控制外壳安装扬声器的声音重放制造技术

本发明专利技术涉及一种控制外壳安装电动式扬声器的声音重放的方法和一种相应的声音重放总成。控制声音重放的所述方法包括下列步骤：通过输出放大器施加音频信号至所述电动式扬声器的音圈以产生声音；基于检测到的音圈电流和音圈电压检测所述扬声器跨预定音频频率范围的阻抗和导纳中的一个；以及基于所述检测到的阻抗或导纳确定所述扬声器的基频谐振频率。将所述扬声器的所述确定的基频谐振频率与表示所述电动式扬声器的标称声运行条件的所述扬声器的标称基频谐振频率比较，且基于所述电动式扬声器的所述确定的基频谐振频率与标称基频谐振频率之间的频率偏差检测所述电动式扬声器的声运行条件的变化。所述音频信号的电平可响应于所述频率偏差满足预定频率误差准则而衰减。

【技术实现步骤摘要】
控制外壳安装扬声器的声音重放本专利技术涉及一种用于控制外壳安装电动式扬声器的声音重放的方法和一种相应的声音重放总成。控制声音重放的方法包括下列步骤：通过输出放大器施加音频信号至电动式扬声器的音圈以产生声音；基于检测到的音圈电流和音圈电压检测跨预定音频频率范围的所述扬声器的阻抗和导纳中的一个；以及基于检测到的阻抗或导纳确定扬声器的基频谐振频率。将扬声器的所确定基频谐振频率与表示电动式扬声器的标称声运行条件的扬声器的标称基频谐振频率比较，且基于电动式扬声器的所确定基频谐振频率与标称基频谐振频率之间的频率偏差检测电动式扬声器的声运行条件的变化。音频信号的电平可响应于频率偏差满足预定频率误差准则而衰减。专利技术背景控制外壳安装电动式扬声器的声音重放的本方法优选地包括比较扬声器的动态确定基频谐振频率与表示电动式扬声器的标称声运行条件的扬声器的标称基频谐振频率。基于电动式扬声器的所确定基频谐振频率与标称基频谐振频率之间的频率偏差检测电动式扬声器的声运行条件的变化。对电动式扬声器的声运行条件变化的检测在如便携式通信装置的声音重放设备中非常有用，其用于各种目的，诸如对其中安装有电动式扬声器的密封外壳的声泄漏的检测。电动式扬声器可在便携式通信装置中用于声音重放目的，例如，作为用于通过声耦合至用户的耳朵而产生声音的接收器或作为用于播放所录制的音乐或用于在电话会议应用程序中的声音重放的扬声器。电动式扬声器的声运行条件的变化还可用于检测便携式通信装置的扬声器的声阻塞运行条件且响应于此而以如下文更详细描述的各种方法调适扬声器的声音重放。此外，有极大兴趣和价值提供用于检测电动式扬声器的声运行条件的变化和根本原因(例如，外壳泄漏)以避免便携式通信装置和/或其它计算硬件资源的应用程序处理器的计算资源的超支的相对简单方法。专利技术概要本专利技术的第一方面涉及一种用于控制外壳安装电动式扬声器的声音重放的方法，其包括下列步骤：通过输出放大器施加音频信号至电动式扬声器的音圈以产生声音；检测流动至音圈中的音圈电流；检测跨音圈的音圈电压；基于检测到的音圈电流和音圈电压检测扬声器跨预定音频频率范围的阻抗和导纳中的一个；基于检测到的阻抗和/或导纳确定扬声器的基频谐振频率；将扬声器的所确定的基频谐振频率与表示电动式扬声器的标称声运行条件的扬声器的标称基频谐振频率比较；基于电动式扬声器的所确定基频谐振频率与标称基频谐振频率之间的频率偏差检测电动式扬声器的声运行条件的变化。施加至音圈的音频信号的电平优选地响应于频率偏差满足预定频率误差准则而衰减。外壳安装电动式扬声器可被配置在各种类型的声音重放设备中，诸如机动化车辆的声音娱乐系统或便携式通信装置，诸如智能电话、移动电话、音频启用膝上型计算机或平板计算机。音圈电压的检测可通过直接测量(例如通过耦合至音圈电压的A/D转换器)或通过间接确定(其中音圈电压从已知音频信号的电平(例如，数字表示)和输出放大器的已知DC供应电压确定或估计)完成。在正常运行期间施加至扬声器的音频信号可包括供应自适当音频源(诸如电台、CD播放器、网络播放器、MP3播放器)的语音和/或音乐。音频源还可包括响应于输入声音产生实时麦克风信号的麦克风。技术人员应了解音频信号、音圈电压和音圈电流的每一个可通过模拟信号表示为例如电压、电流、电荷等或替代地通过数字信号表示，例如按适当的取样速率和分辨率以二进制格式取样和编码。输出放大器优选地包括开关或D类放大器，例如脉冲密度调制(PDM)或脉宽调制(PWM)输出放大器，其两者具有高功率转换效率。这是用于电池供电的便携式通信装置的特别有利的特征。在替代例中，输出放大器可包括传统的非开关式功率放大器拓扑，如A类或AB类。技术人员将了解预定频率误差准则可包括不同类型的频域准则，诸如预设频率范围、频率极限、标称基准谐振频率与检测到的基准谐振频率之间的预设百分比或绝对偏差等，其指示特定声运行条件的存在。预设频率范围、频率极限或百分比偏差可通过进行特定声运行条件对外壳安装扬声器的基频谐振频率和/或外壳安装扬声器的基频谐振频率下的音圈的阻抗或导纳具有的影响的适当实验或模拟而先验地确定。根据本专利技术的一个实施方案，预定频率误差准则表示电动式扬声器的外壳的声泄漏。在本专利技术的另一个实施方案，预定频率误差准则表示电动式扬声器前侧的声阻塞。在两个这些实施方案中，本方法利用外壳安装扬声器的基频谐振频率的泄漏引致或阻塞引致的移位或变化以检测扬声器的声运行条件的变化。电动式扬声器的基频谐振频率的这种变化优选地在电动式扬声器正常运行期间实时检测以允许适当的音频信号电平衰减或偏移限制措施响应于声运行条件的变化而实质立即应用。因此，由于外壳泄漏迫使可移动振膜总成过度偏移(即，高于最大允许偏移极限)的风险被最小化且因此是赋予扬声器的机械损伤的伴随风险。机械损伤可由可移动扬声器组件(诸如音圈、振膜或音圈骨架)与固定组件(诸如磁路)之间的碰撞导致。在本背景中，电动式扬声器的基频谐振频率是通过作用在可移动振膜总成上的总柔量和电动式扬声器的总移动质量确定或设定的谐振频率。作用在可移动振膜总成上的总柔量通常将包括扬声器的边缘悬浮体的柔量与由密封外壳内的滞留空气导致的柔量的平行连接。外壳安装电动式扬声器的基频谐振频率通常可易于通过检查其低频峰值电阻抗而识别。扬声器的标称基频谐振频率优选地表示当外壳被适当地声密封且扬声器的前侧未阻塞(例如辐射至实质自由场)时，安装在便携式通信装置的相关外壳中的电动式扬声器的所估计的或测量的基频谐振频率。标称基频谐振频率可相应地通过各种方式确定或设定。根据本专利技术的一个实施方案，标称基频谐振频率基于扬声器制造商针对密封外壳体积和相关电动式扬声器模型的实际组合的数据表。在这种情况下，标称基频谐振频率可表示针对特定类型的相关电动式扬声器的谐振频率值的平均值或任意其它适当统计度量。本实施方案可用于在制造期间测试或验证扬声器在外壳或腔室中的正确密封安装。这种测试或验证可通过在外壳安装后测量扬声器的基频谐振频率且将所测量的基频谐振频率与标称基频谐振频率比较而完成。如果基频谐振频率的测量值降至低于预设频率阈值频率或落在围绕标称基频谐振频率的特定预定频带或范围外，那么外壳可被标记为泄漏。这个标记可用于在制造过程期间检查并且可能修理外壳和/或其中扬声器的安装并，且因此避免例如容纳外壳安装扬声器的便携式通信装置昂贵和麻烦的市场返修。扬声器的标称基频谐振频率的上述基于期望的确定可能因所涉及的相关类型的电动式扬声器的基频谐振频率上的样本间制造差异而不如在特定情况中需要的情况准确。因此，在其它实施方案中，标称基频谐振频率可由相关电动式扬声器的所测量基频谐振频率表示，其在电动式扬声器以密封和未阻塞状态安装在外壳中时从有关其的运行测量确定。在这种运行测量下，外壳相应地处于已知的适当密封状态中。对基频谐振频率的测量可在其中集成电动式扬声器和相关外壳的便携式通信装置制造期间完成。如上所述，可将所测量的基频谐振频率与标称基频谐振频率比较以验证扬声器本身的正确运行和扬声器在外壳中的正确安装。在两个这些实施方案中，标称基频谐振频率的设定值可以数字格式存储在便携式通信装置的电子存储器(诸如非易失性存储器区域)中。对扬声器外壳的声泄漏的快速和可靠检测在许多类型的声音重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制外壳安装电动式扬声器的声音重放的方法，其包括下列步骤：通过输出放大器施加音频信号至所述电动式扬声器的音圈以产生声音，检测流动至所述音圈中的音圈电流，检测跨所述音圈的音圈电压，基于所述检测到的音圈电流和音圈电压检测所述扬声器跨预定音频频率范围的阻抗和导纳中的一个，基于所述检测到的阻抗或导纳确定所述扬声器的基频谐振频率，将所述扬声器的所述确定的基频谐振频率与表示所述电动式扬声器的标称声运行条件的所述扬声器的标称基频谐振频率比较，基于所述电动式扬声器的所述确定的基频谐振频率与所述标称基频谐振频率之间的频率偏差检测所述电动式扬声器的声运行条件的变化，响应于所述频率偏差满足预定频率误差准则而衰减施加至所述音圈的所述音频信号的电平。

【技术特征摘要】
2013.07.23 US 13/948,663;2013.10.21 US 14/059,1531.一种控制外壳安装电动式扬声器的声音重放的方法，其包括下列步骤：通过输出放大器施加音频信号至所述电动式扬声器的音圈以产生声音，检测流动至所述音圈中的音圈电流，检测跨所述音圈的音圈电压，基于所检测到的音圈电流和音圈电压检测所述扬声器跨预定音频频率范围的阻抗和导纳中的一个，施加关于所检测到的音圈电流和所检测到的音圈电压的信息至所述扬声器的自适应数字模型以确定所述扬声器的基频谐振频率，所述扬声器的所确定的基频谐振频率基于所述扬声器的所述自适应数字模型的一个或多个可调适参数，将所述扬声器的所确定的基频谐振频率与表示所述电动式扬声器的标称声运行条件的所述扬声器的标称基频谐振频率比较，基于所述电动式扬声器的所确定的基频谐振频率与所述标称基频谐振频率之间的频率偏差检测所述电动式扬声器的声运行条件的变化，响应于所述频率偏差满足预定频率误差准则而衰减施加至所述音圈的所述音频信号的电平。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定频率误差准则表示所述电动式扬声器的前侧的声阻塞。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定频率误差准则表示所述电动式扬声器的所述外壳的声泄漏。4.根据权利要求2所述的方法，其包括下列步骤：在衰减至所述音圈的所述音频信号的所述电平的步骤之后：随时间监测和确定所述扬声器的所述基频谐振频率，检测所述电动式扬声器的所述前侧的所述声阻塞的移除，响应于所述声阻塞的所述移除恢复所述音频信号的所述电平。5.根据权利要求1所述的方法，其包括下列步骤：监测所述扬声器在所确定的基频谐振频率处的阻抗或导纳中的一个，基于所确定的基频谐振频率处的所述阻抗或导纳与所述电动式扬声器的所述标称声运行条件下所述基频谐振频率处的标称阻抗或导纳之间的偏差检测所述电动式扬声器的声运行条件的变化。6.根据权利要求2所述的方法，其中所述预定频率误差准则包括所述基频谐振频率的随时间变化速率；所述方法包括下列额外步骤：监测和确定所述基频谐振频率的随时间变化速率。7.根据权利要求1所述的方法，其包括下列步骤：通过跨所述预定音频频率范围的多个邻近配置的带通滤波器过滤所述音圈电流以产生多个经带通滤波的音圈电流组分，通过跨所述预定音频频率范围的多个邻近配置的带通滤波器过滤所述音圈电压以产生多个经带通滤波的音圈电压组分，基于所述音圈电流组分和所述音圈电压组分确定每个带通滤波器的通带内的所述音圈阻抗和导纳中的一个。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述多个邻近配置的带通滤波器包括时域滤波器组和频域滤波器组中的一个。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述频域滤波器组包括基于傅里叶变换的滤波器组。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述时域滤波器组包括多个1/3倍频程带通滤波器。11.根据权利要求1所述的方法，其包括下列步骤施加所检测到的音圈电流和所检测到的音圈电压至所述扬声器的自适应数字模型，所述自适应数字模型包括多个可调适模型参数，根据所述扬声器的所述自适应数字模型的一个或多个所述可调适参数计算所述扬声器在所确定的基频谐振频率下的所述阻抗或所述导纳，并且基于所述扬声器的所计算的阻抗或导纳确定所述扬声器的谐振频率。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述扬声器的所述自适应数字模型包括二阶或更高阶的自适应IIR滤波器。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述扬声器的所述自适应数字模型包括至少一个固定参数。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述固定参数包括所述扬声器的总移动质量。15.根据权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘扬，F·张，M·W·迪特曼，K·S·贝尔塞森，
申请(专利权)人：亚德诺半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK