CN112994574B - 音圈马达驱动装置以及控制信号提供方法 - Google Patents

音圈马达驱动装置以及控制信号提供方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种音圈马达驱动装置以及控制信号提供方法。音圈马达驱动装置包括：一控制模块；一电流驱动模块；一输入模块。电流驱动模块根据所述驱动信号输出多个数字电流信号，每一数字电流信号包括多个电流单位信号，每一所述数字电流信号是设置在一第一时间区间中，每一所述数字电流信号包括多个负向电流单位信号，所述多个负向电流单位信号是设置在每一所述数字电流信号的所述第一时间区间的开始的一第二时间区间中，或是设置在所述第一时间区间结束的一第三时间区间中。

Description

音圈马达驱动装置以及控制信号提供方法
技术领域
本发明涉及一种音圈马达驱动装置以及控制信号提供方法，尤其涉及一种可以降低磁滞效应的音圈马达驱动装置以及控制信号提供方法。
背景技术
音圈马达是一种将电能转化为机械能的装置，利用永久磁铁的磁场与通电线圈产生的磁场交互作用，而产生有规律的运动。然而由于线圈的磁滞效应大幅降低了音圈马达的效率。
因此，提供一种可以降低磁滞效应的驱动装置，已经是业界的一个重要课题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种音圈马达驱动装置，接收一初始信息，以输出多个控制信号给一音圈马达，其特征在于，所述音圈马达驱动装置包括：一控制模块；一电流驱动模块，电性连接所述控制模块；一输入模块，接收所述初始数据，并将所述初始数据传送至所述控制模块；其中，所述控制模块根据所述初始数据产生一驱动信号，所述控制模块传送所述驱动信号至所述电流驱动模块，所述电流驱动模块根据所述驱动信号输出多个数字电流信号，每一数字电流信号包括多个电流单位信号，每一所述数字电流信号是设置在一第一时间区间中，每一所述数字电流信号包括多个负向电流单位信号，所述多个负向电流单位信号是设置在每一所述数字电流信号的所述第一时间区间的开始的一第二时间区间中，或是设置在所述第一时间区间结束的一第三时间区间中。
优选地，所述多个电流单位信号的振幅是相同或是不相同。
优选地，所述第一时间区间还包括一第四时间区间，所述第四时间区间与所述第二时间区间、第三时间区间相邻设置，所述第二时间区间、第三时间区间以及所述第四时间区间的一时间顺序依序是所述第二时间区间、所述第四时间区间以及所述第三时间区间。
优选地，所述数字电流信号还包括多个正向电流单位信号，至少设置在第四时间区间中。
优选地，所述第四时间区间大于等于所述第二时间区间，所述第四时间区间大于等于所述第三时间区间。
优选地，所述多个负向电流单位信号是设置在每一所述数字电流信号的所述第一时间区间结束的一第三时间区间。
优选地，所述第二时间区间以及所述第三时间区间小于所述第一时间区间的二分之一。
优选地，设置在所述第二时间区间或是所述第三时间区间的所述多个负向电流单位信号是根据所述多个正向电流单位信号而决定。
本发明还公开了一种音圈马达的控制信号提供方法，其特征在于，包括下列步骤：根据一位移量，提供多个正向电流单位信号；根据所述多个正向电流单位信号，提供多个负向电流单位信号；以及将所述多个负向电流单位信号设置在所述多个正向电流单位信号之后、将所述多个负向电流单位信号设置在所述多个正向电流单位信号之前，或是将所述多个负向电流单位信号分别设置在所述多个正向电流单位信号之前以及所述多个正向电流单位信号之后。
优选地，还包括下列步骤：设置所述多个正向电流单位信号以及所述多个负向电流单位信号在一第一时间区间。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的音圈马达驱动装置以及控制信号提供方法，可以有效的规范化音圈马达的行程以及所需能量，进一步考虑音圈马达的线圈因为正向电流单位信号或是负向电流单位信号造成的磁滞效应，而提供相反电流方向的负向电流单位信号或是正向电流单位信号以降低磁滞效应，可以大幅提高音圈马达的效率。
