【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种扬声器的冲程估算电路，尤指一种扬声器冲程预测系统。
技术介绍
1、扬声器大致上是由磁铁、线圈与振膜组成。当电流通过线圈生成电磁场，使线圈与振膜一起振动，推动周围的空气振动，扬声器由此生成声音。扬声器的能量转换过程是由电能转换为磁能，再由磁能转换为机械能，再从机械能转换为声音。
2、扬声器的冲程(excursion)是指振膜在驱动力作用下从静止位置开始移动，直到达到最大位移的偏移量(以下称为冲程)。冲程的大小会影响扬声器的音量、功率和失真等性能，因此对于扬声器的设计和优化至关重要。因为当扬声器超过最大冲程限制时，可能对扬声器造成暂时或永久的机械损伤，导致扬声器生成的声音异常或无法生成声音。机械损伤可能是由线圈、振膜或音圈架与固定部件之间的碰撞引起。为了避免扬声器受到机械损坏，需要精确地估算振膜的冲程。
3、在扬声器的冲程预测方面，一种常见的方法是基于声学建模和仿真技术。通过建立扬声器的物理模型和驱动系统，可以对扬声器的振动和声学特性进行预测和分析。在这种情况下，扬声器由几个基本参数来表征(例如，参数包括负载特性、振膜弹性和阻尼……等)，也可以使用测量扬声器输出电流和电压来进行估计。根据扬声器的前述基本参数建立单位脉冲响应(impulse res ponse)滤波器来处理扬声器的输出响应。
4、扬声器的单位脉冲响应是指当扬声器受到一个脉冲信号时，其输出的瞬态响应，用来评估扬声器的频率响应、谐波失真等性能指标，而通过输入音频信号对扬声器预先建模的脉冲响应的频率响应进行傅立叶级数分析
技术实现思路
1、然而，在上述的冲程预测电路中，通常需要考虑频率响应和系统稳定性等因素。在实际应用中，脉冲响应的阶数通常与所需的系统精度有关，冲程预测电路采用较高阶数的脉冲响应可以提供更高的预测准确度，但也会导致计算和存储量增加；若将滤波器调整为低阶数时，会发现扬声器冲程预测准确度明显变差。对于估计扬声器冲程的应用需要在计算和存储要求与精度之间进行平衡，以确定最佳的脉冲响应阶数。
2、先前案例，于相同音讯输入下扬声器所生成1024阶的脉冲响应可准确模拟预测冲程响应输出，当其将脉冲响应阶数降为128阶时，模拟预测冲程响应输出将造成大幅度误差偏移，此现象为解析度不足所造成的预测误差。音频采样率是指在一段时间内对声音信号进行采样的次数。它通常以每秒采样次数的单位来表示，单位为赫兹(hz)。常见的音频采样率有44.1khz、48khz、96khz等。采样率越高，表示对声音信号的采样精度越高。请参考图1a，为一种市售全音域扬声器冲程响应分布示意图，可发现绝大部分的声音贡献在小于3khz频带宽之下。请参考图1b，为另一种市售全音域扬声器冲程响应分布示意图，也可发现绝大部分的声音贡献在小于3khz频带宽之下。
3、有鉴于上述现有技术，本专利技术提出一种扬声器冲程预测系统，配合所提出的系统架构、音频采样率及扬声器冲程响应分布相对关系，在减少脉冲响应阶数条件下，仍然可保有高准确度的效果。
4、为达上述目的及其他目的，本专利技术提供扬声器冲程预测系统，包括：低通滤波电路、降采样电路与脉冲响应生成单元。低通滤波电路，被配置为根据具有第一采样频率fs1的音频信号x(t)，生成通过低通滤波电路后输出的音频信号xlpf(t)。降采样电路，耦接低通滤波电路，被配置为将通过低通滤波电路后输出的音频信号xlpf(t)的第一采样频率fs1降低采样至第二采样频率fs2，以生成被降采音频信号xlpfdn(t)。脉冲响应生成单元，耦接降采样电路，被配置为根据扬声器冲程转移函数与被降采音频信号xlpfdn(t)，生成冲程预测数值y(t)。
5、在一些实施例中，第一采样频率fs1为48khz，第二采样频率fs2为可调整的。
