CN112929806B - 确定音圈位置的方法、音圈系统和扬声器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于确定音圈的音圈位置的方法。所述方法包括以下步骤：提供具有磁间隙的磁路且使所述音圈悬置于所述磁间隙中，将驱动信号施加到所述音圈以产生电动势，提供机械地耦合到所述音圈的感应传感器，基于来自所述感应传感器的输出测量感应传感器信号，通过确定至少一个感应传感器信号比率处理测得的感应传感器信号，以及基于所述至少一个感应传感器信号比率确定所述音圈位置的表示。本发明还涉及被布置成实行所述方法的音圈系统。本发明还涉及包括所述音圈系统的扬声器。

Description

确定音圈位置的方法、音圈系统和扬声器
技术领域
本发明涉及用于确定扬声器中的音圈位置的方法、被布置成实行所述方法的音圈系统，以及包括此音圈系统的扬声器。
背景技术
扬声器通常包括音圈，所述音圈被布置成往复运动且进而致动扬声器隔膜，以便以声学方式再造施加的音频信号。在音圈的往复运动期间确定其瞬时位置，对于许多不同目的是有利的，但已知的解决方案可能存在缺点。
用于确定音圈位置的一个方法是使用感应线圈，但此线圈通常可提供的是由速度决定的信号，然所述信号并不不能立即隔离出音圈的位置。
因此本发明的一个目的是提供确定扬声器中的音圈的位置的改进方法。
发明内容
本发明人已认识到上文所提到的与确定扬声器中的音圈位置有关的问题和挑战，且随后做出下文描述的可用以提供本发明确定音圈位置的改进。
本发明的一方面涉及一种用于确定音圈的音圈位置的方法,其包括以下步骤:
提供具有磁间隙的磁路且使所述音圈悬置于所述磁间隙中，其中所述音圈包括多个音圈区段；
选择性地将驱动信号单独地施加于所述多个音圈区段以产生电动势,从而使所述音圈沿着行进轴线移动；
提供感应传感器,所述感应传感器机械地耦合到所述音圈,所述感应传感器至少包括第一感应传感器和第二感应传感器；
测量感应传感器信号,所述感应传感器信号包括基于来自所述第一感应传感器的输出的第一感应传感器信号,且所述感应传感器信号包括基于来自所述第二感应传感器的输出的第二感应传感器信号；
处理所述测得的感应传感器信号，所述处理包括基于所述感应传感器信号确定至少一个感应传感器信号比率，所述至少一个感应传感器信号比率包括基于所述第一感应传感器信号和所述第二感应传感器信号的第一感应传感器信号比率；以及
基于所述至少一个感应传感器信号比率确定所述音圈位置的表示(representation)。
应可理解，音圈是一种导线线圈，其在施加电流和磁场的影响下，被布置成生成电动势以移动扬声器的隔膜，以便产生声学声音。磁场可以由存在磁路中的磁体所建立，例如永久磁体或电磁体等磁体。磁路可以包括磁间隙，音圈在磁间隙中往复运动，使扬声器的隔膜往复运动产生声学声音。磁间隙也可被称作空气间隙。音圈的往复运动响应于驱动信号的施加而发生。扬声器的音圈的往复运动行程，即往复运动位移导致施加驱动信号的声学再造，因为音圈的往复运动用以使扬声器的隔膜往复运动，进而推动空气，因此生成声学声波。
当将驱动信号施加到音圈时，电流被发送到音圈的线圈环绕组，由于洛仑兹力导致线圈环绕组上产生电动势，所述洛仑兹力沿着基本上垂直于线圈环绕组的行进轴线驱动音圈。行进轴线应理解为音圈可以沿着其往复运动的轴线。将驱动信号施加到扬声器可以理解为将驱动信号施加到扬声器的音圈。
扬声器的音圈基于洛仑兹力的原理工作，所述洛仑兹力是当电流承载导体放入磁场中所生成的力。在用于扬声器的音圈的情况下，在磁路的磁间隙或空气间隙中存在磁场。当电流施加于音圈时，生成电动势，且力的量值可近似与施加的电流成比例，以得到音圈的小幅行程。因此，在扬声器的限制内，通过增加驱动信号中的电流，例如通过增加驱动信号的振幅，所得电动势增加，这进一步导致音圈增加行程，即增加音圈的位移。电动势可以由恢复力平衡，所述恢复力可以通过扬声器悬挂系统(suspension)来提供，即扬声器定心支片(弹波)或扬声器阻尼器。
根据本发明的各种实施例，感应传感器机械地耦合到音圈。机械地耦合也可以理解为感应传感器刚性地耦合到音圈，以使得感应传感器的往复运动与音圈的往复运动同步。换句话说，感应传感器的行程可以类似于音圈的行程。典型实施例可以具有两个或三个感应传感器，但本发明不限于这些实例。感应传感器可以是感应传感器线圈，其可以是导线线圈或甚至单个线环。感应传感器可以在音圈上的各种位置，例如在音圈的末端或非常接近于音圈的末端或者沿着行进轴线的音圈的中心位置处机械地耦合，即刚性地耦合到音圈。
磁路的磁间隙附近的磁场通常在磁间隙内最强，且沿着远离磁间隙的方向减小。因此，当驱动信号施加于音圈以使得其往复运动时，感应传感器在它们横穿磁间隙时可能经历来自磁间隙的变化磁场。
感应传感器经历受改变的磁场时可以提供感应传感器信号。感应传感器信号可以与在感应传感器处磁场改变的速率成比例。感应传感器可以与感应传感器方向相关联，其中该方向是感应传感器对磁场改变最敏感的方向。感应传感器可以是感应传感器线圈、霍尔效应传感器、磁力计或被布置成测量磁场(例如测量磁场的改变)的任何其它类型的传感器。
根据本发明的实施例，来自感应传感器的感应传感器信号可用以确定至少一个感应传感器信号比率，这可以有利于确定音圈位置的表示。来自单个感应传感器的传感器信号可以取决于动态改变的变量，例如音圈的速度，然而取决于如何确立感应传感器信号比率，可以有效地取消此类动态改变的变量。因此，通过基于感应传感器信号比率确定音圈位置，可以有利地执行所述确定而不必考虑音圈的速度。这也在下文中的另外细节中阐释。
在下文中，呈现使用两个感应传感器的配置的本发明的实施例，其中感应传感器紧密地缠绕感应传感器线圈。然而应了解，本发明涉及任何类型的感应传感器和感应传感器配置的使用，被布置成提供感应传感器信号适合于确定音圈位置的感应传感器信号比率。
此外应注意，感应传感器信号不必限制在较窄意义上解释，即仅作为两个数字之间的比率，因为所述比率还可以包含来自除两个感应传感器外的其它源的贡献，或者感应传感器信号比率并不精确地是两个值的比率，但可以是两个感应传感器信号值的近似比率。
根据本发明的优选实施例，每一单独感应传感器被布置成，使得其感应传感器方向为当音圈横穿磁间隙时对磁间隙中的磁场敏感。单独感应传感器此外可以被布置成，对施加于感应传感器机械地耦合到的音圈的驱动信号不敏感。因此，感应传感器的感应传感器方向可以正交，即垂直于音圈的行进轴线，且感应传感器可以定位于音圈的外表面上。通过感应传感器相对于音圈的行进轴线的正交对准，实现了感应传感器受音圈的驱动信号的影响最小。
感应传感器可以是紧密缠绕的线圈且感应传感器信号可以是电压。经受改变的磁场的N个缠绕的紧密缠绕线圈的电动势
Figure GDA0003608155780000043
，可以由法拉第感应定律描述
Figure GDA0003608155780000041
其中Φ是磁场的磁通量且t是时间。在此上下文中，磁通量可以认为是以线圈的缠绕为边界，通过表面的磁场通量密度的法线分量的表面积分。在此上下文中，感应线圈的灵敏度方向可以理解为，感应线圈对磁通量的改变最敏感的方向。
可以使用微积分的链式法则重写式1，获得
Figure GDA0003608155780000042
其中h是沿着行进轴线的方向的空间坐标，且vh是沿着此轴线的感应传感器的速度。
由于感应传感器机械地耦合到音圈，且因此与音圈的往复运动同步地往复运动，因此其在任何给定时间沿着行进轴线的速度全都是相同的vh。因此，两个感应传感器线圈的两个电动势，例如第一感应传感器和第二感应传感器如果两者都包括相似数目的N个缠绕，那么两个电动势的比率可以写成
Figure GDA0003608155780000051
其中下标A指代其中一个感应传感器线圈与其相关的变量，且下标B指代与另一感应传感器线圈相关的变量。
式3的右侧的表达式取决于音圈速度，即两个电动势的比率仅取决于沿着两个感应传感器的行进轴线的磁通量改变的比率。两个感应传感器线圈优选地沿着行进轴线移位。当音圈沿着行进轴线平移时，式3的右侧可以提供与两个感应传感器附近的磁场的性质直接相关的值。此值对于音圈的全部不同位置hvc可以是唯一的，因为实际上磁通量密度在沿着行进轴线的各位置是不同的。两个电动势的比率，即电压比率的测量根据式3可以与音圈位置直接相关，且因此可以理解为音圈位置的表示。
式3的比率可以在独立校准程序中测得，且关联到音圈位置，以提供比率到位置的传递函数。即，对于音圈的非零速度，式3可以写成
Figure GDA0003608155780000052
