CN113965850B - 扬声器振膜位移控制电路和控制方法、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种扬声器振膜控制电路和控制方法、电子设备，扬声器振膜控制电路，包括位移预测模块、位移动态范围控制模块、温度计算模块、乘法器；由于增加了扬声器实时温度计算模块，且该温度计算模块与位移动态范围控制模块相连，也即通过温度计算模块能够得到扬声器所处环境的实时温度，将该实时温度反馈至位移动态范围控制模块，使得得到的增益值与实时温度相关，从而提高扬声器振膜位移的控制精确度，避免出现因为温度影响扬声器振膜超过规定的最大位移值，进而导致损坏扬声器的问题，保护了扬声器。
Description
技术领域
本发明涉及控制技术领域，尤其涉及一种扬声器振膜位移控制电路和控制方法、电子设备。
背景技术
在移动终端市场中，客户对手机的音频质感要求越来越高。为了提高移动终端的扬声器(又称作喇叭)的响度和音质，音频功放芯片必须合理地控制扬声器，让扬声器尽量发挥极致，但又不会损伤扬声器。
扬声器通过振膜振动发出声音。对于相同频点，振动的幅度越大，声音的响度越高。在数字音频功放芯片中，在发挥扬声器最大的响度的同时，又要保证扬声器振膜的振动位移量不超过规定的最大位移，以防止扬声器损坏。因此，需要对扬声器的位移进行建模和位移预测，当预测位移会超过规定的最大位移时，通过降低输入电压的幅度，保证扬声器的实际最大位移刚好或者略微小于规定的最大位移值。
然而，现有技术中的扬声器的振膜位移预测精度较低，扬声器损坏的风险较高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种扬声器振膜位移控制电路和控制方法、电子设备，以解决现有技术中扬声器的振膜位移预测精度较低，扬声器损坏的风险较高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种扬声器振膜控制电路，包括：
位移预测模块、位移动态范围控制模块、温度计算模块、乘法器；
所述位移预测模块用于接收电压输入信号，并根据所述电压输入信号得到预测位移值；
所述温度计算模块用于计算得到所述扬声器的实时温度；
所述位移动态范围控制模块用于接收所述位移预测模块输出的预测位移值和所述温度计算模块输出的实时温度，并根据接收到的所述预测位移值和所述实时温度，计算得到增益值；
所述乘法器用于将所述电压输入信号和所述位移动态范围控制模块输出的增益值相乘，得到电压输出信号；
所述乘法器的输出端与所述扬声器的输入端相连，用于驱动扬声器发出声音。
优选地，所述温度计算模块包括：
扬声器输入端电压采样电路、与所述扬声器串联的电阻以及所述电阻两端电压采样电路、温度计算子模块；
所述扬声器输入端电压采样电路用于获取所述扬声器的输入端电压；
所述温度计算子模块用于根据所述电阻的阻值和所述电阻两端的电压，计算得到所述扬声器的输入端实时电流；
并用于根据所述扬声器的输入端电压和所述输入端实时电流，计算得到所述扬声器的直流阻抗；
并用于根据所述直流阻抗计算得到所述直流阻抗对应的所述扬声器的实时温度。
优选地，所述位移动态范围控制模块包括：
增益生成模块；
所述增益生成模块用于接收所述预测位移值和所述扬声器实时温度，计算得到所述位移动态范围控制模块的增益值，所述位移动态范围控制模块的增益值为控制阈值、增益曲线平滑过渡参数和增益曲线的压制斜率的相关函数；
其中，所述控制阈值与所述扬声器实时温度呈反相关关系。
优选地，还包括延时器；
所述延时器的输入端用于接收电压输入信号；
所述延时器用于对所述电压输入信号进行延时处理，并将延时后的电压输入信号输出至所述乘法器的一个输入端，以与所述位移动态范围控制模块输出的增益值相乘。
优选地，所述动态范围控制模块还包括：
增益平滑模块；
所述增益平滑模块的输入端与所述增益生成模块的输出端相连，所述增益平滑模块的输出端与所述乘法器的另一输入端相连，输出所述位移动态范围控制模块输出的增益值；
所述增益平滑模块用于调制所述增益生成模块输出的增益值的压制时间和释放时间，所述压制时间与所述延时器的延迟时间绑定。
