[发明专利]控制外壳安装扬声器的声音重放

说明书

本发明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。

发明背景

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。

发明概要

本发明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。

根据本发明的一个实施方案，预定频率误差准则表示电动式扬声器的外壳的声泄漏。在本发明的另一个实施方案，预定频率误差准则表示电动式扬声器前侧的声阻塞。