或
Figure GDA0003608155780000053
其中f1是比率到位置的传递函数，且f1 -1是可作为f1的倒数的位置到比率传递函数，且f1和/或f1 -1可以在独立校准程序中测得。
在本发明的其它实施例中，感应传感器可以被布置成，使得与感应传感器相对于音圈的行进轴线的正交对准相比，感应传感器信号受驱动信号影响更多。例如这可能是当呈感应传感器线圈形式的感应传感器缠绕在音圈内或周围、行进轴线周围时的情况。在此情况下，当感应传感器线圈横穿磁间隙时，感应传感器信号可能对驱动信号以及磁间隙中的磁场敏感。
本发明的实施例可以在如下方面理解，其中感应传感器线圈缠绕在音圈周围：在磁场B中以速度vq移动的电荷q上的洛仑兹力F为
F＝qvqB, (式6)
其中洛仑兹力的与电场有关的条件已省略，且已假设洛仑兹力、速度和磁场彼此垂直。可以使用向量积所谓的右手法则来确定F的方向。
感应线圈，即感应传感器线圈，其线环中的电子上的洛仑兹力与电动势相关，该电动势是由于移动而在导线中产生的。大体上，电动势可以被定义为每充电完成的功W，且功可以大体上被计算为力与位移的乘积。因此，由于圆周线环Lc中的电子上的洛仑兹力带来的电动势，可以通过在电荷围绕环路行进一次的情况下完成功定义
Figure GDA0003608155780000061
其中插入式6的洛仑兹力的定义，且假设B的量值在线环周围恒定。因此，如果缠绕音圈的N个线环的紧密缠绕线圈并且横穿磁间隙区，那么由于在磁场中的移动带来的跨越线圈的电动势是
ε＝NvhBLc, (式8)
其中式6-7的vq已被vh代替，vh即音圈和感应线圈的速度，因为在音圈横穿磁间隙区时，电荷随着音圈一起移动。应注意Lc是一个线环的长度。
式8描述由于磁间隙的磁场带来的电动势。然而，施加于音圈的驱动信号可以引发音圈的磁场，这可以对缠绕于音圈周围的感应线圈中的电动势提供额外贡献。从施加于音圈的驱动信号对感应线圈中的电动势的贡献可以是由于音圈感应而生的磁场，且所述贡献可以通过法拉第感应定律式1描述。对于缠绕于音圈周围的感应线圈，相关磁通量是由音圈感应的在音圈内的磁通量。此感应而生的磁通量可以与施加于音圈的驱动信号的电流成比例。此外，此电流可以与音圈行程(即音圈位移，相对于音圈的静置位置)成比例，所述静置位置可以是当无驱动信号施加时的音圈位置。磁通量可以与位置成比例，且因此式1可以重写为
Figure GDA0003608155780000071
其中C是比例常数，其可以取决于音圈几何形状和音圈上的恢复力。
来自缠绕于音圈周围的两个相似感应线圈的电动势的比率随后可以写成
Figure GDA0003608155780000072
其中下标A指代其中一个感应传感器线圈与其相关的变量，且下标B指代与另一感应传感器线圈相关的变量。
式10具有与式3相同的有用性质：式10的右侧是独立的音圈速度，且两个电动势的比率因此仅取决于局部磁场的两个函数的比率。再次，在扬声器的限制内，此数值对于音圈的全部不同位置可以是唯一的。两个电动势的比率，即电压比率的测量值根据式10针对非零速度可以理解为，音圈位置hvc的表示。另外，电压比率可以通过传递函数而与音圈位置hvc直接相关
Figure GDA0003608155780000073
或
Figure GDA0003608155780000074
其中f2是比率到位置的传递函数，且f2 -1是可为f2的倒数的位置到比率传递函数，且f2和/或f2 -1可以在独立校准程序中测得。
总之，当通过施加驱动信号驱动音圈时，感应传感器信号的实时测量值，具体来说电动势或电压可以用于确定感应传感器信号比率
Figure GDA0003608155780000075
其与比率到位置的传递函数组合可以提供确定被驱动的音圈的实时位置。感应传感器的方向可以是，例如正交于平移方向且对磁间隙中的磁场敏感，如式4-5描述。可替代地，感应传感器可以缠绕于音圈周围，如式11-12描述。在这两个类型的实施例中，信号比率可以通过比率到位置的传递函数转换成位置。然而，根据本发明还可使用可以提供感应传感器信号的任何感应传感器，其中可以将比率到位置的传递函数应用于感应传感器信号的比率。
上方导出的方程式是使用一些预估值导出的，但本发明的实施例不局限于其中这些预估有效的实施例。举例来说，磁间隙中的磁场不局限于局部垂直于感应线圈的导线片段的平移方向，如导出式7的假设。以上实例主要涉及作为感应线圈的感应传感器，但本发明的实施例可以包括任何类型的感应传感器。
根据本发明的具有两个感应传感器的实施例，所述两个感应传感器的感应传感器信号可以供应到处理单元，例如类信号处理器，像是数字信号处理器。此处理单元可以提供感应传感器信号的比率，从其中可以通过使用比率到位置的传递函数获得音圈位置的表示。
根据本发明的实施例，可以基于感应传感器信号而确定感应传感器信号量值。感应传感器信号量值可以基于感应传感器信号的量值。其可以例如是感应传感器信号的平均值或平方平均数(均方根)。为了获得根据本发明的音圈位置的表示，可能有利的是利用感应传感器信号量值。举例来说，当音圈速度vh低时，式3和/或式10的电压比率可能变为不精确或不准确的，用感应传感器信号量值来确定音圈位置则可以校正此类不精确性或不准确性。
本申请用于确定音圈位置的方法与音圈位置检测的现有方法相比具有许多优点。
所述方法利用作为构建到大多数音圈系统中的中心组件的磁路的磁场，且所述方法最低限度地使用额外组件的安装。通过使用感应传感器信号的比率，与依赖于分析单个感应传感器信号的系统相比，本申请可直接提供不依赖速度的测量。
实施所述方法所需的组件，例如感应传感器，容易在标准音圈系统中实施。举例来说，感应传感器线圈可以直接印刷到柔性印刷电路板上，其可以缠绕在音圈周围。因此，与依赖镭射器或镜头的其它类型位置检测器的音圈系统相比，根据本发明的实施例的制造方式也可以是稳健且便宜的。
根据本发明的方法不限于音圈的特定行程范围内的功能，且因此原则上可以用于确定任何音圈位置。为了针对给定音圈系统实施方法，可以选择感应传感器的数目以使得可以针对音圈的任何行程实现确定音圈位置的所需精度。
由于所述方法简单，因此仅需要简单信号分析来获得音圈位置的表示。这具体来说本发明的实施例的情况是，其中的方法利用来自两个感应传感器的一个感应信号比率。此处，感应传感器信号比率可以是音圈位置的表示，且因此唯一所需的信号处理可以是确定两个电压的比率。
存在对于其可能有利的是，可获取音圈位置的实时测量的若干类型的音圈系统。
一般说来，对足够大的行程偏移，任何音圈都可能具有非线性响应。音圈的非线性响应可以理解为，作用于音圈的恢复力与音圈行程之间的非线性关系，且通常可以是取决于位置的。此非线性响应可能导致扬声器的声音失真。然而，由于本发明的实施例可以测量实时位置，因此有可能在利用根据本发明的方法的扬声器中实施失真校正算法。此算法可以校正任何取决于位置的失真。
确定音圈位置的能力也可以用作诊断或分析工具，以评估音圈系统的性能。这可以有用于研发环境，其中测量音圈位置在新扬声器技术的开发中可能是必要的。它也可以适用于扬声器产品的配置。举例来说，可以随时间测量音圈位置以监视扬声器的性能是否降级。如果此情况发生，那么音圈驱动系统可以，例如自动补偿降级的性能或向扬声器的用户通知需要修理或更换。
一些专用类型的音圈甚至可以依赖于确定音圈位置来正确地起作用。举例来说，一些类型的音圈是分段音圈，其中将音圈分段成可以独立地驱动的若干音圈区段。随后优选地，可以仅对在生成电动势方面有贡献的音圈区段供电，且这可以导致减少扬声器的功率消耗。此处，对于音圈系统而言，至关重要的是执行相关单独音圈区段的独立驱动，这关键取决于获得音圈位置的实时测量。事实上，此类分段音圈系统需要音圈的每个位置，以确定每一音圈区段的相对马达强度，来确认用于每一区段的适当驱动信号。使用通过机械地对准或叠加到驱动线圈上的感应传感器的位置测量的概述方法，提供音圈换能器的一个或多个区段中的相对场强度的测量，所述音圈换能器例如是扬声器中的分段音圈换能器。
根据本发明的实施例，所述感应传感器包括感应传感器线圈。
感应传感器可以是感应传感器线圈，且每一感应传感器线圈被布置成检测磁场或磁场改变的表示。感应传感器线圈是有利的，因为它们促进了检测磁场改变的稳健且便宜的方法。
根据本发明的实施例，感应传感器线圈可以印刷在印刷电路板上，例如可以缠绕在音圈周围的柔性印刷电路板。这有助于感应传感器线圈在音圈系统中的便捷集成。感应传感器线圈可以包括例如铜的金属。
根据本发明的实施例，所述感应传感器线圈包括相等数目的环绕圈数。