本发明还提供一种扬声器振膜控制方法，基于上面任意一项所述的扬声器振膜控制电路，所述扬声器振膜控制方法包括：
获取电压输入信号和所述扬声器的实时温度；
根据所述电压输入信号得到预测位移值；
根据所述预测位移值和所述实时温度计算得到增益值；
将所述电压输入信号与所述增益值相乘，输出电压输出信号，控制所述扬声器发声。
优选地，在将所述电压输入信号与所述增益值相乘之前，还包括：
对所述电压输入信号进行延时，得到延时电压输入信号，用于与所述增益值进行相乘。
优选地，所述根据所述预测位移值和所述实时温度计算得到增益值，具体包括：
根据所述实时温度，计算与实时温度相关的控制阈值；
根据所述预测位移值和所述与实时温度相关的控制阈值，得到所述增益值。
优选地，所述与实时温度相关的控制阈值表达式为：
Threshold(T)＝Threshold-k*(a1*T+a2*T2+...+an*Tn)
其中，Bl、c、R、m、L、r均为线性参数，Bl为所述扬声器的磁感应强度和线圈长度的乘积，m为所述扬声器的线圈的质量，r为所述扬声器的机械阻尼，1/c为所述扬声器的机械弹簧系数，R为所述扬声器的直流电阻，L为所述扬声器的等效电感，(a1*T+a2*T^2+...+an*T^n)为实际测试不同温度下，所述扬声器实际最大位移和温度的表达式；k是反向修正的系数；Threshold为固定位移动态范围控制阈值，Threshold(T)为根据温度动态调整的位移动态范围控制阈值。
优选地，所述获取电压输入信号和所述扬声器的实时温度中，获取所述扬声器的实时温度具体包括：
获取所述扬声器输入端电压和所述扬声器输入端实时电流；
根据所述扬声器输入端电压和所述扬声器输入端实时电流，计算得到所述扬声器的直流阻抗；
根据所述直流阻抗计算得到所述直流阻抗对应的扬声器实时温度。
本发明还提供一种包括上面任意一项所述的扬声器振膜控制电路和扬声器，所述扬声器振膜控制电路用于控制所述扬声器的振膜。
经由上述的技术方案可知，本发明提供的扬声器振膜控制电路，包括位移预测模块、位移动态范围控制模块、温度计算模块、乘法器；由于增加了扬声器实时温度计算模块，且该温度计算模块与位移动态范围控制模块相连，也即通过温度计算模块能够得到扬声器所处环境的实时温度，将该实时温度与位移动态范围控制模块结合，使得得到的增益值与实时温度相关，从而提高扬声器振膜位移的控制精确度，避免出现因为温度影响扬声器振膜超过规定的最大位移值，进而导致损坏扬声器的问题，保护了扬声器。
另外，本发明还提供扬声器振膜控制方法，对扬声器进行建模，通过位移预测模块结合实时的输入信号能够获取实时预测位移值，当预测位移值比较小的时候，可以根据扬声器所处温度，计算得到增益值，适当提高增益，增加扬声器的响度；当扬声器的预测位移超出规定的最大位移时，适当的压低输入信号的幅度，使得振膜位移刚好或者略低于规定的最大位移，从而发挥了扬声器的振动量极限，又不损坏扬声器。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的扬声器振膜控制电路的功能模块示意图；
图2为本发明实施例提供的位移动态范围控制模块的功能模块示意图；
图3为本发明实施例提供的扬声器模型建立示意图；
图4为本发明实施例提供的扬声器振膜控制方法流程图；
图5为本发明实施例中提供的一种电子设备结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术部分所述，现有技术中的扬声器的振膜位移预测精度较低，扬声器损坏的风险较高。
发明人发现，出现上述现象的原因是，现有技术中的扬声器振膜位移预测方法，并没有涉及扬声器所处温度对扬声器振膜位移的影响，也即，现有的扬声器位移保护算法中，对于不同温度导致扬声器振膜实际位移发生变化而有可能超出规定最大位移的情况缺乏有效的保护。
发明人发现，当扬声器处于不同温度时，特别是高温时，因为扬声器腔体内外两边的不对称，两边的气压会不一致，加上扬声器的其它物理上的非理想因素，扬声器的振膜位移会发生变化，导致实际位移有超出规定最大位移的风险，从而损坏扬声器。
基于此，本发明提供一种扬声器振膜控制电路，包括：
