智能降噪高保真有源一体化扬声器制造技术

本发明专利技术涉及音箱技术，具体是一种智能降噪高保真有源一体化扬声器，其包信号输入模块、数字音频处理模块、DAC、功放模块、喇叭模块、音箱控制模块和降噪模块，其中数字音频处理模块包括按信号流向串联的多个DSP处理器，起始的一个DSP处理器与信号输入模块连接，最后的一个DSP处理器与功放模块连接，且最后一个DSP处理器设有第一缩放单元，音箱控制模块中设有降噪控制模块，降噪控制模块通过检测经过数字音频处理模块处理的数字信号电平并据此控制第一缩放单元和降噪模块实现降噪，从而提高扬声器音效品质。

【技术实现步骤摘要】
智能降噪高保真有源一体化扬声器
本专利技术涉及音箱技术，具体是一种智能降噪高保真有源一体化扬声器。
技术介绍
有源一体化音箱(在本技术中音箱和扬声器表不相同意思)一般是指集成了数字音频处理模块和功放模块的音箱。其中，数字音频处理模块用于对输入音箱的音频信号进行各种音效处理，例如静音、延时、EQ均衡、增益、极性控制等，该模块的核心器件是DSP处理器(Digital Signal Processor,也称为数字信号处理器)。由于DSP处理器只能处理数字信号，如果输入音频信号为模拟音频信号，则需要先通过ADC (Analog to DigitalConverter，模数转换器)将模拟音频信号转换成数字信号。数字信号经过DSP处理器进行各种设定的信号处理步骤后，再通过DAC (Digital to Analog Converter,数模转换器)转换成模拟信号传输至下一个音箱模块，例如功放模块、喇叭模块等(由一个或多个独立的喇口八单元组成)。然而由于DAC自身的特性，经过DAC转换输出的模拟信号会带有一定量的本底噪音，这个本底噪音的大小是大致固定的，只和DAC自身相关，和输入音箱的数字音频信号或集成该DAC的器件无关。虽然普通情况下听众一般不易察觉这个噪音的存在，但是这个噪音毕竟还是存在的，功放模块会把这个噪音连同有效音频信号一起放大输出。当输入音箱的音频信号音量(电平)过小时，经喇叭单元还原出声音的噪音将会变得明显起来，严重时甚至会影响音箱的扩音效果和音响系统整体声效。此外，随着用户对音效处理要求的提高，用户希望数字音频处理模块可以提供更多的音频处理功能，例如相位响应调整(BPPA)、多层处理(音箱层、阵列层、系统层)等。这些功能超出了传统的由单一 DSP芯片构建数字音频处理模块信号处理能力，影响音频传输的实时性和可靠性。因此降低DAC输出的本底噪音以及提高数字音频处理模块音频处理能力对于设计和制造高保真、品质有源一体化扬声器来说是一个重要技术问题。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种具有较低噪音的智能降噪高保真有源一体化扬声器，并使其数字音频处理模块具有更强的处理能力。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是: 一种智能降噪高保真有源一体化扬声器，包括按照信号流向依次设置的信号输入模块、数字音频处理模块、DAC、功放模块、喇叭模块，以及用于对上述一个或多个模块进行控制的音箱控制模块，所述数字音频处理模块包括多个音效处理器，其中: 所述数字音频处理模块包括按信号流向串联的多个DSP处理器，起始的一个DSP处理器与所述信号输入模块连接，最后的一个DSP处理器与所述功放模块连接，所述多个音效处理器按信号流向分配至所述多个DSP处理器中； 所述扬声器还包括降噪模块，所述最后一个DSP处理器包括第一缩放单元，所述音箱控制模块包括降噪控制模块，经过所述数字音频处理模块处理的数字信号依次经所述第一缩放单元、所述DAC和所述降噪模块传输至所述功放模块； 所述降噪控制模块用于检测经过所述数字音频处理模块处理的数字信号电平，当检测到的信号电平低于预设阀值时，控制所述第一缩放单元按预设倍数放大信号电平，并同时控制所述降噪模块按该预设倍数缩小信号电平；当检测到的信号电平高于阀值时，控制所述第一缩放单元和所述降噪模块按原信号电平大小输出。