当使用感应传感器线圈确定音圈的位置时，可能有利的是在每一感应传感器线圈中使用相同数目的绕组匝，因为这简化了确立音圈位置的方法。举例来说，如果在分段音圈换能器中具有不等长度的音圈区段，那么你可以使用相似不等比率的感应传感器线圈。当环路绕组的数目相同时，可以独立用于感应传感器线圈的环路绕组的数目来确定音圈的位置。
然而，在本发明的其它实施例中，可能存在其中使用具有不同大小、形状或绕组的感应传感器线圈来补偿换能器马达的特定实体构造，以便提供测量的最佳信噪比的情形。
根据本发明的实施例，所述感应传感器信号是分别从所述感应传感器输出的电压信号。
当使用感应传感器线圈作为感应传感器时，感应传感器信号可以是通过测量对应感应传感器线圈的电压而获得。随后可以处理此电压以提供感应传感器信号比率。使用来自感应传感器的电压用于处理，可确保简单处理的方案，这对于本发明的许多应用可以是有利的。在本发明的一些实施例中，通过单独感应传感器线圈测得的电压可以在处理之前经过缓冲。缓冲信号可以理解为，在信号路径中实施的一种电子电路，从而可以区别所述电子电路的输入与所述电子电路的输出。
根据本发明的实施例，所述感应传感器包括第三感应传感器，且所述感应传感器信号包括基于来自所述第三感应传感器的输出的第三感应传感器信号。
根据本发明的一些实施例，可以利用一对感应传感器来确定扬声器的音圈的位置。音圈位置确定的精度或准确性根据本发明的实施例可以通过利用多于两个感应传感器来改进，例如三个、四个或五个感应传感器，即能够提供多于两个感应传感器信号，例如三个感应传感器信号可有更好的改进。优选地，感应传感器机械地耦合到音圈，例如刚性地耦合到音圈，且沿着行进轴线位于音圈上的不同位置。
根据本发明的实施例，所述至少一个感应传感器信号比率包括基于所述第二感应传感器信号和所述第三感应传感器信号的第二感应传感器信号比率。
所述方法可以包括判定两个感应传感器信号的比率，且这些可以用作确定音圈位置的表示的基础。本发明的实施例使用两个或更多个感应传感器信号比率，因此本发明还可以包含使用至少两个比率到位置的传递函数。
即使有可能基于三个感应传感器信号确定三个唯一感应传感器信号比率，不包含倒数比率，对于一些应用也可能在处理期间仅确定两个感应传感器信号比率。这可以比基于信号感应传感器信号比率的表示，提供更准确和/或精确的音圈位置的表示，同时不需要与确定三个感应传感器信号比率相同的处理量。
在具有多于两个感应传感器，例如三个感应传感器的实施例中，可以确定多于一个感应传感器比率，例如由数字信号处理器的处理单元确定。举例来说，对于具有来自第一感应传感器的第一感应传感器信号、来自第二感应传感器的第二感应传感器信号和来自第三感应传感器的第三感应传感器信号的方法，第一感应传感器比率可以基于第一感应传感器信号和第二感应传感器信号而确定，第二感应传感器信号比率可以基于第二感应传感器信号和第三感应传感器信号而确定，且第三感应传感器信号比率可以基于第一感应传感器信号和第三感应传感器信号而确定。这三个感应传感器比率中的每一个可以具有不同的比率传递函数，且随后可以计算位置的三个表示。
音圈位置的表示也可被称作未加权音圈位置或音圈位置的未加权表示。优选地，随后可以基于未加权音圈位置而确定加权音圈位置。这可以通过计算未加权音圈位置的加权平均来完成。加权平均的权重可以优选地取决于音圈位置，使得对于一些音圈位置，例如基于第一感应传感器信号比率的位置具有最大权重，而对于某一其它音圈位置，例如第二感应传感器信号比率具有最大权重。在一些实施例中，未加权音圈位置的加权平均可以涉及选择音圈位置中的一个。
对于任意数目ns个感应传感器，不同感应传感器信号比率的数目可以是nr＝ns(ns-1)/2，不包含倒数比率。在具有ns个感应传感器的实施例中，通常可以在处理单元中计算至多nr个感应传感器比率，且可以将比率到位置的传递函数应用于感应传感器比率中的每一个，以提供未加权音圈位置。随后可以通过计算未加权音圈位置的加权平均来获得加权音圈位置。
本发明不限于例如感应传感器、感应传感器信号、感应传感器信号比率的任何特定命名方案或指定。一个感应传感器因此可以例如称为第一感应传感器，但在其它实施例中可以称为顶部感应传感器或感应传感器A。
根据本发明的实施例，所述至少一个感应传感器信号比率包括基于所述第一感应传感器信号和所述第三感应传感器信号的第三感应传感器信号比率。
所述方法可以包括确定三个感应传感器信号比率，且这些可以用作确定音圈位置的表示的基础。在其中使用三个感应传感器信号比率的此类情形中，所述方法还可以包含使用一个或多个比率到位置的传递函数。与仅处理一个或两个感应传感器信号比率相比，处理三个感应传感器信号比率可以提供音圈位置的较准确或精确表示。
根据本发明的实施例，所述音圈位置的所述表示是所述至少一个感应传感器信号比率。
所述至少一个感应传感器信号比率可以直接用作音圈位置的表示。当仅利用两个感应传感器且仅确定一个感应传感器信号比率时，这是特别相关的。在本发明的此实施例中，对音圈系统的任何控制依赖于音圈位置，因此可以基于感应传感器信号比率来实行。举例来说，如果感应传感器信号比率超越感应传感器信号比率阈值，那么可以将音频失真补偿施加于音圈。这可以是有利的，因为不需要比率到位置的传递函数。
根据本发明的实施例，所述确定所述音圈位置的表示，包括将比率到位置的传递函数应用于所述至少一个感应传感器信号比率，以获得所述音圈位置的至少一个表示。
比率到位置的传递函数应理解为，使感应传感器信号比率关联或映射到音圈位置的表示的函数或映射。比率到位置的传递函数可以是感应传感器信号比率的任何值，能够提供音圈位置的对应值的函数。可能有利的是，将至少一个感应传感器信号比率转换为音圈位置，且这可通过应用比率到位置的传递函数来执行。不同的感应传感器信号比率可以具有不同的比率到位置的传递函数，例如，第一感应传感器信号比率可以具有第一比率到位置的传递函数，而第二感应传感器信号比率可以具有第二比率到位置的传递函数。通过使用比率到位置的传递函数确定音圈位置，有可能获得音圈位置的清晰测量。
根据本发明的实施例，所述应用所述比率到位置的传递函数包括将所述至少一个感应传感器信号比率与至少一个对应比率到位置查找表进行比对。
比率到位置查找表可以用于确定音圈位置，且可以包括感应传感器信号比率的列表和对应音圈位置的列表，使得感应传感器信号比率的列表中的每一感应传感器信号比率可以具有音圈位置的列表中的对应音圈位置。这些列表可以在音圈的校准程序中生成，其中除了根据本发明的方法外，可以采用其它用于测量音圈位置的手段或方法。感应信号传感器比率的列表可以包括具有对应音圈位置的感应传感器信号比率的范围。以此方式，基于感应传感器信号确定的每个感应传感器信号比率可以处于具有对应音圈位置的列表的范围内。
根据本发明的方法中使用的任何处理可以优选地由处理单元执行，所述处理单元可以与存储器相关联，例如通信地连接到存储器，所述存储器中存储比率到位置查找表。比率到位置查找表有助于提供一种简单且不复杂的方法，将给定感应传感器信号比率转换为特定音圈位置。
根据本发明的实施例，所述比率到位置的传递函数的应用包括将所述至少一个感应传感器信号比率与至少一个对应比率到位置的曲线进行比对。
比率到位置的曲线可以理解为在校准程序期间，例如在拟合程序(fittingprocedure)中，获得的数学表达式的表示。在音圈系统的校准程序中，可以采用除了根据本发明的方法外的其它用于测量音圈位置的手段或方法。感应传感器信号比率可以例如通过使用比率到位置的曲线的数学表达式而转换为音圈位置的表示。
根据本发明的方法中使用的任何处理可以优选地由处理单元执行，所述处理单元可以与存储器相关联，例如通信地连接到存储器，所述存储器中存储比率到位置的曲线。比率到位置的曲线有助于提供一种简单且不复杂的方法，将给定感应传感器信号比率转换为特定音圈位置。
根据本发明的实施例，处理感应传感器信号包括基于所述感应传感器信号确定感应传感器信号量值。
可以基于感应传感器信号而确定感应传感器信号量值。感应传感器信号量值可以基于感应传感器信号的量值，其可以例如是平方的总和、平方的平均值(均方根)或平均。确定感应传感器信号量值以确定音圈位置的表示可以是有用的，因为当音圈速度较低时，式3和/或式10的电压比率可能变为不精确或不准确的。在本发明的各种实施例中，可以确定多个感应传感器信号量值。
根据本发明的实施例，所述确定音圈位置的所述表示是基于所述感应传感器信号量值。
