CN1228205A - 用于电子声频信号谐波增强的设备和方法 - Google Patents

用于电子声频信号谐波增强的设备和方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种用来以这样一种方式简单和便宜地增强电子声频信号的方法和设备，以致于由声频信号产生的可听声音的质量更密切地接近于在音质设计的环境中现场听到的原始声音的质量。本发明恢复了通常在电子声频信号中丢失的谐波音。该设备包括一个电路(8)，电路(8)导致输入声频信号失真，从而产生的增强声频信号(31)与原始输入声频信号相比，呈现出改进的谐波质量。这种失真是在输入声频信号中增强谐波或频率的非线性放大(33)。就是说，输入声频信号中的希望谐波或频率的频带跨过该频带被非均匀地放大。

Description

用于电子声频信号谐波增强的设备和方法
本发明涉及电子声频信号的增强以改进由这些信号产生的声音质量，更具体地说，涉及一种用来谐波增强电子声频信号的设备和方法，而不用弱磁耦合获得增强。
通常认为，现场听音乐、唱歌或其他这类的复杂声音，比听在把它转换成电子声频信号并且重新转换成可听声音之后的相同声音更愉快。
我们听到的多种声音，特别是音符，经常是复合音。例如，具有基本音调或基频的音符，通常包含称作谐波的基频分量。这些谐波形成音调质量或声音的音品，如对于乐器或其他发声源经常是唯一的音符。换句话说，这些谐波丰富了我们听到的声音。已经开发了多种声音复制***，试图把谐波增强添加到声频信号上。然而，这些***往往非常复杂和昂贵，并且用这样的***产生的声音质量仍然没有达到现场听到的原始声音的感觉质量。
已经开发了一种较简单和便宜的***，该***产生一种增强的电子声频信号，该电子声频信号当转换成可听声音时，与原始输入声频信号的质量相比，呈现出改进的谐波质量，并且已经感觉到更接近地复制了在音质设计的环境中听原始现场声音的体验。这种***公开在美国专利No.5,361,306中，该专利授予本申请的申请人。在5,361,306专利中公开的示范电路包括一个带有一个场感应线圈的输入级、和一个带一个电磁场接收器(例如，另一个线圈)和一个输出端的输出级。输入声频信号经感应线圈传送，以建立一个电磁场。场感应线圈和电磁场接收器弱耦合，从而当输入声频信号经场感应线圈传送时，在输出端可得到一个增强的声频信号。
本发明是对在5,361,306专利中公开的发明的改进。本发明具有较简单的结构并且较便宜。
根据本发明，提供了多种方法和设备，以便简单和便宜地以下述方式增强电子声频信号：由声频信号产生的可听声音的质量更密切地接近在音质设计的环境中现场听到的原始声音的质量。由根据本发明增强的声频信号产生的声音似乎阻止了高音量的衰减，并且趋于消除、或至少显著地减小悦耳点(sweet spot)的形成。希望根据本发明的电路适合于恢复由于声频转换设备、记录过程、记录介质的缺陷和/或诸如此类的限制而通常丢失的谐波音。
在本发明的一个方面，为提高具有从低端频率(即低端)到高端频率(即高端)的频带的输入声频信号的质量，提供一种设备。根据本发明的原理，一种设备包括一个电路，该电路使这样一种经该电路传送的输入声频信号失真，从而产生与原始输入声频信号相比，呈现改进谐波质量的增强声频信号。这种失真是输入声频信号的增强谐波或频率的非线性放大。就是说，输入声频信号的希望谐波或频率的频带被跨过该频带非均匀地放大。来自输入声频信号的频带可能是高频带、低频带或高和低频带。希望以下述方式选择和放大频率：人耳能够较好地听到或接收和记住声频信号的谐波特征。不用弱磁耦合(即不必经弱电磁耦合的场感应线圈和电磁场接收器传送电子声频信号)就能得到这种非均匀放大。
特别是，输入声频信号中的频率，或者在幅值上随着频率从希望的基准频率向信号的高端增大，而增大到高频(即高端峰值频率)处的幅值峰值，或者在幅值上随着频率从希望的基准频率向信号的低端减小，而增大到低频(即低端峰值频率)处的幅值峰值，或者两者都有。当增强高和低频带时，希望使用相同的基准频率。在高端峰值频率以上，希望随着向信号高端增大频率，频率在幅值上减小。在低端峰值频率以下，希望随着向信号低端减小频率，频率在幅值上减小。
