專利名稱：對喇叭自動進行頻率響應等化調整的系統及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及喇叭頻率響應的調整，尤指一種對喇叭自動進行頻率響應等化調整的系統及方法；在一喇叭被安裝至一電子裝置內時，該電子裝置內所設的一中央處理單元，可即時計算出一組等化增益值(equalizing gain)并將其儲存至一數字等化器內，使該等化器日后可依該等增益值，自動對該喇叭進行頻率響應的調整。
近數十年來，由于科技產業(yè)的快速發(fā)展，人們生活及工作的步調隨競爭劇烈的市場現況而加快，便利快捷的交通設施亦令工商發(fā)展的區(qū)域逐漸擴大，人們在每日繁忙的行程中，為能增進工作效率，及改善生活品質，對電子字典、電子記事簿、個人數字助理器(personal digital assistance)及移動電話(mobile phone)等電子裝置依賴的程度，與日俱增。目前，該等電子裝置不僅已成為人們工作上不可或缺的工具，在某些人的日常生活中，該等裝置亦儼然成為生活的一部份。因此，確保該等裝置具有良好的音效品質，即成為一般使用者或通訊服務業(yè)者所共同關注的基本要求。
近年來，由于各式電子字典、電子記事簿、個人數字助理器及移動電話等電子裝置，可為人們提供日常工作與生活中一些必要的信息，無論該等電子裝置屬電子字典、電子記事簿、個人數字助理器或移動電話，其輸出的語音信息，均通過該等電子裝置內所安裝的一喇叭將其播放出來，故對經常使用該等裝置的使用者而言，該等電子裝置音效輸出品質的好壞，即成為一般使用者的基本要求。
有鑒于此，目前，該等電子裝置的設計及制造業(yè)者，在該等電子裝置內安裝一喇叭后，均會針對該喇叭所產生的頻率響應與預期產生的最佳音效，進行頻率響應的比對，并通過調整所配接的等化電路(equalizer)上的電阻及電容值，以令該喇叭獲得適當的增益值(gain)，有效校正該喇叭輸出的頻率響應，令其能在一般人聽覺的頻率范圍內(20Hz～20KHz)，產生最佳的音效。
由于傳統上，在對該等電子裝置上所安裝的喇叭，進行各頻率范圍內的等化調整(equalization tuning)時，一般均通過測試儀器對各取樣頻率范圍內的輸出音效進行測試，再利用人工方式，反復調整所配接的等化電路上的電阻及電容值，以令該喇叭能產生最理想的輸出頻率響應。然而，此一調校方式，不僅作業(yè)冗長繁瑣，耗時費力，且在該等電子裝置上重新更換喇叭時，又需重新進行冗長的調校作業(yè)，極易令工作人員心生厭煩，而敷衍了事，導致調校作業(yè)的品質因人而異，無法維持在一定的品管水準，令該等電子裝置的設計及制造業(yè)者頗為困擾。
近年來，雖有部份業(yè)者針對此一問題，開發(fā)出一種數字式的等化電路(digital equalizer)，以期利用該等數字式的等化電路有效解決此一問題。但，該等業(yè)者在對該等電子裝置上所安裝的喇叭，進行各頻率范圍內的等化調整(equalization tuning)時，仍通過測試儀器對各取樣頻率范圍內的輸出音效進行測試，再將所計算出的應調整增益值輸入該數字等化電路中，使該數字等化電路能令該喇叭產生最理想的輸出頻率響應，此一作法，并未有效改善冗長的測試程序，且在該等電子裝置重新更換喇叭時，亦仍需重新進行重復的測試程序，造成人力及時間上無謂的浪費。
為克服現有技術的電子裝置上安裝喇叭時，進行各頻率范圍內的等化調整(equalization tuning)時所發(fā)生的諸多問題，本發(fā)明特提出一種對喇叭自動進行頻率響應等化調整的系統及方法，本發(fā)明的主要目的，在于可自動偵測并計算出在聽覺頻寬范圍內的等化調整增益值，使該等化器可依該等增益值，自動對該喇叭進行頻率響應的調整。
本發(fā)明的對喇叭自動進行頻率響應等化調整的系統包括一喇叭，一中央處理單元(CPU)，一音效控制電路，一數字等化器，及一麥克風。