感应传感器信号量值也可以理解为传感器信号强度。在将驱动信号施加于音圈时，当音圈的速度较大，感应传感器信号量值可以是大的，且当音圈的速度较小，感应传感器信号量值可以是小的。然而，当音圈的速度小时，同样基于感应传感器信号量值确定的音圈位置或加权音圈位置，可以比不是基于感应传感器信号量值的音圈位置或加权音圈位置更准确。
根据本发明的实施例，基于加权音圈位置和感应传感器信号量值确定音圈位置。这可以例如通过引入量值阈值而完成。感应传感器信号量值可以是测量例如表示音圈的速度。当感应传感器信号的量值或强度大于量值阈值时，音圈位置是加权音圈位置。然而，当感应传感器信号的量值小于阈值时，曾在感应传感器信号的量值大于阈值时确定的加权音圈位置可以用作音圈位置。因此，当音圈速度小时，可以不更新音圈位置。举例来说，当音圈速度小时，例如当感应传感器信号量值低于量值阈值时，可以不更新音圈位置。当速度近似为零时大多数换能器将处于静置位置，且因此，此低速度条件可潜在地用以确定或设定音圈的静置位置。这可以例如在数字信号处理器中的算法中实施。
根据本发明的实施例，所述确定音圈位置的所述表示是基于来自先前确定的音圈位置的表示的反馈。
根据本发明的方法涉及确定音圈位置的表示。此方法可以依赖于先前确定的音圈位置的表示。先前确定的音圈位置的表示可以理解为先前已确定的音圈位置的表示。
在一些实施例中，加权平均中使用的权重可以依赖于例如先前确定的音圈位置的表示。在一些实施例中，例如如果感应传感器信号量值低于量值阈值，那么确定的音圈位置的表示可以是先前确定的音圈位置的表示。利用先前确定的音圈位置的表示可以允许用于确定音圈位置的表示的更好的计算或算法。
根据本发明的实施例，所述至少一个感应传感器信号比率是至少一个未加权感应传感器信号比率，且所述处理感应传感器信号还包括基于所述至少一个未加权感应传感器信号比率确定加权感应传感器信号比率。
所述方法可以涉及确定多个感应传感器信号比率。为了提供音圈位置的单个表示，可以基于多个感应传感器信号比率计算加权平均，以确定加权感应传感器信号比率。在此上下文中，这些多个感应传感器信号比率因此可以称为未加权感应传感器信号比率。用以计算加权平均的权重可以取决于音圈位置的表示。作为实例，对于一些音圈位置，第一感应传感器信号比率可以具有比其它音圈位置更大的权重，而对于一些其它音圈位置，第二感应传感器信号比率可以具有较大权重。未加权感应传感器信号比率的加权平均可以指代选择感应传感器信号比率中的一个。加权感应传感器信号比率可以视为音圈位置的表示。
确定加权感应传感器信号比率可以是有利的，因为与使用单个未加权感应传感器信号相比，可以获得确定音圈位置时的较大精度。确定加权感应传感器信号比率且使用其作为音圈位置的表示的又一优点在于，可避免使用比率到位置的传递函数。
根据本发明的实施例，音圈位置的所述至少一个表示是至少一个未加权音圈位置，且其中所述方法还包括基于所述至少一个未加权音圈位置的加权平均确定加权音圈位置的步骤。
根据本发明的一些实施例，基于多个感应传感器信号比率而确定音圈位置的多个表示。为了提供音圈位置的单个表示，可以基于多个音圈位置计算加权平均以确定加权音圈位置。在此上下文中，这些多个音圈位置因此可以称为未加权音圈位置。用以计算加权平均的权重可以取决于音圈位置的表示，例如对于一些音圈位置，第一未加权音圈位置可以具有较大权重，而对于一些其它音圈位置，第二未加权音圈位置可以具有较大权重。
加权音圈位置可以被视为是音圈位置的最终确定位置，可以被用在不同的方法应用中。在本发明的又一实施例中，音圈位置的最终确定可以另外基于感应传感器信号量值。
根据本发明的实施例，所述处理的步骤是由例如数字信号处理器的处理单元执行的，用以处理所述测得的感应传感器信号并确定所述音圈位置的表示。
处理感应传感器信号和/或确定音圈位置的表示可由处理单元执行。处理单元的特征在于能够执行根据本发明所需的任何处理。其可以例如是模拟电路或信号处理器，优选地是数字信号处理器。在本发明的优选实施例中，处理单元是数字信号处理器。
根据本发明的实施例，所述测量感应传感器信号包括单独地缓冲感应传感器信号。
来自感应传感器的感应传感器信号可以进一步在处理之前被传递到缓冲单元。缓冲单元可以理解为包括输入端子和输出端子的电子电路，其中输入端子以电子方式与输出端子隔离。以此方式，被传递到缓冲单元以用于进一步在处理之前缓冲的特征在于，例如低信号强度或量值的感应传感器信号可以不受例如模/数转换器(ADC)等其它电子组件的影响。缓冲单元可以缓冲信号且可以例如是单位增益缓冲器、电压缓冲器或数字缓冲器。此外，缓冲单元可以放大或衰减感应传感器信号，以将其信号范围匹配于下一处理步骤，例如，可以放大感应传感器电压信号，以匹配模/数转换器的动态范围。
因此缓冲感应传感器信号是有利的，因为其可以减少任何信号处理对感应传感器信号可能施加的影响。这确保即使具有较低强度或量值的感应传感器信号也可用于处理。举例来说，在确定位置之前可以对经缓冲的数据进行滤波或另外预处理，以减少噪声和改进准确性。
根据本发明的实施例，所述方法包括额外应用步骤，其基于所述确定的所述音圈位置的表示来补偿音频失真。
在本发明的一个实施例中，所述方法包括基于所述加权音圈位置应用音频失真补偿的额外步骤。
音圈可以具有针对音圈的大行程(即位移)的非线性响应。此非线性响应可能导致扬声器发射的声音失真。然而，由于本发明的实施例可以有实时位置的测量，因此有可以实施失真补偿，例如音频失真校正算法。此算法可以校正任何取决于位置的失真。作为实例，可以将取决于音圈位置的增益应用于音圈的驱动信号，这可以校正失真。
根据本发明的实施例，所述音圈包括多个音圈区段。
音圈可以被分段成多个音圈区段，所述多个音圈区段可以由对应的多个独立驱动信号独立地驱动。这可允许仅将驱动信号提供到在生成电动势方面有贡献的音圈区段。此音圈与不分段的音圈相比可以具有减少的功率消耗。建立音圈位置的实时表示对于成功地使用分段音圈是必要的，并且因此根据本发明的实施例，在使用分段音圈时，确定音圈位置的表示是有利的。
根据本发明的实施例，所述方法包括的额外步骤：基于所述确定的音圈位置的表示选择性地将所述多个音圈区段单独地耦合到所述驱动信号。
根据本发明的实施例，音圈包括多个音圈区段，且可以基于确定的音圈位置的表示将驱动信号选择性地耦合到单独音圈区段。举例来说，当确定的音圈位置位于音圈位置的第一范围内时，可以耦合第一音圈区段，当确定的音圈位置位于音圈位置的第二范围内时，可以耦合第二音圈区段，且当确定的音圈位置位于音圈位置的第三范围内时，可以耦合第三音圈区段。音圈位置的不同范围可以重叠或可以不重叠。如果它们重叠，那么可以同时耦合多于一个音圈区段。本发明的实施例不局限于特定数目的音圈区段。当音圈区段未耦合时，其可能不接收信号，或其可能接收具有减少的电流的驱动信号。
根据本发明的实施例，所述多个音圈区段包括分别与所述第一感应传感器和所述第二感应传感器相关联的第一音圈区段和第二音圈区段；其中所述方法包括步骤：基于所述感应传感器信号确定所述多个音圈区段的相对电动势贡献。
根据本发明的实施例，所述确定相对电动势贡献包括确定基于所述第一感应传感器信号的第一区段电动势贡献和基于所述第二感应传感器信号的第二区段电动势贡献。
在示例性实施例中，将音圈分段成第一和第二音圈区段，且相应感应传感器沿着行进轴线与音圈区段中的每一个在位置上对准。这些感应传感器线圈可以随后用以确定分段音圈的每一单独音圈区段的相对耦合或相对电动势贡献。通过感应传感器的恰当对准，可基于来自感应传感器信号中的每一个的感应传感器信号的比率确定由每一音圈区段直接产生的力的比率。因此，通过感应传感器信号的比率可确定音圈区段的相对力的准确测量。
在本发明的其它实施例中，将音圈分段成三个、四个、五个或多于五个音圈区段，其中相应感应传感器沿着行进轴线与音圈区段中的每一个在位置上对准。在此类实施例中，可基于来自感应传感器信号中的每一个的感应传感器信号的比率确定由每一音圈区段直接产生的力的比率，且通过感应传感器信号的比率可确定音圈区段的相对力的准确测量。
应注意，原则上，确定相对电动势贡献和/或第一区段电动势贡献直接与确定音圈位置相当。如果音圈位置是已知的，那么有可能导出电动势贡献，且如果电动势贡献是已知的，那么有可能导出音圈位置。因此，在本发明的一些实施例中，不直接确定音圈位置，而是确定等效参数，例如电动势贡献。
本发明的一方面涉及一种音圈系统，其包括：
磁路,其具有磁间隙和悬置于所述磁间隙中的音圈，其中所述音圈包括多个音圈区段，且所述多个音圈区段的每一个选择性地耦合到驱动信号；
多个感应传感器，其机械地耦合到所述音圈，所述多个感应传感器包括第一感应传感器和第二感应传感器；以及
处理单元，其被布置成：