位移预测模块、位移动态范围控制模块、温度计算模块、乘法器；
所述位移预测模块用于接收电压输入信号，并根据所述电压输入信号得到预测位移值；
所述温度计算模块用于计算得到所述扬声器的实时温度；
所述位移动态范围控制模块用于接收所述位移预测模块输出的预测位移值和所述温度计算模块输出的实时温度，并根据所述预测位移值和所述实时温度，计算得到增益值；
所述乘法器用于将所述电压输入信号和所述位移动态范围控制模块输出的增益值相乘，得到电压输出信号；
所述乘法器的输出端与所述扬声器的输入端相连，用于驱动扬声器发出声音。
从上述电路可以看出，本发明实施例提供的扬声器振膜控制电路中，增加了扬声器实时温度计算模块，且该温度计算模块与位移动态范围控制模块相连，也即通过温度计算模块能够得到扬声器所处环境的实时温度，将该实时温度反馈至位移动态范围控制模块，使得得到的增益值与实时温度相关，从而提高扬声器振膜位移的控制精确度，避免出现因为温度影响扬声器振膜超过规定的最大位移值，进而导致损坏扬声器的问题，保护了扬声器。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1，图1为本发明实施例提供的扬声器振膜控制电路的功能模块示意图；包括：位移预测模块1、位移动态范围控制模块DRC2、温度计算模块3、乘法器4。位移预测模块1用于接收电压输入信号Din，并根据电压输入信号Din得到预测位移值；温度计算模块3用于计算得到扬声器的实时温度；位移动态范围控制模块2与位移预测模块1、温度计算模块3相连，用于接收所述位移预测模块输出的预测位移值和所述温度计算模块输出的实时温度，并根据接收到的预测位移值和实时温度，计算得到增益值Gain；乘法器4用于将电压输入信号Din和位移动态范围控制模块输出的增益值Gain相乘，得到电压输出信号Dout；乘法器的输出端与扬声器的输入端相连，用于传送电压输出信号Dout驱动扬声器发出声音。
本实施例中不限定温度计算模块的具体结构，只要能够根据扬声器的输入端电压和实时电流，计算得到扬声器的直流电流对应阻抗，从而计算得到扬声器实时温度即可，可选的，所述温度计算模块包括：扬声器输入端电压采样电路、与扬声器串联的电阻以及电阻两端电压采样电路、温度计算子模块；扬声器输入端电压采样电路用于获取扬声器的输入端电压；温度计算子模块用于根据电阻的阻值和电阻两端的电压，计算得到扬声器的输入端实时电流；并用于根据扬声器的输入端电压采样电路采样得到的电压和扬声器输入端实时电流，计算得到扬声器的直流阻抗；并用于根据直流阻抗计算得到直流阻抗对应的扬声器实时温度。
具体地，如图1所示，在扬声器的走线中，串联一个小电阻，本发明实施例中不限定所述小电阻的具体阻值，可选的，小电阻的阻值为0.2ohm，通过检测电阻两端的电压，便可以计算得出流过电阻的电流，也即流过扬声器的电流I。直接检测扬声器两端的电压便可以得到扬声器的电压V。通过扬声器的电压V和电流I，计算可以得到扬声器的实时直流阻抗。由于扬声器的线圈的材质为特定合金，因此，温升系数比较固定。通过计算得到的实时直流阻抗与25℃下的直流阻抗值进行比较，可以折算出扬声器的实时温度。
具体计算过程如下：
式子中T0为参考的温度值，一般设置为25摄氏度。R0为T0温度下对应的直流阻抗值。α为扬声器线圈的温升系数，通常与扬声器的线圈材质相关。Re为扬声器的实时直流阻抗值，通过上述方法，即可计算得到扬声器线圈所对应的实时温度T。
需要说明的是，本实施例中位移动态范围控制(Dynamic range control，动态范围控制，简称DRC)模块包括增益生成模块，增益生成模块用于接收预测位移值和扬声器实时温度，计算得到位移动态范围控制模块的增益值，位移动态范围控制模块的增益值至少为控制阈值、增益曲线平滑过渡参数和增益曲线的压制斜率的相关函数；其中，控制阈值与扬声器实时温度呈反相关关系。
为了防止增益突变导致扬声器的声音忽大忽小，DRC根据预测位移调整增益需要一定时间的平滑过渡，本发明实施例中在电压输入信号Din和增益Gain相乘之前，电压输入信号Din先经过一个延时器5，从而使得输入信号Din的延迟时间和增益Gain的压制时间绑定，使得输入信号和增益调制能够同时达到乘法器，以进行进一步处理。
对应的，本实施例中位移动态范围控制模块还可以包括增益平滑模块；所述增益平滑模块接收所述增益生成模块的输出信号，所述增益平滑模块的输出信号传递至所述乘法器的另一输入端，所述增益平滑模块的输出信号即为所述位移动态范围控制模块输出的增益值；所述增益平滑模块用于调制所述增益生成模块输出的增益值的压制时间和释放时间，所述压制时间与所述延时器的延迟时间绑定，以使得增益值的调整时间与输入信号到达乘法器的时间匹配，使得增益调整完毕和输入信号达到乘法器的时刻相同。
如图2所示，为本发明实施例提供的位移动态范围控制模块的功能模块示意图；本实施例中位移DRC包括一个增益生成模块Gain Computer和增益平滑模块Gain Smooth。增益生成模块Gain Computer包含三个参数：阈值Threshold、增益曲线平滑过渡的Knee，和增益曲线的压制斜率Ratio。在一个实施例中，对于位移的控制要求，增益曲线的压制斜率Ratio一般设置为0，保证能够将位移强制压制在阈值Threshold以下。增益曲线平滑过渡Knee一般设置为5dB～20dB，保证增益曲线未压制部分和压制部分的中间有个平滑过渡，使得最后的扬声器的声音听感不会有过硬的感觉。
增益平滑模块Gain Smooth模块中的增益压制时间Attacktime为调制增益Gain的压制时间，增益释放时间Releasetime为调制增益Gain的释放时间，保证了Gain不会有突变，从而不会造成扬声器/喇叭忽大忽小的听感，例如，若温度升高了，控制阈值变小，增益也要变小，增益要从-3dB调整到-6dB，则增益压制时间Attacktime就是指从-3dB调整到-6dB所需要的时间。若温度下降了，控制阈值变大，增益也要变大，增益要从-7dB释放到-2dB，则增益释放时间Releasetime即为从-7dB调整到-2dB所需要的时间。
需要说明的是，本实施例中，增益压制时间Attacktime和延时器5的延迟时间绑定，使得延时器的延迟时间与增益调整所需要的时间配合，保证了扬声器/喇叭最后的实际位移不会超出规定的最大位移。
当位移动态范围控制模块输入端输入的预测位移Predict Excursion超过位移动态范围控制模块的固定控制阈值Threshold时，增益生成模块Gain Computer会产生一个较小的增益Gain来降低扬声器端的输入信号Dout，使得最终扬声器的实际位移刚好等于或者略小于规定的最大位移。
当温度Temperature发生变化如变成高温时，其他条件不变的情况下，扬声器/喇叭的实际位移会变大。这是因为扬声器/喇叭的腔体两端的气压随着温度的升高愈发的不对称，会产生一个位移偏移，加上喇叭的其它非理想因素综合导致。因此，此时需要根据温度将控制阈值Threshold调小，从而使得增益Gain较常温下更小，使得该温度下，喇叭的实际最大位移仍旧没有超过规定的最大位移。因此，本申请的实施例中将控制阈值Threshlod做成和温度Tempreture相关的函数，根据温度高低对控制阈值作动态调整。
为了简化该方案的计算量，在一个可选方案中，通过实际测试，在固定喇叭位移预测模块，相同位移DRC阈值条件下，得到不同温度对应喇叭/扬声器的实际最大位移的测试结果数据，用多项式拟合出该测试数据和温度的关系(选择多项式拟合是为了简化计算量，不限于用多项式拟合)。将该多项式关系反向叠加在位移DRC阈值threshold下，便可以得到本申请各实施例中控制阈值Threshold关于温度的函数：
Threshold(T)＝Threshold-k*(a1*T+a2*T2+...+an*Tn)
其中(a1*T+a2*T^2+...+an*T^n)是实际测试不同温度下实际最大位移和温度的表达式；k是反向修正的系数；Threshold是原来与温度无关的固定位移DRC阈值。Threshold(T)为根据温度动态调整的位移DRC阈值。
将上述公式写成一般简化的形式：
Threshold(T)＝b0+b1*T+b2*T2+...+bn*Tn
其中，b0＝Threshold，b1＝-k*a1,以此类推。
