设计和制造在车辆内部使用的音响设备的扬声器的方法技术

为了提供用于设计和制造特别是在车辆内部空间中使用的音响设备的扬声器的方法，借助该方法可以按显著降低的经济耗费来制造扬声器或扬声器底座或者制造具有更好的声学特性的扬声器或扬声器底座，提出了一种方法，其中预先给定待制造的扬声器的规范的机械、电气和声学目标设定，其中针对待制造的扬声器的电子优化，预先给定用于扬声器动力学的线性化的参数，其中在考虑扬声器的规范的目标设定和针对扬声器动力学的线性化预先给定的参数的情况下，确定待制造的扬声器的机电要求，并且其中将扬声器的电输入变量与对应的声输出变量进行比较以及在调节针对扬声器动力学的线性化预先给定的参数的情况下借助电子优化来补偿在该比较中确定的偏差。

【技术实现步骤摘要】
设计和制造在车辆内部使用的音响设备的扬声器的方法
本专利技术涉及用于设计和制造特别是在车辆内部空间中使用的音响设备的扬声器的方法。
技术介绍
对于用于产生声音的这种电动式扬声器，在电输入变量和声输出变量之间寻求尽可能线性的传递函数。由此，应当实现尽可能忠于原声的再现质量，因为传递函数的非线性导致扬声器发出的声音信号的不期望的失真。例如，导致不期望的副作用的这种非线性的技术或机械原因是气隙中的不均匀磁场分布，机械悬架的渐进和/或不对称的刚度，音圈电感对偏转的依赖性。为了提供具有尽可能线性的传输行为的电动式扬声器或扬声器底座，已知涉及相当大的经济费用的昂贵的设计和制造方法。例如，使用多个定心装置，其中例如两个相同的定心装置彼此颠倒地安装，以补偿与偏转相关的刚度的不对称性。另外，构造了特别长的音圈，其一方面实现了高的可偏转性以及高的机械负载限制，并且与同样长的气隙以及由此产生的长、昂贵且重的磁体一起使得能够在尽可能大的偏转范围上实现假设为线性的力耦合，但随之而来的缺点是效率较低。此外，已知使用更宽并且因此相应更重且更昂贵的磁环，以便通过增加气隙中的磁场强度来补偿上述效率损失。还实现在磁极铁芯和/或音圈线轴中引入通风开口，以便确保去除音圈中产生的热量，并且由此提高电负载限制。此外，还存在特殊的磁铁设计，其包括例如磁极铁芯中的磁性材料A的圆盘和材料B的围绕该圆盘的磁环，这些磁铁设计在相应的尺寸和材料选择的情况下减小重量和体积以及确定和优化所需的磁场参数。在用于这种电动式扬声器的电气优化的已知方法中，确定并且部分地补偿扬声器的非线性传输特性，以使得所涉及的扬声器的传输行为可以在限定的偏转范围内线性化，并且因此可以减少失真。这些已知方法中的一些方法不需要附加的传感器并且仅评估扬声器的电流和电压。在这种方法中，通常首先在测量的框架下建立扬声器的模型，该模型考虑其线性的、直到在某种程度上非线性的传输特性。随后，评估处于运行中的扬声器的电流和电压，将该电流和电压与该模型进行比较，并且然后相应地影响该电流和电压。扬声器或扬声器底座的相关参数通常在自由空间中是合格的，即在未安装状态中是合格的。这在小的膜片偏转的情况下是没有问题的，因为包括在扬声器壳体内部的空气质量的通常假设为线性的弹簧刚度同样也仅线性地影响扬声器参数。然而，特别是在车辆技术和车辆工程中使用的扬声器中，需要非常小的外壳体积。由此需要减小膜片面积，这必须通过更高的膜片偏转来补偿以保持期望的声压级。然而，随着外壳体积越来越小，不仅外壳内部的空气质量的弹簧刚度增加，而且它们的非线性特性也越来越明显。因此，先前线性设计和合格的扬声器底座具有越来越非线性的行为。附加地，与制造相关的参数公差可导致扬声器特性彼此强烈偏差，由此最终上述电子优化仅可在狭窄范围内使用，并且在某些情况下甚至导致扬声器的运行性能变差。
技术实现思路
