音频信号处理设备和音频信号处理方法

文档序号:9203076阅读:767来源:国知局
音频信号处理设备和音频信号处理方法
【专利说明】音频信号处理设备和音频信号处理方法
[0001]相关申请的引用
[0002]本申请要求2014年3月11日提交的日本专利申请JP 2014-047715的优先权,在此通过引用纳入该申请的整个内容。
技术领域
[0003]本公开涉及音频信号处理设备和音频信号处理方法。
【背景技术】
[0004]近年来,为了扬声器单元的结构的高效率,或者利用扬声器单元再现的声音的音质的改善,提出了具有无阻尼器结构的扬声器单元,所述无阻尼器结构没有任何机械阻尼器。作为具有无阻尼器结构的扬声器单元的例子,在未经审查的日本专利申请公开N0.6-014394和未经审查的日本专利申请公开N0.2013-046112中,提出了在音圈周边形成的磁极间隙中充满具有粘性的磁流体的扬声器单元。

【发明内容】

[0005]同时,在具有上述无阻尼器结构的扬声器单元中,也必须利用高声压再现音频信号。如果振动板被振动,从而产生声压,那么振动板的振幅超过设计极限,从而出现振动板会达到过振幅的问题。
[0006]理想的是提供一种尽可能地维持再现的声音的声压,从而防止扬声器单元的振动板达到过振幅的音频信号处理设备和音频信号处理方法。
[0007]按照本公开的实施例,提供一种音频信号处理设备,包括:音量设定单元,所述音量设定单元按照改变音量的控制,改变音频信号的音量;和电平控制单元,所述电平控制单元按照所述控制,控制音频信号的预定频带的电平。
[0008]按照本公开的另一个实施例,提供一种音频信号处理设备的音频信号处理方法,包括:按照改变音量的控制,改变音频信号的音量;和按照所述控制,控制音频信号的预定频带的电平。
[0009]按照至少一个实施例,能够尽可能地维持再现的声音的声压,从而防止扬声器单元的振动板达到过振幅。另外,这里说明的效果不一定受限,可以是在本公开中说明的效果之一。另外,本公开的内容并不打算被解释成局限于例示的效果。
【附图说明】
[0010]图1是图解说明磁流体扬声器单元的特性的例子的示图;
[0011]图2是图解说明按照本公开的第一实施例的音频信号再现系统的结构的例子的方框图;
[0012]图3是图解说明二维IIR滤波器的结构的例子的示图;
[0013]图4是图解说明在二维IIR滤波器中设定的参数的例子的示图;
[0014]图5是图解说明二维IIR滤波器的特性的例子的示图;
[0015]图6是图解说明按照第一实施例的音频信号处理设备的操作的例子的流程图;
[0016]图7A和7B是图解说明按照本公开的第一实施例的效果的例子的示图;
[0017]图8是图解说明按照本公开的第二实施例的音频信号处理设备的结构的例子的方框图;
[0018]图9是图解说明增益确定单元的结构的例子的方框图;
[0019]图10是图解说明按照第二实施例的音频信号处理设备的操作的例子的流程图;
[0020]图1lA图解说明增益变化的例子,图1lB是图解说明音频信号的例子的示图。
【具体实施方式】
[0021]下面参考附图,说明按照本公开的多个实施例。另外,将按照以下顺序进行说明。
[0022]1.第一实施例
[0023]2.第二实施例
[0024]3.变形例
[0025]以下的实施例是按照本公开的合适的具体例子,本公开的内容并不局限于实施例等。
[0026]此外,下面说明的“声音”可以指的是各种声音,比如人的声音和乐音。
[0027]1.第一实施例
[0028]扬声器单元的例子
[0029]首先,说明按照本公开的扬声器单元的例子。普通的扬声器单元利用阻尼器来机械地防止振动板达到过振幅。这里,例如,过振幅意味振动板振动超过振幅的设计极限的现象。然而,尽管利用阻尼器的扬声器单元能够防止过振幅,不过由于振动板的振幅受到物理抑制,因此存在再现的声音发生失真的情况,或者扬声器单元的效率被降低的情况。
[0030]于是,如上所述,提出了具有其中不使用阻尼器的结构(无阻尼器结构)的扬声器单元,作为其例子,提出了其中在音圈周边充填磁流体的扬声器单元(如果适当的话,也可称为磁流体扬声器单元)。例如,通过利用表面活性剂,在水或油中分散作为磁性材料的微粒,来形成磁流体,所述磁流体具有30毫特斯拉(mT)?40mT的饱和磁通量,并且具有等于或小于300厘泊(cP) ( = 3帕斯卡.秒(Pa.s))的粘度。
