CN117015979A - 用于调整扬声器的方法、扬声器和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于调整扬声器的方法、扬声器和电子设备。该方法包括：在扬声器的扬声器驱动器的声音回放期间，从安装在扬声器驱动器的外壳内部和/或外部的一个或多个麦克风获得瞬时声压；通过瞬时声压计算扬声器驱动器的振膜的位移和/或加速度；通过使用计算出的位移和/或加速度来估计扬声器驱动器的至少一个参数；以及使用估计的参数调整要输出到扬声器驱动器的音频信号。

Description

用于调整扬声器的方法、扬声器和电子设备

技术领域

本发明涉及扬声器技术领域，更具体地，涉及一种用于调整扬声器的方法、扬声器和电子设备。

背景技术

扬声器中使用的电动声学换能器(称为扬声器驱动器)对于小信号而言从输入电压到输出声压具有接近线性的传递函数，其中，功率和位移低。在较高水平和大信号域中，驱动器具有非线性行为，并且由于音圈变热会遭受功率压缩。此外，一些扬声器参数(例如，悬架刚度)会随着驱动器年龄的增长而变化。这些情况会导致线性失真，频率响应随时间变化，还会导致非线性失真。

此外，如果超过驱动器机械最大位移或热能力，可能会导致永久性损坏。

在数字信号处理中，峰值限制器常常用于位移限制，RMS限制器用于热保护。为了让这些限制器提供足够的保护，必须使用保守的阈值，从而造成不必要的限制。

在现有技术中，使用电压和电流或者仅应用到驱动器的电流感测来更新用于位移、热保护等的限制器。

发明内容

实施例的一个目的是提供一种用于调整扬声器的新的技术方案。

根据第一方面，提供了一种用于调整扬声器的方法，该方法包括：在扬声器驱动器的声音回放期间，从安装在扬声器的扬声器驱动器的外壳内部和/或外部的一个或多个麦克风获得瞬时声压；通过瞬时声压计算扬声器驱动器的振膜的位移和/或加速度；通过使用计算出的位移和/或加速度来估计扬声器驱动器的至少一个参数；以及通过使用估计的参数来调整要输出到扬声器驱动器的音频信号。

根据第二方面，提供了一种扬声器，该扬声器包括用于调整扬声器的方法，该扬声器包括：安装在扬声器驱动器的外壳内部和/或外部的一个或多个麦克风；和处理设备，其接收来自一个或多个麦克风的瞬时声压，并执行根据本公开的任一实施例的方法的步骤的处理。

根据第三方面，提供了一种电子设备，其包括根据本公开的任一实施例所述的扬声器。

根据实施例，可以提高扬声器的性能。

通过以下参照附图对根据本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的进一步的特征及其优点将变得显而易见。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与对其的描述一起用于解释本发明的原理。

图1是根据实施例的用于调整扬声器的方法的流程图。

图2是根据实施例的扬声器的振膜的示意性块。

图3是示出示例性电子设备的示意图。

具体实施方式

现在将参照附图详细描述本发明的各种示例性实施例。应当注意，除非另有特别说明，否则这些实施例中所描述的组件和步骤的相对布置、数值表达和数值并不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述在本质上仅是说明性的，并且决不旨在限制本发明、其应用或用途。

相关领域的普通技术人员已知的技术、方法和装置可能不会详细讨论，但在适当的时候旨在成为说明书的一部分。

在本文说明和讨论的所有示例中，任何特定值都应当解释为仅是说明性的而非限制性的。因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

注意，在以下附图中，相似的附图标记和字母指代相似项目，因此一旦在一幅图中定义了项目，则可能不需要对后续附图进一步讨论。

扬声器可以用于各种场景。例如，它可以用于TV、智能音箱等。扬声器中采用了许多技术来提高其性能，例如声学失真和均衡。

图1示出了根据实施例的用于调整扬声器的方法的流程图。

如图1所示，在步骤S11，在扬声器的扬声器驱动器的声音回放期间，从安装在扬声器驱动器的外壳内部和/或外部的一个或多个麦克风获得瞬时声压。

在步骤S12，通过瞬时声压计算扬声器驱动器的振膜的位移和/或加速度。

在步骤S13，通过使用计算出的位移和/或加速度来估计扬声器驱动器的至少一个参数。

在步骤S14，通过使用估计的参数来调整要输出到扬声器驱动器的音频信号。

安装在外壳内部或外部的麦克风可以是常用的MEMS麦克风。

在该实施例中，通过使用在扬声器驱动器的外壳外部或内部的一个或多个麦克风，可以将该解决方案嵌入到新的和现有的设计中，而无需实现电压和电流(VI)感测。麦克风技术也可以与无源分频器一起使用。

