功放系统及其啸叫抑制电路的制作方法
功放系统及其啸叫抑制电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及音频信号处理技术，特别设及一种功放系统及其啸叫抑制电路。
【背景技术】
[0002] 目前，剧场、会议厅、体育比赛场馆、卡拉OK厅等，各种类型的扩声系统都普遍存 在啸叫现象，常常在将传声器的音量进行较大的提升的同时，音箱发出的声音传入传声器 引起啸叫。啸叫的存在不仅破坏了音质、限制了传声器的音量，使传声器拾取的声音不能良 好地再现，而且深度的啸叫还会使系统信号过强而烧毁功放或音箱，特别是烧毁音箱的高 音扬声器。
[0003] 啸叫的产生几乎都是由于音频信号出现了偏高的正反馈造成的。扬声器的声音折 回到传声器，传声器输出的信号再送到扩声系统放大并再经扬声器送出，而后又折回到传 声器，如此循环所致。引起反馈的信号一般是一个单一频率信号，经过几次反复后，同相位 叠加逐步增大，从而形成自激振荡，自激振荡频率的局低，体现在啸叫的音调频率的局低。
[0004] 为了提高系统声音增益，消除或抑制啸叫，人们采取了一些方法：
[0005] 1、利用传声器和扬声器的指向特性抑制啸叫，合理正确处理好扬声器和传声器之 间的安装位置。此方式需选择指向性好的传声器和扬声器箱，传声器不应太靠近扬声器 箱，且不能处于扬声器箱的正前方，需尽量拉开它们的空间距离和空间方位，W避开扬声器 传来的直达声和反射声的影响，避免啸叫。实践证明，对于室内扩声系统，屯、形和八字形指 向性传声器与无方向性传声器相比，系统稳定度可提高约5地，传声器的音量提高5地~ 10地。
[0006] 2、适当降低室内混响时间，抑制由混响声引起的啸叫。该需要改善室内的声学环 境，合理安排吸声材料，增加四周墙面、天花板和地面的吸声系数，减少声音的多次反射和 减少混响时间。房间结构满足黄金分割值（约为1.618 : 1 : 0.618)，避免某些声频分量 加强，某些声频分量减弱，产生声染色和声集中现象。
[0007] 3、接通压限器，其压缩比设置为《2 : 1，动作时间为10ms，释放时间为0.3s，来抑 制啸叫。
[000引 4、使用陷波滤波器来消除反馈声，也就是当出现明显的反馈频率时，用一个与反 馈频率波形相反的陷波滤波器将反馈声抵消掉，达到消除反馈声的目的。传统上经常使用 多频段房间均衡器来进行频响补偿，通过适当的调节，可W达到消除部分反馈声的效果。
[0009] 但上述方法均存在无法克服的缺点：
[0010] 1、利用传声器和扬声器的指向特性抑制啸叫，指向性好的传声器和扬声器箱都比 较昂贵，而且也很难避免扬声器的直达声和反射声对传声器的影响。
[0011] 2、适当降低室内混响时间，抑制由混响声引起的啸叫。改善室内的声学利用压限 器，声音一旦超过阔值就压缩，但是该影响了原本有用的声音。
[0012] 3、利用压限器，声音一旦超过阔值就压缩，但是该影响了原本有用的声音。
[0013] 4、使用陷波滤波器来消除反馈声，虽然反馈声是被消除掉了，但是也把反馈声那 段频带的有用信号消除掉了。
[0014] 因而现有技术还有待改进和提高。
【发明内容】
[0015] 鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种功放系统及其啸叫抑 制电路，能改变音频信号的相位，抑制啸叫。
[0016] 为了达到上述目的，本发明采取了W下技术方案：
[0017] 一种啸叫抑制电路，其包括；第一滤波器、第二滤波器、正弦波发生器、移相器、第 一乘法器、第二乘法器、加法器；所述第一滤波器和第二滤波器对输入的音频信号的相位进 行调整，使第一滤波器和第二滤波器输出的音频信号的相位相差90度，通过第一乘法器将 第一滤波器输出的音频信号与正弦波信号相乘、第二乘法器将第二滤波器输出的音频信号 与余弦波信号相乘，由加法器将第一乘法器和第二乘法器输出的音频信号进行加法处理， 使其输出的音频信号与输入第一滤波器和第二滤波器的音频信号的相位发生变化，来破坏 造成啸叫的条件，抑制啸叫。
[001引所述的啸叫抑制电路，还包括：
[0019] 第一参量均衡器，用于提升或衰减第一滤波器输出的音频信号；
[0020] 第二参量均衡器，用于提升或衰减第二滤波器输出的音频信号。
[0021] 所述的啸叫抑制电路中，所述第一滤波器包括；第一运算放大器、第二运算放大 器，第一电阻、第二电阻、第S电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第走电阻、第八电阻、第 一电容、第二电容、第=电容和第四电容；所述第一运算放大器的负输入端连接第一电容 的一端、还通过第四电阻连接第一运算放大器的输出端，所述第一电容的另一端通过第一 电阻连接音频信号输入端、还通过第二电容连接第一运算放大器的输出端，所述第一运算 放大器的正输入端通过第二电阻连接所述音频信号输入端、还通过第=电阻接地；所述第 一运算放大器的输出端也通过第五电阻连接第=电容的一端、还通过第六电阻连接第二运 算放大器的正输入端和第走电阻的一端，第走电阻的另一端接地，所述第=电容的一端也 通过第四电容连接第二运算放大器的输出端、还通过第八电阻连接第二运算放大器的输出 端，所述第=电容的另一端连接第二运算放大器的负输入端。
