CN112152518A - 用于降低电磁振动换能机电机构自由振动的驱动电路 - Google Patents

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CN112152518A CN201910577677.4A CN201910577677A CN112152518A CN 112152518 A CN112152518 A CN 112152518A CN 201910577677 A CN201910577677 A CN 201910577677A CN 112152518 A CN112152518 A CN 112152518A
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Abstract

本申请涉及电磁振动换能,公开了一种用于降低电磁振动换能机电机构自由振动的驱动电路。该驱动电路包括驱动支路和两端分别与该驱动支路的两个输出端耦合的制动支路;该制动支路的等效电阻的阻值范围为0.001(RL+Rtr)~99.9(RL+Rtr),其中RL为该电磁振动换能机电机构的阻抗,Rtr为该驱动支路的输出端侧传输线路等效电阻阻值。在电磁振动换能机电机构工作时,将自由振动产生的反电动势更多的分配到电磁振动换能机电机构自身的内阻上,以此来增大自身的电磁制动效果,达到减弱非必要的自由振动,降低能量输出失真度的效果。

Description

用于降低电磁振动换能机电机构自由振动的驱动电路
技术领域
本申请涉及电磁振动换能,特别涉及降低电磁振动换能机电机构自由振动技术。
背景技术
传统的通过电磁振动将电能换成动能的机构(指利用电磁效应,用电能推动物体振动的机构),例如动圈换能器、动铁换能器、平板扬声器、带式扬声器、动铁扬声器等,在驱动电路的输出突然降至0时,或者瞬间突变时,换能器的运动部分仍然会因为惯性而继续做自由振动,从而导致位移和速度输出与驱动信号的不一致,因而产生失真。
目前,降低电磁振动换能机电机构自由振动的主要的工作,集中在机械和电子两个方向。机械方向的措施主要是减轻振动组件的质量,增大组件的面积,提高组件刚性等等。受到材料科学发展的限制,提升速度比较缓慢。
电子方向的措施主要包括以下5个方案:1.提高驱动电路的阻尼系数,增强电磁制动能力;2.提高输出功率储备;3.使用甲类放大电路做驱动电路;4.测量电磁振动换能机电的运动特性,根据测得的电磁振动换能机电运动特性和输入信号来提前预测失真,从而在输出驱动电流时叠加失真矫正电流;5.持续测量电磁振动换能机电的实时位移和速度,相应施加负反馈调整电流。其中,第1种方案主要利用负反馈机制,当时的晶体管功放可以做到上千的阻尼系数,但是实际上,高阻尼系数并没有对听感产生明显的改善,反而带来了所谓晶体管声的负面影响,该方案之后归于沉寂;之后大家普遍认为是功放的推力不够导致的,而在听感方面也有相对应但是并不明确的反馈。第2种方案是基于驱动电路在小信号时失真最小的理论,目的是通过让驱动电路的实际驱动电流能力远大于所需的电流,使得小信号驱动时的理论失真最小,这也是大多数人认可的观点,但是却由于小信号时电流小,无法对运动部件的自由振动施加影响。第3种方案在音响领域,目前听感较好的驱动电路方案公认为晶体管大电流甲类和电子管大电流甲类方案,并且功率越大的甲类,在音质上表现的越好。但是甲类功放的转换效率一般只有10%左右,因为其耗损功率是恒定的,不随输出功率而变化,所以转换效率极低,并且在日常聆听输出功率较小时效率更是低于1%。第4种方案由于需要对每一个电磁振动换能机电机构进行精密的瞬时特性测量,还要建立相应的补偿数学模型对运动补偿进行事先的预测,实施难度较高,使用不便,没有能广泛推广。第5种方案曾经应用于低频音频的放大,有效的增强了低音量感,但是由于测量和补偿相位延迟问题,最终导致音质劣化,所以也基本上很少采用了。
如何能更有效的降低换能系统的失真,尤其是自由振动导致的失真,同时降低功耗,一直是各界研究的课题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种用于降低电磁振动换能机电机构自由振动的驱动电路。在电磁振动换能机电机构工作时,将自由振动产生的反电动势更多的分配到电磁振动换能机电机构自身的内阻上,以此来增大自身的电磁制动效果,达到减弱非必要的自由振动,降低能量输出失真度的效果。
本申请公开了一种用于降低电磁振动换能机电机构自由振动的驱动电路,包括驱动支路和两端分别与所述驱动支路的两个输出端耦合的制动支路;
