一種移動終端的振鈴實現方法

專利名稱：一種移動終端的振鈴實現方法
技術領域：
本發明涉及一種移動終端的振鈴實現方法，具體涉及一種通過振 動揚聲器播放特定音頻來代替電機振動實現振鈴的方法。
背景技術：
振鈴幾乎是現在所有移動終端的必備功能，例如短信息振鈴、來 電振鈴等，振鈴用無聲振動作為信號提醒方式，避免了對他人的干擾， 因此被廣泛應用。移動終端的振鈴通常都是通過振動電機實現的，例 如采用帶偏心重錘的微型電機，這種方法比較成熟可靠，被廣泛采用。 但使用微型電機這種方法需要為手機配置專門的電機器件、售后服務 也需有相應的專門維護，提高了手機成本，且電機器件本身占用空間， 增大了手機體積，并可能因為電機工作對手機產生電磁干擾，影響手 機性能。發明內容本發明的目的在于通過振動揚聲器來代替振動電機實現振鈴以 解決上述技術問題。振動揚聲器對500Hz以上信號產生的主要是工作在揚聲器模式， 而在振動頻率附近(150 200Hz,不同揚聲器的振動頻率可能不同)主 要表現為振動，本發明即是利用這一點來實現用揚聲器振動來實現振 鈴的。本發明通過振動揚聲器播放特定音頻來代替電機振動，實現移動 終端的短信息、來電等振鈴提醒，具體技術方案如下一種移動終端的振鈴實現方法，其特征在于通過振動揚聲器播 放一特定的振動音頻引起揚聲器振動。其中，振動音頻的頻率在振動揚聲器的振動頻率范圍內，且該振動音頻頻率恒定為該揚聲器的振動頻率的共振頻率fo。上述振動音頻經過了開關緩沖處理，即開關音頻時，音頻幅度變 化有個漸變過程，以減緩音頻打開和關閉的動作，避免因開關音頻瞬 間音頻信號幅度跳躍過大俄而產生"啪啪"音。具體包括以下處理方式 一次緩沖處理、二次緩沖處理、指數緩沖處理或階梯狀變化處理。 對于振動音頻的緩沖處理，存在兩個時間常數ta和tb以調節開關緩沖時間長度。且對各種緩沖音頻的波形函數f(t)可直接乘以一個音頻幅度系數k(0〈k《1)，通過調整k增強振動或消除噪聲。最終，振動音頻將被轉換為MIDI格式或ADPCM格式音頻文件供 振鈴時播放調用。本發明的有益效果是實現了有效振鈴，沒有"啪啪"音和其他 噪聲，降低成本、節省空間，方便元器件布局，消除了電機工作產生 的電磁干擾，降低售后維護難度。


圖1為振鈴實現的硬件原理框圖。圖2為恒定幅度的音頻波形包絡線。圖3為開關緩沖音頻的波形包絡線。圖4為一次緩沖音頻包絡線函數曲線示意圖。圖5為二次緩沖音頻包絡線函數曲線示意圖。圖6為指數緩沖音頻包絡線函數曲線示意圖。圖7為T二2， ta=0.5， tb二l. 5的一次緩沖音頻波形圖。圖1中1為展訊SC6600D處理芯片，2為D類音頻功放TPA2010D， 3為振動揚聲器，4為非振動揚聲器。圖2 圖3的橫坐標為時間t，縱坐標為音頻波形包絡函數f (t) 針對不同時間點的對應值。圖4 圖6的橫坐標為時間t，單位為秒，T表示周期，縱坐標 為音頻波形包絡函數f(t)針對不同時間點的對應值，k為調整的系 數。圖7上下兩部分分別表示兩個聲道的波形，橫坐標為時間t，縱 坐標為音頻波形幅度值。
具體實施方式
下面，結合附圖和實施例詳細說明依據本發明提出方法的細節及 工作情況。本發明實施例的硬件原理框圖如圖1所示，在展訊SC6600D平臺 l上實現，選用D類音頻功放TPA2010D2，增益設置為6倍，輸出端 并聯兩個揚聲器，其中一個為振動揚聲器3，另外一個為非振動揚聲 器4，振動揚聲器選用熙春的KFSV20D4.9揚聲器。本發明振鈴的實現實際上就是振動揚聲器播放音頻文件。振動揚 聲器至少有兩種工作模式揚聲器模式和振動模式。揚聲器模式下， 主要用于發出聲音，如音樂或語音等；振動模式下，主要響應為振動。 要使揚聲器播放音頻的響應主要是振動(而不是發出聲音)，首先要確 定該音頻的頻率在振動揚聲器的振動頻率(參考振動揚聲器的說明書) 范圍內，最好恒定為該揚聲器的振動頻率的f0(每個振動揚聲器都有 的一個共振頻率)，以使振動揚聲器工作在振動模式下。振動揚聲器 表現為振動的頻率范圍一般為小于500Hz，考慮到振動揚聲器設計的 可行性和生產中的一致性問題，給定f0范圍為180土5Hz。揚聲器播放音頻文件時，需要開關音頻功放，而音頻功放的開關 往往帶來"啪啪"聲，這個問題在開關一定頻率恒定幅度的振動音頻 時尤其嚴重。為消除"啪啪"聲，對這一定頻率的振動音頻(設總時 間為T)作相應處理音頻的開始一小段時間(t〈ta)，音頻幅度從0 開始逐步增大到指定幅度，然后維持一段時間(ta〈t〈tb)，在最后一 小段時間內(tb〈t〈T)，音頻幅度逐步減小到0。將這種音頻的處理方 法稱為開關緩沖處理，經處理過的音頻文件成為開關緩沖音頻。如果是一定頻率恒定幅度的振動音頻，其波形的包絡線應該是一 個矩形，如圖2所示；而開關緩沖音頻的波形包絡線如圖2所示，注意，圖3中的包絡線只是一個簡單的代表，其打開和關閉的小段時間內幅度變化呈一次線性變化，稱經過一次線性緩沖處理的開關緩沖音 頻為一次緩沖音頻。其實也可以設置成二次、三次或指數變化等多種 算法，甚至可以設置成階梯狀遞增變化，鑒于一次緩沖音頻處理比較 簡單，且可以達到預期的效果，在本實施例中采用一次緩沖音頻。設一個一次緩沖音頻的總時間為T， t〈ta時，其信號幅度從0線 性變化到l; ta〈t〈tb時，信號幅度維持在l; tb〈t〈T時，信號幅度 從1線性變化到0。如圖4所示，該一次緩沖音頻包絡線的上半部分 可用函數f(t)表示t /1" (t < t。)i (ta<t<U (式l)(T-t)/(T-tb) (tb<t<T)相應的該一次緩沖音頻的信號波形可用函數g(t)表示 'sin(2;r ft)(t/t。) (t < t。)sin(2丌ft) (t。<t<t6) (式2)sin(2;rft)((T-t)/(T國tb)) (tb<t<T)在音頻編譯軟件(例如GoldWave)中制作上述一次緩沖音頻。首 先新建一個音頻文件，設置聲道數為2，采樣率為44100，長度為1. 8s。 然后打開GoldWave的公式計算器expression evaluator，設置頻率 f為振動f0(如180Hz)在其表達式的框內填入下列表達式sin(2氺pi氺f氺t)氺(t/ta)氺(t〈ta) + sin(2氺pi氺f氺t)氺(t〉ta)氺(t〈tb) + sin(2*pi*f*t)*((T-t)/(T-tb))*(t>tb)*(t<T) (式3)注意式3中T、 ta和tb分別需要代換成相應數值，函數表達 式g(t)中的條件在GoldWave的表達式中分別以乘積因子的形式出現，且必須寫成"* (t〉ta)*(t<tb)，，而不是"* (t〈t〈tb)"。這樣 最終生成的音頻就是需要的一次緩沖音頻，將此音頻文件保存為MP3 或WAV格式。本實施例采用一個180Hz的一次緩沖音頻，T=2， ta=0. 5， tb二l. 5， 其波形g(t)如式4所示sin(2;r f t)(2t) (t < 0.5)sin(2;rft) (0.5<t<1.5) sin(2;r f t)(4-2t) (t>1.5)(式4)則該一次緩沖音頻在GoldWave中的表達式如式5所示:sin(2氺pi氺f氺t)氺(2氺t)氺(t<0. 5) +sin(2氺pi氺f*t)氺(t〉0. 5)氺(t<l. 5)+sin(2*pi*f*t)*(4-2*t)*(t〉l. 5)*(t〈2) (式5)相應生成的音頻波形如圖7所示，上下兩部分分別表示兩個聲 道的波形。在GoldWave中生成的MP3音頻文件較大，且考慮到軟件處理MP3 音頻文件的復雜度，移動終端機身內存中的短信息提示音和來電鈴音 大多數為MIDI(音樂設備的數字化界面)或ADPCM(自適應差分脈沖編 碼調制)格式的音頻文件，來電鈴音為MP3時，這些MP3文件往往是 來自于外部存儲卡。所以需要將MP3格式的一次緩沖音頻處理為移動 終端常用的MIDI或ADPCM音頻。實驗證明，上述實施例中的一次緩沖音頻可以有效地消除振鈴開 關的"啪啪"聲，如果效果不甚理想，可以嘗試修改時間參數ta和tb 來調整開關緩沖時間長度，以期達到較好的抑制能力。選擇合適的振動頻率可以使振動揚聲器工作在振動模式(而不是 揚聲器模式)，而一次緩沖處理后的音頻主要用來抑制振鈴開關的 "啪啪"聲，但這樣生成的振動音頻在播放中仍可能還有噪音，這主 要是由于該振動音頻經過移動終端的音頻功放放大后，音頻波形在波峰或波谷附近出現截止。 一般的音樂文件由于其音頻幅度是變化的， 一般不會在某一個時間段內信號幅度維持不變，所以瞬間的截止人耳 可能聽不出來。但是對于振動音頻，由于在一段時間內其信號幅度保 持不變，所以一旦信號截止，容易出現明顯的噪音。這種由于音頻截止出現的噪音可以通過減小音頻的幅度來消除， 主要有下面3種方法第一，硬件上調整音頻功放前端的匹配電路， 降低音頻功放增益；第二，通過軟件調整音頻增益；第三，在生成振 動音頻前，直接調整振動音頻的波形幅度。由于前兩種方法可能對其 他音頻文件的聲音大小產生影響，所以此處采用第三種方法。對前面 得出的緩沖音頻的波形函數f(t)直接乘以一個音頻幅度系數 k(0〈k《1)，相當于對此音頻信號進行衰減處理，如果衰減太大(即， k太小)，振動效果可能不太明顯，可以適當增大k;如果衰減太小， 可能還有噪音，可以適當減小k。由于信號幅度不只和音頻本身相關， 還和實際電路(例如音頻功放的類型和增益設置)有關，所以k值的 大小需要在實際電路中進行調節，在本實施例中音頻幅度系數k值 選取0.8，即可實現有效振動。二次、指數等其他緩沖音頻實現過程與以上實施例類同，僅音頻包絡線有所區別、具體實例分別如圖5、圖6所示，其中也通過調整 類似的緩沖時間參數ta和tb及音頻幅度系數k參數，以消除"啪啪" 音或其他噪音。利用以上方法對振動音頻進行設置和處理，基本可以通過振動揚 聲器播放振動音頻來代替電機振動，避免振鈴的噪音或開關時的"啪 啪"音問題，有效實現移動終端的振鈴提醒。綜上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并非用來限定本發明的實 施范圍。即凡依本發明申請專利范圍的內容所作的等效變化與修飾，都 應為本發明的技術范疇.
權利要求
1.一種移動終端的振鈴實現方法，其特征在于通過振動揚聲器播放一特定的振動音頻引起揚聲器振動。
2. 根據權利要求1所述的移動終端的振鈴實現方法，其特征在于 所述振動音頻的頻率在振動揚聲器的振動頻率范圍內。
3. 根據權利要求2所述的移動終端的振鈴實現方法，其特征在于 所述振動音頻頻率恒定為該揚聲器的振動頻率的共振頻率f0。
4. 根據權利要求1、或2、或3所述的一種移動終端的振鈴實現方法，其特征在于所述振動音頻經過了開關緩沖處理，即開關音頻時， 音頻幅度變化有個漸變過程。
5. 根據權利要求4所述的移動終端的振鈴實現方法，其特征在于所述開關緩沖處理包括 一次緩沖處理、二次緩沖處理、指數緩 沖處理或階梯狀變化處理。
6. 根據權利要求4所述的移動終端的振鈴實現方法，其特征在于 對于所述開關緩沖處理的振動音頻，存在兩個時間常數ta和tb以調節開關緩沖的時間長度。
7. 根據權利要求4所述的移動終端的振鈴實現方法，其特征在于對各種緩沖音頻的波形函數g(t)直接乘以一個音頻幅度系數k(0〈k《1)，通過調整k增強振動或消除噪聲。
8. 根據權利要求1所述的移動終端的振鈴實現方法，其特征在于 將振動音頻轉換為MIDI格式或ADPCM格式音頻文件供振鈴時播放 調用。
全文摘要
本發明涉及一種移動終端的振鈴實現方法，目的是提供一種利用振動揚聲器實現振鈴的方法。本發明通過振動揚聲器播放特定音頻來代替電機振動，實現移動終端的短信息、來電等振鈴提醒，并對一個恒定頻率(根據振動揚聲器的振動頻率選定)的音頻進行了特殊的開關緩沖處理，生成了一個振鈴音頻，通過合理調整音頻的開關緩沖時間和幅度，使揚聲器播放該音頻時，幾乎沒有低噪聲和開關產生的“啪啪”音，可以有效地實現移動終端的振鈴提醒。本發明減少了電磁干擾，簡化了硬件設計，也降低了移動終端成本，方便了售后維護。
文檔編號H04Q7/32GK101309477SQ20081004049
公開日2008年11月19日 申請日期2008年7月11日 優先權日2008年7月11日
發明者張義剛 申請人:嘉興聞泰通訊科技有限公司