因此，根据建立的多项式关系，可以依据实时的温度实时调整Threshold(T)，保证各种温度特别是高温条件下的扬声器/喇叭位移不会超出规定的最大位移。
本实施例中提供的DRC模块，能够根据扬声器线圈的实时温度，动态修改位移DRC中的控制阈值，当温度较高时，其他条件相同的情况下，扬声器振膜的实际位移会变大，因此，可以通过将位移DRC中的控制阈值动态减小，便可以降低位移DRC模块的输出增益Gain，使得扬声器的实际位移变小，从而不超过规定的最大位移，有效避免了因为温度较高而有可能出现的扬声器振膜位移超过规定的最大位移，导致的扬声器损坏的现象。
扬声器模型建立，请参见图3，图3为本发明实施例提供的扬声器模型建立示意图；其中，R为扬声器的直流电阻，L为扬声器的等效电感。
L2和R2为高频时扬声器涡流效应等效出来的电感和电阻。这两个参数对扬声器模型的影响比较少，在模型精度要求不是非常苛刻的情况下，可以忽略。
m为扬声器线圈的质量，r为扬声器的机械阻尼，1/c为扬声器的机械弹簧系数。
在扬声器的等效模型中有两个环路，如图3中所示，左边的为电压环路，右边为力学的环路。用数学表达式可以表示为：
其中U(t)为实时的输入电压值，I(t)为实时的电流值，x(t)为小型扬声器振膜的实时位移。
将上述两式利用数字信号的系统知识转换成Laplace域(S域)表达式：
将laplace域的二式联立，消去I(s)，便可以得到x(s)关于U(s)的表达式：
对于特定规格的小型扬声器，Bl、c、R、m、L、r都为线性参数，可以直接测得，为已知量。Bl为所述扬声器的磁感应强度和线圈长度的乘积，m为扬声器线圈的质量，r为扬声器的机械阻尼，1/c为扬声器的机械弹簧系数，R为扬声器的直流电阻，L为扬声器的等效电感。其中，S是laplace域的变量，和频率相关。
综上所述，本发明实施例提供的扬声器振膜控制电路工作原理包括：
请继续参见图1，电压输入信号Din经过位移预测模块(Excursion Model)便可以得到预测位移值。DRC(Dynamic range control，动态范围控制)，即根据输入信号的幅度大小，根据预测位移值和控制阈值的大小关系，动态调整不同的增益Gain，乘法器将电压输入信号Din和增益Gain相乘的结果，也即电压输出信号Dout输出到扬声器，从而动态调整扬声器的振膜位移幅度大小。
具体调整方法为：当预测位移值超过控制阈值时，增益Gain会变小，电压输出信号Dout也会相应变小，从而使得最后扬声器的实际位移刚好等于或者略小于规定的最大位移。
需要说明的是，考虑到一些扬声器的差异性和应用中的可能存在的老化，通常会适当放一点裕量，不让调节的位移刚好等于扬声器规定的最大位移，本发明实施例中所述略小于可以为规定的最大位移的1％～10％，包括端点值，也即，最后扬声器的实际位移为规定的最大位移的90％～99％，包括端点值。根据不同的应用场景，略小于的设置可以灵活设置，比如微型喇叭的最大位移只有0.3mm，略小于可能是0.28mm。其他大型扬声器如果有1mm的话，略小于就可以设成0.9mm，这个可以根据应用的实际情况确认。
当预测位移值小于控制阈值时，增益Gain为1(或者0dB)，或者适当增大，保证最终的位移不会超过控制阈值甚至有所提升，提高了扬声器的响度。比如控制阈值为0.3mm，如果原来输入信号产生的预测位移值是0.2mm，那就可以通过改变增益值达到提升扬声器最终位移的目的，只要提升后的实际位移不超过规定的最大位移即可。
也即本发明提供的扬声器振膜控制电路，包括位移预测模块、位移动态范围控制模块、温度计算模块、乘法器；由于增加了扬声器实时温度计算模块，且该温度计算模块与位移动态范围控制模块相连，也即通过温度计算模块能够得到扬声器所处环境的实时温度，将该实时温度反馈至位移动态范围控制模块，使得得到的增益值与实时温度相关，从而提高扬声器振膜位移的控制精确度，避免出现因为温度影响扬声器振膜超过规定的最大位移值，进而导致损坏扬声器的问题，保护了扬声器。
基于相同的发明构思，本发明实施例还提供一种扬声器振膜控制方法，如图4所示，为本发明实施例提供的扬声器振膜控制方法流程示意图；所述扬声器振膜控制方法，基于上面实施例中所述的扬声器振膜控制电路，所述扬声器振膜控制方法具体包括：
