对扬声器输出的控制制造技术

扬声器驱动电路使用动态范围压缩器，以在至所述动态范围压缩器的输入信号与来自所述动态范围压缩器的输出信号之间实现非线性增益函数。输出用于驱动扬声器，以及根据诸如估计的音圈温度、功耗或声失真等标准改变动态范围压缩器的操作参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对扬声器输出的控制。
技术介绍
扬声器是用于将电能转换为声能的设备。然而，施加于扬声器的大多数电能将导致热耗散，热耗散引起许多共同的扬声器缺陷。为了防止热损伤(永久的或临时的)，期望测量扬声器的音圈温度，并调节输入，使得该温度不大于特定极限。用于估计音圈温度的一种方法是，使用扬声器的数学模型，以根据向扬声器发送的电信号来预测音圈温度的值，该扬声器的数学模型使用了许多预估参数，例如参见AudioEng. Soc. 52, 3-25 中，Klippel,W. ,2004 “Nonlinear Modeling of the Heat Transfer inLoudspeakers，，。一种不同的方法是，使用评价频率下的音调，直接测量音圈中的电流和电压，并且基于这些测量来估计音圈温度。在Proceedings of the 98th AES Convention,5 Paris.页石马 4001 的 Behler，Gottfried ； Spatling, U. ；Arimont, T. “Measuring theLoudspeaker' s Impedance During Operation for the Evaluation of the Voice CoilTemperature”中获得了这种方法。根据测量得到的电压和电流确定扬声器的DC电阻(也被称作Re)。对于超过扬声器的谐振频率的频率，DC电阻被估计为在最小阻抗附近的阻抗的实部的平均值。因为DC阻抗取决于音圈的温度，所以可以根据DC阻抗确定温度。此外，US6490981采用了这种方法。该专利公开了一种限制施加于扬声器的功率的方法。在该方法中，对施加于扬声器的电压和电流进行测量，并直接计算瞬态功率，将该瞬态功率用于控制输入信号的电平，其中该输入信号驱动为扬声器供电的放大器。当施加于扬声器的功率超过预定阈值时，减小针对功率放大器的输入电平，直到测量得到的功率降到阈值以下为止。还公开了一种方法，用于根据扬声器的电压和电流间接地确定音圈温度，并且当温度超过预定阈值时，减小针对扬声器的功率。因此，用于音圈温度控制的当今方法对源信号施加了衰减。例如，可以利用与音圈温度随时间的变化类似的相反特性施加增益因子。在信号被拆分成不同频带的情况下，可以使用更复杂的增益控制方案，并且可以将分离的增益因子用于不同的频带。基于自适应增益的音圈温度控制机制可以带来令人不悦的音频伪迹，比如砰(pumping)。此外，完整信号(或者，在多带方法情况下的频带)受增益控制的影响，甚至没有造成音圈发热的较低幅度段也受增益控制的影响。US2004/0178852公开了一种方法，响应于确定的音圈温度或测量的输出功率增大，使用衰减器限制施加于扬声器的功率
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种根据权利要求I所述的扬声器驱动电路。本专利技术提供了一种扬声器驱动电路，包括动态范围压缩器，用于在至所述动态范围压缩器的输入信号与来自所述动态范围压缩器的输出信号之间实现非线性增益函数，所述动态范围压缩器函数具有在输入阈值电平(20)以下的第一增益部分和在所述输入阈值电平以上的第二增益部分；扬声器驱动器，用于基于所述动态范围压缩器的输出来驱动扬声器；以及控制单元，用于根据控制信号并且按照仅针对高幅度或高功率输入信号而影响增益函数的方式来控制所述动态范围压缩器的操作参数，所述控制信号表示估计的音圈温度、功耗或声失真电平，其中，受控制的所述动态范围压缩器的操作参数是输入阈值电平或第二增益部分的斜率。 扬声器驱动电路还可以包括温度估计单元，用于估计所述扬声器的音圈温度，在这种情况下，根据估计的音圈温度控制DRC的操作参数。扬声器驱动电路还可以包括用于估计诸如功耗或声失真测量等其它标准的模块，在这种情况下，根据这些标准控制DRC的操作参数，以保持电池或相应地避免信号失真。本专利技术提供了一种电路，该电路调整动态范围压缩(DRC)模块的参数，来控制扬声器，以例如防止热损伤，减少功耗或减少扬声器的信号失真。这样的话，与使用基于增益的方法时相比，使用该控制机制时，用户感知到较少的侵入效应(intrusive effect)。DRC仅影响信号的高幅度峰值，并且保持信号的低幅度部分完好无缺。例如，“高幅度信号”意味着比设计的最大输入信号大40%的输入信号(从幅度或功率方面测量)。换句话说，作为压缩或限制函数，不改变小信号增益函数，但是改变大信号增益函数。动态范围压缩器实现了增益函数，该增益函数具有输入阈值电平以下的第一增益部分和所述输入阈值电平以上的第二增益部分。因此，在增益函数中存在阶跃。阈值以下的增益函数可以是线性的(即，输入与输出之间的恒定增益值)，并且阈值以上的增益函数可以是线性的(即，从阈值点起的增益的恒定斜率)。区域之间的过渡可以是硬拐点(即，斜率的突变)或者软拐点(即，斜率逐渐改变)。然而，增益函数可以更复杂。在所有的情况下，动态本质是得到的针对给定最大输入信号的增益与得到的针对小信号的增益不相同，使得输出处的动态范围改变。可以改变动态范围压缩器的参数，从而导致输出处的动态范围的变化。这种变化可以以多种方式来实现。在一个实施例中，受控制的所述动态范围压缩器的操作参数是所述输入阈值电平。所述阈值电平可以(例如)响应于估计的温度的增大而减小，使得沿着输入信号轴(幅度或功率)上更早地开始压缩(即，衰减)。动态范围压缩器可以起到限幅器的作用，其中，当所述输入在阈值以上时，所述输出实质上恒定。在另一示例中，受控制的所述动态范围压缩器的操作参数是所述第二增益部分的斜率。例如，所述第二增益斜率可以响应于估计的温度的增大而减小。这意味着，对于最大输入信号，压缩(即，衰减)更大。本专利技术还提供了一种扬声器系统，包括本专利技术的电路和扬声器。便携式设备可以使用该扬声器系统。本专利技术还提供了一种如独立方法权利要求中限定的方法。这个方面提供了一种处理音频输入信号以获取扬声器驱动信号的方法，包括使用动态范围压缩器，以在至所述动态范围压缩器的输入信号与来自所述动态范围压缩器的输出信号之间实现非线性增益函数，动态范围压缩器函数具有在输入阈值电平以下的第一增益部分和在所述输入阈值电平以上的第二增益部分；基于所述动态范围压缩器的输出来驱动扬声器；根据控制信号并且以仅影响针对高幅度输入信号的增益函数的方式，来控制所述动态范围压缩器的操作参数，其中，所述控制包括响应于估计的温度、功耗或声失真的增大，来减小所述阈值电平，或者响应于估计的温度、功耗或声失真的增大，来减小所述第二增益部分的斜率。 可以在计算机软件中实现所述方法。附图说明现在，将参考附图详细地描述本专利技术的示例，其中图I示出了本专利技术的扬声器系统；图2示出了可以在图I的系统中使用的动态范围压缩器的增益函数的示例；图3示出了由图I的系统实现的第一可能控制系统；图4示出了由图I的系统实现的第二可能控制系统；图5示出了由图I的系统实现的第三可能控制系统；以及图6示出了可以实现扬声器系统的移动电话。具体实施例方式本专利技术提供了一种扬声器驱动电路，其中动态范围压缩器在至动态范围压缩器的输入信号与来自动态范围压缩器的输出信号之间实现了非线性增益函数。所述输出用于驱动扬声器，以及动态范围压缩器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扬声器驱动电路，包括：动态范围压缩器(10)，用于在至所述动态范围压缩器的输入信号与来自所述动态范围压缩器的输出信号之间实现非线性增益函数，所述动态范围压缩器函数具有在输入阈值电平(20)以下的第一增益部分和在所述输入阈值电平以上的第二增益部分；扬声器驱动器(12)，用于基于所述动态范围压缩器(10)的输出来驱动扬声器(14)；以及控制单元(18)，用于根据对估计的音圈温度、功耗或声失真电平加以表示的控制信号，按照仅针对高幅度或高功率输入信号而影响所述增益函数的方式，来控制所述动态范围压缩器的操作参数，其中，受控制的动态范围压缩器的操作参数是所述输入阈值电平或所述第二增益部分的斜率。