本發(fā)明的對喇叭自動進行頻率響應等化調整的方法是這樣實現的在一電子裝置內安裝一喇叭后，利用其上所設的一中央處理單元(CPU)通過一音效控制電路中(audio controller)，產生一適當頻寬范圍的標準音源信號，使其內所設的一數字等化器(digital equalizer)在接收到該標準音源信號后，可先依其初始增益值(gain)，通過該喇叭將該音源信號輸出，并由該電子裝置內所設的一麥克風接收后，再經由該音效控制電路傳回至該中央處理單元，使該中央處理單元將所接收的音響信號與所設定的理想頻率響應數據進行頻率響應(frequency response)比對，計算出在該頻寬范圍內的一組等化調整增益值(equalization tuning gain)，并將該調整值輸入至該數字等化器內儲存，使日后該等化器可依該等調整值，對該喇叭自動進行頻率響應的調整，令所輸出的音響信號，能保持在最佳的頻率響應狀態(tài)。
應用本發(fā)明的對喇叭自動進行頻率響應等化調整的系統及方法后，在完成該喇叭的安裝后，作業(yè)人員完全無需通過測試儀器對各取樣頻率范圍內的輸出音效，再進行冗長繁瑣的測試程序，或反復調整電阻及電容值，即可令該喇叭的輸出音響信號，保持在最佳的頻率響應狀態(tài)。
以下為本發(fā)明的附圖

圖1所示乃本發(fā)明的電路結構方塊示意圖；圖2所示乃本發(fā)明的作業(yè)流程示意圖；圖3所示乃本發(fā)明中的一理想頻率響應數據的頻率響應示意圖；圖4所示乃本發(fā)明中的一標準音源數據的頻率響應示意圖；圖5所示乃本發(fā)明中喇叭未進行頻率響應補償前所測得的一數字音頻數據的頻率響應示意圖。
圖中主要元件參數說明喇叭10 央處理單元20音效控制電路30數字等化器40 麥克風50下面結合附圖對本發(fā)明做詳細描述首先參見圖1，主要是在一電子裝置內安裝一喇叭10后，利用該電子裝置內所設的一中央處理單元20，模擬并產生一聽覺頻寬(20Hz～20KHz)范圍內的標準音源檔案，并將該音源檔案傳送至一音效控制電路30，由該音效控制電路30依該音源檔案的數據，產生一對應頻寬范圍的標準音源信號，且將該音源信號傳送至該電子裝置內所設的一數字等化器40，該數字等化器40在接收到該音源信號后，先依其內所預設的一初始增益值，對該音源信號進行初始補償，再通過該喇叭10將該音源信號輸出，等該電子裝置內所設的一麥克風50接收到該喇叭10所輸出的該音源信號后，將通過該音效控制電路30，將所接收到的該音源信號傳回至該中央處理單元20，使該中央處理單元20可針對所接收的音源信號與所設定的理想頻率響應數據進行頻率響應的比對，并計算出在該頻寬范圍內，應對該喇叭10進行頻率響應補償的一組等化調整增益值，并將所求得的該調整值輸入至該數字等化器40內儲存，使日后該等化器40可依該等調整值，對該喇叭自動進行頻率響應的調整，令所輸出的音響信號，能保持在最佳的頻率響應狀態(tài)。
在本發(fā)明中，當該中央處理單元20依其內所設計的一軟件，對該電子裝置內所安裝的喇叭10進行頻率響應補償時，參閱圖2所示，該電子裝置內必需先針對所欲安裝的喇叭10，依其規(guī)格，設計出在聽覺頻寬(20Hz～20KHz)范圍內的理想頻率響應數據，參閱圖3所示為該理想頻率響應數據的頻率響應圖，并將該等數據儲存在該電子裝置內所設的一存儲器中，該存儲器中并儲存有一組在聽覺頻寬(20Hz～20KHz)范圍內的標準音源數據，參閱圖4所示為該標準音源數據的頻率響應圖。
當該喇叭10被安裝至該電子裝置后，啟動該電子裝置的電源，再看圖2所示，該中央處理單元20即自該存儲器中讀取該標準音源數據，并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信號，并通過該數字等化器40依其內所預設的一初始增益值，對其進行補償，再通過該喇叭10將該音源信號輸出，等該麥克風50接收到該音源信號后，將經由該音效控制電路30轉換為數字音頻數據；參閱圖5所示為該數字音頻數據的頻率響應圖，并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將針對所接收的該音頻數據與該理想頻率響應數據，依取樣頻率，逐一進行頻率響應的比對，再如圖2所示，計算出在各取樣頻率范圍內應對該喇叭10進行頻率響應補償的一組等化調整增益值，并將所求得的該增益值，輸入至該數字等化器40內儲存，使日后該等化器40可依該等增益值，對該喇叭自動進行頻率響應的調整，令所輸出的音響信號，可在聽覺頻寬(20Hz～20KHz)范圍內，均能符合圖3所示的理想頻率響應值，而保持在最佳的頻率響應狀態(tài)。
