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。
　　
問題是提(ti)升(sheng)音(yin)頻(pin)質(zhi)量(liang)並(bing)非(fei)易(yi)事(shi)。手(shou)持(chi)設(she)備(bei)生(sheng)產(chan)廠(chang)商(shang)麵(mian)臨(lin)著(zhe)諸(zhu)多(duo)限(xian)製(zhi)，其(qi)中(zhong)兩(liang)個(ge)主(zhu)要(yao)因(yin)素(su)就(jiu)是(shi)手(shou)機(ji)外(wai)形(xing)尺(chi)寸(cun)的(de)大(da)小(xiao)，以(yi)及(ji)音(yin)頻(pin)文(wen)件(jian)的(de)壓(ya)縮(suo)程(cheng)度(du)。下(xia)麵(mian)我(wo)們(men)這(zhe)兩(liang)方(fang)麵(mian)做(zuo)些(xie)討(tao)論(lun)。
　　
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。
　　
基(ji)本(ben)處(chu)理(li)算(suan)法(fa)是(shi)通(tong)過(guo)均(jun)衡(heng)器(qi)過(guo)濾(lv)不(bu)同(tong)頻(pin)帶(dai)振(zhen)幅(fu)變(bian)化(hua)，從(cong)而(er)克(ke)服(fu)揚(yang)聲(sheng)器(qi)的(de)缺(que)陷(xian)。通(tong)過(guo)觀(guan)察(cha)揚(yang)聲(sheng)器(qi)的(de)頻(pin)率(lv)響(xiang)應(ying)
，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)判(pan)斷(duan)出(chu)哪(na)些(xie)可(ke)以(yi)重(zhong)現(xian)哪(na)些(xie)不(bu)能(neng)，然(ran)後(hou)可(ke)以(yi)相(xiang)應(ying)地(di)設(she)計(ji)出(chu)均(jun)衡(heng)曲(qu)線(xian)。目(mu)標(biao)就(jiu)是(shi)獲(huo)取(qu)具(ju)恒(heng)定(ding)振(zhen)幅(fu)的(de)音(yin)頻(pin)
，無(wu)論(lun)揚(yang)聲(sheng)器(qi)頻(pin)率(lv)的(de)大(da)小(xiao)如(ru)何(he)。
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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siDSP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。