利用模擬信號處理器的可變指向性傳聲器的製作方法

2023-08-10 10:44:01

專利名稱：利用模擬信號處理器的可變指向性傳聲器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可變指向性傳聲器，更具體地說，涉及一種如
下的使用了模擬信號處理器(ASP， analog signal processor)的可變指向 性傳聲器，即，應用兩個無指向性傳聲器和ASP來對信號和噪聲進行分 離，從而可以實時地改變指向模式(directionalpattern)。
背景技術：
一般，傳聲器根據指向特性分為無指向性(全方位)傳聲器和指向 性傳聲器，其中，指向性傳聲器分為雙向性(Bi-directional)傳聲器和單 向性(Uni-directional)傳聲器。雙向性傳聲器由於具有如下特性而廣泛 用於噪聲千擾嚴重的賽場播音等中充分再現前方及後方的入射音，而
對於從側角入射的聲音則顯示出減弱特性，從而使針對音源的極性模式 (polar pattern)呈現出8字形，且近場(near field)效應良好。單一指 向性傳聲器響應於寬廣的前方入射聲，維持輸出值，而對於後方入射音 源，抵消輸出值，改善相對於前方音源的S/N比，因此，清晰度好，廣 泛用於聲音識別用裝置。
指向性傳聲器通常利用一個傳聲器在殼體和PCB面上分別形成聲 孔，從而藉助於前方音和後方音之間的相位差而得到指向性，然而還開 發出利用兩個無指向性傳聲器而得到可變指向性傳聲器。
圖1是現有的利用DSP (Digital Signal Processor,數位訊號處理器)
的可變指向性傳聲器的略圖，現有的可變指向性傳聲器由下述部分構成: 至少兩個無指向性傳聲器10-1、 10-2;以及DSP20，其對應於使用者的 控制而接收來自無指向性傳聲器10-1、 10-2的信號，從而得到使用者所 設定的指向性模式。
但是，在這樣利用DSP來構建的可變指向性傳聲器中存在如下問題:將模擬信號轉換為數位訊號之後，利用DSP來進行處理，因此信號處理
速度緩慢，無法實時地改變波束模式(Beam Patterns)。並且，現有的 利用DSP的可變指向性傳聲器還存在下述問題在將信號轉換為數字信 號後進行處理，因此導致信號處理所需的耗電量的增加，並且需要在應 用產品(例如，攜帶電話)上安裝用於驅動DSP的專用軟體，從而操作 複雜，成品後，需要對兩個傳聲器進行校準(calibration),因此導致 批量生產效率下降。

實用新型內容
本實用新型就是鑑於上述問題而提出的，其目的在於提供一種利用 模擬信號處理器的可變指向性傳聲器，其應用兩個傳聲器和ASP來對信 號和噪聲進行分離，從而改善音質，以實時改變的方式提供使用者期望 的指向特性。
為了達成上述目的，本實用新型的利用模擬信號處理器的可變指向 性傳聲器由以下部分構成第一無指向性傳聲器；第二無指向性傳聲器; 以及模擬信號處理器，其接收上述第一無指向性傳聲器的模擬輸出和上 述第二無指向性傳聲器的模擬輸出，並對這樣的模擬輸出進行模擬信號 處理，從而提供實時可變的指向特性。
另外，在上述可變指向性傳聲器中，上述兩個傳聲器相隔一定間隔 安裝在PCB上，在上述兩個傳聲器所搭載的PCB的中央位置安裝有上述 模擬信號處理器，在上述PCB的底面形成有用於接口的連接端子，在殼 體上內置有上述PCB，在該殼體的與上述兩個傳聲器對應的位置上分別形 成有用於引入外部聲音的聲孔。


圖1是現有的利用DSP的可變指向性傳聲器的略圖。 圖2是本實用新型的利用ASP的可變指向性傳聲器的安裝狀態圖。 圖3是本實用新型的利用ASP的可變指向性傳聲器的第一外觀圖。 圖4是本實用新型的利用ASP的可變指向性傳聲器的第二外觀圖。圖5是本實用新型的利用ASP的可變指向性傳聲器的結構框圖。
圖6是圖5所示的ASP的詳細結構框圖。
符號說明
100-1、 100-2 傳聲器；110 PCB; 110a連接端子；120 ASP; 130 殼體。
具體實施方式
以下，參照附圖對本實用新型的優選實施例進行詳細說明。 圖2是本實用新型的利用ASP的可變指向性傳聲器的安裝狀態圖。 圖3是本實用新型的利用ASP的可變指向性傳聲器的第一外觀圖。圖4 是本實用新型的利用ASP的可變指向性傳聲器的第二外觀圖。本實用新 型的可變指向性傳聲器如圖2至圖4所示，由下述部分構成兩個傳聲 器100-1、 100-2，它們相隔一定間隔設置在同一個PCB基板110上；模 擬信號處理器120，其對分別從上述兩個傳聲器100-1、 100-2接收到的 模擬信號進行處理，從而提供使用者期望的指向特性的信號；以及殼體 130，其用於保護搭載有上述兩個傳聲器100-1、 100-2和ASP120的 PCBllO。
參照圖2，在PCBllO上相隔一定間隔設置有兩個傳聲器IOO-I、 100-2，在兩個傳聲器100-1、 100-2之間的PCB中央處安裝有ASP120。 另外，在PCB110的底面上形成有如圖3所示的用於接口的連接端子110a， 且如圖4所示，其被安裝在殼體130之內而受到保護。在殼體130的與 傳聲器100-1、 100-2對應的位置上形成有用於引入外部聲音的聲孔 132-1、 132-2。
圖5是本實用新型的利用ASP的可變指向性傳聲器的結構框圖。如 圖5所示，本實用新型的利用ASP的可變指向性傳聲器由下述部分構成: 第一傳聲器100-1;第二傳聲器100-2;以及模擬信號處理器120 (ASP)， 其實時地對從第一傳聲器100-1輸入的模擬輸入信號Ainl和從第二傳聲 器100-2輸入的模擬輸入信號Ain2進行處理，從而輸出可變指向模式的 模擬信號Aout。參照圖5，第一傳聲器100-1和第二傳聲器100-2是無指向性傳聲 器，因此無需像指向性傳聲器那樣考慮後方音，所以易於內置於攜帶電 話或攝像機等採用傳聲器的產品中。
ASP120由可實現編程和實時處理的浮柵(floating gate)構成， 從而接收各無指向性傳聲器100-1、 100-2的模擬信號而實時地形成波束 模式來提供可變指向性。
圖6是本實用新型的利用ASP的可變指向性傳聲器的詳細結構框圖。
如圖6所示，本實用新型的利用ASP的可變指向性傳聲器由第一無 指向性傳聲器100-1、第二無指向性傳聲器100-2以及ASP120構成。
參照圖6，由於第一傳聲器IOO-I和第二傳聲器100-2是無指向性 傳聲器，因此無需像指向性傳聲器那樣考慮後方音，所以易於內置於攜 帶電話或攝像機等採用傳聲器的產品中。
ASP120由下述部分構成相位反轉器121，其用於針對第一無指向 性傳聲器100-1的輸出，反轉相位；相位控制部122;信號混合部123; 電平比較及控制部124;以及切換控制部125。本實用新型具有按照不同 角度來識別指向特性而可對其進行選擇的切換控制部125，將從自己的無 指向性傳聲器輸入而延遲的信號和從對方的無指向性傳聲器輸入的沒有 延遲的信號結合，從而提供使用者期望的指向特性。
第一無指向性傳聲器100-1和第二無指向性傳聲器100-2接收到來 自前方的聲音，將該聲音轉換為電信號後輸出。第一無指向性傳聲器 100-1的輸出信號通過相位反轉器121被相位反轉180度，通過信號混合 部123延遲根據相位控制部122所設定的時間而進行混合。
第二無指向性傳聲器100-2的輸出信號與反轉了相位的第一無指向 性傳聲器100-1的信號一起受到ASP控制而生成一定波束模式。
在ASP的信號混合部123中，實時地將從第一無指向性傳聲器IOO-I 輸入的信號和第二無指向性傳聲器100-2的信號混合而生成單向性及雙 向性模式，最初生成雙向性特性而使波束(beam)角度達到最小，以除 去前方的噪聲，此後利用切換控制部125切換為可以使後方噪聲達到最 小的單向性模式，以使噪聲達到最小。通過設置這樣的切換控制部125而可以得到發揮至今的現有傳聲器所體現的單向性及雙向性傳聲器的所 有優點的新型指向模式。
