CN103327436B - 扬声器的音源信号测量方法及具有扬声器的电子装置 - Google Patents

扬声器的音源信号测量方法及具有扬声器的电子装置 Download PDF

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Abstract

一种扬声器的音源信号测量方法及具有上述扬声器的电子装置。上述的电子装置还包括处理电路以及功率放大器。处理电路耦接于扬声器，用以依据音源信号的电压值以及扬声器所反馈的电流的电流值，进行时域至频域转换，以取得频率响应曲线。功率放大器耦接于扬声器，用以依据音源信号的电压值驱动扬声器。其中处理电路可判断频率响应曲线是否落于预期区域内，并于频率响应曲线落于预期区域外时，发出信号。藉此，上述的电子装置可自行地测量出其转换器的失真以及音箱的漏音。

Description

扬声器的音源信号测量方法及具有扬声器的电子装置
技术领域
本发明是有关于一种扬声器的音源信号测量方法及具有扬声器的电子装置，且特别是有关于一种可自行检测其扬声器的电子装置及扬声器的音源信号测量方法。
背景技术
在多媒体日益发展的现今社会，扬声器的质量的好坏往往是影响使用者所听到声音的良窳的关键之一。质量不好的扬声器通常会有一定程度的转换器失真(transducerdistortion)以及音箱漏音(acoustic box leakage)。传统上，会通过麦克风来测量扬声器的转换器失真以及音箱漏音。然而，这样的测量方式通常需要足够的空间及成本，来设置无音室(anechoic room)以及声音分析仪(acoustic analyzer)。因此，传统的扬声器的音源信号测量方法对于使用者来说，将会在预算及空间上面临到较难克服的障碍，而难以实现。
发明内容
本发明提供一种电子装置，可自行地检测其扬声器的运作是否正常。
本发明提供一种扬声器的音源信号测量方法，用以判断扬声器的运作是否正常。
本发明提出一种扬声器的音源信号测量方法。上述的音源信号测量方法包括测量音源信号的电压值，以及测量由扬声器所反馈的电流的电流值。上述的音源信号测量方法还包括依据电压值及电流值，进行时域至频域转换(time domain to frequency domaintransform)，以取得频率响应曲线。上述的音源信号测量方法还包括判断上述的频率响应曲线是否落于预期区域内，而倘若频率响应曲线落于预期区域外，则发出一信号。
本发明提出一种电子装置。上述的电子装置包括扬声器、处理电路以及功率放大器。扬声器用以发出声音。处理电路耦接于扬声器，用以依据音源 信号的电压值以及扬声器所反馈的电流的电流值，进行时域至频域转换(time domain to frequency domaintransform)，以取得频率响应曲线。功率放大器耦接于扬声器，用以依据音源信号的电压值驱动扬声器。其中处理电路可判断频率响应曲线是否落于预期区域内，并于频率响应曲线落于预期区域外时，发出信号。
在本发明的一实施例中，上述的时域/频域转换为傅里叶变换(Fouriertransform)。
在本发明的一实施例中，上述的傅里叶变换为快速傅里叶变换。
在本发明的一实施例中，上述的时域/频域转换为拉普拉斯变换(Laplacetransform)转换。
在本发明的一实施例中，上述的电压值以时间函数v(t)表示，电流值以时间函数i(t)表示，而频率响应曲线是处理电路对[v(t)/i(t)]进行上述的时域至频域转换取得，t表示时间。
在本发明的一实施例中，上述的电压值以时间函数v(t)表示，电流值以时间函数i(t)表示，而频率响应曲线是通过对 进行上述的时域至频域转换取得，其中t表示时间，Rdc为扬声器的驱动元件在室温下的电阻值，Bl为扬声器的常数。
