扬声器的温度监视制造技术

技术编号:23251230 阅读:63 留言:0更新日期:2020-02-08 04:30
本申请涉及用于确定扬声器(204)的音圈的温度的方法和装置,例如作为用于保护扬声器免于过热的系统(208)的一部分。该方法包括用在第一和第二频率的信号分量驱动音圈,其中第一频率(f

Speaker temperature monitoring

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扬声器的温度监视本专利技术涉及用于监视和/或确定扬声器的音圈的温度的方法和装置,并且尤其是涉及用于通过估算扬声器的音圈的温度保护扬声器免于过热的方法和装置。多种不同产品包括音频电路,例如音频放大器,连同一个或多个扬声器和/或连接,用于驱动外围装置例如耳机的一个或多个扬声器。在一些示例中,所选扬声器将是足够鲁棒和足够大的,以处理最大功率级,使得在该最大功率级放大器可以将信号连续输入该扬声器,即使在最糟糕的环境条件下,例如最大供电电压、最大周围温度等。然而,具有足够鲁棒的扬声器不总是划算的,并且特别是对于便携式设备,通常期望将扬声器做得尽可能小和轻。这样会潜在地导致音频驱动电路使扬声器过载。一个具体问题是扬声器的热过载。一般扬声器包括隔膜,其由相对于磁铁支撑的音圈驱动。在一般使用中,施加模拟音频驱动信号到音圈以驱动扬声器。图1示例了扬声器音圈的电气模型。当施加电压VC到音圈时,电流IC流过。由VC/IC定义所观测的音圈阻抗包括一些电感LE,但是在低音频频率,线圈的欧姆阻抗RE占据优势。可以理解功率PD在扬声器中主要耗散为在音圈中的欧姆损失(PD=IC2×RE=VC2/RE),其会导致音圈的发热。要避免的一个具体问题是音圈的过热,其会导致性能减退和/或损坏扬声器。因此在一些具体应用中,会有扬声器保护电路用于控制扬声器操作以避免音圈温度超过特定限度。在一些应用中,基于所计算功率耗散和预先特征化热阻抗通过预定工厂模型建模温度。然而,优选地,为了避免不精确或者频带保护以接纳瞬间热阻抗变化,更直接地测量线圈的温度。在一些应用中,音圈的温度由传感器测量,例如附接到扬声器的热敏电阻或二极管。然而,该传感器增加了费用并且实际上还不能将该传感器足够近地附接至扬声器以精确地追踪音圈的温度。一种已知替代是使用用于线圈绕组的金属导体材料的温度系数。换句话说,测量等效线圈电阻RE并且使用RE在参考温度的已知或校准值和它的金属电阻随着温度变化的已知值从RE的随着时间的变化推导它的温度,从而监视实际线圈绕组的温度,不需要外部传感器部件。监视音圈的电阻需要测量跨过音圈的电压Vc和流过线圈的电流Ic。获取电压值相对容易。并且通常这可以从施加到驱动放大器的输入信号推导。然而,监视线圈电流更复杂。本专利技术的实施例涉及通过获取音圈的电阻和电感之比或者其中一些函数并且将此与校准值或关系进行比较,估算扬声器的音圈的温度。根据本专利技术,提供了一种用于确定扬声器的音圈的温度的方法,包括:用在第一和第二频率的信号分量驱动音圈,其中第一频率比第二频率大,并且确定音圈分别在所述第一和第二频率的电流和电压的第一和第二指示;利用电流和电压的第一和第二指示确定估算比值,其中所述估算比值对应于在基于音圈的电阻值与基于音圈的电感值之比;以及基于所述估算比值和至少一个参考值来确定音圈的温度。第一频率可以比音圈的电阻-电感时间常数大,在这种情况下使用音圈在第一频率的电流和电压的第一指示来确定音圈的电感。确定估算比值可以包括:基于音圈的电流和电压的第一指示确定第一阻抗值ZH;以及利用关系LE=ZH/2π·fH从第一阻抗值ZH确定音圈的电感LE,其中fH是第一频率。在一些实施例中,第二频率可以比音圈的电阻-电感时间常数小,在这种情况下使用音圈在第二频率的电流和电压的第二指示来确定音圈的电阻。确定估算比值可以包括:基于音圈的电流和电压的第二指示确定第二阻抗值ZL;以及利用关系RE=ZL从第二阻抗值ZL确定音圈的电阻RE。第二频率可以选定为比扬声器的机械谐振频率更小或更大。该方法可以包括接收指示在音圈中的电流的至少一个信号,并且从所述至少一个信号确定音圈分别在所述第一和第二频率的电流和电压的所述第一和第二指示。在一些实施例中,利用无损电流感应电路感测在音圈中的电流。