CN112770244A - 扬声器线路故障的检测方法和装置、音频播放设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种扬声器线路故障的检测方法和装置、音频播放设备。音频播放设备包括扬声器和音频信号生成装置，音频信号生成装置包括变压器。扬声器的正极接变压器的次级线圈的一端，扬声器的负极接地线，且通过电容接次级线圈的另一端，电容和恒流源并联连接。方法包括：获取恒流源的电压和扬声器的电压；根据恒流源的电压判断音频信号生成装置是否正在发出音频信号；若判定音频信号生成装置正在发出音频信号，则根据扬声器的电压判断扬声器是否发生短路。这样，弥补了相关技术中，扬声器线路故障仅在音频信号生成装置不发出音频信号时进行检测的局限性，从而扩展了检测的时机，提高了扬声器线路故障检出的及时性。

Description

扬声器线路故障的检测方法和装置、音频播放设备
技术领域
本公开涉及电子线路领域，具体地，涉及一种扬声器线路故障的检测方法和装置、音频播放设备。
背景技术
音频播放设备通常包括扬声器和音频信号生成装置。扬声器作为音频播放设备的核心部件，扬声器线路的故障会造成该扬声器无法正常播出。当扬声器发生短路或断路故障时，都将无法正常播放音频信号。因此，为了保证音频信号的正常播放，需要能检测扬声器线路的故障状态。
现有的扬声器线路故障的检测方法主要是通过阻抗检测的方式，对正常安装好的扬声器进行校准，并保存其阻抗值作为校准值。之后，在音频播放设备未发出音频信号的状态下，对扬声器线路进行检测，获取阻抗值并通过与该校准值比较来判断扬声器线路是否故障。
发明内容
本公开的目的是提供一种能够实时地检测扬声器线路故障的检测方法和装置、音频播放设备。
为了实现上述目的，本公开提供一种扬声器线路故障的检测方法，音频播放设备包括所述扬声器和音频信号生成装置，所述音频信号生成装置包括变压器，所述扬声器的正极接所述变压器的次级线圈的一端，所述扬声器的负极接地线，且通过电容接所述次级线圈的另一端，所述电容和恒流源并联连接，其中，所述方法包括：
获取所述恒流源的电压和所述扬声器的电压；
根据所述恒流源的电压判断所述音频信号生成装置是否正在发出音频信号；
若判定所述音频信号生成装置正在发出音频信号，则根据所述扬声器的电压判断所述扬声器是否发生短路。
可选地，根据所述恒流源的电压判断所述音频信号生成装置是否正在发出音频信号，包括：
在预定时长内周期性地采集所述恒流源的电压，得到多个采集数据；
计算所述多个采集数据的标准差；
若所述标准差大于预定值，则判定所述音频信号生成装置正在发出音频信号。
可选地，若判定所述音频信号生成装置正在发出音频信号，则根据所述扬声器的电压判断所述扬声器是否发生短路，包括：
若判定所述音频信号生成装置正在发出音频信号，且所述扬声器的电压小于预定的电压值，则判定所述扬声器发生短路。
可选地，所述方法还包括：
若判定所述音频信号生成装置不是正在发出音频信号，则根据所述恒流源的电压判断所述扬声器的线路是否故障。
可选地，若判定所述音频信号生成装置不是正在发出音频信号，则根据所述恒流源的电压判断所述扬声器的线路是否故障，包括：
若判定所述音频信号生成装置不是正在发出音频信号，且所述恒流源的电压小于预定的电压下限，则判定所述扬声器发生短路；
若判定所述音频信号生成装置不是正在发出音频信号，且所述恒流源的电压大于预定的电压上限，则判定所述扬声器发生断路。
可选地，所述方法还包括：
若判定所述扬声器发生短路或断路，则输出提示消息。
本公开还提供一种扬声器线路故障的检测装置，音频播放设备包括所述扬声器和音频信号生成装置，所述音频信号生成装置包括变压器，所述检测装置包括电容、恒流源和处理器，所述扬声器的正极接所述变压器的次级线圈的一端，所述扬声器的负极接地线，且通过所述电容接所述次级线圈的另一端，所述电容和所述恒流源并联连接，
其中，所述处理器包括：
获取模块，用于获取所述恒流源的电压和所述扬声器的电压；
