專利名稱：空間擴展的立體聲聲音圖像的中心定位的制作方法
本申請要求1999年5月13日提交的美國臨時申請60/134,005的優(yōu)先權。
背景技術：
立體聲增強音響系統(tǒng)典型地處理和(L+R)信號分量和差(L-R)信號分量，如果采取其他方式不能獲得，它們可以從一對左(L)信號和右(R)信號產(chǎn)生。當差信號通過一對左右揚聲器或一個環(huán)繞聲系統(tǒng)再現(xiàn)時，它可以被用于建立一個空間擴展的立體聲圖像。
將差信號的電平相對于和信號增大可以擴大這樣一個感知到的聲音圖像。對差信號的這種處理包括由低音和高音增強構成的均衡。然而，差信號電平的增大可能對人對聲音的感知產(chǎn)生令人不快的效果。例如，對中間范圍的音頻的差信號的增強可能引起一種對于聽眾相對于左右揚聲器的物理位置不合乎需要地敏感的聲音感知。而且，空間擴展立體圖像不會適當?shù)囟ㄎ粡闹行恼０l(fā)出的聲音，如視覺上位于電視或活動圖像節(jié)目顯示的中心的一個人的演講。這種情況是關于聲音系統(tǒng)包括是否一個中心揚聲器或僅僅左和右揚聲器的情況。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在一個相對于(L+R)和信號增加了(L-R)差信號電平以產(chǎn)生一個空間擴展立體聲圖像的系統(tǒng)中，(L+R)和信號的低音響應的減小與(L+R)和信號的高音響應的增加幫助聽眾更好地向中心定位中心音響材料。

發(fā)明內(nèi)容
對于一個消費產(chǎn)品，有必要使成本保持較低。在此認識到為幫助聽眾更向中心定位中心音響材料音響系統(tǒng)中所期望的(L+R)和信號的低音減小可以通過使用一個旋轉器經(jīng)濟地合成電感來實現(xiàn)。一個旋轉器產(chǎn)生的電感與(L+R)和信號路徑中的阻抗相結合，經(jīng)濟地提供這樣的一種減小的低音頻率響應，同時避免了線繞電感的缺陷，這種電感價格更貴、體積更大、并帶有嗡嗡聲和受到其他外來的電磁/靜電噪音和信號的影響。因此，旋轉器合成的電感不僅更經(jīng)濟實惠，而且可以用于音響系統(tǒng)的低信號電平部分。
另外，為減小低音頻率的信號和增加高音頻率的信號進行的(L+R)和信號的均衡可在“通”和“斷”模式之間單獨或相結合地轉換和/或單獨或相結合地進行調(diào)節(jié)。這一可轉換/調(diào)節(jié)能力使得能夠更靈活地調(diào)整系統(tǒng)的響應以達到聽眾的滿意。


現(xiàn)在說明附圖，其中圖1示出(L+R)和信號的期望頻率響應，用于提供對于中心音響材料的期望的中心定位效果。
圖2示出(L+R)和信號路徑中的均衡和(L-R)差信號路徑中的空間圖像擴展均衡的方框圖。
圖3示出圖2中提供(L+R)和信號路徑中的均衡的方框示意圖。
圖4示出圖3的低音和高音均衡電路的轉換。
圖5示出圖4的轉換的一個替代實施例。
優(yōu)選實施例說明參見附圖，其中相同的構件被給予了相同的數(shù)字標識，圖1示出(L+R)和信號的期望頻率響應10的標稱曲線，用于提供對于中心音響材料的期望的中心定位效果。此頻率響應示出從580Hz開始在最低低音12和最高低音14的虛線之間的減小的低音響應的不同電平，最低響應位于250至300Hz之間，在100Hz處有1dB增益的提高的低音響應。標稱高音響應的提高從580Hz開始，在虛線示出的最低高音16和最高高音18的限制范圍內(nèi)，達到在約2,000Hz或更高的最高約4dB增益。
圖2以方框圖形式示出(L+R)和信號路徑中的當前均衡20和(L-R)差信號路徑中的空間圖像擴展均衡22。使用(L-R)差信號的空間圖像擴展均衡22是現(xiàn)有技術中所公知的。
