[实用新型]一种扬声器多级音频增益控制系统有效
申请号: | 201821889294.8 | 申请日: | 2018-11-16 |
公开(公告)号: | CN208850038U | 公开(公告)日: | 2019-05-10 |
发明(设计)人: | 武建峰;钱振煌;代明;崔亚军;钟美庆 | 申请(专利权)人: | 泉州昆泰芯微电子科技有限公司 |
主分类号: | H04R3/00 | 分类号: | H04R3/00 |
代理公司: | 南京苏科专利代理有限责任公司 32102 | 代理人: | 陈望坡 |
地址: | 362011 福建省泉州*** | 国省代码: | 福建;35 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 音频增益 扬声器 音频信号 本实用新型 控制系统 归一化 扬声器模型 扬声器振膜 计算模块 建模模块 控制模块 位移预测 音频模块 增益控制 最大极限 输出 串联 | ||
本实用新型公开了一种扬声器多级音频增益控制系统,包括若干能对音频信号进行音频增益控制的音频增益控制单元,各音频增益控制单元相互串联在一起,从而对音频信号进行逐级增益控制后输出给扬声器,所述音频增益控制单元包括:归一化扬声器模型建模模块、归一化音频模块、扬声器位移预测模块、音频增益计算模块及音频增益控制模块。本实用新型的优点是:能精确控制音频信号的输出,使扬声器振膜位移始终控制在合理范围内,避免扬声器在使用过程中超出最大极限位移。
技术领域
本实用新型涉及扬声器信号处理与保护技术领域,具体涉及一种扬声器多级音频增益控制系统。
技术背景
随着手机电脑等消费类产品的高度集成,要求扬声器在发出高响度声音的前提下,体积要尽量小。微型扬声器的出现解决了这方面的矛盾,它将电信号转换为声音信号,并随着空气震动传播到周围环境中,微型扬声器应用广泛于手机和平板电脑上。然而,微型扬声器虽然能够发出比较响亮的声音,但是在电信号低频部分容易发生共振,如果不加以保护,瞬时或者持久的超出扬声器位移极限,将永久性损坏扬声器振膜和结构。在工程实践中,通过计算位移和输入信号之间的转换函数,预测输出信号调节增益,可以有效减小扬声器振膜位移,但是由于扬声器位移与音频信号的之间的转换呈非线性且计算复杂,难以通过控制音频信号来对扬声器振膜位移进行控制。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能精确控制音频信号的输出,使扬声器振膜位移始终控制在合理范围内,避免扬声器在使用过程中超出最大极限位移的扬声器多级音频增益控制系统。
为实现上述技术目的,本实用新型采用了如下技术方案:所述的一种扬声器多级音频增益控制系统,其特征在于:包括若干能对音频信号进行音频增益控制的音频增益控制单元,各音频增益控制单元相互串联在一起,从而对音频信号进行逐级增益控制后输出给扬声器,所述音频增益控制单元包括:归一化扬声器模型建模模块、归一化音频模块、扬声器位移预测模块、音频增益计算模块及音频增益控制模块;
所述归一化扬声器模型建模模块:能对采集的扬声器电流值与电压值进行归一化处理得到归一化扬声器模型参数,并根据得到的归一化扬声器模型参数建立归一化扬声器模型,并将归一化扬声器模型反馈给扬声器位移预测模块;
所述归一化音频模块:能对音频信号进行归一化,并将归一化音频信号反馈给扬声器位移预测模块;
所述扬声器位移预测模块:能根据反馈的归一化音频信号及归一化扬声器模型计算出扬声器预测位移,并将扬声器预测位移反馈给增益计算模块;
所述音频增益计算模块:能根据接收的扬声器预测位移及内部预设的位移增益曲线计算出音频输出增益值,并将音频输出增益值反馈给增益控制模块;
所述音频增益控制模块:能根据反馈的音频输出增益值对输入的音频信号进行增益控制后输出音频信号。
进一步地,前述的一种扬声器多级音频增益控制系统,其中:在音频增益控制单元中的音频增益控制模块的输入端还连接有延时模块,延时模块用于将所输入的音频信号延时预设延时时间后再发送给音频增益控制模块。
进一步地,前述的一种扬声器多级音频增益控制系统,其中:延时模块对信号进行延时的预设延时时间为10ms。
进一步地,前述的一种扬声器多级音频增益控制系统,其中:归一化扬声器模型建模模块通过电流电压传感器模块实时采集扬声器的电流值与电压值。
通过上述技术方案的实施,本实用新型的有益效果是:通过对音频信号进行多级增益控制,调节了音频信号与位移之间的非线性误差,有效精确控制音频信号的输出,使扬声器振膜位移始终控制在合理范围内,避免扬声器在使用过程中超出最大极限位移,有效防止扬声器在使用过程中因超出最大极限位移而损坏情况的发生,使扬声器振膜得到保护,从而延长了扬声器的使用寿命;同时通过位移预测,能让未超出预测位移阈值的音频部分保持不变,减小了音频失真,使音频能保持较高音质。
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