在该实施例中，调整参数是基于麦克风的数据感测，而不是电路中的电子信号。因此，它能够反映空间中的真实声音特性。

另外，参数是在扬声器驱动器的声音回放期间估计的。因此，参数的估计与声音的回放处理是分开的，并且更新后的参数可以直接用于音频信号的调整。

麦克风感测的瞬时声压是在扬声器驱动器的回放期间获得的，并且可以反映扬声器驱动器的实时状态。例如，随着扬声器驱动器的声音回放，扬声器驱动器的温度、张力状态等可能发生变化，因此预设的模型可能无法准确地反映扬声器驱动器的当前状态，从而导致不正确的位移和温度估计。此外，麦克风测量的声压将包含电压和电流信号中可能不可见的失真，例如由振膜弯曲、外壳谐振和悬架引入的噪声引起的失真。这为分析这种不需要的失真并做出反应提供了机会，例如通过降低有问题的频率范围的输出水平。

在该实施例中，可以连续地计算位移和/或加速度。因此，也可以连续地估计参数。这里可以使用估计的参数来实时预测驱动器的行为。例如，它可以用来避免损坏和减少失真。

这里，以扬声器驱动器的封闭箱体设计为例来解释实施例。

例如，可以基于扬声器驱动器的箱体容积、振膜的面积以及封闭箱体内的大气压力与瞬时声压的比值，通过第一预定关系来计算位移。具体地，可以使用以下公式来设置第一预定关系：

x＝((P₀/P)^1/b-1)·M₀/S

其中，P₀是大气压力，P是箱体内的瞬时声压，M₀是扬声器驱动器静止时的箱体体积，b是环境气体常数，并且S是驱动器振膜的面积。

推导过程可以如下。

一般来说，封闭式箱体设计在低频时内部加压。如果麦克风被放置在封闭式箱体设计内，并假设绝热过程，即当内部压力波动时，没有热传入或传出箱体。理想气体的绝热气体定律可以用于估计振膜的位移。瞬时声压P和容积M[m³]的关系如下：

PV^y＝常数

其中，对于双原子气体(适用于空气)，b＝7/5，M₀是扬声器驱动器静止时的箱体容积，并且P₀是大气压力，约为101325Pa。箱体内的瞬时容积可以写为：

M＝M₀+S·x

其中，S是振膜的面积[m²]，并且x是作为时间的函数的振膜位移[m]。于是，位移x(容积减小时为负)可以计算如下：

这样，我们得到了位移。

扬声器驱动器的振膜的加速度可以通过对位移随时间求导来获得。

存在许多方法来估计扬声器驱动器的参数，并且根据需要可以使用不同的参数来调整扬声器驱动器的性能。在一实施例中，对于具有单一谐振频率的系统，选择由扬声器驱动器的整个系统的品质因数Qts、截止频率w₀和增益G定义的二阶模型作为第二预定关系，并且使用计算出的位移和/或加速度以及第二预定关系来估计参数Qts、w₀和G。

对于其他扬声器设计，例如低音反射式和无源辐射器，也可以通过对测得的加速度进行两次积分来估计位移，并且可能需要更复杂的模型，因为这类设计具有两个谐振频率。

例如，当可以使用线性二阶模型时，第二预定关系是以下传递函数：

A(s)/V(s)＝G·s²/(s²+s·w₀/Qts+w₀ ²)