基于上述现有技术，本专利技术的任务在于，提供一种用于设计和制造特别是在车辆内部空间中使用的音响设备的扬声器的方法，借助该方法可以协调这种扬声器的结构优化及其电子补偿，以使得可以同时降低这种扬声器的制造的经济耗费，并且提供借助该方法来制造的具有技术上要求更高的特性的扬声器。根据本专利技术，该任务通过用于设计和制造特别是在车辆内部空间中使用的音响设备的扬声器的方法来解决，其中预先给定待制造的扬声器的规范的机械、电气和声学目标设定，其中为了待制造的扬声器的电子优化，预先给定用于扬声器动力学的线性化的参数，其中在考虑扬声器的规范的目标设定和针对扬声器动力学的线性化预先给定的参数的情况下，确定待制造的扬声器的机电要求，并且其中将扬声器的电输入变量与对应的声输出变量进行比较，并且在调节针对扬声器动力学的线性化预先给定的参数的情况下借助电子优化来补偿在该比较中确定的偏差。根据本专利技术，为了确定扬声器动力学的线性和非线性参数以及为了电子补偿非线性部分，将扬声器或扬声器底座的结构优化和扬声器的电子优化与扬声器或扬声器底座的结构细节的优化相联系。根据本专利技术方法的一个有利改进，膜片面积、膜片行程、安装体积和重量的最大允许值被预先给定为待制造的扬声器的规范的机械目标设定。根据本专利技术的用于设计和制造扬声器的方法的另一个改进，阻抗、最大可用功率和音圈电感被预先给定为待制造的扬声器的规范的电气目标设定。有利地，在所提及的方法中，已安装状态中的谐振频率、最大声压和最大允许失真被预先给定为待制造的扬声器的规范的声学目标设定。此外，在一个改进中，对于根据本专利技术的方法有利的是，针对待制造的扬声器的电子优化，将线性可用的膜片行程的扩展的最大值和/或通过增加膜片行程达成的声压增加的最大值和/或在相同的膜片行程的情况下达成的失真减小的最大值和/或在尽可能地扩展线性使用范围的情况下达成的音频电流增加的最大值预先给定为用于扬声器动力学的线性化的参数。有利地，在根据本专利技术的方法中，可以迭代地协调待制造的扬声器的规范的机械、电气和声学目标设定以及为了待制造的扬声器的电子优化针对扬声器动力学的线性化预先给出的参数。如果将气隙中的磁场强度的额定值和/或气隙的尺寸(例如，长度、宽度、直径等)的额定值和/或音圈直径的额定值和/或音圈线横截面的额定值和/或通风口的尺寸的额定值确定为待制造的扬声器的机电要求，则达成根据本专利技术的方法的有利改进。在根据本专利技术的用于设计和制造扬声器的方法中，适宜地，在确定额定值时访问数据库，在该数据库中存储关于扬声器的各个结构元件和部件的电气、机械、声学和经济参数的数据。为了减少用于制造扬声器的经济耗费，有利的是，在确定关于机电要求的额定值时，这种技术特性的经济参数比电气、机械和声学参数更强地加权(权重更高)，该电气、机械和声学参数可借助电子优化来补偿或平衡。适宜地，在根据本专利技术的用于设计和制造扬声器的方法中，在其中将扬声器的电输入变量和其对应的声输出变量进行比较并且补偿偏差的电子优化中，使用扬声器的数学模型，其中例如通过实时评估音圈处的电流和电压来直接或间接确定与内部模型变量的比较相关的变量。在这种情况下，根据一种改进，有利的是，为了创建扬声器的数学模型，考虑结构细节的数据集，例如力因数、膜片悬架的刚度、音圈电感、摩擦和最大膜片行程。适宜地，可以借助测量在制造过程结束时生成这样的数据集。如果数据集直接推导自所选结构细节的已知效果的总和，则对于根据本专利技术的方法是有利的。如果数据集存储在布置在扬声器或扬声器底座中或者布置在扬声器或扬声器底座处的存储器组件中并且存储在该存储器组件中的数据集由读取模块读取以及该数据集由读取模块转发到优化模块以执行电子优化，则可以达成根据本专利技术的方法的进一步显着简化。。有利地，根据本专利技术的用于设计和制造扬声器的方法也可以用于智能手机和/或耳机扬声器的设计。