[0022] 所述的啸叫抑制电路中，第四电阻的阻值通过W下公式获得：
[0023]
[0024] 其中，R1为第一电阻的阻值，R4为第四电阻的阻值。
[0025] 所述的啸叫抑制电路中，第走电阻的阻值通过W下公式获得：
[0026]
[0027] 其中，R5为第五电阻的阻值，R8为第八电阻的阻值。
[002引一种功放系统，其包括如上所述的啸叫抑制电路。
[0029] 相较于现有技术，本发明提供的功放系统及其啸叫抑制电路，由第一滤波器和第 二滤波器对输入的音频信号的相位进行调整，使第一滤波器和第二滤波器输出的音频信号 的相位相差90度，再由第一乘法器将第一滤波器输出的音频信号与正弦波信号相乘、第二 乘法器将第二滤波器输出的音频信号与余弦波信号相乘，之后通过加法器将第一乘法器和 第二乘法器输出的音频信号进行加法处理，使其输出的音频信号与输入第一滤波器和第二 滤波器的音频信号的相位发生变化，从而破坏造成啸叫的条件，抑制了啸叫，提高了扩音音 质。
【附图说明】
[0030] 图1为本发明啸叫抑制电路的结构示意图。
[0031] 图2为本发明啸叫抑制电路的信号示意图。
[0032] 图3为本发明啸叫抑制电路中第一滤波器的电路图。
[0033] 图4为本发明啸叫抑制电路中第一滤波器和第二滤波器的幅频特性对比示意图。
[0034] 图5为本发明啸叫抑制电路中第一滤波器和第二滤波器的相频特性对比示意图。
[0035] 图6为本发明啸叫抑制电路中第一滤波器和第二滤波器之间的相位差示意图。
【具体实施方式】
[0036] 本发明提供一种功放系统及其啸叫抑制电路，为使本发明的目的、技术方案及效 果更加清楚、明确，W下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所 描述的具体实施例仅用W解释本发明，并不用于限定本发明。
[0037] 本发明啸叫抑制电路通过改变音频信号的相位，来破坏造成啸叫的条件，即不让 音频信号同相位叠加，最终到达在不改变原有信号的频率成分和增益特性的前后下，实现 啸叫抑制的效果。请参阅图1和2,其分别为本发明啸叫抑制电路的结构示意图和信号示意 图。
[003引如图1和图2所示，所述的啸叫抑制电路包括：第一滤波器10、第二滤波器20,正 弦波发生器30、移相器40、第一乘法器50、第二乘法器60和加法器70。所述第一滤波器10 的输入端和第二滤波器20的输入端连接音频信号输入端，第一滤波器10的输出端连接第 一乘法器50的第一输入端，正弦波发生器30的输出端连接第一乘法器50的第二输入端， 所述第一乘法器50的输出端连接加法器70的第一输入端，所述第二滤波器20的输出端连 接第二乘法器60的第一输入端，正弦波发生器30的输出端通过移相器40连接第二乘法器 60的第二输入端，所述第二乘法器60的输出端连接加法器70的第二输入端，所述加法器 70的输出端用于输出相位发生变化的音频信号。
[0039] 其中，第一滤波器10和第二滤波器20用于对输入的音频信号的相位进行调整，使 第一滤波器10和第二滤波器20输出的音频信号的相位相差90度，并保持音频信号的幅度 一致。在图4至图6中，A表示第一滤波器10输出的音频信号，B表示第二滤波器20输出 的音频信号。从图4可W看出第一滤波器10和第二滤波器20的幅频特性相同，从图5可 W看出第一滤波器10和第二滤波器20的相频特性存在一定的差值。从图6可W看出第二 滤波器20输出的频率信号起始相位为-90度，与第一滤波器10输出的音频信号存在90度 相位差。
[0040] 正弦波发生器30用于产生正弦波信号。移相器40用于将正弦波发生器30产生 的正弦波信号延迟90度相位生成余弦波信号。第一乘法器50用于将第一滤波器10输出 的音频信号与正弦波信号相乘。第二乘法器60用于将第二滤波器20输出的音频信号与余 弦波信号相乘。加法器70用于将第一乘法器50和第二乘法器60输出的音频信号进行加 法处理，使其输出的音频信号与输入第一滤波器10和第二滤波器20的音频信号的相位发 生变化，从而破坏造成啸叫的条件，抑制了啸叫。
[0041] 进一步的，所述啸叫抑制电路还包括：第一参量均衡器80和第二参量均衡器90， 所述第一参量均衡器80串联在第一滤波器10的输出端与第一乘法器50的第一输入端之 间，用于提升或衰减第一滤波器10输出的音频信号。第二参量均衡器90串联在第二滤波 器20的输出端与第二乘法器60的第一输入端之间，用于提升或衰减第二滤波器20输出的 音频信号。所述第一参量均衡器80和第二参量均衡器90可W改变乘法后的音频信号的频 率和相位特性。为了保证在乘法器之前，两个滤波器滤波处理出来的信号还是保持90度的 相位差，第一参量均衡器80和第二参量均衡器90的参数需要保 持一致。