接收感应传感器信号，所述感应传感器信号包括基于来自所述第一感应传感器的输出的第一感应传感器信号，且所述感应传感器信号包括基于来自所述第二感应传感器的输出的第二感应传感器信号，
基于所述感应传感器信号确定至少一个感应传感器信号比率，所述至少一个感应传感器信号比率包括基于所述第一感应传感器信号和所述第二感应传感器信号的第一感应传感器信号比率；以及
基于所述至少一个感应传感器信号比率确定音圈位置的表示。
音圈系统应理解为包含音圈的系统，所述音圈可以被包含在扬声器中，该扬声器包括隔膜的，所述扬声器隔膜由音圈的往复运动致动以产生声学声音。当驱动信号施加于音圈时，由于其中音圈可以往复运动的磁间隙中的磁场，可以生成电动势。音圈可以主要沿着行进轴线往复运动。
根据本发明的音圈系统还可以包括能够提供感应传感器信号的感应传感器，可以处理所述感应传感器信号以确定感应传感器信号比率，基于所述比率可以确定音圈位置的表示。
根据本发明的实施例，所述多个感应传感器还包括第三感应传感器，且其中所述感应传感器信号包括基于来自所述第三感应传感器的输出的第三感应传感器信号。
根据本发明的实施例，所述多个感应传感器包括感应传感器线圈。
音圈系统的感应传感器可以是机械地耦合，例如刚性地耦合到音圈的感应传感器线圈。
根据本发明的实施例，所述感应传感器线圈包括相等数目的环绕圈数。
当使用感应传感器线圈确定音圈的位置时，可能有利的是在每一感应传感器线圈中使用相同数目个环绕圈数，因为这简化了确立音圈位置的方法。当环路绕组的数目相同时，可以独立的根据感应传感器线圈的环路绕组的数目，而确定音圈的位置。
根据本发明的实施例，所述感应传感器传感器是缠绕于所述音圈和所述行进轴线周围的感应传感器线圈。
根据本发明的实施例，所述处理单元是数字信号处理器。
处理单元可以是数字信号处理器，例如微处理器、微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)等。处理单元可以是用于本申请案目的的专用处理器，或是可以通用处理器执行音频信号的信号处理的额外任务。
在本发明的替代实施例中，处理单元是包括一个或多个模拟电路的模拟处理单元。
根据本发明的实施例，所述音圈系统包括一个或多个缓冲单元，被布置成基于所述多个感应传感器的输出可以提供所述感应传感器信号。
在一些优选实施例中，来自感应传感器的信号可以在被传递到处理单元之前被传递到缓冲单元。缓冲单元可以缓冲信号且可以例如是单位增益缓冲器、电压缓冲器或数字缓冲器。
根据本发明的实施例，所述感应传感器包括感应传感器方向，使得所述感应传感器的每一单独感应传感器包括单独感应传感器方向。
感应传感器可以具有感应传感器方向，在所述方向上其对磁场或磁场的改变最敏感。感应传感器方向也可被称作感应传感器的感应传感器轴线。
根据本发明的实施例，所述感应传感器被布置成，使得所述感应传感器方向近似正交于所述行进轴线。
感应传感器中的每一个可以被布置在音圈上，使得感应传感器中的每一个的感应传感器方向正交于行进轴线。正交也可以理解为垂直。优选地，每一感应传感器可以被布置成使得每一感应传感器轴线与音圈相交，优选地使得每一感应传感器轴线基本上靠近行进轴线。感应传感器的这种布置可以例如根据式5确定音圈位置。
感应传感器的此布置可以是有利的，因为感应传感器这样会对磁间隙的磁场最敏感。一些感应传感器可以具有多个灵敏度方向。在这些情况下，可以优选的是灵敏度方向中的至少一个被布置成正交于行进轴线并且优选地使得每一感应传感器轴线与音圈相交。
根据本发明的实施例，所述感应传感器被布置成，使得每一所述单独感应传感器方向近似平行于行进轴线的方向。
在本发明的一些优选实施例中，感应传感器可被布置成，近似或基本上平行于行进轴线的方向。作为实例，呈感应传感器线圈形式的感应传感器可以缠绕于音圈和行进轴线周围。替代地，感应传感器线圈可以围绕行进轴线缠绕于音圈内。感应传感器的这种布置可以例如根据式12确定音圈位置。
根据本发明的实施例，所述感应传感器传感器是缠绕于所述音圈和所述行进轴线周围的感应传感器线圈。
感应传感器线圈的这种布置可以例如有用于根据式12确定音圈位置。
根据本发明的实施例，所述感应传感器的每一单独感应传感器被布置成，当驱动信号施加于所述音圈时寄存信号。
在本发明的一些实施例中，每一单独感应传感器可被布置成，当驱动信号施加于音圈时寄存信号，并且优选地，每一单独感应传感器可以另外当其横穿磁间隙区时寄存信号。例如感应传感器是缠绕于音圈周围的感应传感器线圈。
感应传感器的这种布置可以根据例如式12确定音圈位置。
根据本发明的实施例，所述感应传感器位于例如柔性印刷电路板的印刷电路板上。
印刷电路板可以理解为可以机械地和电连接电组件的一种组件。电路板可以是柔性的，使得其适合于至少部分地达到，例如完全缠绕于音圈的圆周和其行进轴线周围。柔性电路板可以基于铜包层箔。印刷电路板或柔性印刷电路板是有利的，因为其可以容易地促进感应传感器线圈且适配到大多数音圈系统中。
根据本发明的实施例，所述印刷电路板形成管段，且所述音圈缠绕于所述印刷电路板和所述行进轴线周围。
印刷电路板或柔性印刷电路板可以形成允许其配合于大多数音圈系统中的缠绕音圈内的管的片段。
根据本发明的实施例，所述印刷电路板形成管段且所述音圈缠绕于所述印刷电路板内部和所述行进轴线周围。
印刷电路板或柔性印刷电路板可以形成允许其配合于大多数音圈系统中的缠绕音圈周围的管的片段。
根据本发明的实施例，音圈系统被布置成实行根据上述实施例中的任一个的用于确定音圈的音圈位置的方法。
本发明的一方面涉及一种扬声器，其包括：
隔膜；
接口，其被配置成接收音频信号；以及
根据本发明的实施例的音圈系统。
隔膜应理解为附接到音圈的薄膜，使得音圈在磁间隙内的往复运动转换为薄膜的往复运动，随后产生声学声音。
音频信号可以从例如音频源的外部单元提供，其被布置成输出电学音频信号且具有连接构件以将音频信号递送到扬声器。连接构件的实例是例如电线连接的有线连接和例如蓝牙连接(例如，蓝牙A2DP或蓝牙aptX)或Wi-Fi连接的无线连接。
接口应理解为音频信号的接收点。接口可被布置成接收无线发射的音频信号，或经由有线连接接收音频信号，例如经由插孔连接或微型插孔连接。
如本文中所描述的扬声器可以承接如上文相对于驱动音圈的方法所描述的全部优点和益处。因此，由于音圈驱动系统的分段音圈的高效表现，根据本发明的扬声器可以提供低功耗和减少扬声器内的过量发热等有益效果。
根据本发明的实施例，扬声器包括音频放大器。
在本发明的各种实施例中，扬声器包括音频放大器。提供到音圈的驱动信号通常可以是基于来自音频放大器的输出，所述输出是基于接收到的音频信号。
在一实施例中，放大器可以与信号处理器集成。在一实施例中，放大器是AB类放大器，但本发明不限于此实例。在各种实施例中，可以在放大器之前或之后应用额外信号滤波，例如低通滤波。
附图说明
将在下文中参考附图描述本发明的各种实施例，其中
图1示出根据本发明的实施例的音圈系统，
图2a-d示出具有不同感应传感器配置的本发明的各种实施例，
图3示出根据本发明实施例的接收音频信号的扬声器，
图4示出根据本发明的各种实施例的确定音圈位置的表示的方法的详细视图，
图5示出与本发明的方法相关的音圈生成电动势的能力，所述电动势可以与磁间隙的磁场相关联，以及
图6示出根据本发明的各种实施例的感应传感器信号比率的示例性表示。
具体实施方式
图1示出根据本发明的实施例的音圈系统50。音圈系统50包括由两个同心对准的磁路组件21形成的磁路21，所述磁路组件可以是永磁体或金属极。磁路被布置成使得在由两个磁路组件端接的磁路21内形成圆形磁间隙。圆形磁间隙是采取安置于不同宽度的两个轴向对准的圆柱体之间的体积形式的空间。也可被称作空气间隙的磁间隙，因此可以通过如图中所指示的磁间隙高度22和磁间隙宽度23进行描述。为了简要说明，仅在中心磁路组件21的左侧标示出磁间隙高度22和磁间隙宽度23，然而磁间隙是围绕此中心磁路组件21对称的，且相同尺寸因此适用于右侧。
音圈系统50还包括悬置于磁间隙22、23内的音圈20。音圈20包括盘绕在内部磁路片段周围的多个金属绕组以及行进轴线24，当驱动信号12施加于音圈时音圈20可以沿着所述行进轴线行进。
如本技术人员了解，若干可替代的音圈20和磁路21配置是扬声器和声换能器的技术领域中已知的，具有磁路21和磁间隙22、23的其它配置，包含永磁体、极片、前板和后板、壳体的各种配置，以及磁间隙22、23的各种配置，包含如上文所描述的圆形、线形、多边形、不规则、一个或几个磁间隙等。如由技术方案界定的本发明因而不限于附图中示出的磁路21和磁间隙22、23配置，而是可以由技术人员容易地应用于其它基于音圈的换能器。