第一判断模块，用于根据所述恒流源的电压判断所述音频信号生成装置是否正在发出音频信号；
第二判断模块，用于若判定所述音频信号生成装置正在发出音频信号，则根据所述扬声器的电压判断所述扬声器是否发生短路。
可选地，所述第一判断模块包括：
采集子模块，用于在预定时长内周期性地采集所述恒流源的电压，得到多个采集数据；
计算子模块，用于计算所述多个采集数据的标准差；
第一判断子模块，用于所述标准差大于预定值，则判定所述音频信号生成装置正在发出音频信号。
可选地，所述第二判断模块包括：
第二判断子模块，用于若判定所述音频信号生成装置正在发出音频信号，且所述扬声器的电压小于预定的电压值，则判定所述扬声器发生短路。
本公开还提供一种音频播放设备，包括扬声器、音频信号生成装置和本公开提供的上述检测装置。
通过上述技术方案，根据恒流源的电压判断音频信号生成装置是否正在发出音频信号；若判定音频信号生成装置正在发出音频信号，则根据扬声器的电压判断扬声器是否发生短路。这样，能够在音频信号生成装置发出音频信号时进行实时检测，弥补了相关技术中，扬声器线路仅在音频信号生成装置不发出音频信号时进行检测的局限性，从而扩展了检测的时机，提高了扬声器线路故障检出的及时性。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是一示例性实施例提供的检测扬声器线路故障的电路连接示意图；
图2是一示例性实施例提供的扬声器线路故障的检测方法的流程图；
图3是图1中的扬声器短路时的等效示意图；
图4是图1中的扬声器断路时的等效示意图；
图5是另一示例性实施例提供的扬声器线路故障的检测方法的流程图；
图6是一示例性实施例提供的扬声器线路故障的检测装置的框图。
附图标记说明
10 扬声器 20变压器 30电容
40 恒流源 50处理器
20a 变压器的次级线圈的一端
20b 变压器的次级线圈的另一端
600 扬声器线路故障的检测装置
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
如上所述，音频播放设备可以包括扬声器和音频信号生成装置。音频信号生成装置可以包括变压器，变压器用于将输入的电信号转换电压后传输至扬声器。变压器的次级连接扬声器。音频信号可以从变压器的次级传输至扬声器，以由扬声器播放出声音。
图1是一示例性实施例提供的检测扬声器线路故障的电路连接示意图。如图1所示，扬声器10的正极(+)接变压器20的次级线圈的一端20a，扬声器10的负极(-)接地线(GND)，且通过电容30接次级线圈的另一端20b，电容30和恒流源40并联连接。电容30为隔直电容。音频信号生成装置中与变压器20的初级线圈连接的部分在图1中未示出，其电路结构为本领域技术人员所公知的。
图1中引出两个引线ST和SP，引线ST上的电压VST为恒流源40两端的电压，引线SP上的电压VSP为扬声器10两端的电压。这两个电压都是以图1中的地线(GND)为参考。
在图1中，在音频信号生成装置发出音频信号时，由于电容30的容抗是随声音的频率而变化的(容抗计算公式：XC＝1/(2πfC)，其中，XC为容抗，f为声音的频率，C为电容值)，加之声音信号的幅值也在变化，进而导致电容30两端的电压也是波动的。此时，若仅根据恒流源40两端的电压VST(即电容30两端的电压)来检测扬声器10线路，则无法区分扬声器10是正常状态还是短路状态。因此，仅根据恒流源40两端的电压VST并不能实时对扬声器线路状态进行检测。
在图1的基础上，本公开提供一种扬声器线路故障的检测方法。图2是一示例性实施例提供的扬声器线路故障的检测方法的流程图。如图2所示，该方法可以包括以下步骤。
步骤S11，获取恒流源40的电压VST和扬声器10的电压VSP。
步骤S12，根据恒流源40的电压VST判断音频信号生成装置是否正在发出音频信号。
步骤S13，若判定音频信号生成装置正在发出音频信号，则根据扬声器10的电压VSP判断扬声器10是否发生短路。