圖2示出從L和R信號形成(L+R)和(L-R)信號，但對于美國的FM或電視立體聲節(jié)目不必如此，在此被檢測的信號已經(jīng)是(L+R)和(L-R)格式，需要被矩陣解碼以提供分離的L和R信號。因此，這里示出矩陣轉換編碼器/解碼器24/26用于當(L+R)和信號和(L-R)差信號都需要編碼和解碼的情況。
圖3示出圖2中提供了(L+R)和信號路徑中的均衡以幫助聽眾更向中心定位中心音響材料的方框20。LC網(wǎng)絡30是帶有電阻32的分壓器，有效地實現(xiàn)了圖1的低音頻率響應。模擬的旋轉器電感34減小了低頻的阻抗，因此減小了利用分壓器電阻32的低音響應直到與電感34串聯(lián)的電容器36的阻抗接收并提高低頻的響應。此分壓器可以被置于運算放大器級38的輸入端，它緩沖信號并使得使用反饋環(huán)繞運算放大器40的簡單的串聯(lián)RC網(wǎng)絡提供高頻增進，如圖1所示。
更具體而言，旋轉器34包括一個一般用途的晶體管42，其發(fā)射極通過電阻44接地，基極通過電阻46加偏壓。連到基極的電容48與在一個幾乎單位增益的射極跟隨器放大器配置中的反饋電阻50相結合，提供了大約1.5亨利的旋轉器模擬有效電感。還有其他的電路配置用于提供一個旋轉器電路，它們中的許多個可以被用于此處。如圖所示的旋轉器34配置僅僅是示意性的，它被選來提供使用最小的部件成本的所需操作。
電容36將旋轉器34與電阻32連接并提供在低頻的增加的阻抗以增加低音頻率的增益達到在100Hz的1dB增益，如上所述。通過電阻46提供的偏壓使晶體管工作在線性區(qū)域。
高通濾波器38包括帶有與負端連接的反饋電阻52的運算放大器40和一個串聯(lián)的由電容和電阻54、56組成的RC網(wǎng)絡，該RC網(wǎng)絡從負端連接到一個偏壓源，此偏壓源也提供了AC接地。對于上升的頻率，電容54的阻抗下降而且反饋減小，因此增加了運算放大器40的增益。該偏壓被調(diào)節(jié)以使運算放大器40工作在線性區(qū)域。
圖4示出圖3的低音和高音均衡電路的轉換。均衡部分可以被單獨或相結合地轉換到“通”或“斷”模式。這使得能夠更靈活地調(diào)整系統(tǒng)的響應以使聽眾滿意。
此轉換可以響應微處理器(未示出)提供的各個控制信號而被提供，此轉換通過市場上可購得的器件，如繼電器、雙極晶體管、MOS/CMOS FET(金屬氧化物半導體/互補金屬氧化物半導體場效應晶體管)等來實現(xiàn)，它們可以是分離的組件或，如果合適的話，以單塊集成電路的形式提供?？刂菩盘柋皇┘拥礁鱾€晶體管以使相應旋轉器或高音增強電路各自的晶體管60、62飽和或被切斷。另外，施加到晶體管60和62的控制信號以及晶體管58提供的偏壓，每個都可以調(diào)整，對于晶體管60、62可以在“通”和“斷”之間轉換晶體管所需要的控制信號的范圍之內(nèi)調(diào)整。
圖5示出圖4的轉換裝置的一個替代實施例，其中旋轉器34和LC網(wǎng)絡30的開關與地脫離并被示為響應一個獨立控制信號的普通開關64，高通濾波器電路38被示為由響應獨立控制信號的普通開關64來切換。
在各圖中所示的元件的示范值為電阻32＝3.3千歐，電容36＝0.22微法，電阻46＝68千歐，電阻44＝1千歐，電阻50＝2.2千歐，電阻52/56＝15千歐，電容54＝0.01微法。晶體管42、58、60和62可以是非臨界信號類型的，如2N2222，運算放大器40是非臨界的一般用途的MC3404運算放大器。
權利要求