音圈机械地(亦为音圈刚性地)耦合到第一感应传感器25a和第二感应传感器25b，第一感应传感器25a被布置成提供第一感应传感器信号13a，第二感应传感器25b被布置成提供第二感应传感器信号13b。感应传感器25a-b耦合到音圈20，确保音圈20的移动与感应传感器25a-b的移动是同步的。基于感应传感器信号13a-b，确定第一感应传感器信号比率31a，且基于此，确定音圈位置36的表示(representation)。
当音圈20往复运动时，感应传感器25a-b可以相对于磁间隙22、23的磁场移动，且感应传感器信号25a、25b的比率因此可以取决于音圈位置。音圈20的每一位置因此可以是与第一感应传感器信号比率31a的唯一值(unique value)相关联。通过校准音圈系统50并针对磁间隙中的音圈50的每一位置确定第一感应传感器信号比率31a，音圈位置的表示可因此被确立，通过感应传感器信号25a-b的测量和第一感应传感器信号比率31a的判定来确立音圈位置的表示。
在本发明的此实施例中，第一感应传感器信号比率31a可以直接被视为音圈位置6的表示，而在本发明的其它实施例中，可以将比率到位置(ratio-to-position)的传递函数应用于第一感应传感器信号比率31a，以提供音圈位置36的表示。
此实施例的音圈20包括单个导线线圈，然而在本发明的其它实施例中，音圈可以是分段的音圈(segmented voice coil)，包括可以由单独驱动信号供电的音圈片段。此音圈可以提供对施加于音圈的电力的较大利用率。
图2a-d示出具有不同感应传感器配置的本发明的各种实施例。图2a和2b根据实施例的感应传感器的配置，显示不同的剖视图。如图2a中所见，音圈系统50包括三个感应传感器25：第一感应传感器25a、第二感应传感器25b和第三感应传感器25c。感应传感器25a-c被布置在音圈20上，且机械地耦合，即刚性地耦合到音圈20。如图中所见，感应传感器25a-c分布在音圈20上的各种位置。此实施例的感应传感器25a-c包括感应传感器线圈，然而在本发明的其它实施例中，感应传感器可以包括其它传感器类型。在图2a中由虚线C1-C1指示剖视平面，且在图2b中示出从此剖视平面的对应视图。
图2b从不同视角示出与图2a中相同的音圈系统50。如所见，磁路包括两个同轴地对准的磁路元件21，且音圈20被布置于所述两个磁路元件之间的磁间隙中。磁间隙具有磁间隙宽度23。如图中还可见第二感应传感器25b，且另两个感应传感器25a和25c(图2b未显示)位于图2a所示第二感应传感器25b的两侧，在图2b则为穿过图的方向。
图2a-b的实施例的感应传感器25a-c被布置在相对于行进轴线24的定向上，使得它们在磁间隙内对磁场最敏感的方向是垂直于行进轴线24。
图2c-2d中示出的实施例包括三个感应传感器线圈26a-c：第一感应传感器线圈26a、第二感应传感器线圈26b和第三感应传感器线圈26c。在图2c中由虚线C2-C2指示剖视平面，且在图2d中示出从此剖视平面的对应视图。
如所示出，这些感应传感器线圈26a-c缠绕在音圈20和行进轴线24周围。
图3示出根据本发明实施例的扬声器10，或扬声器10的至少一组件，用来接收音频信号11扬声器。音频信号11被提供给到扬声器的接口13。所述接口可被布置成经由无线连接或经由有线连接来接收音频信号11。从此处，可以将音频信号11传递到音频信号处理单元38，所述音频信号处理单元可以处理信号，例如通过滤波和/或放大来处理信号。然而，本发明的实施例不一定需要音频信号处理单元38。基于音频信号11，驱动信号12可以被提供到音圈20。驱动信号12可以是基于音频信号11处理的信号，或者其可以就是音频信号11自身。取决于驱动信号12的电流以及磁路21的磁间隙的磁场，音圈20可以沿着行进轴线24往复运动。当音圈20往复运动时，其推动到隔膜27上，所述隔膜推动空气且进而生成声学声压波，将音频信号11再造为可听的声音。
音圈机械地耦合到第一感应传感器25a和第二感应传感器25b，第一感应传感器25a提供第一感应传感器信号13a和第二感应传感器25b提供第二感应传感器信号13b。这些感应传感器信号13a、13b被提供到处理单元30，所述处理单元可以处理信号，以确定音圈位置36的表示(图中未图示)。
图4的详细视图显示出，根据本发明的实施例，确定音圈位置36的表示的方法。此处，音圈20机械地耦合到三个感应传感器，例如三个感应传感器线圈：第一感应传感器25a、第二感应传感器25b和第三感应传感器25c。第一感应传感器25a用以提供第一感应传感器信号13a，第二感应传感器25b用以提供第二感应传感器信号13b，且第三感应传感器25c用以提供第三感应传感器信号13c。通过每一个信号分别使用缓冲单元28，所述缓冲单元被布置成隔离输出与输出，即来自感应传感器25a-c的输入隔离于其输出。
感应传感器信号13a-c被提供给到处理单元30，例如给到数字信号处理器。在此实施例中，感应传感器信号13a-c各自被传递到处理单元30中所包含的模/数转换器29，或简称为AD转换器。在本发明的其它实施例中，模/数转换器29与处理单元分开，即模/数转换器29未被包含在处理单元中。模/数转换器29提供感应传感器信号13a-c的数字表示，且基于感应传感器信号的这些数字化表示，生成三个比率：基于第一感应传感器信号13a和第二感应传感器信号13b的第一感应传感器信号比率31a，基于第二感应传感器信号13b和第三感应传感器信号13c的第二感应传感器信号比率31b，以及基于第一感应传感器信号13a和第三感应传感器信号13c的第三感应传感器信号比率31c。
另外，基于感应传感器信号13a-c，可以确定感应传感器信号量值(magnitude)34，例如，作为感应传感器信号13a-c的量值总和。
将比率到位置的传递函数32a-c应用于每一个感应传感器信号比率31a-c，以生成未加权的音圈位置的表示39a-c。基于此，执行位置加权33以确定加权后的音圈位置的表示40。
基于加权后的音圈位置的表示40和感应传感器信号量值34，执行音圈位置确定35，以提供音圈位置的表示36。
应注意，位置加权33和音圈位置确定35可以取决于来自先前确定的反馈37，即来自先前确定音圈位置的表示36的反馈37。
还应注意，本发明不局限于图4中示出的信号处理的示例性图示。音圈系统或信号处理的技术领域的技术人员，可以在可能包含或并未包含如图4所示的处理元件的组合的许多各种实施例中利用本发明的方法。
图5示出与本发明的方法相关的音圈生成电动势的能力，所述电动势可以与磁间隙的磁场相关联。
电动势的量值可以取决于磁场内的电流承载导线的总长度和磁场的强度，电流运行通过磁场中的音圈而在音圈上生成该电动势。通过磁场内的导线的长度和磁场的量值的乘积可以描述音圈或音圈区段生成电动势的能力，且可称为BL。此参数可能随着音圈的行程而变化，因为电流承载导线可以离开或进入磁场区。
在图5中的曲线B0示出本发明的示例性实施例，针对某一范围的行程，显示其模拟BL。当行程是0时，即当音圈20处于其在磁间隙中间的自然静止位置时，BL值最大，且如果行程增加或减小远离0，则BL逐渐减小，即随着音圈移动离开磁间隙，其逐渐失去生成电动势的能力。
图6示出根据本发明的各种实施例的感应传感器信号比率的示例性代表图。基于图5中示出的模拟曲线B0通过模拟已经获得曲线，所述模拟是基于来自位于音圈上的三个感应传感器线圈的感应传感器信号。
三个感应传感器线圈被布置成，使得其感应传感器轴线(图中未图示)正交于行进轴线，使得它们不会单独地拾取驱动信号(不会单独获取信号的任一部分)，但使得当它们横穿磁间隙时它们单独地寄存来自磁间隙的信号。
所述三个感应传感器线圈可以是，例如类似于图2a和图4中示出那样的定位。
三个曲线R1-R3代表第一感应传感器信号比率R1、第二感应传感器信号比率R2和第三感应传感器信号比率R3。如模拟结果示出，每一单独比率可以充当音圈位置的表示的确定基础，例如对于第一感应传感器信号比率R1，感应传感器信号比率的每一值对应于唯一行程。因此可以基于这些比率中的一个或多个而确定音圈位置的表示。
可以基于测量比率，例如第一感应传感器信号比率R1，同时独立地测量音圈行程，来确立比率到位置的传递函数。
附图标记列表：
10 扬声器
11 音频信号
12 驱动信号
13 接口
13a-b 感应传感器信号
20 音圈
21 磁路组件
22 磁间隙高度
23 磁间隙宽度
24 行进轴线
25a-c 感应传感器
26a-c 感应传感器线圈
27 隔膜