【技术特征摘要】
2011.06.22 EP 11170863.21.一种扬声器驱动电路,包括 动态范围压缩器(10)，用于在至所述动态范围压缩器的输入信号与来自所述动态范围压缩器的输出信号之间实现非线性增益函数，所述动态范围压缩器函数具有在输入阈值电平(20)以下的第一增益部分和在所述输入阈值电平以上的第二增益部分； 扬声器驱动器(12)，用于基于所述动态范围压缩器(10)的输出来驱动扬声器(14);以及 控制单元(18)，用于根据对估计的音圈温度、功耗或声失真电平加以表示的控制信号，按照仅针对高幅度或高功率输入信号而影响所述增益函数的方式，来控制所述动态范围压缩器的操作参数，其中，受控制的动态范围压缩器的操作参数是所述输入阈值电平或所述第二增益部分的斜率。2.根据权利要求I所述的电路，还包括温度估计单元(16)，用于估计所述扬声器(14)的音圈温度，作为控制信号。3.根据权利要求I所述的电路，其中，所述控制信号用于控制输入信号的功耗或失真。4.根据权利要求I所述的电路，其中，受控制的动态范围压缩器的操作参数是输入阈值电平(20)。5.根据权利要求2和4所述的电路，其中，所述阈值电平响应于估计温度的增大而减小。6.根据权利要求5所述的电路，其中，所述动态范围压缩器用作限幅器，当输入在阈值...

【专利技术属性】
技术研发人员：泰穆金·高塔马，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：