[发明专利]一种扬声器音质均衡的幅度增益控制方法

说明书

本发明一种扬声器音质均衡处理的幅度增益控制方法，针对采用了数字滤波器进行音质均衡处理后的扬声器系统，进行幅度增益控制，避免扬声器单元特别是高音单元产生过载。均衡处理采用包括IIR(无限冲激响应)和FIR(有限冲激响应)两种滤波器形式扬声器系统的系统响应对其进行均衡处理，可使得扬声器系统的幅度频率响应达到线性特性的目的。均衡后，扬声器系统高音单元的工作增益电平会比未均衡前高，因此，本发明根据均衡前后的扬声器系统高音单元的有效功率之差，对扬声器系统的输入增益进行衰减，以保护的扬声器系统高音单元。本发明可用在包括家用、HIFI用、专业演出以及KTV等各种场合所使用的扬声器系统。

【技术领域】

本发明涉及一种扬声器音质均衡的幅度增益控制方法。

【背景技术】

扬声器系统作为电声系统的最后一个环节，由于电声换能时，振膜与空气之间的声阻抗比、箱体、多个扬声器单元同时发声和音箱分频器设计等原因，存在着较大的音质缺陷。在主要评价扬声器系统时的指标：有效频率范围及在该频率范围的幅度频率响应曲线，音质缺陷在扬声器系统的幅度频率响应曲线上的一个主要体现特征是曲线上具有大量的峰谷。因此对扬声器系统的音质均衡在其特性上的体现主要是在幅度频率响应曲线的平直化。

通过改善箱体结构和更换更高品质的扬声器单元，在一定程度可以减少扬声器系统在其有效频率范围内的幅度频率响应曲线的峰谷幅度，改善扬声器系统的音质缺陷，但从这两方面入手，到一定程度时，要继续改善音质，较难实现且性价比低。

随着数字信号处理技术的发展，可根据扬声器系统的有效频率范围并结合扬声器单元分频特性，均衡扬声器系统音质，即对在其有效频率范围内的幅度频率响应曲线的峰谷进行“削峰补谷”，采用包括IIR(无限冲激响应)和FIR(有限冲激响应)两种滤波器形式，对幅度频率响应的“峰”进行相应的衰减和对幅度频率响应的“谷”进行相应的提升，使用扬声器系统在其有效频率范围内的频率响应曲线平直。

由于在均衡前，扬声器系统在其高音单元的工作频率范围内往往存在衰减，假设此时有效功率为RMS_h；在均衡后，高音单元的工作频率范围内的频率响应增益一般会得到提升，此时有效功率为即RMS’_h(单位为dB)。因此，在一般情况下，RMS’-RMS_h＝ΔG>0。

综上所述，在采用IIR和FIR对扬声器系统的进行均衡处理之后，若未对信号幅度加以控制，可能使得均衡后的较高的增益电平在产生过载甚至损坏高音单元。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种扬声器音质均衡的幅度增益控制方法，实现扬声器系统均衡的幅度增益控制，保护高频单元不产生过载和损坏。

本发明是这样实现的：

一种扬声器音质均衡处理的幅度增益控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步：通过对需音质优化的扬声器系统进行电声测试，得到其脉冲响应h(n)和传输响应H(z)；

第二步：根据其脉冲响应和传输响应，分析扬声器系统的相位频率响应和幅度频率响应，并计算高音单元的工作频率范围内的有效功率RMS_h；

第三步：对在其有效频率范围内的幅度频率响应曲线的峰谷进行“削峰补谷”，采用包括无限冲激响应IIR和有限冲激响应FIR两种滤波器形式，对幅度频率响应的“峰”进行相应的衰减和对幅度频率响应的“谷”进行相应的提升，使用扬声器系统在其有效频率范围内的频率响应曲线平直；

第四步：分析均衡后扬声器系统的传输响应为H’(z)，并计算此时扬声器高音单元在其工作频率范围内的有效功率RMS’_h；

第五步：调节扬声器系统的输入增益ΔG，使得RMS’_h+ΔG≤RMS_h。