向多音圈电动声学换能器施加声音信号的系统和方法技术方案

向多音圈电动声学换能器施加声音信号的系统和方法。提出了一种换能器系统，该换能器系统包括电动声学换能器(1)，该电动声学换能器具有振膜(3)、以电方式串联切换的多个音圈(7、8)和磁路系统(9、10、11)，其中，仅串联连接的音圈(7、8)的外接头/端子(T2)电连接至放大器(17)的音频输出端。此外，提出了一种用于向电动声学换能器(1)馈送声音信号的方法，其中，通过只经由串联连接的音圈(7、8)的外接头/端子(T2)的音频信号来驱动音圈(7、8)。

System and method for applying voice signals to multi tone electroacoustic transducers

System and method for applying acoustic signals to multichannel electroacoustic transducers. A transducer system consisting of an electroacoustic transducer (1) having a diaphragm (3), a plurality of voice coils (7, 8) switched in series electrically, and a magnetic circuit system (9, 10, 11) in which only the external connector/terminal (T2) of the voice coil (7, 8) connected in series is electrically connected to the sound of the amplifier (17) is presented. Frequency output terminal. In addition, a method for feeding sound signals to an electroacoustic transducer (1) is proposed, in which the voice coils (7, 8) are driven by audio signals only through the external connectors/terminals (T2) of the voice coils (7, 8) connected in series.

【技术实现步骤摘要】
向多音圈电动声学换能器施加声音信号的系统和方法
本专利技术涉及一种换能器系统，该换能器系统包括：具有振膜的电动声学换能器、粘接至该振膜的音圈排布结构、以及磁路系统，该磁路系统被设计成生成横切于该音圈排布结构的缠绕线的纵向的磁场。所述音圈排布结构包括以电方式串联切换的多个音圈，具体为两个音圈。而且，本专利技术涉及一种用于向上述种类的电动声学换能器施加声音信号的方法。
技术介绍
上述种类的换能器系统和方法通常是现有技术所已知的。关于这点，US2014/321690A1公开了一种音频系统，其包括连接至第一驱动器电路和第二驱动器电路的电声换能器。该电声换能器包括堆叠在第二音圈上的第一音圈，第二音圈机械连结至振膜的，并且这些音圈在由极板聚焦的永磁体的磁场中振荡。第一音圈和第二音圈在磁零位处与极板机械地对称布置。US2014/321690A1中公开的换能器系统和方法的缺点是需要使用两个单独的放大器以向电动声学换能器提供声音信号。因此，技术复杂性和成本相当高，而换能器系统的可靠性相当低。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是克服现有技术的缺点并提供一种用于向电动声学换能器提供声音信号的改进换能器系统和方法。特别是降低技术复杂性和成本，而同时增加可靠性。本专利技术的问题通过如开头段落中所定义的换能器系统来解决，其中，仅音圈排布结构/串联连接的音圈的外接头/端子电连接至放大器的音频输出端。换句话说，音圈排布结构只经由音圈排布结构/串联连接的音圈的外接头/端子电连接至放大器的音频输出端。放大器可以是驱动电路的一部分，然后驱动电路也是所述换能器系统的一部分。