用于多通道音頻系統(tǒng)的動態(tài)揚聲器管理的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于多通道音頻系統(tǒng)的動態(tài)揚聲器管理。具有選擇性的邊帶鏈接的多頻帶限制器包括第一和第二頻帶分離器、第一和第二多個限制器、第一和第二加法器以及多個可選的鏈接，所述鏈接將第一多個限制器耦合到第二多個限制器。所述第一多個限制器中的每一個限制器都具有耦合到所述第一多個頻帶輸出中的一個的頻帶輸入、鏈接端口以及限制器輸出，并且所述第一加法器能夠接收所述第一多個限制器的限制器輸出并且具有第一通道輸出。所述第二多個限制器中的每一個限制器都具有耦合到所述第二多個頻帶輸出中的一個的頻帶輸入、鏈接端口以及限制器輸出，并且所述第二加法器能夠接收所述第二多個限制器的限制器輸出并且具有第二通道輸出。
【專利說明】用于多通道音頻系統(tǒng)的動態(tài)揚聲器管理
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求美國臨時專利申請USSN61/721010、61/721015以及61/721021的優(yōu)先權(quán)，其申請日均為2012年10月31日，其全部通過引用結(jié)合于此。
【背景技術】
[0003]基于節(jié)目素材的內(nèi)容，動態(tài)揚聲器管理(“DSM”)利用以修改重放素材的頻率響應為代價而動態(tài)最大化揚聲器紙盆(cone)的漂移的原理。DSM使得動態(tài)增強頻譜的部分來最大化聲壓級或者“SPL”。最后，這被紙盆漂移和/或放大器驅(qū)動能力約束。圖1示出了 DSM系統(tǒng)的示例性功能。
[0004]典型地，使用多頻帶限制器實現(xiàn)DSM系統(tǒng)的增益衰減或增強，其中頻譜被劃分成定義的段，其中的每一個的振幅被最大化，然后被重組構(gòu)成輸出信號。圖2是示出典型的實施方式的簡化信號處理路徑的框圖。輸入信號被劃分成各種頻帶，從I到η。每一個頻帶隨后通過其自己的限制器函數(shù)，以在設置的限制內(nèi)最大化信號內(nèi)容。所述DSM系統(tǒng)隨后通過所述輸出信號的電流和電壓感測實時提取揚聲器參數(shù)，來將各種閾值施加到限制器。每一個限制器做出獨立的決定，其中，每一個的增益被限制到已知的水平。
[0005]所述頻率的動態(tài)的、依賴節(jié)目的變更在利用一個(“單”)揚聲器時正常工作。然而，在立體實施方式中，如果DSM被獨立地施加到每一個通道，會對所述音頻立體圖像(audiostereo image)造成不利影響。對于每一個通道，取決于內(nèi)容，瞬間的頻率響應可能是完全不同的，對于多通道實施方式來說影響更加惡化。所述影響被稱為“圖像偏移”或者“圖像畸變”。
[0006]現(xiàn)有技術中已經(jīng)利用被稱為“側(cè)鏈鏈接(sidechain linking) ”的技術解決了圖像偏移問題，其中，每一個立體通道的相應限制器永久性地鏈接到一起，從而每一個通道中的每一個頻帶的增益衰減總是一樣的。這解決了圖像偏移，但是造成整個SPL的向下趨勢顯著下降。也就是說，如果一個通道的內(nèi)容不需要衰減，但是被其鏈接通道中的內(nèi)容蓋過，那么就沒有為不需要衰減的通道充分利用所述SPL最大化。
