[发明专利]扬声器输出的控制

说明书

技术领域

本发明涉及扬声器输出的控制。

背景技术

公知应该控制扬声器的输出，使得该扬声器的输出不能简单地由任何输入信号来驱动。例如，扬声器失效的重要原因是当扬声器振动膜移位超出特定限制时出现的机械缺陷，该特定限制通常由制造商提供。超出该位移限制会立即损坏扬声器，或者能够极大地减少其期望使用寿命。

对于限制扬声器的振动膜的位移而言，存在若干方法，例如利用可变截止滤波器(高通或其它)处理输入信号，其中经由前馈或反馈控制回路控制所述可变截止滤波器的特性。测量的控制信号被称作位移预测器，以及这需要对扬声器特性建模，使得可以响应于给定输入信号预测位移。

诸如以上提及的扬声器保护和扬声器输出线性化之类的电动扬声器建模的许多应用包括一种模块，该模块使用扬声器的模型来预测振动膜位移，也被称作锥体偏移(cone excursion)。这个模型可以是线性的或非线性的，并且通常具有允许物理解释的参数。

用于预测振动膜位移的大多数方法基于扬声器的电、机械和声学性质和扬声器箱体，以及这些方法作出了与安装有扬声器的箱体(例如，在封闭或开孔的盒中)相关的假定。

尽管通常根据设计知道安装有扬声器的箱体，但并非始终是扬声器/箱体配置与设计所期望的扬声器/箱体配置相对应的情况。这归因于部件的容限(例如，扬声器机械质量，箱体体积)，所述部件的容限与模型参数值方面的变化相对应，但是不影响扬声器模型的有效性(如果扬声器模型可以十分精确地预测扬声器的行为，则扬声器模型被称作“有效”)。期望行为与实际行为之间的其他差异可以归因于生产过程中引起的缺陷或者由机械损坏引起的缺陷(例如，扬声器掉到地上，以及封闭盒由于小裂缝而变成漏的)，这些缺陷可能导致模型不再有效。例如，如果使用封闭盒模型，但是扬声器由于机械缺陷而变成开孔盒，则封闭盒模型不再有效。

当模型无效时，并且因此根据模型获得的扬声器传递函数(例如，电压与位移函数)及其参数无效时，对振动膜位移的预测不可能精确。

因此，需要一种对于不同或变化的扬声器和/或箱体特性而言保持可靠的扬声器建模方法。

US 4815585公开了一种用于在不使用额外机械和声学传感器的情况下校正扬声器的传递特性的自适应布置。

US 2005/0031139公开了一种控制系统，用于具有位置反馈系统的音频再现系统，所述控制系统例如用于检测和测量音圈的倾斜(cant)。

发明内容

根据本发明，提供了在独立权利要求中限定的一种控制扬声器输出的方法及扬声器控制系统。

本发明提供了一种时域估计方法，其中在时域中估计电压与电流之间的传递函数(即，过渡函数)，并所述传递函数用于导出电压至偏移传递函数。电压至偏移(excursion)传递函数进而可以用于导出电压至声学输出传递函数。

时域估计方法存在若干优势。使用时域自适应滤波方法，可以随时间逐步调整模型，而没有陡变。与申请人最近还建议的频域方法(但是在该申请的申请日时还没有公开)相比，时域估计方法相比于频域方法对于噪声更鲁棒。

本发明无需与箱体(例如封闭盒或开孔盒)相关的现有知识，并且可以解决箱体的复杂设计。

因此，在一般情况下，本发明的控制方法中使用的非参数模型是有效的。非参数模型是基于扬声器/箱体的基本性质的，该基本性质对于大多数扬声器/箱体组合而言是有效的。因此，当存在生产过程所引起的缺陷或者影响参数模型的有效性的机械损坏所引起的缺陷时，非参数模型保持有效。

此外，所述控制方法具有更广泛的适用性，原因在于建模没有进行与扬声器箱体相关的假设。

可以通过下式计算离散时间输入电压至偏移传递函数h_vx[k]：