检测外壳安装扬声器的外壳泄漏的方法技术

一种检测被安装在外壳或箱中的电动式扬声器的外壳泄漏的方法可包括：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，并且检测流动至所述音圈中的音圈电流。可检测跨所述音圈的电压，且可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或导纳。所述扬声器的基频谐振频率可基于所述检测到的阻抗或导纳确定并且与表示所述外壳的密封状态的所述扬声器的标称基频谐振频率比较。可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偏差检测所述外壳的声泄漏。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术在一个方面涉及一种检测被安装在外壳或箱中的电动式扬声器的外壳泄 漏的方法。方法包括通过输出放大器施加音频信号至电动式扬声器的音圈，并且检测流动 至音圈中的音圈电流的步骤。还检测跨音圈的音圈电压，且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扬声器的阻抗或导纳。扬声器的基频谐振频率基于检测到 的阻抗或导纳确定并且与表示外壳的密封状态的扬声器的标称基频谐振频率比较。基于电 动式扬声器的确定的基频谐振频率与标称基频谐振频率之间的偏差检测外壳的声泄漏。本 专利技术的另一个方面涉及用于检测安装在外壳中的电动式扬声器的外壳泄漏的相应检漏总 成。 专利技术背景 本专利技术涉及一种检测被安装在箱中的电动式扬声器的外壳泄漏的方法和一种用 于检测电动式扬声器的外壳或箱的外壳泄漏的相应总成。对电动式扬声器的有意密封外壳 的声泄漏的检测在许多声音重放应用和设备中非常有用。重要的是快速及可靠地检测因扬 声器振膜后方密封外壳内滞留空气质量的机械刚度或柔量的相关损失造成的外壳泄漏。刚 度的损失导致针对给定音圈电压显著增大的振膜偏移，即，针对给定电平的音频信号。振膜 偏移的增大能够迫使扬声器的振膜和音圈总成超过其最大允许峰值偏移，导致对扬声器的 各种类型的不可逆转的机械损伤。用户通常将因为扬声器极度变调的声质或可听音的完全 缺失而注意到扬声器这种类型的不可逆转的机械损伤。 这种问题在扬声器技术的许多领域非常重要，但尤其在用于便携式通信装置（诸 如移动电话和智能电话）的微型扬声器中。在后一种类型的装置中，微型电动式扬声器通 常被安装在（例如具有约Icm 3的体积）小型密封外壳或腔室中。用户操作移动电话和智能 电话的方式使得这些电话偶尔掉落无法避免。取决于冲击表面和掉落高度，这些意外掉落 可能导致对电话机壳或壳的严重冲击。经验表明这些冲击通常足够大以在微型扬声器的小 型密封外壳中裂开小洞裂纹，导致不需要的声泄漏。虽然替换微型电动式扬声器本身的成 本非常适度，但是操作整个维修服务程序的成本高。这由多个操作活动导致，其通常包括各 种运输和订单追踪活动、通信装置的拆卸、缺陷微型扬声器的移除、新微型扬声器的安装、 测试、重新装配和返还等。此外，用户在维修程序持续期间无法使用通常非常重要的通信工 具。因此，非常有价值的是在便携式通信装置中快速和可靠地检测外壳泄漏及应用适当的 预防措施以通过将振膜偏移限制至低于其最大允许峰值偏移的值而防止对微型电动式扬 声器的损伤。 此外，有极大兴趣和价值提供用于监测和检测外壳泄漏以避免便携式通信装置的 微处理器和/或操作检漏应用的其它硬件资源的计算资源的超支的相对简单方法。
技术实现思路
本专利技术的第一方面涉及一种检测被安装在外壳中的电动式扬声器的外壳泄漏的 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， 检测流动至所述音圈中的音圈电流， 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或导 纳， 基于检测到的阻抗或导纳确定扬声器的基频谐振频率， 将扬声器的确定的基频谐振频率与表不外壳的密封状态的扬声器的标称基频谐 振频率比较， 基于电动式扬声器的确定的基频谐振频率与标称基频谐振频率之间的偏差检测 外壳的声泄漏。 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。 检测电动式扬声器的外壳的外壳泄漏的本方法利用外壳安装扬声器的基频谐振 频率的泄漏引致的移位或变化以监测和检测外壳泄漏。优选地在扬声器正常运行期间实时 检测电动式扬声器的基频谐振频率的这种变化以允许适当的偏移限制措施响应于扬声器 外壳的声泄漏而实质立即应用。因此，迫使可移动振膜总成过度偏移的风险被最小化且因 此是扬声器的机械损伤的伴随风险。 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传入声音 产生实时麦克风信号的麦克风。 本外壳检漏方法可应用于宽范围的密封外壳安装电动式扬声器，诸如高保真、汽 车或公共广播应用的大直径低音扬声器或宽频带扬声器以及便携式通信装置和/或音乐 播放器的微型电动式扬声器。在后一种情况中，电动式扬声器可集成在移动电话或智能电 话中且安装在具有介于0. 5与2. Ocm3 (诸如约Icm3)的体积的密封外壳中。外壳安装电动 式扬声器可产生从低于IOOHz至高达15kHz或甚至高达20kHz的可用声压。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通过检查其低频峰值电阻抗而识别。如果外壳变得泄漏， 那么电动式扬声器的基频谐振频率因如下文参考附图所示的外壳中的滞留空气的增大柔 量（或减小的刚度）而在电动式扬声器的自由空气基频谐振频率的方向上减小。 标称基频谐振频率表示当外壳被适当密封（即其密封状态或非泄漏状态中）时， 被安装在相关外壳中的电动式扬声器的预期或所测量到的基频谐振频率。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平均（或任意其它适当 统计度量）谐振频率值。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 测量到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有关相关类型的电动 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到的基频谐振 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条件中。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装置制造期间完成。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。 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。在替本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测被安装在外壳中的电动式扬声器的外壳泄漏的方法，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，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外壳的密封状态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偏差检测所述外壳的声泄漏。

