扩音器增强制造技术

本发明专利技术涉及扩音器增强。一个实例包含一种系统(100)，其包括扬声器(120)、放大器(110)、电流传感器(140)及补偿器电路(130)。所述扬声器(120)响应于扬声器输入(117)处接收的经放大模拟输入信号而产生音频。所述放大器(110)接收模拟音频输入信号(VIN)且将所述经放大模拟音频输入信号提供到所述扬声器输入(117)。所述电流传感器(140)感测通过所述扬声器(120)的电流且提供指示所述电流的电流传感器信号(125)。所述补偿器电路(130)将传递函数(132)应用于所述电流传感器信号(125)以将补偿信号(135)作为反馈提供到所述模拟音频输入信号(VIN)中，所述传递函数(132)匹配所述扬声器(120)的电阻(RE)及电感(LE)中的至少一者。

【技术实现步骤摘要】
扩音器增强
本专利技术大体上涉及扩音器，且更具体来说，涉及一种增强型扩音器。
技术介绍
扩音器是将模拟电音频信号转换成对应声音的电声换能器。扩音器可包含音圈、磁体及振动膜。音频信号施加到音圈，这导致振动膜使锥体高速来回移动以产生声波。这些声波可调谐到共振频率以经由使用高质量材料为用户产生更愉悦的声音。举例来说，将扩音器安装在适当设计的扬声器箱中往往会为用户带来更愉悦的声音。此外，可选择高质量振动膜材料以最大化音质。也可通过使用调节音频信号内的频率分量的均衡器来调谐声波，以便为用户产生更愉悦的声音。用以最大化音质的又一技术是将预失真注入到音频信号中，以消除可能由扩音器产生失真的音频信号部分。
技术实现思路
一个实例包含一种系统，其包括扬声器、放大器、电流传感器及补偿器电路。所述扬声器响应于扬声器输入处接收的经放大模拟输入信号而产生音频。所述放大器接收模拟音频输入信号且将所述经放大模拟音频输入信号提供到所述扬声器输入。所述电流传感器感测通过所述扬声器的电流且提供指示所述电流的电流传感器信号。所述补偿器电路将传递函数应用于所述电流传感器信号以将补偿信号作为反馈提供到所述模拟音频输入信号中，所述传递函数匹配所述扬声器的电阻及电感中的至少一者。另一实例包含一种方法。所述方法包含响应于扬声器输入处接收的经放大模拟输入信号而使用扬声器产生音频。所述方法进一步包含放大模拟音频输入信号以将经放大模拟音频输入信号提供到所述扬声器输入。所述方法进一步包含感测通过所述扬声器的电流且提供指示所述电流的电流传感器信号。所述方法进一步包含将传递函数应用于所述电流传感器信号以提供补偿信号，所述补偿信号作为反馈注入到所述正放大的模拟音频输入信号中，所述传递函数匹配所述扬声器的电阻及电感中的至少一者。另一实例包含另一系统，所述系统包括扬声器、缩放器、放大器、电流传感器及补偿器电路。所述扬声器响应于扬声器输入处接收的第二经放大模拟输入信号而产生音频。所述缩放器使模拟音频输入信号衰减且提供经衰减模拟音频输入信号。所述放大器接收所述经衰减模拟音频输入信号且将所述经放大模拟音频输入信号提供到所述扬声器输入。所述电流传感器感测通过所述扬声器的电流且提供指示所述电流的电流传感器信号。所述补偿器电路将传递函数应用于所述电流传感器信号以将补偿信号作为反馈提供到所述经衰减模拟音频输入信号中，所述传递函数匹配所述扬声器的电阻及电感中的至少一者。附图说明图1说明包含补偿器电路的实例扬声器系统。图2说明包含补偿器电路的另一实例系统。图3说明示出包含补偿器的扬声器系统的实例电路图。图4说明示出包含补偿器电路的另一系统的实例电路图。图5A到5D说明示出在实施及不实施补偿器电路时扬声器系统的性能的实例图表。图6说明根据扬声器系统的频率而变化的失真的实例图表。图7A到7H说明示出在实施及不实施补偿器电路时扬声器系统的性能的更多实例图表。图8说明对扬声器提供补偿信号的实例方法。具体实施方式本专利技术涉及一种增强型扩音器。实例实施例包含一种系统，其包含扬声器、放大器、电流传感器及补偿器电路。所述扬声器响应于扬声器输入处接收的经放大模拟输入信号而产生音频。所述放大器接收模拟音频输入信号且将经放大模拟音频输入信号提供到所述扬声器输入。所述电流传感器感测通过所述扬声器的电流且提供指示所述电流的电流传感器信号。所述补偿器电路将传递函数应用于所述电流传感器信号以提供补偿信号，所述补偿信号(例如，作为反馈)馈入到所述模拟音频输入信号中。所述补偿器电路的所述传递函数经配置以匹配所述扬声器的电阻及/或电感。所述补偿器电路还可应用增益以调节注入到所述模拟音频输入信号中的所述补偿信号的振幅。经组合信号由放大器放大以驱动所述扬声器。与倾向于利用较昂贵的高质量材料及扩音器箱以产生相当高质量声音的现有方法相比，以这种方式配置扩音器系统有助于以最小额外费用产生高质量声音。实例实施例帮助增大音量同时减少扬声器的振动膜的极端位移，扬声器的振动膜的极端位移可能导致损坏扬声器。举例来说，当系统实施为微型扬声器(例如耳塞型扬声器或移动电话扬声器)时，减小振动膜移动会减轻对振动膜的损坏。此外，本文中所揭示的实例实施例提供一种扩音器，其例如在低音扬声器及超低音扬声器中产生低音失真，同时在扬声器的有用频率范围内产生相等声级。举例来说，实例实施例提供适于不同扬声器类型的扬声器均衡，调节扬声器变化(其中扬声器线性度大于约10dB)，对于给定线性度生成更多声音且将扬声器线性度一直提高到共振频率。图1说明包含补偿器电路130以增强由扬声器120产生的可听声音的实例系统(例如，扩音器系统)100。系统100包含放大器110，所述放大器110接收包含模拟音频输入信号VIN及补偿信号135两者的输入105。举例来说，音频输入VIN及补偿信号135可经由导电线(例如，导线或迹线)来提供。放大器110放大这个组合模拟音频输入信号VIN及补偿信号以在其输出(例如，对应于导线或迹线)115处产生经组合输入信号的放大版本。在实例实施例中，放大器110是线性D类放大器。系统100进一步包含扬声器120。举例来说，扬声器120包含音圈、磁体及振动膜。扬声器120包含扬声器输入117，所述扬声器输入117用以经由输出115接收放大器110产生的经放大模拟输入信号。扬声器120响应于接收到经放大模拟输入信号而产生可听声音。举例来说，经放大模拟输入信号驱动音圈，这引起振动膜使相关联锥体来回移动以产生对应于可听声音的声波。扬声器120具有可包含电阻及/或电感的阻抗。在一些实例中，扬声器120具有4欧姆、6欧姆或8欧姆的阻抗。系统100进一步包含电流传感器140，所述电流传感器140用以感测通过扬声器120的电流。电流传感器140与扬声器120串联耦合，例如连接到扬声器120的扬声器输出122。电流传感器140经连接以将经感测扬声器电流的指示提供到补偿器电路130。电流传感器140感测通过扬声器120的电流量且产生提供到补偿器电路130的电流传感器信号125。在一实例中，电流传感器140可为基于分流电阻器的电流传感器、磁通量闸门电流传感器或能够感测通过扬声器120的电流量的任何其它类型的电流传感器。补偿器电路130增强由扬声器120产生的可听声音。在图1的实例中，补偿器电路130耦合在扬声器输出122与放大器输入105之间。在实例实施例中，补偿器电路130将电流传感器140并入到单个电路中。补偿器电路130响应于从电流传感器140接收的电流传感器信号125且基于补偿器电路130的传递函数132而产生补偿信号135。举例来说，补偿电路130将传递函数132应用于电流传感器信号125以产生补偿信号135，所述补偿信号135注入到提供到放大器110的音频输入中。传递函数132因此可经配置以基于扬声器120的阻抗Z及预定增益因子(例如，小于单位增益)提供反馈。举例来说，扬声器的传递函数132可经配置以基于系统100中的扬声器120的阻抗特性实施电感补偿、电阻补偿或电感补偿与电阻补偿的组合。另外，补偿器电路可应用对应于例如本文中所揭示的放大系数α的增益因子。补偿器电路130输出补偿信号135，其中所述补偿信号作为反馈注入到信号输入105上的模拟音频输入信号VI本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，其包括：扬声器，其响应于扬声器输入处接收的经放大模拟输入信号而产生音频；放大器，其接收模拟音频输入信号且将所述经放大模拟音频输入信号提供到所述扬声器输入；电流传感器，其感测通过所述扬声器的电流且提供指示所述电流的电流传感器信号；及补偿器电路，其根据所述电流传感器信号应用传递函数以将补偿信号作为反馈提供到所述模拟音频输入信号中，所述传递函数匹配所述扬声器的电阻及电感中的至少一者。

