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一种旋钮式调音台的调音系统及方法

阅读:920发布:2020-05-13

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1.一种旋钮式调音台的调音系统,其特征在于,包括:
调音旋钮,所述调音旋钮分别为:左通道旋钮HI、左通道旋钮MID、左通道旋钮LOW、左通道旋钮FILTER、右通道旋钮HI、右通道旋钮MID、右通道旋钮LOW和右通道旋钮FILTER;所述调音旋钮上设有用于显示旋钮旋转的度或者方向的标记点,标记点通过旋转能到达的区域,除了调音旋钮对应正下方区域F外的所有区域均能到达,标记点能够达到的区域包括:
对应调音旋钮正上方的区域C、调音旋钮所能达到的最左区域A、调音旋钮所能达到的最右区域E、位于区域A与区域C之间的区域B和位于区域E与区域C之间的区域D,区域A、区域C和区域E为第一区域且为高频使用区域,区域B和区域D为第二区域;
带中点式电位器组,其包括:左通道电位器HI、左通道电位器MID、左通道电位LOW、左通道电位器FILTER、右通道电位器HI、右通道电位器MID、右通道电位LOW、右通道电位器FILTER;左通道旋钮HI与左通道电位器HI对应,左通道旋钮MID与左通道电位器MID对应,左通道旋钮LOW与左通道电位LOW对应,左通道旋钮FILTER与左通道电位器FILTER对应,右通道旋钮HI与右通道电位器HI对应,右通道旋钮MID与右通道电位器MID对应,右通道旋钮LOW与右通道电位LOW对应,右通道旋钮FILTER与右通道电位器FILTER对应;
电子开关,该电子开关为8选1通道的电子开关,每个电位器模拟输出端连接电子开关,电子开关的模拟输出连接到MCU中带内置ADC功能的IO引脚,MCU设有3个普通IO引脚连接至电子开关的地址译码输入端;
MCU通过SPI总线或I2C总线与DSP连接,信号经过DSP进行处理后输出。
2.根据权利要求1所述的一种旋钮式调音台的调音系统的调音方法,其特征在于:
MCU周期性轮询实时检测8路的电位器的电平状态;
调音旋钮的旋转角度与旋钮电位器上的有效电阻、有效电阻两端的分压、以及MCU经ADC转换而来的采样数值,这四者间的关系为线性关系,MCU间接根据调音旋钮标记点所处的位置,根据DSP中EQ滤波频响曲线的频率、幅值参数与采样数值之间的函数关系,经过计算得到对应于该点位置的EQ参数,然后将这些EQ参数通过SPI总线写入到DSP中,从而改变调音效果;
区域A、区域C和区域E,均为区域B和区域D的左右临界点,当调音旋钮标记点处于第一区域范围内时,MCU将对其等同视为按照最靠近第二区域的边界点来处理,保证了调音效果的一致性。
3.根据权利要求2所述的一种旋钮式调音台的调音方法,其特征在于:采样值波动的处理方法,包括两个环节:
第一环节:在MCU每一次要重新计算EQ参数时,MCU对同一个电位器的连续采样次数为5次,然后求其平均值;每5次连续采样作为一组,每一组均重新计算EQ参数;等到电子开关切换了8次后,再次选择对应该调音旋钮的通道后,MCU再对该电位器进行连续5次的采样并且计算平均值,则视为下一组的采样;
第二环节:假设每前后一组之间的平均采样值分别为a和b,对这两个平均采样值a、b进行相减后求绝对值计算出差值,计算结果假设为c,即c = |a - b|;然后将差值c与设定的阈值d再进行比较;如果差值c > 阈值d,MCU方可根据后采样的b值,求对应该调音旋钮的EQ参数,将求得得EQ参数写入到DSP,并且将采样值b替换a,以便用来与下一组的采样值作对比;反之,如果差值c ≤阈值d,则MCU不再计算EQ参数,也不需要将EQ参数写入到DSP中。
4.根据权利要求2所述的一种旋钮式调音台的调音方法,其特征在于:当左通道旋钮HI、左通道旋钮MID和左通道旋钮LOW,或右通道旋钮HI、右通道旋钮MID和右通道旋钮LOW的标记点被同时调节到区域A时,MCU将对应的左通道或右通道的音频通道向DSP发送静音的指令数据,使对应通道的音频输出静音;反之,只要至少有一个调音旋钮不在区域A时,则MCU将向DSP发送取消静音对应通道的音频的指令数据。