[0042] 请一并参阅图3,所述第一滤波器10包括；第一运算放大器A1、第二运算放大器 A2，第一电阻R1、第二电阻R2、第S电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第^;：电 阻R7、第八电阻R8、第一电容C1、第二电容C2、第S电容C3和第四电容C4。
[0043] 所述第一运算放大器A1的负输入端连接第一电容C1的一端、还通过第四电阻R4 连接第一运算放大器A1的输出端，所述第一电容C1的另一端通过第一电阻R1连接音频信 号输入端、还通过第二电容C2连接第一运算放大器A1的输出端，所述第一运算放大器A1 的正输入端通过第二电阻R2连接所述音频信号输入端、还通过第=电阻R3接地；所述第一 运算放大器A1的输出端也通过第五电阻R5连接第=电容C3的一端、还通过第六电阻R6 连接第二运算放大器A2的正输入端和第走电阻R7的一端，第走电阻R7的另一端接地，所 述第S电容C3的一端也通过第四电容C4连接第二运算放大器A2的输出端、还通过第八电 阻R8连接第二运算放大器A2的输出端，所述第S电容C3的另一端连接第二运算放大器A2 的负输入端。
[0044] 在第一滤波器10中，通过调节第一电阻R1和第四电阻R4的阻值可W调整第一运 算放大器A1的增益，调节第五电阻R5和第八电阻R8的阻值可W调整第二运算放大器A2 的增益，通过调整四个电容的容值可W调整滤波处理的信号的幅度范围。所述第一滤波器 10和第二滤波器20为一对正交滤波器，两滤波器的电路结构相同，通过设置不同的参数， 使其输出的信号呈90度相位差。
[0045] 具体实施时，所述第四电阻的阻值通过W下公式获得：
[0046]
[0047] 其中，R1为第一电阻的阻值，R4为第四电阻的阻值，第一电阻R1和第四电阻R4的 阻值可根据需要设定，第S电阻R3的阻值只需满足上述公式。
[0048] 相应地，所述第走电阻的阻值通过W下公式获得：
[0049]
[0化日]其中，R5为第五电阻的阻值，R8为第八电阻的阻值。第五电阻R5和第八电阻R8 的阻值可根据需要设定，第走电阻R7的阻值只需满足上述公式。
[0化1] 本发明采用两个滤波器对输入音频信号进行相位调整，使两个滤波器的输出音频 信号彼此之间呈现90°的相位差，而对音频信号的幅度又没有一点损失。并由参量均衡器 是在完成乘法之前，提升或衰减相应的频率，w改变乘法后的音频信号的频率和相位特性。 为了保证在乘法器之前，两个滤波器输出的信号还是保持90°的相位差，两条通路上的参 量均衡器必须要保持一致。
[0化2] 而且，正弦波发生器和余弦波发生器的频率可W被同步进行调整，调整的范围在 mz到10化之间。此时，正弦波发生器和余弦波发生器的输出信号也是彼此之间呈现90° 的相位差。
[0化3] 最后，两个呈90°相位差的参量均衡器的输出信号，与两个也是呈90°相位差 的正弦波发生器和余弦波发生器的输出信号，分别经过一乘法器进行相乘，对相乘的结果 再经过加法器进行相加，便可得到相位已经相对于原来输入音频信号改变了的输出音频信 号，从而抑制了啸叫。
[0054]为了更好的理解本发明，W下结合图1和图2,对本发明的啸叫抑制电路的抑制啸 叫的方式进行详细说明：
[0化5] 假设第一滤波器10输出的音频信号1用cos(?t+。）表不，贝Ij与之成90。相位 差的音频信号2 (即第二滤波器20输出的音频信号）用sin(?t+4。）表示，分别经过第一 参量均衡器80和第二参量均衡器90后，由于两个参量均衡器具有相同的参数（即具有相 同的相位响应），所W经过第一参量均衡器80和第一参量均衡器80处理后，两者的相位还 是保持90°的相位差。假设第一参量均衡器80输出音频信号3用cos(?t+4)表示，则与 之成90°相位差的输出音频信号4 (即第二参量均衡器90输出音频信号）用sin(?t+4) 表不。
[0化6] 此时，正弦波发生器30输出音频信号5用sin 表示，根据同频率正弦波和余 弦波的变换关系：同频率余弦波总是落后于同频率正弦波90°，即落后四分之一的同频率 波长，可知，正弦波发生器30输出的音频信号5经过移相器40延迟四分之一波长延时后为 cos?et，即音频信号6。
[0化7] 第一参量均衡器80输出音频信号3;cos(?t+(l))和正弦波发生器30输出音 频信号5 ;sin?ct同时送入第一乘法器50,得到音频信号7 ;sin?ct?cos(?t+<l));第 二参量均衡器90输出音频信号4;sin(?t+(l))和移相器40输出的音频信号6 ;cos?ct 同时送入第二乘法器60,得到音频信号8 ;cos?tt?sin(?t+(l))。再把该两个音频信号 sin?ct?cos(?t+<l))和cos?ct?sin(?t+<l))同时送入加法器70,得至Ij音频信号9输 出；sin?ct?cos(?t+ )+COS?ct?sin(?t+ )。