上述技术方案的改进之一:所述降噪控制模块包括:信号电平检测模块，用于检测数字音频处理模块处理的数字信号电平；降噪执行模块，用于判断所述信号电平检测模块检测到电平是否低于预设阀值，若低于阀值则控制所述第一缩放单元按预设倍数放大信号电平，并同时控制所述降噪模块按该预设倍数缩小信号电平；若高于阀值则控制所述第一缩放单元和所述降噪模块按原信号电平大小输出。上述技术方案的改进之二:所述数字音频处理模块包括第一 DSP处理器和第二DSP处理器，所述第一缩放单元和所述降噪控制模块设置在所述第二 DSP处理器中。上述技术方案的改进之三:所述第一缩放单元包括第一切换单元、直通通道和缩放通道，所述直通通道和所述缩放通道并联连接于所述第一切换单元和所述DAC，且所述缩放通道上设有用于按所述预设倍数对信号电平进行放大的第一电平缩放单元；所述第一切换单元与所述降噪控制模块连接，用于接收经过所述数字音频处理模块处理的数字信号，并根据所述降噪控制模块的控制信号选择通过所述直通通道或所述缩放通道将该数字信号传输至所述DAC。上述技术方案的改进之四:所述降噪模块包括第二切换单元、直通通道和缩放通道，所述直通通道和所述缩放通道并联连接于所述第二切换单元和所述功放模块，所述缩放通道上设有用于按所述预设倍数对信号电平进行缩小的第二电平缩放单元；所述第二切换单元与所述降噪控制模块连接，用于接收所述DAC输出的模拟信号，并根据所述降噪控制模块的控制信号选择通过所述直通通道或所述缩放通道将该模拟信号传输至所述功放模块。上述技术方案的改进之五:所述降噪控制模块包括降噪状态反馈模块，所述降噪状态反馈模块用于当所述降噪控制模块检测到的信号电平小于预设阀值或当所述降噪控制模块控制所述第一切换单元选择所述缩放通道传输数字信号时，控制所述扬声器上设置的状态灯显示音量过小提示和/或将该状态信息反馈给与所述扬声器建立连接的控制主机，从而向用户提示输入音量过小。上述技术方案的改进之六:所述信号输入模块包括用于接收模拟音频信号的模拟输入接口、用于接收AES数字音频信号的AES输入接口、用于接收网络传输的数字音频信号的RJ45输入接口、模拟信号压缩限幅器、数字音频发送器，其中，所述模拟输入接口通过所述模拟信号压缩限幅器与所述数字音频处理模块连接，所述AES输入接口、RJ45输入接口分别通过所述数字音频发送器与所述数字音频处理模块连接，且所述音箱控制模块与所述RJ45输入接口连接。上述技术方案的改进之七:所述音箱控制模块还包括用于控制所述信号输入模块的第一控制模块，所述第一控制模块包括压缩限幅状态反馈模块，所述压缩限幅状态反馈模块用于当所述模拟信号压缩限幅器启动压缩或限幅功能时，控制所述扬声器上设置的状态灯显示音量过小提示和/或将该状态信息反馈给与所述扬声器建立连接的控制主机，从而向用户提示输入音量过大。上述技术方案的改进之八:所述模拟信号压缩限幅器包括按信号流向依次连接的前级平衡转非平衡输入单元、压缩限幅单元和非平衡转平衡输出单元，所述压缩限幅单元包括:连接于所述前级平衡转非平衡输入单元和所述非平衡转平衡输出单元的反相运算放大模块，以及按信号流向依次连接的有源半波整流模块、对数运算放大模块、差分放大模块、等比例反相运算缓冲模块和开关调整管，其中所述有源半波整流模块与所述反相运算放大模块输出端连接，所述等比例反相运算缓冲模块与所述反相运算放大模块连接，所述开关调整管与所述反相运算放大模块连接，此外，所述非平衡转平衡输出单元对接收到的信号进行非平衡转平衡和反相处理。上述技术方案的改进之九:所述数字音频处理模块包括输入处理模块和多个输出处理模块；所述输入处理模块包括串联的多个音效处理器，每个音效处理器用于根据所设定的处理参数对音频信号进行相应种类信号处理操作，其中起始的一个音效处理器接收来自所述信号输入模块的音频信号，最后的一个音效处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能降噪高保真有源一体化扬声器，包括按照信号流向依次设置的信号输入模块、数字音频处理模块、DAC、功放模块、喇叭模块，以及用于对上述一个或多个模块进行控制的音箱控制模块，所述数字音频处理模块