音信號加起來以產生第二測試蜂音信號；以及以預定的時間間隔輸出第一和第二測試蜂音信號。
5.根據權利要求4的生成測試蜂音信號的方法，其中通過提取相應于用于每m個樣本的正弦信號的一個周期的數(shù)字數(shù)據并且重復該提取m次而生成基音信號，該“m”表示自然數(shù)，以及其中通過提取用于每p個樣本的基音信號并且重復該提取p次而生成每一個諧音信號，該“p”表示大于或等于2的整數(shù)。
全文摘要
一種生成測試蜂音信號的方法，包括步驟生成是具有預定頻率的正弦信號的基音信號；生成具有為預定頻率的整數(shù)倍的不同頻率的第一組諧音信號；生成具有為預定頻率的整數(shù)倍的不同頻率的第二組諧音信號，至少部分第二組諧音信號具有不同于第一組諧音信號的頻率的頻率；將基音信號和第一組諧音信號加起來以產生第一測試蜂音信號；將基音信號和第二組諧音信號加起來以產生第二測試蜂音信號；以預定的時間間隔輸出第一和第二測試蜂音信號。
文檔編號H04R3/04GK1855694SQ20061008204
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月20日 優(yōu)先權日2005年4月20日
發(fā)明者淺田宏平 申請人:索尼株式會社