[0058] 根据两角和与差的S角函数公式sin(a+P) =sinacos0+COSasin0可得si n?ct?c〇s(?t+<l))+cos?ct?sin(?t+<l)) =sin(?ct+wt+<l))，即加法器 70 的最终输出 音频信号 9 为sin〇et+?t+(l))。
[0059]可见，输入音频信号为X=sin〇t)，最终输出音频信号为y= sin(W片《t+ 4 )，由此可知，经过本发明的啸叫抑制电路处理后，输入音频信号的相位发 生了变化，从而破坏了啸叫产生的条件。
[0060] 本发明还相应提供一种功放系统，其包括啸叫抑制电路，由于该啸叫抑制电路在 上文已进行了详细描述，此处不再寶述。
[0061] 综上所述，本发明提供的功放系统及其啸叫抑制电路，由第一滤波器和第二滤波 器对输入的音频信号的相位进行调整，使第一滤波器和第二滤波器输出的音频信号的相位 相差90度，再由第一乘法器将第一滤波器输出的音频信号与正弦波信号相乘、第二乘法器 将第二滤波器输出的音频信号与余弦波信号相乘，之后通过加法器将第一乘法器和第二乘 法器输出的音频信号进行加法处理，使其输出的音频信号与输入第一滤波器和第二滤波器 的音频信号的相位发生变化，从而破坏造成啸叫的条件，抑制了啸叫，提高了扩音音质。
[0062] 本发明第一滤波器和第二滤波器采用的电路结构，在幅频响应上不会对输出信号 有任何的影响，而且也不会引入一点点的延时，可用在所有的音响扩声场所。
[0063] 另外，本发明还由于引入了参量均衡器，使得其与跟正交载波相乘后，输出信号的 频响能按照个人的意愿去修整，而且音色还能起到意想不到的效果。
[0064] 可W理解的是，对本领域普通技术人员来说，可W根据本发明的技术方案及其发 明构思加W等同替换或改变，而所有该些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保 护范围。
【主权项】
1. 一种啸叫抑制电路，其特征在于，包括：第一滤波器、第二滤波器、正弦波发生器、移 相器、第一乘法器、第二乘法器、加法器；所述第一滤波器和第二滤波器对输入的音频信号 的相位进行调整，使第一滤波器和第二滤波器输出的音频信号的相位相差90度，通过第一 乘法器将第一滤波器输出的音频信号与正弦波信号相乘、第二乘法器将第二滤波器输出的 音频信号与余弦波信号相乘，由加法器将第一乘法器和第二乘法器输出的音频信号进行加 法处理，使其输出的音频信号与输入第一滤波器和第二滤波器的音频信号的相位发生变 化，来破坏造成啸叫的条件，抑制啸叫。2. 根据权利要求1所述的啸叫抑制电路，其特征在于，还包括： 第一参量均衡器，用于提升或衰减第一滤波器输出的音频信号； 第二参量均衡器，用于提升或衰减第二滤波器输出的音频信号。3. 根据权利要求1所述的啸叫抑制电路，其特征在于，所述第一滤波器包括：第一运算 放大器、第二运算放大器，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、 第七电阻、第八电阻、第一电容、第二电容、第三电容和第四电容；所述第一运算放大器的负 输入端连接第一电容的一端、还通过第四电阻连接第一运算放大器的输出端，所述第一电 容的另一端通过第一电阻连接音频信号输入端、还通过第二电容连接第一运算放大器的输 出端，所述第一运算放大器的正输入端通过第二电阻连接所述音频信号输入端、还通过第 三电阻接地；所述第一运算放大器的输出端也通过第五电阻连接第三电容的一端、还通过 第六电阻连接第二运算放大器的正输入端和第七电阻的一端，第七电阻的另一端接地，所 述第三电容的一端也通过第四电容连接第二运算放大器的输出端、还通过第八电阻连接第 二运算放大器的输出端，所述第三电容的另一端连接第二运算放大器的负输入端。4. 根据权利要求3所述的啸叫抑制电路，其特征在于，第四电阻的阻值通过以下公式 获得：其中，Rl为第一电阻的阻值，R4为第四电阻的阻值。5. 根据权利要求3所述的啸叫抑制电路，其特征在于，第七电阻的阻值通过以下公式 获得：其中，R5为第五电阻的阻值，R8为第八电阻的阻值。6. -种功放系统，其特征在于，包括权利要求1-5任意一项所述的啸叫抑制电路。
【专利摘要】本发明公开了功放系统及其啸叫抑制电路，其包括：第一滤波器、第二滤波器、正弦波发生器、移相器、第一乘法器、第二乘法器、加法器；所述第一滤波器和第二滤波器对输入的音频信号的相位进行调整，使第一滤波器和第二滤波器输出的音频信号的相位相差90度，通过第一乘法器将第一滤波器输出的音频信号与正弦波信号相乘、第二乘法器将第二滤波器输出的音频信号与余弦波信号相乘，由加法器将第一乘法器和第二乘法器输出的音频信号进行加法处理，使其输出的音频信号与输入第一滤波器和第二滤波器的音频信号的相位发生变化，来破坏造成啸叫的条件，抑制啸叫。
【IPC分类】H04R3/00
【公开号】CN104902387
【申请号】CN201510150691
【发明人】吴学龙
【申请人】广州乐畅声学科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月31日