可能希望高端峰值频率、低端频率或两者是大约具有相同幅值的较窄范围的频率，而不是每个都是单频。如这里使用的那样，术语基准频率是指由其能比较所有其他频率的响应的频率或频率范围。由基准频率能测量所有其他频率的幅值。此外，基准频率能看作其后能开始看到高频和/或低频的失真(即增强)的频率或频率范围。使用标准方波信号作为输入声频信号，能分析本电路的频率响应。可能希望使电路这样适应，以致于由电路产生的输出信号的基准频率，具有基本类似于(即，等于或稍高于或低于)方波信号基本频率的幅值。
本设备可以包括一个使用高通滤波器状网络以非线性地放大输入声频信号的高频带的电路。可选择地或此外，本设备可以包括一个使用低通滤波器状网络以非线性地放大输入声频信号的低频带的电路。
在本发明的另一个方面，为提高电子声频信号的质量提供了一种方法。该方法包括步骤：提供具有带有高端和低端的频带的输入声频信号；和通过非线性或非均匀地放大输入声频信号的频率，使输入声频信号失真成增强的声频信号，而不用弱磁耦合，并因而与输入声频信号相比，增强的声频信号呈现出改进的谐波质量。希望输入声频信号的频率按上述那样失真。
本方法能包括把一个或多个增强声频信号处理成声音的步骤。本发明的范围打算包括如此产生的声音。该增强声频信号和由此产生的声音包括具有重叠或落入常人听觉范围(即约20Hz至20KHz)的频带的声频信号和声音。
本方法还能包括把根据本发明增强的一个或多个声频信号从一个位置传送到另一个位置的步骤。本方法能进一步包括把一个或多个该增强声频信号记录到一种记录介质上的步骤。本发明的范围还打算包括带有其上记录的一个或多个该增强声频信号的记录介质。记录介质可能是磁记录介质(例如，盘式录音带、盒式录音带、磁盘等)或光记录介质(例如，CD、视盘等)。本发明不打算限制为任何具体类型的记录介质或其上记录的方法。
本发明提供了一种用来提高电子声频信号，特别是具有复杂波形(即多频率)的声频信号，象例如音乐、唱歌、讲话、动物声音、自然出现的声音、设备噪声等，的谐波质量的设备和方法。根据本发明增强的声频信号，与输入电子声频信号相比，呈现出改进的谐波质量。已经发现，使用在申请日为1995年6月7日、和标题为增强电子声频信号的设备和方法(APPARATUS AND METHOD OF ENHANCING ELECTRONICAUDIO SIGNALS)的美国专利No.5,361,306和美国专利申请序号No.08/472,876中公开的电路，能得到类似的谐波增强。
本发明至少部分基于这样一种发现，能得到使用在5,361,306专利中和08/472,876专利申请中描述的发明得到的谐波增强，而不使用电磁弱耦合到一个电磁场接收器上的场感应线圈。本解释和公开揭示：有各种得到电子声频信号的相同或类似谐波增强的其他方式。由于已经提供有这里公开的解释和示范电路，故对于设计另外的方式以产生相同或类似增强效果的普通技术人员，如果有问题的话，也将是简单的试错试验问题。因而，这里公开的一般和具体电路只是例子，并且本发明不打算如此限制。
图1是本发明一个实施例的电路图；
图2是本发明另一个实施例的电路图；
图3A、3B、和3C分别是本发明一个立体声实施例的左声道、右声道和电源电路的电路图；及
图4是曲线图，表示根据本发明原理的示例频率响应的曲线表示。
尽管这里按照具体实施描述本发明，但是对于熟悉本专业的技术人员显而易见，能进行各种修改、重新布置、和替换，而不脱离本发明的精神。本发明的范围因而仅由附属的权利要求书限定。
