[发明专利]估计扬声器的振膜偏移的方法

说明书

可以使用音频信号来执行估计电动扬声器的振膜偏移的方法。可以通过输出放大器将音频输出信号施加到电动扬声器的音圈以产生声音。可以将检测到的音圈电流和确定的音圈电压施加到具有多个自适应扬声器参数的线性自适应数字扬声器模型。自适应扬声器参数的参数值可以基于线性自适应数字扬声器模型来计算并且可以施加到电动扬声器的非线性状态空间模型。对于非线性状态空间模型，预定的非线性函数可以施加到多个接收的参数值中的至少一个以计算自适应扬声器参数的至少一个非线性补偿参数值，以确定振膜的瞬时偏移。

本发明涉及一种估计电动扬声器的振膜偏移的方法，该方法包括：接收音频输入信号的步骤；和基于所述接收的音频输入信号产生音频输出信号的步骤。该方法包括如下步骤：通过输出放大器施加音频输出信号到电动扬声器的音圈以产生声音；施加检测到的音圈电流和确定的音圈电压至包括多个自适应扬声器参数的线性自适应数字扬声器模型。该方法包括如下进一步的步骤：基于线性自适应数字扬声器模型计算多个相应的自适应扬声器参数的多个参数值；和施加多个参数值至电动扬声器的非线性状态空间模型。在非线性状态空间模型中，将表示扬声器参数与预定的扬声器变量之间的非线性关系的预定的非线性函数施加至所述多个接收的参数值中的至少一个的步骤计算至少一个自适应扬声器参数的至少一个非线性补偿参数值。将非线性补偿参数值和音频输入信号施加到电动扬声器的非线性状态空间模型，且基于音频输入信号和电动扬声器的非线性状态空间模型来确定振膜的瞬时偏移。

背景技术

本发明涉及一种估计电动扬声器的振膜偏移的方法。电动扬声器可以例如安装在便携式通信装置的大致声音密封的外壳或通风的外壳中。为了声音再现目的，电动扬声器可以被利用例如作为用于通过声耦合到用户的耳朵来产生声音的接收器，或作为用于播放记录的音乐或用于电信会议应用中的语音再现的扬声器。

在若干声音再现应用和装置中，为了保护电动扬声器免受机械损伤，精确地估计电动扬声器的振膜偏移或位移是具有重大意义。必须精确地估计振膜偏移以允许对振膜偏移的相应精确的控制。对振膜偏移的精确控制或限制对于避免振膜或组件在其最大偏移限制以上被驱动(可能在低估振膜偏移的情况下发生)是重要的。如果超过最大偏移限制，则可能对扬声器造成各种暂时或永久机械损伤，使得扬声器临时或永久不起作用。机械损伤可能由可移动扬声器部件(诸如，音圈、振膜或音圈骨架)与扬声器的固定部件(诸如，磁路)之间的碰撞引起。另一方面，如果高估振膜偏移并且因此瞬时偏移下被激活的偏移限制比讨论中的扬声器的最大偏移限制小得多，则扬声器的最大声压受到不适当的限制。

由于电动扬声器一般更确切地说是非线性装置(具体地，在高声压电平下，有大量复杂非线性关系)所以已经证明，通过各种基于预测模型的方法难以精确地估计振膜偏移。此外，电动扬声器的线性扬声器参数的参数值，诸如机械柔度和音圈电阻，也随时间和温度缓慢地但明显地变化，这导致在维持电动扬声器的准确模型上的进一步的挑战。

因此，将一个或多个扬声器参数的非线性属性和扬声器参数的缓慢时变属性都考虑进去，为精确地估计电动扬声器的振膜偏移提供相对简单的方法是具有重大意义和价值的。在制造包括电动扬声器的设备或装置期间，补偿一个或多个扬声器参数的非线性属性而无需电动扬声器的非线性的耗时且昂贵的个别特征化将是有利的。估计振膜偏移的方法应优选地避免复杂的计算以最小化实施振膜偏移估计方法的某些步骤的信号处理器的计算资源的费用。

发明内容

本发明的第一方面涉及一种估计电动扬声器的振膜偏移的方法，该方法包括如下步骤：

接收音频输入信号并且基于所述接收的音频输入信号产生音频输出信号，

将所述音频输出信号通过输出放大器施加到电动扬声器的音圈以产生声音，

确定所述音圈上的音圈电压，

响应于所述音圈电压，检测音圈电流，

将所述检测到的音圈电流和所述确定的音圈电压施加至包括多个自适应扬声器参数的线性自适应数字扬声器模型，