在本发明的一实施例中，上述的电子装置还包括增益器，耦接于处理电路，用以对来源信号进行增益以产生音源信号。其中当频率响应曲线落于上述的预期区域外时，处理电路调整增益器的增益。
在本发明的一实施例中，上述的频率响应曲线用以表示扬声器的阻抗与扬声器所发出的声音的频率之间的关系。
在本发明的一实施例中，上述的频率响应曲线用以表示扬声器的振膜的冲程(stroke)与扬声器所发出的声音的频率之间的关系。
基于上述，本发明上述实施例中的电子装置可自行地测量出其扬声器是否符合预期的标准。由于不需要另外再设置无音室以及声音分析仪，故可大大地增加使用的便利性，并降低扬声器的检测成本。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一实施例的电子装置的功能方块图。
图2为本发明一实施例的电子装置的频率响应图。
图3为本发明另一实施例的电子装置的功能方块图。
图4为本发明另一实施例的电子装置的频率响应图。
[主要元件标号说明]
100、300：电子装置 110：处理电路
120：功率放大器 130：扬声器
132：驱动元件 134：振膜
140：显示单元 150：增益器
B、Ⅰ、Ⅲ：区域 A、Ⅱ：预期区域
BU、LU：上限曲线 C1、C2、C3：频率响应曲线
IFB：反馈电流 i(t)：电流值
LD：下限曲线 SA：信号
SIN：音源信号 S0：来源信号
v(t)：电压值
具体实施方式
请参考图1，图1为本发明一实施例的电子装置100的功能方块图。电子装置100可以是移动电话、平版计算机、多媒体屏幕、电视...等，但本发明并不以此为限。电子装置100具有处理电路110、功率放大器120以及扬声器130。扬声器130用以基于音源信号SIN而发出声音。处理电路110耦接于扬声器130，并测量所接收到的音源信号SIN的电压值v(t)。处理电路110会将所接收到的音源信号SIN传送至功率放大器120，而使功率放大器120依据音源信号SIN的电压值v(t)驱动扬声器130发声。一般而言，功率放大器120连接至电子装置100的系统电压，以供电至扬声器130。扬声器130会反馈电流I至处理电路110，而处理电路110则会测量电流I的电流值i(t)。此外，处理电路110会依据音源信号SIN的电压值v(t)以及扬声器130所反馈的电流I的电流值i(t)，进行时域至频域转换(time domain to frequencydomain transform)，以取得一个频率响应曲线。
请参考图2并同时参照图1，图2为本发明一实施例的电子装置100的 频率响应图。其中，频率响应曲线C1为处理电路110依据电压值v(t)及电流值i(t)，所得到的频率响应曲线。图2的横轴表示扬声器130所发出的声音的频率，而纵轴表示扬声器130于各频率所对应的特征值。其中，因电压值v(t)和电流值i(t)转换至频域(frequency domain)后，其频率即对应于扬声器130所发出的声音的频率，故图2的横轴亦可表示电压值v(t)或电流值i(t)转换至频域后所对应的频率。在本发明一实施例中，上述的特征值为处理电路110所测量到的扬声器130的阻抗(impedance)，亦即频率响应曲线C1用以表示扬声器130的阻抗与扬声器130所发出的声音的频率之间的关系。在本发明另一实施例中，上述的特征值为处理电路110所测量到的扬声器130的振膜134的冲程(stroke)，亦即频率响应曲线C1用以表示扬声器130的振膜134的冲程与扬声器130所发出的声音的频率之间的关系。处理电路110会判断频率响应曲线C1是否落于预期区域Ⅱ内。而当处理电路110判断出频率响应曲线落于预期区域Ⅱ外的区域Ⅰ或Ⅲ时，处理电路110则会发出信号SA，以提醒电子装置100的使用者。举例来说，频率响应曲线C2因有部分落于预期区域Ⅱ外，故倘若处理电路110所取得的频率响应曲线为频率响应曲线C2，则处理电路110会发出信号SA。上述的区域Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ是通过上限曲线LU及下限曲线LD所定义，而上限曲线LU 及下限曲线LD于各频率所对应的特征值可依据不同的使用需求来加以设定。