确定电流和电压的所述第一和第二指示的步骤可以包括接收在第一和第二频率指示在音圈中的电压的至少一个信号。用在第一和第二频率的信号分量驱动音圈可以包括提供驱动信号到音圈,驱动信号对应于第一频率信号;其中在第一和第二频率指示在音圈中的电压的所述至少一个信号是基于所述第一频率信号的。第一频率信号可以是数字信号并且使用作为指示在音圈中的电压的所述信号。在一些实施例中,用在第一和第二频率的信号分量驱动音圈可以包括用在第一和第二频率的导频音信号按顺序驱动音圈。在一些实施例中,用在第一和第二频率的信号分量驱动音圈可以包括用在第一和第二频率的同步频率分量的驱动信号驱动音圈。在一些实施例中,用在第一和第二频率的信号分量驱动音圈可以包括提供驱动信号到音圈,驱动信号对应于代表不专门产生用于允许温度测量的音频含量的第一音频信号;其中所述第一和第二频率对应于在所述第一音频信号中期望和/或检测的频率分量。确定电流和电压的所述第一和第二指示可以包括监视音圈电流并且从所述监视音圈电流分别分离在所述第一和第二频率的第一和第二电流分量。分离所述第一和第二电流分量可以包括滤波所述监视音圈电流。该方法可以还包括产生用于基于音圈的确定温度调节施加到在音圈上游的音频信号路径的增益的至少一个控制信号。该方法可以还包括如下校准步骤:从温度传感器接收音圈的温度的指示;在第一和第二频率驱动音圈并且确定音圈的电流和电压的第一和第二指示;利用电流和电压的第一和第二指示确定估算比值;以及使用估算比值和温度的指示产生或修改至少一个参考值。在一些实施例中,估算比值可以对应于音圈的电感与音圈的电阻之比或音圈的电感的平方与音圈的电阻的平方之比。在另一个方面中,提供一种用于确定扬声器的音圈的温度的系统,包括:至少一个输入,用于接收指示当用在第一和第二频率的信号分量驱动音圈时通过音圈的电流和电压的至少一个信号,第一频率比第二频率大;阻抗抽取模块,配置来接收指示通过音圈的电流和电压的所述至少一个信号,并且确定音圈在第一频率的第一阻抗和音圈在第二频率的第二阻抗;比例估算模块,配置来基于所述第一和第二值确定对应于在基于音圈的电阻值与基于音圈的电感值之比的估算比值;以及温度估算模块,配置来基于估算比值和至少一个参考值确定音圈的估算温度。比例估算模块可以配置来利用关系LE=ZH/2π·fH从第一阻抗值ZH确定对应于音圈的电感LE的值,其中fH是第一频率,和/或配置来利用关系RE=ZL从第二阻抗值ZL确定对应于音圈的电阻RE的值。该系统可以还包括设置在用于驱动扬声器的音频信号的信号路径中的信号处理模块。信号处理模块可操作来产生包括所述第一和第二频率的用于驱动扬声器的音频信号。信号处理模块配置来分别在第一和第二频率产生包括顺序第一和第二导频音的音频信号和/或配置来在第一和第二频率产生包括同步频率分量的音频信号。第一频率可以比音圈的电阻-电感时间常数大和/或第二频率可以比音圈的电阻-电感时间常数小。阻抗抽取模块可以包括至少一个滤波器,用于滤波指示通过音圈的电流和电压的至少一个信号以分离在第一和第二频率的电流和/或电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定扬声器的音圈的温度的方法,包括:/n用在第一和第二频率的信号分量驱动音圈,其中第一频率比第二频率大,所述第二频率和扬声器的机械谐振频率不同,并且确定音圈分别在所述第一和第二频率的电流和电压的第一和第二指示;/n利用电流和电压的第一和第二指示确定估算比值,其中所述估算比值对应于由基于音圈的电阻得到的值与由基于音圈的电感得到的值之间的比值;以及/n基于所述估算比值和至少一个参考值确定音圈的温度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20140606 GB 1410110.91.一种用于确定扬声器的音圈的温度的方法,包括:
用在第一和第二频率的信号分量驱动音圈,其中第一频率比第二频率大,所述第二频率和扬声器的机械谐振频率不同,并且确定音圈分别在所述第一和第二频率的电流和电压的第一和第二指示;
利用电流和电压的第一和第二指示确定估算比值,其中所述估算比值对应于由基于音圈的电阻得到的值与由基于音圈的电感得到的值之间的比值;以及
基于所述估算比值和至少一个参考值确定音圈的温度。