所述制动支路的等效电阻的阻值范围为0.001(RL+Rtr)~99.9(RL+Rtr),其中RL为所述电磁振动换能机电机构的阻抗,Rtr为所述驱动支路的输出端侧传输线路等效电阻阻值。
在一个优选例中,所述制动支路的等效电阻的阻值范围为0.1(RL+Rtr)~10(RL+Rtr)。
在一个优选例中,所述制动支路是单个制动电阻器或者多个制动电阻器并联电路。
在一个优选例中,所述制动支路是由一个第一滤波器和与该第一滤波器的输出端耦合的一个制动电阻器构成的一个滤波制动支路,或者是由多个所述滤波制动支路并联构成的电路,其中所述第一滤波器用于对预设频段进行滤波,所述制动电阻器是与所在滤波回路相对应的制动电阻器;
所述滤波制动支路是由一个所述第一滤波器和一个制动电阻器串联组成,或者所述滤波制动支路是由两个输入端分别耦合在该驱动支路的两个输出端的第一滤波器和两端分别耦合在所述第一滤波器的两个输出端的一个制动电阻器组成;
所述第一滤波器包括高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。
在一个优选例中,所述制动支路包括第一子支路和与所述第一子支路并联的第二子支路,其中所述第一子支路是单个制动电阻器或者是多个制动电阻器的并联电路,所述第二子支路是由一个所述滤波制动支路或者是由多个所述滤波制动支路并联构成的电路。
在一个优选例中,还包括第二滤波器,所述第二滤波器的两个输出端分别与所述驱动支路的两个输入端耦合,所述第二滤波器的两个输入端分别与该驱动电路的两个输入端耦合;
所述第二滤波器是无源滤波器、有源滤波器或数字滤波器。
在一个优选例中,所述驱动支路是功率放大电路;
所述功率放大电路包括变压器耦合输出功率放大电路、无输出变压器的功率放大电路、无输出电容的功率放大电路、桥式推挽功率放大电路、数字类功率放大电路;
所述功率放大电路至少包含以下一种或任意组合的电子元件:电子管、晶体管、集成电路。
本申请还公开了一种芯片包括前文描述的驱动电路。
本申请还公开了一种电磁振动换能系统包括:
如前文描述的驱动电路;以及
电磁振动换能机电机构,其两个输入端分别与所述制动支路两端耦合。
在一个优选例中,该电磁振动换能机电机构是动圈扬声器、动铁扬声器、平板扬声器、带式扬声器、传声器、耳机、动圈直线电机、动铁直线电机或音圈电机。
本申请实施方式中,与现有技术相比,至少具有以下优点:
与现有的功率放大驱动电路相比,在不大幅提高消耗功率的情况下,提高了达到同等低失真输出效果时的电磁换能效率,基于现有功率放大驱动电路,通过设置制动支路,将工作时的电磁振动换能机电机构的反电动势更多的分配到电磁振动换能机电机构自身的内阻上,使η增大,增大电磁振动换能机电机构自身的电磁制动效果,极大地减弱了非必要的自由振动,极大地降低能量输出失真度的效果。而且,所设置的制动支路成本较低。
进一步地,在不明显提高耗电量的情况下,提高反电动势分配在电磁制动上的比例,甚至比应用比较广泛的A类功率放大驱动电路提升的高很多,达到了以前难以达到的高度,同时还具有较小的静态功耗,相比现有功率放大驱动电路,在保持低失真电磁振动换能效果的同时,很大程度上大幅节省了驱动设备成本,同时节省了驱动能源。
本申请的说明书中记载了大量的技术特征,分布在各个技术方案中,如果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话,会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题,本申请上述发明内容中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征,都可以自由地互相组合,从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均因视为在本说明书中已经记载),除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如,在一个例子中公开了特征A+B+C,在另一个例子中公开了特征A+B+D+E,而特征C和D是起到相同作用的等同技术手段,技术上只要择一使用即可,不可能同时采用,特征E技术上可以与特征C相组合,则,A+B+C+D的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载,而A+B+C+E的方案应当视为已经被记载。
附图说明