在本发明一实施例中，电子装置100还可包括显示单元140，用以依据信号SA显示相关的消息，以提醒使用者。显示单元140可以是一个触控屏幕或非触控屏幕。
在本发明一实施例中，扬声器130具有驱动元件132以及振膜134。驱动元件132用以依据功率放大器120的输出信号驱动振膜134振动，以产生声波。在本发明一实施例中，驱动元件132为线圈，用以电磁感应的方式驱使振膜134振动。此外，在本发明一实施例中，驱动元件132和振膜134分别设置在两个基版上，而驱动元件132为金属所构成的薄膜电极，且振膜134可带静电。其中，上述的两个基版可以是以纤维质所构成。换言之，上述的两个基版可以是两张纸。
在本发明的一实施例中，上述处理电路110所进行的时域/频域转换为傅里叶变换(Fourier transform)，其中傅里叶变换包括快速傅里叶变换。在本发明的一实施例中，处理电路110所进行的时域/频域转换为拉普拉斯变换 (Laplace transform)转换。
此外，在本发明的一实施例中，上述音源信号SIN的电压值以时间函数v(t)表示，电流I的电流值以时间函数i(t)表示，t表示时间，而处理电路110会对[v(t)/i(t)]进行上述的时域至频域转换，以取得频率响应曲线。处理电路110通过对[v(t)/i(t)]进行时域至频域转换所取得频率响应曲线，其对应的特征值为扬声器130的阻抗。在本发明的一实施例中，处理电路110通过对 进行上述的时域至频域转换取得，以取得频率响应曲线。其中，Rdc为扬声器130的驱动元件132在室温(约25℃)下的电阻值，Bl为扬声器130的常数，而常数Bl因不同的扬声器130而有所不同。处理电路110通过对进行时域至频域转换所取得频率响应曲线，其对应的特征值为上述振膜134的冲程。
在本发明的一实施例中，电子装置还可包括增益器，用以对来源信号进行增益以产生音源信号SIN。请参考图3，图3为本发明一实施例的电子装置300的功能方块图。电子装置300与电子装置100最主要的不同在于电子装置300另具有增益器150。至于电子装置300的其它元件则与电子装置100相同，故不再赘述。增益器150耦接于处理电路150，用以对来源信号S0进行增益以产生音源信号SIN。其中当处理电路110依据电压值v(t)及电流值i(t)所取得的频率响应曲线落于上述预期区域外时，处理电路110会调整增益器150的增益，以使调整后所得到的频率响应曲线能落于上述预期区域内。通常，处理电路110会降低增益器150的增益，以使调整后所得到的频率响应曲线能落于上述预期区域内。
请参考图4并同时参照图3，图4为本发明一实施例的电子装置300的频率响应图。其中，频率响应曲线C3为处理电路110依据电压值v(t)及电流值i(t)进行时域至频域转换后所得到的频率响应曲线。图4的横轴表示扬声器130所发出的声音的频率，而纵轴表示扬声器130于各频率所对应的特征值。在本发明一实施例中，上述的特征值为处理电路110所测量到的扬声器130的振膜134的冲程，亦即频率响应曲线C3用以表示扬声器130的振膜134的冲程与扬声器130所发出的声音的频率之间的关系。
处理电路110会判断频率响应曲线C3是否落于预期区域A内。而当处 理电路110判断出频率响应曲线落于预期区域A外的区域B时，处理电路110则会发出信号SA，以提醒电子装置100的使用者。上述的区域A及B是通过上限曲线BU所定义，而上限曲线BU于各频率所对应的特征值可依据不同的使用需求来加以设定。
