[發明專利]用于揚聲器振幅控制的音頻系統和方法

有效

• 申請號: 201810007861.0
• 申請日: 2018-01-04
• 公開（公告）號: CN109257683B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 潘冠宏;劉耀清
• 申請（專利權）人: 新唐科技股份有限公司
• 主分類號: H04R3/00
• 分類號: H04R3/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤;賈磊

本發明提供一種用于揚聲器振幅控制的音頻系統和方法。該音頻系統包括用于接收音頻輸入信號的輸入節點；耦合至輸入節點、用于接收音頻輸入信號的信號處理器；以及提供音頻輸出信號至揚聲器的輸出節點。此音頻系統包括第一模糊邏輯控制器，其配置為接收與音頻輸入信號及信號處理器相關的采樣信號，第一模糊邏輯控制器配置為決定音頻輸出信號的風險等級。此音頻系統還包括第二模糊邏輯控制器，其配置為接收與音頻輸出信號相關的反饋信號，并決定校正因子。此外，此音頻系統配置為基于風險等級及校正因子決定控制信號，以基于控制信號調整音頻輸出信號。本發明可以實現更逼真的聲音品質，而不會損壞揚聲器。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域。更具體地，本發明的實施例涉及用于揚聲器振幅控制的音頻系統和方法。

背景技術

為了在小尺寸的便攜式設備中實現高音量的揚聲器，驅動單元通常硬是驅動到它們的機械極限。因此，過大的振膜振幅(diaphragm excursion)和高音圈溫度(high voicecoil temperature)是揚聲器故障的兩個主要原因。在傳統揚聲器裝置中，通常采用高通濾波器(high pass filter)來降低低頻分量(low-frequency component)，因為低頻分量常會導致揚聲器振膜的較大移動。然而，這種方式可能會降低聲音品質，因為太多的低音被削去。

因此，解決一些上述限制的改進的方法和系統是被期望的。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種用于控制揚聲器振幅的系統和方法，其所使用的模糊邏輯控制不僅基于音頻系統參數，而且還包括音頻輸出信號的反饋信號。例如，在一些實施例中，基于反饋電流值、反饋電壓值、低頻內容(low-frequency content)和揚聲器的增益，使用兩個模糊邏輯控制器來控制音頻輸出信號。與使用高通濾波器的傳統解決方案相比，此作法可以實現更逼真的聲音品質，而不會損壞揚聲器。

根據本發明的一些實施例中，揚聲器振幅控制的音頻系統包括：用于接收音頻輸入信號的輸入節點；用于提供音頻輸出信號的輸出節點，及接收音頻輸入信號并提供音頻輸出信號的信號處理器。信號處理器包括模擬數字轉換器(ADC)、數字信號處理單元、數字模擬轉換器(DAC)、音頻放大器和揚聲器。音頻系統還具有低頻和增益采樣單元、用于提供音頻輸入信號的低頻分量和音頻系統的電流增益。音頻系統還具有反饋采樣單元，用于提供從輸出節點導出的反饋電流信號和反饋電壓信號。第一模糊邏輯控制器被配置為接收音頻輸入信號的低頻分量和音頻系統的電流增益，并決定音頻輸出信號相對于揚聲器振幅的風險等級。第二模糊邏輯控制器被配置成接收反饋電壓信號與反饋電流信號，并且決定一個校正因子。音頻系統被配置為基于風險等級和校正因子決定控制信號，并將控制信號提供給信號處理器以用于調整音頻輸出信號。

根據本發明的一些實施例，音頻系統包括：用于接收音頻輸入信號的輸入節點，耦合到輸入節點以接收音頻輸入信號的信號處理器，以及用于提供音頻輸出信號至揚聲器的輸出節點。音頻系統包括第一模糊邏輯控制器，其被配置為接收與音頻輸入信號相關的采樣信號和信號處理器的增益，第一模糊邏輯控制器被配置為決定音頻輸出信號的風險等級。音頻系統還包括配置成接收與音頻輸出信號相關的反饋信號并決定校正因子的第二模糊邏輯控制器。此外，音頻系統被配置為基于風險等級和校正因子來決定控制信號，并且基于控制信號調整音頻輸出信號。

根據本發明的一些實施例，提供了一種用于揚聲器控制的方法，例如，揚聲器振幅控制，適用在被配置為接收音頻輸入信號并提供音頻輸出信號輸出到揚聲器的音頻系統。此方法包括向第一模糊邏輯控制器提供與音頻輸入信號相關的采樣信號和音頻系統的增益。采樣信號在第一模糊邏輯控制器中被處理以提供與揚聲器相關聯的風險等級。此方法還包括向第二模糊邏輯控制器提供與音頻輸出信號相關的反饋信號。在第二模糊邏輯控制器中處理反饋信號以提供校正因子。此方法還包括基于風險等級和校正因子來決定控制信號。然后將控制信號提供給音頻系統以調整音頻輸出信號。

本發明可以實現更逼真的聲音品質，而不會損壞揚聲器。