[發(fā)明專利]對揚聲器輸出的控制

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210209830.6
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN102843634A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 泰穆金·高塔馬
• 申請（專利權(quán)）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: H04R3/00
• 分類號: H04R3/00;H03G7/08;H03G3/20
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王波波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對揚聲器輸出的控制。

背景技術(shù)

揚聲器是用于將電能轉(zhuǎn)換為聲能的設(shè)備。

然而，施加于揚聲器的大多數(shù)電能將導(dǎo)致熱耗散，熱耗散引起許多共同的揚聲器缺陷。為了防止熱損傷(永久的或臨時的)，期望測量揚聲器的音圈溫度，并調(diào)節(jié)輸入，使得該溫度不大于特定極限。

用于估計音圈溫度的一種方法是，使用揚聲器的數(shù)學(xué)模型，以根據(jù)向揚聲器發(fā)送的電信號來預(yù)測音圈溫度的值，該揚聲器的數(shù)學(xué)模型使用了許多預(yù)估參數(shù)，例如參見Audio?Eng.Soc.52，3-25中，Klippel，W.，2004“Nonlinear?Modeling?of?the?Heat?Transfer?in?Loudspeakers”。

一種不同的方法是，使用評價頻率下的音調(diào)，直接測量音圈中的電流和電壓，并且基于這些測量來估計音圈溫度。在Proceedings?of?the?98th?AES?Convention，5?Paris.頁碼4001的Behler，Gottfried；U.；Arimont，T.“Measuring?the?Loudspeaker′s?Impedance?During?Operation?for?the?Evaluation?of?the?Voice?Coil?Temperature”中獲得了這種方法。

根據(jù)測量得到的電壓和電流確定揚聲器的DC電阻(也被稱作Re)。對于超過揚聲器的諧振頻率的頻率，DC電阻被估計為在最小阻抗附近的阻抗的實部的平均值。因為DC阻抗取決于音圈的溫度，所以可以根據(jù)DC阻抗確定溫度。

此外，US6490981采用了這種方法。該專利公開了一種限制施加于揚聲器的功率的方法。在該方法中，對施加于揚聲器的電壓和電流進行測量，并直接計算瞬態(tài)功率，將該瞬態(tài)功率用于控制輸入信號的電平，其中該輸入信號驅(qū)動為揚聲器供電的放大器。當(dāng)施加于揚聲器的功率超過預(yù)定閾值時，減小針對功率放大器的輸入電平，直到測量得到的功率降到閾值以下為止。還公開了一種方法，用于根據(jù)揚聲器的電壓和電流間接地確定音圈溫度，并且當(dāng)溫度超過預(yù)定閾值時，減小針對揚聲器的功率。

因此，用于音圈溫度控制的當(dāng)今方法對源信號施加了衰減。例如，可以利用與音圈溫度隨時間的變化類似的相反特性施加增益因子。在信號被拆分成不同頻帶的情況下，可以使用更復(fù)雜的增益控制方案，并且可以將分離的增益因子用于不同的頻帶。

基于自適應(yīng)增益的音圈溫度控制機制可以帶來令人不悅的音頻偽跡，比如砰(pumping)。此外，完整信號(或者，在多帶方法情況下的頻帶)受增益控制的影響，甚至沒有造成音圈發(fā)熱的較低幅度段也受增益控制的影響。

US2004/0178852公開了一種方法，響應(yīng)于確定的音圈溫度或測量的輸出功率增大，使用衰減器限制施加于揚聲器的功率。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的揚聲器驅(qū)動電路。

本發(fā)明提供了一種揚聲器驅(qū)動電路，包括：

動態(tài)范圍壓縮器，用于在至所述動態(tài)范圍壓縮器的輸入信號與來自所述動態(tài)范圍壓縮器的輸出信號之間實現(xiàn)非線性增益函數(shù)，所述動態(tài)范圍壓縮器函數(shù)具有在輸入閾值電平(20)以下的第一增益部分和在所述輸入閾值電平以上的第二增益部分；

揚聲器驅(qū)動器，用于基于所述動態(tài)范圍壓縮器的輸出來驅(qū)動揚聲器；以及

控制單元，用于根據(jù)控制信號并且按照僅針對高幅度或高功率輸入信號而影響增益函數(shù)的方式來控制所述動態(tài)范圍壓縮器的操作參數(shù)，所述控制信號表示估計的音圈溫度、功耗或聲失真電平，其中，受控制的所述動態(tài)范圍壓縮器的操作參數(shù)是輸入閾值電平或第二增益部分的斜率。

揚聲器驅(qū)動電路還可以包括：溫度估計單元，用于估計所述揚聲器的音圈溫度，在這種情況下，根據(jù)估計的音圈溫度控制DRC的操作參數(shù)。

揚聲器驅(qū)動電路還可以包括用于估計諸如功耗或聲失真測量等其它標(biāo)準(zhǔn)的模塊，在這種情況下，根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)控制DRC的操作參數(shù)，以保持電池或相應(yīng)地避免信號失真。

本發(fā)明提供了一種電路，該電路調(diào)整動態(tài)范圍壓縮(DRC)模塊的參數(shù)，來控制揚聲器，以例如防止熱損傷，減少功耗或減少揚聲器的信號失真。這樣的話，與使用基于增益的方法時相比，使用該控制機制時，用戶感知到較少的侵入效應(yīng)(intrusive?effect)。DRC僅影響信號的高幅度峰值，并且保持信號的低幅度部分完好無缺。例如，“高幅度信號”意味著比設(shè)計的最大輸入信號大40％的輸入信號(從幅度或功率方面測量)。換句話說，作為壓縮或限制函數(shù)，不改變小信號增益函數(shù)，但是改變大信號增益函數(shù)。