本申请中公开的每个具体示范实施例一般产生电子声频信号的相同类型增强。一种根据本发明原理的设备，包括一个能够通过非线性(即非均匀)地放大输入声频信号的增强谐波或频率使经其传送的输入声频信号失真的电路8。该电路8有效地适合于实现这种增强，而不必经弱电磁耦合的一个场感应线圈和一个电磁场接收器传送电子声频信号，如同在申请日为1995年6月7日、和标题为增强电子声频信号的设备和方法(APPARATUSAND METHOD OF ENHANCING ELECTRONIC AUDIO SINGALS)的美国专利No.5,361,306和美国专利申请序号No.08/472,876中公开的那样，该专利和专利申请通过参考其整个内容包含在这里。通过以这种方式增大增强谐波的幅值，使生成的增强声频信号，与输入声频信号相比表现出改进的谐波质量。
参照图1，该电路8的一个示范实施例10能分离成一个输入级、一个初始成形级、和一个输出级。输入级包括一个经一个输入端28把电路10的均衡器连接到电子声频信号源(未表示)上的耦合电容器12。电容器12提供隔离，以除去可能存在于从信号源接收的输入声频信号中的任何直流分量。一个电阻器13为一个运算放大器30的输入端提供一个偏置通路。一个电容器14用于供电滤波。电容器14没有连接到放大器30的输入端上。两个电阻器11和22形成一个分压器网络，以产生在供给电压VS一半处的基准电压。例如，分压器网络能把12伏特的供给电压VS分压成6伏特的基准电压。电阻器13在基准电压到达放大器30的输入端之前偏置它。一个电容器24为供给电压提供交流滤波。输入放大器30是表现出电压增益的缓冲放大器。输入缓冲放大器30把初始成形级与信号源隔离开。
初始成形级包括一个相信形成一个高频增强网络的一个电容器16和一个电阻器15，该高频增强网络导致输入信号高频带的非线性增强。相信一个电阻器19和一个电容器18起一个圆整高频增强的低通滤波器的作用。换句话说，包括电阻器19和电容器18的网络，是一个用来限制增强高频的最高幅值的衰减电路。电阻器19是一个衰减电阻器，并且趋于通过减小流经电容器16的电流减小输出信号。一个电阻器17把缓冲放大器30的输出与包含电容器16的环路的输出求和。就是说，在电阻器17右边的节点26处，来自放大器30原始输入信号与经包含电容器16的环路供给的高频增强信号相加。电阻器17能用来控制信号高频增强的强度(即它有多显著)。高频增强随电阻器17的电阻增大而变得更显著。
输出级包括一个输出端31和一个输出放大器32，输出放大器32增大电压增益和缓冲来自节点26的求和信号。希望增益增大，使最终输出信号在感觉上大致具有与原始输入信号呈现出的音量级相同的音量级。放大器30和32可以是分立元件，但希望放大器30和32具有一种双运算放大器的形式，如图所示的那样。放大器30和32都经相同的引线或终端33连接到相同的供给电压VS上，并且两者都经相同的引线或终端35连接到相同的地上。
输出级还包括一个低频增强网络，该网络包括一个与一个电阻器27串联的电阻器25，电阻器27与一个电容器20并联。相信这种低频增强网络导致信号低频带的非线性增强。电阻器25和27及电容器20相对于高频而增强低频的值(即增大幅值)。特别是，电阻器25和27及电容器20起一个低通滤波器状网络的作用，该网络允许信号的低端频率经放大器32选择性地重新放大到较大放大程度。换句话说，把输出级设计成非均匀地放大信号整个带宽内的低频带或频谱。因而，尽管相信初始成形级选择性地增强信号的高频带(即非均匀地增大其幅值)，但相信输出级部分起二级成形级的作用，以选择性地增强信号的低频带(即非均匀地增大其幅值)。
希望输入信号和增强信号的音量在感觉上一般相同。为了得到这种在感觉上的音量均匀性，能修改输出级以便足够地放大谐波增强信号。由一个可变电阻器或电位器21和一个固定电阻器23、以及固定电阻器25和27的值，确定和控制由输出缓冲放大器32提供的整个增益。可变电阻器21和固定电阻器23用来均匀地调节信号中所有频率的幅值。电位计21连接为一个变阻器，并且与电阻器23、25和27一起确定放大器32的直流和低频增益。电阻器21的可调节性能用来补偿影响经电路10的信号的整个增益的分量变化。这样，输出信号的感觉的幅值一般能保持与输入信号的幅值相同。一旦确定了用于电位计21希望电阻，电位计21和固定电阻器23能用一个单一固定值的电阻器代替。因而，相信输出级可均匀地放大高频增强信号的所有频率的，还可非均匀地促进或放大信号的较低频率。
