专利名称：一种移动终端的振铃实现方法
技术领域：
本发明涉及一种移动终端的振铃实现方法，具体涉及一种通过振 动扬声器播放特定音频来代替电机振动实现振铃的方法。
背景技术：
振铃几乎是现在所有移动终端的必备功能，例如短信息振铃、来 电振铃等，振铃用无声振动作为信号提醒方式，避免了对他人的干扰， 因此被广泛应用。移动终端的振铃通常都是通过振动电机实现的，例 如采用带偏心重锤的微型电机，这种方法比较成熟可靠，被广泛采用。 但使用微型电机这种方法需要为手机配置专门的电机器件、售后服务 也需有相应的专门维护，提高了手机成本，且电机器件本身占用空间， 增大了手机体积，并可能因为电机工作对手机产生电磁干扰，影响手 机性能。发明内容本发明的目的在于通过振动扬声器来代替振动电机实现振铃以 解决上述技术问题。振动扬声器对500Hz以上信号产生的主要是工作在扬声器模式， 而在振动频率附近(150 200Hz,不同扬声器的振动频率可能不同)主 要表现为振动，本发明即是利用这一点来实现用扬声器振动来实现振 铃的。本发明通过振动扬声器播放特定音频来代替电机振动，实现移动 终端的短信息、来电等振铃提醒，具体技术方案如下一种移动终端的振铃实现方法，其特征在于通过振动扬声器播 放一特定的振动音频引起扬声器振动。其中，振动音频的频率在振动扬声器的振动频率范围内，且该振动音频频率恒定为该扬声器的振动频率的共振频率fo。上述振动音频经过了开关缓冲处理，即开关音频时，音频幅度变 化有个渐变过程，以减缓音频打开和关闭的动作，避免因开关音频瞬 间音频信号幅度跳跃过大俄而产生"啪啪"音。具体包括以下处理方式 一次缓冲处理、二次缓冲处理、指数缓冲处理或阶梯状变化处理。 对于振动音频的缓冲处理，存在两个时间常数ta和tb以调节开关缓冲时间长度。且对各种缓冲音频的波形函数f(t)可直接乘以一个音频幅度系数k(0〈k《1)，通过调整k增强振动或消除噪声。最终，振动音频将被转换为MIDI格式或ADPCM格式音频文件供 振铃时播放调用。本发明的有益效果是实现了有效振铃，没有"啪啪"音和其他 噪声，降低成本、节省空间，方便元器件布局，消除了电机工作产生 的电磁干扰，降低售后维护难度。
图1为振铃实现的硬件原理框图。图2为恒定幅度的音频波形包络线。图3为开关缓冲音频的波形包络线。图4为一次缓冲音频包络线函数曲线示意图。图5为二次缓冲音频包络线函数曲线示意图。图6为指数缓冲音频包络线函数曲线示意图。图7为T二2， ta=0.5， tb二l. 5的一次缓冲音频波形图。图1中1为展讯SC6600D处理芯片，2为D类音频功放TPA2010D， 3为振动扬声器，4为非振动扬声器。图2 图3的横坐标为时间t，纵坐标为音频波形包络函数f (t) 针对不同时间点的对应值。图4 图6的横坐标为时间t，单位为秒，T表示周期，纵坐标 为音频波形包络函数f(t)针对不同时间点的对应值，k为调整的系 数。图7上下两部分分别表示两个声道的波形，横坐标为时间t，纵 坐标为音频波形幅度值。
具体实施方式
下面，结合附图和实施例详细说明依据本发明提出方法的细节及 工作情况。本发明实施例的硬件原理框图如图1所示，在展讯SC6600D平台 l上实现，选用D类音频功放TPA2010D2，增益设置为6倍，输出端 并联两个扬声器，其中一个为振动扬声器3，另外一个为非振动扬声 器4，振动扬声器选用熙春的KFSV20D4.9扬声器。本发明振铃的实现实际上就是振动扬声器播放音频文件。振动扬 声器至少有两种工作模式扬声器模式和振动模式。扬声器模式下， 主要用于发出声音，如音乐或语音等；振动模式下，主要响应为振动。 要使扬声器播放音频的响应主要是振动(而不是发出声音)，首先要确 定该音频的频率在振动扬声器的振动频率(参考振动扬声器的说明书) 范围内，最好恒定为该扬声器的振动频率的f0(每个振动扬声器都有 的一个共振频率)，以使振动扬声器工作在振动模式下。