为使能进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与图式，然而所提供的图式仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1是本发明第一实施例的音圈马达驱动装置提供驱动信号给一扬声器的框图。
图2为本发明第一实施例的音圈马达驱动装置提供的多个数字电流信号的示意图。
图3是图2的数字电流信号的电流单位信号的第一配置方式的示意图。
图4是图2的数字电流信号的电流单位信号的第二配置方式的示意图。
图5是图2的数字电流信号的电流单位信号的第三配置方式的示意图。
图6是图2的数字电流信号的电流单位信号的第四配置方式的示意图。
图7是图2的数字电流信号的电流单位信号的第五配置方式的示意图。
图8是本发明第二实施例的控制信号提供方法的流程图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所提供有关“音圈马达驱动装置以及控制信号提供方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所提供的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所提供的内容并非用以限制本发明的保护范围。
应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包含相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
[第一实施例]
请参阅图1以及图2，图1是本发明第一实施例的音圈马达驱动装置提供驱动信号给一扬声器的框图。图2为本发明第一实施例的音圈马达驱动装置提供的数字电流信号的示意图。
音圈马达驱动装置1接收一初始信息，以输出多个控制信号给一音圈马达。在本实施例中，初始信息则是音源信号2，音圈马达则设置在扬声器中。
音圈马达驱动装置1包括一控制模块10、一输入模块11、一存储模块12以及一电流驱动模块13。
输入模块11、存储模块12以及电流驱动模块13电性连接控制模块10。输入模块11电性连接存储模块12。
输入模块11接收初始数据，并将初始数据传送至控制模块10。输入模块11是由滤波电路、暂存电路或是锁相电路所构成，主要是将音源信号2进行初步的分析。存储模块12则可以是一闪存或是一随机存取内存，在本发明中不做限制。
输入模块11初步分析之后的数据可以直接提供给控制模块10，或是存储在存储模块12中，以供控制模块10使用。
控制模块10根据初始数据产生一驱动信号。控制模块可以根据输入模块11的分析数据提供一驱动信号给电流驱动模块13。电流驱动模块13则可以提供相对应的多个数字电流信号给第一音圈马达31以及第二音圈马达32。
请参阅图2，图2中的多个数字电流信号DCS呈现一弦波。每一数字电流信号DCS包括多个电流单位信号CUS。图2中的数字电流信号DCS是采集一第一时间区间T1的作为一个周期的电流信号。也就是使用者可以将第一时间区间T1视作一个基本的信号周期作为控制的基础。在本实施例中，第一时间区间T1可以是1奈秒(10-6秒)或1皮秒(10-9秒)，在本发明中不作限制。而多个电流单位信号CUS则是设置在数字电流信号DCS的第一时间区间T1中。
在本实施例中，数字电流信号DCS可以包括多个正向电流单位信号CUS+以及多个负向电流单位信号CUS-。正向电流单位信号CUS+是提供一个正电流值的电流数字信号，而负向电流单位信号CUS-则是提供一个负电流值的电流数字信号。此外，正向电流单位信号CUS+以及负向电流单位信号CUS-的电流振幅是可变的。也就是，正向电流单位信号CUS+以及负向电流单位信号CUS-可以根据驱动信号而调整振幅大小。多个正向电流单位信号CUS+的振幅可以是相同或是不相同。相同地，多个负向电流单位信号CUS-的振幅可以是相同或是不相同。再者，第一时间区间T1中可以设置多个电流单位信号CUS。也就是，第一时间区间T1中可以设置多个正向电流单位信号CUS+以及多个负向电流单位信号CUS-。此外，电流单位信号CUS(正向电流单位信号CUS+以及负向电流单位信号CUS-)的数量可以调整，在本发明中不做限制。