其中，A(s)/V(s)是电压到加速度的传递函数，s是拉普拉斯变量，s＝σ+i·ω，σ和ω是实数，并且ω是频率。

这里，可以记录输入音频信号以进行估计，并如上所述计算对应的加速度。数字输入音频信号可以通过DAC(数模转换器)和功率放大器的传递函数转换为电压。对于理想的DAC和功率放大器，电压是从对数字输入音频信号的简单缩放获得的。然后，可以使用输入音频信号和加速度来拟合电压到加速度传递函数，使得获得参数Qts、w₀和G。函数拟合可以通过最小均方LMS方法来完成。也可以使用其他估计方法，并且这里省略其描述。

估计是工程领域广泛使用的方法，其可以用于估计传递函数或响应函数的参数。输入音频信号和输出信号用于估计这种传递函数的参数，使得可以确定它。然后，所确定的传递函数可以用于预测和/或调整未来的输出。

也可以使用位移来估计参数。例如，当选择线性二阶模型时，第二预定关系设置为以下的传递函数：

Xd(s)/V(s)＝G·1/(s²+s·w₀/Qts+w₀ ²)

其中，Xd(s)/V(s)是扬声器驱动器的电压到位移传递函数，并且s是拉普拉斯变量。

如上所述，参数Qts、w₀和G也可以通过信号到位移传递函数来估计。

在各个实施例中，由于从麦克风获得的瞬时声压可以反映综合的声场效果，因此可以基于从瞬时声压得出的参数对要输出的音频信号执行至少两次调整。例如，调整包括：

限制音频信号，使得使用估计的参数预测的振膜位移小于或等于第一位移阈值；

执行热保护，使得使用估计的参数预测的音圈温度低于或等于第一热阈值；

使用估计的参数对音频信号执行线性补偿；以及

使用估计的参数对音频信号执行非线性补偿。

在这方面，为设计者提供了更多的设计自由度。例如，设计者可以设计至少两次共享一组参数的调整的扬声器系统。

下面描述了如何执行调整的几个示例。这些示例仅用于解释如何实施实施例，而不是限制其范围或实施方式。

例如，扬声器是封闭式箱体扬声器。本领域技术人员应当理解，扬声器并不限于封闭箱式扬声器，还可以是其他类型的扬声器。本领域技术人员应当理解，可以使用其他合适的传递函数来适应所述其他类型的扬声器。

在一示例中，对音频信号进行限制，使得使用估计的参数预测的振膜位移小于或等于第一位移阈值。例如，基于传递函数，通过使用估计的参数和扬声器驱动器要输出的音频信号来预测振膜位移，Xd(s)/V(s)G·1/(s2+s·wo/Qts+wo

其中，s是拉普拉斯变量，Xd是位移，并且V是电压。在实践中，该公式的离散时域实现用于预测位移。

对于扬声器驱动器，有两个限值：xMax和xMech。xMax是制造商推荐的最大位移，并且xMech是机械限值。xMax小于xMech。当驱动器位移保持在xMax以内时，没有因位移过大而造成机械损坏的风险，但会产生一些失真。然而，驱动器的一些能力被浪费了。如果位移接近或达到机械限值xMech，可能发生永久性损坏。为了产生高声压，驱动器通常在能够容易导致位移达到xMech的电压下运行。为了防止位移超过给定阈值，音频信号在到达功率放大器之前必须经过滤波和限制。

可以通过对信号永久应用高通滤波器来获得保护，但它会减少任何信号水平的可用带宽。一种动态变体根据设置的音量水平改变高通滤波器截止频率，但在较高输出水平时仍然遭受不必要的带宽减少。也可以通过使用具有激进设置的峰值限制器来获得保护，但它会对具有高峰值的信号造成不必要的限制，而这些峰值原本不会导致过度位移。

在某种程度上，通过使用静态模型来预测位移可以获得到更准确的位移限制。在最简单的形式中，对于封闭式箱体扬声器，位移可以建模为前面所示的二阶低通滤波器Xd(s)/V(s)。基于预测的位移，限值输出。所需的前瞻量取决于要监视的最低频率的波长。随着驱动器变热和功率压缩变得显著，驱动器灵敏度、谐振频率和品质因数变化，从而导致静态模型变得不准确。为了克服这个问题，模型必须适应驱动器的当前状态。它依靠系统识别来更新扬声器模型。

