CN102595280A - 一种带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统 - Google Patents

一种带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102595280A
CN102595280A CN2012100152490A CN201210015249A CN102595280A CN 102595280 A CN102595280 A CN 102595280A CN 2012100152490 A CN2012100152490 A CN 2012100152490A CN 201210015249 A CN201210015249 A CN 201210015249A CN 102595280 A CN102595280 A CN 102595280A
Authority
CN
China
Prior art keywords
loud speaker
drive circuit
circuit
voice coil
integrated system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012100152490A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102595280B (zh
Inventor
张韬
李莉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHENZHEN JINGTUO INNOVATION TECHNOLOGY CO., LTD.
Original Assignee
KING TONE INNOVATION
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KING TONE INNOVATION filed Critical KING TONE INNOVATION
Priority to CN201210015249.0A priority Critical patent/CN102595280B/zh
Publication of CN102595280A publication Critical patent/CN102595280A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102595280B publication Critical patent/CN102595280B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)

Abstract

一种带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统属于扬声器技术领域。该扬声器集成系统包括振动系统、磁路系统和带驱动电路的传感器反馈系统。前盖、盆架及电路板组成扬声器的壳体，电路板上设置环形的导磁板，导磁板的中间设置传感器部件与驱动电路；导磁板上依次设置均为环形的磁铁、顶片和振膜，在导磁板上、磁铁及顶片的内圈设置驱动振膜振动的音圈；传感器部件与驱动电路通过引线与音圈及电路板连接，接收外部的驱动信号并提供反馈信号。此装置结构简单，成本低，可以提高扬声器的驱动效率和音质；当多颗扬声器构成阵列音响时，可改善传统阵列扬声器系统中因各个扬声器参数不一致导致阵列音响性能不稳定的缺点。