参照图2，该电路8的一个可选择实施例40包括多个与图1电路10中发现的那些元件基本上相同或至少类似的元件。因此，这样的元件用相同的标号指示，并且这里不重复解释。电路40是电路10的改进形式，改进之处在于，由一个电阻器15a和一个电感器或线圈34组成的一个RL高通滤波器状网络代替由电容器16和电阻器15组成的电路10的RC高通滤波器状网络。在电路40中，电阻器15a位于电容器16的原来位置处，而电感器34位于以前由电阻器15占据的位置处。形成电路40的剩余元件与电路10中使用的那些类型相同，并因此用相同的标号指示。
相信电阻器15a可以具有与电阻器15相同的或不同的值，这取决于电感器34的值(即配置)和希望的增强。当电阻器15和15a具有大致相同的值时，相信通过改进电感器34(即改变匝数、导线尺寸等)能使电路10和40产生相同增强的输出信号。可能需要改变电路40中一个或多个电阻器和电容器的值，才能得到与使用电路10得到的信号相同的增强输出信号。由于电容器16相对于电感器34的一般较低成本和较小尺寸，故相信电路10的RC网络更理想。
分别参照图3A、3B、和3C，该电路8的另一个实施例48包括一个左声道电路42、一个右声道电路44和一个供电电路46。当使用根据其相应标号在下面表1中列出的特定元件和数值制造这个双声道电路48时，已经得到满意的结果。图3A-C的电路48基本上是图1电路10的双声道形式。因此，在分析电路48时，应该参考关于图1的以上讨论。下面描述声道42和44与图1电路10的差别。
图1电路10的供给电压VS由电阻器11和22的分压器网络减半，并且电路10经电阻器15和电容器18接地。就电路48而论，与此不同，声道电路42和44的每一个没有经其相应电阻器70和电容器66直流接地。此外，供电电路46(见图3C)向每个声道电路42和44的放大器50和52供给+6伏特的基准电压VR和+12伏直流的供给电压VS。这个12伏特供给电压VS由电压调节器62从连接到输入端55上的14至24伏特供电调节。供电电路46带有包括电阻器83和84及电容器81的左声道网络、和包括电阻器85和86及电容器82的右声道网络，这两个网络分别向左声道电路42和右声道电路44提供基准电压VR。这些左和右声道基准电压网络是相同的。供电电路46还包括一个用开关54的致动接通和断开的LED灯，以指示输入信号是否正在经声道电路42和44传送。
就电路10的耦合电容器12而论，一个耦合电容器63把每个声道电路42和44的均衡器连接到电子声频信号的源(未表示)上，并且提供隔离以除去可能存在于从信号源接收的输入声频信号中的任何直流分量。不象电路10，每个声道电路42和44还包括一个在三极、双向旁通/生效(Bypass/Effect)开关54之前在线连接的耦合电容器68和电阻器77。电容器68除去在放大器52的输出端处存在的直流分量，而电阻器77为来自输出端58的任何直流分量提供一个放电通路。这样，电容器68和电阻器77能消除每次相应开关54致动时可能听到的多余静电干扰噪声。在表1中公开的具体电路48中使用的每对放大器50和52，具有表现线性动态特性的单双运算放大器的形式。
类似于以上关于电路10的讨论，电路48的可变1千欧电阻器73和固定的1％、1.8千欧电阻器74能用一个1％、2.74千欧电阻器代替。而且，对于汽车用途，可能希望除去电压调节器62而把供电输入端55直接连接到汽车的12伏特电池上。
                            表1
                     用于图3A-C的电路的元件
    元件          描述        值/件号
    50/52     摩托罗拉双运算放大器   LM 1458 N