若音频信号生成装置没有发出音频信号，则可以利用相关技术来检测扬声器10是否发生短路或断路。本公开的方法中，能够在音频信号生成装置正在发出音频信号的情况下，根据扬声器10的电压VSP判断扬声器10是否发生短路。这样，能够在音频信号生成装置发出音频信号时进行实时检测，弥补了相关技术中，扬声器线路仅在音频信号生成装置不发出音频信号时进行检测的局限性，从而扩展了检测的时机，提高了扬声器线路故障检出的及时性。
在一实施例中，在图2的基础上，根据恒流源的电压判断音频信号生成装置是否正在发出音频信号的步骤(步骤S12)可以包括：
在预定时长内周期性地采集恒流源的电压，得到多个采集数据；计算多个采集数据的标准差；若标准差大于预定值，则判定音频信号生成装置正在发出音频信号。
由于音频信号生成装置正在发出音频信号时，变压器20的次级线圈端输出的电压的大小和频率都是变化的，因此，恒流源40两端的电压VST也会随之产生波动。而标准差能够反映一个数据集的离散程度。因此，利用预定时长内的多个采集数据计算得到的标准差的大小体现了恒流源40两端的电压VST在该预定时长内的离散程度。标准差越大，离散程度越大。可以预先通过试验的方式获得当音频信号生成装置正在发出音频信号时恒流源40两端的电压VST，进而计算出标准差。根据试验和经验确定出上述的预定值，使得当标准差大于该预定值时，可以判定音频信号生成装置正在发出音频信号。
其中，预定时长例如可以为1s，采集周期可以为10ms，则在预定时长内可以采集到100个VST。
该实施例中，根据恒流源40两端的电压的标准差的大小来判断音频信号生成装置正在发出音频信号，方法简单，判断结果快速且准确。
在又一实施例中，若判定音频信号生成装置正在发出音频信号，则根据扬声器的电压判断扬声器是否发生短路的步骤(步骤S13)可以包括：若判定音频信号生成装置正在发出音频信号，且扬声器的电压小于预定的电压值，则判定扬声器发生短路。
图3是图1中的扬声器10短路时的等效示意图。其中，预定的电压值可以是接近于零的值，可以根据试验或经验得出，例如，0.5V。若判定音频信号生成装置正在发出音频信号，且扬声器的电压不小于预定的电压值，则判定扬声器正常。
在一实施例中，在图2的基础上，该方法还可以包括：若判定音频信号生成装置不是正在发出音频信号，则根据恒流源的电压判断扬声器的线路是否故障。
图1中，扬声器10与变压器20通过电容30隔离开。在电容30两端，接入恒流源40。在音频信号生成装置不发出音频信号的情况下，恒流源40输出的电流流过扬声器10和变压器20，由于扬声器10和变压器20存在直流阻抗，所以在恒流源40两端(即ST引线与GND间)会产生电压VST。当扬声器10两端短路时，VST减小，当扬声器10两端断路时，VST增大。
图4是图1中的扬声器断路时的等效示意图。如图4所示，在扬声器发生断路的情况下，恒流源40的电压达到一个较大值。
在一实施例中，上述若判定音频信号生成装置不是正在发出音频信号，则根据恒流源的电压判断扬声器的线路是否故障，可以包括：
若判定音频信号生成装置不是正在发出音频信号，且恒流源的电压小于预定的电压下限，则判定扬声器发生短路；若判定音频信号生成装置不是正在发出音频信号，且恒流源的电压大于预定的电压上限，则判定扬声器发生断路。
例如，恒流源40的电流恒定为0.05A，扬声器的阻抗为300Ω(为简单说明，忽略线路阻抗)，变压器的次级线圈的阻抗为10Ω，则在扬声器线路正常时，恒流源40的电压为：0.05×(300+10)＝15.5V。可以留有适当的余量，设置预定的电压上限为20V。即，当恒流源的电压VST大于20V时，判定扬声器发生断路；在扬声器短路时，恒流源40的电压为：0.05×10＝0.5V。可以留有适当的余量，设置预定的电压下限为2V。即，当恒流源的电压VST小于2V时，判定扬声器发生短路；若恒流源的电压VST不小于电压下限，则判定扬声器正常。