【技术特征摘要】
2017.05.02 US 15/584,5321.一种系统，其包括：扬声器，其响应于扬声器输入处接收的经放大模拟输入信号而产生音频；放大器，其接收模拟音频输入信号且将所述经放大模拟音频输入信号提供到所述扬声器输入；电流传感器，其感测通过所述扬声器的电流且提供指示所述电流的电流传感器信号；及补偿器电路，其根据所述电流传感器信号应用传递函数以将补偿信号作为反馈提供到所述模拟音频输入信号中，所述传递函数匹配所述扬声器的电阻及电感中的至少一者。2.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括缩放器，所述缩放器用以使所述模拟音频输入信号衰减且将经衰减模拟音频输入信号提供到第一放大器。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述补偿器电路包含近似等于所述扬声器的电阻的电阻器。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述补偿器电路包含近似等于所述扬声器的电感的电感器。5.根据权利要求3所述的系统，其中所述放大器是第一放大器，其中所述补偿电路进一步包括第二放大器，所述第二放大器用以放大所述电阻器的输出且产生所述补偿信号。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述第二放大器应用根据在从约0.7到约0.8的范围内的增益系数的增益以抑制所述补偿信号。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述放大器是线性D类放大器。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述电流传感器是分流电阻器电流传感器或磁通量闸门电流传感器。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述扬声器是微型扬声器，且所述补偿电路经配置以提供所述补偿信号以减小所述微型扬声器的位移。10.根据权利要求1所述的系统，其中所述扬声器是低音扬声器，且所述补偿电路经配置以提供所述补偿器信号以减轻由所述低音扬声器产生的所述音频的低音失真。11.根据权利要求1所述的系统，其中所述补偿电路平坦化所述扬声器的声压级。12.根据权利要求1所述的系统，其中所述补偿电路提高所述扬声器的相位线性度。13.一种方法，其包括：响应于扬声器输入处接收的经放大模拟输入信号而使用扬声器产生音频；放大模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉赫米·赫扎尔，拉詹·纳拉辛汉，斯里纳特·拉马斯瓦米，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国,US