使用扬声器作为振动传感器的方法与流程

本发明涉及扬声器和传感器领域，尤其涉及一种使用扬声器作为振动传感器的方法。

背景技术：

请参考图1，扬声器通常由线圈1、振膜2及磁铁3构成，振膜2和线圈1构成一个柔性悬挂系统，线圈1通电后在磁铁3的磁场作用下，形成向上或向下的力带动振膜2上下振动，从而推动空气振动，发出声音。

在通常的应用(正向使用)中，扬声器作为一个发声器件，其主要目的是将电能转为声能。具体工作过程请参考图2，包括音频信号(正弦波)4经过音频放大器5将信号等比例放大后获得放大的音频信号6，输出到扬声器7中，从而由扬声器7带动振膜2震动，发出声音。

然而，在现有技术中并没有将扬声器作为一个侦测振动的传感器。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种使用扬声器作为振动传感器的方法，能够将扬声器作为振动传感器使用，扩展扬声器的功能。

为了实现上述目的，本发明的提出了一种使用扬声器作为振动传感器的方法，包括步骤：

采集扬声器线圈在振动时产生的电流或电压信号；

对所述电流或电压信号进行处理；

对处理后的电流或电压信号与阈值进行比较；

若处理后的电流或电压信号超出阈值并维持预定时间，则输出有效的振动信号；若处理后的电流或电压信号未超出阈值或超出阈值维持时间小于预定时间，则不输出振动信号。

进一步的，在所述的使用扬声器作为振动传感器的方法中，利用增益可调放大器对所述电流或电压信号进行信号放大。

进一步的，在所述的使用扬声器作为振动传感器的方法中，所述增益可调放大器为PGA。

进一步的，在所述的使用扬声器作为振动传感器的方法中，将采集的电流或电压信号转换成数字信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：采集扬声器线圈在振动时产生的电流或电压信号，并对电流或电压信号进行处理，接着对处理后的电流或电压信号进行判断，若超出阈值并维持预定时间则输出有效振动，反之则视为无效振动，从而利用扬声器作为振动传感器，拓展了扬声器的功能。

附图说明

图1为扬声器的结构示意图；

图2为扬声器工作的原理示意图；

图3为本发明一实施例中使用扬声器作为振动传感器的方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的使用扬声器作为振动传感器的方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

由法拉第电磁感应定律可以推导，线圈在磁场中做切割磁力线的运动可在线圈中产生电动势，形成回路后可产生电流。基于扬声器的悬挂系统，对扬声器施加的外界振动(比如敲击、晃动)会带动扬声器振膜扰动，振膜会带动结合在一起的线圈扰动，线圈中就会产生微小电流，通过侦测和分析电流或电压，可以感知外界振动，从而应用为振动传感器。

基于上述原理，在本实施例中，提出了一种使用扬声器作为振动传感器的方法，请参考图3，包括步骤：

采集扬声器线圈在振动时产生的电流或电压信号；

对所述电流或电压信号进行处理；

对处理后的电流或电压信号与阈值进行比较；

若处理后的电流或电压信号超出阈值并维持预定时间，则输出有效的振动信号；若处理后的电流或电压信号未超出阈值或超出阈值维持时间小于预定时间，则不输出振动信号。

反向利用扬声器得到的电压很微小，因此需要经过信号放大。具体的，可以先将将采集的电流或电压信号转换成数字信号；然后，利用增益可调放大器对所述电流或电压信号进行信号放大，所述增益可调放大器为PGA(Programmable Gain Amplifier，可编程增益放大器)。

经过放大后的信号，噪声也随之放大，需要设计合理阀值和信号算法分析才能得到有效的振动信号。

其中，阀值可以由人进行设置。若阀值太低，则会存在可靠性问题，比如外界细微振动(声响)会扰动喇叭，导致误触发；若阀值太高，则会存在灵敏度问题，导致有效的振动无法被及时识别。因此，阈值可以根据具体要求进行设置，在此不做限定。

为了能够判断是否为有效信号，通常需要采集的信号符合两个要求，一是超出设定的阈值，二是超出阈值并维持在预定时间，满足上述两点便认定为有效信号，不满足的则视为干扰信号。

在便携设备中，利用现有扬声器结构，采用本实施例提出的方法，通过反向利用，可以给便携设备增加一个振动传感器，从而提升用户体验。并且，反向利用扬声器不会增加额外结构设计，对体积要求高的便携设备比如手机很有意义。反向利用扬声器实现的振动传感器可以感知连接在扬声器上的整个设备比如手机，相对于目前普遍使用的利用触摸液晶屏实现的振动传感，反向扬声器应用范围更广。

综上，在本发明实施例提供的使用扬声器作为振动传感器的方法中，采集扬声器线圈在振动时产生的电流或电压信号，并对电流或电压信号进行处理，接着对处理后的电流或电压信号进行判断，若超出阈值并维持预定时间则输出有效振动，反之则视为无效振动，从而利用扬声器作为振动传感器，拓展了扬声器的功能。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。