[发明专利]用于压电扬声器的音频信号处理装置及其方法

说明书

本发明涉及一种用于压电扬声器的音频信号处理装置(1)和用于压电扬声器(2)的音频信号处理方法，以产生可听波长频谱的声波,其具有一数字音频信号(Vsubgt;in/subgt;)的信号输入端(3)、一用以校正压电扬声器(2)的非线性的数字校正单元(4)、一将数字校正单元(4)所校正的信号转换成一脉波宽度调制切换信号的数字PWM发生器(5)、一受该数字PWM发生器(5)所转换出的切换信号控制而使压电扬声器(2)的压电致动器受一电压(X)充电的功率级(6)以及一形成控制回路的反馈路径,该电压经由该反馈路径反馈作为一反馈信号(Y(z)，Ysubgt;dig/subgt;),而该反馈信号(Y(z)，Ysubgt;dig/subgt;)中具有由校正单元(4)、PWM生成器(5)、功率级(6)和/或压电扬声器(2)所造成的可听频率范围内的第一信号噪音(Qsubgt;z/subgt;)。

【技术领域】

本发明涉及一种用于压电扬声器的音频信号处理装置，用于产生可听波长的声波。该装置包括用于一个将数字音频信号输入的信号输入端、一用于校正扬声器非线性的数字校正单元和一个将校正单元校正的信号转换成脉波宽度调制的切换信号的数字PWM产生器。此外，该装置包括一功率级，该功率级可以受PWM产生器转换的切换信号控制，使得扬声器的压电致动器可以受一电压充电以使振膜偏转。此外，该装置包括一个反馈控制回路，以将该电压回送作为反馈信号，该反馈信号中具有由数字校正单元、PWM生成器、功率级和/或压电扬声器所造成的可听频率范围内的第一信号噪音。本发明还涉及一种用于压电扬声器的音频信号处理方法，用于产生可听波长的声波。

【背景技术】

从US 2010/0271147 A1中已知一种用于操作压电扬声器的装置。这样做的缺点是扬声器音质不佳。

【发明内容】

因此，本发明的目的是改善压电扬声器输出声波的声音质量。

该目的是通过一种用于压电扬声器的音频信号处理装置和具有独立权利要求的特征的相关方法来实现。

本发明提出了一种用于压电扬声器的音频信号处理装置，用于产生可听波长的声波。对于人类来说，可听波长频谱大约自20Hz到20kHz是足够的，该范围可能因人而异，并且特别地可以取决于人的年龄。较低和较高的频率是人类听觉不可察觉的。

该装置具有用于输入数字音频信号的信号输入端。音频信号可以包括例如来自智能手机、MP3播放器或其他设备的音乐、声音和/或语音。音频信号是由输入端送到装置，再由压电扬声器输出。

此外，该装置包括用于一用以校正扬声器的非线性的数字校正单元。数字校正单元可以从信号输入端接收数字音频信号。因此，数字校正单元可以在信号流方向位于信号输入端的下游。非线性的事实会反映在数字音频信号的变化与压电扬声器的声音输出的变化不成线性比例。这可能主要是由于压电扬声器具有复杂的非线性状况。另外，装置和/或压电扬声器的温度变化可能导致非线性。借助于数字校正单元可以减小非线性，从而改善压电扬声器的音质。

此外，该装置包括一数字PWM产生器，利用该数字PWM产生器可将数字校正单元校正的信号转换成脉波宽度调制的切换信号。因此，数字PWM产生器可以在信号流方向位于数字校正单元的下游。

此外，该装置包括一功率级，该功率级可以由PWM产生器转换的切换信号所控制，使得扬声器的压电致动器可以受用于偏转振膜的电压予以充电。功率级可以在信号流方向连接在PWM产生器的下游。功率级可以包括放大器单元，该放大器单元可以用电压对扬声器的压电致动器充电和放电。功率级可以提供输出信号，使得扬声器可以输出对应于数字音频信号的声音，该声音可以包括音乐、声音和/或语音。功率级还可以具有至少一个开关，该开关可以处理PWM产生器的切换信号。