    54     3PDT旁通/生效开关   -
    55     电源输入   -
    56     RCA声音输入插座   -
    58     RCA声音输入插座   -
    60     通/断LED灯   -
    62     松下半导体电压调节器   LM 7812或LM 340T-12
    63     5％MYLAR，CAPN   .47微法，50伏
    64     5％MYLAR，CAPN   .01微法，50伏
    65     5％MYLAR，CAPN   .047微法，50伏
    66     5％MYLAR，CAPN   .033微法，50伏
    67     5％MYLAR，CAPN   .015微法，50伏
    68     POLCAP，径向铝   1微法，50伏
    69     1％电阻器   100千欧
    70     1％电阻器   249欧姆
    71     1％电阻器   20千欧
    72     1％电阻器   1.1千欧
    73     可变电阻器   1千欧
    74     1％电阻器   1.8千欧
    75     1％电阻器   24.9千欧
    76     1％电阻器   49.9千欧
    77     1％电阻器   100千欧
    79，81，82，     POLCAP，径向铝   100微法，50伏
    80     POLCAP，径向铝   1微法，50伏
    83-86     1％电阻器   1千欧
    87     1％电阻器   2千欧
电子声频信号可能具有带有低端和高端的频率带宽。已经发现，当例如标准对称方波形式的、包括带有高端和低端的多个频率的电子声频信号，经图1和3A-C的示范实施例传送时，生成的输出声频信号是非线性的。这种生成的输出信号包括在幅值上随着频率从希望的基准频率向信号的高端增大而增大，并且在高端峰值频率处达到幅值峰值的频率。这种生成的输出信号还包括在幅值上随着频率从基准频率向其低端减小而增大，并且在低端峰值频率处达到幅值峰值的频率。频率的幅值能在高端峰值频率以上和/或在低端峰值频率以下开始衰减，这取决于输入信号的频带宽度。按照增大频率增大幅值和按照减小频率增大幅值，每种都出现在信号整个频率带宽的至少一部分频带上。相信图2的示范实施例能产生的增强效应类型与由图1示范实施例产生的相同。
当标准对称方波经图1或3A-C的示范实施例分别传送时，已经发现：改变电阻器15或70的值能把高端峰值频率从一个频率转移到另一个；改变电容器16或65的值能改变频率的幅值向高端增大的锐度(即斜率)；改变电阻器19或72的值能改变高端峰值频率的高度(即幅值)；及改变电容器18或66的值能改变在高端峰值频率之上向高端衰减的向下斜率。此外，已经发现：改变电阻器27或76的值能改变低端峰值频率的高度(即幅值)；改变电容器20或67的值能改变频率幅值向低端峰值频率增大的斜率；及改变电阻器25或70的值能把低端峰值频率从一个频率转移到另一个。
可能希望高端峰值频率、低端频率或两者是大约具有相同幅值的较窄范围的频率，而不是每个都是单频。如这里使用的那样，术语基准频率是指其后能开始看到高频和/或低频的非线性放大(即增强)的频率或频率范围。通过改变一个或多个元件或具体电路8的元件参数，能改变基准频率。例如，就图1的电路10而论，通过改变元件15、16、18-20、25和27中的一个或多个的值，能改变基准频率。改变基准频率可能影响生成的增强的感觉需要性。对于图3A-C和表1中详细公开的具体电路48，选择的基准频率在从约400Hz至约1KHz范围。该基准频率的幅值基本上类似于方波输入信号的基本频率的幅值(即约1伏特)。相信电路48具有较接近约1KHz的基准频率是希望的。甚至可能更希望基准频率高至约3.5KHz(例如，约3.2至约3.8KHz的范围)。
