制， 其中，本发明实施例中的喇叭模型是基于移动设备喇叭参数的基础上以下方式建立的。
[0027] 首先，移动设备喇叭的特征参数请参阅下表1:
[0028] 表 1
[0031] 以上表中fO为喇叭谐振频率，通常在fO处，喇叭膜片有最大位移，fO与喇叭所处音 腔体积有关，Excursion为额定功率下喇叭膜片位移，额定功率下，膜片振幅与频率以及音 腔体积的关系请参见图4所示的示意图。
[0032] 本发明实施例的喇叭模型通过以下方法建立：
[0033 ] 1、获取喇叭在密闭音腔内的谐振频率fO;
[0034] 2、播放频率为fO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、功放输出功率与喇机膜片的温度的关系。
[0035]其中，检测喇叭膜片振幅主要是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，比如四周4个对称点位置的膜片振幅。
[0036] 具体过程如下：
[0037] 1)将喇叭置于移动设备音腔内，测试喇叭在密闭音腔内的fO
[0038] 2)播放频率为fO的粉红噪声，设定移动设备所能接受的最大THD+N的参数值ao,逐 步提高功放升压电路电压，并且提高功放增益倍数，同时检测喇叭膜片振幅，检测喇叭膜片 中心位置和四周四个对称点位置膜片振幅，保证膜片振幅不超过最大安全位移So，THD+N不 超过设定值ao。得出喇叭膜片振幅与功放输出功率的关系。
[0039] 3)在逐步提高功放输出功率的过程中，利用环境温度和喇叭膜片的温升系数以及 功放实时的输出功率计算出膜片的实时温度，提高功率的同时，保证喇叭膜片不超过最大 可承受温度T。
[0040] T = to+Ρ/θο，其中to为环境温度，可以从移动设备AP端获取，P为喇叭输出功率，θο 为喇叭膜片温升系数。P可以通过功放检测功放输出端的电流和电压计算得出。
[0041 ] 4)综上，在保证功放输出电信号THD+N不超过ao,膜片最大位移不超过安全位移So， 喇叭膜片温度不超过最大可承受温度To,记录下功放升压电路的输出电压的最大幅值以及 功放增益。
[0042]通过对喇叭建模过程发现，当功放供电电压提升时，在同等的THD+N情况下，输出 功率可以显著提高。
[0043]以上本发明实施例提供的智能音频系统，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，根据建立的数学模型可以实时监控喇叭的状态，包括膜片位移以及温度，DSP基于喇叭 模型实时调整功放供电电压VCC以及增益，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。
[0044]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技 术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种智能音频系统，其特征在于，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。2. 根据权利要求1所述的智能音频系统，其特征在于，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。3. 根据权利要求1所述的智能音频系统，其特征在于，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。4. 根据权利要求3所述的智能音频系统，其特征在于，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。5. 根据权利要求1所述的智能音频系统，其特征在于，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。6. 根据权利要求1所述的智能音频系统，其特征在于，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f〇; 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。7. 根据权利要求6所述的智能音频系统，其特征在于，所述最大可承受温度T通过以下 方式获得： T = to+Ρ/θο，其中，to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到，θ〇为喇叭膜片温升系数。8. 根据权利要求6所述的智能音频系统，其特征在于，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。
【专利摘要】本发明公开了一种智能音频系统。智能音频系统包括数字信号处理器DSP以及功放、喇叭，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。通过上述方式，本发明能够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。
【IPC分类】G06F3/16
【公开号】CN105549946
【申请号】CN201510900021
【发明人】李新, 王晨, 倪漫利, 牛乔万, 王海瑞
【申请人】深圳天珑无线科技有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月8日