图1是根据本申请第一实施方式的用于降低电磁振动换能机电机构自由振动的驱动电路的电路框图
图2A是根据本申请第一实施方式的一个实施例的具有示例制动支路的驱动电路的电路框图
图2B是根据本申请第一实施方式的一个实施例的具有示例制动支路的驱动电路的电路框图
图3根据本申请第一实施方式的一个具体实施例的功率放大电路是变压器耦合功率放大电路的驱动电路电路图
图4根据本申请第一实施方式的一个具体实施例的功率放大电路是桥式推挽功率放大电路的驱动电路电路图
图5根据本申请第一实施方式的一个具体实施例的功率放大电路是无输出电容的功率放大电路的驱动电路电路图
图6根据本申请第一实施方式的一个具体实施例的功率放大电路是有输出电容的功率放大电路的驱动电路电路图
图7A根据本申请第一实施方式的一个具体实施例的功率放大电路是数字类功率放大电路的驱动电路电路图
图7B根据本申请第一实施方式的一个具体实施例的功率放大电路是数字类功率放大电路的H型驱动电路电路图
图8根据本申请第一实施方式的一种电磁振动换能系统驱动电路的等效电路图
图9根据本申请第一实施方式的一种电磁振动换能系统驱动电路的跨接在正负电源和输出端的电阻相等的等效电路图
图10根据本申请第一实施方式的一种电磁振动换能系统驱动电路的等效电路图
图11是根据本申请第一实施方式中对一种测试耳机的不带制动电阻和带有16Ω制动电阻情况下输出波形示意图
图12为图11中标记A处的局部放大示意图
图13是根据本申请第一实施方式的一个实施例的包含第二滤波器的驱动电路的电路框图。
具体实施方式
在以下的叙述中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,本领域的普通技术人员可以理解,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
术语解释:
电磁振动换能机电机构:指利用电磁效应,用电磁力推动运动物体做往复运动的机构。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。
本申请的第一实施方式涉及一种用于降低电磁振动换能机电机构自由振动的驱动电路,其电路框图如图1所示,该驱动电路包括驱动支路和两端分别与该驱动支路的两个输出端耦合的制动支路;其中该制动支路的等效电阻的阻值范围为0.001(RL+Rtr)~99.9(RL+Rtr),其中RL为该电磁振动换能机电机构的阻抗,Rtr为该驱动支路输出端侧传输线路等效电阻阻值。优选地,该制动支路的等效电阻的阻值范围为可以是(0.1~10)倍的(RL+Rtr)左右。该制动支路的等效电阻的阻值可以根据电磁振动换能机电机构自身的固有制动特性来确定。
该制动支路的组成有多种形式。可选地,该制动支路是单个制动电阻器。可选地,该制动支路是多个制动电阻器的并联电路。可选地,该制动支路是由一个第一滤波器和与该第一滤波器的输出端耦合的一个制动电阻器构成的一个滤波制动支路,其中该第一滤波器用于对预设频段进行滤波,该制动电阻器是与所在滤波回路相对应的制动电阻器。可选地,该制动支路是由多个该滤波制动支路并联构成的电路。上述的该第一滤波器可以是高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。
该滤波制动支路的电路形式有多种。可选地,如图2A所示,该滤波制动支路是由一个第一滤波器和一个制动电阻器串联组成。可选地,如图2B所示,该滤波制动支路是由两个输入端分别耦合在该驱动支路的两个输出端的第一滤波器和两端分别耦合在该第一滤波器的两个输出端的一个制动电阻器组成。以上两种电路形式中,每个滤波制动支路有各自的滤波器和对应阻值的制动电阻器,滤波器可以针对设定频段进行滤波,配合与之耦合的对应阻值的制动电阻器,从而对所设定频段施加不同的制动效果。
可选地,该制动支路还可以包括第一子支路和与该第一子支路并联的第二子支路,其中该第一子支路是单个制动电阻器或者是多个制动电阻器的并联电路,该第二子支路是该滤波制动支路或者由多个该滤波制动支路并联构成的电路。
可选地,该驱动电路还可以包括第二滤波器,该第二滤波器的两个输出端分别与该驱动支路的两个输入端耦合,该第二滤波器的两个输入端分别与该驱动电路的两个输入端耦合。如图13所示为本实施方式的一个实施例的包含第二滤波器的驱动电路的电路框图。
该驱动支路可以是涉及电磁振动换能机电机构自由振动的任何驱动电路。在一个实施例中,该驱动支路可以但不限于是功率放大电路。