请参阅图3、图4、图5、图6以及图7，图3是图2的数字电流信号的电流单位信号的第一配置方式的示意图。图4是图2的数字电流信号的电流单位信号的第二配置方式的示意图。图5是图2的数字电流信号的电流单位信号的第三配置方式的示意图。图6是图2的数字电流信号的电流单位信号的第四配置方式的示意图。图7是图2的数字电流信号的电流单位信号的第五配置方式的示意图。
图3、图4、图5、图6以及图7是数字电流信号DCS的多个正向电流单位信号CUS+以及多个负向电流单位信号CUS-的第一配置方式、第二配置方式、第三配置方式、第四配置方法以及第五配置方式。
每一个数字电流信号可以包括多个正向电流单位信号CUS+或是多个负向电流单位信号CUS-。在图3中，在第一时间区间T1中，全部的电流单位信号CUS都是正向电流单位信号CUS+。而在图4中，在第一时间区间T1中，全部的电流单位信号CUS都是负向电流单位信号CUS-。然而，在音圈马达的驱动过程中，全以同样的正向电流单位信号CUS+或是负向电流单位信号CUS-进行驱动，虽然前进行程的时间可以缩短，但是在返回的行程，则会遇到因为线圈的磁滞现象而使返回时间有所延迟。因此，在第三配置方式、第四配置方式以及第五配置方式，则是将正向电流单位信号CUS+以及负向电流单位信号CUS-同时配置在第一时间区间T1之中。
在图5、图6以及图7中，第一时间区间T1可以包括第二时间区间T2、第三时间区间T3以及第四时间区间T4。在时间顺序上，则是依序为第二时间区间T2、第四时间区间T4以及第三时间区间T3。
也就是，第二时间区间T2是第一时间区间T1开始后的一段时间区间。第三时间区间T3则是第一时间区间T1将要结束的一段时间区间。在本实施例中，第二时间区间T2以及第三时间区间T3都小于第一时间区间T1的二分之一。
如图5所示，在第二时间区间T2中，设置了多个负向电流单位信号CUS-。在第三时间区间T3以及第四时间区间T4中则是设置多个正向电流单位信号CUS+。图5中的多个电流单位信号CUS的功用则是在第一时间区间T1一开始就先提供负向电流单位信号CUS-，预先将线圈做消磁的动作，以降低磁滞的影响。而后的第四时间区间T4以及第三时间区间T3的正向电流单位信号CUS+则是作为提供第一音圈马达31以及第二音圈马达32行进一预定行程的能量。
如图6所示，在第三时间区间T3中，设置了多个负向电流单位信号CUS-。在第二时间区间T2以及第四时间区间T4中则是设置多个正向电流单位信号CUS+。图6中的多个电流单位信号CUS的功用则是在第一时间区间T1将要结束之前，才提供负向电流单位信号CUS-，也就是在音圈马达完成行程行进之后，才将线圈做消磁的动作，以降低后续周期的磁滞影响。第四时间区间T4以及第二时间区间T2的正向电流单位信号CUS+则是作为提供第一音圈马达31以及第二音圈马达32行进预定行程的能量。
如图7所示，在第二时间区间T2以及第三时间区间T3中，设置了多个负向电流单位信号CUS-。在第四时间区间T4中则是设置多个正向电流单位信号CUS+。图7中的多个电流单位信号CUS的功用则是在第一时间区间T1的开始以及将要结束前，都提供负向电流单位信号CUS-，不仅预先将线圈做消磁的动作，在音圈马达完成行程行进之后，也将线圈做消磁的动作，以降低磁滞的影响。第四时间区间T4的正向电流单位信号CUS+则是作为提供第一音圈马达31以及第二音圈马达32行进一预定行程的能量。
本实施例将音圈马达所需行程的能量进行切分，利用电流驱动模块13提供多个正向电流单位信号CUS+以及多个负向电流单位信号CUS-作为音圈马达行进的能量。而且进一步考虑音圈马达的线圈因为正向电流单位信号CUS+或是负向电流单位信号CUS-造成的磁滞效应，而提供相反电流芳向的负向电流单位信号CUS-或是正向电流单位信号CUS+以进行消磁。
