[发明专利]用于扩音器的偏移保护的设备、系统和方法

说明书

本发明涉及一种扩音器的偏移保护的设备及方法。所述方法包含在变换域中使所选择带衰减，此受由已根据所述扩音器的实时操作特性而修改的偏移转移函数产生的反馈信号控制。以此方式，系统减少解决所预测偏移所需要的宽带衰减量，从而产生更好的收听体验。

相关申请案交叉参考

此申请案主张2018年5月18日提出申请的美国临时申请案第62/673,435号及2018年5月18日提出申请的欧洲专利申请案第18173109.2号的优先权，所述申请案中的每一者以其全文引用的方式并入本文中。

背景技术

本发明涉及扩音器偏移保护，且特定来说，涉及在反馈配置中使用多频带压缩器及宽带限制器来进行偏移保护。

除非本文中另有指示，否则此章节中所描述的方法并非此申请案中的权利要求书的现有技术且并不因包含于此章节中而承认为现有技术。

扩音器通过使振动膜沿轴线前后移动而产生声音。在振动膜开始对扩音器的物理结构加应力之前，对于所述振动膜可从其静止位置移动(“偏移”)的距离存在限制。如果超过此限制，那么其称作“过偏移”，且此导致扩音器的性能的长期降级并最终出故障。

由于对偏移的实时直接测量(例如，经由激光器)在生产扩音器中为昂贵的，因此偏移保护算法往往通过从候选输出音频信号中以某种方式预测偏移而起作用。接着修改候选输出音频，使得将所预测偏移约束到某一最大值。

由于扩音器近似操作为线性系统，因此很好地理解如何基于扩音器及放大器系统的音频信号及可测量特性而预测偏移。这些特性中的一些特性在扩音器的整个使用寿命中或多或少为静态的，且可被直接测量。其它特性可被间接测量，例如(如果“智能amp”为可用的)通过测量扩音器的电压到电流转移函数(“阻抗”)——重要的是此处注意，这些特性中的一些特性在相对短时间周期内、特别是当扬声器的音圈在使用期间变热时不改变。还很好地理解可从这些特性可导出电压到偏移转移函数，即，跨越扬声器的操作频率范围以米/伏特为单位的值。

一般来说，用以限制偏移的解决方案使用以下特征中的一或多者来操作。一个特征是在已预测偏移之后将宽带增益应用于候选输出音频信号。第二特征是将候选输出音频信号变换成偏移信号、应用宽带增益来限制此信号，接着将此信号变换回成最终输出音频信号。第三特征是使用自适应交叉，其中将不同增益应用于低频率及高频率(即，双频带方法)、由所预测偏移控制。第四特征是使用多频带压缩器来帮助进行偏移限制。

举例来说，美国申请公开案第2012/0281844号论述通过宽带限制而进行偏移保护。

美国申请公开案第2013/0077795号论述使用低频率压缩来进行偏移保护。然而，其根据预定功率限制而进行操作，且未必响应于扩音器的实时特性。

美国专利第6,931,135号论述使用利用伺服机构中的反馈回路进行的低频率压缩来进行偏移保护。然而，其根据预定电压电平而进行操作，且未必响应于扩音器的实时特性。

美国专利第6,865,274号论述包含可控制阈值的多频带压缩器。然而，其似乎并未提及衰减反馈系统。

美国专利第5,548,650号论述驱动偏移限制的经偏移控制滤波器。然而，用于偏移的滤波器似乎使用静态模型，所述静态模型并未调整以适应扬声器的实时特性。

总之，宽带限制具有许多众所周知的问题，例如音量“抽吸(pumping)”、低音响应损失以及音色的一般失真。多频带压缩如果很好地完成，那么会在某种程度上减轻这些问题，通常以某种方式将所述问题相互折衷。然而，对于许多现有多频带压缩器设计，每一带的压缩器阈值必须在系统操作之前通过某一过程进行明确校准，且不适应系统状态的实时改变。此外，无现有系统建议如何实时地使用电压到偏移转移函数来帮助校准多频带压缩器。

发明内容