说明书全文

一种旋钮式调音台的调音系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及音响领域,尤其是一种旋钮式调音台的调音系统及方法。

背景技术

[0002] 调音台是调音师用来调音的专用工具,为增加调音功能,调音台上一般集成多个旋钮或按钮,这个旋钮或按钮负责独立的功能,调音师通过这些旋钮的相互配合实现调音。就目前来看,调音台上集成的功能旋钮越多,其调音效果越丰富。然而该种调音台结构复杂,价格昂贵。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种旋钮式调音台的调音系统及方法,结构简单,能够实现不同的调音效果。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:一种旋钮式调音台的调音系统,包括:调音旋钮,所述调音旋钮分别为:左通道旋钮HI、左通道旋钮MID、左通道旋钮LOW、左通道旋钮FILTER、右通道旋钮HI、右通道旋钮MID、右通道旋钮LOW和右通道旋钮FILTER;所述调音旋钮上设有用于显示旋钮旋转的度或者方向的标记点,标记点通过旋转能到达的区域,除了调音旋钮对应正下方区域F外的所有区域均能到达,标记点能够达到的区域包括:
对应调音旋钮正上方的区域C、调音旋钮所能达到的最左区域A、调音旋钮所能达到的最右区域E、位于区域A与区域C之间的区域B和位于区域E与区域C之间的区域D,区域A、区域C和区域E为第一区域且为高频使用区域,区域B和区域D为第二区域;
带中点式电位器组,其包括:左通道电位器HI、左通道电位器MID、左通道电位LOW、左通道电位器FILTER、右通道电位器HI、右通道电位器MID、右通道电位LOW、右通道电位器FILTER;左通道旋钮HI与左通道电位器HI对应,左通道旋钮MID与左通道电位器MID对应,左通道旋钮LOW与左通道电位LOW对应,左通道旋钮FILTER与左通道电位器FILTER对应,右通道旋钮HI与右通道电位器HI对应,右通道旋钮MID与右通道电位器MID对应,右通道旋钮LOW与右通道电位LOW对应,右通道旋钮FILTER与右通道电位器FILTER对应;
电子开关,该电子开关为8选1通道的电子开关,每个电位器模拟输出端连接电子开关,电子开关的模拟输出连接到MCU中带内置ADC功能的IO引脚,MCU设有3个普通IO引脚连接至电子开关的地址译码输入端;
MCU通过SPI总线或者I2C总线与DSP连接,信号经过DSP进行处理后输出。
[0005] 本发明的调音方法:MCU周期性轮询实时检测8路的电位器的电平状态;
调音旋钮的旋转角度与旋钮电位器上的有效电阻、有效电阻两端的分压、以及MCU经ADC转换而来的采样数值,这四者间的关系为线性关系,MCU间接根据调音旋钮标记点所处的位置,根据DSP中EQ滤波频响曲线的频率、幅值参数与采样数值之间的函数关系,经过计算得到对应于该点位置的EQ参数,然后将这些EQ参数通过SPI总线写入到DSP中,从而改变调音效果;
区域A、区域C和区域E,均为区域B和区域D的左右临界点,当调音旋钮标记点处于第一区域范围内时,MCU将对其等同视为按照最靠近第二区域的边界点来处理,保证了调音效果的一致性。
[0006] 作为改进,采样值波动的处理方法,包括两个环节:第一环节:在MCU每一次要重新计算EQ参数时,MCU对同一个电位器的连续采样次数为5次,然后求其平均值;每5次连续采样作为一组,每一组均重新计算EQ参数;等到电子开关切换了8次后,再次选择对应该调音旋钮的通道后,MCU再对该电位器进行连续5次的采样并且计算平均值,则视为下一组的采样;
第二环节:假设每前后一组之间的平均采样值分别为a和b,对这两个平均采样值a、b进行相减后求绝对值计算出差值,计算结果假设为c,即c = |a - b|;然后将差值c与设定的阈值d再进行比较;如果差值c > 阈值d,MCU方可根据后采样的b值,求对应该调音旋钮的EQ参数,将求得得EQ参数写入到DSP,并且将采样值b替换a,以便用来与下一组的采样值作对比;反之,如果差值c ≤阈值d,则MCU不再计算EQ参数,也不需要将EQ参数写入到DSP中。
[0007] 作为改进,当左通道旋钮HI、左通道旋钮MID和左通道旋钮LOW,或右通道旋钮HI、右通道旋钮MID和右通道旋钮LOW的标记点均同时被调节到区域A时,MCU将对应的左通道或右通道的音频通道向DSP发送静音的指令数据,使对应通道的音频输出静音;反之,只要至少有一个调音旋钮不在区域A时,则MCU将向DSP发送取消静音对应通道的音频的指令数据。
[0008] 本发明与现有技术相比所带来的有益效果是:1)整个技术方案主要以MCU软件结合DSP的方式来实现,相对于纯硬件电路方案,节省成本;
2)本技术方案主要以软件方式为主,开发难度要比纯硬件方案的简单很多;
3)用软件的方式来实现EQ参数随着旋钮的变化而变化,EQ参数可以做到非常精确,调音台出来的音频效果可以做到十分细腻;
4)用软件的方式,通过上述的两个环节的处理方式,可以非常有效地降低电位器电压采用所带来的采样值波动问题;
5)因软件处理速度极快,调音台可即刻相应旋钮的变化,出来的调音变化几乎与旋钮的变化是同时发生的;
6)因给电位器旋钮的旋转角度在软件处理层面上划分了临界区,从而保证了调音效果的一致性;
7)调音台结构简单,成本低,可实现多种调音效果,尤其是适合产品开发用。
附图说明
[0009] 图1为本发明调音台界面图。
[0010] 图2为本发明电路原理框图
[0011] 图3为单个旋钮的平面区域划分示意图。
[0012] 图4为本发明调音流程图