Description

一种带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统
技术领域
本发明属于扬声器技术领域，特别涉及一种带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统。 
背景技术
人们用扬声器来重放声音，它是音响设备中的重要元件。扬声器在人们平时的日常生活中广泛被使用，带来了很多的便利。汽车、广播、电视、音箱、手机、MP4、电脑等电子产品领域中，扬声器的应用几乎随处可见。随着超薄音响、平板电脑、平板电视等的快速发展，带动并促进扬声器朝着更薄，更轻，更小的方向发展。 
扬声器主要有盆架、顶片、振膜、音圈、前盖、导磁板、阻尼布等构成。扬声器发声原理为电-力-声的转换：(1)扬声器的磁路系统构成环形磁间隙，其间布满磁场。(2)扬声器的振动系统由导线绕成折环形音圈和与之相连的振膜构成。(3)音圈被馈入信号电压后，产生电流，音圈切割磁力线，产生作用力，带动振膜一起上下运动，振膜策动空气发生相应的声音。 
放置在电子器件中普通的扬声器由于没有合适的电路保护等，通常容易受到过大电流的冲击，或过长时间的工作造成温度过高而寿命减少或损坏；并且随着扬声器的小型化和薄型化，手机、电视或电脑中可能会安装多颗扬声器，保证多颗扬声器的一致性能是保证电子器件声质量的重要因素之一，也是将电子器件声效算法更完美呈现的重要因素。因此利用麦克风，温度传感器及信号处理电路对扬声器进行动态反馈，并据此对扬声器调节及补偿，大大提高了扬声器的寿命，优化了扬声器的声质量。将此传感器反馈系统集成在扬声器内部，可以直接测量 到扬声器的工作参数，而且不占用额外空间，非常适合便携式产品以及阵列型扬声器系统应用。可以设想，此带有传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统比普通的扬声器具有更优质的声音，更稳定的性能，更高的可靠性，将具有非常广泛的应用空间。 
目前，通常通过改善音频功率放大器的性能指标来减少扬声器的失真，并设置外置保护电路，对扬声器过流、过载、延时、直流输出等进行保护。专利CN1128435A低失真扬声器驱动方法与装置中提出通过串接一取样电感和电阻，经由放大器，将扬声器音圈动态直接反馈至主功放，进而达到改善扬声器的目的。此方法有一定效果但不能解决输入信号的非线性失真使音圈温度骤升而使扬声器烧毁的现象。专利CN 2620450Y一种温度检测式的低音扬声器的保护装置中也类似的提出用感温器件对扬声器音圈工作温度实时检测、显示、控制，减少扬声器烧毁的可能性。但此技术方案只能针对扬声器音圈温度进行检测，防止了扬声器的烧毁但是对声学性能提高上没有很大突出优点。 
发明内容
本发明的目的是在已有扬声器的技术上，针对性地提出一种带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统。利用集成在扬声器内部的传感器部件实时对扬声器工作参数进行检测保护，优化了扬声器的声学性能和质量。 
本发明采用的技术方案为： 
该扬声器集成系统包括振动系统、磁路系统和带驱动电路的传感器反馈系统。 
振动系统由振膜和音圈组成，音圈被馈入信号电压后，产生电流，音圈切割磁力线，产生作用力，带动振膜一起上下运动，振膜推动空气发生相应的声音。 
磁路系统由磁铁和导磁板组成，磁路系统构成环形磁间隙，其间布满均匀磁 场(磁感应强度的大小与方向处处相同)。 
前盖、盆架及电路板组成扬声器的壳体。电路板上设置环形的导磁板，导磁板的中间设置传感器部件与驱动电路；导磁板上依次设置均为环形的磁铁、顶片和振膜，在导磁板上、磁铁及顶片的内圈设置驱动振膜振动的音圈；传感器部件与驱动电路通过引线与音圈及电路板连接，接收外部的驱动信号并提供反馈信号。 
所述扬声器为微型扬声器、普通动圈扬声器或扬声器阵列。 
所述传感器部件与驱动电路内设置电容式麦克风或微型硅集成式麦克风，并由电路板连通；所述麦克风用于实时监测扬声器的工作状态。 
所述传感器部件与驱动电路内设置具有温度传感功能的半导体器件热电偶或热敏电阻，用来反馈扬声器内部的工作温度。 
所述振膜的材料为包括镍铁合金、不锈钢在内的金属材料或者包括聚萘二甲酸乙二醇酯纤维、聚醚酮纤维在内高分子材料。 
所述信号处理及驱动电路的工作原理为：首先将输入电信号与用于声反馈的麦克风采回的信号做线性相关性比较，并得到线性相关系数(信号波形约接近，相关系数越大，如果信号波形完全相同，则相关系数为100％)，当得到的相关系数小于预设值时，表明扬声器输出存在较大非线性失真，此时，信号处理电路将控制驱动电路减小功率放大倍数，也即减小输出到扬声器的功率，并实时监测线性相关系数的变化，直到线性相关系数大于预设值，也即扬声器的失真控制在设定的范围内。同时，当扬声器工作的环境温度升高或者由于扬声器长时间大功率工作导致音圈与扬声器磁路的温度升高到极限值时(通常音圈的耐温为130摄氏度，磁路的耐温为110摄氏度)，内置的温度传感器将检测到这一温度并反馈到驱动电路，减小驱动功率，至扬声器本体温度降低到安全工作范围。 
本发明的有益效果为：所述结构中，扬声器中的麦克风可用于实时监测扬声器的工作状态(阻抗、失真、噪声等)，同时扬声器内置的温度传感器(如半导体温度传感器)可以用来反馈扬声器的工作温度。当扬声器出现失真、噪声偏高或磁路温度过高等异常时，扬声器中内置的反馈传感器中的麦克风作为声反馈器检测出失真，内置的温度传感器可以检测出扬声器过温；此时，系统可以实时通过信号处理电路与驱动电路进行干预，降低扬声器工作功率或者关断扬声器(扬声器出现严重异常时)。当扬声器用于阵列或音响时，此反馈传感器中的麦克风可以用于动态检测扬声器的参数，并通过外部驱动电路进行调节各个扬声器的性能参数，使阵列中扬声器保持高度的一致性，解决了阵列中各个扬声器参数不一致导致阵列音响性能降低的缺点。 
本发明提出的一种带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统，优化了扬声器的声学性能和质量，特别针对扬声器阵列，提出一种关于阵列中各个扬声器参数不一致导致阵列音响性能降低的解决方案。此装置结构简单，成本低，极具市场潜力。 
附图说明
图1为本发明实施例带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统的顶部3D视图； 
图2(A)为本发明实施例带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统的内部结构3D视图； 
图2(B)本发明实施例带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统的结构组合3D视图； 
图中标号： 
1-前盖；2-振膜；3-音圈；4-传感器部件与驱动电路；5-电路板；6-盆架；7- 磁铁；8-顶片；9-导磁板；10-引线。 
具体实施方式
本发明提供了一种带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。 
图1为本发明实施例1的顶部3D视图，图2为本发明实施的部件结构图。前盖1、盆架6及电路板5组成扬声器的壳体，电路板5上设置环形的导磁板9，导磁板9的中间设置传感器部件与驱动电路4；导磁板9上依次设置均为环形的磁铁7、顶片8和振膜2，在导磁板9上、磁铁7及顶片8的内圈设置驱动振膜振动的音圈3；传感器部件与驱动电路4通过引线10与音圈3及电路板5连接，接收外部的驱动信号并提供反馈信号。所述传感器部件与驱动电路4内设置电容式麦克风或微型硅集成式麦克风，并由电路板5连通；所述麦克风用于实时监测扬声器的工作状态(阻抗、失真、噪声等)。所述传感器部件与驱动电路4内还设置具有温度传感功能的半导体器件热电偶或热敏电阻(如半导体PN结)，用来反馈扬声器内部的工作温度。 
所述振膜2的材料为包括镍铁合金、不锈钢等在内的金属材料或者包括聚萘二甲酸乙二醇酯纤维(PEN)、聚醚酮纤维(PEEK)等在内高分子材料。当馈入信号电压后，音圈3切割磁力线，产生作用力，带动振膜一起上下运动，振膜策动空气发生相应的声音。当扬声器出现失真、噪声偏高或磁路温度过高等异常时，传感器部件与驱动电路4中的麦克风作为反馈器检测出，并通过信号处理与驱动电路进行干预，降低工作功率或者关断扬声器。所述信号处理与驱动电路按照以下原理工作：首先将输入电信号与反馈麦克风采回的信号相比得到一个值，当得到的值小于预设值时，则将自动调节功率放大倍数，减小输出到扬声器的功率，从而改善了扬声器的信噪比。 
特别当扬声器用于阵列或音响时，此反馈麦克风可以用于动态检测扬声器的参数，并通过外部驱动电路进行调节各个扬声器的性能参数，使阵列中扬声器保持高度的一致性，解决了阵列中各个扬声器参数不一致导致阵列音响性能降低的缺点。 

Claims (5)

1.一种带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统，包括振动系统、磁路系统和带驱动电路的传感器反馈系统，其中振动系统由振膜和音圈组成，磁路系统由磁铁和导磁板组成，前盖(1)、盆架(6)及电路板(5)组成扬声器的壳体，其特征在于，
电路板(5)上设置环形的导磁板(9)，导磁板(9)的中间设置传感器部件与驱动电路(4)；导磁板(9)上依次设置均为环形的磁铁(7)、顶片(8)和振膜(2)，在导磁板(9)上、磁铁(7)及顶片(8)的内圈设置驱动振膜振动的音圈(3)；传感器部件与驱动电路(4)通过引线(10)与音圈(3)及电路板(5)连接，接收外部的驱动信号并提供反馈信号。
2.根据权利要求1所述的一种带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统，其特征在于，所述扬声器为微型扬声器、普通动圈扬声器或扬声器阵列。
3.根据权利要求1所述的一种带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统，其特征在于，所述传感器部件与驱动电路(4)内设置电容式麦克风或微型硅集成式麦克风，并由电路板(5)连通；所述麦克风用于实时监测扬声器的工作状态。
4.根据权利要求1所述的一种带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统，其特征在于，所述传感器部件与驱动电路(4)内设置具有温度传感功能的半导体器件热电偶或热敏电阻，用来反馈扬声器内部的工作温度。
5.根据权利要求1所述的一种带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统，其特征在于，所述振膜(2)的材料为包括镍铁合金、不锈钢在内的金属材料或者包括聚萘二甲酸乙二醇酯纤维、聚醚酮纤维在内高分子材料。
CN201210015249.0A 2012-01-18 2012-01-18 一种带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统 Active CN102595280B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210015249.0A CN102595280B (zh) 2012-01-18 2012-01-18 一种带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210015249.0A CN102595280B (zh) 2012-01-18 2012-01-18 一种带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102595280A true CN102595280A (zh) 2012-07-18
CN102595280B CN102595280B (zh) 2014-12-10