在又一实施例中，该方法还可以包括：若判定扬声器发生短路或断路，则输出提示消息。输出提示消息可以有各种方式，例如，发光、灯光闪烁、语音、音乐、屏幕输出等。输出提示消息能够及时提醒用户，以便尽早处理故障。
图5是另一示例性实施例提供的扬声器线路故障的检测方法的流程图。如图5所示，该方法可以包括：
1、获取恒流源40的电压VST和扬声器10的电压VSP；
2、判断音频信号生成装置是否正在发出音频信号；
3、若音频信号生成装置正在发出音频信号，则判断扬声器10的电压VSP是否小于预定的电压值VO；
4、若扬声器10的电压VSP小于预定的电压值VO，则判定扬声器短路；
5、若扬声器10的电压VSP不小于预定的电压值VO，则判定扬声器线路正常；
6、若音频信号生成装置不是正在发出音频信号，则判断恒流源40的电压VST是否小于电压下限V下；
7、若恒流源40的电压VST小于电压下限V下，则判定扬声器短路；
8、若恒流源40的电压VST大于电压上限V上，则判定扬声器断路；
9、若恒流源40的电压VST在V上和V下之间，则判定扬声器线路正常。
本领域技术人员能够理解的是，音频信号生成装置在发出音频信号时，VST有可能小于电压下限V下，也有可能VST大于电压上限V上。因此，本方案中，首先要对音频信号生成装置是否发出音频信号进行判断，若跳过对音频信号生成装置是否发出音频信号进行判断的步骤，则检测结果是不准确的。
图6是一示例性实施例提供的扬声器线路故障的检测装置的框图。如图6所示，扬声器线路的检测装置600可以包括电容30、恒流源40和处理器50。扬声器10的正极接变压器20的次级线圈的一端20a，扬声器10的负极接地线，且通过电容30接次级线圈的另一端20b，电容30和恒流源40并联连接。
其中，处理器50包括获取模块501、第一判断模块502和第二判断模块503。
获取模块501用于获取恒流源的电压和扬声器的电压。
第一判断模块502用于根据恒流源的电压判断音频信号生成装置是否正在发出音频信号。
第二判断模块503用于若判定音频信号生成装置正在发出音频信号，则根据扬声器的电压判断扬声器是否发生短路。
可选地，第一判断模块502可以包括采集子模块、计算子模块和第一判断子模块。
采集子模块用于在预定时长内周期性地采集恒流源的电压，得到多个采集数据。
计算子模块用于计算多个采集数据的标准差。
第一判断子模块用于若标准差大于预定值，则判定音频信号生成装置正在发出音频信号。
可选地，第二判断模块503可以包括第二判断子模块。
第二判断子模块用于若判定音频信号生成装置正在发出音频信号，且扬声器的电压小于预定的电压值，则判定扬声器发生短路。
可选地，处理器50还可以包括第三判断模块。
第三判断模块用于若判定音频信号生成装置不是正在发出音频信号，则根据恒流源的电压判断扬声器的线路是否故障。
可选地，第三判断模块可以包括第三判断子模块和第四判断子模块。
第三判断子模块用于若判定音频信号生成装置不是正在发出音频信号，且恒流源的电压小于预定的电压下限，则判定扬声器发生短路。
第四判断子模块用于若判定音频信号生成装置不是正在发出音频信号，且恒流源的电压大于预定的电压上限，则判定扬声器发生断路。
可选地，扬声器线路的检测装置600还可以包括输出模块。
输出模块用于若判定扬声器发生短路或断路，则输出提示消息。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
通过上述技术方案，根据恒流源的电压判断音频信号生成装置是否正在发出音频信号；若判定音频信号生成装置正在发出音频信号，则根据扬声器的电压判断扬声器是否发生短路。这样，能够在音频信号生成装置发出音频信号时进行实时检测，弥补了相关技术中，扬声器线路仅在音频信号生成装置不发出音频信号时进行检测的局限性，从而扩展了检测的时机，提高了扬声器线路故障检出的及时性。
