[发明专利]通过电流限制控制扬声器的设备

说明书

本发明涉及一种用于控制外壳中的扬声器(14)的设备，包括：用于要再现的音频信号的输入；用于为扬声器提供激励信号的出口；以及用于根据所述音频信号计算在每一时刻(t)用于扬声器(14)的激励信号的至少一个预测电流(i_ref(t))的装置。所述设备包括能够通过向预测电流施加作为预测电流的函数的衰减增益，来将所述预测电流限制成低于阈值的受限电流值的衰减器(71)。

技术领域

本发明涉及一种控制设备，尤其是用于控制扬声器外壳中的扬声器的控制设备，包括：用于再现的音频信号的输入；用于为扬声器提供激励信号的电源输出；计算装置，用于根据所述音频信号计算在每一时刻用于扬声器的激励电流的至少一个预测电流。

背景技术

供应给扬声器的电压通常为通过放大器放大的电压。电压放大器基于要广播的声音信号向扬声器施加与要再现的声音信号成比例的电压。

增益比例由用户期望的音量增益和放大器的电压增益确定。

放大器所传送的流经扬声器的电流取决于扬声器的阻抗。为了保护放大器和/或扬声器，可能需要限制该电流的瞬时幅度。这种限制必须在扬声器广播声音信号中没有引入噪音的情况下实施。

现有技术中提出的方法通常基于有源和/或无源电子电路的结合。无源电路不可调节，无法对设备进行微调与控制，并且无源电路在操作过程中可能会发生变化。有源和/或无源电路的工作原理通常包括引入与扬声器串联的电阻元件来减小电流，因此也在系统中引入了额外的损耗。这种方法需要设置位置安装额外的电子元件，因此更加昂贵，体积更大，更容易发生故障。

这些方法基于根据如下的扬声器模型，即基于施加到扬声器的电压估计扬声器电流，然后比较该电流与预定义的阈值，如果电流值超过该阈值则减少提供给扬声器的电压。该方法受到两个问题的困扰。首先，扬声器是一个复杂的动态机电系统，定义阈值是一项复杂的任务。其次，在特定的条件下，减小施加在扬声器上的电压会产生增加瞬时电流的效果，而不是减少瞬时电流。

用于限制施加在扬声器上电压或扬声器的膜(隔膜)的位移的限制装置已经在文献中被广泛描述。对于直接振幅限制，限制装置包括被称作压缩机(衰减器)的装置，或者对于间接振幅限制，限制装置包括使用由受限制的变量控制的可变频率滤波器的装置。

因此，对该电流的限制施加在电流传感器上，或施加在基于电压估计电流的电流估计装置和用于限制供给扬声器的电压的限制装置上。这些装置相对复杂并会通过校正施加到扬声器的电压对声音再现的质量产生不良影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种令人满意的控制扬声器的装置，其限制施加到扬声器上的电流，其操作简单，容易实现。

为此，本发明提供一种用于控制上述种类的扬声器的控制设备，其特征在于，所述控制设备包括衰减器，所述衰减器能够通过向所述预测电流施加作为所述预测电流的函数的衰减增益，来将所述预测电流(i_ref(t))限制成低于上限值的受限电流值。

在具体实施例中，该控制设备包括以下一个或多个特征：

当所述受限电流值低于所述上限值时，所述衰减器能够施加介于0和1之间且趋近于1的衰减增益。

所述衰减增益满足以下关系：

如果│i_ref(t)│i_max(t)，那么g_att(t)＝i_max(t)/│i_ref(t)│；

如果│i_ref(t)│i_max(t)，那么g_att(t)＝g_att(t-T_s)+k×(1–g_att(t-T_s))；