中心議題：

• 揚聲器外形尺寸分析
• 壓縮音頻算法分析

解決方案：

• 通過均衡器過濾不同頻帶振幅變化，從而克服揚聲器的缺陷
• 使用動態濾波器

現代智能手機機身靈巧且功能強大，雖然手機尺寸隨機型而有所不同，但總體而言
，一款業界一流的器件可將諸多特性封裝到一個大約110x60x15mm的封裝中。
　　
ruguojiangxianshipinghedianlubankaolvzaineidehua，nameliugeiyangshengqidekongjianjiubuduole。xianzai，rangwomenxiangxiangyixiajiatingyingyuanzhongyigediyinpaoyangshengqisuozhandekongjiandaxiao
，yexudaduoshurenhuijiaodezhewanquanshiliangmashishenzhibujubeirenhekebixing。congmouzhongchengdushanglaijiang，dequekeyizhemelijie。ranershishishang，jibiantamenqueshishiliangzhongjieranbutongdeyingyong
，dantamenyunxingdeneirongqueriquxiangsi。yidongtongxindegaosujishu(3G
、3.5G、4G)及ji其qi支zhi撐cheng網wang絡luo實shi現xian了le手shou機ji音yin頻pin和he視shi頻pin的de下xia載zai功gong能neng和he回hui放fang功gong能neng。手shou機ji用yong戶hu在zai希xi望wang更geng高gao帶dai寬kuan的de同tong時shi，也ye希xi望wang能neng有you更geng好hao的de音yin頻pin和he視shi頻pin質zhi量liang享xiang受shou。
　　
問題是tishengyinpinzhiliangbingfeiyishi。shouchishebeishengchanchangshangmianlinzhezhuduoxianzhi，qizhonglianggezhuyaoyinsujiushishoujiwaixingchicundedaxiao
，yijiyinpinwenjiandeyasuochengdu。xiamianwomenzheliangfangmianzuoxietaolun。
　　
外形尺寸
　　
揚(yang)聲(sheng)器(qi)通(tong)過(guo)前(qian)後(hou)移(yi)動(dong)隔(ge)膜(mo)將(jiang)電(dian)能(neng)轉(zhuan)化(hua)為(wei)聲(sheng)波(bo)。隔(ge)膜(mo)推(tui)動(dong)空(kong)氣(qi)
，產(chan)生(sheng)聲(sheng)波(bo)，經(jing)由(you)我(wo)們(men)的(de)耳(er)朵(duo)轉(zhuan)化(hua)為(wei)聲(sheng)音(yin)。考(kao)慮(lv)到(dao)上(shang)麵(mian)提(ti)到(dao)的(de)尺(chi)寸(cun)限(xian)製(zhi)，手(shou)機(ji)能(neng)夠(gou)供(gong)以(yi)移(yi)動(dong)的(de)空(kong)間(jian)並(bing)不(bu)大(da)，所(suo)以(yi)隻(zhi)能(neng)使(shi)用(yong)帶(dai)有(you)很(hen)小(xiao)隔(ge)膜(mo)的(de)小(xiao)型(xing)揚(yang)聲(sheng)器(qi)，而(er)隻(zhi)允(yun)許(xu)小(xiao)範(fan)圍(wei)的(de)移(yi)動(dong)。
　　
在(zai)靜(jing)態(tai)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)裏(li)，由(you)於(yu)揚(yang)聲(sheng)器(qi)需(xu)要(yao)移(yi)動(dong)而(er)顯(xian)得(de)有(you)些(xie)麻(ma)煩(fan)。而(er)小(xiao)揚(yang)聲(sheng)器(qi)沒(mei)法(fa)產(chan)生(sheng)很(hen)好(hao)的(de)音(yin)頻(pin)效(xiao)果(guo)
，而(er)當(dang)中(zhong)要(yao)數(shu)低(di)音(yin)頻(pin)率(lv)所(suo)受(shou)影(ying)響(xiang)最(zui)大(da)了(le)。從(cong)小(xiao)型(xing)便(bian)攜(xie)式(shi)消(xiao)費(fei)類(lei)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)中(zhong)獲(huo)得(de)高(gao)質(zhi)的(de)音(yin)頻(pin)效(xiao)果(guo)確(que)實(shi)是(shi)個(ge)挑(tiao)戰(zhan)，而(er)要(yao)想(xiang)應(ying)對(dui)該(gai)挑(tiao)戰(zhan)
，隻(zhi)能(neng)依(yi)靠(kao)由(you)工(gong)業(ye)、機電
、電子學領域的設計師們組成的交叉功能團隊來實現了。電子工程師提出了這一個倡儀：使用音頻處理算法。
　　
壓縮音頻
　　
音頻通常被壓縮成較小文件以供用戶下載。文件壓縮是通過編碼算法實現的(如MP3)。文件的減小可能會造成信息的缺失

，最終影響音頻效果。在這種情況下，音頻處理算法同樣也可以派上用場。
　　
音頻處理算法
　　
目前，音頻信號處理並提高收聽體驗的算法多種多樣。
　　
jibenchulisuanfashitongguojunhengqiguolvbutongpindaizhenfubianhua

，congerkefuyangshengqidequexian。tongguoguanchayangshengqidepinlvxiangying，womenkeyipanduanchunaxiekeyizhongxiannaxiebuneng，ranhoukeyixiangyingdishejichujunhengquxian。mubiaojiushihuoqujuhengdingzhenfudeyinpin
，wulunyangshengqipinlvdedaxiaoruhe。
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基ji本ben均jun衡heng的de利li用yong在zai當dang前qian已yi經jing十shi分fen普pu遍bian，市shi麵mian上shang銷xiao售shou的de大da多duo數shu音yin頻pin轉zhuan換huan器qi都dou使shi用yong了le均jun衡heng技ji術shu。但dan遺yi憾han的de是shi，有you時shi這zhe還hai不bu足zu以yi改gai善shan音yin頻pin質zhi量liang。事shi實shi上shang，揚yang聲sheng器qi具ju有you隨sui著zhe音yin頻pin信xin號hao的de強qiang弱ruo而er發fa生sheng改gai變bian的de頻pin率lv響xiang應ying(參見圖1)。
　　


