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浅谈基于 DSP 声频响特性测试的喇叭自动校正及听音环境自动优化技术在汽车音响中的应用

来源:http://www.greensound.net.cn/news/1.html  发布时间 : 2018-09-08

众所周知,一套音响系统主要由音源,重放设备(播放器,功放及喇叭),听音环境组成。 音响系统的设计和调试需要考虑三者之间的特性和配合,借助专业的测试仪器,优化各个环 节的信号处理从而使信号的损失最小,并适合当前的听音环境,以得的听音效果。因 而,音响系统的设计和调试往往需要专业的音响系统设计师和电声工程师,他们对电声信号 处理,喇叭特性,声学环境及电子软件硬件设计都要有系统的研究和丰富的经验。 对于目 前的汽车音响系统来说,音源可谓是五花八门,多种多样,有来自手持设备如手机,MP3、 MP4 等播放器(其中音源格式又是多种多样,如 MP3,WMA,AAC 等不同的压缩码流), 有来自 CD,DVD,有收音,移动电视,有来自网络 3G,还有来自无线的蓝牙设备等。汽车 喇叭也是门类众多,品牌不同,自然特性差异较远,有大喇叭,小喇叭,带重低音的喇叭系 统,也有带 2 分频,3 分频或多分频的多喇叭系统。听音环境更是各个车型之间的空间大小, 内饰材质,喇叭的分布各不相同。因此,调试出一套高品质的汽车音响系统,对于音响设计 师和调试人员提出了更高的要求。然而,目前的现实情况是,高档的汽车娱乐系统和喇叭在 市面上已有众多品牌,但是,汽车音响系统的改装和调试都是在 4S 店或者普通的改装店进 行,因条件所限,无法对音响系统做专业的调试和校准,很难发挥出高档音响系统应有的高 品质特性。所以往往是车主花了高价钱买了高档的汽车音响系统,因调试不当,而无法获得 相应的高质感的影音体验。显然,如何简化汽车音响系统的调试,提高音响系统调试的可操 作性,对于音响系统,特别是高档后装音响娱乐系统的推广具有重要的现实意义和经济价值。 鉴于此,深圳市格律声电子科技有限公司推出的基于声频响特性的喇叭自动校正及听音环境 自动优化技术,利用麦克风测试系统的声频响特性,运用 DSP 算法自动设定音响系统的延 时,电平平衡,均衡的参数,从而使听音效果达到优化的目的。本文对该技术的实现原理和 DSP 实现技术做一简单介绍,以供读者参考。 

 

 GS1068 是一款基于 32 位高精度 DSP 音频数字信号处理模块,由深圳市格律声电子科 技有限公司自主研发,可以实现喇叭系统的自动校正和优化,直接支持模拟输入输出,无需 外接 ADC,DAC。详细应用资料说明见《数字音频处理模块 v03.pdf》一文。本文着重介绍 该技术的实现原理和具体实现方法。 

 

其基本的实现原理是,DSP 内部产生一些特定的噪声序列,外置麦克风采集从喇叭发 出来的声频响,然后 DSP 经过分析处理后返回一些参数来设定 DSP 内部的一些处理模块, 从而补偿喇叭的声频响特性,达到优化的目的。测试主要分为两大部分,一部分是频谱测 试,用来测试喇叭的平均音量,喇叭的频谱,喇叭大小还有环境噪音;第二部分是测试喇叭 的极性和距离。 

 

频谱测试主要是用来测试出各个通道的声压级及声频响测试。测试整个的声音级,可以 使用粉红噪音或者 THX 噪音序列。使用粉红噪音测试,这样的话,可以同时测试声 频响特性及声压级,从而缩短测试时间。做完声频响测试后,即可判断出喇叭的类型是大喇 叭还是小喇叭,抑或是低音炮。判断的方法是,在测试开始之前设定好一个基准的切频点(默 认是 80HZ),如果麦克风接收到的该通道的-3dB 切频点频率大于该基准频率,则表明这个 喇叭是小喇叭;反之则是大喇叭;若是在 1KHZ 以上没有明显的频响信号,则表明该喇叭

是低音炮;当然如果根本就没有什么规则的频响信号接收到的话,表明喇叭没接好或不存在。 测试喇叭的距离是指测试麦克风到喇叭的距离,极性的测试是指测试喇叭的极性是否接反。 两者的测试时同时进行,因而采用的是同一种测试信号。但是,对于全频的喇叭和低音炮来 说,测试信号类为不同。测试全频喇叭时采用的是一种低通伪随机信号做为测试信号,而低 音炮的测试信号需要对这种伪随机信号做适当的处理以特别适合于超重低音通道的测试。其 中,可最大的测量距离是 11.7 米(38.3 feet)。事实上,在该 DSP 模块中,共有 8 种信号可 以作为测试信号:残余噪声,白噪声,粉红噪声,HPF 噪声,LPF 噪声,LFE 噪声,THX 全频噪声(粉红 500-2KHZ)),THX LFE 测试噪声(粉红 30-80HZ)。 

 

DSP 在测试完所有项目后,自动计算并产生参数来设置 DSP 内部的信号处理模块:音 量平衡模块,延时器,低音管理器及均衡器。

如图所示:

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