该功率放大电路的种类是多种多样的。该功率放大电路可以是变压器耦合输出功率放大电路、无输出变压器的功率放大电路、无输出电容的功率放大电路、桥式推挽功率放大电路或数字类功率放大电路等。
在一个具体实施例中,该功率放大电路是变压器耦合功率放大电路。如图3所示,制动电阻器Rbrk并联在输出变压器次级两端,由输出变压器的阻抗特性可知,在低频范围(如,小于500Hz)本身的线圈电阻的直流阻抗较低,已经可以起到一定的制动作用,而在中高频范围,随着变压器线圈的阻抗增大,制动作用急剧减弱,此时,增加的制动电阻器Rbrk却可以起到很好的制动作用。
在另一个具体实施例中,该功率放大电路是桥式推挽功率放大电路。如图4,制动电阻器Rbrk接在桥式两套驱动电路输出极之间,与负载并联。
在另一个具体实施例中,该功率放大电路是无输出电容的功率放大电路。如图5所示,制动电阻器Rbrk并联在推挽输出和地线之间。
在另一个具体实施例中,该功率放大电路是有输出电容的功率放大电路。如图6所述,制动电阻器Rbrk并联在输出耦合电容Cout之后。
在另一个具体实施例中,该功率放大电路是数字类驱动电路。如图7A所示,制动电阻器Rbrk并联在LC输出滤波之后的输出负载两级之间。
在另一个具体实施例中,该功率放大电路是数字类功率放大电路的H型驱动电路。如图7B所示,该电路图是目前用的比较广泛的低压D类放大电路的输出部分。
需要说明的是:在附图3-6,附图7A中的虚线框内的部分是驱动电路,虚线框外的RL是外部负载(可以是电磁振动换能机电机构);在附图7B中的虚线框内的RL是外部负载(可以是电磁振动换能机电机构),虚线框外的部分是驱动电路。
可选地,本实施方式涉及的放大电路可以包含以下一种或任意组合的电子元件:电子管、晶体管、集成电路。
可选地,该电子管可以但不限于包括电压放大管、三极管、多极管、复合管等。可选地,晶体管可以但不限于包括晶体二极管、晶体三极管、可控硅和场效应管等。可选地,该集成电路可以但不限于包括集成功率放大模块、集成功放推动模块、厚膜集成放大模块等多种模块。
该电磁振动换能机电机构是指利用电磁效应,用电磁力推动运动部件做往复运动的机构。可选地,该电磁振动换能机电机构可以但不限于是动圈扬声器、动铁扬声器、平板扬声器、带式扬声器、传声器、耳机、动圈直线电机、动铁直线电机或音圈电机等。
下面是对本申请实施方式中涉及的通用电磁振动换能系统相关技术的简单介绍:
以典型的AB类OCL驱动电路为例,可以看成如图8所示的等效电路,其中I0a为工作在输入信号上半周的恒流源,幅度与输入信号电压上半周相关,I0b为工作在输入信号下半周的恒流源,幅度与输入信号电压下半周相关,Rtr为传输线路等效电阻,电磁振动换能机电机构的可以等效成一个纯电阻负载和一个反电动势电压源Van串联的电路(虽然常见的换能机构是包含电感的,为了简化瞬态过程分析,此处电感的作用被包含在反电动势Van中)。当静态的时候,输入信号Vin为0,Ia=Ib=I0(I0为静态电流),此时Vout=0,可以将电流源Ia和Ib等效成分别跨接在正负电源和输出端的电阻Ra和Rb,如图9所示,两个电阻阻值相等时,R0=Vcc/Ia=Vcc/Ib,此时可认为驱动电路的内阻为R0。当驱动电路的输出电流由某个非0值突变为0时,换能机构运动部件由于自身的惯性作用会继续运动,或者换能机构受到外力扰动而由静止开始运动,此时换能机构运动部件上的导体或磁体与固定的磁体或导体之间会相对运动,切割磁力线产生反电动势Van。Van正半周时,反电动势经由RL、Rtr、Rb构成回路完成泻放;Van负半周时,反电动势经由RL、Rtr、Ra构成回路完成泻放。
为了能够更好地理解本申请的技术方案,下面结合具体的例子来进行说明,例子中罗列的细节主要是为了便于理解,不作为对本申请保护范围的限制。
为了对电磁振动换能系统的电磁制动效果进行评估,首先,定义一个指标值η,η为反电动势电压分配在电磁振动换能机电机构自身(RL)的比例值,这一部分反电动势电压用来起电磁制动作用,可以称作电磁制动百分率(Electromagnetic Damping Rate)。并根据以下的3个具体示例来更好的理解本申请的第一实施方式的技术方案:
示例1:假设Vcc=40V,静态电流Ia=Ib=50mA,相当于一个AB类的驱动电路,RL=8Ω,传输线电阻Rtr=0.5Ω。该“示例1”中驱动级单通道稳态消耗功率P0为Vcc×2×Ia=4W,并且R0=Vcc/Ia=800Ω,反电动势电压Van经由R0、Rtr和RL进行消耗,可知分配在RL上的反电动势电压为Van×RL/(R0+Rtr+RL)=8/(800+0.5+8)≈0.01Van。这个结果说明了反电动势电压分配在电磁振动换能机电机构自身的比例值η为1%。