[0007]通過閱讀下述說明書以及研究附圖中的幾個圖，對于本領域技術人員來說，現(xiàn)有技術中的這些或者其它局限性將會是顯而易見的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在實施例中，通過示例而不是限制的方式闡明了一個具有選擇性的邊帶鏈接的多頻帶限制器，所述限制器包括第一頻帶分離器(splitter)和第二頻帶分離器，第一多個限制器和第二多個限制器，第一加法器和第二加法器，以及多個可選的鏈接，所述鏈接將第一多個限制器耦合到第二多個限制器。所述第一頻帶分離器具有第一通道輸入和第一多個頻帶輸出。所述第一多個限制器中的每一個限制器都具有耦合到所述第一多個頻帶輸出中的一個的頻帶輸入、鏈接端口以及限制器輸出，并且所述第一加法器能夠接收所述第一多個限制器的限制器輸出并且具有第一通道輸出。所述第二頻帶分離器具有第二通道輸入和第二多個頻帶輸出。所述第二多個限制器中的每一個限制器都具有耦合到所述第二多個頻帶輸出中的一個的頻帶輸入、鏈接端口以及限制器輸出，并且所述第二加法器能夠接收所述第二多個限制器的限制器輸出并且具有第二通道輸出。
[0009]在另一個實施例中，通過示例而不是限制的方式闡明了一種用于控制多頻帶限制器的方法，所述方法包括:確定與第一通道相關聯(lián)的第一多個限制器中的哪些要被鏈接到相應的與第二通道相關聯(lián)的第二多個限制器，以及選擇性地鏈接所述第一多個限制器和所述第二多個限制器。
[0010]在進一步的實施例中，一種控制多頻帶限制器的方法包括:在數(shù)字控制器處為多頻帶限制器接收控制輸入數(shù)據(jù)，所述多頻帶限制器包括多個頻帶限制器；在所述數(shù)字控制器上確定是否應該改變頻帶限制器的參數(shù)，如果是，則調(diào)整一個或多個所述頻帶限制器；以及在所述數(shù)字控制器上確定是否應該改變頻帶限制器之間的側(cè)鏈鏈接，如果是，則調(diào)整一個或多個側(cè)鏈鏈接。
[0011]特定示例的優(yōu)點是多個通道的相應頻帶限制器可被選擇性地鏈接，從而降低了圖像畸變，同時允許剩余的頻帶限制器獨立地操作以最大化整個SPL。
[0012]通過閱讀下述說明書以及研究附圖中的幾個圖，對于本領域技術人員來說，這些以及其它實施例、特征以及優(yōu)點將會是顯而易見的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]現(xiàn)在將參照附圖描述多個示例性的實施例，其中，相同的部件被提供相同的附圖標記。示例性的實施例用于例示而不是限制本發(fā)明。所述附圖包括下述圖:
[0014]圖1是示出DSM系統(tǒng)的功能的曲線圖；
[0015]圖2是常規(guī)的用于DSM系統(tǒng)的多頻帶限制器的框圖；
[0016]圖3是用于具有選擇性的邊帶鏈接的DSM系統(tǒng)的立體多頻帶限制器的框圖；
[0017]圖4是圖3所示的立體多頻帶限制器的限制器設計的框圖；
[0018]圖5是控制圖3所示的立體多頻帶限制器的示例過程的流程圖。
【具體實施方式】
[0019]已參照現(xiàn)有技術討論了圖1和圖2。圖3是通過示例而不是限制的方式闡述用于動態(tài)揚聲器管理(“DSM”)系統(tǒng)10的立體多頻帶限制器的框圖，所述DSM系統(tǒng)包括多頻帶限制器11和數(shù)字控制器13。所述多頻帶限制器11具有頻帶限制器的選擇性鏈接的側(cè)鏈，以在選中的頻帶上限制圖像偏移效應，同時最大化其它頻帶上的SPL。