换句话说，音圈马达在一第一方向的行程所需要的能量可以根据正向电流单位信号CUS+决定。音圈马达在与第一方向一第二方向的行程所需要的能量可以根据正向电流单位信号CUS+决定。此外，由于要达到消磁的效果，因此，在图5、图6、图7中的多个负向电流单位信号CUS-的数量与振幅则是根据各自的正向电流单位信号CUS+的数量与振幅而决定。也就是，在图5中，第二时间区间T2的多个负向电流单位信号CUS-的数量与振幅是根据第三时间区间T3以及第四时间区间T4的多个正向电流单位信号CUS+的数量与振幅而决定。在图6中，第三时间区间T3的多个负向电流单位信号CUS-的数量与振幅是根据第二时间区间T2以及第四时间区间T4的多个正向电流单位信号CUS+的数量与振幅而决定。在图7中，第二时间区间T2以及第三时间区间T3的多个负向电流单位信号CUS-的数量与振幅是根据第四时间区间T4的多个正向电流单位信号CUS+的数量与振幅而决定。在本实施例中，第四时间区间T4大于等于第二时间区间T2以及第三时间区间T3。
本实施例的电流驱动模块13是由多个电流泵电路组成可调整输出的电流输出电路，因此可以输出不同振幅的正向电流单位信号CUS+或是负向电流单位信号CUS-。
请参阅图8，图8是本发明第二实施例的控制信号提供方法的流程图。
在本实施例中，提供一种音圈马达的控制信号提供方法，包括下列步骤：
根据一位移量，提供多个正向电流单位信号(步骤S110)。
根据多个正向电流单位信号，提供多个负向电流单位信号(步骤S120)。
将多个负向电流单位信号设置在多个正向电流单位信号之后、将多个负向电流单位信号设置在多个正向电流单位信号之前，或是将多个负向电流单位信号分别设置在多个正向电流单位信号之前以及多个正向电流单位信号之后(步骤S130)。
设置多个正向电流单位信号以及多个负向电流单位信号在一第一时间区间(步骤S140)。
在步骤S110中，使用者可以将音圈马达所需的行程进行切分，切分成一规范化的单位行程。再计算这一个规范化的单位行程所需要的能量。再者，使用者需要对音圈马达的规范化的单位行程所需要的能量进行切分，再利用第一实施例中的电流驱动模块13提供多个正向电流单位信号CUS+以及多个负向电流单位信号CUS-作为音圈马达行进的能量。也就是正向电流单位信号CUS+以及负向电流单位信号CUS-可以是行程所需的能量单位之一。由于本实施例中，正向电流单位信号CUS+以及负向电流单位信号CUS-的振幅都是可变的，因此使用者可以进一步界定振幅大小与行程之间的关系。
在步骤S120中。根据多个正向电流单位信号CUS+的能量总和，计算所需的多个负向电流单位信号CUS-的数量与振幅。
在步骤S130中，则是决定多个正向电流单位信号CUS+以及多个负向电流单位信号CUS-的配置方式。
在图5、图6以及图7中，第一时间区间T1可以包括第二时间区间T2、第三时间区间T3以及第四时间区间T4。在时间顺序上，则是依序为第二时间区间T2、第四时间区间T4以及第三时间区间T3。
也就是，第二时间区间T2是第一时间区间T1开始后的一段时间区间。第三时间区间T3则是第一时间区间T1将要结束的一段时间区间。在本实施例中，第二时间区间T2以及第三时间区间T3都小于第一时间区间T1的二分之一。
如图5所示，在第二时间区间T2中，设置了多个负向电流单位信号CUS-。在第三时间区间T3以及第四时间区间T4中则是设置多个正向电流单位信号CUS+。图5中的多个电流单位信号CUS的功用则是在第一时间区间T1一开始就先提供负向电流单位信号CUS-，预先将线圈做消磁的动作，以降低磁滞的影响。而后的第四时间区间T4以及第三时间区间T3的正向电流单位信号CUS+则是作为提供第一音圈马达31以及第二音圈马达32行进一预定行程的能量。
如图6所示，在第三时间区间T3中，设置了多个负向电流单位信号CUS-。在第二时间区间T2以及第四时间区间T4中则是设置多个正向电流单位信号CUS+。图6中的多个电流单位信号CUS的功用则是在第一时间区间T1将要结束之前，才提供负向电流单位信号CUS-，也就是在音圈马达完成行程行进之后，才将线圈做消磁的动作，以降低后续周期的磁滞影响。第四时间区间T4以及第二时间区间T2的正向电流单位信号CUS+则是作为提供第一音圈马达31以及第二音圈马达32行进预定行程的能量。
如图7所示，在第二时间区间T2以及第三时间区间T3中，设置了多个负向电流单位信号CUS-。在第四时间区间T4中则是设置多个正向电流单位信号CUS+。图7中的多个电流单位信号CUS的功用则是在第一时间区间T1的开始以及将要结束前，都提供负向电流单位信号CUS-，不仅预先将线圈做消磁的动作，在音圈马达完成行程行进之后，也将线圈做消磁的动作，以降低磁滞的影响。第四时间区间T4的正向电流单位信号CUS+则是作为提供第一音圈马达31以及第二音圈马达32行进一预定行程的能量。