包括多个音效处理器，其特征在于：所述数字音频处理模块包括按信号流向串联的多个DSP处理器，起始的一个DSP处理器与所述信号输入模块连接，最后的一个DSP处理器与所述功放模块连接，所述多个音效处理器按信号流向分配至所述多个DSP处理器中；所述扬声器还包括降噪模块，所述最后一个DSP处理器包括第一缩放单元，所述音箱控制模块包括降噪控制模块，经过所述数字音频处理模块处理的数字信号依次经所述第一缩放单元、所述DAC和所述降噪模块传输至所述功放模块；所述降噪控制模块用于检测经过所述数字音频处理模块处理的数字信号电平，当检测到的信号电平低于预设阀值时，控制所述第一缩放单元按预设倍数放大信号电平，并同时控制所述降噪模块按该预设倍数缩小信号电平；当检测到的信号电平高于阀值时，控制所述第一缩放单元和所述降噪模块按原信号电平大小输出。

【技术特征摘要】
1.一种智能降噪高保真有源一体化扬声器，包括按照信号流向依次设置的信号输入模块、数字音频处理模块、DAC、功放模块、喇叭模块，以及用于对上述一个或多个模块进行控制的音箱控制模块，所述数字音频处理模块包括多个音效处理器，其特征在于: 所述数字音频处理模块包括按信号流向串联的多个DSP处理器，起始的一个DSP处理器与所述信号输入模块连接，最后的一个DSP处理器与所述功放模块连接，所述多个音效处理器按信号流向分配至所述多个DSP处理器中； 所述扬声器还包括降噪模块，所述最后一个DSP处理器包括第一缩放单元，所述音箱控制模块包括降噪控制模块，经过所述数字音频处理模块处理的数字信号依次经所述第一缩放单元、所述DAC和所述降噪模块传输至所述功放模块； 所述降噪控制模块用于检测经过所述数字音频处理模块处理的数字信号电平，当检测到的信号电平低于预设阀值时，控制所述第一缩放单元按预设倍数放大信号电平，并同时控制所述降噪模块按该预设倍数缩小信号电平；当检测到的信号电平高于阀值时，控制所述第一缩放单元和所述降噪模块按原信号电平大小输出。2.根据权利要求1所述的智能降噪高保真有源一体化扬声器，其特征在于，所述降噪控制模块包括: 信号电平检测模块，用于检测数字音频处理模块处理的数字信号电平； 降噪执行模块，用于判断所述信号电平检测模块检测到电平是否低于预设阀值，若低于阀值则控制所述第一缩放单元按预设倍数放大信号电平，并同时控制所述降噪模块按该预设倍数缩小信号电平；若高于阀值则控制所述第一缩放单元和所述降噪模块按原信号电平大小输出。3.根据权利要求1所述的智能降噪高保真有源一体化扬声器，其特征在于:所述数字音频处理模块包括第一 DSP处理器和第二 DSP处理器，所述第一缩放单元和所述降噪控制模块设置在所述第二 DSP处理器中。4.根据权利要求1至3任一项所述的智能降噪高保真有源一体化扬声器，其特征在于:所述第一缩放单元包括第一切换单元、直通通道和缩放通道，所述直通通道和所述缩放通道并联连接于所述第一切换单元和所述DAC，且所述缩放通道上设有用于按所述预设倍数对信号电平进行放大的第一电平缩放单元； 所述第一切换单元与所述降噪控制模块连接，用于接收经过所述数字音频处理模块处理的数字信号，并根据所述降噪控制模块的控制信号选择通过所述直通通道或所述缩放通道将该数字信号传输至所述DAC。5.根据权利要求1至3任一项所述的智能降噪高保真有源一体化扬声器，其特征在于: 所述降噪模块包括第二切换单元、直通通道和缩放通道，所述直通通道和所述缩放通道并联连接于所述第二切换单元和所述功放模块，所述缩放通道上设有用于按所述预设倍数对信号电平进行缩小的第二电平缩放单元； 所述第二切换单元与所述降噪控制模块连接，用于接收所述DAC输出的模拟信号，并根据所述降噪控制模块的控制信号选择通过所述直通通道或所述缩放通道将该模拟信号传输至所述功放模块。6.根据权利要求1至3任一项所述的智能...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志雄，邓俊曦，
申请(专利权)人：广州励丰文化科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44