本公开还提供一种音频播放设备，包括扬声器、音频信号生成装置和本公开提供的上述检测装置600。本公开的音频播放设备可以应用于宾馆、商场、社区等公共场所安装的广播系统，例如，用于进行火警报警。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种扬声器线路故障的检测方法，其特征在于，音频播放设备包括所述扬声器和音频信号生成装置，所述音频信号生成装置包括变压器，所述扬声器的正极接所述变压器的次级线圈的一端，所述扬声器的负极接地线，且通过电容接所述次级线圈的另一端，所述电容和恒流源并联连接，其中，所述方法包括：
获取所述恒流源的电压和所述扬声器的电压；
根据所述恒流源的电压判断所述音频信号生成装置是否正在发出音频信号；
若判定所述音频信号生成装置正在发出音频信号，则根据所述扬声器的电压判断所述扬声器是否发生短路。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述恒流源的电压判断所述音频信号生成装置是否正在发出音频信号，包括：
在预定时长内周期性地采集所述恒流源的电压，得到多个采集数据；
计算所述多个采集数据的标准差；
若所述标准差大于预定值，则判定所述音频信号生成装置正在发出音频信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若判定所述音频信号生成装置正在发出音频信号，则根据所述扬声器的电压判断所述扬声器是否发生短路，包括：
若判定所述音频信号生成装置正在发出音频信号，且所述扬声器的电压小于预定的电压值，则判定所述扬声器发生短路。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若判定所述音频信号生成装置不是正在发出音频信号，则根据所述恒流源的电压判断所述扬声器的线路是否故障。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若判定所述音频信号生成装置不是正在发出音频信号，则根据所述恒流源的电压判断所述扬声器的线路是否故障，包括：
若判定所述音频信号生成装置不是正在发出音频信号，且所述恒流源的电压小于预定的电压下限，则判定所述扬声器发生短路；
若判定所述音频信号生成装置不是正在发出音频信号，且所述恒流源的电压大于预定的电压上限，则判定所述扬声器发生断路。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若判定所述扬声器发生短路或断路，则输出提示消息。
7.一种扬声器线路故障的检测装置，其特征在于，音频播放设备包括所述扬声器和音频信号生成装置，所述音频信号生成装置包括变压器，所述检测装置包括电容、恒流源和处理器，所述扬声器的正极接所述变压器的次级线圈的一端，所述扬声器的负极接地线，且通过所述电容接所述次级线圈的另一端，所述电容和所述恒流源并联连接，
其中，所述处理器包括：
获取模块，用于获取所述恒流源的电压和所述扬声器的电压；
第一判断模块，用于根据所述恒流源的电压判断所述音频信号生成装置是否正在发出音频信号；
第二判断模块，用于若判定所述音频信号生成装置正在发出音频信号，则根据所述扬声器的电压判断所述扬声器是否发生短路。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一判断模块包括：
采集子模块，用于在预定时长内周期性地采集所述恒流源的电压，得到多个采集数据；
计算子模块，用于计算所述多个采集数据的标准差；
第一判断子模块，用于所述标准差大于预定值，则判定所述音频信号生成装置正在发出音频信号。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二判断模块包括：
第二判断子模块，用于若判定所述音频信号生成装置正在发出音频信号，且所述扬声器的电压小于预定的电压值，则判定所述扬声器发生短路。
10.一种音频播放设备，其特征在于，包括扬声器、音频信号生成装置和权利要求7-9中任一权利要求所述的检测装置。
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