一种智能音频系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种智能音频系统。
【背景技术】
[0002] 当前移动设备喇叭音量都不高，主要受限于以下几个因素:音腔体积小，喇叭膜片 振幅小，移动设备电池电压低，功放输出能力有限，喇叭表现能力非常有限；即使经过一些 硬件电路(例如:通过升压电路提升功放的驱动能力）和某些软件算法(Drac、杜比等)也只 能有限的提高喇叭表现能力，主要原因在于无法对喇叭本体膜片的振幅以及喇叭的温度进 行监控，为了保证喇叭膜片不超出最大位移导致声音失真或者温度过高导致喇叭损坏，当 前移动设备只能在保证声音不失真或者喇叭不损坏的情况下，以较低的功率去驱动喇叭， 导致移动设备喇叭音量过低。
【发明内容】
[0003] 本发明主要解决的技术问题是如何保证喇叭最大限度的发挥性能又不至于导致 声音失真或者损坏喇叭。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种智能音频系统，所 述智能音频系统包括数字信号处理器DSP以及功放、喇叭，所述DSP集成喇叭模型，所述喇叭 模型用于描述所述功放输出功率与喇叭膜片振幅、所述功放输出功率与喇叭膜片的温度的 关系，所述DSP基于所述喇叭模型，控制所述功放的实时输出功率，从而控制喇叭的输出音 量。
[0005] 其中，所述智能音频系统还包括反馈电路，所述DSP从音源获取实时环境温度，通 过所述反馈电路检测所述功放的输出功率，根据所述喇叭模型获取喇叭膜片实时的振幅以 及实时温度，基于喇叭模型，控制所述功放的实时输出功率。
[0006] 其中，所述智能音频系统还包括升压电路，所述DSP基于所述喇叭模型，实时控制 所述升压电路的电压幅值以及所述功放的增益，进而控制所述功放的输出功率。
[0007] 其中，所述智能音频系统还包括电源，用于给所述升压电路提供电压。
[0008] 其中，所述DSP基于所述喇叭模型，控制所述功放的实时输出功率，从而控制所述 喇叭的输出音量包括:所述DSP基于所述喇叭模型中喇叭模型最大位移和最大温升，实时调 整所述功放的实时输出功率，从而控制所述喇叭的输出音量。
[0009] 其中，所述喇叭模型通过以下方法建立:获取喇叭在密闭音腔内的谐振频率f0;播 放频率为f〇的粉红噪音，在保证总谐波失真加噪声THD+N不超过设备所能接受的最大THD+N 参数值，喇叭膜片振幅不超过最大安全位移，以及喇叭膜片温度不超过最大可承受温度状 态下，逐步提高功放输出功率，同时检测喇叭膜片振幅，从而得到喇叭膜片振幅与功放输出 功率的关系、功放输出功率与喇叭膜片的温度的关系。
[0010]其中，所述最大可承受温度τ通过以下方式获得:T=to+ρ/θο,其中，tQ为从音源获 取的环境温度，P为喇叭输出功率，所述喇叭输出功率通过功放输出端的电流和电压计算得 至|J，0〇为喇叭膜片温升系数。
[0011]其中，所述检测喇叭膜片振幅包括:检测喇叭膜片中心位置和四周预定多个对称 点位置的膜片振幅。
[0012]本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过在智能音频系统DSP集 成喇叭模型，其中喇叭模型是描述功放输出功率与膜片振幅关系，功放输出功率与膜片温 度关系的模型，DSP基于喇叭模型对控制功放的实时输出功率，从而控制喇叭的输出音量。 由于是基于喇叭模型来实时调整功放输出功率，从而可以保证喇叭最大限度的发挥性能有 不至于导致声音失真或损坏喇叭。
【附图说明】
[0013]图1是一种移动设备喇机的结构不意图；
[0014]图2是传统首频功放电路的不意图；
[0015] 图3是本发明实施例提供的智能音频系统的结构示意图；
[0016] 图4是本发明实施例提供的额定功率下，膜片振幅与频率以及音腔体积的关系示 意图。
【具体实施方式】
[0017] 为了更加清楚的介绍本发明，以下先对喇叭原理以及传统音频功放电路做一个简 单的介绍。
[0018] 请参阅图1，图1是一种移动设备喇叭的结构示意图，喇叭发声的实现主要是通过 改变流过音圈的电流来驱动膜片震动发出不同的声音。
[0019] 进一步结合图2,图2是传统音频功放电路的示意图，传统的音频功放电路中，属于 单向驱动，无法监控喇叭的状态，振幅以及温度情况未知，只能以较小的功率驱动喇叭，喇 叭表现能力有限，导致移动设备音量过低。
[0020] 本发明旨在解决现有技术的以上技术问题，提供一种智能音频系统，以喇叭所能 承受的实际最大功率驱动喇叭，提升移动设备音量，同时又不会损坏喇叭。
[0021] 请参阅图3,图3是本发明实施例提供的智能音频系统的结构示意图，如图所示，本 实施例的智能音频系统包括数字信号处理器DSP 11以及功放12、喇叭13，DSP集成喇叭模 型，喇叭模型用于描述功放输出功率与喇叭膜片振幅、功放输出功率与喇叭膜片的温度的 关系，DSP基于喇叭模型，控制功放的实时输出功率，从而控制喇叭的输出音量。
[0022] 其中，本实施例的智能音频系统还进一步包括反馈电路14，DSP从音源获取实时环 境温度，通过反馈电路检测功放的输出功率，根据喇叭模型获取喇叭膜片实时的振幅以及 实时温度，基于喇叭模型，控制功放的实时输出功率。
[0023]其中，本实施例的智能音频系统还包括升压电路15，DSP基于喇叭模型，实时控制 升压电路的电压幅值以及功放的增益，进而控制功放的输出功率。
[0024]其中，本实施例的智能音频系统还包括电源16,用于给升压电路15提供电压。
[0025]其中，本发明实施例的智能音频系统的工作原理如下：通过功放内部集成一个 DSP，DSP上运行已经建立的喇叭模型，DSP从移动设备AP音源端获取实时环境温度，通过反 馈回路检测功放输出的电压和电流，根据建立的喇叭模型，得出喇叭实时的振幅以及温度， 然后根据输入的音源信号，喇叭的温升系数，根据喇叭膜片最大位移和最大温升实时调整 功放的供电电压VCC(调整升压电路的升压幅值)以及增益(VCC越大，增益越大，喇叭输出音 量越大），尽可能的提升输出功率，保证喇叭最大限度的发挥性能又不至于导致声音失真或 者损坏喇叭，同时保证喇叭膜片不超最大位移，温度不超过最高温度，保证喇叭寿命。
[0026] 其中，本发明实施例中的智能音频系统，基于喇叭模型来具体实现喇叭发声控