Family

ID=46483408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210015249.0A Active CN102595280B (zh) 2012-01-18 2012-01-18 一种带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102595280B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105959884A (zh) * 2016-05-24 2016-09-21 陈菁 平面振膜复合伺服式扬声器系统及其控制方法
CN107295448A (zh) * 2017-07-27 2017-10-24 维沃移动通信有限公司 一种扬声器及移动终端
WO2018095033A1 (zh) * 2016-11-22 2018-05-31 歌尔股份有限公司 扬声器单体和扬声器模组
CN109068247A (zh) * 2018-08-07 2018-12-21 张永春 多重引擎阵列系统及扬声器
CN110351630A (zh) * 2019-06-17 2019-10-18 三维通信股份有限公司 一种基于自动电平控制的功放控制系统及方法
CN111225318A (zh) * 2018-11-23 2020-06-02 北京小米移动软件有限公司 音频调节方法及装置、电子设备
CN111586536A (zh) * 2020-06-16 2020-08-25 精拓丽音科技（北京）有限公司 一种扬声器及其检测系统
CN112188377A (zh) * 2020-09-27 2021-01-05 广州沈思贸易有限公司 一种利用振动发热感应振膜的音响检测机
CN112291691A (zh) * 2020-11-11 2021-01-29 歌尔股份有限公司 Mems压电微扬声器、微扬声器单元及电子设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10210132A (ja) * 1997-01-24 1998-08-07 Kyocera Corp 高品質拡声情報通信システム
CN2620450Y (zh) * 2002-11-28 2004-06-09 张有利 一种温度检测式的低音扬声器保护装置
CN101917654A (zh) * 2010-07-26 2010-12-15 王永标 一种结合容器腔体产生谐振共鸣的发音装置
CN101924972A (zh) * 2009-06-12 2010-12-22 索尼公司 信号处理设备和信号处理方法
KR20110061939A (ko) * 2009-12-02 2011-06-10 (주) 임베디드 솔루션 다채널 ｒｆ 송수신이 가능한 음향발생장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10210132A (ja) * 1997-01-24 1998-08-07 Kyocera Corp 高品質拡声情報通信システム
CN2620450Y (zh) * 2002-11-28 2004-06-09 张有利 一种温度检测式的低音扬声器保护装置
CN101924972A (zh) * 2009-06-12 2010-12-22 索尼公司 信号处理设备和信号处理方法
KR20110061939A (ko) * 2009-12-02 2011-06-10 (주) 임베디드 솔루션 다채널 ｒｆ 송수신이 가능한 음향발생장치
CN101917654A (zh) * 2010-07-26 2010-12-15 王永标 一种结合容器腔体产生谐振共鸣的发音装置