6、在一些实施例中，第二采样频率fs2为第一采样频率fs1的1/8倍。
7、在一些实施例中，第二采样频率fs2为0.5倍频率点内涵盖的冲程响应的95％的分量。
8、在一些实施例中，脉冲响应生成单元为脉冲响应滤波器。
9、在一些实施例中，当第二采样频率fs2为6khz时，设计脉冲响应滤波器的阶数为128阶。
10、在一些实施例中，低通滤波电路的截止频率小于第二采样频率fs2的一半。
11、在一些实施例中，低通滤波电路的截止频率于第二采样频率fs2的0.5倍频率点衰减量小于-60db。
12、在一些实施例中，还包括冲程转换电路，与所述脉冲响应生成单元耦接，被配置为生成所述扬声器冲程转移函数。
13、在一些实施例中，还包括有：冲程转换电路，与脉冲响应生成单元耦接，被配置为生成扬声器冲程转移函数。保护电路，与脉冲响应生成单元耦接，被配置为根据冲程预测数值，生成扬声器冲程保护数值。增益控制器，与保护电路耦接，被配置为根据延迟音频信号与扬声器冲程保护数值，生成最大冲程限制的音频信号。延迟电路，与增益控制器耦接，被配置为根据音频信号生成延迟音频信号。
14、借此，本专利技术的扬声器冲程预测系统，通过降采样电路改善脉冲响应生成单元在低频的准确度，并可有效减少脉冲响应生成单元的滤波器电路的阶数，进而使用更少的存储器储存空间，以及更低的dsp运算量。
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1.一种扬声器冲程预测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的扬声器冲程预测系统，其特征在于，所述第一采样频率为48kHz，所述第二采样频率为可调整的。
3.根据权利要求1所述的扬声器冲程预测系统，其特征在于，所述第二采样频率为所述第一采样频率的1/8倍。
4.根据权利要求1所述的扬声器冲程预测系统，其特征在于，所述第二采样频率为0.5倍的频率点内涵盖的冲程响应的95％的分量。
5.根据权利要求1所述的扬声器冲程预测系统，其特征在于，所述脉冲响应生成单元为脉冲响应滤波器。
6.根据权利要求5所述的扬声器冲程预测系统，其特征在于，当所述第二采样频率为6kHz时，设计所述脉冲响应滤波器的阶数为128阶。
7.根据权利要求1所述的扬声器冲程预测系统，其特征在于，所述低通滤波电路的截止频率小于所述第二采样频率的一半。
8.根据权利要求1所述的扬声器冲程预测系统，其特征在于，所述第二采样频率的一半小于-60dB。
9.根据权利要求1所述的扬声器冲程预测系统，其特征在于，还包括冲程转换电
10.根据权利要求9所述的扬声器冲程预测系统，其特征在于，还包括有：
...【技术特征摘要】
1.一种扬声器冲程预测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的扬声器冲程预测系统，其特征在于，所述第一采样频率为48khz，所述第二采样频率为可调整的。
3.根据权利要求1所述的扬声器冲程预测系统，其特征在于，所述第二采样频率为所述第一采样频率的1/8倍。
4.根据权利要求1所述的扬声器冲程预测系统，其特征在于，所述第二采样频率为0.5倍的频率点内涵盖的冲程响应的95％的分量。
5.根据权利要求1所述的扬声器冲程预测系统，其特征在于，所述脉冲响应生成单元为脉冲响应滤波器。
6.根据权利要求5所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张荣贵，余文隆，
申请(专利权)人：晶豪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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