具体实施方式

[0013] 下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
[0014] 一种旋钮式调音台的调音系统,包括:如图1所示,调音旋钮,所述调音旋钮分别为:左通道旋钮HI(用于调节高频段的EQ,其余旋钮类似)、左通道旋钮MID、左通道旋钮LOW、左通道旋钮FILTER、右通道旋钮HI、右通道旋钮MID、右通道旋钮LOW和右通道旋钮FILTER。
[0015] 如图2所示,带中点式电位器组,其包括:左通道电位器HI、左通道电位器MID、左通道电位LOW、左通道电位器FILTER、右通道电位器HI、右通道电位器MID、右通道电位LOW、右通道电位器FILTER。左通道旋钮HI与左通道电位器HI对应,左通道旋钮MID与左通道电位器MID对应,左通道旋钮LOW与左通道电位LOW对应,左通道旋钮FILTER与左通道电位器FILTER对应,右通道旋钮HI与右通道电位器HI对应,右通道旋钮MID与右通道电位器MID对应,右通道旋钮LOW与右通道电位LOW对应,右通道旋钮FILTER与右通道电位器FILTER对应。
[0016] 如图2所示,电子开关,该电子开关为8选1通道的电子开关,每个电位器模拟输出端连接电子开关,电子开关的模拟输出连接到MCU中带内置ADC功能的IO引脚,MCU设有3个普通IO引脚连接至电子开关的地址译码输入端。MCU在某个时间段内通过有序控制3个普通IO的高低电平,经过电子开关译码后可选择其中一路IO输入导通至MCU;同理,下一个时间段内将选择下一路IO导通至MCU。8路IO在不同的时间段内重复同样的操作,如果时间片切分得足够细小,可以认为MCU不停地、几乎同时地、实时的检测8路的电位器的电平状态。
[0017] 所述调音旋钮上设有用于显示旋钮旋转的角度或者方向的白色原点作为标记点,标记点通过旋转能到达的区域,除了调音旋钮对应正下方区域F外的所有区域均能到达。而带中点的旋钮的特点是在正上方中点位置,如果旋钮帽的标记点的位置对应中点,则旋钮将会有一点被掐住;处于该位置时,此时的旋钮将不容易向左旋转或者向右旋转,即比较稳定,调音师旋转旋钮的时候,凭对旋钮的手感来快速定位感知旋钮旋转的角度。
[0018] 理想情况下,旋钮的旋转角度与旋钮电位器上的有效电阻、有效电阻两端的分压、以及MCU经ADC转换而来的采样数值,这四者间的关系为线性关系。即有以下简化的关系:有效电阻越大→电压越大→ADC采样数值越大→ 旋转角度越大。旋钮帽的标记点位置是唯一的,那么其它三者的大小也是唯一对应的。MCU间接根据旋钮帽标记点所处的位置,根据DSP中EQ滤波频响曲线的频率、幅值等参数与采样数值之间的函数关系,经过软件计算对应于该点位置的EQ参数,然后将这些参数通过SPI总线写入到DSP中,从而改变调音效果。