电域中的线性二阶位移传递函数可以写为：

Xd(s)/V(s)＝(Bl/Re)·1/(s²·Mms+s·(Rms+Bl²/Re)+Kms)

Bl是力因子[T·m]，Mms是总移动质量[g]，Kms是驱动器悬架刚度[N/m]，Rms是驱动器悬架中的机械阻力[Ns/m]，并且Re[Ohm]是驱动器的DC电阻。

它可以用Qts、w₀和G重写为一般低通形式：

w₀＝1/(Mms/Kms)^0.5

Qts＝(Mms·Kms)^0.5/(Rms+Bl²/Re)

G＝Bl/(Mms·Re)

这样，在估计出Qts、w₀和G之后，固定Mms和Bl，就可以估计Kms、Rms和Re。通过选择不基于Qts、w₀和G的时域实现，可以仅固定Mms而调整Kms、Rms、Re和Bl。在实践中，需要对测得的G进行缩放来校准麦克风安装位置和灵敏度。

估计Re的另一种方法是根据当前测得的声压水平相对于音圈为冷时建模的声压水平。Re的增加将导致声学输出下降。对于长期大功率使用，磁体温度也会增加，从而导致磁通量损失，由此导致声学输出损失。然而，Re的增加是功率压缩的主要来源。

根据增益G，G:

因此，如果假设Bl和Mms恒定，则G和Re成反比。通过知道扬声器为冷时的G，可以从驱动器变热时估计的G找到Re的相对变化。Re的估计变化会有点保守，因为它忽略了磁铁的加热，并假设所有功率压缩都是由音圈变热引起的。

在另一示例中，可以执行热保护。音圈温度根据以下公式随温度升高：

Re_hot＝Re_cold·(1+α·ΔT)

因此，音圈温度通过以下公式上升ΔT：

ΔT＝((Re_cold/Re_hot)-1)/α

ΔT≈((G_cold/G_hot)-1)/α

其中，Re_cold和G_cold是扬声器驱动器为冷时的DC电阻和增益，Re_hot和G_hot是扬声器驱动器变热时的值，并且α是导体材料的电阻的温度系数。对于铜，α为0.00393。

然后，当预测的音圈温升ΔT高于第一热升阈值时，可以执行热保护。

对于小型驱动器(例如，高音扬声器)，如果施加高功率，则温度可能上升得非常快。如果需要，可以通过中间Re估计来补充从测量的Re估计，以最小化温度预测时延。这些估计可以从最后已知的Re值和根据音频信号计算的预测输出功率获得。在该实施例中，热保护可以足够快地反应以保护扬声器驱动器。

在另一示例中，可以执行线性补偿。使用麦克风测量扬声器驱动器的频率响应的优点是它将揭示各种失真，包括无法通过简单扬声器模型建模的线性失真。调整的扬声器传递函数(模型)也可以用来代替测得的频率响应，或者与测得的频率响应结合使用。

例如，封闭式箱体扬声器的线性频率响应由以下电压到加速度传递函数、二阶高通滤波器给出，

A(s)/V(s)＝G·s²/(s²+s·W₀/Qts+w₀ ²)

其中，s是拉普拉斯变量。

为了使调整的G、w₀和Qts值与设定的目标值匹配，可以使用诸如Linkwitz Riley变换的滤波器设计来进行线性均衡。

为了使用测得的频率响应并执行更准确的均衡，将测得的响应与参考输出响应进行比较，以得到其间的第一偏差。可以基于第一偏差来补偿要输出的音频信号。

与给定参考曲线的所有偏差可以通过使补偿滤波器适应差异曲线来补偿。

在另一示例中，可以使用估计的参数对音频信号执行非线性补偿。

例如，力因子Bl和悬架刚度Kms的非线性可以用多项式(例如，四阶)来描述：

Kms(x_d)＝Kms0+Kms1·x_d+Kms2·x_d ²+Kms3·x_d ³+Kms4.x_d ⁴

Bl(x_d)＝Bl0+Bl1.x_d+Bl2·x_d ²+Bl3·x_d ³+Bl4·x_d ⁴

其中，x_d是以米为单位的位移值，当振膜远离驱动器磁铁时为正，并且当靠近磁铁时为负值。当没有再现音频时，驱动器静止位置是x_d为零的地方。由于多项式仅取决于当前位移值，因此它们被称为无记忆的，从而可以将它们直接插入到线性时域实现中。在一种实现中，对于每个离散音频样本，计算新的Qts、w₀和G值：

w₀(x_d)＝(Kms(x_d)/Mms)^0.5

Qts(x_d)＝(Mms·Kms(x_d))^0.5/(Rms+B1(x_d)²/Re)

