智能音频管理系统技术方案

本发明专利技术的智能音频管理系统，包括自适应滤波器，喇叭参数评估和预估单元，自动增益控制单元，数模转换单元，电流模数转换单元；自适应滤波器，用于接受喇叭输入的电压值和电流模数转换单元反馈的喇叭电流值，并将喇叭的电压和电流输出给喇叭参数评估和预估单元；喇叭参数评估和预估单元，根据喇叭的电压，电流预估出喇叭的膜位移；自动增益控制单元，根据喇叭输入的电压值和喇叭参数评估和预估单元的输出，来控制输出信号的幅度；当预测的膜位移超出设定值时，降低增益；电流模数转换单元，用于将喇叭的工作电流转换成数字信号并输出给自适应滤波器；数模转换单元，将自动增益控制单元输出的数字信号转换成模拟信号并输出。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】智能音频管理系统
本专利技术涉及电子
，具体设计一种喇叭的管理系统。 【
技术介绍
】 随着科技的进步，手持设备变得越薄越小，而其中的喇叭随之也需要越来越小，从 而影响了音频播放的音量的大小和品质。为了保证喇叭不受损坏，只能通过降低音频的品 质和音量，或者过滤掉某些频率成分，来保护喇叭。 如果降低喇叭的最大音量，可以保护喇叭不受膜偏移过大而被损坏，但是由于喇 叭的效率低，能量主要消耗在音圈上，有可能喇叭音圈的温度升高，要么损坏喇叭，要么减 少喇叭的寿命。 由于在喇叭的谐振频率处，膜偏移比较大，所以现有的技术方案是通过滤除小于 谐振频率的音频成分来保护喇叭，但同样不能解决因喇叭体积减小，喇叭散热慢，温度影响 喇叭的问题，并且损坏了音频成分。 【
技术实现思路
】 有鉴于此，本专利技术提供一种智能音频管理系统。 本专利技术采用如下技术方案，构造智能音频管理系统，包括自适应滤波器，喇叭参数 评估和预估单元，自动增益控制单元，数模转换单元，电流模数转换单元；自适应滤波器，用 于接受喇叭输入的电压值和电流模数转换单元反馈的喇叭电流值，并将喇叭的电压和电流 输出给喇叭参数评估和预估单元；喇叭参数评估和预估单元，根据喇叭的电压，电流预估出 喇叭的膜位移；自动增益控制单元，根据喇叭输入的电压值和喇叭参数评估和预估单元的 输出，来控制输出信号的幅度；当预测的膜位移超出设定值时，降低增益；电流模数转换单 元，用于将喇叭的工作电流转换成数字信号并输出给自适应滤波器；数模转换单元，将自动 增益控制单元输出的数字信号转换成模拟信号并输出。 优选的，自适应滤波器，根据喇叭输入的电压值和电流模数转换单元反馈的喇叭 电流值，识别出喇叭的阻抗或跨导特性，并将阻抗或跨导特性输出给喇叭参数评估和预估 单元；喇叭参数评估和预估单元，对输入的阻抗或跨导特性进行运算，评估出喇叭的温度； 自动增益控制单元，当喇叭参数评估和预估单元输出的喇叭音圈温度超过设定值时，降低 增益。 优选的，所述喇叭参数评估和预估单元，根据输入的阻抗或跨导特性进行运算，还 评估出喇叭的谐振频率，品质因子，直流阻抗，最高增益。 优选的，它还包括电压抬升控制单元，电压抬升DC-DC单元和功率放大器；电压抬 升控制单元，根据喇叭参数评估和预估单元的计算结果，输出电压抬升控制信号给电压抬 升DC-DC单兀；电压抬升DC-DC单兀，根据电压抬升控制单兀的输出，抬升功率放大器的电 源电压，以便喇叭能获得更大的功率，同时相除信号的消波；功率放大器，放大数模转换单 元输出的电流信号和电压抬升DC-DC单元的输出的电压信号，并将放大后的信号输出给喇 叭。 本专利技术的有益技术效果是： 1.本专利技术的智能音频管理系统可预测喇叭的膜偏移，保护喇叭膜位移不会超过设 定的幅度。 2.本专利技术的智能音频管理系统可检测喇叭音圈温度，保护喇叭不会发生过温。 3.本专利技术的智能音频管理系统可跟踪喇叭参数随使用时间，环境的变化，比如直 流电阻，谐振频率等； 4.本专利技术的智能音频管理系统集成电压抬升电路，功率放大器，使用户在保持音 质和保护喇叭情况，可以听到更大的音乐。 