双线圈扬声器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明大致设及一种声学系统，所述声学系统包括连接到第一驱动电路和第二驱 动电路的电声换能器，所述电声换能器包括同屯、地叠放在机械地连接到膜的第二线圈上的 第一线圈，其中线圈振荡地悬挂在永磁体的被极板聚焦的磁场中。
【背景技术】
[0002] 该声学系统例如用于可移动应用中，比如移动电话或汽车。文件EP0 471 990Bl 公开了运样的声学系统，所述声学系统包括具有重叠绕组的电声换能器或扬声器，所述重 叠绕组包括第一线圈和第二线圈。第一驱动电路连接到第一线圈，并且第二驱动电路连接 到第二线圈，W独立地将声学信号进送到第一线圈和第二线圈。在文件公开的一个实施例 中，立体声学信号被进送到扬声器，其中左侧声学信号由第一驱动电路进送到第一线圈，并 且右侧声学信号由第二驱动电路进送到扬声器的第二线圈。在文件公开另一个实施例中， 扬声器用于汽车中，其中来自收音机的声学信号被进送到第一线圈，并且来自电话的声学 信号被进送到第二线圈。在运两个公开的实施例中，声学信号被独立地进送到第一线圈和 第二线圈W实现叠加声学信号。
[0003] 电声换能器总体上受导致各种不同的声学失真的机械非线性和电非线性阻碍。具 有W下现有技术的扬声器，所述扬声器在传感器操作模式中使用扬声器的线圈W感测感应 的电信号并且基于扬声器的数学模型来处理传感器信号。运些方法的缺点是需要修正静态 扬声器参数并且限制系统的速度测量值。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种声学系统，所述声学系统具有两个线圈W在不需要产生 扬声器的数学模型的情况下减少或消除该声学失真。 阳〇化]通过W下声学系统W实现该目的，在所述声学系统中，第一线圈和第二线圈被机 械地布置成在静置位置处关于极板对称。
[0006] 扬声器的该机械设置允许更常规的感测W及直接的方法，W在没有包括扬声器的 数学模型的间接方法的情况下，实时控制偏移、刚性或翻转引起的失真。此外有利的是，将 该机械设置与扬声器的电设置组合，其中，第一线圈和第二线圈被布置成与其电连接件中 的作为至第一驱动电路和第二驱动电路的共用触点的一个电连接件串联。
[0007] 根据在下文描述的实施例并且参照所述实施例进行阐明，本发明的运些方面和其 它方面将是显而易见的。本领域的技术人员将理解多个实施例可W被组合。
【附图说明】
[0008] 图1示出了根据本发明的声学系统。
[0009] 图2示出了用于偏移补偿的根据图1的声学系统。
[0010] 图3示出了用于扬声器的膜的偏离的力因数的非线性形状。
[0011] 图4示出了用于图I的声学系统的两个同屯、叠放线圈的线圈位置和力因数之间的 依赖关系。
[0012] 图5示出了用于共振控制的根据图1的声学系统。
[0013] 图6示出了施加到线圈的两个力因数，所述两个力因数导致对图1的声学系统的 刚性控制。
[0014] 图7示出了用于检测线圈位置的反向感应电压化ackin化cedvoltage) (EM巧和 线圈位置的关系。
[0015]图8示出了在膜翻转的情况下，根据图1的声学系统的两个线圈中的感应电压的 形状，所述感应电压的形状可W用于翻转检测。
【具体实施方式】
[0016] 图1示出了声学系统1，所述声学系统包括连接到第一驱动电路3和第二驱动电路 4的电声换能器或扬声器2。扬声器2包括同屯、叠放在第二线圈6上并且利用线轴7机械 地连接至膜8的第一线圈5。板9固定在膜8上，所述膜8包括卷曲部10W能使膜8在方 向11上运动。在该机械设置的情况下，线圈5和6振荡地悬挂在永磁体12的磁场中，所述 磁场在极板13和罐状物14之间聚焦。扬声器2还包括壳体15。
[0017] 扬声器2的机械设置被布置成，使得第一线圈5和第二线圈6机械地被布置成在 膜8的静置位置处关于极板13的中线16对称。膜8的静置位置是运种位置，即当膜8不 移动并且驱动电路3和4不通过电信号驱动线圈5和6时，膜8所在的位置。在该机械设 置的情况下，最大磁通量场位于膜的静置位置处，W能使线圈5和6中的电信号所引起的强 力Fdc将膜移出其静置位置。
[0018] 扬声器2的电力设置被布置成使得两个线圈5和6被布置成与其电连接件中的作 为至第一驱动电路3和第二驱动电路4的共用触点的一个电连接件17串联。由于该设置 仅需要用于接口的=个触点，因而该装配是有利的。线圈的电隔离要求具有四个连接件的 电接口，所述电接口是昂贵的，但是在一些情况下，对于通过解决串扰问题而进行的信号处 理可W是有利的。在图1中，在右下角，W符号方式示出第一线圈5和第二线圈6W及其至 驱动电路3和4的连接件。第一线圈5通过电连接件17和18连接到第一驱动电路3,并且 第二线圈6通过电连接件17和19连接到第二驱动电路4,所述连接件通过至扬声器2的壳 体15的一个线20表示。
