一種智能音頻系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種智能音頻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前移動(dòng)設(shè)備喇叭音量都不高，主要受限于以下幾個(gè)因素:音腔體積小，喇叭膜片 振幅小，移動(dòng)設(shè)備電池電壓低，功放輸出能力有限，喇叭表現(xiàn)能力非常有限；即使經(jīng)過(guò)一些 硬件電路(例如:通過(guò)升壓電路提升功放的驅(qū)動(dòng)能力）和某些軟件算法(Drac、杜比等)也只 能有限的提高喇叭表現(xiàn)能力，主要原因在于無(wú)法對(duì)喇叭本體膜片的振幅以及喇叭的溫度進(jìn) 行監(jiān)控，為了保證喇叭膜片不超出最大位移導(dǎo)致聲音失真或者溫度過(guò)高導(dǎo)致喇叭損壞，當(dāng) 前移動(dòng)設(shè)備只能在保證聲音不失真或者喇叭不損壞的情況下，以較低的功率去驅(qū)動(dòng)喇叭， 導(dǎo)致移動(dòng)設(shè)備喇叭音量過(guò)低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何保證喇叭最大限度的發(fā)揮性能又不至于導(dǎo)致 聲音失真或者損壞喇叭。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種智能音頻系統(tǒng)，所 述智能音頻系統(tǒng)包括數(shù)字信號(hào)處理器DSP以及功放、喇叭，所述DSP集成喇叭模型，所述喇叭 模型用于描述所述功放輸出功率與喇叭膜片振幅、所述功放輸出功率與喇叭膜片的溫度的 關(guān)系，所述DSP基于所述喇叭模型，控制所述功放的實(shí)時(shí)輸出功率，從而控制喇叭的輸出音 量。
[0005] 其中，所述智能音頻系統(tǒng)還包括反饋電路，所述DSP從音源獲取實(shí)時(shí)環(huán)境溫度，通 過(guò)所述反饋電路檢測(cè)所述功放的輸出功率，根據(jù)所述喇叭模型獲取喇叭膜片實(shí)時(shí)的振幅以 及實(shí)時(shí)溫度，基于喇叭模型，控制所述功放的實(shí)時(shí)輸出功率。
[0006] 其中，所述智能音頻系統(tǒng)還包括升壓電路，所述DSP基于所述喇叭模型，實(shí)時(shí)控制 所述升壓電路的電壓幅值以及所述功放的增益，進(jìn)而控制所述功放的輸出功率。
[0007] 其中，所述智能音頻系統(tǒng)還包括電源，用于給所述升壓電路提供電壓。
[0008] 其中，所述DSP基于所述喇叭模型，控制所述功放的實(shí)時(shí)輸出功率，從而控制所述 喇叭的輸出音量包括:所述DSP基于所述喇叭模型中喇叭模型最大位移和最大溫升，實(shí)時(shí)調(diào) 整所述功放的實(shí)時(shí)輸出功率，從而控制所述喇叭的輸出音量。
[0009] 其中，所述喇叭模型通過(guò)以下方法建立:獲取喇叭在密閉音腔內(nèi)的諧振頻率f0;播 放頻率為f〇的粉紅噪音，在保證總諧波失真加噪聲THD+N不超過(guò)設(shè)備所能接受的最大THD+N 參數(shù)值，喇叭膜片振幅不超過(guò)最大安全位移，以及喇叭膜片溫度不超過(guò)最大可承受溫度狀 態(tài)下，逐步提高功放輸出功率，同時(shí)檢測(cè)喇叭膜片振幅，從而得到喇叭膜片振幅與功放輸出 功率的關(guān)系、功放輸出功率與喇叭膜片的溫度的關(guān)系。
[0010]其中，所述最大可承受溫度τ通過(guò)以下方式獲得:T=to+ρ/θο,其中，tQ為從音源獲 取的環(huán)境溫度，P為喇叭輸出功率，所述喇叭輸出功率通過(guò)功放輸出端的電流和電壓計(jì)算得 至|J，0〇為喇叭膜片溫升系數(shù)。
[0011]其中，所述檢測(cè)喇叭膜片振幅包括:檢測(cè)喇叭膜片中心位置和四周預(yù)定多個(gè)對(duì)稱(chēng) 點(diǎn)位置的膜片振幅。
[0012]本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明通過(guò)在智能音頻系統(tǒng)DSP集 成喇叭模型，其中喇叭模型是描述功放輸出功率與膜片振幅關(guān)系，功放輸出功率與膜片溫 度關(guān)系的模型，DSP基于喇叭模型對(duì)控制功放的實(shí)時(shí)輸出功率，從而控制喇叭的輸出音量。 由于是基于喇叭模型來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)整功放輸出功率，從而可以保證喇叭最大限度的發(fā)揮性能有 不至于導(dǎo)致聲音失真或損壞喇叭。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是一種移動(dòng)設(shè)備喇機(jī)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0014]圖2是傳統(tǒng)首頻功放電路的不意圖；