[0020]在圖3中，示例性的多頻帶限制器11包括第一(例如，左)通道輸入12，第二(例如，右)通道輸入14和多個選擇性的側(cè)鏈鏈接16。在左通道12中，多頻輸入信號L被第一頻帶分離器18分割成不同的頻帶(1，2……η)。隨后，所述第一頻帶分離器18的η個輸出被輸入到左通道限制器20，并且所述左通道限制器的輸出在加法器22中相加以生成左通道輸出L。
[0021]在右通道輸入14中，多頻輸入信號R被頻帶分離器24分割成不同的頻帶(1，2……η)。隨后，頻帶分離器24的η個輸出被輸入到右通道限制器26，并且所述右通道限制器26的輸出在加法器28中相加以生成右通道輸出R。選擇性的側(cè)鏈鏈接16被用于選擇性地將左通道限制器20耦合到對應的右通道限制器26。“對應的”意味著被鏈接的限制器具有大致相同的頻帶。
[0022]圖3的示例性實施例將被稱為“立體實施方式”，因為其具有兩個通道(在該非限制性的實例中為左和右)。沒有上面所指的選擇性的側(cè)鏈鏈接，這兩個通道可能會相互不一致地改變增益，這會由于圖像偏移(“畸變”)而導致不期望的音頻效果或“偽像”。通過選擇性地鏈接這對相應的通道，通道中的一個的頻帶的增益限制將被施加到另一個通道的對應頻帶，從而使得這對通道的增益是彼此一致的。并沒有鏈接到一起來的對應的頻帶繼續(xù)獨立地操作，從而確保了每個頻帶的最優(yōu)SPL。
[0023]應該注意到，在某些非限制性的示例性實施例中，所述DSM系統(tǒng)10適用于使用多個DSM使能的放大器，并且可以以多種設計來實施。在更進一步的非限制性的實例中，可以使用多個“單”DSM使能的放大器裝置(例如，僅僅具有單個放大器的裝置)，所述DSM系統(tǒng)10可以被全部或者部分單片集成為集成電路(“ 1C”)，并且所述DSM系統(tǒng)10可以由分散的部件構(gòu)成。
[0024]應該意識到，參考圖3所描述的所述示例性DSM系統(tǒng)10利用了如下事實:在移動裝置中，揚聲器的位置因形狀因子而被分離地限制。例如，在手機上的電話揚聲器的間距(d)通常小于100毫米(mm)，而平板電腦上的則小于200mm。在這樣的間距下，并且在用戶的耳朵距離設備有一定的距離的假設下，立體圖像偏移效應將僅僅在更高的頻帶上是可察覺的(其中，λ <=d)。因此，通過基于其所覆蓋的感興趣的頻帶來選擇性地鏈接相應限制器之間的側(cè)鏈，立體或多通道系統(tǒng)中的SPL能夠被最大化。同樣地，在某些示例性的實施例中，為了獲得高SPL和低立體圖像偏移之間的期望的平衡，相應限制器的選擇性的鏈接會是在0(零)到η個側(cè)鏈的范圍內(nèi)，其中，η是每一個通道中的相應頻帶的個數(shù)。
[0025]在一個示例性實施例中，低頻帶具有獨立運行在L和R上的限制器，但是對于更高的頻帶，所述限制器被鏈接來保持穩(wěn)定的立體圖像。在非限制性的示例中，實際實施方式可以根據(jù)如下進行改變:1)揚聲器源的間距；2)DSM實施方式中所使用的頻帶的數(shù)量；以及3)主觀允許的立體圖像劣化。
[0026]數(shù)字控制器13可被用于控制多頻帶限制器11的各種功能。在非限制性的實例中，所述數(shù)字控制器可以使用信號S來為左通道限制器20和/或右通道限制器26設施閾值。在進一步的非限制性的實例中，數(shù)字控制器可以控制側(cè)鏈鏈接16。在其它實施例中，所述側(cè)鏈鏈接是廠家設定的。數(shù)字控制器13可由多種技術實現(xiàn)，包括離散邏輯、狀態(tài)機、微控制器等。在非限制性的實施例中，數(shù)字控制器13可以是DSM處理器。