　圖1：揚聲器+音箱頻率響應以及信號電平失真。
為(wei)了(le)彌(mi)補(bu)這(zhe)個(ge)影(ying)響(xiang)，必(bi)須(xu)得(de)使(shi)用(yong)動(dong)態(tai)濾(lv)波(bo)器(qi)。揚(yang)聲(sheng)器(qi)的(de)頻(pin)率(lv)響(xiang)應(ying)會(hui)隨(sui)著(zhe)信(xin)號(hao)振(zhen)幅(fu)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)，而(er)這(zhe)些(xie)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)極(ji)點(dian)與(yu)零(ling)點(dian)也(ye)會(hui)隨(sui)其(qi)變(bian)化(hua)而(er)變(bian)化(hua)。實(shi)施(shi)動(dong)態(tai)濾(lv)波(bo)器(qi)時(shi)，類(lei)似(si)DSP的處理功能必不可少。絕大多數低功率音頻轉換器的功率都不能實現這一點。
　　
另一個有趣的算法是低音增強。該算法通過利用基頻缺失(missingfundamental)的音質原理改善了低音頻率的重現。
　　
觀察小型揚聲器的頻率響應，我們可以發現它們的低音響應是3分貝
，其範圍達數百赫茲。這就是說這樣的揚聲器並不能很好地重現更低的頻率了。用這些低頻率驅動揚聲器是沒意義的(揚聲器不能夠重現這些低頻音頻)，甚至是有害的。低頻率將迫使揚聲器作超出其能力範圍的移動
，最終會給更高頻率造成更多的失真。
　　
低音增強(參見圖2)汲取揚聲器無法重現的低音內容

，再將其抬高一個倍頻至揚聲器能夠很好工作的位置。比如：假設揚聲器為300赫茲點上3分貝，而播放內容僅為200赫茲，這時低音增強便會將之提升到400赫茲，使其得以播放。考慮到音頻內容是8度音，人的耳朵和大腦會被誘導認為聽到了低頻內容(基頻缺失原理)。現(xian)在(zai)，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)濾(lv)波(bo)器(qi)去(qu)除(chu)所(suo)有(you)這(zhe)些(xie)不(bu)能(neng)被(bei)重(zhong)現(xian)的(de)低(di)音(yin)頻(pin)內(nei)容(rong)使(shi)其(qi)無(wu)法(fa)到(dao)達(da)揚(yang)聲(sheng)器(qi)。低(di)音(yin)增(zeng)強(qiang)及(ji)高(gao)通(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)同(tong)步(bu)使(shi)用(yong)將(jiang)可(ke)以(yi)極(ji)大(da)地(di)改(gai)善(shan)小(xiao)型(xing)揚(yang)聲(sheng)器(qi)的(de)低(di)音(yin)重(zhong)現(xian)功(gong)能(neng)。


圖2：低音增強原理。
　　
音頻也可以通過虛擬化法(也稱為3D)加jia以yi改gai善shan。其qi通tong過guo創chuang造zao沉chen浸jin式shi聽ting覺jiao體ti驗yan，增zeng強qiang了le經jing由you揚yang聲sheng器qi或huo耳er機ji播bo放fang出chu來lai的de音yin頻pin。虛xu擬ni化hua算suan法fa使shi音yin響xiang得de以yi擴kuo大da
，甚shen至zhi能neng讓rang小xiao型xing便bian攜xie設she備bei有you效xiao產chan生sheng出chu虛xu擬ni環huan繞rao立li體ti聲sheng。他ta們men對dui經jing由you立li體ti聲sheng係xi統tong雙shuang通tong道dao播bo放fang出chu來lai的de音yin頻pin進jin行xing了le異yi同tong點dian分fen析xi，並bing對dui其qi進jin行xing強qiang化hua，從cong而er使shi用yong戶hu相xiang信xin聲sheng音yin來lai自zi於yu四si麵mian八ba方fang。這zhe種zhong算suan法fa利li用yong了le所suo謂wei的de人ren腦nao相xiang關guan轉zhuan換huan功gong能neng(HRTF)
，其解釋了聲音是如何與人類大腦、耳朵、大腦係統相互作用並如何被人腦所詮釋的。
　　
另ling一yi些xie算suan法fa則ze主zhu要yao是shi集ji中zhong在zai改gai善shan壓ya縮suo音yin頻pin。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia，他ta們men試shi圖tu恢hui複fu在zai壓ya縮suo過guo程cheng中zhong丟diu失shi了le的de信xin息xi。其qi往wang往wang能neng對dui高gao音yin頻pin內nei容rong起qi特te別bie作zuo用yong(大約1千赫茲)，提高了清晰度。這種算法實現了高音頻
，如電影裏的雨聲或歌曲裏的吉他獨奏，可以栩栩如生得到重現。
　　
很多的音頻轉換器(ADC、CODEC以及DAC)都支持音頻高級處理功能。在TI，音頻數字信號處理器(DSP或miniDSP)中都運行了這些算法，這些算法集成到了音頻轉換器中。這款迷你數字信號處理器是在　PurePathStudio圖像開發環境中進行編程的。TLV320AIC36憑借其模擬輸入與輸出的特性成為了眾多手機產品可以使用的一款器件之一。