【技术领域】
[0001] 本发明设及音频信号处理技术，特别设及一种功放系统及其啸叫抑制电路。
【背景技术】
[0002] 目前，剧场、会议厅、体育比赛场馆、卡拉OK厅等，各种类型的扩声系统都普遍存 在啸叫现象，常常在将传声器的音量进行较大的提升的同时，音箱发出的声音传入传声器 引起啸叫。啸叫的存在不仅破坏了音质、限制了传声器的音量，使传声器拾取的声音不能良 好地再现，而且深度的啸叫还会使系统信号过强而烧毁功放或音箱，特别是烧毁音箱的高 音扬声器。
[0003] 啸叫的产生几乎都是由于音频信号出现了偏高的正反馈造成的。扬声器的声音折 回到传声器，传声器输出的信号再送到扩声系统放大并再经扬声器送出，而后又折回到传 声器，如此循环所致。引起反馈的信号一般是一个单一频率信号，经过几次反复后，同相位 叠加逐步增大，从而形成自激振荡，自激振荡频率的局低，体现在啸叫的音调频率的局低。
[0004] 为了提高系统声音增益，消除或抑制啸叫，人们采取了一些方法：
[0005] 1、利用传声器和扬声器的指向特性抑制啸叫，合理正确处理好扬声器和传声器之 间的安装位置。此方式需选择指向性好的传声器和扬声器箱，传声器不应太靠近扬声器 箱，且不能处于扬声器箱的正前方，需尽量拉开它们的空间距离和空间方位，W避开扬声器 传来的直达声和反射声的影响，避免啸叫。实践证明，对于室内扩声系统，屯、形和八字形指 向性传声器与无方向性传声器相比，系统稳定度可提高约5地，传声器的音量提高5地~ 10地。
[0006] 2、适当降低室内混响时间，抑制由混响声引起的啸叫。该需要改善室内的声学环 境，合理安排吸声材料，增加四周墙面、天花板和地面的吸声系数，减少声音的多次反射和 减少混响时间。房间结构满足黄金分割值（约为1.618 : 1 : 0.618)，避免某些声频分量 加强，某些声频分量减弱，产生声染色和声集中现象。
[0007] 3、接通压限器，其压缩比设置为《2 : 1，动作时间为10ms，释放时间为0.3s，来抑 制啸叫。
[000引 4、使用陷波滤波器来消除反馈声，也就是当出现明显的反馈频率时，用一个与反 馈频率波形相反的陷波滤波器将反馈声抵消掉，达到消除反馈声的目的。传统上经常使用 多频段房间均衡器来进行频响补偿，通过适当的调节，可W达到消除部分反馈声的效果。
[0009] 但上述方法均存在无法克服的缺点：
[0010] 1、利用传声器和扬声器的指向特性抑制啸叫，指向性好的传声器和扬声器箱都比 较昂贵，而且也很难避免扬声器的直达声和反射声对传声器的影响。
[0011] 2、适当降低室内混响时间，抑制由混响声引起的啸叫。改善室内的声学利用压限 器，声音一旦超过阔值就压缩，但是该影响了原本有用的声音。
[0012] 3、利用压限器，声音一旦超过阔值就压缩，但是该影响了原本有用的声音。
[0013] 4、使用陷波滤波器来消除反馈声，虽然反馈声是被消除掉了，但是也把反馈声那 段频带的有用信号消除掉了。
[0014] 因而现有技术还有待改进和提高。
【发明内容】
[0015] 鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种功放系统及其啸叫抑 制电路，能改变音频信号的相位，抑制啸叫。
[0016] 为了达到上述目的，本发明采取了W下技术方案：
[0017] 一种啸叫抑制电路，其包括；第一滤波器、第二滤波器、正弦波发生器、移相器、第 一乘法器、第二乘法器、加法器；所述第一滤波器和第二滤波器对输入的音频信号的相位进 行调整，使第一滤波器和第二滤波器输出的音频信号的相位相差90度，通过第一乘法器将 第一滤波器输出的音频信号与正弦波信号相乘、第二乘法器将第二滤波器输出的音频信号 与余弦波信号相乘，由加法器将第一乘法器和第二乘法器输出的音频信号进行加法处理， 使其输出的音频信号与输入第一滤波器和第二滤波器的音频信号的相位发生变化，来破坏 造成啸叫的条件，抑制啸叫。
[001引所述的啸叫抑制电路，还包括：
[0019] 第一参量均衡器，用于提升或衰减第一滤波器输出的音频信号；
[0020] 第二参量均衡器，用于提升或衰减第二滤波器输出的音频信号。
[0021] 所述的啸叫抑制电路中，所述第一滤波器包括；第一运算放大器、第二运算放大 器，第一电阻、第二电阻、第S电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第走电阻、第八电阻、第 一电容、第二电容、第=电容和第四电容；所述第一运算放大器的负输入端连接第一电容 的一端、还通过第四电阻连接第一运算放大器的输出端，所述第一电容的另一端通过第一 电阻连接音频信号输入端、还通过第二电容连接第一运算放大器的输出端，所述第一运算 放大器的正输入端通过第二电阻连接所述音频信号输入端、还通过第=电阻接地；所述第 一运算放大器的输出端也通过第五电阻连接第=电容的一端、还通过第六电阻连接第二运 算放大器的正输入端和第走电阻的一端，第走电阻的另一端接地，所述第=电容的一端也 通过第四电容连接第二运算放大器的输出端、还通过第八电阻连接第二运算放大器的输出 端，所述第=电容的另一端连接第二运算放大器的负输入端。
