先前所论述的低频探测信号，使得低频探测信号被添加到数字音频信号，以及复合数字音频信号提供在信号组合器503的输出505。复合数字音频信号被加到D类输出或包括调制器级504和功率级506的功率放大器。本领域技术人员将理解，调制器级504可以配置用于不同类型的调制，诸如脉冲宽度调制(PWM)、脉冲密度调制(PDM)等。功率级506可包括H桥，如所示具有耦合在H桥的一对互补输出之间的微型扬声器终端。本领域技术人员将理解，许多其它的输出放大器结构可以用来代替图示的类D输出放大器，例如AB类、E类或A类放大器拓扑。D类输出放大器被配置为放大或缓冲复合数字音频信号，并且经由所述一对扬声器端子511a、511b提供复合扬声器驱动信号至微型扬声器200的音圈。因此，在整个微型电动扬声器200的音圈施加的复合扬声器驱动信号包括音频信号分量，其是在信号组合器503的输出的复合数字音频信号的放大或缓冲版本。D类输出放大器502被优选地构造成在一对输出端子511a、511b呈现输出阻抗，其在低频探测信号的所选择频率显著低于微型扬声器200的DC电阻，以提供在微型扬声器200的整个音圈的基本恒定的探测电压电平，而不论先前讨论的DC电阻的温度引起的变化。该实质上温度的探测电压电平导致前面讨论的(参见图3B的图303))探测电流分量随着增加的音圈温度的电平的直接正向可预见的降低。D类输出放大器502的输出阻抗在低频率的探测信号可以小于1.0 Ω，甚至更优选小于0.5 Ω，诸如小于0.1 Ω。
[0070]信号组合器503在图5上被示为单独的部件或功能，本领域技术人员将理解，信号组合器503可与DSP 502内部集成。信号组合器503可包括DSP 502的一组可执行程序指令或代码结合变量存储的一个或多个内部DSP寄存器。此外，低频探测信号Probe可以由软件产生，该软件实现的探测信号源包括一组合适的可执偏移序指令或DSP 502上可执行的程序代码。实现探测信号源的该软件被配置为生成正弦波探测，或者可是窄频带噪声探测信号，频率分量置于前面所讨论的优选的低频率范围内。
[0071]音圈温度保护500还包括电流检测器(未示出)，其被配置用于响应于该复合扬声器驱动信号检测流经音圈的探测电流分量的电平。该电流检测器包括由箭头1_%507示意性地示出的电流传感器，其响应于由D类输出放大器502所提供的复合扩音驱动信号的存在，检测通过扬声器200的音圈的复合信号电流l.。本领域技术人员将认识到，电流传感器可以包括产生成比例于音圈中的复合信号电流^的电压、电流或电荷信号的各种类型的电流传感器。电流传感器可以包括连接到H桥506的输出晶体管的电流反射镜或串联耦合音圈的小感测电阻。该复合信号电流可以相应地由被施加到模数转换器508的输入的比例/缩放的感测电压来表示。模数转换器508适合于数字化处理所测量的感测电压，并以由模数转换器408固定的采用速率提供数字感测电压或感测数据至DSP 502的合适的输入端口 I_probe。模数转换器408的分辨率可取决于感测电压的精确值如何被表示。在许多应用中，分辨率可在8位和24位之间。在一个实施例中，模数转换器408的采用频率被设定为至少比复合扬声器驱动信号的频率上限高两倍的频率，以确保其精确表示而没有混叠误差。
[0072]电流检测器优选地包括在DSP 502中执行的另一组可执行程序指令或程序代码，以通过处理从DSP 502的输入端口读取的数字感测电压而检测或确定探测电流分量的电平。后一组可执行程序执行或程序代码可另外经配置以实施探测电流分量的检测电平与预定的探测电流阈值的比较。如前所述，探测信号可以在本实施例中具有约1Hz至160Hz的频率，这意味着该探测信号可以在频谱和时间上重叠音频信号的语音和/或音乐信号分量。因此，电流检测器可以执行数字感测电压的带通滤波和/或求平均，以从重叠或干扰音频信号分量或其它类型的噪声信号提取或分离探测电流分量。这些信号类型代表噪声，用于精确估算探测电流分量。探测电流分量的电平可以由各种类型的平均化方法(诸如，运行的RMS电平计算或运行的整流平均值计算)从所提取或分离的探测电流分量确定。探测电流分量的电平随后与预定的探测电流阈值(图3B的I_th)进行比较，以及该比较的结果确定所述音频信号的电平是否衰减。如果探测电流分量达到或落在预定探测电流阈值1_th以下，这意味着已经达到示例微型扬声器音圈200的最大操作温度T_max，即100°C。在响应中，音圈温度保护器500的信号控制器(未示出)衰减音频信号，使得施加到音圈微型扬声器200的电功率的电平被降低。