G(x_d)＝Bl(x_d)/(Mms·Re)

可以通过首先根据输入音频信号计算线性目标位移来执行非线性补偿。这可以使用二阶低通滤波器来完成。所获得的线性目标位移用作位移到电压非线性传递函数的输入。输出是电压信号，该信号被反失真以抵消扬声器驱动器引入的失真。

还可以获得电压到位移非线性传递函数。给定测得的位移和电压到位移函数的正确时域实现，在给定Mms的情况下，可以调整线性和非线性参数Rms、Re、Bl(x_d)和Kms(x_d)。

这里，可以通过使用至少一个麦克风感测到的声压来校正扬声器驱动器行为。此外，通过使用相同的声压，还可以校正扬声器驱动器的声学远场低音输出。也就是说，麦克风可以用于校正扬声器驱动器的两个方面。通过使用麦克风感测到的声压，校正扬声器驱动器的线性频率响应，以产生相同的低音输出，而不论扬声器放置在何处。

可以使用从至少两个麦克风获得的瞬时声压来执行均衡。例如，可以使用从至少两个麦克风获得的瞬时声压来计算扬声器驱动器的声辐射电阻。可以通过使用声辐射电阻来均衡扬声器驱动器的功率响应。

这里，描述均衡的两个示例。

在第一示例中，至少两个麦克风包括安装在外壳外部的两个外部麦克风。可以计算从这两个外部麦克风获得的瞬时声压的平均值作为声压p。可以对从这两个外部麦克风获得的瞬时声压之差进行积分，作为声体积速度U。声阻抗Z可以计算如下：

其中，声辐射电阻Rs是Z的实部。

在第二示例中，至少两个麦克风包括安装在外壳外部的一个外部麦克风和安装在外壳内部的一个内部麦克风。从外部麦克风获得的瞬时声压可以作为声压p。使用从内部麦克风获得的瞬时声压来计算声体积速度U。类似地，声阻抗Z如下：

其中，声辐射电阻Rs是Z的实部。

均衡器基于将当前声功率与参考声功率进行比较。由于功率和电阻成正比，因此它类似于将当前辐射电阻与参考辐射电阻进行比较。均衡滤波器的幅值可以计算为：

EQ_dB(f)＝10·log10(Rs_Ref(f))-10·log10(Rs_cur(f))

其中，f是频率，Rs_Ref(f)是辐射电阻参考，Rs_Cur(f)是当前扬声器位置处的电阻。对于低频，可以假设响应是最小相位。即，可以使用任何最小相位均衡滤波器来应用均衡。

这里，安装在外壳外部的一个或多个麦克风被放置在与扬声器驱动器的振膜的近距离内，以确保高信噪比。对于用于测量振膜加速度的麦克风，近距离是指安装在外壳外部的麦克风所获得的声压的有功部分与其无功部分的比值小于或等于可忽略阈值的距离，并且当该比率小于或等于可忽略阈值时，有功部分与无功部分相比可忽略不计。这样，来自麦克风的信号可以精确地反映振膜加速度。因此，当通过将麦克风放置在扬声器驱动器外部靠近驱动器来记录声压时，可以获得高信噪比。如果麦克风放置在箱体内部，则信噪比更高。

来自扬声器箱体内部或外部的近距离麦克风的瞬时声压可以用于计算振膜加速度和/或位移，由此可以估计相关的扬声器参数。实施例不限于封闭式箱体设计。如果可以再现诸如纯音、多音和正弦扫描的特殊测试激励，则还可以测量谐波失真和互调失真，从而可以评估和反馈非线性性能。