当然还可能希望根据本发明原理的电路，由一个输入声频信号(例如，一个声频方波)产生一个输出信号，该输入声频信号对于如下这样的频率是非线性的：(1)在幅值上随着频率从希望基准频率向信号高端增大而增大；或(2)在幅值上随着频率从基准频率向其低端减小而增大；以及按照以上两种变化的频率。换句话说，可能希望本发明用来只增强声频信号的高频带，或者用来只增强声频信号的低频带，而不是用来增强信号的高频带和低频带。
参照图4，该电路8的一个实施例的一般频率响应用图表示为一条双***的曲线，其中FR是以赫兹(Hz)为单位的基准频率，FLP是低端峰值频率，FHP是高端峰值频率，ALP是以伏特为单位的低端峰值频率的幅值，及AHP是高端峰值频率的幅值。
希望基准频率FR在从约300Hz至约6KHz的范围内。更希望基准频率FR在从约500Hz至约4.5KHz的范围内。甚至可能更希望基准频率FR为约3.5KHz。希望低端峰值频率FLP在从约50Hz至约800Hz的范围内。更希望低端峰值频率FLP在从约60Hz至约150Hz的范围内。甚至可能更希望低端峰值频率FLP为约100Hz。希望高端峰值频率FHP在从约6KHz至约30KHz的范围内。更希望高端峰值频率FHP在从约7KHz至约20KHz的范围内。甚至可能更希望高端峰值频率FHP为约16KHz。使用一(1)伏特基准(即基准频率FR的电压或幅值)，希望低端峰值频率FLP的幅值在从约1.5伏特至约2.0伏特的范围内。可能更希望低端峰值频率FLP的幅值为约1.75伏特。希望高端峰值频率FHP的幅值在从约1.75伏特至约2.5伏特的范围内。可能更希望高端峰值频率FHP的幅值为约2.0伏特。下面的表2基于一(1)伏特输入电压，提供了用于三种不同基准频率FR的示例最小和最大频率响应曲线(即频率响应的示例范围)的试验数据。
                                   表2
    频率     输出电压(幅值)最小-最大     输出电压(幅值)最小-最大     输出电压(幅值)最小-最大
    20Hz     1.3-1.825     1.25-1.75     1.175-1.55
    40Hz     1.45-1.9     1.4-1.875     1.3-1.75
    60Hz     1.4875-1.9875     1.45-1.95     1.35-1.85
    65Hz     1.5-2.0(FLP)     -     -
    80Hz     1.475-1.975     1.475-1.975     1.4-1.9
    100Hz     1.4-1.9     1.5-2.0(FLP)     1.425-1.925
    200Hz     1.1-1.35     1.45-1.95     1.5-2.0(FLP)
    300Hz     1.0(FR)     -     -
    400Hz     1.025-1.075     1.325-1.725     1.4-1.85
    600Hz     -     1.25-1.6     -
    800Hz     1.125-1.45     1.2-1.5     1.35-1.7
    1KHz     1.15-1.5     1.175-1.4     1.275-1.6
    2KHz     1.275-1.95     1.05-1.125     1.15-1.3
    3.5KHz      -     1.0(FR)     -
    4KHz     1.45-2.375     -     1.05-1.1
    6KHz     1.5-2.5(FHP)     1.1-1.35     1.0(FR)
    8KHz     1.475-2.475     1.2-1.75     1.1-1.25