而且，本专利技术的问题通过如开头段落中所定义的方法来解决，其中，音圈排布结构通过只经由所述音圈排布结构/串联连接的音圈的外接头/端子的音频信号来驱动。换句话说，由声音信号引起的电流流入所述音圈排布结构的第一外接头/端子，顺序地通过每个音圈并流出音圈排布结构的第二外接头/端子。通过上述措施，降低了换能器系统的技术复杂性和用于生产换能器系统的成本。同时增加了可靠性。具体来说，减少了电动声学换能器的布线。特别地，针对音圈排布结构的外接头/端子的电连接是放大器与音圈排布结构之间的仅有的电连接。具体而言，所述换能器此外可以由单个放大器的音频信号来驱动。在这种情况下，所述音圈排布结构电连接至仅单个放大器的音频输出端。通过消除需要针对所述音圈排布结构的每个音圈的分离放大器，可靠性可以大大增加。针对具有两个音圈的音圈排布结构，换能器系统的放大部分出故障的风险降低了50％。如果音圈排布结构包括两个以上的音圈，那么这个因素更得以增加。一般来说，所提出的换能器系统和方法涉及具有两个或更多个音圈的电动声学换能器。放大器可以是具有一个声音输出端和接地的单极性放大器。在这种情况下，所述音圈排布结构/串联连接的音圈的一个外接头/端子电连接至所述放大器的音频输出端，而另一个外接头/端子接地。然而，所述放大器也可以是具有两个专用声音输出端的双极型放大器。在这种情况下，所述音圈排布结构/串联连接的音圈的一个外接头/端子电连接至所述放大器的第一音频输出端，而另一个外接头/端子连接至另外的第二音频输出端。一般来说，放大器可能有更多的放大级。在这种情况下，出于本公开的关注，不考虑中间级的输出端具有“音频输出端”。该“音频输出端”是最后一级的输出端，其最终连接至所述换能器。在下面的描述和附图中，所公开种类的音频换能器的进一步的细节和优点将变得显而易见。有利地，两个音圈之间的连接点电连接至所述放大器或电子电路的输入端(特别是，驱动电路的输入端)。以这种方式，所述连接点处的电压可以被用于控制所述换能器系统。具体而言，可以检测和校正所述音圈排布结构相对于磁零位的偏移或磁零位自身。具体来说，在上述情况下，针对所述音圈排布结构的外接头/端子的电连接和针对两个音圈之间的连接点的电连接是所述放大器(或电子电路)与所述音圈排布结构之间的仅有的电连接。此外，两个音圈之间的连接点可以仅连接至另一电子电路的输入端。以这种方式，考虑到所述换能器系统的功能，所述放大器与所述电动换能器之间的布线相当容易。有利的是，所述换能器系统包括电子偏移补偿模块/电路，该电子偏移补偿模块/电路被设计成连接至所述电动声学换能器的所述音圈排布结构，其中，所述音圈排布结构包括两个音圈，并且其中，所述电子偏移补偿模块/电路被设计成向所述音圈中的至少一个音圈施加控制电压UCTRL，并且使所述控制电压UCTRL改变，直到所述第一音圈的电动势Uemf1或由其获得的参数与所述第二音圈的电动势Uemf2或由其获得的参数大致达到预定关系为止。因此，控制电压被施加至所述音圈中的至少一个音圈并改变，直到所述第一音圈的电动势Uemf1或由其获得的参数与所述第二音圈的电动势Uemf2或由其获得的参数大致达到预定关系为止。换句话说，控制电压被施加至所述音圈中的至少一个音圈并改变，直到所述第一音圈的电动势Uemf1与所述第二音圈的电动势Uemf2之间的瞬时关系大致等于希望关系为止，或者直到由所述第一音圈的电动势Uemf1获得的参数与由所述第二音圈的电动势Uemf2获得的参数之间的瞬时关系大致等于希望关系为止。在真实应用中，所述第一音圈和第二音圈通常不是静止(rest)在磁零位。换句话说，所述振膜的初始(idle)位置(x＝0)常常与所述第一音圈的电动势Uemf1等于所述第二音圈的电动势Uemf2的点不一致。这可能是由于设计有意造成的，或者是由于公差(tolerance)无意造成的。根据所公开的措施，音圈排布结构移位到希望初始位置，所述第一音圈的电动势Uemf1/由其获得的参数与所述第二音圈的电动势Uemf2/由其获得的所述参数之间的关系。这种关系可以是特定的比率或所述值之间的差异。在给定的上下文中“大致”特别意味着与基准值的偏差为±10％。然而，应注意到，控制方法的目标通常是与基准值的零偏差。希望初始位置尤其可以是磁零位，在该磁零位，所述振膜的初始位置(x＝0)与所述第一音圈的电动势Uemf1等于所述第二音圈的电动势Uemf2的点一致(即，所述值之间的比率大致为1，那么相应地，所述值之间的差异大致为0)。换句话说，在这种情况下所述音圈之间的连接区域被保持在所述磁路系统的磁场达到最大值的位置上。通过使用所提出的方法/所提出的电子偏移补偿模块/电路，所述振膜可以移位到根据设计想要作为初始位置的那个位置，由此补偿公差并总体上改进所述换能器的性能。例如，所述换能器的音频输出的失真可以通过这种方式降低。而且，可以改进对称性，从而允许沿前后方向的相同振膜行程(stroke)。在又一应用中，所提出的措施改进了用于计算振膜位置的算法。一般而言，控制电压不应干扰换能器输出的声音，而是应当以一种或多或少的快速方式补偿振膜的偏移位置。因此，与声音相比，所述控制电压有利地是缓慢的。换句话说，与声音的频率相比，控制电压的交流分量的频率有利地是低的。在微型扬声器的情况下，控制电压的交流分量的频率可以是50Hz。对于其它扬声器，该频率可能为10Hz。鉴于快速变化的声音信号，控制电压可能被视为DC电压。在特定情况下，控制电压确实可以是DC电压。另选地，控制电压可以包括交流分量和恒定分量。有利地，第一音圈的电动势Uemf1和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种换能器系统，该换能器系统包括电动声学换能器(1)，该电动声学换能器具有振膜(3)、粘接至所述振膜(3)的音圈排布结构(6)、以及磁路系统(9、10、11)，其中，所述音圈排布结构(6)包括以电方式串联切换的多个音圈(7、8)，具体地两个音圈(7、8)，所述磁路系统被设计成生成横切于所述音圈排布结构(6)的缠绕线的纵向的磁场(B)，其特征在于，仅所述音圈排布结构(6)/串联连接的音圈(7、8)的外接头/端子(T2)电连接至放大器(17)的音频输出端。

【技术特征摘要】
2017.03.27 AT A50242/20171.一种换能器系统，该换能器系统包括电动声学换能器(1)，该电动声学换能器具有振膜(3)、粘接至所述振膜(3)的音圈排布结构(6)、以及磁路系统(9、10、11)，其中，所述音圈排布结构(6)包括以电方式串联切换的多个音圈(7、8)，具体地两个音圈(7、8)，所述磁路系统被设计成生成横切于所述音圈排布结构(6)的缠绕线的纵向的磁场(B)，其特征在于，仅所述音圈排布结构(6)/串联连接的音圈(7、8)的外接头/端子(T2)电连接至放大器(17)的音频输出端。2.根据权利要求1所述的换能器系统，其特征在于，所述音圈排布结构(6)电连接至单个放大器(17)的音频输出端。3.根据权利要求1或2所述的换能器系统，其特征在于，两个音圈(7、8)之间的连接点(T1)电连接至所述放大器(17)或电子电路(12..14、19)的输入端。4.根据权利要求3所述的换能器系统，其特征在于，到串联连接的音圈(7、8)的外接头/端子(T2、T3)的电连接、以及在权利要求3的情况下到两个音圈(7、8)之间的所述连接点(T1)的电连接是所述放大器(17)/电子电路(12..14、19)与所述多个音圈(7、8)之间的仅有的电连接。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的换能器系统，其特征在于电子偏移补偿模块/电路(13)，该电子偏移补偿模块/电路被设计成连接至所述电动声学换能器(1)的所述音圈排布结构(6)，其中，所述音圈排布结构(6)包括两个音圈(7、8)，并且其中，所述电子偏移补偿模块/电路(13)被设计成向所述音圈(7、8)中的至少一个音圈施加控制电压(UCTRL)，并且使所述控制电压(UCTRL)改变，直到第一音圈(7)的电动势(Uemf1)或从所述第一音圈(7)的电动势(Uemf1)获得的参数与第二音圈(8)的电动势(Uemf2)或从所述第二音圈(8)的电动势(Uemf2)获得的参数大致达到预定关系为止。6.根据权利要求1至4中的任一项所述的换能器系统，其特征在于电子零检测模块/电路(19)，该电子零检测模块/电路被设计成连接至所述电动声学换能器(1)的所述音圈排布结构(6)，其中，所述音圈排布结构(6)包括两个音圈(7、8)，并且其中，所述电子零检测模块/电路(19)被设计成：a)测量第一音圈(7)处的第一电压(U1)和第二音圈(8)处的第二电压(U2)；b)计算所述第一电压(U1)与所述第二电压(U2)之间的比率(U1/U2)，以及c)通过检测状态来确定所述振膜(3)的磁零位(MP1、MP2)，其中，-上述比率(U1/U2)等于1，以及-上述比率的梯度(dU1/dU2)为负。7.根据权利要求5或6所述的换能器系统，其特征在于位置计算模块/电路(14)，该位置计算模块/电路被设计成连接至所述电动声学换能器(1)的所述音圈排布结构(6)，其中，所述音圈排布结构(6)包括两个音圈(7、8)，并且其中，所述位置计算模块/电路(14)被设计成：d)基于去往所述换能器(1)的音圈(7、8)的输入电压(Uin)和输入电流(Iin)并且基于所述换能器(1)在初始位置(IP)或者在所述振膜(3)的磁零位(MP1、MP2)的初始驱动力因子(BL(0))，来计算所述振膜(3)的速度(v)；e)通过对所述速度(v)进行积分来计算所述振膜(3)的位置(x)；f)基于去往所述换能器(1)的所述音圈(7、8)的所述输入电压(Uin)和所述输入电流(Iin)并且基于所述换能器(1)在所述振膜(3)的在步骤e)计算的所述位置(x)的驱动力因子(BL(x))，来计算所述振膜(3)的所述速度(v)，以及g)递归地重复步骤e)和f)。8.一种用于向电动声学换能器(1)馈送声音信号的方法，该电动声学换能器具有振膜(3)、粘接至所述振膜(3)的音圈排布结构(6)、以及磁路系统(9、10、11)，其中，所述音圈排布结构(6)包括以电方式串联切换的多个音圈(7、8)，具体地两个音圈(7、8)，所述磁路系统被设计成生成横切于所述音圈排布结构(6)的缠绕线的纵向的磁场(B)，其特征在于，通过只经由所述音圈排布结构(6)/串联连接的音圈(7、8)的外接头/端子(T2)的音频信号来驱动所述音圈排布结构(6)。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过单个放大器(17)将所述声音信号馈送至所述串联连接的音圈(7、8)的所述外接头/端子(T2、T3)。10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，向两个音圈(7、8)中的至少一个音圈施加控制电压(UCTRL)并且使所述控制电压(UCTRL)改变，直到第一音圈(7)的电动势(Uemf1)或从所述第一音圈(7)的电动势(Uemf1)获得的参数与第二音圈(8)的电动势(Uemf2)或从所述第二音圈(8)的电动势(Uemf2)获得的参数大致达到预定关系为止。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，向所述串联连接的音圈(7、8)的所述外接头/端子(T2)施加所述控制电压。12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述第一音圈(7)的电动势(Uemf1)和所述第二音圈(8)的电动势(Uemf2)通过以下公式来计算：Uemf1＝Uin1(t)-ZC1·Iin(t)Uemf2＝Uin2(t)-ZC2·Iin(t)其中，ZC1是所述第一音圈(7)的音圈电阻，Uin1(t)是在时间t时去往所述第一音圈(7)的输入电压，并且Iin(t)是在所述时间t时去往所述第一音圈(7)的输入电流，并且其中，ZC2是所述第二音圈(8)的音圈电阻，Uin2(t)是在所述时间t时去往所述第二音圈(8)的输入电压，并且Iin(t)是在所述时间t时去往所述第二音圈(8)的输入电流。13.根据权利要求10至12中的任一项所述的方法，其特征在于，从所述电动势(Uemf1、Uemf2)获得的参数是所述电动势(Uemf1、Uemf2)的绝对值、所述电动势(Uemf1、Uemf2)的平方值、或者所述电动势(Uemf1、Uemf2)的均方根值。14.根据权利要求10至13中的任一项所述的方法，其特征在于，向所述音圈(7、8)中的至少一个音圈施加所述控制电压(UCTRL)并且使所述控制电压(UCTRL)改变，直到所述第一音圈(7)的低通滤波的电动势(Uemf1)或从所述第一音圈(7)的低通滤波的电动势...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·弗里德里希，
申请(专利权)人：奥音科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11