【【附图说明】】 图1实施例一中的智能音频管理系统组成框图； 图2实施例一中的智能音频管理系统中喇叭的自适应识别原理图； 图3实施例一中的智能音频管理系统中喇叭阻抗的频率特性图； 图4实施例一中的智能音频管理系统中喇叭模型图； 图5实施例一中的智能音频管理系统中喇叭模型图。 【【具体实施方式】】 为了使本专利的技术方案和技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本专利 的【具体实施方式】进行详细描述。 实施例一： 如图1，本实施例中的智能音频管理系统，包括自适应滤波器，喇叭参数评估和预 估单元，电压抬升控制单元，自动增益控制单元，电压抬升DC-DC单元，数模转换单元，功率 放大器，电流模数转换单元。 自适应滤波器，用于接受喇叭输入的电压值和电流模数转换单元反馈的喇叭电流 值，识别出喇叭的阻抗或跨导特性并将喇叭的电压，电流，阻抗或跨导特性输出给喇叭参数 评估和预估单元；其输入端连接喇叭的负载电压和电流模数转换单元的输出端，其输出端 连接喇叭参数评估和预估单元的输入端。 喇叭参数评估和预估单元，对输入的阻抗或跨导特性进行运算，评估出喇叭的谐 振频率（以下简称Fres)，品质因子（以下简称Q)，直流阻抗（以下简称Res)，喇叭的温 度以及根据喇叭的电压，电流预估出喇叭的膜位移。 喇叭的自适应识别原理如下： 把喇叭等效成一个黑盒子，如图2所示，如果误差信号E(n)趋近于0,那么可认为 喇口八电流I (η)与喇机评估电流I_pre (η)相等，那么评估出来的模型就是喇机。喇机阻抗 的频率特性如图3所示。 喇叭的频率特性分析： 依据图3,可以多种方法计算阻抗的几个参数，例如通过FFT运算得出直流点的 值，即直流阻抗Res ;或者在谐振频率到高频处的最小值，也可以近似为直流阻抗Res。 谐振频率：Fres就是在音频带内，阻抗最大时（此时阻抗为Rmax)的频率（说 明：该定义来自文献linearization of mirco loudspeakers using adaptive control Stockholm, November 2013)，如图 3 所不。 谐振因子：阻抗为最大值Rmax时，对应的频率为Fres，阻抗为最小值Re时，对应 的频率为f〇。Rx阻抗，品质因子Q的计算如下（其中，fl，f2为阻抗值为Rx对应的频率）： 喇叭机械部分的谐振因子： 喇叭电气部分的谐振因子： 喇叭总的谐振因子 音圈温度的预测 通过直流电阻Re与温度的关系： 说明，该公式来自文献： loudspeaker voice-coil temperature estimate Authors:Ronny Andersson Publication Date:March 8,2008 Measuring the Loudspeakeri s当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
智能音频管理系统，其特征在于：包括自适应滤波器，喇叭参数评估和预估单元，自动增益控制单元，数模转换单元，电流模数转换单元；自适应滤波器，用于接受喇叭输入的电压值和电流模数转换单元反馈的喇叭电流值，并将喇叭的电压和电流输出给喇叭参数评估和预估单元；喇叭参数评估和预估单元，根据喇叭的电压，电流预估出喇叭的膜位移；自动增益控制单元，根据喇叭输入的电压值和喇叭参数评估和预估单元的输出，来控制输出信号的幅度；当预测的膜位移超出设定值时，降低增益；电流模数转换单元，用于将喇叭的工作电流转换成数字信号并输出给自适应滤波器；数模转换单元，将自动增益控制单元输出的数字信号转换成模拟信号并输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱杰，
申请(专利权)人：深圳英集芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44