振动扬声器 表现为振动的频率范围一般为小于500Hz，考虑到振动扬声器设计的 可行性和生产中的一致性问题，给定f0范围为180土5Hz。扬声器播放音频文件时，需要开关音频功放，而音频功放的开关 往往带来"啪啪"声，这个问题在开关一定频率恒定幅度的振动音频 时尤其严重。为消除"啪啪"声，对这一定频率的振动音频(设总时 间为T)作相应处理音频的开始一小段时间(t〈ta)，音频幅度从0 开始逐步增大到指定幅度，然后维持一段时间(ta〈t〈tb)，在最后一 小段时间内(tb〈t〈T)，音频幅度逐步减小到0。将这种音频的处理方 法称为开关缓冲处理，经处理过的音频文件成为开关缓冲音频。如果是一定频率恒定幅度的振动音频，其波形的包络线应该是一 个矩形，如图2所示；而开关缓冲音频的波形包络线如图2所示，注意，图3中的包络线只是一个简单的代表，其打开和关闭的小段时间内幅度变化呈一次线性变化，称经过一次线性缓冲处理的开关缓冲音 频为一次缓冲音频。其实也可以设置成二次、三次或指数变化等多种 算法，甚至可以设置成阶梯状递增变化，鉴于一次缓冲音频处理比较 简单，且可以达到预期的效果，在本实施例中采用一次缓冲音频。设一个一次缓冲音频的总时间为T， t〈ta时，其信号幅度从0线 性变化到l; ta〈t〈tb时，信号幅度维持在l; tb〈t〈T时，信号幅度 从1线性变化到0。如图4所示，该一次缓冲音频包络线的上半部分 可用函数f(t)表示t /1" (t < t。)i (ta<t<U (式l)(T-t)/(T-tb) (tb<t<T)相应的该一次缓冲音频的信号波形可用函数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)在音频编译软件(例如GoldWave)中制作上述一次缓冲音频。首 先新建一个音频文件，设置声道数为2，采样率为44100，长度为1. 8s。 然后打开GoldWave的公式计算器expression evaluator，设置频率 f为振动f0(如180Hz)在其表达式的框内填入下列表达式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分别需要代换成相应数值，函数表达 式g(t)中的条件在GoldWave的表达式中分别以乘积因子的形式出现，且必须写成"* (t〉ta)*(t<tb)，，而不是"* (t〈t〈tb)"。这样 最终生成的音频就是需要的一次缓冲音频，将此音频文件保存为MP3 或WAV格式。本实施例采用一个180Hz的一次缓冲音频，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)则该一次缓冲音频在GoldWave中的表达式如式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)相应生成的音频波形如图7所示，上下两部分分别表示两个声 道的波形。在GoldWave中生成的MP3音频文件较大，且考虑到软件处理MP3 音频文件的复杂度，移动终端机身内存中的短信息提示音和来电铃音 大多数为MIDI(音乐设备的数字化界面)或ADPCM(自适应差分脉冲编 码调制)格式的音频文件，来电铃音为MP3时，这些MP3文件往往是 来自于外部存储卡。所以需要将MP3格式的一次缓冲音频处理为移动 终端常用的MIDI或ADPCM音频。实验证明，上述实施例中的一次缓冲音频可以有效地消除振铃开 关的"啪啪"声，如果效果不甚理想，可以尝试修改时间参数ta和tb 来调整开关缓冲时间长度，以期达到较好的抑制能力。选择合适的振动频率可以使振动扬声器工作在振动模式(而不是 扬声器模式)，而一次缓冲处理后的音频主要用来抑制振铃开关的 "啪啪"声，但这样生成的振动音频在播放中仍可能还有噪音，这主 要是由于该振动音频经过移动终端的音频功放放大后，音频波形在波峰或波谷附近出现截止。 