图2示出了根据实施例的扬声器的振膜的示意性块。

如图2所示，扬声器20包括处理设备21。处理设备21还可以包括将模拟音频输入信号转换为数字音频信号的模数转换器。处理设备21可以包括数字信号处理器。

处理设备21连接到数模转换器22。数模转换器22将来自处理设备21的数字音频信号转换为模拟信号。数模转换器22还可以包括功率放大器。功率放大器放大由数模转换器转换的模拟音频信号，并将放大的音频信号输出到扬声器驱动器23。

一个或多个麦克风24、25和26安装在扬声器驱动器的外壳内部和/或外部。在图2中，例如，麦克风24和26安装在外壳外部，并且麦克风25安装在外壳内部。

处理设备21从一个或多个麦克风24、25和26接收瞬时声压，并执行如上所述的方法的步骤的处理。

图3是示出示例性电子设备的示意图。如图3所示，电子设备30包括扬声器32。扬声器32可以是如上所述的扬声器。

尽管已经通过示例对本发明的一些具体实施例进行了详细说明，但是本领域技术人员应该理解，以上示例仅用于说明，并不用于限制本发明的范围。

Claims (19)

1.一种用于调整扬声器的方法，包括：

在所述扬声器的扬声器驱动器的声音回放期间，从安装在所述扬声器驱动器的外壳内部和/或外部的一个或多个麦克风获得瞬时声压；

通过所述瞬时声压计算所述扬声器驱动器的振膜的位移和/或加速度；

通过使用计算出的位移和/或加速度，估计所述扬声器驱动器的至少一个参数；以及

通过使用估计的参数，调整要输出到所述扬声器驱动器的音频信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过所述瞬时声压计算所述扬声器驱动器的振膜的位移和/或加速度包括：

基于所述扬声器驱动器的箱体容积、所述振膜的面积以及大气压与所述瞬时声压的比，通过第一预定关系计算所述位移。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，使用以下公式设置所述第一预定关系：

x＝((P₀/P)^1/b-1)·M₀/S

其中，P₀是大气压，P是所述瞬时声压，M₀是扬声器驱动器静止时的箱体容积，b是环境气体常数，并且S是所述振膜的面积。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过所述瞬时声压计算所述扬声器驱动器的位移和/或加速度包括：

对所述位移随时间求导，以获得所述加速度。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过使用计算出的位移和/或加速度来估计所述扬声器驱动器的至少一个参数包括：

选择由所述扬声器驱动器的整个系统的品质因数Qts、截止频率w₀和增益G定义的二阶模型作为第二预定关系；

在给定Mms的情况下，使用计算出的位移和/或加速度以及第二预定关系来估计参数Qts、w₀和G，或者底层物理参数Re、Rms、Kms和Bl。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，使用计算出的位移和/或加速度和所述第二预定关系来估计参数Qts、w₀和G包括：

通过以下公式使用计算出的加速度估计Qts、w₀和G：

当选择二阶模型时，将所述第二预定关系设置为以下传递函数：

A(s)/V(s)＝G·s²/(s²+s·w₀/Qts+w₀ ²)

其中，A(s)/V(s)是所述扬声器驱动器的电压到加速度传递函数，s是拉普拉斯变量，s＝σ+i·ω，σ和ω是实数，并且ω是频率。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，使用计算出的位移和/或加速度和所述第二预定关系来估计参数Qts、w₀和G包括：

通过以下公式使用计算出的位移估计Qts、w₀和G：

当选择二阶模型时，将所述第二预定关系设置为以下传递函数：

X_d(s)/V(s)＝G·1/(s²+s·w₀/Qts+w₀ ²)

其中，X_d(s)/V(s)是所述扬声器驱动器的电压信号到位移传递函数，s是拉普拉斯变量，s＝σ+i·ω，σ和ω是实数，并且ω是频率。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，通过使用估计的参数调整要输出到所述扬声器驱动器的音频信号包括：执行以下过程中的至少两个：

限制所述音频信号，使得使用估计的参数预测的振膜位移小于或等于第一位移阈值；

执行热保护，使得使用估计的参数预测的音圈温度低于或等于第一热阈值；

通过使用估计的参数对所述音频信号执行线性补偿；以及

通过使用估计的参数对所述音频信号执行非线性补偿。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述扬声器驱动器为封闭箱式扬声器，并且