S101：获取电压输入信号和所述扬声器的实时温度；
S102：根据所述电压输入信号得到预测位移值；
S103：根据所述预测位移值和所述实时温度计算得到增益值；
S104：将所述电压输入信号与所述增益值相乘，输出电压输出信号，控制所述扬声器发声。
需要说明的是，由于DRC根据预测位移值调整增益需要一定时间的平滑过渡，为了防止增益突变导致扬声器的声音忽大忽小，本发明实施例中在电压输入信号Din和增益Gain相乘之前，还包括：对所述电压输入信号进行延时，得到延时电压输入信号，用于与所述增益值进行相乘。
所述根据所述预测位移值和所述实时温度计算得到增益值，具体包括：根据所述实时温度，计算与实时温度相关的控制阈值；根据所述预测位移值和所述与实时温度相关的控制阈值，得到所述增益值，例如，在本实施例中三者关系可以为增益值等于与实时温度相关的控制阈值除以预测位移值，在本发明的其他实施例中，三者关系还可以为其他关系，本实施例中对此不作限定。其中，获取扬声器的实时温度可以包括：获取所述扬声器输入端电压和所述扬声器输入端实时电流；根据所述扬声器输入端电压和所述扬声器输入端实时电流，计算得到所述扬声器的直流阻抗；根据所述直流阻抗计算得到所述直流阻抗对应的扬声器实时温度。具体计算过程，可以根据上面实施例中说明，以及结合图1来进行计算，本实施例中对此不作详细说明。
另外，需要说明的是，本实施例中与实时温度相关的参数是控制阈值，其中，与实时温度相关的控制阈值表达式为：
Threshold(T)＝Threshold-k*(a1*T+a2*T2+...+an*Tn)
其中，(a1*T+a2*T^2+...+an*T^n)为实际测试不同温度下，扬声器实际最大位移和温度的表达式；k是反向修正的系数；Threshold为与温度无关的固定位移动态范围控制阈值，Threshold(T)为根据温度动态调整的位移动态范围控制阈值。
本发明实施例提供的扬声器振膜控制方法，通过温度动态调整位移DRC控制阈值的方法，保证了扬声器在高温等不同温度环境下，扬声器振膜位移不超出规定的最大位移，保护了扬声器，任何根据温度动态调整位移DRC阈值的方法，都属于本发明保护范围。
在保护方案中加入了延时器的使用，既保证了主观听感的柔和过渡，即扬声器的声音没有突然的忽大忽小现象，又能保证在DRC的增益调整过程中，扬声器的振幅不会超过规定的最大位移。
本发明提供一种扬声器振膜位移控制方法，可以根据温度动态调整位移DRC控制阈值，保证了扬声器在高温等不同温度环境下的实际位移仍然能够有效地控制在规定的最大位移以下，保护了扬声器。
基于相同的发明构思，本发明还提供一种电子设备，可以参见图5，图5为本发明实施例中提供的一种电子设备结构示意图；所述电子设备包括图1所示的扬声器振膜控制电路和扬声器6，其中，扬声器振膜控制电路用于控制所述扬声器的振膜，避免扬声器在高温环境下，出现实际位移超过扬声器的规定的最大位移的现象，从而保证扬声器工作在其最大位移之内，对扬声器起到保护作用。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
还需要说明的是，在本文中，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，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种扬声器振膜控制电路，其特征在于，包括：
位移预测模块、位移动态范围控制模块、温度计算模块、乘法器；
所述位移预测模块用于接收电压输入信号，并根据所述电压输入信号得到预测位移值；
所述温度计算模块用于计算得到所述扬声器的实时温度；
所述位移动态范围控制模块用于接收所述位移预测模块输出的预测位移值和所述温度计算模块输出的实时温度，并根据接收到的所述预测位移值和所述实时温度，计算得到增益值；
所述位移动态范围控制模块包括：增益生成模块；