2.根据权利要求1所述的方法,其中第一频率比音圈的电阻-电感时间常数大。


3.根据权利要求2所述的方法,其中使用音圈在第一频率的电流和电压的第一指示来确定音圈的电感。


4.根据权利要求2或3所述的方法,其中确定估算比值包括:
基于音圈的电流和电压的第一指示确定第一阻抗值ZH;
以及利用关系LE=ZH/2π·fH从第一阻抗值ZH确定音圈的电感LE,其中fH是第一频率。


5.根据权利要求1所述的方法,其中第二频率比音圈的电阻-电感时间常数小。


6.根据权利要求5所述的方法,其中使用音圈在第二频率的电流和电压的第二指示来确定音圈的电阻。


7.根据权利要求5所述的方法,其中确定估算比值包括:
基于音圈的电流和电压的第二指示确定第二阻抗值ZL;以及
利用关系RE=ZL从第二阻抗值ZL确定音圈的电阻RE。


8.根据权利要求1所述的方法,其中第二频率比扬声器的机械谐振频率小。


9.根据权利要求1所述的方法,其中第二频率比音圈的机械谐振频率大。


10.根据权利要求1所述的方法,包括接收指示在音圈中的电流的至少一个信号,并且从所述至少一个信号确定音圈分别在所述第一和第二频率的电流和电压的所述第一和第二指示。


11.根据权利要求10所述的方法,其中利用无损电流感应电路感测在音圈中的电流。


12.根据权利要求1所述的方法,其中确定电流和电压的所述第一和第二指示的步骤包括接收在第一和第二频率指示在音圈中的电压的至少一个信号。


13.根据权利要求12所述的方法:
其中用在第一和第二频率的信号分量驱动音圈包括提供驱动信号到音圈,驱动信号对应于第一音频信号;以及
其中在第一和第二频率指示在音圈中的电压的所述至少一个信号是基于所述第一音频信号的。


14.根据权利要求13所述的方法,其中所述第一频率信号是数字信号并且使用作为指示在音圈中的电压的所述信号。


15.根据权利要求1所述的方法,其中用在第一和第二频率的信号分量驱动音圈包括用在第一和第二频率的导频音信号按顺序驱动音圈。


16.根据权利要求1所述的方法,其中用在第一和第二频率的信号分量驱动音圈包括用包括在第一和第二频率的同步频率分量的驱动信号驱动音圈。


17.根据权利要求1所述的方法:
其中用在第一和第二频率的信号分量驱动音圈包括提供驱动信号到音圈,驱动信号对应于代表不专门产生用于允许温度测量的音频含量的第一音频信号;以及
其中所述第一和第二频率对应于在所述第一音频信号中期望和/或检测的频率分量。


18.根据权利要求16所述的方法,其中确定电流和电压的所述第一和第二指示包括监视音圈电流并且从所述监视音圈电流分别分离在所述第一和第二频率的第一和第二电流分量。


19.根据权利要求18所述的方法,其中分离所述第一和第二电流分量包括滤波所述监视音圈电流。


20.根据权利要求1所述的方法还包括产生用于基于音圈的确定温度调节施加到在音圈上游的音频信号路径的增益的至少一个控制信号。


21.根据权利要求1所述的方法还包括如下校准步骤:
从温度传感器接收音圈的温度的指示;
在第一和第二频率驱动音圈并且确定音圈的电流和电压的第一和第二指示;
利用电流和电压的第一和第二指示确定估算比值;以及
使用估算比值和温度的指示产生或修改至少一个参考值。


22.根据权利要求1所述的方法,其中所述估算比值对应于音圈的电感与音圈的电阻之比。


23.根据权利要求1所述的方法,其中所述估算比值对应于音圈的电感的平方与音圈的电阻的平方之比。


24.一种用于确定扬声器的音圈的温度的系统,包括:
至少一个输入,用于接收指示当用在第一和第二频率的信号分量驱动音圈时通过音圈的电流和电压的至少一个信号,第一频率比第二频率大,所述第二频率和扬声器的机械谐振频率不同;
阻抗抽取模块,配置来接收指示通过音圈的电流和电压的所述至少一个信号,并且确定音圈在第一频率的第一阻抗和音圈在第二频率的第二阻抗;
比例估算模块,配置来基于所述第一阻抗和所述第二阻抗确定估算比值,所述估算比值对应于由基于音圈的电阻得到的值与由基于音圈的电感得到值之间的比值;...

【专利技术属性】
技术研发人员:约翰·保罗·莱索
申请(专利权)人:思睿逻辑国际半导体有限公司
类型:发明
国别省市:英国;GB

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