综上所述，本发明上述实施例中的电子装置可自行地测量出其扬声器是否符合预期的标准。由于不需要另外再设置无音室以及声音分析仪，故可大大地增加使用的便利性，并降低扬声器的检测成本。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims (18)

1.一种扬声器的音源信号测量方法，包括：
测量一音源信号的电压值，其中该扬声器基于该音源信号的该电压值发出声音；
测量由该扬声器所反馈的一电流的电流值，其中该电流是由该扬声器所输出；
依据该电压值及该电流值，进行一时域至频域转换，以取得一频率响应曲线；以及
判断该频率响应曲线是否落于一预期区域内，而倘若该频率响应曲线落于该预期区域外，则发出一信号。
2.根据权利要求1所述的音源信号测量方法，其中该时域/频域转换为傅里叶变换。
3.根据权利要求2所述的音源信号测量方法，其中该傅里叶变换为快速傅里叶变换。
4.根据权利要求1所述的音源信号测量方法，其中该时域/频域转换为拉普拉斯变换转换。
5.根据权利要求1所述的音源信号测量方法，其中该电压值以时间函数v(t)表示，该电流值以时间函数i(t)表示，而该频率响应曲线是通过对[v(t)/i(t)]进行该时域至频域转换取得，t表示时间。
6.根据权利要求1所述的音源信号测量方法，其中该电压值以时间函数v(t)表示，该电流值以时间函数i(t)表示，而该频率响应曲线是通过对进行该时域至频域转换取得，其中t表示时间，Rdc为该扬声器的一驱动元件在室温下的电阻值，Bl为该扬声器的一常数。
7.根据权利要求1所述的音源信号测量方法，还包括：
倘若该频率响应曲线落于该预期区域外，则调整对该音源信号的增益。
8.根据权利要求1所述的音源信号测量方法，其中该频率响应曲线用以表示该扬声器的阻抗与该扬声器所发出的声音的频率之间的关系。
9.根据权利要求1所述的音源信号测量方法，其中该频率响应曲线用以表示该扬声器的振膜的冲程与该扬声器所发出的声音的频率之间的关系。
10.一种电子装置，包括：
一扬声器；
一处理电路，耦接于该扬声器，用以依据一音源信号的电压值以及该扬声器所反馈的一电流的电流值，进行一时域至频域转换，以取得一频率响应曲线，其中该扬声器输出该电流以反馈该电流给该处理电路；以及
一功率放大器，耦接于该扬声器，用以依据该音源信号的该电压值驱动该扬声器；
其中该处理电路可判断该频率响应曲线是否落于一预期区域内，并于该频率响应曲线落于该预期区域外时，发出一信号。
11.根据权利要求10所述的电子装置，其中该时域/频域转换为傅里叶变换。
12.根据权利要求11所述的电子装置，其中该傅里叶变换为快速傅里叶变换。
13.根据权利要求10所述的电子装置，其中该时域/频域转换为拉普拉斯变换转换。
14.根据权利要求10所述的电子装置，其中该电压值以时间函数v(t)表示，该电流值以时间函数i(t)表示，而该频率响应曲线是该处理电路对[v(t)/i(t)]进行该时域至频域转换取得，t表示时间。
15.根据权利要求10所述的电子装置，其中该电压值以时间函数v(t)表示，该电流值以时间函数i(t)表示，而该频率响应曲线是通过对进行该时域至频域转换取得，其中t表示时间，Rdc为该扬声器的一驱动元件在室温下的电阻值，Bl为该扬声器的一常数。
16.根据权利要求10所述的电子装置，还包括：
一增益器，耦接于该处理电路，用以对一来源信号进行增益以产生该音源信号；
其中当该频率响应曲线落于该预期区域外时，该处理电路调整该增益器的增益。
17.根据权利要求10所述的电子装置，其中该频率响应曲线用以表示该扬声器的阻抗与该扬声器所发出的声音的频率之间的关系。
18.根据权利要求10所述的电子装置，其中该频率响应曲线用以表示该扬声器的振膜的冲程与该扬声器所发出的声音的频率之间的关系。
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