【技术特征摘要】
2013.07.23 US 13/948,6631. 一种检测被安装在外壳中的电动式扬声器的外壳泄漏的方法，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， 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外壳的密封状态的所述扬声器 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 偏差检测所述外壳的声泄漏。2. 根据权利要求1所述的检测电动式扬声器的外壳泄漏的方法，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分量， 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分量， 基于所述音圈电流分量和音圈电压分量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。3. 根据权利要求2所述的检测电动式扬声器的外壳泄漏的方法，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。4. 根据权利要求3所述的检测电动式扬声器的外壳泄漏的方法，所述频域滤波器组包 括基于傅里叶变换的滤波器组。5. 根据权利要求3所述的检测电动式扬声器的外壳泄漏的方法，其中所述时域滤波器 组包括多个1/3倍频程带通滤波器。6. 根据权利要求1所述的检测电动式扬声器的外壳泄漏的方法，其包括下列步骤 施加所述检测到的音圈电流和所述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， 从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 的所述基频谐振频率。7. 根据权利要求6所述的检测电动式扬声器的外壳泄漏的方法，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。8. 根据权利要求6所述的检测电动式扬声器的外壳泄漏的方法，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，诸如所述扬声器的总移动质量。9. 根据权利要求1所述的检测电动式扬声器的外壳泄漏的方法，其包括下列步骤： 随时间监测和测量所述扬声器的所述基频谐振频率， 将所述所测量到的基频谐振频率与预定频率误差准则比较， 基于所述比较结果限制所述扬声器的振膜偏移。10. 根据权利要求9所述的检测电动式扬声器的外壳泄漏的方法，其中所述预定频率 误差准则包括所述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最 大频率偏差。11. 根据权利要求9所述的检测电动式扬声器的外壳泄漏的方法，其中所述预定频率 误差准则包括源自所述扬声器的所述标称基频谐振频率的阈值频率。12. 根据权利要求9所述的检测电动式扬声器的外壳泄漏的方法，其包括下列步骤： 检测所述确定的基频谐振频率满足所述预定频率误差准则的故障时间， 将所述检测到的故障时间与预定故障时间段比较， 响应于所述检测到的故障时间超过所述预定故障时间段而限制所述振膜偏移。13. 根据权利要求9所述的检测电动式扬声器的外壳泄漏的方法，其包括下列步骤： 监测和测量所述扬声器在所述基频谐振频率下的阻抗或导纳中的一个。14. 根据权利要求13所述的检测电动式扬声器的外壳泄漏的方法，其包括下列步骤： 将所述扬声器在所述基频谐振频率下的所述所测量...

【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