[發明專利]多線圈揚聲器驅動器及其操作方法

有效

• 申請號: 201810583289.2
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN109089196B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: S·J·克伊塞爾;S·K·波特;D·A·薩姆博格
• 申請（專利權）人: 蘋果公司
• 主分類號: H04R9/06
• 分類號: H04R9/06;H04R9/02
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 曹瑾

本發明題為“多線圈揚聲器驅動器”。本發明公開了一種線圈組件，該線圈組件耦接到膜片。線圈組件具有多個線圈，所述多個線圈沿長度軸線以堆疊的端對端的方式固定。線圈包括中間線圈、若干上線圈和若干下線圈。每個線圈均具有相應對的線圈端子，使得其可由音頻信號單獨地驅動。線圈組件作為整體被上方懸垂，而組成線圈中的每個線圈被下方懸垂，使得在線圈組件的大部分完全偏移期間，存在完全位于磁間隙內的至少兩個相鄰線圈，以及完全位于磁間隙之外的至少兩個其它線圈。還描述了其它實施方案并要求對其進行保護。

技術領域

本發明的一個實施方案涉及電動揚聲器驅動器，尤其涉及具有懸垂音圈的電動揚聲器驅動器。還描述了其它實施方案。

背景技術

在電動揚聲器中，當音圈沿線圈的中心長度軸線(垂直軸線)的高度大于其中線圈被定位以移動(在長度軸線的方向上)的磁間隙的高度時，該音圈被描述為上方懸垂。這使線圈的某部分始終位于甚至在最大偏移(位移)處的磁間隙內，這產生更大的輸出聲功率。然而，由于線圈的大部分匝(繞組)本身在磁間隙之外從而導致總洛倫茲力的減少的事實，此類驅動器在膜片上產生的力被限制。

已建議設計音圈組件以具有多個線圈，其中每個線圈均是電獨立的，并且連續地沿音圈的長度軸線定位，其中每個線圈均具有基本上等于磁間隙的高度的軸向長度。提供了用于相對于磁間隙來測量線圈的軸向位置(沿長度軸線)的裝置。然后由控制模塊使用此類測量，該控制模塊控制分別地耦接以驅動線圈的音頻放大器，使得至少部分地存在于磁間隙內的任何線圈使用音頻信號驅動，而在磁間隙之外的線圈則不被驅動。這在產生與上方懸垂的單線圈結構的洛倫茲力相當的洛倫茲力時可提高功耗效率。

發明內容

根據本發明的一個實施方案，多線圈揚聲器驅動器具有耦接到膜片的線圈組件，其中線圈組件具有至少四個線圈，所述至少四個線圈沿線圈組件的長度軸線以堆疊的端到端的方式固定。線圈組件的高度至少為線圈的高度之和，并且線圈組件作為整體(相對于磁間隙的高度)被上方懸垂。線圈中的每一個均下方懸垂，使得在線圈組件的至少大部分完全偏移期間，存在完全位于所述磁間隙內的至少兩個相鄰線圈，而存在至少部分地或在一些情況下完全位于磁間隙之外的至少兩個其它線圈。這種用于音圈的布置(其中存在至少四個線圈，所述至少四個線圈中的每個線圈均下方懸垂，并且在任何給定時刻，至少兩個相鄰線圈均位于磁間隙內)可以能夠(通過作為整體的線圈組件)對總體功耗進行更細的粒度控制，這意味著更有效地生成洛倫茲力，從而降低總體功耗。

在一個實施方案中，在線圈正退出間隙時，一次僅一個線圈被“退繞”(其放大器增益從高水平下降到低水平)。在另一個實施方案中，稱為重疊驅動實施方案，兩個相鄰線圈被同時退繞，即使其中僅一個實際上正退出間隙，并且另一個仍然完全保持在間隙內，因為這樣做提供了對線圈組件2的位置的精確感測的更大公差。在這兩個相鄰線圈正進入間隙的相反場景中，線圈被同時“退繞”(它們的放大器增益從低水平增加到高水平)，即使其中一個實際上正進入間隙，并且另一個仍然完全保持在間隙之外。

在一個實施方案中，線圈包括中間線圈、至少一個上線圈(與中間線圈相鄰)和至少一個下線圈(與中間線圈相鄰)，并且這三個線圈中的每一個均具有可變匝密度，例如，線圈的中部具有比其頂端和其底端更高的匝密度。當一個線圈進入磁間隙時，該特征可以以由線圈組件產生的力實現平滑過渡。這也可通過例如即使在線圈正進入磁間隙中時針對給定線圈將音頻放大器增益保持恒定來使多個音頻放大器實現更簡單的控制，所述音頻放大器耦接以使用音頻信號來驅動線圈。在一個實施方案中，線圈中的每一個均具有梯形橫截面，并且被端對端布置，使得每一對相鄰線圈的梯形包絡的錐形端部產生匝的區域，所述區域具有減小密度的匝(相對于每個線圈中的匝的中間區域)。在另一個實施方案中，線圈中的每一個均具有矩形橫截面，并且被端對端布置，使得每對相鄰線圈之間存在線圈間間隙(連接每對線圈的“匝自由”區域)。