扬声器控制方法及装置制造方法及图纸

扬声器控制方法及装置，所述方法包括：获取输入的数字信号；对输入的数字信号分别进行滤波和缓冲处理，得到当前时刻的缓冲信号；基于当前时刻所述扬声器两端的电压信号和电流信号，对所述缓冲信号的增益进行调节，以将所述扬声器的结构性能参数控制在预设范围内。上述的方案，可以提高扬声器输出的音频信号的质量。

【技术实现步骤摘要】
扬声器控制方法及装置
本专利技术涉及通信
，特别是涉及一种扬声器控制方法及装置。
技术介绍
扬声器，是一种把电信号转变为声信号的换能器件，扬声器的性能优劣对音质的影响很大。一般情况下，在输入信号的功率较大时，扬声器会产生非线性失真或者导致音圈和振膜的损坏。现有技术一般通过降低输入信号功率的方式，来避免上述情况的发生。但是，这种扬声器控制方法，将扬声器输出信号的功率一直工作在额定功率以下，由于额定功率较小，且大部分的共振频率以下的音频信号被滤除，使得扬声器输出的音频信号的质量较差。
技术实现思路
本专利技术实施例解决的技术问题是提高扬声器输出的音频信号的质量。为解决上述问题，本专利技术实施例提供了一种扬声器控制方法，所述方法包括：获取输入的数字信号；对输入的数字信号分别进行滤波和缓冲处理，得到当前时刻的缓冲信号；基于当前时刻所述扬声器两端的电压信号和电流信号，对所述缓冲信号的增益进行调节，以将所述扬声器的结构性能参数控制在预设范围内。可选地，所述扬声器的结构性能参数包括音圈温度和振膜位移中至少一项。可选地，所述基于当前时刻所述扬声器两端的电压信号和电流信号，对所述缓冲信号的增益进行调节，包括：分别对所获取的实时电压信号和电流信号进行降采样处理；基于降采样后的电压信号和电流信号，分别计算得到当前时刻对音圈温度进行控制的温度增益系数和对振膜位移进行控制的位移增益系数；基于所述缓冲信号的电压和所述扬声器的功率放大器的最大允许电压，计算得到对所述缓冲信号的电压进行控制的信号增益系数；基于所述信号增益系数、温度增益系数和位移增益系数，计算得到所述缓冲信号的最终增益系数；采用所述最终增益系数对所述缓冲信号进行增益处理。可选地，所述基于降采样后的电压信号和电流信号，计算得到所述温度控制增益系数，包括：根据降采样后的电压信号和电流信号，计算得到音圈直流阻；采用计算得到的音圈直流阻，计算当前时刻的音圈温度；基于当前时刻的音圈温度和所述音圈的最大允许温度，计算得到所述温度增益系数。可选地，所述基于降采样后的电压信号和电流信号，计算得到当前时刻的位移增益系数，包括：采用降采样后的电压信号和电流信号，计算得到当前时刻的扬声器的阻抗传递函数；根据所述阻抗传递函数，确定所述扬声器的电压位移传递函数；根据所述扬声器的电压位移传递函数和降采样后的缓冲信号，计算得到当前时刻的振膜位移；基于当前时刻的振膜位移和所述振膜的最大允许位移，计算得到所述位移增益系数。可选地，在对当前时刻的输入信号进行滤波处理时，所使用的滤波器组中陷波器的中心频率为所述扬声器当前时刻的共振频率。可选地，所述扬声器当前时刻的共振频率采用如下的公式计算得到：其中，f0(n)表示扬声器第n时刻的共振频率，Z(n,f)为频域的阻抗传递函数，max(.)表示最大值，abs(.)表示复数的幅度。可选地，所述降采样后的电压信号和电流信号的采样率满足如下的公式：4·f0≤fs_ctrl≤10·f0，其中，fs_ctrl表示降采样后的电压信号和电流信号的采样率，f0表示所述扬声器在当前时刻的共振频率。可选地，采用如下的公式计算所述缓冲信号的最终增益系数：gtot(n)＝min(gs(n),gx(n))*gT(n)，其中，gtot(n)表示当前时刻所述缓冲信号的最终增益系数，gs(n)表示所述信号增益系数，gT(n)表示所述温度增益系数，gx(n)表示所述位移增益系数。