专利名称：扬声器输出的控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及扬声器输出的控制。
背景技术：
众所周知的是应该按照这样的方式控制扬声器的输出，使得并不是通过任意输入信号简单地驱动所述扬声器。例如，扬声器故障的一个重要原因是机械缺陷，当扬声器振膜位移超过一定限制时发生机械故障，所述限制通常由制造商来提供。超出这种位移限制或者会立即损坏扬声器，或者可以显著地减小扬声器的预期寿命。存在几种方法来限制扬声器振膜的位移，例如通过利用可变截止滤波器(高通或者其他)处理输入信号，可以经由前馈或反馈控制回路控制其特性。将测量的控制信号称作位移预测器，并且这要求对扬声器特性的建模，使得可以响应于给定输入信号来预测位移。诸如上述扬声器预测和扬声器输出线性化之类的电学动态扬声器建模的许多应用包括使用扬声器模型对振膜位移(也称作锥形位移(cone excursion))进行预测的模块。该模型可以是线性的或者非线性的，并且通常具有允许物理解释的参数。用于预测振膜位移的大多数方法是基于扬声器及其外壳的电学、机械和声学性质，并且这些方法对其中安装扬声器(安装在闭合或者带开口盒子中)的外壳进行了假设。尽管其中安装扬声器的外壳通常根据设计是已知的，并非总是这样的情况扬声器/外壳结构与涉及所期待的相对应。这可能是由于部件(例如扬声器机械质量、外壳体积)的容差，其与模型参数值中的变化相对应，但是不会影响扬声器模型的有效性(如果扬声器模型可以具有足够精度地预测扬声器的行为，将扬声器模型称作是“有效的”)。预期行为和实际行为之间的其他差异可能是由于在生产工艺中引入的或者由机械损伤(例如，将扬声器跌落到地板上，并且由于小的裂纹使得封闭的盒子变得有漏洞)引起的缺陷，其可以具有所述模型不再有效的结果。例如，如果使用封闭盒子模型，但是由于机械缺陷，扬声器变成有开口的盒子，封闭盒子模型不再有效。当所述模型失效时，并且因此根据所述模型及其参数获得的扬声器传递函数失效时，振膜位移的预测不可能精确。因此需要一种扬声器建模方法，其针对不同的或者变化的扬声器和/或外壳特征
保持可靠。
发明内容
根据本发明，提出了一种如权利要求I所述的方法。本发明提出了一种建模方法，所述建模方法不是基于参数模型，但是针对一组频率分离地计算传递函数。作为其结果，本发明并不要求与外壳(例如封闭的或者有开口的盒子)有关的现有技术知识，并且可以处理外壳的复杂设计。因此，在一般情况下本发明的非参量模型是有效的。所述模型基于对于大多数扬声器/外壳组合有效的扬声器/外壳的基本性质。因此，当存在生产工艺中引起的或者由机械损坏引起的缺陷时(将影响参量模型的有效性)，所述模型保持有效。另外，基于所提出的建模方法构建的控制方法(例如，用于损坏保护或者输出质量的控制)将具有较宽的可用性，因为所述建模不会进行与扬声器外壳有关的假设。所述方法还可以包括根据受阻碍的电学阻抗、耦合系数和频率相关阻抗函数来得出机械阻抗，并且其中根据阻抗函数和机械阻抗函数来计算频率相关输入电压偏移传递函数。在一个实例中，所述机械阻抗是根据拉普拉斯等式得出的
权利要求
1.一种控制扬声器输出的方法，包括 通过以下步骤对扬声器的频率相关输入电压偏移传递函数进行建模 针对多个测量频率，在所述测量频率下测量电压和电流并且得 出阻抗，以及根据所述多个阻抗值得出频率相关阻抗函数； 估计、测量或者获得针对所述扬声器的受阻碍电学阻抗或者耦 合系数；以及 根据所述阻抗函数、受阻碍的电学阻抗和耦合系数来计算所述 频率相关输入电压偏移传递函数；以及 使用所述频率相关输入电压偏移传递函数控制扬声器的音频处理，从而实现扬声器保护和/或声学信号处理。
2.根据权利要求I所述的方法，还包括根据受阻碍的电学阻抗、耦合系数和频率相关阻抗函数得出机械阻抗，其中根据所述阻抗函数和所述机械阻抗函数来计算频率相关输入电压偏移传递函数。
3.根据权利要求2所述的方法，其中根据以下拉普拉斯等式得出所述机械阻抗
4.根据权利要求3所述的方法，其中通过下式计算频率相关输入电压偏移传递函数
5.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括根据频率相关输入电压偏移传递函数来得出频率依赖声学输出传递函数。
6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述耦合系数是恒定值。
7.—种扬声器控制系统,包括 扬声器(26)； 传感器(30)，针对多个测量频率测量电压和电流；以及 处理器(28)， 其中所述处理器适用于 针对每一个测量频率得出阻抗，以及根据多个阻抗值得出频率依赖阻抗函数； 根据扬声器的所述阻抗函数、受阻碍的电学阻抗和耦合系数来计算频率相关输入电压偏移传递函数；以及 使用所述频率相关输入电压偏移传递函数来控制扬声器的音频处理，从而实现扬声器保护和/或声学信号处理。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述处理器(28)还适用于 根据受阻碍的电学阻抗、耦合系数和频率相关阻抗函数得出机械阻抗，其中所述处理器适用于根据所述阻抗函数和所述机械阻抗函数来计算频率相关输入电压偏移传递函数。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述处理器(28)适用于根据以下拉普拉斯等式得出所述机械阻抗
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述处理器(28)还适用于通过下式计算频率相关输入电压偏移传递函数 其中
11.根据权利要求7至10中任一项所述的系统，其中所述处理器(28)还适用于根据频率相关输入电压偏移传递函数来得出频率相关声学输出传递函数。
12.—种计算机程序，包括计算机程序代码装置，当在计算机上允许所述程序时，所述计算机程序代码装置适用于执行权利要求I至6中任一项的所有步骤。
13.根据权利要求12所述的计算机程序，在计算机可读介质上实现所述计算机程序。
全文摘要
一种对扬声器的频率相关输入电压偏移传递函数进行建模的方法，包括针对多个测量频率测量电压和电流并且得出测量频率下的阻抗。得出频率相关阻抗函数。通过附加地使用针对扬声器的受阻碍电学阻抗和耦合系数，可以计算频率相关输入电压偏移传递函数。本发明提出了一种不是基于参数模型、而是基于针对一组频率分离地计算传递函数的建模方法。作为其结果，不要求与外壳(例如封闭或者带开口的盒子)有关的现有技术知识，并且可以处理外壳的复杂设计。
文档编号H04R3/08GK102742300SQ201180007955
公开日2012年10月17日 申请日期2011年2月4日 优先权日2010年2月4日
发明者泰穆金·高塔马 申请人:Nxp股份有限公司