[发明专利]基于振动元件运动状态反馈的扬声器频响均衡方法和装置

权利要求书

1.一种基于振动元件运动状态反馈的扬声器频响均衡方法，包括如下步骤：

1）利用传感器件拾取扬声器振动元件的运动状态信息并转换为模拟电信号；

2）利用模数转换器将反馈的模拟信号转换为数字信号；

3）结合反馈的数字信号和迭代最小二乘准则，计算出多个级联的均衡器参数；

4）利用级联均衡器对声源信号进行逐级均衡处理，消除系统频响起伏；

5）将均衡后的声源信号送至功率放大器，并由功放驱动扬声器发声。

2.根据权利要求1所述的扬声器频响均衡方法，其特征在于：步骤1）中的传感器件拾取运动状态的方式包括以下几种：a）感应线圈拾取振动元件的运动状态信息；b）感应电容拾取振动元件的运动状态信息；c）激光拾取振动元件的运动状态信息；d）MEMS加速度传感器拾取振动元件的运动状态信息。

3.根据权利要求1所述的扬声器频响均衡方法，其特征在于：步骤2）中所述的模数转换器件，其内部包含了对反馈电信号的调理电路，该调理电路用于对反馈信号进行适当的放大和滤波处理，在放大到足够幅度的基础上再进行模数转换处理。

4.根据权利要求1所述的扬声器频响均衡方法，其特征在于：步骤3）中所述的级联的均衡器参数，其测算方法包括：数字格式的输入声源信号的时域序列矢量为                                                                         

其中，是声源信号时域离散序列的采样点数；

待均衡的系统时域脉冲响应序列表达式为，其中，为系统时域脉冲响应的序列长度；

该系统脉冲响应由系统内部功率放大器和扬声器单元两部分脉冲响应合成后形成系统总体的脉冲响应，同时假定模数转换器为理想的无失真传输系统；

假设声源信号经过系统功率放大器、扬声器单元、传感器和模数转换器之后获得的反馈信号时域序列矢量为：

在第1次迭代时，待求的均衡器时域脉冲响应序列的长度为，该响应序列矢量为，反馈信号经由待求均衡器处理后，得到第1次均衡后的反馈信号表达式为：

结合声源信号和第1次均衡后的反馈信号，根据最小二乘准则，计算出使声源信号和均衡后反馈信号之间的误差功率取最小值时的均衡器脉冲响应矢量，作为第1次迭代时设计的最优均衡器响应矢量的估计值，其表达式为： 

其中，是维的数据矩阵，其表达式为：

，

对第1次迭代后的均衡器响应矢量估计值进行归一化处理，得到：

由归一化的均衡器响应矢量估计值，可以构造均衡器响应矩阵的估计值，其表达式为：

，

其中是维的数据矩阵；

根据第1次迭代后均衡器的响应矩阵估计值，得出声源信号经过第1次均衡处理后的信号表达式为：

。

5.根据权利要求4所述的扬声器频响均衡方法，其特征在于：声源信号经过迭代均衡处理，迭代过程利用迭代最小二乘法则测算多个级联均衡器的均衡器参数值，包括：在第次迭代时，待求的预滤波器冲激响应的序列矢量定义为：

，                   

利用第个均衡器，对经过次均衡处理后的反馈信号进行第次均衡处理，获得经次均衡处理后的反馈信号为：

；

根据迭代最小二乘准则，联合声源信号和第次均衡处理后的反馈信号，计算出使两者之间误差功率最小时对应的第个均衡器响应矢量，作为第次迭代过程中，所设计的第个均衡器响应矢量，其表达式如下：

其中，是维的数据矩阵，其表达式为：

；

对第次迭代后的均衡器响应矢量估计值进行归一化处理，得到：

由归一化的均衡器响应矢量估计值，可以构造均衡器响应矩阵的估计值，其表达式为：

，

其中是维的数据矩阵；

根据第次迭代后均衡器响应矩阵估计值，可以得出声源信号经过第次均衡处理后的信号表达式为：

。