本专利技术实施例还提供了一种扬声器控制装置，所述装置包括：获取单元，适于获取输入的数字信号；滤波处理单元，适于对输入的数字信号分别进行滤波处理；缓冲处理单元，适于对滤波处理后的信号进行缓冲处理，得到缓冲信号；增益处理单元，适于基于当前时刻所述扬声器两端的电压信号和电流信号，对所述缓冲信号的增益进行调节，以将所述扬声器的结构性能参数控制在预设范围内。可选地，所述扬声器的结构性能参数包括音圈温度和振膜位移中至少一项。可选地，所述增益处理单元包括：降采样子单元，适于分别对所获取的实时电压信号和电流信号进行降采样处理；温度控制子单元，适于基于降采样后的电压信号和电流信号，计算得到当前时刻对音圈温度进行控制的温度增益系数；位移控制子单元，适于基于降采样后的电压信号和电流信号，计算得到当前时刻对振膜位移进行控制的位移增益系数；信号控制子单元，适于基于所述缓冲信号的电压和所述扬声器的功率放大器的最大允许电压，计算得到对所述缓冲信号的电压进行控制的信号增益系数；计算子单元，适于基于所述信号增益系数、温度增益系数和位移增益系数，计算得到所述缓冲信号的最终增益系数；增益处理子单元，适于采用所述最终增益系数对所述缓冲信号进行增益处理。可选地，所述温度控制子单元适于根据降采样后的电压信号和电流信号，计算得到音圈直流阻；采用计算得到的音圈直流阻，计算当前时刻的音圈温度；基于当前时刻的音圈温度和所述音圈的最大允许温度，计算得到所述温度增益系数。可选地，所述位移控制子单元适于采用降采样后的电压信号和电流信号，计算得到当前时刻的扬声器的阻抗传递函数；根据所述阻抗传递函数，确定所述扬声器的电压位移传递函数；根据所述扬声器的电压位移传递函数和降采样后的缓冲信号，计算得到当前时刻的振膜位移；基于当前时刻的振膜位移和所述振膜的最大允许位移，计算得到所述位移增益系数。可选地，所述滤波处理单元在对当前时刻的输入信号进行滤波处理时，所使用的滤波器组中陷波器的中心频率为所述扬声器当前时刻的共振频率。可选地，所述扬声器当前时刻的共振频率采用如下的公式计算得到：其中，f0(n)表示扬声器第n时刻的共振频率，Z(n,f)为频域的阻抗传递函数，max(.)表示最大值，abs(.)表示复数的幅度。可选地，所述降采样后的电压信号和电流信号的采样率满足如下的公式：4·f0≤fs_ctrl≤10·f0，其中，fs_ctrl表示降采样后的电压信号和电流信号的采样率，f0表示所述扬声器在当前时刻的共振频率。可选地，所述计算子单元适于采用如下的公式计算当前时刻的增益系数：gtot(n)＝min(gs(n),gx(n))*gT(n)，其中，gtot(n)表示当前时刻所述缓冲信号的增益系数，gs(n)表示所述信号增益系数，gT(n)表示所述温度增益系数，gx(n)表示所述位移增益系数。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下的优点：上述的方案，通过扬声器两端反馈的电压信号和电流信号，对当前时刻的输入信号的增益进行控制，可以在输入信号的功率在高于扬声器的额定功率时，确保扬声器安全工作，并可以提升音频信号的输出质量，提升用户的使用体验。进一步地，通过扬声器两端反馈的电压信号和电流信号，可以对扬声器的音圈温度和振膜位移控制在预设的范围内，以避免扬声器的损坏，可以提高扬声器工作的安全性。进一步地，在对当前时刻输入的音频信号进行滤波处理，将陷波器的中心频率设置扬声器在当前时刻的共振频率，可以调整共振频率对位移的影响和共振频率附近的频率响应，进而可以提高输出的音频信号质量。进一步地，在对降采样处理后的电压信号和电流信号进行采样时，将采样频率控制在所述扬声器当前时刻的共振频率的4倍和10倍之间，可以降低计算量，节约计算资源。附图说明图1是本专利技术实施例中的一种扬声器控制方法的流程图；图2是本专利技术实施例中的另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扬声器控制方法，其特征在于，包括：获取输入的数字信号；对输入的数字信号分别进行滤波和缓冲处理，得到当前时刻的缓冲信号；基于当前时刻所述扬声器两端的电压信号和电流信号，对所述缓冲信号的增益进行调节，以将所述扬声器的结构性能参数控制在预设范围内。

【技术特征摘要】
1.一种扬声器控制方法，其特征在于，包括：获取输入的数字信号；对输入的数字信号分别进行滤波和缓冲处理，得到当前时刻的缓冲信号；基于当前时刻所述扬声器两端的电压信号和电流信号，对所述缓冲信号的增益进行调节，以将所述扬声器的结构性能参数控制在预设范围内。2.根据权利要求1所述的扬声器控制方法，其特征在于，所述扬声器的结构性能参数包括音圈温度和振膜位移中至少一项。3.根据权利要求2所述的扬声器控制方法，其特征在于，所述基于当前时刻所述扬声器两端的电压信号和电流信号，对所述缓冲信号的增益进行调节，包括：分别对所获取的实时电压信号和电流信号进行降采样处理；基于降采样后的电压信号和电流信号，分别计算得到当前时刻对音圈温度进行控制的温度增益系数和对振膜位移进行控制的位移增益系数；基于所述缓冲信号的电压和所述扬声器的功率放大器的最大允许电压，计算得到对所述缓冲信号的电压进行控制的信号增益系数；基于所述信号增益系数、温度增益系数和位移增益系数，计算得到所述缓冲信号的最终增益系数；采用所述最终增益系数对所述缓冲信号进行增益处理。4.根据权利要求3所述的扬声器控制方法，其特征在于，所述基于降采样后的电压信号和电流信号，计算得到所述温度控制增益系数，包括：根据降采样后的电压信号和电流信号，计算得到音圈直流阻；采用计算得到的音圈直流阻，计算当前时刻的音圈温度；基于当前时刻的音圈温度和所述音圈的最大允许温度，计算得到所述温度增益系数。5.根据权利要求3所述的扬声器控制方法，其特征在于，所述基于降采样后的电压信号和电流信号，计算得到当前时刻的位移增益系数，包括：采用降采样后的电压信号和电流信号，计算得到当前时刻的阻抗传递函数；根据所述阻抗传递函数，确定所述扬声器的电压位移传递函数；根据所述扬声器的电压位移传递函数和降采样后的缓冲信号，计算得到当前时刻的振膜位移；基于当前时刻的振膜位移和所述振膜的最大允许位移，计算得到所述位移增益系数。6.根据权利要求5所述的扬声器控制方法，其特征在于，在对当前时刻的输入信号进行滤波处理时，所使用的滤波器组中陷波器的中心频率为所述扬声器在当前时刻的共振频率。7.根据权利要求6所述的扬声器控制方法，其特征在于，所述扬声器当前时刻的共振频率采用如下的公式计算得到：其中，f0(n)表示扬声器第n时刻的共振频率，Z(n,f)为频域的阻抗传递函数，max(.)表示最大值，abs(.)表示复数的幅度。8.根据权利要求7所述的扬声器控制方法，其特征在于，所述降采样后的电压信号和电流信号的采样率满足如下的公式：4·f0≤fs_ctrl≤10·f0，其中，fs_ctrl表示降采样后的电压信号和电流信号的采样率，f0表示所述扬声器在当前时刻的共振频率。9.根据权利要求3所述的扬声器控制方法，其特征在于，采用如下的公式计算所述缓冲信号的最终增益系数：gtot(n)＝min(gs(n),gx(n))*gT(n)，其中，gtot(n)表示当前时刻所述缓冲信号的最终增益系数，gs(n)表示所述信号增益系数，gT(n)表示所述温度增益系数、gx(n)表示所述位移增益系数。10.一种扬声器控制装置，其特征在于，包括：获取单元，适于获取输入的数字...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋斌，纪伟，吴晟，林福辉，
申请(专利权)人：展讯通信上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31