[發明專利]用于提供音頻換能器保護的裝置和方法

無效

• 申請號: 201210210343.1
• 申請日: 2012-06-25
• 公開（公告）號: CN103067820A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 蒂莫西·艾倫·迪伊薇特
• 申請（專利權）人: 快捷半導體（蘇州）有限公司;快捷半導體公司
• 主分類號: H04R3/00
• 分類號: H04R3/00;H03G3/20
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理事務所(普通合伙) 11270
• 代理人: 武晨燕;張穎玲

技術領域

本申請的主題涉及音頻系統，并且更為具體地說，涉及用于音頻系統的揚聲器保護電路。?

背景技術

移動電子設備使得用戶越來越方便地與世界接觸，以及享受各種形式的娛樂。由于移動電子設備已經成熟，市場壓力已經導向更小巧、更高性能的系統。因此，移動設備的音頻輸出換能器已經變得很小，并且可以提供強健的聲音質量。然而，在某些已經變成“常規”運行狀況的狀況下，這些部件很容易受到損壞。?

發明內容

除其他內容以外，本文討論了用于提供有源音頻換能器保護的裝置和方法。?

在一個示例中，一種音頻電路可以包括：第一放大器，其被配置成接收輸入音頻信號并且提供經放大的音頻信號；第二放大器，其被配置成接收所述經放大的音頻信號并且向揚聲器提供驅動信號；功率監測電路，其被配置成提供所述驅動信號的峰值功率信息和平均功率信息；以及保護電路，其被配置成使用所述平均功率信息和第一閾值來調節所述第一放大器的增益，并且使用所述峰值功率信息和第二閾值來限制所述經放大的音頻信號的幅度。?

在另一個示例中，一種音頻換能器保護電路可以包括：第一比較器，其被配置成將音頻系統的放大器的驅動信號的峰值功率信息與第一閾值進行比較；限幅器電路，其被配置成在所述驅動信號的所述峰值功率信息超過所述第一閾值時，限制所述放大器的輸入；以及第二比較器，其被配置成將所述驅動信號的平均功率信息與第二閾值進行比較并且提供輸出信號，所述輸出信號被配置?成使用比較結果來對所述音頻系統的前置放大器的增益進行調節。?

在又一個示例中，一種在音頻系統中提供揚聲器保護的方法可以包括：使用第一放大器和輸入音頻信號來提供經放大的音頻信號；使用所述經放大的音頻信號和第二放大器來向揚聲器提供驅動信號；使用功率監測電路來提供所述驅動信號的峰值功率信息和平均功率信息；使用所述平均功率信息和第一閾值來調節所述第一放大器的增益；以及使用所述峰值功率信息和第二閾值來限制所述經放大的信號的電壓擺動。?

在再一個示例中，一種移動電子系統可以包括：音頻換能器；以及音頻電路，其被配置成驅動所述音頻換能器，所述音頻電路包括：第一放大器，其被配置成接收輸入音頻信號并且提供經放大的音頻信號；第二放大器，其被配置成接收所述經放大的音頻信號并且向所述音頻換能器提供驅動信號；功率監測電路，其被配置成提供所述驅動信號的峰值功率信息和平均功率信息；以及保護電路，其被配置成使用所述平均功率信息和第一閾值來調節所述第一放大器的增益，并且使用所述峰值功率信息和第二閾值來限制所述經放大的音頻信號的幅度。?

發明內容部分旨在提供對本專利申請的主題的概述，而并非旨在提供對本發明的排他性或窮舉性解釋。本文包括具體實施方式以提供與本專利申請有關的其它信息。?

附圖說明

在附圖中(這些附圖不一定是按照比例繪制的)，相似的數字可以描述不同的視圖中的類似部件。具有不同字母后綴的相似數字可以表示類似部件的不同實例。附圖通過舉例說明而非限制的方式概括地示出了本文中討論的各個實施例。?

圖1概括地示出了揚聲器保護電路的示例。?

圖2概括地示出了有源揚聲器保護電路的示例。?

圖3概括地示出了有源揚聲器保護電路的示例。?

具體實施方式

除其他內容以外，本發明人已經認識到一種用于對放大器的輸出到負載的平均功率和峰值功率這兩者進行測量和控制的方法。對放大器輸出的平均功率和峰值功率進行測量和控制可以限制可能損壞負載的峰值功率或頻率功率的潛在危害程度。舉例而言，受損的音頻揚聲器(例如，那些在手機、個人數字助理、便攜式計算機或平板電腦、個人媒體播放器中使用的揚聲器)可以使得聲音輸出嚴重失真，或者完全限制換能器提供聲音輸出的能力。?

在當今的移動電子設備(例如，手機或其他便攜式音頻設備)中，越來越需要較強的音頻輸出，以便于播放音樂和通話。提供并且播放較強的音頻輸出會導致施加于嵌入在這些設備中的較小音頻換能器(例如，較小的揚聲器)上的電應力。所增加的應力可以超過換能器的物理極限和電極限。在移動音頻產品中采用的許多當今的高性能揚聲器放大器可以產生超過4W的峰值輸出功率。同時，由于在這些應用中，揚聲器的尺寸較小，所以這些揚聲器的額定功率通常很低(通常不超過0.5W)。典型地，揚聲器效率(例如，電功率輸入W與聲功率輸出dBSPL之比)和額定功率與揚聲器尺寸成比例地下降。結果，當輸入功率增加以實現較高的聲音輸出時，存在用于有源揚聲器保護的機會以防止揚聲器受到永久損壞。?