其中，限制所述音频信号使得使用估计的参数预测的振膜位移小于或等于第一位移阈值包括：

基于以下传递函数，使用估计的参数和所述扬声器驱动器要输出的音频信号来预测振膜的位移，

X_d(s)/V(s)＝G·1/(s²+s·w₀/Qts+w₀ ²)

其中，X_d(s)/V(s)是所述扬声器驱动器的电压信号到位移传递函数，s是拉普拉斯变量，s＝σ+i·ω，σ和ω是实数，并且ω是频率；以及

通过限制要输出的音频信号，将预测的振膜的位移限制在其机械限值内。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，执行热保护使得使用估计的参数预测的音圈温度低于或等于第一热阈值包括：

通过以下公式预测音圈温升ΔT，

ΔT≈((G_cold/G_hot)-1)/α

其中，G_cold是所述扬声器驱动器为冷时的增益，G_hot是所述扬声器驱动器变热时的增益，并且α是导体材料的电阻的温度系数；

当预测的音圈温升ΔT高于第一热升阈值时，执行热保护。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述扬声器驱动器为封闭箱式扬声器，并且

其中，使用估计的参数对所述音频信号执行线性补偿包括：

将调整的Qts、w₀和G值与参考值Qts_Ref、w_0Ref和G_Ref进行比较；

设计滤波器H_LinComp(s)，该滤波器获得由参考值给出的目标响应H_Ref(s)：

H_Ref(s)＝G_Ref·s²/(s²+s·w_0Ref/Qts_Ref+w_0Ref ²)＝H_LinCom(s)·G·s²/(s²+s·w₀/Qts+w₀ ²)使用所述滤波器H_LinComp(s)来执行线性补偿。

12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述扬声器驱动器为封闭箱式扬声器，并且

其中，使用估计的参数对所述音频信号执行非线性补偿包括：

例如给定参考值Qts_Ref、w_0Ref和G_Ref，使用线性模型预测目标位移；

建立将位移转换为电压的非线性模型；以及

使用该非线性模型对目标位移信号进行处理，以得到非线性补偿的电压信号。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括：

使用从至少两个麦克风获得的瞬时声压来计算所述扬声器驱动器的声辐射电阻；以及

通过使用声辐射电阻来均衡所述扬声器驱动器的功率响应。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述至少两个麦克风包括安装在所述外壳外部的两个外部麦克风，并且

其中，计算所述声辐射电阻包括：

计算从所述两个外部麦克风获得的瞬时声压的平均值，作为声压p；

对从所述两个外部麦克风获得的瞬时声压之差进行积分，作为声体积速度U；以及

如下计算声阻抗Z：

其中，所述声辐射电阻Rs是Z的实部。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述扬声器驱动器为封闭箱式扬声器，并且

其中，所述至少两个麦克风包括外部麦克风和内部麦克风，所述外部麦克风安装在所述外壳外部，并且所述内部麦克风安装在所述外壳内部，并且

其中，计算所述声辐射电阻包括：

将从所述外部麦克风获得的瞬时声压作为声压p；

使用从所述内部麦克风获得的瞬时声压计算声体积速度U；以及

如下计算声阻抗Z：

其中，所述声辐射电阻Rs是Z的实部。

16.根据权利要求1所述的方法，其中，安装在所述外壳外部的所述一个或多个麦克风被放置在与所述扬声器驱动器的振膜的近距离内，所述近距离为安装在所述外壳外部的麦克风所获得的声压的有功部分与其无功部分的比值小于或等于可忽略阈值的距离，并且当该比值小于或等于可忽略阈值时，有功部分与无功部分相比可忽略不计。

17.一种扬声器，包括：

安装在扬声器驱动器的外壳内部和/或外部的一个或多个麦克风；和

处理设备，其从所述一个或多个麦克风接收瞬时声压，并执行根据权利要求1-10中任一项所述的方法的步骤的处理。

18.根据权利要求17所述的扬声器，其中，所述处理设备包括数字信号处理器。

19.一种电子设备，其中，所述电子设备包括根据权利要求17所述的扬声器。