    10KHz     1.45-2.45     1.3-1.95     1.15-1.45
    18KHz     -     1.5-2.5(FHP)     -
    20KHz     1.425-2.3     1.45-2.45     1.45-2.25
    30KHz     -     -     1.5-2.5(FHP)
    40KHz     -     -     1.45-2.35
对频率响应的变化(即对FR、FLP和/或FHP的变化)或对于峰值频率的幅值(即AHP和/或ALP)的变化能改变由本发明导致的谐波增强。例如，随着FR接近6KHz，可能希望增大高频的幅值超过增大低频的幅值(即增大AHP大于增大ALP)，以便平衡低频增强和高频增强。随着FR接近300Hz，可能希望增大低频的幅值超过增大高频的幅值(即增大ALP大于增大AHP)，以便平衡低频和高频增强。
如果AHP和ALP保持恒定，则FR的值能确定FLP和FHP的值，及FR与FLP之间和FR与FHP之间的曲线斜率(即频率响应)。FR、FLP和FHP的值在限定本发明的谐波增强特性方面比ALP和AHP的值可能有更大影响。FR与FLP之间的曲线斜率(即频率响应)能通过保持ALP恒定和改变FLP、通过改变ALP和保持FR和FLP恒定、或两者的结合来改变。FR与FHP之间的曲线斜率也能以这种方式改变。改变FR、FHP或FLP往往会比改变AHP和ALP在感觉上更能影响谐波增强的特性。
FR与FLP和FHP之间的关系可能取决于用来产生频率响应的电路配置。例如，如果本电路是一个数字信号处理器，则能改变FR而不影响FLP或FHP。
根据本发明的增强声频信号，与原始输入声频信号相比，呈现出改进的谐波质量。另外的优点和改进对于熟悉本专业的技术人员将是显而易见的。例如，可以希望串联地使用两个或多个上述电路。此外，通过使用熟知技术和本发明的讲述，会很清楚，根据本发明的电路能以混合集成电路、单片等的形式复制到集成电路(I.C.)中。这样一种集成电路在诸如助听器、蜂窝式和其他携带式电话等例如尺寸很重要的用途中，特别有用。按照该讲述，还应该理解，使用熟知的数字信号处理技术能容易地复制根据本发明的电路操作(即该增强效应)。
本发明能特征化为一个无限频带均衡器，该均衡器覆盖着希望的和调节成产生该频率响应的整个频率带宽，其中每个频带在宽度上约为一个频率。相信具有有限数量频带(其中每个频带包含较少数量的频率)的均衡器可能能够根据本发明而增强声频信号，如果各频带的幅值调节成接近该频率响应的话。
而且，当来自音乐和声音CD的电子声频信号经本发明的电路传送，并且生成的增强电子声频信号使用客户盒式磁带放音机/录音机重新记录到盒式磁带上时，从记录的盒式磁带产生的音乐和声音的音质在感觉上比直接从CD产生的同一音乐和声音的音质更好。尽管CD格式被广泛地认为比盒式磁带格式产生更优越的音质，但这也出现。对于专业录音，已经发现希望通过使用如下参数来修改图3A-C的电路：一个24伏直流200毫安电源；一个松下半导体LM 7824电压调节器62；一个Burr/Brown OPA 2134PA运算放大器50/52；把电容器63-67改为2％聚丙烯电容器；把电容器65-68的值分别改为.033微法、.022微法、.01微法和.47微法、50伏；消除可变电阻器73；把电阻器71、72、74、和76的值改为30.1千欧、1.5千欧、2.43千欧和45.3千欧。
相信本发明，在记录到记录介质(例如，磁带和光盘)上或直接转换成声学声音或其他声音脉冲之前，能用来增强来自声音转换设备，例如助听器、麦克风等，的电子声频信号。还相信根据本发明增强的声频信号，例如对于电视、收音机、声纳、计算机或蜂窝电话用途，能经空气或其他介质传送；例如对于电话、有线电视或计算机用途，能经传送线传送；例如对于在音乐会、戏剧中、在饭店、或酒吧内的使用，能直接转换成声频声音；并且相信能使用在任何包括例如声频信号的其他用途中，诸如在辨别声纳图象中等。