[0022] 所述的啸叫抑制电路中，第四电阻的阻值通过W下公式获得：
[0023]
[0024] 其中，R1为第一电阻的阻值，R4为第四电阻的阻值。
[0025] 所述的啸叫抑制电路中，第走电阻的阻值通过W下公式获得：
[0026]
[0027] 其中，R5为第五电阻的阻值，R8为第八电阻的阻值。
[002引一种功放系统，其包括如上所述的啸叫抑制电路。
[0029] 相较于现有技术，本发明提供的功放系统及其啸叫抑制电路，由第一滤波器和第 二滤波器对输入的音频信号的相位进行调整，使第一滤波器和第二滤波器输出的音频信号 的相位相差90度，再由第一乘法器将第一滤波器输出的音频信号与正弦波信号相乘、第二 乘法器将第二滤波器输出的音频信号与余弦波信号相乘，之后通过加法器将第一乘法器和 第二乘法器输出的音频信号进行加法处理，使其输出的音频信号与输入第一滤波器和第二 滤波器的音频信号的相位发生变化，从而破坏造成啸叫的条件，抑制了啸叫，提高了扩音音 质。
【附图说明】
[0030] 图1为本发明啸叫抑制电路的结构示意图。
[0031] 图2为本发明啸叫抑制电路的信号示意图。
[0032] 图3为本发明啸叫抑制电路中第一滤波器的电路图。
[0033] 图4为本发明啸叫抑制电路中第一滤波器和第二滤波器的幅频特性对比示意图。
[0034] 图5为本发明啸叫抑制电路中第一滤波器和第二滤波器的相频特性对比示意图。
[0035] 图6为本发明啸叫抑制电路中第一滤波器和第二滤波器之间的相位差示意图。
【具体实施方式】
[0036] 本发明提供一种功放系统及其啸叫抑制电路，为使本发明的目的、技术方案及效 果更加清楚、明确，W下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所 描述的具体实施例仅用W解释本发明，并不用于限定本发明。
[0037] 本发明啸叫抑制电路通过改变音频信号的相位，来破坏造成啸叫的条件，即不让 音频信号同相位叠加，最终到达在不改变原有信号的频率成分和增益特性的前后下，实现 啸叫抑制的效果。请参阅图1和2,其分别为本发明啸叫抑制电路的结构示意图和信号示意 图。
[003引如图1和图2所示，所述的啸叫抑制电路包括：第一滤波器10、第二滤波器20,正 弦波发生器30、移相器40、第一乘法器50、第二乘法器60和加法器70。所述第一滤波器10 的输入端和第二滤波器20的输入端连接音频信号输入端，第一滤波器10的输出端连接第 一乘法器50的第一输入端，正弦波发生器30的输出端连接第一乘法器50的第二输入端， 所述第一乘法器50的输出端连接加法器70的第一输入端，所述第二滤波器20的输出端连 接第二乘法器60的第一输入端，正弦波发生器30的输出端通过移相器40连接第二乘法器 60的第二输入端，所述第二乘法器60的输出端连接加法器70的第二输入端，所述加法器 70的输出端用于输出相位发生变化的音频信号。
[0039] 其中，第一滤波器10和第二滤波器20用于对输入的音频信号的相位进行调整，使 第一滤波器10和第二滤波器20输出的音频信号的相位相差90度，并保持音频信号的幅度 一致。在图4至图6中，A表示第一滤波器10输出的音频信号，B表示第二滤波器20输出 的音频信号。从图4可W看出第一滤波器10和第二滤波器20的幅频特性相同，从图5可 W看出第一滤波器10和第二滤波器20的相频特性存在一定的差值。从图6可W看出第二 滤波器20输出的频率信号起始相位为-90度，与第一滤波器10输出的音频信号存在90度 相位差。
[0040] 正弦波发生器30用于产生正弦波信号。移相器40用于将正弦波发生器30产生 的正弦波信号延迟90度相位生成余弦波信号。第一乘法器50用于将第一滤波器10输出 的音频信号与正弦波信号相乘。第二乘法器60用于将第二滤波器20输出的音频信号与余 弦波信号相乘。加法器70用于将第一乘法器50和第二乘法器60输出的音频信号进行加 法处理，使其输出的音频信号与输入第一滤波器10和第二滤波器20的音频信号的相位发 生变化，从而破坏造成啸叫的条件，抑制了啸叫。
[0041] 进一步的，所述啸叫抑制电路还包括：第一参量均衡器80和第二参量均衡器90， 所述第一参量均衡器80串联在第一滤波器10的输出端与第一乘法器50的第一输入端之 间，用于提升或衰减第一滤波器10输出的音频信号。第二参量均衡器90串联在第二滤波 器20的输出端与第二乘法器60的第一输入端之间，用于提升或衰减第二滤波器20输出的 音频信号。所述第一参量均衡器80和第二参量均衡器90可W改变乘法后的音频信号的频 率和相位特性。为了保证在乘法器之前，两个滤波器滤波处理出来的信号还是保持90度的 相位差，第一参量均衡器80和第二参量均衡器90的参数需要保 持一致。
