CN106028235A - 微型扬声器振膜不对称的补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微型扬声器振膜不对称的补偿方法，音频扬声器输出声音信号S到所述微型扬声器，在所述微型扬声器的输入端施加直流偏置信号V，所述直流偏置信号V通过如下方式确定：确定所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移ΔX；在查找表中找到补偿所述偏移ΔX需要施加的所述直流偏置信号V。本发明的微型扬声器振膜不对称的补偿方法，能够便捷有效地消除振膜不对称带来的影响。

Description

微型扬声器振膜不对称的补偿方法

技术领域

本发明涉及一种微型扬声器振膜不对称的补偿方法。

背景技术

微型扬声器通常由振膜、线圈、磁铁构成，振膜和线圈构成一个柔性悬挂系统，线圈通电后在磁场作用下，形成向上或向下的力带动振膜上下振动，从而推动空气振动，发出声音。

如图1所示，理想的扬声器的振膜相对于中心点(基点)5向上(方向3)或向下(方向4)的位移距离是对称的。振膜的位移距离的极限决定了扬声器的输出性能，相对于中心点5的位移距离越大，振膜振动幅度越大，可推动空气越多，由空气振动所转换到得物理量声学响度和功率越大。

但目前由于生产工艺的限制，微型扬声器的振膜的上下位移是不对称的，有些的振膜相对于中心点向下偏，如图2的a所示，有些相对于中心点向上偏，如图2的b所示。但通常扬声器振膜的总位移距离是恒定的。

造成振幅位移不对称的原因有很多，振膜和线圈使用的材料、喇叭音腔的设计等都会影响，目前工艺水平下无法有效避免。目前业内使用智能音频放大器(smart amplifier)是根据扬声器的振膜位移极限做设置，如果放大器驱动信号超过扬声器振膜的位移极限，就会造成扬声器失真或损坏。

上下不对称的振膜位移会影响音频放大器的驱动，放大器只能按照较小的一侧的唯一极限作为整个微型扬声器的振膜的位移极限。

例如，对于一个如图1所示的振膜上下位移对称的微型扬声器，如果振膜相对于中心点向上和向下的位移距离极限均为0.2mm，总位移距离为0.4mm。则音频放大器可以将0.2mm作为扬声器的每一侧的唯一极限，则该扬声器的总位移距离为0.4mm。

如果一个扬声器的振膜上下不对称，例如，如图2a所示，相对于中心点向上的位移距离极限为0.3mm，向下的位移距离极限为0.1mm，虽然其总位移距离也是0.4mm，但音频放大器只能将较小的0.1mm作为扬声器一侧的位移极限，这样该扬声器的总位移距离就只有0.2mm，其位移空间比振膜对称的扬声器减小了一半。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种补偿微型扬声器的振膜不对称的方法，能够便捷有效地消除振膜不对称带来的影响。

本发明的微型扬声器振膜不对称的补偿方法，音频扬声器输出声音信号S到所述微型扬声器，在所述微型扬声器的输入端施加直流偏置信号V，所述直流偏置信号V通过如下方式确定：确定所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移ΔX；在查找表中找到补偿所述偏移ΔX需要施加的所述直流偏置信号V。

进一步地，所述查找表通过如下方式确定：在所述微型扬声器播放声音的过程中，在所述微型扬声器的输入端施加不同大小的测试直流偏置信号{V1,V2,…,Vn}；确定在施加各个所述测试直流偏置信号{V1,V2,…,Vn}情况下的振膜偏移{ΔY1,ΔY2,…,ΔYn}；所述振膜偏移{ΔY1,ΔY2,…,ΔYn}与所述测试直流偏置信号{V1,V2,…,Vn}形成所述查找表。

进一步地，所述在查找表中找到补偿所述偏移ΔX需要施加的所述直流偏置信号V包括：将所述偏移ΔX取反得到ΔY＝-ΔX；在所述查找表的所述振膜偏移{ΔY1,ΔY2,…,ΔYn}中找到与ΔY最接近的所述振膜偏移ΔYi；将所述振膜偏移ΔYi对应的所述测试直流偏置信号Vi作为所述需要施加的所述直流偏置信号V。

可选地，所述确定所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移ΔX包括：根据所述微型扬声器的生产方提供的资料来确定所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移ΔX。

优选地，所述确定所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移ΔX包括：所述微型扬声器播放一段时间的粉红噪声；用激光测量该段时间内的多个时间点的振膜相对于中心点的偏移{ΔX1,ΔX2,…,ΔXm}；将所述多个时间点的振膜相对于中心点的偏移{ΔX1,ΔX2,…,ΔXm}做统计平均，得到所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移ΔX。

本发明在微型扬声器的输入的电信号中加入直流偏置电压，可以对微型扬声器的中心点做有效补偿，使得相对于中心点的向上和向下的振膜位移距离相等，从而在使用前级音频放大器在驱动扬声器时去除振幅位移不对称的影响，完全发挥扬声器的性能。

附图说明

图1为理想的微型扬声器的振膜的偏移位置的示意图；

图2的a、b分别为微型扬声器的振膜向下和向上偏移的示意图；

图3为本发明的微型扬声器振膜不对称的补偿方法使用的电路结构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的微型扬声器振膜不对称的补偿方法作进一步的详细描述，但不作为对本发明的限定。

如图3所示，本发明的微型扬声器振膜不对称的补偿方法，在音频扬声器输出声音信号S到微型扬声器之前，在微型扬声器的输入端还施加直流偏置信号V，从而对微型扬声器振膜的偏移作出补偿。

直流偏置信号V通过如下方式确定：先确定微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移ΔX(可以为正值或负值，表示向相对的两个方向的偏移距离)；然后在查找表中找到补偿该偏移ΔX所需要施加的直流偏置信号V(可以为正值或负值，表示振膜的两端施加的直流信号的电压差值)。

该查找表通过如下方式确定：

步骤一：在微型扬声器播放声音的过程中，在微型扬声器的输入端施加不同大小的测试直流偏置信号{V1,V2,…,Vn}。在微型扬声器的振膜两端施加幅度不同的直流信号，例如，Vi＝0表示振膜两端施加的直流信号的电压幅度相同，Vi＝0.1V表示振膜上端施加的直流信号的电压幅度比下端的电压大0.1V，Vi＝-0.1V表示振膜上端施加的直流信号的电压幅度比下端的电压小0.1V，以此类推。

步骤二：确定在施加各个测试直流偏置信号{V1,V2,…,Vn}的情况下，微型扬声器的振膜偏移{ΔY1,ΔY2,…,ΔYn}。确定振膜的偏移距离，可以使用激光测距法进行。

步骤三：将振膜偏移{ΔY1,ΔY2,…,ΔYn}与测试直流偏置信号{V1,V2,…,Vn}一一对应，形成查找表，如下表所示：

表1查找表

测试直流偏置信号	振膜偏移
		V1	ΔY1
V2	ΔY2
		…	…
Vn	ΔYn

根据表1所示的查找表，具体地，上述在查找表中找到补偿偏移ΔX需要施加的所述直流偏置信号V包括：将偏移ΔX取反得到ΔY＝-ΔX；在表1所示的查找表的振膜偏移{ΔY1,ΔY2,…,ΔYn}中找到与ΔY最接近的振膜偏移ΔYi；将ΔYi对应的测试直流偏置信号Vi作为需要施加到微型扬声器的输入端的直流偏置信号V。

此外，上述确定微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移ΔX可以有多种方法，包括：

方法一：根据微型扬声器的生产方提供的资料(比如某个批次的扬声器的数据)，来确定微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移ΔX。

方法二：通过激光仪器来测定微型扬声器的振膜偏移。具体地，先使得微型扬声器播放一段时间(60秒)的粉红噪声(pink noise)；用激光测量该段时间内的多个时间点(各个时间点之间的时间差在毫秒级或以内)的振膜相对于中心点的偏移{ΔX1,ΔX2,…,ΔXm}；将多个时间点的振膜相对于中心点的偏移{ΔX1,ΔX2,…,ΔXm}做统计平均，得到微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移ΔX。

虽然图3示出的施加直流偏置信号V是在音频放大器输出的声音信号上，但本领域技术人员可以理解的是，可以将本发明提出的施加补偿信号的方法集成到音频放大器内部，以达到与本发明相同的目的和效果。这种做法是本发明的简单变形，仍落在本发明的保护范围内。

本发明的微型扬声器振膜不对称的补偿方法，在音频放大器输出的声音信号S上叠加补偿信号(即直流偏置信号V)，以修正微型扬声器的振膜的中心点，使得振膜的上下位移距离趋于对称，从而能够充分利用微型扬声器的振膜的整体位移空间，以提升扬声器的性能。

以上具体实施方式仅为本发明的示例性实施方式，不能用于限定本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这些修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种微型扬声器振膜不对称的补偿方法，音频扬声器输出声音信号S到所述微型扬声器，其特征在于，在所述微型扬声器的输入端施加直流偏置信号V，所述直流偏置信号V通过如下方式确定：

确定所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移ΔX；

在查找表中找到补偿所述偏移ΔX需要施加的所述直流偏置信号V。

2.根据权利要求1所述的微型扬声器振膜不对称的补偿方法，其特征在于，所述查找表通过如下方式确定：

在所述微型扬声器播放声音的过程中，在所述微型扬声器的输入端施加不同大小的测试直流偏置信号{V1,V2,…,Vn}；

确定在施加各个所述测试直流偏置信号{V1,V2,…,Vn}情况下的振膜偏移{ΔY1,ΔY2,…,ΔYn}；

所述振膜偏移{ΔY1,ΔY2,…,ΔYn}与所述测试直流偏置信号{V1,V2,…,Vn}形成所述查找表。

3.根据权利要求2所述的微型扬声器振膜不对称的补偿方法，其特征在于，所述在查找表中找到补偿所述偏移ΔX需要施加的所述直流偏置信号V包括：

将所述偏移ΔX取反得到ΔY＝-ΔX；

在所述查找表的所述振膜偏移{ΔY1,ΔY2,…,ΔYn}中找到与ΔY最接近的所述振膜偏移ΔYi；

将所述振膜偏移ΔYi对应的所述测试直流偏置信号Vi作为所述需要施加的所述直流偏置信号V。

4.根据权利要求1所述的微型扬声器振膜不对称的补偿方法，其特征在于，所述确定所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移ΔX包括：根据所述微型扬声器的生产方提供的资料来确定所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移ΔX。

5.根据权利要求1所述的微型扬声器振膜不对称的补偿方法，其特征在于，所述确定所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移ΔX包括：

所述微型扬声器播放一段时间的粉红噪声；

用激光测量该段时间内的多个时间点的振膜相对于中心点的偏移{ΔX1,ΔX2,…,ΔXm}；

将所述多个时间点的振膜相对于中心点的偏移{ΔX1,ΔX2,…,ΔXm}做统计平均，得到所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移ΔX。