[发明专利]虚拟低音产生电路、扬声器与方法

说明书

一种扬声器中使用的虚拟低音产生电路，其用于：滤除音频信号的高频部分，以产生低通音频信号；根据低通音频信号产生分别具有低通音频信号的多个偶次谐波和奇次谐波的偶次音频信号和奇次音频信号；将放大偶次音频信号和放大奇次音频信号的加总减去放大低通音频信号，以产生第一计算音频信号；滤除第一计算音频信号的高频部分与低频部分，以产生带通音频信号；以及将带通音频信号和音频信号相加，以产生具有音频信号的多个增强偶次谐波和多个增强奇次谐波的第二计算音频信号。

技术领域

本发明涉及一种扬声器，尤其是涉及一种扬声器中使用的虚拟低音产生电路及方法。

背景技术

扬声器用于将音频信号转换为声音。音频信号的低频部分可能无法通过性能较差的扬声器被成功地转换，也就是说，性能一般或较差的扬声器都不能很好地播放低频声音。因此，扬声器中的音频处理电路可以滤除音频信号的低频部分，但是这会导致由扬声器所播放的声音会有失真(即，低频声音不能被用户收听)。

参照图1，图1是心理声学错觉的示意图。在图1中，频率为2f、3f与4f的真实信号系实体地存在，虽然最低基频f的感知低音信号并非实体地存在，但用户仍虚拟地听到最低基频f的感知低音信号。

心理声学错觉可以被用来产生感知低音信号给一般或较差性能的扬声器。非线性装置可用于产生关联于感知低音信号的最低基频的一系列谐波。例如，全波整流器可以用来产生偶次谐波，软限幅(soft clipping)电路可以用来产生奇次谐波，而带有全波整流器和积分器的电路可以用来产生偶次谐波和奇次谐波。

参照图2，图2是传统虚拟低音产生电路的示意图。传统的虚拟低音产生电路用于扬声器。传统的虚拟低音产生电路包括一阶高通滤波器10、一阶低通滤波器12、绝对值电路14、二阶高通滤波器16、放大器18、28、30、加法器20、二阶低通滤波器22、限幅电路24和减法器26、32。

传统的虚拟低音产生电路的输入端电性连接减法器32和第一高通滤波器10。第一高通滤波器10电性连接第一低通滤波器12。第一低通滤波器12电连接绝对值电路14、限幅电路24和放大器30。限幅电路24和放大器30电性连接减法器26，且减法器26电性连接放大器28。绝对值电路14电性连接二阶高通滤波器16，并且二阶高通滤波器16电性连接放大器18。放大器18和28电性连接加法器20，并且加法器20电性连接二阶低通滤波器22。二阶低通滤波器22电性连接减法器32，并且减法器32电性连接传统的虚拟低音产生电路的输出端。

音频信号由传统的虚拟低音产生电路的输入端接收。第一高通滤波器10和第一低通滤波器12分别滤除音频信号的低频部分和高频部分，以产生第一滤波音频信号。绝对值电路14获得第一滤波音频信号的绝对值部分，并作为全波整流器，以输出整流音频信号。二阶高通滤波器16滤除整流音频信号中的低频部分，以产生第二滤波音频信号。放大器18以增益G1放大第二滤波音频信号，以产生第一放大音频信号。

限幅电路24用以限幅第一滤波音频信号，以产生限幅音频信号，且放大器30以增益G3放大第一滤波音频信号，以产生第三放大音频信号。减法器26从限幅音频信号中减去第三放大音频信号，以产生第一相减音频信号。放大器28以增益G2放大第一相减音频信号，以产生第二放大音频信号。

加法器20将第一放大音频信号和第二放大音频信号相加，以产生相加音频信号。第二低通滤波器22滤除相佳音频信号的高频部分，以产生第三滤波音频信号。减法器32从音频信号中减去第三滤波音频信号，以产生第二相减音频信号。传统的虚拟低音产生电路输出第二相减音频信号给由扬声器进行播放。要注意的是，第一和第二高通滤波器10和16可以防止扬声器播放音频信号的直流部分。然而，传统的虚拟低音产生电路仍然需要四个滤波器(即，滤波器10、12、16和22)，因此导致高硬件成本。

发明内容