[发明专利]电致发声装置的自适应发声方法和装置

说明书

技术领域：

本发明涉及机动车辆喇叭，尤其无触点的电子喇叭的电子模块如何适应组装后的喇叭机械特性及随着时间的推移自身状态和环境的变化仍能高效发声，符合性能、寿命指标。

背景技术：

传统的触点式汽车喇叭，主要因为其触点的寿命比较短，很多都用电子稳频的方式控制触点的通断，稳频的方法很多，如基于RC振荡、晶体、陶瓷及用集成电路、单片机等，无论其采用那种方法，虽然解决了触点寿命的问题，但仍有以下几个问题难以解决：

1、生产制造过程复杂。

需要逐个喇叭匹配频率参数，即找到声级最高的频率点，再焊接相应参数的器件或在单片机等可编程器件中写入相应的参数。因为喇叭本身机械制造工艺的关系，喇叭整体自振频率分布在一定的范围内，使电路的稳频频率与机械自振频率不同，从而影响其发声的声级。

2、因为环境温度的影响及其他短时或长期的机械作用影响，使自振频率发生了偏移，从而导致频率不匹配，声级变化，目前无法解决。

3、电子电路本身决定控制频率的器件的参数受到温度等影响，从而导致频率不匹配，声级变化，目前靠提高器件稳定性来解决，成本高。

4、因为长期违背自然特性使用，使膜片寿命降低。

5、以上的问题其实也同样存在于另一个控制参数——通电率上。

发明内容：

本发明正是为了解决上述这些问题。

先看一下喇叭结构示意图，图1是一般的采用电子模块控制的喇叭的结构图。图2是本发明用到的传感部分的结构示意。图中人为定义了膜片动铁心组合的运动方向即6上升方向和7下降方向，它包括一般电子喇叭的内部构成，2动铁心与5动铁心台阶与1膜片铆接在一起，1膜片外围被固定在12外壳上，3线圈及其骨架与4静铁心固定在12外壳底部。

一、测控方法。

1、余振特征周期法

a)先给喇叭线圈通电激励，使膜片运动，例如激励是用与该喇叭工作频率接近的脉冲，激励5个周期。

b)在激励过后，取样传感信号的过零点。选取比较陡直的沿，例如，取样声学信号的上升沿过零点，从两个同相的过零点取得周期值。过零点可以用AD来取，但最好用比较器，那样速度快，测量出来的周期值精度高。

c)周期值的选用。我们可以从余振波的各个周期中选取经过运算与最大声级频率相符(未必相等，而是呈比较简单的相关，如线性相关)周期，作为真正采用的周期值。

这种运算也可以是几个周期之间的加权组合运算，比如第1周期和第3周期的平均。例如，我们在激励过后的1.72ms左右，开始取样过零点，将第一个过零点周期作为运算喇叭鸣叫工作周期的依据。此外，我们还可以通过在激励脉冲的最后加入一段通电周期，来控制使断电时喇叭恰好在某个相位(如过零点)，这种控制可以通过事先的实验固定下来，也可以是实时的，在接近过零点时断电。

d)运算鸣叫工作周期。因为我们所取得的余振周期可能会因工作电压等的不同而有所变化，这种变化与喇叭鸣叫最大声级频率点在不同电压下的变化可能是不符的，这就需要校正。例如，在一定实验数据的基础上，对工作电压的影响做如下校正：标定几个工作电压点，看选取的余振周期频率与喇叭鸣叫的最大声级频率的关系，总结出运算关系式，例如以电压值距离标准电压值的差为依据，不同的电压段有不同的加权，将该加权后的电压值(乘一定系数)加到选取的周期值上。或以低电压点为参照，将电压差值加权运算后去减选取的周期值。或仅作分段控制对周期值的运算。

e)运算通电率。以工作电压为依据，根据实验结果，选取能获得最大声级的通电率。例如，9v时选通电率为90％，11.4v时85％，13v时80％，14.4v时70％，此数据根据实验测定为准。其运算方法参考上一步骤。对于某电压下有上限声级要求的，则也可以通过调整通电率使声级下降。当然，我们也可以采用不变的通电率工作，对上面的步骤没有影响。

f)上述”e)”中工作电压的测定要顾及电源到喇叭的线路压降，例如在有显著工作电流的时候测定，例如在通电周期将结束时测定，与同样情况下测定的最大声级频率点或通电率点配合，校正余振周期或选定通电率。在线路压降离散比较小的情况下也可直接用没有大电流时的工作电压来做标定。

g)以上述步骤确定的频率和通电率驱动喇叭线圈工作。

上述步骤比较方便用可编程器件具体实现，如单片机，简单的如图5所示。也可以用电路实现。采用的传感器有声学的、感应线圈(如图2之10，感应动铁心在线圈内的运动)、光学的、霍尔元件等电磁的、各类接近开关类型的，甚至机械触点的。

二、传感的装置和方法。