[發明專利]音頻揚聲器保護的系統和方法

有效

• 申請號: 201510587716.0
• 申請日: 2015-09-15
• 公開（公告）號: CN105721982B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: C·弗萊塞;A·納加里
• 申請（專利權）人: 意法半導體(ALPS)有限公司
• 主分類號: H04R3/00
• 分類號: H04R3/00
• 代理公司: 11256 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 王茂華<國際申請>=<國際公布>=<進入

提出了音頻揚聲器保護的系統和方法。本發明涉及電路，該電路包括：音頻放大器(314)，該音頻放大器(314)被適配為放大輸入信號(S_音頻)以產生適于驅動揚聲器(316)的輸出信號(S_OUT+、S_OUT?)；第一電路(318)，該第一電路(318)被適配為基于由揚聲器(316)得出獲取的電流電平產生第一模擬信號(S_I)；第二電路(320)，該第二電路(320)被適配為基于跨越揚聲器(316)供應的電壓產生第二模擬信號(S_V)；第三電路(322，312)，該第三電路(322，312)被適配為：基于第一模擬信號和第二模擬信號之間的差產生第三模擬信號(S_音頻)；基于所述第三模擬信號修改所述輸入信號(S_音頻)。

技術領域

本公開涉及用于音頻揚聲器的保護系統和方法的領域，且更具體地涉及用于保護音頻揚聲器免受不良振蕩和過熱的電路和方法。

背景技術

移動設備裝置(諸如移動電話，且具體地智能電話)越來越多地配置相對高功率音頻放大器以驅動免提揚聲器并提供高質量的音頻功能。雖然一個實施方式可以使用AB類放大器作為音頻放大器，這種放大器的效率一般不超過最通用情況的20-25％，導致高電流消耗，這是不希望的。D類放大器提供比AB類放大器具有顯著地更高的效率的替代解決方案。

困難在于，通常用在移動設備裝置上的微型揚聲器是相對脆弱的并且很容易可被損壞。一個典型的微型揚聲器一般可以處理小半瓦的連續功率。真實地，微型揚聲器通常承受兩個主要操作的限制。

首先，存在發生而不損壞膜的揚聲器膜的偏移程度的限制。對于一個典型的微型揚聲器來說，最大允許偏移大約是0.4毫米。然而，揚聲器一般具有在1kHz左右的機械共振頻率，并在此頻率，揚聲器的偏移極限可被相對的低功率信號超越。而高通濾波器可被用于在和低于該共振頻率衰減信號能量，這將會對聲音質量產生不利影響。此外，機械共振頻率可以在不同的操作條件下顯著改變，例如取決于溫度、壽命和外力(諸如揚聲器端口的阻塞)，這意味著過濾器必須抑制相對大的頻帶。

其次，過熱可能損壞揚聲器。過熱發生在當被供給揚聲器的電能超過消耗時。例如，如果環繞揚聲器的空氣運動被阻塞揚聲器端口限制，揚聲器的冷卻就變得低效率，而過熱可以發生在幾秒鐘相對低功率。

用于保護微型揚聲器免于損害的現有方案趨于不充分的和/或復雜的。因此，在本領域中對于改進揚聲器的保護系統和方法是必要的。

發明內容

在現有技術中至少部分地解決一個或多個需求是本公開實施例的目的。

根據一個方面，提供了一種電路，該電路包括：音頻放大器，該音頻放大器適于放大輸入信號以產生適于驅動揚聲器的輸出信號；第一電路，該第一電路適于基于由揚聲器的電流消耗電平產生第一模擬信號；第二電路，該第二電路適于基于跨揚聲器的供給電壓產生第二模擬信號；第三電路，該第三電路適于：基于第一模擬信號和第二模擬信號之間的差產生第三模擬信號；和基于第三個模擬信號修改輸入信號

根據一個實施例，第一模擬信號和第二模擬信號中的至少一個信號相對于其他信號被標準化。

根據一個實施例，第二電路包括適于轉換輸出信號相位來生產第二模擬信號的模擬濾波器。根據一個實施例，輸入信號通過從輸入信號中減去第三模擬信號來修改。

根據一個實施例，電路還包括在從輸入信號減去第三模擬信號之前對第三模擬信號進行部分壓縮的壓縮器。根據一個實施例，當第一模擬信號大于第二模擬信號時，壓縮器適于使第三模擬信號置空。

根據一個實施例，壓縮器包括在第三模擬信號的傳導路徑上的一個或多個可變電阻器，一個或多個可變電阻器的電阻基于所述差被迭代地選擇。

根據一個實施例，音頻放大器是D類音頻放大器。