[0019] 如图3所示,在软件上,MCU对标记点能够达到的区域划分为五个区域,分别是:对应调音旋钮正上方的区域C、调音旋钮所能达到的最左区域A、调音旋钮所能达到的最右区域E、位于区域A域区域C之间的区域B和位于区域E与区域C之间的区域D,区域A、区域C和区域E为第一区域且为高频使用区域,区域B和区域D为第二区域。区域划分的依据:实际上,由于制造工艺上或者电路设计等其它各种原因,使得这四者关系并不是严格的线性关系。举个例子,所用MCU的ADC量化精度为12位,采样的数值范围为从0到4095(2^12-1)。当旋钮固定在中点位置的时候,不同时间读取的数值可能为2048,2047,2046……即会在某个小范围波动。区域A、区域C和区域E,均为区域B和区域D的左右临界点,当调音旋钮标记点处于第一区域范围内时,MCU将对其等同视为按照最靠近第二区域的边界点来处理。假设没有第一区域,则当调音师将所有的调音台的同一个旋钮调到在这些区域的同一个位置上,由于上述非理想情况下的波动现象,不能保证调音效果的一致性;反之,正是由于划分了第一区域的临界区,只要旋钮帽标记点处于这些高频使用的红色区域,可保证了调音效果的一致性。
[0020] 如图4所示,为了进一步更有效地减少采样值波动带来的影响,软件上做了两个环节的处理。
[0021] 第一环节:在MCU每一次要重新计算EQ相关参数时,MCU对同一个电位器的连续采样次数为5次,然后求其平均值;每5次连续采样作为一组,每一组均重新计算EQ参数;等到电子开关切换了8次后,再次选择对应该选纽的通道后,MCU再对该电位器进行连续5次的采样并且计算平均值,方被视为下一组的采样。
[0022] 第二环节:每前后一组之间的平均采样值,假设分别为a和b,均对这连个平均采样值进行相减后求绝对值计算出差值,计算结果假设为c,即c = |a - b|;然后将这个差值c与设定的阈值d再进行比较。如果差值c > 阈值d, MCU方可根据后采样的b值,求对应该旋钮的EQ参数,将求得得EQ参数写入到DSP,并且将采样值b替换a,以便用来与下一组的采样值做对比;反之,如果差值c ≤ 阈值d,则MCU不再计算EQ参数,也不需要将EQ参数写入到DSP中。只要将阈值d设置得合理,即可保证旋钮旋转时使EQ频响曲线能够无突变、平滑连续变化,避免意外的突变噪声,同时也保证避免因采样值波动带来的不利影响。另外,还有一个好处就是,避免因采样值波动导致MCU频繁向DSP写入最新数据,使DSP总处于忙碌状态。
[0023] 调音台旋钮的静音功能,当左/右通道的HI、MID、LOW三个旋钮帽的标记点均被调节到区域A时,MCU将对应的左通道或右通道的音频通道向DSP发送静音的指令数据,使对应通道的音频输出静音;反之,只要至少有一个调音旋钮不在区域A时,则MCU将向DSP发送取消静音对应通道的音频的指令数据。该静音功能为调音师常用的功能。
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