[0042] 请一并参阅图3,所述第一滤波器10包括；第一运算放大器A1、第二运算放大器 A2，第一电阻R1、第二电阻R2、第S电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第^;：电 阻R7、第八电阻R8、第一电容C1、第二电容C2、第S电容C3和第四电容C4。
[0043] 所述第一运算放大器A1的负输入端连接第一电容C1的一端、还通过第四电阻R4 连接第一运算放大器A1的输出端，所述第一电容C1的另一端通过第一电阻R1连接音频信 号输入端、还通过第二电容C2连接第一运算放大器A1的输出端，所述第一运算放大器A1 的正输入端通过第二电阻R2连接所述音频信号输入端、还通过第=电阻R3接地；所述第一 运算放大器A1的输出端也通过第五电阻R5连接第=电容C3的一端、还通过第六电阻R6 连接第二运算放大器A2的正输入端和第走电阻R7的一端，第走电阻R7的另一端接地，所 述第S电容C3的一端也通过第四电容C4连接第二运算放大器A2的输出端、还通过第八电 阻R8连接第二运算放大器A2的输出端，所述第S电容C3的另一端连接第二运算放大器A2 的负输入端。
[0044] 在第一滤波器10中，通过调节第一电阻R1和第四电阻R4的阻值可W调整第一运 算放大器A1的增益，调节第五电阻R5和第八电阻R8的阻值可W调整第二运算放大器A2 的增益，通过调整四个电容的容值可W调整滤波处理的信号的幅度范围。所述第一滤波器 10和第二滤波器20为一对正交滤波器，两滤波器的电路结构相同，通过设置不同的参数， 使其输出的信号呈90度相位差。
[0045] 具体实施时，所述第四电阻的阻值通过W下公式获得：
[0046]
[0047] 其中，R1为第一电阻的阻值，R4为第四电阻的阻值，第一电阻R1和第四电阻R4的 阻值可根据需要设定，第S电阻R3的阻值只需满足上述公式。
[0048] 相应地，所述第走电阻的阻值通过W下公式获得：
[0049]
[0化日]其中，R5为第五电阻的阻值，R8为第八电阻的阻值。第五电阻R5和第八电阻R8 的阻值可根据需要设定，第走电阻R7的阻值只需满足上述公式。
[0化1] 本发明采用两个滤波器对输入音频信号进行相位调整，使两个滤波器的输出音频 信号彼此之间呈现90°的相位差，而对音频信号的幅度又没有一点损失。并由参量均衡器 是在完成乘法之前，提升或衰减相应的频率，w改变乘法后的音频信号的频率和相位特性。 为了保证在乘法器之前，两个滤波器输出的信号还是保持90°的相位差，两条通路上的参 量均衡器必须要保持一致。
[0化2] 而且，正弦波发生器和余弦波发生器的频率可W被同步进行调整，调整的范围在 mz到10化之间。此时，正弦波发生器和余弦波发生器的输出信号也是彼此之间呈现90° 的相位差。
[0化3] 最后，两个呈90°相位差的参量均衡器的输出信号，与两个也是呈90°相位差 的正弦波发生器和余弦波发生器的输出信号，分别经过一乘法器进行相乘，对相乘的结果 再经过加法器进行相加，便可得到相位已经相对于原来输入音频信号改变了的输出音频信 号，从而抑制了啸叫。
[0054]为了更好的理解本发明，W下结合图1和图2,对本发明的啸叫抑制电路的抑制啸 叫的方式进行详细说明：
[0化5] 假设第一滤波器10输出的音频信号1用cos(?t+。）表不，贝Ij与之成90。相位 差的音频信号2 (即第二滤波器20输出的音频信号）用sin(?t+4。）表示，分别经过第一 参量均衡器80和第二参量均衡器90后，由于两个参量均衡器具有相同的参数（即具有相 同的相位响应），所W经过第一参量均衡器80和第一参量均衡器80处理后，两者的相位还 是保持90°的相位差。假设第一参量均衡器80输出音频信号3用cos(?t+4)表示，则与 之成90°相位差的输出音频信号4 (即第二参量均衡器90输出音频信号）用sin(?t+4) 表不。
[0化6] 此时，正弦波发生器30输出音频信号5用sin 表示，根据同频率正弦波和余 弦波的变换关系：同频率余弦波总是落后于同频率正弦波90°，即落后四分之一的同频率 波长，可知，正弦波发生器30输出的音频信号5经过移相器40延迟四分之一波长延时后为 cos?et，即音频信号6。
[0化7] 第一参量均衡器80输出音频信号3;cos(?t+(l))和正弦波发生器30输出音 频信号5 ;sin?ct同时送入第一乘法器50,得到音频信号7 ;sin?ct?cos(?t+<l));第 二参量均衡器90输出音频信号4;sin(?t+(l))和移相器40输出的音频信号6 ;cos?ct 同时送入第二乘法器60,得到音频信号8 ;cos?tt?sin(?t+(l))。再把该两个音频信号 sin?ct?cos(?t+<l))和cos?ct?sin(?t+<l))同时送入加法器70,得至Ij音频信号9输 出；sin?ct?cos(?t+ )+COS?ct?sin(?t+ )。