[0031]要求能够输出具有高声压的声音的磁流体扬声器单元。如果通过增大音量以便产生声压,来使振动板振动,那么存在振动板的振幅超过设计极限,从而振动板达到过振幅的可能性。在振动板达到过振幅的情况下,磁流体被驱散,从而存在扬声器单元被破坏的可能性。
[0032]图1是图解说明利用磁流体扬声器单元的低音反射式扬声器设备的频率特性的例子的示图。图1中,水平轴表示频率,垂直轴表示振动板的振幅的大小(当振动板从中立位置,沿正方向或负方向振动时获得的振幅(单位为毫米(mm))。图1中的多条曲线A0,Al,A3…A6分别对应于音量的大小,并且音量从AO增大到A6。另外,图1的例子是其中使用磁流体扬声器单元作为中频(mid-range)扬声器单元的例子,利用高通滤波器(HPF)电切除低频带。另外,10Hz附近变成低音反射式扬声器设备的反射孔谐振频率。
[0033]如图1中图解所示,当音量被增大时,振动板的振幅变得更大。于是,如果音量超过预定音量(在图1的例子中,用A5表示的音量的大小),那么振动板的振幅超过在200Hz附近的频带中的设计极限值。即,振动板达到过振幅,从而磁流体会被驱散。作为一种假定的技术(非现有技术),考虑按在最大音量下振动板的振幅不超过设计极限值的方式,降低增益。然而,在这种技术中,由于除其中振动板达到过振幅的频带外的声压也被降低,因此存在用户期待的音量感受损的可能性。下面将说明解决这种问题的本公开。
[0034]另外,利用以下操作,可以获得扬声器单元的振动板的振幅的设计极限值。首先,提供使用的放大器和扬声器单元的组合,把测试信号(音调突发信号)输入放大器。随后,通过利用激光位移计,预先测量扬声器单元的振动板的振幅,放大器的音量,振幅值的增益曲线等,能够获得振动板的振幅的设计极限值。后面将进行详细说明,不过,按照振动板的振幅不超过设计极限值的方式,确定抑制过振幅的滤波器的中心频率、带宽和增益。
[0035]音频信号再现系统的例子
[0036]图2是图解说明按照第一实施例的音频信号再现系统的结构的例子的示图。例如,音频信号再现系统I包括音频信号处理设备10、源声源150、功率放大器部件160、扬声器单元170和用户接口单元180。
[0037]音频信号处理设备10包括数字信号处理器(DSP) 100,和由例如微计算机构成的系统控制单元110。DSP 100包括二维无限脉冲响应(IIR)滤波器101和音量设定单元102。系统控制单元110包括由随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)等构成的存储器111。存储器111由单个存储器或多个存储器构成。
[0038]源声源150连接到音频信号处理设备10,数字音频信号从源声源150被提供给音频信号处理设备10。音频信号处理设备10对从源声源150供给的数字音频信号进行预定信号处理,从音频信号处理设备10输出其中进行信号处理的数字音频信号。另外,从源声源150供给音频信号处理设备10的数字音频信号被酌情称为音频信号。
[0039]功率放大器部件160连接到音频信号处理设备10,扬声器单元170连接到功率放大器部件160。其中音频信号处理设备10进行信号处理的音频信号被提供给功率放大器部件160。功率放大器部件160利用预定的放大率,进行放大处理,利用从功率放大器部件160输出的模拟音频信号操作扬声器单元170,从而再现声音。例如,上述磁流体扬声器单元被用作扬声器单元170。
[0040]用户接口单元180连接到音频信号处理设备10。产生与相对于用户接口单元180的操作相应的操作信号,该操作信号被提供给音频信号处理设备10的系统控制单元110。
[0041]下面详细说明各个单元。音频信号处理设备10的系统控制单元110通过执行保存在例如存储器111中的程序,控制音频信号处理设备10的各个单元。除此之外,存储器111被用作当执行程序时的工作存储器等。以用户接口单元180的操作为基础的操作信号被提供给系统控制单元110。系统控制单元110根据所述操作信号,进行控制。
[0042]例如,在系统控制单元110和DSP 100之间,进行串行通信。系统控制单元110利用串行通信,把用于操作DSP 100的各种设定值,或者二维IIR滤波器101的滤波器系数传送给DSP 100。滤波器系数等在开启电源的适当定时,在切换模式之际,在对用户接口单元180进行操作之际
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