一种动圈式扬声器温升预测方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种动圈式扬声器温升预测方法及系统，针对目标扬声器，引入扬声器的阻抗因素，结合傅里叶变换后的频域信号IN(i)预测出各频率等压单频输入信号的第一预测温升有效反映了预测温升与输入信号频率之间的关系。在第一预测温升的基础上，构建级联滤波器组函数Hs(s)，对各频率的阻抗值Rf(i)进行修正，结合频域信号IN(i)预测出各频率等压单频输入信号的第二预测温升降低了低频段由于振膜位移幅度较大引入的强迫对流以及高频段存在涡流效应对音圈温升的影响，大大提高了动圈式扬声器音圈温升预测的准确性。准确性。准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种动圈式扬声器温升预测方法及系统


[0001]本专利技术实施例涉及音圈温控
，具体涉及一种动圈式扬声器温升预测方法及系统。

技术介绍

[0002]对于传统Smart PA(智能功率放大器)可以通过IV反馈计算得到喇叭的温度，但这也只是后反馈，温度控制时效性不高。如果能提前预测出喇叭的温度就能及时对喇叭进行温度保护，这对于Smart PA(智能功率放大器)和PA(功率放大器)都是非常有用的。
[0003]利用动圈式扬声器的热模型类比电路的类比电路方程，整理即得扬声器的热模型滤波器，将热模型类比电路的实时功率P输入热模型滤波器，便得到音圈对应的实时温升输出。
[0004]对于不同频率的等幅输入信号，若均以扬声器额定阻值进行功率计算，由于电压幅度与阻值均相同，计算所得功率全频段均一致，则由以上热模型滤波器输出的音圈温升均相等，即不同频率的恒压信号的预测温升全频段相同，此与实际温升不符。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术实施例提供一种动圈式扬声器温升预测方法及系统，以解决传统动圈式扬声器的热模型滤波器对于不同频率的等幅输入信号，均以扬声器额定阻值进行功率计算得到的预测温升全频段相同，与实际温升不符的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0007]根据本专利技术实施例的第一方面，本申请实施例提供了一种动圈式扬声器温升预测方法，所述方法应用于热模型类比电路，所述方法包括：
[0008]针对目标扬声器，向热模型类比电路输入不同预设频率的等压单频信号；
[0009]检测各预设频率等压单频信号的实际温升数据，生成实际温升T
m
(i)与对应单频信号频率之间的第一关系曲线；
[0010]基于动圈扬声器的阻抗曲线滤波器模型，得到各频率等压单频信号的阻抗值Rf(i)；
[0011]接收不同频率的等压单频输入信号，通过傅里叶变换进行时频转换，得到频域信号IN(i)；
[0012]利用所述阻抗值Rf(i)和所述频域信号IN(i)经预测得到各频率等压单频输入信号的第一预测温升
[0013]利用相同频点处的第一预测温升和实际温升T
m
(i)，结合环境温度T
a
得到滤波器增益系数g；
[0014]利用分析频点截止频率f和输入信号采样率fs得到预畸变正切值K；
[0015]基于所述滤波器增益系数g和所述预畸变正切值K，构建级联滤波器组函数Hs(s)；
[0016]利用所述级联滤波器组函数Hs(s)对各频率的阻抗值Rf(i)进行修正，得到各频率
的修正阻抗值Rf(i)
adjusted
；以及
[0017]利用所述修正阻抗值Rf(i)
adjusted
和所述频域信号IN(i)经预测得到各频率等压单频输入信号的第二预测温升
[0018]进一步地，所述热模型类比电路包括：音圈热阻R
tv
、音圈热容C
tv
、磁系热阻R
tm
、磁系热容C
tm
，所述音圈热阻R
tv
和所述音圈热容C
tv
并联，所述磁系热阻R
tm
和所述磁系热容C
tm
并联，所述磁系热阻R
tm
和所述磁系热容C
tm
的功率输入端连接至所述音圈热阻R
tv
的功率输出端，所述音圈热容C
tv
、所述磁系热阻R
tm
、所述磁系热容C
tm
的功率输出端相连接，所述磁系热阻R
tm
的功率输出端接地。
[0019]进一步地，所述阻抗值Rf(i)的计算公式为：
[0020][0021][0022]s＝j
·
ω＝j
·
2πf
[0023]其中，i为分析频点索引，Rf(i)为第i个频点处的阻抗值，s为复频域变量，Z(s)为阻抗曲线的复频域表示，fs为输入信号采样率，f为分析频点的模拟频率值，j为虚数单位，N为傅里叶变换长度，R
e
为直流阻，R
ms
为机械阻抗，M
ms
为振动质量，C
ms
为机械力顺，Bl为磁力转换因子。
[0024]进一步地，利用所述阻抗值Rf(i)和所述频域信号IN(i)经预测得到各频率等压单频输入信号的第一预测温升包括：
[0025]利用所述阻抗值Rf(i)和所述频域信号IN(i)计算第一实时功率P1(i)，所述第一实时功率P1(i)的计算公式为：
[0026][0027]其中，N为傅里叶变换长度，i为分析频点索引，IN(0)为输入信号的直流成分信号，IN(i)为第i个频点处输入时域信号时频转换后的频域信号，Rf(0)为直流阻值；
[0028]基于所述第一实时功率P1(i)计算所述第一预测温升所述第一预测温升的计算公式为：
[0029][0030]其中，R
tv
为音圈热阻，C
tv
为音圈热容，R
tm
为磁系热阻，C
tm