[0019] 在测量和测试声学系统1的初始阶段，第一驱动电路3被布置成用于将声学信号 施加到第一线圈5，并且第二驱动电路4被布置成用于感测第二线圈6中的感应的传感器信 号。在声学系统1的正常使用过程中，驱动电路3和4都向线圈5和6施加驱动信号。在 W下描述中，将描述数个不同的方式，W使用扬声器2的上述电的和机械的设置W补偿可 W导致所有种类的不同声学失真的机械非线性和电非线性。
[0020] 偏移检测和偏移补偿
[0021] 膜8的实际运动由数个力的总和造成，所有的所述力W非线性方式依赖于线圈5 和6的位置。例如，扬声器2的驱动力因数被计算为B礼，其中B表示线圈5和6的位置处 的磁通量，并且L表示磁场中的电线的长度。在一个实施例中，当磁通量为其最大值时，即 位于当线圈被布置成关于极板13的中线16对称时的静置位置处时，驱动力因数最大。随 着增加线圈5和6的偏离，力因数减少。同时，膜8的刚性增加。运些非线性都进一步遭受 非对称性和其它伪像。
[0022] 运些力的不平衡可W促使膜8从静置位置偏移，导致进一步扭曲。然而，如果偏移 可W被调节，则运可W被最小化。对于用于移动电话中的小型扬声器2,其中峰间位移可W 达到1mm，线圈5和6从中线16的偏移化及因而膜8的偏移可W仅是几微米。
[0023] 可W通过对线圈5和6中的电流和电压进行在线测量W实现对偏移的检测。线圈 5和6都面对相同的磁通量B，并且在移动的同时，具有相同速度。因此，在线圈5和6中感 应相同的电压、"反向感应电压"或EMF。在符号地示出第一线圈5、第二线圈6和电连接件 17、18和19的图2中，可W观察到，电流和电压的在线测量能实现阻抗计算（和阻抗曲线）， 在扬声器2的共振频率附近，所述阻抗计算受反向感应电压、EMF影响。膜8的任何偏移导 致与启动时的静置位置相比更多或更少的磁通量，并且因此可W通过初始阻抗曲线与在线 测量的阻抗曲线之间的比较来检测到。
[0024] 如果偏移被检测到，则施加到线圈5或6中的一个的DC电压叫。将操作点从静置 位置移动到期望位置。运提供了W下优点，即，即使存在特定扬声器2的静置位置的机械移 位，也可W测量该偏移并且将被移位的静置位置转移到期望位置。在期望位置处，可再次关 于两个线圈对称地获得最大磁通量场。在声学系统1的正常使用过程中，第一驱动电路3 和第二驱动电路4测量线圈5和6的电连接件17、18和19处的电压，并且测量线圈5和6 中的电流，W将该阻抗与在初始阶段中所检测到的阻抗比较。初始阶段表示扬声器2的正 常使用，但是没有施加到线圈的声学信号。基于检测到的差值，驱动器中的一个被布置成用 于将偏移补偿信号Ud。施加到所附接的线圈W补偿膜8的偏移。 阳0巧]共振控制 阳0%] 在移动应用中，需要将扬声器2的频率范围延伸到较低频率。将频率范围延伸到 较低频率被在整个系统的共振频率附近最大的偏离限制。然而，质量主要受移动的膜8和 具有线轴7的线圈5和6限定，并且共振系统的刚性由膜刚性和后腔化ackvolume)刚性造 成。
[0027] 现在的小型化导致小型的后腔，当与扬声器2自身相比时，小型的后腔对所产生 的（更高的）共振频率具有较高的影响。具有数个方式W降低所产生的共振频率，诸如：
[0028] 通过空气吸附材料来有效地增加后腔。
[0029] 通过外部传感器进行移动控制。
[0030] 扬声器模型。
[0031] 最简单的方法是增加自适应滤波器，W在共振频率附近降低膜8的偏离并且对于 较低频率增加膜8的偏离，所述自适应滤波器将仅对简单的正弦扫描起作用，但是对于现 实世界的声学信号不起作用。对于瞬时的膜位置，运是由速度、加速度和刚性影响的非线性 元件的复函数。
[0032] 降低声学系统1的共振频率的另一方法是通过施加可与较软弹黃比较的位置相 关力（用于较高偏离的较大力）。
[0033] 图3是单个线圈的化曲线，所述化曲线是驱动力因数化相对于线圈距罐状物15 的距离X的示意图。如图所示，由于增加偏离促使甚至更高的共振频率，可获得的力Fd。减 小。使用双线圈声学系统1提供了通过驱动力因数化(X)的非线性形状获益的方式。图4 示出了驱动力因数化和同屯、叠放线圈5和6的位置X之间的依赖关系。
[0034]当DC电压Ud。仅被施加到线圈5和6中的一个时，结果是用于偏移补偿特征的如 上所述的偏移。根据该实施例，对于共振控制，DC电压Ud。被提供到两个线圈5和6，但是具 有交换标记（swappedsigns)。如图5所示，运导致具有朝中部或外侧的方向的DC力Fdci 和DC力Fdc2。
[00对用于不同DC电压Ud。的额外力Fd。的所产生的形状可W如图6所示。因为所产 生的函数是奇数的（odd)，因而该额外的力Fd。用作对于扬声器2的刚性控制。在正DC力 Fd。（朝中部的力）的情况下，额外力可W被理解为好像整个声学系统1的刚性变得更软，反 之亦然。
[0036] 应该注意，其中该共振控制特征工作的范围受限于力Fd。的"线性"部分，当用于移 动装置中时所述"线性"部分与对于扬声器2的允许偏离幸运地匹配，所述偏离在距罐状物 141. 3mm至2. 3mm的范围中并且为约0.