用于控制扬声器的设备制造技术

本发明专利技术涉及用于对壳体中的扬声器(14)进行控制的设备，包括：‑用于待重现的音频信号(Saudio_ref)的输入；‑用于提供来自扬声器的激励信号的输出；该设备包括控制单元，控制单元包括：‑用于根据待重现的音频信号(Saudio_ref)和壳体的结构来计算扬声器膜片的单个所期望的动态值(Aref)的装置(24，25)；‑用于基于单个所期望的动态值(Aref)来计算扬声器膜片在每一时刻的多个所期望的动态值(Aref，dAref/dt，Vref，Xref)的装置(26)；‑扬声器的机械模型(36)；以及‑用于根据扬声器的机械模型(36)和所期望的动态值(Aref，dAref/dt，Vref，Xref)来计算在没有反馈环路情况下在每一时刻的激励信号的装置(70，80，90)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于对壳体(enclosure)中的扬声器进行控制的设备，该设备包括：-用于待重现的音频信号的输入；-用于来自扬声器的激励信号的输出；
技术介绍
扬声器是将电信号转换成声信号的电磁设备。它们引进了可以大大影响所获得的声信号的非线性失真。已经提出了许多方案来对扬声器进行控制，以便于能够通过适当的命令来消除在扬声器的行为中的失真。为了实现能够使扬声器的操作线性化的束缚(enslavement)，第一类型的方案使用了机械传感器，典型地为麦克风。这种技术的主要缺陷在于：设备的机械体积大且不规范化，以及成本高。例如在文献EP1351543、US6684204、US2010/0172516和US5694476中描述了上述方案的示例。为了避免使用不想要的机械传感器，已经考虑了开环类型的控制。它们不需要高成本的传感器。它们可选择地仅使用了横跨扬声器的各端子所施加的电压和/或电流的测量。例如在文献US6058195和US8023668中描述了上述方案。然而上述这些方案存在缺陷：没有将在扬声器的一组非线性考虑在内，这些系统安装复杂并且对于从等效的扬声器中获得的校正过的行为不提供的完全的自由选择。文献US6058195使用了所谓的具有电流控制的“镜像滤波器”技术。该技术能够消除非线性以获得预定的模式。所实施的估计器E产生测量到的电压和通过模型预测的电压之间的误差信号。由参数U的更新电路来使用该误差。根据所估计的参数的数目，在正常工作条件下，参数向其真值的收敛是非常不可能发生的。US8023668提出了相对于扬声器的所期望的行为来抵消扬声器的不想要的行为的开环控制模型。为此，通过相对于扬声器的所期望的行为来抵消扬声器的不想要的行为的附加电压来校正施加在扬声器上的电压。通过扬声器模型的离散时间离散化来进行控制算法。这使得能够预测膜片在随后的时间中将具有的位置，并将该位置与所期望的位置进行比较。该算法因此在扬声器的所期望的模型和扬声器的模型之间执行了一种无限增益束缚，以使扬声器进行所期望的行为。正如在之前的文献中，命令实现了在每一时刻所计算的并被添加到输入信号的校正，尽管在文献US8023668中该校正并没有实现闭环反馈环路。用于对添加到输入信号的校正进行计算的机制实现起来复杂，并且所获得的结果有时并不令人满意，对于一定操作条件或输入信号的一定形状来说，校正模型证明并不合适或者并没有效果。
技术实现思路
本专利技术旨在通过添加校正信号来提出不存在与输入信号的修改有关的缺陷的对扬声器的符合要求的控制，其中通过在每一时刻在所期望的模型和扬声器的模型之间的比较来计算该校正信号。为此，本专利技术涉及一种前述类型的扬声器控制设备，其特征在于：所述设备包括控制单元，所述控制单元包括：-用于基于所述待重现的音频信号和所述壳体的结构来计算所述扬声器膜片的所期望的动态值的装置；-用于仅基于所述所期望的动态值来计算所述扬声器膜片在每一时刻的多个所期望的动态值的装置；-扬声器的机械模型装置；以及-用于根据所述扬声器的机械模型和所期望的动态值计算在没有反馈环路的情况下所述扬声器在每一时刻的激励信号的装置。根据特定实施例，控制设备包括如下特征中的一个或多个：-所述控制单元进一步包括所述扬声器的电气模型，并且用于计算在每一时刻的激励信号的装置能够进一步基于所述扬声器的电气模型来计算所述激励信号；-所述扬声器的电气模型将考虑以下因素：-表示所述扬声器的磁损耗的电阻；-表示所述扬声器中由福柯电流效应引起的寄生电感的电感；-基于在所述扬声器中流通的强度，所述扬声器的电气模型将所述扬声器线圈的电感的变化考虑在内；-基于所述线圈膜片的位置，所述扬声器的电气模型将所述扬声器线圈的电感的变化考虑在内；-基于在所述扬声器中流通的强度，所述扬声器的电气模型将由所述扬声器线圈捕获的磁通量的变化考虑在内；-基于所述线圈膜片的位置，所述扬声器的电气模型将由所述扬声器线圈捕获的磁通量的变化考虑在内；-基于在所述扬声器中流通的强度，所述扬声器的电气模型将所述扬声器线圈的电感相对于时间的导数的变化考虑在内；-基于所述线圈膜片的位置，所述扬声器的电气模型将所述扬声器线圈的电感相对于时间的导数的变化考虑在内；-基于所述扬声器的磁路的所测量的温度，所述扬声器的电气模型将所述扬声器线圈的电阻的变化考虑在内；-基于在所述扬声器线圈中测量的强度，所述扬声器的电气模型将所述扬声器线圈的电阻的变化考虑在内；-所述用于基于待重现的音频信号来计算所期望的动态值的装置包括至少一个有界积分器，所述至少一个有界积分器的特征在于截止频率，所述截止频率将积分限制在比所述截止频率低的有用带宽中；-所述多个所期望的动态值为四个函数在给定时刻的一组值，所述四个函数为同一函数的不同阶导数；-所述用于计算所期望的动态值的装置能够通过所述待重现的音频信号的积分和/或求导来提供对所期望动态值的计算；-所述用于根据所期望动态值计算在没有反馈环路的情况下的所述激励信号的装置能够提供对如下的代数计算：所述线圈中的所期望的电流的强度，和所述线圈的所期望的电流的强度相对于时间的导数；-所述扬声器的机械模型将所述扬声器的机械摩擦考虑在内，并且所述设备包括装置以使当所述所期望的动态值中的至少一个趋向于预定值时，所述电阻根据趋向于无穷的线性递增函数而取决于所述所期望动态值中的至少一个；-所述多个所期望的动态值包括所述扬声器膜片的加速度和所述扬声器膜片的位置，并且所述设备包括用于在预定的时间间隔内限制所述加速度的装置以限制超过预定值的、所述膜片的位置的漂移；-所述用于计算扬声器膜片的动态值的装置能够应用与恒等(l'identité)不同的校正，并且将与相对于所述扬声器膜片的动态值不同的所述壳体的结构动态值考虑在内；-所述壳体包括通风孔，所述壳体的结构动态值包括被壳体所移动的空气的位置的预定阶的至少一个导数；-所述壳体的结构动态值包括被所述壳体所移动的空气的位置；-所述壳体的结构动态值包括被壳体所移动的空气的速度；-所述壳体为通风壳体，并且所述壳体的结构动态值取决于以下参数中的至少一个：-所述壳体的声学泄露系数-与所述通风孔中的空气质量等效的电感-所述壳体中的空气的顺应性；所述壳体是无源辐射器壳体，并且所述壳体的结构动态值取决于以下参数中的至少一个：-所述壳体的声学泄露系数-与所述无源辐射器的膜片质量等效的电感-所述壳体中的空气的顺应性-所述无源辐射器的机械损耗-所述膜片的机械顺应性。附图说明阅读以下仅作为示例而提供的并参照附图进行的描述将更好地理解本专利技术，在附图中：-图1为声音检索设施(installation)的示意图；-图2为示出用于该设施的所期望的声音检索模型的曲线图；-图3为扬声器控制单元的示意图；-图4为用于计算参考动态值的单元的详细示意图；-图5为表示扬声器的机械建模以使可以在封闭的壳体中对扬声器进行控制的电路图；-图6为表示扬声器的电气模型以使可以对扬声器进行控制的电路图；-图7为用于扬声器的电阻的开环估计单元的第一实施例的示意图；-图8为扬声器热模型的电路图；-图9为与图7的示意图等同的、用于扬声器的电阻的闭环估计单元的可替换的实施例的示意图；-图10为结构调整单元的详细示意图；-图11为与图5的示意图等同的、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对壳体中的扬声器(14)进行控制的设备，包括：‑用于待重现的音频信号(Saudio_ref)的输入；‑用于提供用于扬声器的激励信号的输出；其特征在于：所述设备包括控制单元，所述控制单元包括：‑用于基于所述待重现的音频信号(Saudio_ref)和所述壳体的结构来计算所述扬声器膜片的所期望的动态值(Aref)的装置(24，25)；‑用于仅基于所述所期望的动态值(Aref)来计算所述扬声器膜片在每一时刻的多个所期望的动态值(Aref，dAref/dt，Vref，Xref)的装置(26)；‑扬声器的机械模型(36)；以及‑用于根据所述扬声器的机械模型(36)和所述所期望的动态值(Aref，dAref/dt，Vref，Xref)计算在没有反馈环路的情况下所述扬声器在每一时刻的激励信号的装置(70，80，90)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.26 FR 14515641.