[0015] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的智能音頻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的額定功率下，膜片振幅與頻率以及音腔體積的關(guān)系示 意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 為了更加清楚的介紹本發(fā)明，以下先對(duì)喇叭原理以及傳統(tǒng)音頻功放電路做一個(gè)簡(jiǎn) 單的介紹。
[0018] 請(qǐng)參閱圖1，圖1是一種移動(dòng)設(shè)備喇叭的結(jié)構(gòu)示意圖，喇叭發(fā)聲的實(shí)現(xiàn)主要是通過(guò) 改變流過(guò)音圈的電流來(lái)驅(qū)動(dòng)膜片震動(dòng)發(fā)出不同的聲音。
[0019] 進(jìn)一步結(jié)合圖2,圖2是傳統(tǒng)音頻功放電路的示意圖，傳統(tǒng)的音頻功放電路中，屬于 單向驅(qū)動(dòng)，無(wú)法監(jiān)控喇叭的狀態(tài)，振幅以及溫度情況未知，只能以較小的功率驅(qū)動(dòng)喇叭，喇 叭表現(xiàn)能力有限，導(dǎo)致移動(dòng)設(shè)備音量過(guò)低。
[0020] 本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的以上技術(shù)問(wèn)題，提供一種智能音頻系統(tǒng)，以喇叭所能 承受的實(shí)際最大功率驅(qū)動(dòng)喇叭，提升移動(dòng)設(shè)備音量，同時(shí)又不會(huì)損壞喇叭。
[0021] 請(qǐng)參閱圖3,圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的智能音頻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本 實(shí)施例的智能音頻系統(tǒng)包括數(shù)字信號(hào)處理器DSP 11以及功放12、喇叭13，DSP集成喇叭模 型，喇叭模型用于描述功放輸出功率與喇叭膜片振幅、功放輸出功率與喇叭膜片的溫度的 關(guān)系，DSP基于喇叭模型，控制功放的實(shí)時(shí)輸出功率，從而控制喇叭的輸出音量。
[0022] 其中，本實(shí)施例的智能音頻系統(tǒng)還進(jìn)一步包括反饋電路14，DSP從音源獲取實(shí)時(shí)環(huán) 境溫度，通過(guò)反饋電路檢測(cè)功放的輸出功率，根據(jù)喇叭模型獲取喇叭膜片實(shí)時(shí)的振幅以及 實(shí)時(shí)溫度，基于喇叭模型，控制功放的實(shí)時(shí)輸出功率。
[0023]其中，本實(shí)施例的智能音頻系統(tǒng)還包括升壓電路15，DSP基于喇叭模型，實(shí)時(shí)控制 升壓電路的電壓幅值以及功放的增益，進(jìn)而控制功放的輸出功率。
[0024]其中，本實(shí)施例的智能音頻系統(tǒng)還包括電源16,用于給升壓電路15提供電壓。
[0025]其中，本發(fā)明實(shí)施例的智能音頻系統(tǒng)的工作原理如下：通過(guò)功放內(nèi)部集成一個(gè) DSP，DSP上運(yùn)行已經(jīng)建立的喇叭模型，DSP從移動(dòng)設(shè)備AP音源端獲取實(shí)時(shí)環(huán)境溫度，通過(guò)反 饋回路檢測(cè)功放輸出的電壓和電流，根據(jù)建立的喇叭模型，得出喇叭實(shí)時(shí)的振幅以及溫度， 然后根據(jù)輸入的音源信號(hào)，喇叭的溫升系數(shù)，根據(jù)喇叭膜片最大位移和最大溫升實(shí)時(shí)調(diào)整 功放的供電電壓VCC(調(diào)整升壓電路的升壓幅值)以及增益(VCC越大，增益越大，喇叭輸出音 量越大），盡可能的提升輸出功率，保證喇叭最大限度的發(fā)揮性能又不至于導(dǎo)致聲音失真或 者損壞喇叭，同時(shí)保證喇叭膜片不超最大位移，溫度不超過(guò)最高溫度，保證喇叭壽命。
[0026] 其中，本發(fā)明實(shí)施例中的智能音頻系統(tǒng)，基于喇叭模型來(lái)具體實(shí)現(xiàn)喇叭發(fā)聲控