在步骤S140中，则是将步骤S130中配置的多个正向电流单位信号CUS+以及多个负向电流单位信号CUS-设置在一第一时间区间T1中。
[实施例的有益效果]
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的音圈马达驱动装置以及控制信号提供方法，可以有效的规范化音圈马达的行程以及所需能量，进一步考虑音圈马达的线圈因为正向电流单位信号或是负向电流单位信号造成的磁滞效应，而提供相反电流方向的负向电流单位信号或是正向电流单位信号以降低磁滞效应，可以大幅提高音圈马达的效率。
以上所提供的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的申请专利范围，所以凡是运用本发明说明书及图式内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的申请专利范围内。

Claims (6)

1.一种音圈马达驱动装置，接收一初始信息，以输出多个控制信号给一音圈马达，其特征在于，所述音圈马达驱动装置包括：
一控制模块；
一电流驱动模块，电性连接所述控制模块；
一输入模块，接收一初始数据，并将所述初始数据传送至所述控制模块；其中，所述控制模块根据所述初始数据产生一驱动信号，所述控制模块传送所述驱动信号至所述电流驱动模块，所述电流驱动模块根据所述驱动信号输出多个数字电流信号，每一所述数字电流信号包括多个第一时间区间，所述第一时间区间是一信号周期，每一所述数字电流信号包括多个电流单位信号，每一所述数字电流信号是设置在一第一时间区间中，每一所述数字电流信号包括多个负向电流单位信号以及多个正向电流单位信号，所述多个负向电流单位信号是设置在每一所述数字电流信号的所述第一时间区间的开始的一第二时间区间中，或是设置在所述第一时间区间结束的一第三时间区间中；
其中，所述第一时间区间还包括一第四时间区间，所述第四时间区间与所述第二时间区间、第三时间区间相邻设置，所述第二时间区间、第三时间区间以及所述第四时间区间的一时间顺序依序是所述第二时间区间、所述第四时间区间以及所述第三时间区间；
其中，所述数字电流信号还包括多个正向电流单位信号，至少设置在第四时间区间中，所述多个负向电流单位信号是用于消除所述多个正向电流单位信号造成的磁滞效应；
设置在所述第二时间区间或是所述第三时间区间的所述多个负向电流单位信号的数量与振幅是根据所述多个正向电流单位信号的数量与振幅而决定。
2.如权利要求1所述的音圈马达驱动装置，其特征在于，所述多个电流单位信号的振幅是可变的。
3.如权利要求1所述的音圈马达驱动装置，其特征在于，所述第四时间区间大于等于所述第二时间区间，所述第四时间区间大于等于所述第三时间区间。
4.如权利要求1所述的音圈马达驱动装置，其特征在于，所述多个负向电流单位信号是设置在每一所述数字电流信号的所述第一时间区间结束的一第三时间区间。
5.如权利要求1所述的音圈马达驱动装置，其特征在于，所述第二时间区间以及所述第三时间区间小于所述第一时间区间的二分之一。
6.一种音圈马达的控制信号提供方法，其特征在于，包括下列步骤：根据一位移量，提供多个正向电流单位信号；
根据所述多个正向电流单位信号，提供多个负向电流单位信号；以及
将所述多个负向电流单位信号设置在所述多个正向电流单位信号之后、将所述多个负向电流单位信号设置在所述多个正向电流单位信号之前，或是将所述多个负向电流单位信号分别设置在所述多个正向电流单位信号之前以及所述多个正向电流单位信号之后；以及
设置所述多个正向电流单位信号以及所述多个负向电流单位信号在一第一时间区间，所述多个负向电流单位信号是用于消除所述多个正向电流单位信号造成的磁滞效应；
其中，设置在所述多个正向电流单位信号之前、设置在所述多个正向电流单位信号之后的所述多个负向电流单位信号的数量与振幅是根据所述多个正向电流单位信号的数量与振幅而决定。
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