[发明专利]一种智能音频系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能音频系统。

背景技术

当前移动设备喇叭音量都不高，主要受限于以下几个因素：音腔体 积小，喇叭膜片振幅小，移动设备电池电压低，功放输出能力有限，喇 叭表现能力非常有限；即使经过一些硬件电路(例如：通过升压电路提 升功放的驱动能力)和某些软件算法(Drac、杜比等)也只能有限的提 高喇叭表现能力，主要原因在于无法对喇叭本体膜片的振幅以及喇叭的 温度进行监控，为了保证喇叭膜片不超出最大位移导致声音失真或者温 度过高导致喇叭损坏，当前移动设备只能在保证声音不失真或者喇叭不 损坏的情况下，以较低的功率去驱动喇叭，导致移动设备喇叭音量过低。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何保证喇叭最大限度的发挥性能 又不至于导致声音失真或者损坏喇叭。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种智 能音频系统，所述智能音频系统包括数字信号处理器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输出功率 与喇叭膜片振幅、所述功放输出功率与喇叭膜片的温度的关系，所述 DSP基于所述喇叭模型，控制所述功放的实时输出功率，从而控制喇叭 的输出音量。

其中，所述智能音频系统还包括反馈电路，所述DSP从音源获取实 时环境温度，通过所述反馈电路检测所述功放的输出功率，根据所述喇 叭模型获取喇叭膜片实时的振幅以及实时温度，基于喇叭模型，控制所 述功放的实时输出功率。

其中，所述智能音频系统还包括升压电路，所述DSP基于所述喇叭 模型，实时控制所述升压电路的电压幅值以及所述功放的增益，进而控 制所述功放的输出功率。

其中，所述智能音频系统还包括电源，用于给所述升压电路提供电 压。

其中，所述DSP基于所述喇叭模型，控制所述功放的实时输出功率， 从而控制所述喇叭的输出音量包括：所述DSP基于所述喇叭模型中喇叭 模型最大位移和最大温升，实时调整所述功放的实时输出功率，从而控 制所述喇叭的输出音量。

其中，所述喇叭模型通过以下方法建立：获取喇叭在密闭音腔内的 谐振频率f0；播放频率为f0的粉红噪音，在保证总谐波失真加噪声 THD+N不超过设备所能接受的最大THD+N参数值，喇叭膜片振幅不超 过最大安全位移，以及喇叭膜片温度不超过最大可承受温度状态下，逐 步提高功放输出功率，同时检测喇叭膜片振幅，从而得到喇叭膜片振幅 与功放输出功率的关系、功放输出功率与喇叭膜片的温度的关系。

其中，所述最大可承受温度T通过以下方式获得：T＝t₀+P/θ₀，其中， t₀为从音源获取的环境温度，P为喇叭输出功率，所述喇叭输出功率通 过功放输出端的电流和电压计算得到，θ₀为喇叭膜片温升系数。

其中，所述检测喇叭膜片振幅包括：检测喇叭膜片中心位置和四周 预定多个对称点位置的膜片振幅。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过在智能 音频系统DSP集成喇叭模型，其中喇叭模型是描述功放输出功率与膜片 振幅关系，功放输出功率与膜片温度关系的模型，DSP基于喇叭模型对 控制功放的实时输出功率，从而控制喇叭的输出音量。由于是基于喇叭 模型来实时调整功放输出功率，从而可以保证喇叭最大限度的发挥性能 有不至于导致声音失真或损坏喇叭。

附图说明

图1是一种移动设备喇叭的结构示意图；

图2是传统音频功放电路的示意图；

图3是本发明实施例提供的智能音频系统的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的额定功率下，膜片振幅与频率以及音腔体 积的关系示意图。

具体实施方式

为了更加清楚的介绍本发明，以下先对喇叭原理以及传统音频功放 电路做一个简单的介绍。

请参阅图1，图1是一种移动设备喇叭的结构示意图，喇叭发声的 实现主要是通过改变流过音圈的电流来驱动膜片震动发出不同的声音。

进一步结合图2，图2是传统音频功放电路的示意图，传统的音频 功放电路中，属于单向驱动，无法监控喇叭的状态，振幅以及温度情况 未知，只能以较小的功率驱动喇叭，喇叭表现能力有限，导致移动设备 音量过低。