为磁系热容，s为复频域变量。
[0031]进一步地，所述滤波器增益系数g的计算公式为：
[0032][0033]其中，T
a
为环境温度。
[0034]进一步地，所述预畸变正切值K的计算公式为：
[0035][0036]其中，f为分析频点截止频率，fs为输入信号采样率。
[0037]进一步地，基于所述滤波器增益系数g和所述预畸变正切值K，构建级联滤波器组函数Hs(s)，包括：
[0038]基于所述滤波器增益系数g和所述预畸变正切值K，分别计算第一滤波器系数a0、第二滤波器系数a1、第三滤波器系数a3、第四滤波器系数b1、第五滤波器系数b2，所述第一滤波器系数a0、所述第二滤波器系数a1、所述第三滤波器系数a3、所述第四滤波器系数b1、所述第五滤波器系数b2分别为：
[0039][0040][0041][0042][0043][0044]其中，Q为滤波器品质因子；
[0045]利用所述第一滤波器系数a0、所述第二滤波器系数a1、所述第三滤波器系数a3、所述第四滤波器系数b1、所述第五滤波器系数b2，得到级联滤波器组函数Hs(s)，所述级联滤波器组函数Hs(s)的计算公式为：
[0046][0047][0048]其中，s为复频域变量，i为滤波器组中滤波器索引值Hs(s)为滤波器系统函数。
[0049]进一步地，利用所述级联滤波器组函数Hs(s)对各频率的阻抗值Rf(i)进行修正，得到各频率的修正阻抗值Rf(i)
adjusted
，包括：
[0050]利用所述级联滤波器组函数Hs(s)对各频率的阻抗值Rf(i)进行修正，得到各本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动圈式扬声器温升预测方法，其特征在于，所述方法应用于热模型类比电路，所述方法包括：针对目标扬声器，向热模型类比电路输入不同预设频率的等压单频信号；检测各预设频率等压单频信号的实际温升数据，生成实际温升T
m
(i)与对应单频信号频率之间的第一关系曲线；基于动圈扬声器的阻抗曲线滤波器模型，得到各频率等压单频信号的阻抗值Rf(i)；接收不同频率的等压单频输入信号，通过傅里叶变换进行时频转换，得到频域信号IN(i)；利用所述阻抗值Rf(i)和所述频域信号IN(i)经预测得到各频率等压单频输入信号的第一预测温升利用相同频点处的第一预测温升和实际温升T
m
(i)，结合环境温度T
a
得到滤波器增益系数g；利用分析频点模拟频率f和输入信号采样率fs得到预畸变正切值K；基于所述滤波器增益系数g和所述预畸变正切值K，构建级联滤波器组函数Hs(s)；利用所述级联滤波器组函数Hs(s)对各频率的阻抗值Rf(i)进行修正，得到各频率的修正阻抗值Rf(i)
adjusted
；以及利用所述修正阻抗值Rf(i)
adjusted
和所述频域信号IN(i)经预测得到各频率等压单频输入信号的第二预测温升2.如权利要求1所述的一种动圈式扬声器温升预测方法，其特征在于，所述热模型类比电路包括：音圈热阻R
tv
、音圈热容C
tv
、磁系热阻R
tm
、磁系热容C
tm
，所述音圈热阻R
tv
和所述音圈热容C
tv
并联，所述磁系热阻R
tm
和所述磁系热容C
tm
并联，所述磁系热阻R
tm
和所述磁系热容C
tm
的功率输入端连接至所述音圈热阻R
tv
的功率输出端，所述音圈热容C
tv
、所述磁系热阻R
tm
、所述磁系热容C
tm
的功率输出端相连接，所述磁系热阻R
tm
的功率输出端接地。3.如权利要求2所述的一种动圈式扬声器温升预测方法，其特征在于，所述阻抗值Rf(i)的计算公式为：(i)的计算公式为：S＝j
·
ω＝j
·
2πf其中，i为分析频点索引，Rf(i)为第i个频点处的阻抗值，s为复频域变量，Z(s)表示扬声器阻抗曲线的复频域，fs为输入信号采样率，f为分析频点模拟频率值，j为虚数单位，N为傅里叶变换长度，R
e
为直流阻，R
ms
为机械阻抗，M
ms
为振动质量，C
ms
为机械力顺，Bl为磁力转换因子。4.如权利要求3所述的一种动圈式扬声器温升预测方法，其特征在于，利用所述阻抗值Rf(i)和所述频域信号IN(i)经预测得到各频率等压单频输入信号的第一预测温升
包括：利用所述阻抗值Rf(i)和所述频域信号IN(i)计算第一实时功率P1(i)，所述第一实时功率P1(i)的计算公式为：其中，N为傅里叶变换长度，i为分析频点索引，IN(0)为输入信号的直流成分信号，IN(i)为第i个频点处输入时域信号时频转换后的频域信号，Rf(0)为直流阻值；基于所述第一实时功率P1(i)计算所述第一预测温升所述第一预测温升的计算公式为：其中，R
tv
为音圈热阻，C
tv
为音圈热容，R
tm
为磁系热阻，C
tm
为磁系热容，s为复频域变量。5.如权利要求4所述的一种动圈式扬声器温升预测方法，其特征在于，所述滤波器增益系数g的计算公式为：其中，T
a
为环境温度。6.如权利要求5所述的一种动圈式扬声器温升预测方法，其特征在于，所述预畸变正切值K的计算公式为：其中，f为分析频点模拟频率，fs为输入信号采样率。7.如权利要求6所述的一种动圈式扬声器温升预测方法，其特征在于，基于所述滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁伟佳，刘晓蕾，周莹，刘保良，
申请(专利权)人：上海傅里叶半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：