在实现根据本专利技术的方法时，优化模块可以从第三方(例如，应用商店)下载并存储用于电子优化的软件。在根据本专利技术的方法中，扬声器的数据集可以从数据库调用并且安装在存储器组件上。借助根据本专利技术的用于设计和制造扬声器的方法，与现有技术相比，可以用显著更低的经济和技术耗费来制造扬声器或扬声器底座。所制造的扬声器或扬声器底座可以具有显著降低的重量，因为在结构方面，可以有针对性地接受折衷，然而这可以通过在扬声器或扬声器底座的运行中进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于设计和制造特别是在车辆内部空间中使用的音响设备的扬声器的方法，其中预先给定待制造的扬声器的规范的机械、电气和声学目标设定，其中针对待制造的扬声器的电子优化，预先给定用于扬声器动力学的线性化的参数，其中在考虑所述扬声器的规范的目标设定和所述针对扬声器动力学的线性化预先给定的参数的情况下，确定待制造的扬声器的机电要求，并且其中将所述扬声器的电输入变量与对应的声输出变量进行比较以及在调节所述针对扬声器动力学的线性化预先给定的参数的情况下借助电子优化来补偿在所述比较中确定的偏差。

【技术特征摘要】
2017.10.27 DE 102017010048.91.一种用于设计和制造特别是在车辆内部空间中使用的音响设备的扬声器的方法，其中预先给定待制造的扬声器的规范的机械、电气和声学目标设定，其中针对待制造的扬声器的电子优化，预先给定用于扬声器动力学的线性化的参数，其中在考虑所述扬声器的规范的目标设定和所述针对扬声器动力学的线性化预先给定的参数的情况下，确定待制造的扬声器的机电要求，并且其中将所述扬声器的电输入变量与对应的声输出变量进行比较以及在调节所述针对扬声器动力学的线性化预先给定的参数的情况下借助电子优化来补偿在所述比较中确定的偏差。2.如权利要求1所述的用于设计和制造扬声器的方法，其特征在于，膜片面积、膜片行程、安装体积、以及重量的最大允许值被预先给定为所述待制造的扬声器的规范的机械目标设定。3.如权利要求1或2所述的用于设计和制造扬声器的方法，其特征在于，阻抗、最大可用功率、以及音圈电感被预先给定为所述待制造的扬声器的规范的电气目标设定。4.如权利要求1到3中的一项所述的用于设计和制造扬声器的方法，其特征在于，已安装状态中的谐振频率、最大声压、以及最大允许失真被预先给定为所述待制造的扬声器的规范的声学目标设定。5.如权利要求1到4中的一项所述的用于设计和制造扬声器的方法，其特征在于，针对所述待制造的扬声器的电子优化，将线性可用的膜片行程的扩展的最大值和/或通过增加膜片行程达成的声压增加的最大值和/或在相同的膜片行程的情况下达成的失真减小的最大值和/或在尽可能地扩展线性使用范围的情况下达成的音频电流增加的最大值预先给定为用于扬声器动力学的线性化的参数。6.如权利要求1到5中的一项所述的用于设计和制造扬声器的方法，其特征在于，迭代地协调所述待制造的扬声器的规范的所述机械、电气和声学目标设定以及为了所述待制造的扬声器的电子优化针对扬声器动力学的线性化预先给出的参数。7.如权利要求1到6中的一项所述的用于设计和制造扬声器的方法，其特征在于，将气隙中的磁场强度的额定值和/或气隙的尺寸，例如长度、宽度、直径等，的额定值和/或音圈直径的额定值和/或音...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·奥尔谢夫斯基，V·博坦，M·蒙策尔，
申请(专利权)人：帕拉贡有限股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE