。
[0078]所述音频信号的电平可从音频信号电压或音频信号电流确定，例如流过微型扬声器的音圈的音频电流分量的电平。使用音频信号电流来估计音频信号电平中的一个优点是:当微型扬声器从音圈温度保护器断开时，低频探测音自动变为禁用。
[0079]图6的波形图601和603示出音圈温度保护器的上述讨论实施例的原理和操作，所述保护器经配置用于取决于音频信号的估计或测量电平而调整所述低频探测信号的电平。
[0080]每个波形图601和603的x轴上的单元是以秒计时，使得每个整个曲线图跨越约
1.6秒。波形图601的y轴示出了所施加的音频信号的幅度，包括标准化格式的代表性音乐信号，即没有绝对的电压或电流单元。波形图603的y轴表示标准化格式的所施加的低频探测信号的幅度(即，没有绝对电压或电流单元)以及增益常数的值，如以下进一步详细解释。上方的波形图601包括第一波形602，“音频信号”图例，它显示了音乐的未经处理的时间波形信号本身，而第二波形604，“场均音频”图例，表明由运行平均值电平所代表的音乐信号的确定电平。基于音乐信号波形602的所确定电平604是否超出或低于所指示的约0.3的电平阈值Th，复合扬声器驱动信号的低频探测信号分量的电平在固定值和零之间进行调整。低频探测信号的电平调整在实践中通过调整增益常数的值乘以到低频探测信号在数字域中执行。这是由下部波形图603的第二波形607示出，“阈值”图例，其显示了增益常数随时间的值。下部波形图605的第一波形605，“平均音频”图例，再次示出了计算或确定的音乐信号的运行平均电平。由第一波形605所指示的音乐信号的运行平均值电平在约0.5的最大值和约0.1的最小值之间波动，随后是时间音乐信号波形602的之间瞬时幅值和功率。增益常数的值在零和I之间变化，使得当运行平均值电平低于指定的电平阈值Th(如图所示)时，增益常数被设置为常数1.0，以及当运行平均值电平低于电平阈值时被设置为零。本领域技术人员将理解，基于增益因子调节低频探测信号的电平是达到低频探测信号的电平向到音频信号的电平所需的运行调整或适配的多个选项之一。
[0081]在本发明的特定实施例中，基于增益因子调节低频探测信号的电平包括在电平阈值的交叉从增益常数的第一值到第二值的逐渐过渡，例如从1.0到零以及反之亦然。这种逐渐过渡有助于减少由突然开始或除去低频探测信号产生的可能可听假象。这个特性参照图7的波形图701和703被示出。上方的波形图701包括第一波形707，“增益I”图例，其示出了施加到先前实施例中的低频探测信号的前面所讨论的增益常数的值，具有O和1.0之间突然的过渡值。第二波形709，“增益2”图例，展现了增益系数的值，平滑电平转换在增益常数值O和1.0之间。第二波形709示出了每个增益恒定过渡之间的约20-25毫秒的中间衰落时间周期。当本增益恒定波形709乘以低频探测信号的时间波形时，后者所得的波形被描述为低频探测信号波形711，“跟踪音输出”图例。在这种情况下，正弦波低频探测信号呈现幅度在电平过渡逐渐增加或减少，使得波形形状具有先前讨论的优点。
[0082]在又一个本发明的实施例中，基于增益因子调节低频探测信号的电平的方法包括电平阈值交叉Th以及增益常数的实际过渡(例如，从1.0至零，或反之亦然)之间一定的预定时间延迟。该预定的时间延迟可以被看作是施加到增益系数调整或适应的保持功能或释放时间。增益因子过渡的时间延迟有助于减少由在应聘限号音乐信号的确定电平或电平估计上的重叠噪声或纹波引起的第一和第二值之间的快速随机增益值转换。该特性参照图8的波形图801和803示出。上方的波形图801对应于如上所述的波形图603。虚线椭圆806突出了增益常数的第一和第二值之间的增益过渡波形811。由于所述音频信号电平估计的噪声波形，该增益过渡波形811呈现围绕下降波形边缘811的多个随机增益过渡。在下方的波形图803上，这种现象由在缩放时标上描绘的相同的增益过渡波形811更清楚地示出。这些随机增益过渡都几乎在对应的增益转变波形811b被消除，其中预定的时间延迟被施加到增益值或因数过渡。时间延迟在本示例中约25毫秒，但是可以根据应用和音频信号的性质而有所不同，例如在10毫秒到100毫秒之间。
【主权项】
1.一种避免电动扬声器的音圈过热的方法，包括以下步骤: a)产生音频信号， b)将低频探测信号添加到所述音频信号，以产生包括音频信号分量和探测信号分量的复合扬声器驱动信号， c)将所述复合驱动信号施加给电动扬声器的音圈， d)检测流经音圈的探测电流分量的电平， e)将探测电流分量的检测电平和预定的探测电流的阈值进行比较，其中，预定的探测电流阈值对应于经由音圈电阻的已知温度依赖性的预定的音圈温度， f)响应于探测电流分量低于预定的探测电流阈值，衰减的音频信号的电平。2.根据权利要求1所述的避免音圈过热的方法，进一步包括步骤: g)估计所述音频信号的电平， h)依赖音频信号的估计电平，调整所述低频探测信号的电平。3.根据权利要求2所述的避免音圈过热的方法，包括: 如果所述音频信号的电平超过预定的电平阈值，设置所述低频探测信号的电平为第一固定电平；和 如果所述音频信号分量的电平低于预定的电平阈值，设置所述低频探测信号的电平为第二固定电平，小于所述第一固定电平小。4.根据权利要求3所述的避免音圈过热的方法，其中所述第二电平实质为零。5.根据权利要求3所述的避免音圈过热的方法，其中，从所述第一固定电平到第二固定电平的电平过渡或反之亦然，包括中间衰减周期，呈现按照电平变化的预定速率的电平的逐渐增加或减少。6.根据权利要求2所述的避免音圈过热的方法，其中，估计施加到音圈的所述音频信号的电平的步骤包括:估计流过所述音圈的音频电流分量的电平。7.根据权利要求2所述的避免音圈过热的方法，其中，在音频信号的频率范围上估计超过音频信号分量的电平。8.根据权利要求1所述的避免音圈过热的方法，其中，所述低频探测信号包括频率在0.5Hz和400Hz之间的正弦波，更优选为2Hz和200Hz之间。9.根据权利要求1所述的避免音圈过热的方法，其中，所述低频探测信号包括频率比电动扬声器的基本共振频率小至少五倍的正弦波。10.根据权利要求1所述的避免音圈过热的方法，其中，所述低频探测信号是的电动扬声器的音圈的热时间常数的一半或更少。11.根据权利要求1所述的避免音圈过热的方法，包括步骤: 由A/D转换器采样所述探测电流分量，以提供采样或数字探测电流分量。12.根据权利要求1所述的避免音圈过热的方法，其中步骤f)包括: 衰减所述音频信号的至少一个子带的电平。13.—种电动扬声器的音圈温度保护器包括: 音频信号输入，用于接收由音频信号源提供的音频信号， 探测信号源，用于产生低频探测信号， 信号组合器，配置为将所述音频信号与所述低频探测信号进行结合， 以提供包括音频信号分量和探测信号分量的复合扬声器驱动信号， 电流检测器，配置成用于响应复合扬声器驱动信号，检测流过音圈的探测电流分量的电平， 电流比较器，配置为将探测电流分量的检测电平与预定的探测电流阈值进行比较，其中，所述预定的探测电流阈值对应于经由音圈电阻的已知温度依赖性的预定音圈温度， 信号控制器，配置用于响应于探测电流分量超过预定的探测电流阈值，衰减音频信号的电平。14.根据权利要求13所述的音圈温度保护器，进一步包括: 电平检测器，被配置为检测所述音频信号的电平；和 所述探测信号源被配置为依赖所述音频信号的估计电平而调整所述低频探测信号的电平。15.根据权利要求13所述的音圈温度保护器，其中，所述电流比较器包括保持所述预定探测电流阈值的非易失性数据存储器。16.根据权利要求13所述的音圈温度保护器，其包括输出放大器，被配置成用于将所述复合信号驱动到所述电动扬声器的音圈。17.根据权利要求13所述的音圈温度保护器，包括具有所述探测信号源和所述信号组合器的软件可编程微处理器。18.根据权利要求16所述的音圈温度保护器，其中，所述输出放大器包括调制的脉冲密度和脉宽调制功率级中的一个。
【专利摘要】公开了用于电动扬声器的过热保护器和保护方法。音圈温度保护器包括用于接收音频信号的音频信号输入和用于产生低频探测信号的探测信号源。信号组合器被配置为结合音频信号与低频探测信号，以提供包括音频信号分量和探测信号分量的复合扬声器驱动信号。音圈温度保护器包括电流检测器和电流比较器，电流检测器被配置用于响应于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，电流比较器被配置为比较探测电流分量的检测电平与预定的探测电流阈值。预定的探测电流阈值对应于经由音圈电阻的已知温度依赖性的预定音圈温度。音圈温度保护器还包括信号控制器，其被配置用于响应于当前探测电流分量低于预定的探测电流阈值而衰减音频信号的电平。
【IPC分类】H04R29/00
【公开号】CN105516874
【申请号】CN201510648185
【发明人】K·S·贝尔塞森, K·斯特兰格
【申请人】亚德诺半导体集团
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年10月9日
【公告号】US20160105746