如此，在該喇叭10被順利安裝至該電子裝置后，僅需啟動該電子裝置的電源，即可通過本發(fā)明的前述技術，自動偵測并計算出在聽覺頻寬范圍內的等化調整增益值，使該等化器可依該等調整值，自動對該喇叭進行頻率響應的調整，故利用本發(fā)明的該等電子裝置，在完成喇叭的安裝后，完全無需作業(yè)人員通過測試儀器，對各取樣頻率范圍內的輸出音效，進行冗長繁瑣的測試程序，或反復調整等化電路上的電阻及電容值，即可令該喇叭的輸出音響信號，被調整至最佳的頻率響應狀態(tài)。
以上雖以實施例說明本發(fā)明，但并不因此限定本發(fā)明的范圍，只要不脫離本發(fā)明的要旨，可進行各種形式的變更。
權利要求
1.一種對喇叭自動進行頻率響應等化調整的系統，其安裝于一電子裝置內，其特征是該系統包括一喇叭；一模擬并產生一標準音源檔案的中央處理單元，內裝一可對所接收的音頻數據與其內裝的理想頻率響應數據進行比對、并計算出等化調整增益值的軟件；一可根據前述音源檔案的數據產生一標準音源信號的音效控制電路；一內預設一初始增益值、并可儲存前述等化調整增益值、進而自動進行頻率響應調整的數字等化器；一麥克風。
2.一種對喇叭自動進行頻率響應等化調整的方法，其特征是該系統在一電子裝置內安裝一喇叭后，利用其上所設的一中央處理單元，通過一音效控制電路，產生一適當頻寬的標準音源信號，使其內所設的一數字等化器在接收到該標準音源信號后，可通過該喇叭將該音源信號輸出，并由該電子裝置內所設的一麥克風接收后，再經由該音效控制電路傳回至該中央處理單元，使該中央處理單元將所接收的音響信號與所設定的理想頻率響應數據進行頻率響應比對，計算出在該頻寬范圍內的一組等化調整增益值，并將該等增益值輸入至該數字等化器內儲存，使該等化器可依該等調整值，對該喇叭自動進行頻率響應的調整，令所輸出的音響信號，能保持在最佳的頻率響應狀態(tài)。
3.如權利要求2所述的對喇叭自動進行頻率響應等化調整的方法，其特征是其中該電子裝置內需先針對所欲安裝的喇叭，依其規(guī)格，設計出在適當頻寬范圍內的理想頻率響應數據，并將該等數據儲存在該電子裝置內所設的一存儲器中，使該中央處理單元依其內所預設的一軟件，在該電子裝置被啟動時，可自該存儲器中讀取該等數據，再通過該音效控制電路，產生一適當頻寬的標準音源信號。
4.如權利要求2所述的對喇叭自動進行頻率響應等化調整的方法，其特征是其中該數字等化器在接收到該音效控制電路傳來的音源信號，將依其內所預設的一初始增益值，對其進行補償，再通過該喇叭將該音源信號輸出。
5.如權利要求2所述的對喇叭自動進行頻率響應等化調整的方法，其特征是其中該音效控制電路在接收到該麥克風傳來的該音源信號后，將其轉換為數字音頻數據，并將其傳回至該中央處理單元。
6.如權利要求2所述的對喇叭自動進行頻率響應等化調整的方法，其特征是其中該中央處理單元依取樣頻率，針對所接收的該音頻數據與原輸出的該標準音源數據，逐一進行頻率響應的比對，并計算出在各取樣頻率范圍內，該喇叭應進行頻率響應補償的一組等化調整增益值，并將所求得的該增益值，輸入至該數字等化器內儲存。
7.如權利要求2、3、4、5或6所述的對喇叭自動進行頻率響應等化調整的方法，其特征是其中該適當頻寬的標準音源信號可為一聽覺頻寬20Hz-20KHz范圍內的標準音源檔案。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對喇叭自動進行頻率響應等化調整的系統及方法,該系統包括一喇叭,一中央處理單元,一音效控制電路,一數字等化器,及一麥克風;中央處理單元通過音效控制電路產生一標準音源信號,使數字等化器在接收到該標準音源信號后可通過該喇叭將其輸出,并由麥克風接收后,再經音效控制電路傳回中央處理單元,將所接收的音響信號與所設定的理想頻率響應數據進行頻率響應比對,計算出一組等化調整增益值存入數字等化器內,以對該喇叭自動進行頻率響應調整,令輸出的音響信號保持在最佳的頻率響應狀態(tài)。
文檔編號H04R1/20GK1388726SQ0111619
公開日2003年1月1日 申請日期2001年5月30日 優(yōu)先權日2001年5月30日
發(fā)明者蔡國良 申請人:英業(yè)達股份有限公司