示例2:假设上述“示例1”其它条件不变,只是静态电流增大100倍即Ia=Ib=5A,相当于一个大功率的A类驱动电路。那么“示例2”中驱动级单通道静态消耗功率P0为Vcc×2×Ia=400W,并且R0=Vcc/Ia=8Ω,反电动势电压Van经由R0、Rtr和RL进行消耗,可知分配在RL上的反电动势电压为Van×RL/(R0+Rtr+RL)=8/(8+0.5+8)=0.485Van。这个结果说明了分配在电磁制动上的比例η为48.5%。
上述“示例2”在实际使用中的听感公认是比“示例1”好很多,但是对于单个通道400W的恒定消耗功率,确实也是非常大的,同时发热量也非常巨大,应对巨大发热量从而带来了材料成本、设计成本、散热成本的急剧增大。
根据本申请涉及的第一实施方式,在驱动支路的输出两端并联一个制动支路,可以是电阻器(组)支路(如图10)或者与滤波网络串联的电路(如图2),以此来直接降低驱动电路的内阻,从而在不明显增加静态电流I0的同时,使反电动势电压Van分配在电磁振动换能机电机构自身用来起电磁制动作用的比例η大幅提高,其代价只是降低负载电阻,使驱动支路实际输出负载功率有所增加。
示例3:保持“示例1”的各种条件不变,只是在输出两端并联一个4Ω的电阻器Rbrk。“示例3”中驱动级单通道稳态消耗功率P0为Vcc×2×Ia=4W,并且R0=Vcc/Ia=800Ω,Van的反电动势经由R0并联Rbrk、Rtr和RL进行消耗,可知分配在RL上的反电动势电压比率为RL/((R0//Rbrk)+Rtr+RL)=8/(3.98+0.5+8)≈0.641Van(//的意思是电阻并联)。这个结果说明了反电动势分配在电磁制动上的比例提升为64.1%。而站在原来的驱动支路角度来看,相应的输出负载阻抗由8Ω降低为Rbrk//(RL+Rtr)≈2.66Ω,如果驱动电路在此负载下仍然能够保证输出的失真度要求,那就能正常工作。
以上,通过示例1、示例2和示例3的比较,根据本申请第一实施方式涉及的驱动电路,其反电动势分配在电磁制动上的比例η从1%提升到64.1%,同时拥有与AB类相同的较小的静态功耗,并且与纯A类驱动电路相比节省了约100倍的能源消耗。
并且,作为民用产品领域,400W的静态功耗已经是比较罕见的案例,也只能达到48%的η,而示例3可以轻松达到64%,并且通过减小制动支路的阻抗,还可轻易达到99%的η,成本和静态功耗也不会大幅增加。
下面是根据一个音频实验对本实施方式达到的制动效果进一步说明,该音频实验通过使用一个含有标准IEC 711人工耳的模拟人头,一个外置的专业声卡,对头戴式耳机发出的声音进行测量。
该音频实验所使用的测试耳机是AKG K701(属于开放型头戴包耳式耳机),阻抗是62Ω,灵敏度105dB/Vrms,测试的音频信号为30Hz的标准方波,分别对不带制动电阻支路和带有16Ω制动电阻支路情况下的测试耳机发出的声音进行测量。通过人工耳电容式麦克风采集该这两种情况下的测试耳机输出的声音信号的变化波形图,如图11所示。其中该人工耳电容式麦克用于将声音信号转化为电信号。
从图11中可以看出,与不带制动电阻支路相比较,带有制动电阻(如,带有16Ω制动电阻,η≈77.6%)的测试耳机,其振膜在移动到达目标位置后,自由振动的幅度变小,停止振动的时间变短,这有效的减小了振膜的非受控振动,使得失真变小。
图12为图11中标记A处的局部放大(放大比例约1:5)示意图,与不带制动电阻支路相比较,带有制动电阻(如,带有16Ω制动电阻)的测试耳机,其振膜回落到平衡位置的过程也有一定程度的变化,其中回落时间明显变短了。
以上的试验表明,在设置制动电阻支路后,测试耳机的振膜的制动作用得到了增强,与不带制动电阻情况下的振膜运动相比,可以更快速的减弱自由振动,减少音染,音效更佳。
进一步地,本申请的发明人将本实施方式涉及的驱动电路实际应用在常见的音响功放领域的方案改进中,改进后的音响功放系统重放出的声音真实感明显增强,无论是耳机还是音箱进行重放的试验,实际音乐的聆听结果表明:对听感的改变是全频段的。其中,低频部分对速度的反应更快,尤其鼓声、电子乐器等音色显得更加紧实,不再混浊,并且低频感知到的分量还有所增强;中频部分更有力度,尤其是对枪、炮、闪电这一类的声音还原效果显得能量更集中;高频部分改善了传统晶体管功放在高频部分的刺耳、不耐听的问题,乐器的泛音显得更精细、更清澈、容易辨识,尤其是在交响乐之类的大场面环境下的解析度变得更高,仍然能清晰的分辨出乐器,小提琴声部不再是混在一起,而是有丰富泛音的甜美乐感。
以上,与现有技术相比,申请的实施方式产生了意想不到的技术效果,具有显著的进步。
本申请的第二实施方式涉及一种芯片,包括本说明书中第一实施方式涉及的用于降低电磁振动换能机电机构自由振动的驱动电路。本实施方式的芯片包括第一实施方式的所有或部分技术细节,以及包括所有或部分技术细节产生的有益效果。
本申请的第三实施方式涉及一种电磁振动换能系统,包括本说明书第一实施方式涉及的驱动电路,以及电磁振动换能机电机构,该电磁换能机构的两个输入端分别与本说明书中第一实施方式涉及的驱动电路中的制动支路的两端耦合。本实施方式的电磁振动换能机电机构包括第一实施方式所有技术细节,以及包括所有技术细节产生的有益效果。
该电磁振动换能机电机构是指利用电磁效应,用电磁力推动运动部件做往复运动的机构。可选地,该电磁振动换能机电机构可以但不限于是动圈扬声器、动铁扬声器、平板扬声器、带式扬声器、传声器、耳机、动圈直线电机、动铁直线电机或音圈电机等。
需要说明的是,在本专利的申请文件中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本专利的申请文件中,如果提到根据某要素执行某行为,则是指至少根据该要素执行该行为的意思,其中包括了两种情况:仅根据该要素执行该行为、和根据该要素和其它要素执行该行为。多个、多次、多种等表达包括2个、2次、2种以及2个以上、2次以上、2种以上。
在本申请提及的所有文献都被认为是整体性地包括在本申请的公开内容中,以便在必要时可以作为修改的依据。此外应理解,以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已,并非用于限定本说明书的保护范围。凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本说明书一个或多个实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于降低电磁振动换能机电机构自由振动的驱动电路,其特征在于,包括驱动支路和两端分别与所述驱动支路的两个输出端耦合的制动支路;
所述制动支路的等效电阻的阻值范围为0.001(RL+Rtr)~99.9(RL+Rtr),其中RL为所述电磁振动换能机电机构的阻抗,Rtr为所述驱动支路的输出端侧传输线路等效电阻阻值。
2.如权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,所述制动支路的等效电阻的阻值范围为0.1(RL+Rtr)~10(RL+Rtr)。
3.如权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,所述制动支路是单个制动电阻器或者多个制动电阻器并联电路。
4.如权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,所述制动支路是由一个第一滤波器和与该第一滤波器的输出端耦合的一个制动电阻器构成的一个滤波制动支路,或者是由多个所述滤波制动支路并联构成的电路,其中所述第一滤波器用于对预设频段进行滤波,所述制动电阻器是与所在滤波回路相对应的制动电阻器;
所述滤波制动支路是由所述第一滤波器和制动电阻器串联组成,或者所述滤波制动支路是由两个输入端分别耦合在该驱动支路的两个输出端的第一滤波器和两端分别耦合在该第一滤波器的两个输出端的一个制动电阻器组成;
所述第一滤波器包括高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。
5.如权利要求4所述的驱动电路,其特征在于,所述制动支路包括第一子支路和与所述第一子支路并联的第二子支路,其中所述第一子支路是单个制动电阻器或者是多个制动电阻器的并联电路,所述第二子支路是由一个所述滤波制动支路或者是由多个所述滤波制动支路并联构成的电路。
6.如权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,还包括第二滤波器,所述第二滤波器的两个输出端分别与所述驱动支路的两个输入端耦合,所述第二滤波器的两个输入端分别与该驱动电路的两个输入端耦合;
所述第二滤波器是无源滤波器、有源滤波器或数字滤波器。
7.如权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,所述驱动支路是功率放大电路;
所述功率放大电路包括变压器耦合输出功率放大电路、无输出变压器的功率放大电路、无输出电容的功率放大电路、桥式推挽功率放大电路、数字类功率放大电路;
所述功率放大电路至少包含以下一种或任意组合的电子元件:电子管、晶体管、集成电路。
8.一种芯片,其特征在于,包括权利要求1-7中任意一项所述的驱动电路。
9.一种电磁振动换能系统,其特征在于,包括:
如权利要求1-7中任意一项所述的驱动电路;以及
电磁振动换能机电机构,其两个输入端分别与所述制动支路两端耦合的。
10.如权利要求9所述的电磁振动换能系统,其特征在于,所述电磁振动换能机电机构是动圈扬声器、动铁扬声器、平板扬声器、带式扬声器、传声器、耳机、动圈直线电机、动铁直线电机或音圈电机。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1141533A (zh) * 1996-01-26 1997-01-29 陈国富 反接制动顶级高保真放大器电路
CN1179690A (zh) * 1996-09-25 1998-04-22 运载器有限公司 运用速度反馈的扬声器相位畸变控制
CN1280454A (zh) * 1999-07-08 2001-01-17 松下电器产业株式会社 电容式麦克风装置及其连接装置
US20050162223A1 (en) * 2003-10-17 2005-07-28 Yamaha Corporation Class-D amplifier
JP2006094158A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Nec Access Technica Ltd 駆動回路および該駆動回路を備える携帯機器
CN101754083A (zh) * 2008-12-17 2010-06-23 三星电子株式会社 校正声音质量的声音输出设备及其校正声音质量的方法
CN201928219U (zh) * 2010-12-01 2011-08-10 福建泉工机械有限公司 一种用于制砖机振动系统的变频和制动电气系统
CN104301838A (zh) * 2013-07-18 2015-01-21 Gn奈康有限公司 噪声降低的耳机
CN206312138U (zh) * 2016-09-05 2017-07-07 歌尔股份有限公司 一种获取线性谐振制动器的电路
CN107690109A (zh) * 2017-09-01 2018-02-13 广州时艺音响科技有限公司 超线程传输装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1141533A (zh) * 1996-01-26 1997-01-29 陈国富 反接制动顶级高保真放大器电路
CN1179690A (zh) * 1996-09-25 1998-04-22 运载器有限公司 运用速度反馈的扬声器相位畸变控制
CN1280454A (zh) * 1999-07-08 2001-01-17 松下电器产业株式会社 电容式麦克风装置及其连接装置
US20050162223A1 (en) * 2003-10-17 2005-07-28 Yamaha Corporation Class-D amplifier
JP2006094158A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Nec Access Technica Ltd 駆動回路および該駆動回路を備える携帯機器
CN101754083A (zh) * 2008-12-17 2010-06-23 三星电子株式会社 校正声音质量的声音输出设备及其校正声音质量的方法
CN201928219U (zh) * 2010-12-01 2011-08-10 福建泉工机械有限公司 一种用于制砖机振动系统的变频和制动电气系统
CN104301838A (zh) * 2013-07-18 2015-01-21 Gn奈康有限公司 噪声降低的耳机
CN206312138U (zh) * 2016-09-05 2017-07-07 歌尔股份有限公司 一种获取线性谐振制动器的电路
CN107690109A (zh) * 2017-09-01 2018-02-13 广州时艺音响科技有限公司 超线程传输装置

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