另外，相比於前方輸入音、即音源，側方或後方的輸入、即噪聲部
分的輸入值變大時，由電平比較及控制部124來對此進行檢測，以減小 噪聲輸入大的方向的輸入值的方式對切換控制部125進行調節，實時地 變更波束模式。
通過進行如上操作，可以省略一切使用了現有的DSP時、由使用者 逐一利用應用程式來進行調整以減少周圍環境的噪聲的繁雜的作業，從 而進一步提高使用者便利性，由此，可以進一步減少耗電，且可以不使 用不必要的應用程式等，因此可以提高應用產品的價格競爭力。
實用新型的效果
如上所述，本實用新型的可變指向性傳聲器利用兩個無指向性傳聲 器和ASP來構成，從而對信號和噪聲進行分離，改善音質，自如地提供 使用者期望的指向特性。
另外，本實用新型的可變指向性傳聲器利用ASP來直接處理模擬信 號，因此，信號處理速度快，可以實時地改變波束模式，耗電減少，對 使用電池的應用產品很有效，並且無需對成品進行另行校準或安裝應用 程序，因此，具有量產效率提高及降低價格等效果。
另外，本實用新型的可變指向性傳聲器使用無指向性傳聲器，因此 能夠解決在應用指向性傳聲器時、成為最為棘手問題的結構設計的難度， 從而可以將其內置於攜帶電話或攝像機等各種電子產品中來進行使用， 並且不使用應用程式也能將波束模式自動調節為使其自動實現最佳環 境，因此，使用者能夠容易地使用。
以上，參照本實用新型的優選實施例進行了說明，但本領域技術人 員可以理解，在不脫離所附的權利要求記載的本實用新型的思想及領域 的範圍內，可以對本實用新型進行各種修改和變更。
權利要求1.一種利用模擬信號處理器的可變指向性傳聲器，其特徵在於，該可變指向性傳聲器由以下部分構成第一無指向性傳聲器；第二無指向性傳聲器；以及模擬信號處理器，該模擬信號處理器接收所述第一無指向性傳聲器的模擬輸出和所述第二無指向性傳聲器的模擬輸出，並對這樣的模擬輸出進行模擬信號處理，從而提供實時可變的指向特性。
2. 如權利要求1所述的可變指向性傳聲器，其特徵在於，所述模擬 信號處理器由浮柵構成。
3. 如權利要求1所述的可變指向性傳聲器，其特徵在於， 在該可變指向性傳聲器中， 所述兩個傳聲器相隔一定間隔安裝在PCB上，在所述兩個傳聲器所搭載的PCB的中央位置安裝有所述模擬信號處 理器，在所述PCB的底面形成有用於接口的連接端子， 在殼體上內置有所述PCB，在該殼體的與所述兩個傳聲器對應的位 置上分別形成有用於引入外部聲音的聲孔。
4. 如權利要求1所述的可變指向性傳聲器，其特徵在於， 在所述模擬信號處理器中設置有用於實時地將從所述第一無指向性傳聲器輸入的信號和所述第二無指向性傳聲器的信號混合而生成單向性 及雙向性模式、最初生成使波束角度達到最小以除去前方噪聲的雙向性 特性的信號混合部，還設置有此後將模式切換為可以使後方噪聲達到最 小的單向性模式的切換控制部。
專利摘要本實用新型提供利用模擬信號處理器的可變指向性傳聲器，其由以下構成第一無指向性傳聲器；第二無指向性傳聲器；和模擬信號處理器，其接收第一無指向性傳聲器和第二無指向性傳聲器的模擬輸出，對模擬輸出進行模擬信號處理以提供實時可變的指向特性。在該可變指向性傳聲器中，兩個傳聲器相隔一定間隔安裝在PCB上，在兩個傳聲器所搭載的PCB的中央位置安裝ASP，在PCB的底面形成用於接口的連接端子，在殼體上內置PCB，在殼體的與兩個傳聲器對應的位置分別形成用於引入外部聲音的聲孔。該傳聲器利用ASP直接處理模擬信號，因此信號處理速度快，可實時地改變波束模式，耗電減少，對使用電池的應用產品有效且無需對成品另行校準，因此具有產量效率提高的效果。
文檔編號H04R3/00GK201142757SQ20072018301
公開日2008年10月29日 申請日期2007年10月12日 優先權日2007年4月24日
發明者金正敏 申請人:寶星電子株式會社