28 缓冲单元
29 模/数转换器
30 处理单元
31a-c 感应传感器信号比率
32a-c 比率到位置的传递函数
33 位置加权
34 感应传感器信号量值
35 音圈位置确定
36 音圈位置的表示
37 反馈
38 音频信号处理单元
39a-c 音圈位置的未加权表示
40 音圈位置的加权表示
50 音圈系统
B0 BL
R1-R3 感应传感器线圈比率

Claims (40)

1.一种用于确定音圈(20)的音圈位置(36)的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供具有磁间隙(22；23)的磁路(21)，且使所述音圈20悬置于所述磁间隙(22；23)中，其中所述音圈(20)包括多个音圈区段；
所述多个音圈区段由对应的多个独立驱动信号(12)独立地驱动以产生电动势，从而使所述音圈(20)沿着行进轴线(24)移动；
提供感应传感器(25a；25b；25c)，所述感应传感器机械地耦合到所述音圈(20)，所述感应传感器至少包括第一感应传感器(25a)和第二感应传感器(25b)；
测量感应传感器信号(13a；13b；13c)，所述感应传感器信号包括基于来自所述第一感应传感器(25a)的输出的第一感应传感器信号(13a)，且所述感应传感器信号包括基于来自所述第二感应传感器(25b)的输出的第二感应传感器信号(13b)；
处理测得的感应传感器信号(13a；13b；13c)，所述处理包括基于所述感应传感器信号确定至少一个感应传感器信号比率(31a；31b；31c)，所述至少一个感应传感器信号比率包括基于所述第一感应传感器信号(13a)和所述第二感应传感器信号(13b)的第一感应传感器信号比率(31a)；以及
基于所述至少一个感应传感器信号比率(31a；31b；31c)确定所述音圈位置(36)的表示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述感应传感器包括感应传感器线圈(26a；26b；26c)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述感应传感器线圈(26a；26b；26c)包括相等数目的环绕圈数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述感应传感器信号(13a；13b；13c)是分别从所述感应传感器(25a；25b；25c)输出的电压信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述感应传感器(25a；25b；25c)包括第三感应传感器(25c)，且所述感应传感器信号(13a；13b；13c)包括基于来自所述第三感应传感器(25c)的输出的第三感应传感器信号(13c)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少一个感应传感器信号比率(31a；31b；31c)包括基于所述第二感应传感器信号(13b)和所述第三感应传感器信号(13c)的第二感应传感器信号比率(31b)。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述至少一个感应传感器信号比率(31a；31b；31c)包括基于所述第一感应传感器信号(13a)和所述第三感应传感器信号(13c)的第三感应传感器信号比率(31c)。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述音圈位置(36)的所述表示是所述至少一个感应传感器信号比率(31a；31b；31c)。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述音圈位置(36)的表示，包括将比率到位置的传递函数(32a；32b；32c)应用于所述至少一个感应传感器信号比率(31a；31b；31c)，以获得所述音圈位置(36)的至少一个表示。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述应用所述比率到位置的传递函数(32a；32b；32c)包括，将所述至少一个感应传感器信号比率(31a；31b；31c)与至少一个对应比率到位置查找表进行比对。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述应用所述比率到位置的传递函数(32a；32b；32c)包括将所述至少一个感应传感器信号比率(31a；31b；31c)与至少一个对应比率到位置的曲线进行比对。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，处理感应传感器信号(13a；13b；13c)包括基于所述感应传感器信号确定感应传感器信号量值(34)。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，确定所述音圈位置(36)的所述表示是基于所述感应传感器信号量值(34)。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述音圈位置(36)的所述表示是基于来自先前确定的音圈位置(36)的表示的反馈(37)。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个感应传感器信号比率是至少一个未加权感应传感器信号比率，且所述处理感应传感器信号还包括基于所述至少一个未加权感应传感器信号比率确定加权感应传感器信号比率。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述音圈位置(36)的至少一个表示是至少一个未加权音圈位置(39a；39b；39c)，且其中所述方法还包括步骤：基于所述至少一个未加权音圈位置(39a；39b；39c)的加权平均确定加权音圈位置(40)。
17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理所述测得的感应传感器信号(13a；13b；13c)和确定所述音圈位置(36)的表示的步骤，是由处理单元(30)执行的。
18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量感应传感器信号(13a；13b；13c)包括单独地缓冲感应传感器信号。
19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法基于所述确定的音圈位置(36)的表示，还包括应用音频失真补偿的步骤。
20.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：基于所述确定的音圈位置(36)的表示选择性地将所述多个音圈区段单独地耦合到所述驱动信号(12)。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述多个音圈区段包括分别与所述第一感应传感器(25a)和所述第二感应传感器(25b)相关联的第一音圈区段和第二音圈区段；
其中所述方法包括步骤：基于所述感应传感器信号(13a；13b)确定所述多个音圈区段的相对电动势贡献。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述确定相对电动势贡献包括确定第一区段电动势贡献和第二区段电动势贡献，所述第一区段电动势贡献是基于所述第一感应传感器信号(13a)，第二区段电动势贡献是基于所述第二感应传感器信号(13b)。
23.一种音圈系统(50)，其特征在于，包括：
磁路(21)，其具有磁间隙(22；23)和悬置于所述磁间隙(22；23)中的音圈(20)，其中所述音圈(20)包括多个音圈区段，所述多个音圈区段由对应的多个独立驱动信号(12)独立地驱动；
多个感应传感器(25a；25b；25c)，其机械地耦合到所述音圈(20)，所述多个感应传感器包括第一感应传感器(25a)和第二感应传感器(25b)；以及
处理单元(30)，其被布置成：
接收感应传感器信号(13a；13b；13c)，所述感应传感器信号包括基于来自所述第一感应传感器(25a)的输出的第一感应传感器信号(13a)，且所述感应传感器信号包括基于来自所述第二感应传感器(25b)的输出的第二感应传感器信号(13b)，