因此本发明在其宽广方面不限于在这里表示和描述的具体细节、代表性设备和方法、及说明性例子。可以由这些细节进行变更，而不脱离本发明一般发明概念的精神或范围。因此，本发明的范围应该仅由如下的权利要求书和其等效说明限定。

Claims (17)

1.一种用来提高具有带有高端和低端的频带的输入声频信号质量的设备，所述设备包括：
一个电路，通过非线性放大输入声频信号的频率，使输入声频信号经该电路传送时失真成增强的声频信号，而不使用弱磁耦合，从而输入声频信号的频率在幅值上，随着频率从基准频率增大，而增大到高端峰值频率处的幅值峰值，由此产生与输入声频信号相比，呈现改进谐波质量的增强声频信号。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述电路进一步使经其传送的输入声频信号失真，从而在高端峰值频率以上，输入声频信号的频率在幅值上随着频率向高端增大而增大。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的设备，其中高端峰值频率在从约6KHz至约30KHz的范围内。
4.根据权利要求1和2中任一项所述的设备，其中使用一伏特基准，使高端峰值频率的幅值在从约1.75伏特至2.5伏特的范围内。
5.根据权利要求1和2中任一项所述的设备，其中所述电路进一步使输入声频信号经其传送时失真，从而输入声频信号的其他频率在幅值上，随着频率从基准频率向低端减小而增大，并且增大到在低端峰值频率处的幅值峰值，其中增强声频信号与输入声频信号相比，呈现出更高的改进谐波质量。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述电路进一步使经其传送的输入声频信号失真，从而在低端峰值频率以下，输入声频信号的频率在幅值上随着频率向低端减小而增大。
7.根据权利要求5和6中任一项所述的设备，其中低端峰值频率在从约50Hz至约800Hz的范围内。
8.根据权利要求5和6中任一项所述的设备，其中使用一伏特基准，使低端峰值频率的幅值在从约1.5伏特至2.0伏特的范围内。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的设备，其中基准频率在从约300Hz至约6KHz的范围内。
10.一种提高电子声频信号质量的方法，包括步骤：
提供一个具有带有高端和低端的频带的输入声频信号；及
使输入声频信号失真，而不使用弱磁耦合，从而输入声频信号的频率在幅值上，随着频率从基准频率增大，而增大到高端峰值频率处的幅值峰值，由此产生与输入声频信号相比，呈现改进的谐波质量的增强声频信号。
11.根据权利要求10中所述的方法，其中所述失真步骤包括进一步使输入声频信号失真，从而在高端峰值频率以上，输入声频信号的频率在幅值上随着频率向高端增大而减小。
12.根据权利要求10和11任一项中所述的方法，其中所述失真步骤还包括进一步使输入声频信号失真，从而输入声频信号的其他频率在幅值上随着频率从基准频率向低端减小而增大，并且达到在低端峰值频率处的幅值峰值，其中增强的声频信号与输入声频信号相比，呈现出更高的改进的谐波质量。
13.根据权利要求12中所述的方法，其中所述失真步骤包括进一步使输入声频信号失真，从而在低端峰值频率以下，输入声频信号的频率在幅值上随着频率向低端增大而减小。
14.根据权利要求10-13任一项中所述的方法，进一步包括步骤：
把增强声频信号从一个位置传送到另一个位置。
15.根据权利要求10-13任一项中所述的方法，进一步包括步骤：
把增强声频信号处理成声音。
16.根据权利要求10-13任一项中所述的方法，进一步包括步骤：
把增强声频信号记录到一种记录介质上。
17.一种具有通过权利要求16的方法记录在其上的至少一个增强的声频信号的记录介质。
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