[0058] 根据两角和与差的S角函数公式sin(a+P) =sinacos0+COSasin0可得si n?ct?c〇s(?t+<l))+cos?ct?sin(?t+<l)) =sin(?ct+wt+<l))，即加法器 70 的最终输出 音频信号 9 为sin〇et+?t+(l))。
[0059]可见，输入音频信号为X=sin〇t)，最终输出音频信号为y= sin(W片《t+ 4 )，由此可知，经过本发明的啸叫抑制电路处理后，输入音频信号的相位发 生了变化，从而破坏了啸叫产生的条件。
[0060] 本发明还相应提供一种功放系统，其包括啸叫抑制电路，由于该啸叫抑制电路在 上文已进行了详细描述，此处不再寶述。
[0061] 综上所述，本发明提供的功放系统及其啸叫抑制电路，由第一滤波器和第二滤波 器对输入的音频信号的相位进行调整，使第一滤波器和第二滤波器输出的音频信号的相位 相差90度，再由第一乘法器将第一滤波器输出的音频信号与正弦波信号相乘、第二乘法器 将第二滤波器输出的音频信号与余弦波信号相乘，之后通过加法器将第一乘法器和第二乘 法器输出的音频信号进行加法处理，使其输出的音频信号与输入第一滤波器和第二滤波器 的音频信号的相位发生变化，从而破坏造成啸叫的条件，抑制了啸叫，提高了扩音音质。
[0062] 本发明第一滤波器和第二滤波器采用的电路结构，在幅频响应上不会对输出信号 有任何的影响，而且也不会引入一点点的延时，可用在所有的音响扩声场所。
[0063] 另外，本发明还由于引入了参量均衡器，使得其与跟正交载波相乘后，输出信号的 频响能按照个人的意愿去修整，而且音色还能起到意想不到的效果。
[0064] 可W理解的是，对本领域普通技术人员来说，可W根据本发明的技术方案及其发 明构思加W等同替换或改变，而所有该些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保 护范围。
【主权项】
1. 一种啸叫抑制电路，其特征在于，包括：第一滤波器、第二滤波器、正弦波发生器、移 相器、第一乘法器、第二乘法器、加法器；所述第一滤波器和第二滤波器对输入的音频信号 的相位进行调整，使第一滤波器和第二滤波器输出的音频信号的相位相差90度，通过第一 乘法器将第一滤波器输出的音频信号与正弦波信号相乘、第二乘法器将第二滤波器输出的 音频信号与余弦波信号相乘，由加法器将第一乘法器和第二乘法器输出的音频信号进行加 法处理，使其输出的音频信号与输入第一滤波器和第二滤波器的音频信号的相位发生变 化，来破坏造成啸叫的条件，抑制啸叫。2. 根据权利要求1所述的啸叫抑制电路，其特征在于，还包括： 第一参量均衡器，用于提升或衰减第一滤波器输出的音频信号； 第二参量均衡器，用于提升或衰减第二滤波器输出的音频信号。3. 根据权利要求1所述的啸叫抑制电路，其特征在于，所述第一滤波器包括：第一运算 放大器、第二运算放大器，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、 第七电阻、第八电阻、第一电容、第二电容、第三电容和第四电容；所述第一运算放大器的负 输入端连接第一电容的一端、还通过第四电阻连接第一运算放大器的输出端，所述第一电 容的另一端通过第一电阻连接音频信号输入端、还通过第二电容连接第一运算放大器的输 出端，所述第一运算放大器的正输入端通过第二电阻连接所述音频信号输入端、还通过第 三电阻接地；所述第一运算放大器的输出端也通过第五电阻连接第三电容的一端、还通过 第六电阻连接第二运算放大器的正输入端和第七电阻的一端，第七电阻的另一端接地，所 述第三电容的一端也通过第四电容连接第二运算放大器的输出端、还通过第八电阻连接第 二运算放大器的输出端，所述第三电容的另一端连接第二运算放大器的负输入端。4. 根据权利要求3所述的啸叫抑制电路，其特征在于，第四电阻的阻值通过以下公式 获得：其中，Rl为第一电阻的阻值，R4为第四电阻的阻值。5. 根据权利要求3所述的啸叫抑制电路，其特征在于，第七电阻的阻值通过以下公式 获得：其中，R5为第五电阻的阻值，R8为第八电阻的阻值。6. -种功放系统，其特征在于，包括权利要求1-5任意一项所述的啸叫抑制电路。
【专利摘要】本发明公开了功放系统及其啸叫抑制电路，其包括：第一滤波器、第二滤波器、正弦波发生器、移相器、第一乘法器、第二乘法器、加法器；所述第一滤波器和第二滤波器对输入的音频信号的相位进行调整，使第一滤波器和第二滤波器输出的音频信号的相位相差90度，通过第一乘法器将第一滤波器输出的音频信号与正弦波信号相乘、第二乘法器将第二滤波器输出的音频信号与余弦波信号相乘，由加法器将第一乘法器和第二乘法器输出的音频信号进行加法处理，使其输出的音频信号与输入第一滤波器和第二滤波器的音频信号的相位发生变化，来破坏造成啸叫的条件，抑制啸叫。
【IPC分类】H04R3/00
【公开号】CN104902387
【申请号】CN201510150691
【发明人】吴学龙
【申请人】广州乐畅声学科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月31日
最新回复(0)