1.一種立體聲音響系統(tǒng)，包括提供(L+R)和(L-R)信號及各自的信號路徑的裝置；提供在(L-R)信號中的一個空間擴展的立體聲音響效果的裝置；和用于處理(L+R)信號以將中心聲音的明顯位置集中到更靠近左和右發(fā)音揚聲器之間的中心之處，該處理裝置包括用于減小低音頻率的信號電平的裝置，和用于增大高音頻率的信號電平的裝置，用于減小低音頻率信號電平的包括旋轉器的裝置。
2.如權利要求1所述的音響系統(tǒng)，其中旋轉器與(L+R)信號路徑并聯(lián)。
3.如權利要求1所述的音響系統(tǒng)，其中用于增大高音頻率的信號電平的裝置包括一個高通濾波器與(L+R)信號路徑串聯(lián)。
4.如權利要求1所述的音響系統(tǒng)，其中低音信號的減小包括100Hz到580Hz波段內(nèi)的頻率。
5.如權利要求1所述的音響系統(tǒng)，其中高音信號的增加包括580Hz以上的頻率。
6.如權利要求1所述的音響系統(tǒng)，其中低音頻率信號電平的減小和高音頻率信號電平的增加可在“通”和“斷”模式之間單獨或相結合地轉換。
7.如權利要求6所述的音響系統(tǒng)，其中轉換響應于控制信號。
8.如權利要求7所述的音響系統(tǒng)，其中控制信號由微處理器提供。
9.一種立體聲音響系統(tǒng)，包括提供(L+R)和(L-R)信號及各自的信號路徑的裝置；提供在(L-R)信號中的一個空間擴展的立體聲音響效果的裝置；和用于處理(L+R)信號以將中心聲音的明顯位置集中到更靠近左和右發(fā)音揚聲器之間的中心之處，該處理裝置包括用于減小低音頻率的信號電平的裝置，和用于增大高音頻率的信號電平的裝置，用于減小低音頻率信號電平的裝置和增大高音頻率信號電平的裝置，它們可在“通”和“斷”模式之間單獨或相結合地轉換。
10.如權利要求9所述的音響系統(tǒng)，其中轉換響應于控制信號。
11.如權利要求10所述的音響系統(tǒng)，其中控制信號由微處理器提供。
12.一種立體聲音響系統(tǒng)，包括提供(L+R)和(L-R)信號及各自的信號路徑的裝置；提供在(L-R)信號中的一個空間擴展的立體聲音響效果的裝置；和用于處理(L+R)信號以將中心聲音的明顯位置集中到更靠近左和右發(fā)音揚聲器之間的中心之處，該處理裝置包括用于減小低音頻率的信號電平的裝置，和用于增大高音頻率的信號電平的裝置，用于減小低音頻率信號電平的包括旋轉器的裝置，低音頻率信號電平減小和高音頻率信號電平增大可在“通”和“斷”模式之間單獨或相結合地轉換。
13.如權利要求12所述的音響系統(tǒng)，其中旋轉器與(L+R)信號路徑并聯(lián)。
14.如權利要求12所述的音響系統(tǒng)，其中用于增大高音頻率的信號電平的裝置包括一個高通濾波器與(L+R)信號路徑串聯(lián)。
15.如權利要求12所述的音響系統(tǒng)，其中低音信號的減小包括100Hz到580Hz波段內(nèi)的頻率。
16.如權利要求12所述的音響系統(tǒng)，其中高音信號的增大包括580Hz以上的頻率。
17.如權利要求12所述的音響系統(tǒng)，其中轉換響應于控制信號。
18.如權利要求17所述的音響系統(tǒng)，其中控制信號由微處理器提供。
全文摘要
在一個具有擴展空間成象的帶有和信號和差信號的立體聲系統(tǒng)中,中心音響材料的更向中心的定位由(L+R)和信號的均衡實現(xiàn)。此均衡包括減小和信號的低音響應同時增加其高音響應,所期望的低音的減少通過使用旋轉器經(jīng)濟地合成電感來實現(xiàn)。另外,為減小低頻信號和增加高頻信號在(L+R)和信號中進行的均衡可在“通”和“斷”模式之間單獨或相結合地進行轉換。
文檔編號H04S7/00GK1364393SQ00807537
公開日2002年8月14日 申請日期2000年5月12日 優(yōu)先權日1999年5月13日
發(fā)明者小羅伯特·E·莫里斯 申請人:湯姆森特許公司