否则，如果探测电流分量大于I_th，音频信号被传送而不由信号控制器衰减到D类输出放大器504、506。信号控制器的功能可类似电流检测器，或由在DSP 502上执行的一组可执行移序指令或程序代码实施。预定的探测电流阈值I_th的值可被存储在DSP 502的处理器可读存储器位置、地址或寄存器中。如上所述，探测电流阈值的值(例如，0.19毫安)可已被确定，并在音圈温度保护器500的校准阶段写入到DSP502的非易失性存储器位置或单元。探测电流阈值I_th的值已被确定，使得它对应于经由音圈电阻的已知温度依赖性的最大音圈温度，如图3A)所示，探测电流分量的电平和音圈温度之间的已知关系如图3B)的曲线图307说明。在实际热环境中安装的一个或多个有代表性的微型扬声器上，最大音圈温度可从扬声器制造商的数据表和/或实验室确定。所述音频信号的电平的衰减可包括衰减至少该音频信号的子波段，诸如低于某个截止频率的低频带，诸如800Hz、500Hz或200Hz。低频带往往具有所述音频信号的总功率以及复合扬声器驱动信号的总功率的大部分。因此，衰减往往会有效地降低施加到微型扬声器200音圈的总电功率。可替换的，音频信号可以在其整个带宽/频率范围内以恒定的衰减因子(例如:3dB或6dB或1dB)或频率相关衰减响应被衰减。施加到所述音频信号的频率独立的增益可具有值，其取决于探测电流分量的确定电平，并且由此音圈温度，超出由预定的探测电流阈I_th设定的温度。低于由预定的探测电流阈值I_th设定的温度，频率无关的增益可以是实质上稳定的。以这种方式，递增的音圈温度将导致音频信号的逐渐减少或更小的增益，即较大的衰减。频率独立的增益和音圈温度之间的关系可以通过适当的数学方程或通过包括表格来设置，该表格包括探测电流的电平和增益的对应值。超出音圈的最高温度，该音频信号逐渐增加的衰减将保护音圈，同时使得复合驱动信号大到足以保持重放给用户的声音信号的可听度。
[0073]本领域技术人员将理解，探测电流分量的所确定电平和由电流检测器执行的预定的探测电流阈值I_th的存储值之间的直接正向比较避免了需要通过探测信号电压和探测信号电流之间复合连续的除法运算而确定音圈的瞬时电阻测量。因此，本电流检测器可以节省DSP 502中的计算资源并降低DSP 502的功耗。通过先验计算或确定探测电流阈值，使得后者对应于通过音圈电阻的已知温度依赖性的音圈的最高温度或任何其他期望的目标温度，DSP 502只需要在音圈温度保护器的操作期间计算探测电流分量的电平。
[0074]本领域技术人员将理解，示出的音圈温度保护器500、DSP 502和微型扬声器200可形成完整的声音再现系统的一部分，用于具有积分放大和温度保护的便携式通信设备。
[0075]当音频信号存在于保护器的输入端时，音圈温度保护器500可适于基本上连续地添加低频探测信号到音频信号。但是，此功能可导致微型扬声器的声音复制的主观性能或客观性能的可听异常。在一定的音频信号的条件下，该复合扬声器驱动信号的低频探测信号分量可变得可听。低频探测信号分量例如可以位于可听范围的频率或频率范围内，其中微型扬声器200能够产生显着的声音压力。取决于复合扬声器驱动信号的音频信号分量的复合频谱和时间特性，所述探查信号可对于听众或用户变得可听及不良。
[0076]连续添加低频探测信号的另一个潜在问题是D类放大器输出级的静态功耗的意外增加。静态功耗是通常所使用前面讨论的声音再现系统的制造商输出放大器的一个重要指标，以评估和诊断输出放大器的性能。但是，尽管该音频输入信号的零电平，连续低频探测信号的存在导致输出放大器的异常静态功耗，误导表示输出放大器的故障。
[0077]通过取决于音频信号的估计电平而调整低频探测信号，本发明的优选实施例以有效方式解决了由连续加入低频频率探测信号所造成的上述主观和客观问题，而无需通过损害微型扬声器的保护。如果或者当音频信号的电平超过预定电平阈值时，低频频率探测信号可以例如在音圈温度保护器的激活操作期间只被加到音频信号。以这种方式，频探测信号的电平当音频信号的电平超过预定的电平阈值时可例如被设置为第一固定水平并当音频信号的电平低于或等于预定的电平阈值时被设置为零。因此，异常由低频频率探测信号的恒定存在所造成的上述主观和客观性能，即使在零音频输入信号条件。此外，通过选择预定电平阈值的适当值，例如对应于远低于微型扬声器的音圈的热极限的复合扬声器驱动信号的电平，只有过热语音的潜在危险，低频频率探测信号可以在一方面存在于复合扬声器驱动信号。另一方面，当复合扬声器驱动信号的电平远远低于微型扬声器的音圈的热限制时，低频频率探测信号可以不存在，或者至少在小的电平