基于所述感应传感器信号(13a；13b；13c)确定至少一个感应传感器信号比率(31a；31b；31c)，所述至少一个感应传感器信号比率包括基于所述第一感应传感器信号(13a)和所述第二感应传感器信号(13b)的第一感应传感器信号比率(31a)；以及
基于所述至少一个感应传感器信号比率(31a；31b；31c)确定音圈位置(36)的表示。
24.根据权利要求23所述的音圈系统，其特征在于，所述多个感应传感器(25a；25b；25c)还包括第三感应传感器(25c)，且其中所述感应传感器信号(13a；13b；13c)包括基于来自所述第三感应传感器(25c)的输出的第三感应传感器信号(13c)。
25.根据权利要求23或24所述的音圈系统，其中所述多个感应传感器(25a；25b；25c)包括感应传感器线圈(26a；26b；26c)。
26.根据权利要求25所述的音圈系统，其特征在于，所述感应传感器线圈(26a；26b；26c)包括相等数目的环绕圈数。
27.根据权利要求23所述的音圈系统，其特征在于，所述感应传感器(25a；25b；25c)是缠绕在所述音圈(20)和行进轴线(24)周围的感应传感器线圈(26a；26b；26c)。
28.根据权利要求23所述的音圈系统，其特征在于，所述处理单元(30)是数字信号处理器。
29.根据权利要求23所述的音圈系统，其特征在于，所述音圈系统(50)包括一个或多个缓冲单元(28)，其被布置成基于来自所述多个感应传感器(25a；25b；25c)的输出提供所述感应传感器信号(13a；13b；13c)。
30.根据权利要求23所述的音圈系统，其特征在于，所述感应传感器(25a；25b；25c)包括感应传感器方向，使得所述感应传感器(25a；25b；25c)中的每一单独感应传感器包括单独感应传感器方向。
31.根据权利要求30所述的音圈系统，其特征在于，所述感应传感器(25a；25b；25c)被布置成，使得所述感应传感器方向近似正交于行进轴线(24)。
32.根据权利要求30所述的音圈系统，其特征在于，所述感应传感器(25a；25b；25c)被布置成，使得每一所述单独感应传感器方向近似平行于行进轴线(24)的方向。
33.根据权利要求32所述的音圈系统，其特征在于，所述感应传感器传感器(25a；25b；25c)是缠绕在所述音圈和所述行进轴线周围的感应传感器线圈(26a；26b；26c)。
34.根据权利要求23所述的音圈系统，其特征在于，所述感应传感器(25a；25b；25c)中的每一单独感应传感器被布置成，当所述驱动信号(12)施加于所述音圈时寄存信号。
35.根据权利要求23所述的音圈系统，其特征在于，所述感应传感器(25a；25b；25c)位于印刷电路板上。
36.根据权利要求35所述的音圈系统，其特征在于，所述印刷电路板形成管段，且所述音圈缠绕在所述印刷电路板和行进轴线(24)周围。
37.根据权利要求35所述的音圈系统，其特征在于，所述印刷电路板形成管段，且所述音圈在所述印刷电路板内部缠绕并围绕在行进轴线(24)周围。
38.根据权利要求23所述的音圈系统，其特征在于，所述音圈系统(50)被布置成，实现根据权利要求1至22中任一项所述的方法。
39.一种扬声器(10)，其特征在于，包括：
隔膜(27)；
接口(13)，其被配置成接收音频信号(11)；以及
根据权利要求23至38中任一项所述的音圈系统(50)。
40.根据权利要求39所述的扬声器(10)，其中所述扬声器(10)包括音频放大器。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117714951A (zh) * 2023-08-24 2024-03-15 荣耀终端有限公司 扬声器的非线性控制方法、扬声器以及电子设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0134092A2 (en) * 1983-08-12 1985-03-13 Linn Products Limited Loudspeaker with motional feedback
DE102018123003A1 (de) * 2017-09-19 2019-03-21 Premium Loudspeakers (Hui Zhou) Co., Ltd. Lautsprecher mit Induktionsspule offenen Typs

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080247595A1 (en) * 2005-03-01 2008-10-09 Todd Henry Electromagnetic lever diaphragm audio transducer
GB2499026B (en) * 2012-02-03 2014-05-28 Canon Kk A loudspeaker driver with sensing coils for sensing the position and velocity of a voice-coil
US9395511B1 (en) * 2014-01-30 2016-07-19 Magnet-Schultz Of America, Inc. Voice coil actuator with integrated LVDT
US20160134982A1 (en) * 2014-11-12 2016-05-12 Harman International Industries, Inc. System and method for estimating the displacement of a speaker cone
US9414160B2 (en) * 2014-11-27 2016-08-09 Blackberry Limited Method, system and apparatus for loudspeaker excursion domain processing
US9894442B2 (en) * 2015-01-16 2018-02-13 Apple Inc. Halbach array audio transducer
US10034109B2 (en) * 2015-04-09 2018-07-24 Audera Acoustics Inc. Acoustic transducer systems with position sensing
US9571936B2 (en) * 2015-05-01 2017-02-14 Apple Inc. Audio speaker having a high-saturation magnetic insert
US11070152B2 (en) * 2016-12-21 2021-07-20 Tdk Taiwan Corp. Optical driving mechanism
DE102018002290A1 (de) * 2017-03-27 2018-09-27 Sound Solutions International Co., Ltd. System und Verfahren zum Anlegen eines Tonsignals an einen elektrodynamischen Akustikwandler mit mehreren Spulen
JP7463927B2 (ja) * 2020-09-29 2024-04-09 オムロン株式会社 ボイスコイルモータ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0134092A2 (en) * 1983-08-12 1985-03-13 Linn Products Limited Loudspeaker with motional feedback
DE102018123003A1 (de) * 2017-09-19 2019-03-21 Premium Loudspeakers (Hui Zhou) Co., Ltd. Lautsprecher mit Induktionsspule offenen Typs

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US20210175782A1 (en) 2021-06-10
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