所述增益生成模块用于接收所述预测位移值和所述扬声器实时温度，计算得到所述位移动态范围控制模块的增益值，所述位移动态范围控制模块的增益值为控制阈值、增益曲线平滑过渡参数和增益曲线的压制斜率的相关函数；其中，所述控制阈值与所述扬声器实时温度呈反相关关系；
所述乘法器用于将所述电压输入信号和所述位移动态范围控制模块输出的增益值相乘，得到电压输出信号；
所述乘法器的输出端与扬声器的输入端相连，用于驱动所述扬声器发出声音。
2.根据权利要求1所述的扬声器振膜控制电路，其特征在于，所述温度计算模块包括：
扬声器输入端电压采样电路、与所述扬声器串联的电阻以及所述电阻两端电压采样电路、温度计算子模块；
所述扬声器输入端电压采样电路用于获取所述扬声器的输入端电压；
所述温度计算子模块用于根据所述电阻的阻值和所述电阻两端的电压，计算得到所述扬声器的输入端实时电流；
并用于根据所述扬声器的输入端电压和所述输入端实时电流，计算得到所述扬声器的直流阻抗；
并用于根据所述直流阻抗计算得到所述直流阻抗对应的所述扬声器的实时温度。
3.根据权利要求1所述的扬声器振膜控制电路，其特征在于，还包括延时器；
所述延时器的输入端用于接收电压输入信号；
所述延时器用于对所述电压输入信号进行延时处理，并将延时后的电压输入信号输出至所述乘法器的一个输入端，以与所述位移动态范围控制模块输出的增益值相乘。
4.根据权利要求3所述的扬声器振膜控制电路，其特征在于，所述动态范围控制模块还包括：
增益平滑模块；
所述增益平滑模块的输入端与所述增益生成模块的输出端相连，所述增益平滑模块的输出端与所述乘法器的另一输入端相连，输出所述位移动态范围控制模块输出的增益值；
所述增益平滑模块用于调制所述增益生成模块输出的增益值的压制时间和释放时间，所述压制时间与所述延时器的延迟时间绑定。
5.一种扬声器振膜控制方法，其特征在于，基于权利要求1-4任意一项所述的扬声器振膜控制电路，所述扬声器振膜控制方法包括：
获取电压输入信号和所述扬声器的实时温度；
根据所述电压输入信号得到预测位移值；
根据所述预测位移值和所述实时温度计算得到增益值；
将所述电压输入信号与所述增益值相乘，输出电压输出信号，控制所述扬声器发声。
6.根据权利要求5所述的扬声器振膜控制方法，其特征在于，在将所述电压输入信号与所述增益值相乘之前，还包括：
对所述电压输入信号进行延时，得到延时电压输入信号，用于与所述增益值进行相乘。
7.根据权利要求5所述的扬声器振膜控制方法，其特征在于，所述根据所述预测位移值和所述实时温度计算得到增益值，具体包括：
根据所述实时温度，计算与实时温度相关的控制阈值；
根据所述预测位移值和所述与实时温度相关的控制阈值，得到所述增益值。
8.根据权利要求7所述的扬声器振膜控制方法，其特征在于，所述与实时温度相关的控制阈值表达式为：
Threshold(T)＝Threshold-k*(a1*T+a2*T2+...+an*Tn)
其中，Bl、c、R、m、L、r均为线性参数，Bl为所述扬声器的磁感应强度和线圈长度的乘积，m为所述扬声器的线圈的质量，r为所述扬声器的机械阻尼，1/c为所述扬声器的机械弹簧系数，R为所述扬声器的直流电阻，L为所述扬声器的等效电感，(a1*T+a2*T^2+...+an*T^n)为实际测试不同温度下，所述扬声器实际最大位移和温度的表达式；k是反向修正的系数；Threshold为固定位移动态范围控制阈值，Threshold(T)为根据温度动态调整的位移动态范围控制阈值。
9.根据权利要求5所述的扬声器振膜控制方法，其特征在于，所述获取电压输入信号和所述扬声器的实时温度中，获取所述扬声器的实时温度具体包括：
获取所述扬声器输入端电压和所述扬声器输入端实时电流；
根据所述扬声器输入端电压和所述扬声器输入端实时电流，计算得到所述扬声器的直流阻抗；
根据所述直流阻抗计算得到所述直流阻抗对应的扬声器实时温度。
10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-4任意一项所述的扬声器振膜控制电路和扬声器，所述扬声器振膜控制电路用于控制所述扬声器的振膜。
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