一种用于对壳体中的扬声器(14)进行控制的设备，包括：-用于待重现的音频信号(Saudio_ref)的输入；-用于提供用于扬声器的激励信号的输出；其特征在于：所述设备包括控制单元，所述控制单元包括：-用于基于所述待重现的音频信号(Saudio_ref)和所述壳体的结构来计算所述扬声器膜片的所期望的动态值(Aref)的装置(24，25)；-用于仅基于所述所期望的动态值(Aref)来计算所述扬声器膜片在每一时刻的多个所期望的动态值(Aref，dAref/dt，Vref，Xref)的装置(26)；-扬声器的机械模型(36)；以及-用于根据所述扬声器的机械模型(36)和所述所期望的动态值(Aref，dAref/dt，Vref，Xref)计算在没有反馈环路的情况下所述扬声器在每一时刻的激励信号的装置(70，80，90)。2.根据权利要求1所述的用于对扬声器(14)进行控制的设备，其特征在于：所述控制单元进一步包括所述扬声器的电气模型(38)，并且用于计算在每一时刻的激励信号的装置(70，80，90)能够进一步基于所述扬声器的电气模型(38)来计算所述激励信号。3.根据权利要求2所述的用于对扬声器(14)进行控制的设备，其特征在于：所述扬声器的电气模型(38)将以下因素考虑在内：-表示所述扬声器的磁损耗的电阻(R2)；-表示所述扬声器中由福柯电流效应引起的寄生电感的电感(L2)。4.根据权利要求2或3所述的用于对扬声器(14)进行控制的设备，其特征在于：基于在所述扬声器中流通的强度(i)，所述扬声器的电气模型(38)将所述扬声器线圈的电感(Le)的变化考虑在内。5.根据权利要求2至4中任一项中所述的用于对扬声器(14)进行控制的设备，其特征在于：基于所述线圈膜片的位置(x)，所述扬声器的电气模型(38)将所述扬声器线圈的电感(Le)的变化考虑在内。6.根据权利要求2至5中任一项中所述的用于对扬声器(14)进行控制的设备，其特征在于：基于在所述扬声器中流通的强度(i)，所述扬声器的电气模型(38)将由所述扬声器线圈捕获的磁通量(BI)的变化考虑在内。7.根据权利要求2至6中任一项中所述的用于对扬声器(14)进行控制的设备，其特征在于：基于所述线圈膜片的位置(x)，所述扬声器的电气模型(38)将由所述扬声器线圈捕获的磁通量(BI)的变化考虑在内。8.根据权利要求2至7中任一项中所述的用于对扬声器(14)进行控制的设备，其特征在于：基于在所述扬声器中流通的强度(i)，所述扬声器的电气模型(38)将所述扬声器线圈的电感相对于时间的导数(g(x，i))的变化考虑在内。9.根据权利要求2至8中任一项中所述的用于对扬声器(14)进行控制的设备，其特征在于：基于所述线圈膜片的位置(x)，所述扬声器的电气模型(38)将所述扬声器线圈的电感相对于时间的导数(g(x，i))的变化考虑在内。10.根据权利要求2至9中任一项中所述的用于对扬声器(14)进行控制的设备，其特征在于：基于所述扬声器的磁路的所测量的温度(Tm_mesurée)，所述扬声器的电气模型(38)将所述扬声器线圈的电阻(Re)的变化考虑在内。11.根据权利要求2至9中任一项中所述的用于对扬声器(14)进行控制的设备，其特征在于：基于在所述扬声器线圈中测量的强度(Imesurée)，所述扬声器的电气模型(38)将所述扬声器线圈的电阻(Re)的变化考虑在内。12.根据前述权利要求中任一项所述的用于对扬声器(14)进行控制的设备，其特征在于：所述用于基于待重现的音频信号来计算所期望的动态值(Aref，dAre...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃杜拉多·曼德斯，皮埃尔埃马纽埃尔·卡莫，安托万·佩罗夫，让鲁普·阿弗雷内，
申请(专利权)人：帝瓦雷公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR