[发明专利]扬声器的控制和保护

说明书

一种非线性控制系统和扬声器保护系统。更具体地，公开了一种包括控制器、音频系统及模型的非线性控制系统。所述控制器被配置为接受一个或多个输入信号，以及由所述模型产生的一个或多个估计状态从而产生一个或多个控制信号。所述音频系统包括一个或多个换能器，其被配置为接受控制信号以根据控制信号产生呈现的音频流。公开了一种具有集成放大器的有源扬声器。公开了一种扬声器保护系统和质量控制系统。更具体地，公开了一种用于依赖于有代表性的模型库而钳制扬声器的输入的系统。

技术领域

本公开涉及扬声器的数字控制和保护，且特别地涉及适用于在音频信号处理中实施的非线性数字控制和保护系统。本公开进一步涉及扬声器、耳机、头戴耳机，和其他电声换能器系统的保护，以及用于预测其使用寿命的实施方案。本公开进一步涉及用于预测在使用中的扬声器元件的剩余使用寿命的系统和方法。

背景技术

移动技术和消费类电子设备(CED)继续在全世界扩大应用和范围。在移动技术和CED继续增长的同时，设备硬件和部件存在快速的技术进步，从而使得计算能力提高和新型外围板载设备的并入，以及设备尺寸、功耗等的降低。诸如手机、平板电脑及笔记本电脑的大多数设备包括音频通信系统，且特别地，包括一个或多个扬声器以与用户交互和/或使音频数据流传送至用户。

每个设备都具有声学特征(acoustic signature)，这意指由影响设备所产生的声音的其结构和设计或其与声音交互的方式所规定的设备的可听特性。声学特征可以包括非线性幅形(aspect)的范围，其可能依赖于设备的设计，设备的年龄，相关数据流的内容(例如，声压级、频谱等)，和/或设备运行的环境。设备的声学特征可以显著地影响用户的音频体验。

通常利用额外的成本、增加计算复杂性，和/或增大部件尺寸可以实现对声学性能的提高。这些方面都与当前的设计趋势相冲突。因此，成本、计算技术，以及对尺寸敏感的方法对于解决设备的非线性声学特征来说将会是补充给设计师工具箱受欢迎的方法。

此外，往往与涉及扬声器的故障和使用寿命问题相关联的产品返工率是主要的行业关注点。与热和振幅(excursion)相结合有关的损坏可能是这样故障的根本原因。性能和使用寿命之间的折衷方案往往是很有必要的以便于平衡这样的问题。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种用于扬声器的控制系统。

本公开的另一个目的是提供一种用于增强来自消费类电子设备的音频输出的滤波系统。

本公开的又一个目的是根据本公开为相关的消费类电子设备提供一种用于配置非线性控制系统的制造方法。

另一个目的是为防止在使用过程中损坏扬声器提供一种保护系统。

又一个目的是提供一种简化的且可靠的扬声器。

依照本公开，由与所附权利要求书相应的设备、系统，以及方法来完全地或部分地满足上述目的。依照本公开，在所附权利要求书中、在下文的说明书中，以及在附图中详细阐述了特征和方案。

根据第一方案，提供了一种用于根据一个或多个输入信号产生呈现的音频流的扬声器保护系统，其包括估计器，所述估计器包括一个或多个状态估计模型，每一个状态估计模型被配置为接受一个或多个输入信号，并且根据所述一个或多个输入信号来生成一个或多个估计状态；和扬声器保护部，其被配置为接受一个或多个输入信号和/或延迟的所述输入信号，以及所述估计状态和/或根据所述估计状态生成的信号，并根据它们的组合来产生输出信号。

在方案中，扬声器保护部可以包括压缩器、限幅器、削波器等以便于产生所述输出信号。压缩器/限幅器/削波器中的一个或多个特征(例如，增益、截止波幅、用于压缩的阈值等)可以取决于所述估计状态，并应用于输入信号。