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105959884A (zh) * 2016-05-24 2016-09-21 陈菁 平面振膜复合伺服式扬声器系统及其控制方法
CN105959884B (zh) * 2016-05-24 2019-01-11 深圳市优塔晟世科技有限公司 平面振膜复合伺服式扬声器系统及其控制方法
WO2018095033A1 (zh) * 2016-11-22 2018-05-31 歌尔股份有限公司 扬声器单体和扬声器模组
CN107295448A (zh) * 2017-07-27 2017-10-24 维沃移动通信有限公司 一种扬声器及移动终端
CN109068247A (zh) * 2018-08-07 2018-12-21 张永春 多重引擎阵列系统及扬声器
CN111225318A (zh) * 2018-11-23 2020-06-02 北京小米移动软件有限公司 音频调节方法及装置、电子设备
CN110351630A (zh) * 2019-06-17 2019-10-18 三维通信股份有限公司 一种基于自动电平控制的功放控制系统及方法
CN110351630B (zh) * 2019-06-17 2021-03-16 三维通信股份有限公司 一种基于自动电平控制的功放控制系统及方法
CN111586536A (zh) * 2020-06-16 2020-08-25 精拓丽音科技（北京）有限公司 一种扬声器及其检测系统
CN112188377A (zh) * 2020-09-27 2021-01-05 广州沈思贸易有限公司 一种利用振动发热感应振膜的音响检测机
CN112291691A (zh) * 2020-11-11 2021-01-29 歌尔股份有限公司 Mems压电微扬声器、微扬声器单元及电子设备
WO2022100551A1 (zh) * 2020-11-11 2022-05-19 歌尔微电子股份有限公司 Mems压电微扬声器、微扬声器单元及电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN102595280B (zh) 2014-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102595280B (zh) 一种带传感器反馈及驱动电路的扬声器集成系统
KR101578612B1 (ko) 압전형 스피커
KR101674296B1 (ko) 압전 세라믹을 이용한 이중 주파수 저음강화 이어폰
CN205029868U (zh) 扬声器单体
KR101096546B1 (ko) 정전형 스피커
TWI503007B (zh) 音量自動調節設備及方法及采用該設備的耳機
CN101662717B (zh) 耳内微型稀土动铁式扬声器
CN103458333B (zh) 一种具有优良电磁兼容性的高保真高抗噪型动圈式麦克风
KR101470983B1 (ko) 마이크로 스피커
CN206042355U (zh) 一种球顶高音扬声器
CN204392551U (zh) 一种双驱动微型扬声器
CN203896502U (zh) 压电型扬声器
CN107046666A (zh) 一种发声装置及耳机
CN218041710U (zh) 一种空间利用率高的耳机喇叭
CN205510354U (zh) 一种头戴式骨传导耳机
JP2016012768A (ja) イヤホン
CN103391500A (zh) 一种压电陶瓷骨传导受话器振子及其安装结构
TW595238B (en) Feedback type active noise control circuit
CN104581492B (zh) 可产生超声波的听筒及其构成的多媒体设备
CN209659545U (zh) 一种小体积受话器
CN205408111U (zh) 一种耳机
CN206575593U (zh) 一种发声装置及耳机
CN201303415Y (zh) 一种动圈式微型扬声器单元
CN104507033B (zh) 用于检测通信终端设备的电声换能器件的防尘性能的方法
CN205105395U (zh) 一种动圈式扬声器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SHENZHEN JINGTUO INNOVATION TECHNOLOGY CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: KING TONE INNOVATION TECHNOLOGY (BEIJING) CO., LTD.

Effective date: 20150203

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhang Tao

Inventor after: Yuan Shiming

Inventor before: Zhang Tao

Inventor before: Li Li

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 100085 HAIDIAN, BEIJING TO: 518048 SHENZHEN, GUANGDONG PROVINCE

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: ZHANG TAO LI LI TO: ZHANG TAO YUAN SHIMING

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20150203

Address after: 518048, A, building 411, South East Square International Plaza, Shek ha ha North Third Street, Shenzhen, Guangdong, Futian District

Patentee after: SHENZHEN JINGTUO INNOVATION TECHNOLOGY CO., LTD.

Address before: 100085 B, block 11D1, No. 28, information road, Beijing, Haidian District

Patentee before: King Tone Innovation