[0027]圖4是通過示例而不是限制的方式闡述的圖3的限制器20/26的框圖。所述限制器20/26具有頻帶輸入30、鏈接端口 32以及限制器輸出34。所述鏈接端口 32耦合到側(cè)鏈鏈接16，所述側(cè)鏈鏈接16可以包括電氣可控的開關36。電氣可調(diào)的衰減器38將頻帶輸入30耦合到所述限制器輸出34。比較器40具有經(jīng)由整流器44耦合到所述頻帶輸入30的第一(+)輸入42，經(jīng)由整流器48耦合到所述鏈接端口 32的第二(+)輸入46，以及耦合到閾值或參考電壓的第三(一)輸入50。在該非限制性的示例中，輸出52經(jīng)由接入&釋放(attack&release)控制器54而稱合到衰減器38的控制輸入,所述控制器54控制所述限制器的輸出34的上升(“接入”)沿以及下降(釋放)沿的形狀和定時。
[0028]圖5是通過示例而不是限制的方式闡述的圖3所示的控制立體多頻帶限制器11的示例性過程56的流程圖。在該示例中，過程56在58開始，在操作60中，在例如數(shù)字控制器13中接收控制輸入。在非限制性的示例中，這些控制輸入可以包括程序控制、芯片外的信號、施加到揚聲器線圈的電壓(V)和流過線圈的電流(I)的測量結(jié)果等等。接著，在操作62中，確定是否應該基于在操作60中接收到的控制輸入來改變限制器20/26的參數(shù)。如果是，操作64調(diào)整一個或多個限制器參數(shù)(例如，限制器閾值)并且控制操作60的返回。如果不是，操作66確定是否應該改變側(cè)鏈鏈接16。在非限制性的示例中，可以使用寄存器來存儲每一個側(cè)鏈鏈接16的開關36的狀態(tài)，其中0(零)表示打開的開關，I ( 一)表示閉合的開關。為了這種音量控制的目的，所述側(cè)鏈鏈接可隨時間改變。如果是，在操作68中調(diào)節(jié)所述側(cè)鏈鏈接16并且控制返回到操作60。如果不是，控制返回到操作60卻不調(diào)節(jié)所述側(cè)鏈鏈接。注意到，可由數(shù)字控制器13(例如，DSM處理器)利用電子控制信號S來實施這些控制操作。
[0029]盡管利用具體的術語和裝置描述了各種實施例，然而這些描述僅僅是為了例示的目的。所使用的詞語用于描述而不是用于限制。應該知道的是，本領域技術人員可進行變形或變化，而不會脫離這里所撰寫的公開內(nèi)容和附圖所支持的各種發(fā)明的精神和范圍。此夕卜，應該知道的是，各種其它實施例的方案可以全部或者部分地相互交換。因此，應該根據(jù)本發(fā)明的真實的精神或者范圍來解釋權(quán)利要求而無需限制或者禁止反言。
【權(quán)利要求】
1.一種具有選擇性的邊帶鏈接的多頻帶限制器，包括: 第一頻帶分離器，其具有第一通道輸入和第一多個頻帶輸出； 第一多個限制器，其中的每一個限制器都具有耦合到所述第一多個頻帶輸出之一的頻帶輸入、鏈接端口以及限制器輸出； 第一加法器，其能夠接收所述第一多個限制器的限制器輸出，并且具有第一通道輸出； 第二頻帶分離器，其具有第二通道輸入和第二多個頻帶輸出； 第二多個限制器，其 的每一個限制器都具有耦合到所述第二多個頻帶輸出之一的頻帶輸入、鏈接端口以及限制器輸出； 第二加法器，其能夠接收所述第二多個限制器的限制器輸出，并且具有第二通道輸出；以及 多個可選的鏈接，所述多個可選的鏈接將所述第一多個限制器的鏈接端口耦合到所述第二多個限制器的鏈接端口。
2.如權(quán)利要求1所述的具有選擇性的邊帶鏈接的多頻帶限制器，其中所述多個可選的鏈接包括多個開關。
