[发明专利]DSP音频数字信号处理系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及电声技术领域，尤其涉及一种DSP音频数字信号处理系统与方法。

背景技术

音频电信号转换为实际的声音信号，通过扬声器来完成，作为一种换能器件，其性能优劣对音质的影响最大。在音响设备中，扬声器是最重要的器件，同时也是最薄弱的器件，虽然种类繁多，但结构原理基本上是相同的，另外由于材质的不同，造成不同的扬声器性能差异巨大，其在频率响应上的固有缺陷是无法完全通过更新设计或材料选择来弥补的。音箱是整个音响系统的终端设备，其发声部件就是扬声器，所以，扬声器的性能也就在很大程度上确定了音箱的性能。音箱可分为有源音箱（也叫 主动式音箱）和无源音箱（也叫 被动式音箱）两类，有源音箱内部自带专用的功率放大电路，使用较低的音频信号电平直接驱动，无源音箱需要外接功放。本发明针对的是有源音箱，因此，在所有文挡中多提高的音箱均指有源音箱。传统的功放采用纯模拟电路，除过对音频信号进行放大外，如果想对音箱的频响性能进行矫正，只能通过增加硬件电路来实现，受电路原理和元件参数的影响，很难达到理想的效果，并且只能做些简单的调整，如果想要实现精密调节，就会极大的增加实现电路的复杂程度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种DSP音频数字信号处理系统与方法，采用这种系统与方法可以将传统的纯模拟信号处理的音频功放前级改为带DSP数字信号处理功能的数字前级，依靠数字信号处理的高速、高效和灵活性，从软件层面上来弥补扬声器、音箱以及音频功放的固有缺陷，对音响系统的性能参数和听觉效果进行大幅度提升。

本发明所采用的技术方案是：一种DSP音频数字信号处理系统与方法，

所述DSP音频数字信号处理系统包括音频模拟信号输入接口模块、DSP数字信号处理模块、音频模拟信号输出接口模块、单片机微控制模块、显示模块及用户操作接口模块，所述显示模块、用户操作接口模块以及DSP数字信号处理模块均与单片机微控制模块信号连接，所述音频模拟信号输入接口模块以及音频模拟信号输出接口模块均与DSP数字信号处理模块信号连接；

所述音频模拟信号输入接口模块用于连接外部音频信号输入、信号放大及提高信噪比，并将处理后的信号送入DSP数字信号处理模块的模拟信号输入接口；

所述DSP数字信号处理模块用于对输入的模拟音频信号进行A/D转换、数字信号处理，处理结束后再通过D/A转换输出经过分频后的高音、低音和超低音模拟信号到音频模拟信号输出接口模块；

所述音频模拟信号输出接口模块分高音输出通道、低音输出通道和超低音输出通道，高音输出通道和低音输出通道分别与功放后级高音、低音放大电路连接，超低音输出通道输出的超低音信号直接作为超低音音箱的信号源；

所述显示模块作为用户接口界面，用于显示系统功能、模块运行状态、参数以及用户操作指示；

所述用户操作接口模块集成系统所有操作与设置为一体；

所述单片机微控制模块用于控制系统中其他模块的运行状态；所述单片机微控制模块中的单片机微控制程序中集成有DSP数字信号处理的程序代码和参数，主要功能包括DSP数字信号处理程序代码和参数的载入、DSP数字信号处理各功能模块的运行状态控制和运行参数设置更新、LCD显示控制与更新、用户操作检测与识别、系统运行状态和系统掉电监控；

所述DSP数字信号处理模块包括依次信号连接的A/D转换模块、扬声器频响曲线矫正模块以及D/A转换模块；

所述DSP音频数字信号处理方法主要包括以下步骤：

（1）、设定扬声器频响曲线矫正参数以及通过用户操作接口模块设定其他参数；

（2）、外部音频模拟信号输入音频模拟信号输入接口模块，然后经过音频模拟信号输入接口模块信号放大及提高信噪比后输入到A/D转换模块，然后再经过A/D转换模块转变成音频数字信号输入到扬声器频响曲线矫正模块；

（3）、扬声器频响曲线矫正模块根据步骤（1）设定的扬声器频响曲线矫正参数来对传输过来的音频数字信号进行处理；

（4）、将步骤（3）处理后的音频数字信号输入到D/A转换模块，然后经过D/A转换模块转化变成音频模拟信号；

（5）、将步骤（4）转化后的音频模拟信号通过音频模拟信号输出接口模块输出；

且所述步骤（1）的设定扬声器频响曲线矫正参数主要包括以下步骤：

A、首先使用电声测试仪器，在标准的消声室里测得音箱的实际频率响应曲线和实际相位响应曲线；