一般的音乐文件由于其音频幅度是变化的， 一般不会在某一个时间段内信号幅度维持不变，所以瞬间的截止人耳 可能听不出来。但是对于振动音频，由于在一段时间内其信号幅度保 持不变，所以一旦信号截止，容易出现明显的噪音。这种由于音频截止出现的噪音可以通过减小音频的幅度来消除， 主要有下面3种方法第一，硬件上调整音频功放前端的匹配电路， 降低音频功放增益；第二，通过软件调整音频增益；第三，在生成振 动音频前，直接调整振动音频的波形幅度。由于前两种方法可能对其 他音频文件的声音大小产生影响，所以此处采用第三种方法。对前面 得出的缓冲音频的波形函数f(t)直接乘以一个音频幅度系数 k(0〈k《1)，相当于对此音频信号进行衰减处理，如果衰减太大(即， k太小)，振动效果可能不太明显，可以适当增大k;如果衰减太小， 可能还有噪音，可以适当减小k。由于信号幅度不只和音频本身相关， 还和实际电路(例如音频功放的类型和增益设置)有关，所以k值的 大小需要在实际电路中进行调节，在本实施例中音频幅度系数k值 选取0.8，即可实现有效振动。二次、指数等其他缓冲音频实现过程与以上实施例类同，仅音频包络线有所区别、具体实例分别如图5、图6所示，其中也通过调整 类似的缓冲时间参数ta和tb及音频幅度系数k参数，以消除"啪啪" 音或其他噪音。利用以上方法对振动音频进行设置和处理，基本可以通过振动扬 声器播放振动音频来代替电机振动，避免振铃的噪音或开关时的"啪 啪"音问题，有效实现移动终端的振铃提醒。综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实 施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都 应为本发明的技术范畴.
权利要求
1.一种移动终端的振铃实现方法，其特征在于通过振动扬声器播放一特定的振动音频引起扬声器振动。
2. 根据权利要求1所述的移动终端的振铃实现方法，其特征在于 所述振动音频的频率在振动扬声器的振动频率范围内。
3. 根据权利要求2所述的移动终端的振铃实现方法，其特征在于 所述振动音频频率恒定为该扬声器的振动频率的共振频率f0。
4. 根据权利要求1、或2、或3所述的一种移动终端的振铃实现方法，其特征在于所述振动音频经过了开关缓冲处理，即开关音频时， 音频幅度变化有个渐变过程。
5. 根据权利要求4所述的移动终端的振铃实现方法，其特征在于所述开关缓冲处理包括 一次缓冲处理、二次缓冲处理、指数缓 冲处理或阶梯状变化处理。
6. 根据权利要求4所述的移动终端的振铃实现方法，其特征在于 对于所述开关缓冲处理的振动音频，存在两个时间常数ta和tb以调节开关缓冲的时间长度。
7. 根据权利要求4所述的移动终端的振铃实现方法，其特征在于对各种缓冲音频的波形函数g(t)直接乘以一个音频幅度系数k(0〈k《1)，通过调整k增强振动或消除噪声。
8. 根据权利要求1所述的移动终端的振铃实现方法，其特征在于 将振动音频转换为MIDI格式或ADPCM格式音频文件供振铃时播放 调用。
全文摘要
本发明涉及一种移动终端的振铃实现方法，目的是提供一种利用振动扬声器实现振铃的方法。本发明通过振动扬声器播放特定音频来代替电机振动，实现移动终端的短信息、来电等振铃提醒，并对一个恒定频率(根据振动扬声器的振动频率选定)的音频进行了特殊的开关缓冲处理，生成了一个振铃音频，通过合理调整音频的开关缓冲时间和幅度，使扬声器播放该音频时，几乎没有低噪声和开关产生的“啪啪”音，可以有效地实现移动终端的振铃提醒。本发明减少了电磁干扰，简化了硬件设计，也降低了移动终端成本，方便了售后维护。
文档编号H04Q7/32GK101309477SQ20081004049
公开日2008年11月19日 申请日期2008年7月11日 优先权日2008年7月11日
发明者张义刚 申请人:嘉兴闻泰通讯科技有限公司