3.如權(quán)利要求2所述的具有選擇性的邊帶鏈接的多頻帶限制器，其中所述多個開關是電氣可控的。
4.如權(quán)利要求3所述的具有選擇性的邊帶鏈接的多頻帶限制器，其中所述多個開關由數(shù)字控制器控制。
5.如權(quán)利要求4所述的具有選擇性的邊帶鏈接的多頻帶限制器，其中所述數(shù)字控制器是動態(tài)揚聲器管理(DSM)處理器。
6.如權(quán)利要求1所述的具有選擇性的邊帶鏈接的多頻帶限制器，其中，所述第一多個限制器和所述第二多個限制器中的每一個都包括衰減器，所述衰減器耦合在所述頻帶輸入和所述通道輸出之間。
7.如權(quán)利要求6所述的具有選擇性的邊帶鏈接的多頻帶限制器，其中，所述第一多個限制器和所述第二多個限制器中的每一個都包括比較器，所述比較器具有耦合到所述頻帶輸入的第一輸入、耦合到所述鏈接端口的第二輸入、耦合到閾值的第三輸入、以及耦合到所述衰減器的控制輸入的輸出。
8.如權(quán)利要求7所述的具有選擇性的邊帶鏈接的多頻帶限制器，其中，對于每一個比較器，所述第一輸入經(jīng)由第一整流器耦合到所述頻帶輸入，所述第二輸入經(jīng)由第二整流器耦合到所述鏈接端口。
9.如權(quán)利要求8所述的具有選擇性的邊帶鏈接的多頻帶限制器，其中，對于每一個比較器，所述輸出經(jīng)由接入&釋放控制器耦合到所述衰減器的控制輸入。
10.一種控制多頻帶限制器的方法，包括: 確定與第一通道相關聯(lián)的第一多個限制器中的哪些限制器要被鏈接到與第二通道相關聯(lián)的對應的第二多個限制器；以及 選擇性地鏈接所述第一多個限制器與所述第二多個限制器。
11.如權(quán)利要求10所述的控制多頻帶限制器的方法，其中，所述選擇性地鏈接的限制器具有對應的頻帶。
12.如權(quán)利要求11所述的控制多頻帶限制器的方法，其中，每一個所述選擇性的鏈接的限制器均由開關鏈接。
13.如權(quán)利要求12所述的控制多頻帶限制器的方法，其中，所述開關由數(shù)字控制器電氣地控制。
14.一種控制多頻帶限制器的方法，包括: 在數(shù)字控制器處為多頻帶限制器接收控制輸入數(shù)據(jù)，所述多頻帶限制器包括多個頻帶限制器； 在所述數(shù)字控制器上確定是否應該改變頻帶限制器的參數(shù)，如果是，則調(diào)整一個或多個所述頻帶限制器；以及 在所述數(shù)字控制器上確定是否應該改變頻帶限制器之間的側(cè)鏈鏈接，如果是，則調(diào)整一個或多個側(cè)鏈鏈接。
15.如權(quán)利要求14所述的控制多頻帶限制器的方法，其中，調(diào)整一個或多個側(cè)鏈鏈接包括打開或關閉一對所述頻帶限制器之間的開關。
16.如權(quán)利要求15所述的控制多頻帶限制器的方法，其中，所述一對頻帶限制器具有對應的頻帶。
17.如權(quán)利要求16所述的控制多頻帶限制器的方法，其中，所述數(shù)字控制器包括動態(tài)揚聲器管理(DSM)處 理器。
18.如權(quán)利要求17所述的控制多頻帶限制器的方法，其中，所述頻帶限制器的參數(shù)包括頻帶限制器的閾值。
【文檔編號】H04R3/00GK103916796SQ201310756894
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月31日
【發(fā)明者】A·S·多伊, V·P·尼加姆, R·波勒羅斯 申請人:馬克西姆綜合產(chǎn)品公司