DE112009005469T5

DE112009005469T5 - Lautsprecherschutzvorrichtung und Verfahren dafür

Info

Publication number: DE112009005469T5
Application number: DE112009005469T
Authority: DE
Inventors: Jukka Vesa Tapani V. Rauhala; Jouni Paaaho
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Technologies Oy
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2029-12-25
Also published as: WO2011076288A1; US20120300949A1; DE112009005469B4; US9066171B2

Abstract

Eine Vorrichtung umfasst mindestens einen Prozessor und mindestens einen Speicher, der Computerprogrammcode enthält; wobei der mindestens eine Speicher und der Computerprogrammcode dafür konfiguriert sind, zusammen mit dem mindestens einen Prozessor die Vorrichtung mindestens zu Folgendem zu veranlassen: Ermitteln mindestens eines Parameters eines Umformers auf der Grundlage empfangener Informationen; und Modifizieren eines empfangenen Signals zum Betätigen des Umformers auf der Grundlage der ermittelten Parameter des Umformers und eines Frequenzspektrums des empfangenen Signals. Die Vorrichtung schützt den Umformer vor Beschädigung aufgrund übermäßiger Auslenkung, die durch das empfangene Signal verursacht wird.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung. In einigen Ausführungsformen betreffen das Verfahren und die Vorrichtung das Modifizieren eines Ansteuersignals zum Schützen eines Umformers.
Einige tragbare elektronische Geräte umfassen Umformer, wie zum Beispiel Lautsprecher und/oder Ohrhörer, die sehr klein sein müssen. Umformer sind wichtige Komponenten in elektronischen Geräten, wie zum Beispiel Mobiltelefonen, zum Zweck der Wiedergabe von Musik oder zum Führen eines Telefonats. Die Qualität und Lautstärke eines Umformers in einem elektronischen Gerät sind wichtig, besonders wenn ein Nutzer Töne, die durch ein elektronisches Gerät erzeugt werden, in einiger Entfernung zu dem elektronischen Gerät anhört.
Um von Umformern, wie zum Beispiel elektroakustischen Lautsprechern, eine gewisse Lautstärke zu erhalten, wurden in der Regel die Ansteuersignalpegel der Umformer erhöht. Allerdings können Umformer auf hohe Ansteuersignals empfindlich reagieren: diese können den Lautsprecher beschädigen oder seine Leistung beeinträchtigen, weil das hohe Ansteuersignal eine übermäßige Schwingungsauslenkung der sich bewegenden Teile des Lautsprechers verursachen kann. Insbesondere eine Schwingspulenbaugruppe eines elektroakustischen Lautsprechers ist anfällig für Schäden durch eine übermäßige Schwingungsauslenkung.
Es ist bekannt, ein Eingangssignal für einen Umformer zu verarbeiten, indem man das ursprüngliche Eingangssignal durch ein Filter schickt. Das Filter erzeugt eine Grenzfrequenz und eine Dämpfungsverstärkung, die in Abhängigkeit von einer geschätzten Auslenkung einer Schwingspulenbaugruppe in einem Umformer, wie zum Beispiel einem elektroakustischen Lautsprecher, gesteuert werden. Allerdings erzeugt das Filter eine grobe Dämpfung des ursprünglichen Audiosignals, die den gesamten Bassfrequenzbereich des ursprünglichen Audiosignals dämpfen kann. Für einen Nutzer kann sich das so anhören, dass Schallwellen, die von einem Umformer ausgehen, der Signale aus dem Filter verwendet, aufgrund der Dämpfung der Bassfrequenzen ungewöhnlich hell klingen.
Ein weiteres Problem der bekannten Systeme ist, dass Lautsprecher sich in Bauart und Leistung unterscheiden. Da der modellabhängige Lautsprecherschutz in Bezug auf die geschätzten Parameterwerte nicht abweichungstolerant ist, können Lautsprecher schadensanfällig werden, weil der Lautsprecherschutz im Fall von Herstellungstoleranzen nicht hinreichend funktioniert.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung haben die Lösung eines oder mehrerer der oben beschriebenen Probleme zur Aufgabe.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die Folgendes umfasst: mindestens einen Prozessor; und mindestens einen Speicher, der Computerprogrammcode enthält; wobei der mindestens eine Speicher und der Computerprogrammcode dafür konfiguriert sind, zusammen mit dem mindestens einen Prozessor die Vorrichtung mindestens zu Folgendem zu veranlassen: Ermitteln mindestens eines Parameters eines Umformers auf der Grundlage empfangener Informationen; und Modifizieren eines empfangenen Signals zum Betätigen des Umformer auf der Grundlage der ermittelten Parameter des Umformer und eines Frequenzspektrums des empfangenen Signals.
Bevorzugt ist der Prozessor dafür konfiguriert, ein modifiziertes Signal für den Umformer auszugeben.
Bevorzugt ist das empfangene Signal zum Betätigen des Umformers dafür konfiguriert, einen ersten Teil des Umformers von einem zweiten Teil des Umformers auszulenken.
Bevorzugt umfasst die Vorrichtung ein erstes Filter, das dafür konfiguriert ist, das empfangene Signal durch Dämpfen des empfangenen Signals zu modifizieren.
Bevorzugt ist das erste Filter dafür konfiguriert, einen ersten Abschnitt des Frequenzspektrums in Abhängigkeit von einem zweiten Abschnitt des Frequenzspektrums zu dämpfen.
Bevorzugt umfasst die Vorrichtung ein zweites Filter zum Kompensieren des empfangenen Signals auf der Grundlage empfangener Informationen, die Umgebungsinformationen des Umformers umfassen.
Bevorzugt sind die Umgebungsinformationen Temperaturinformationen des Umformers. Bevorzugt ist der Prozessor dafür konfiguriert, eine maximale Auslenkung des ersten Teils des Umformers und des zweiten Teils des Umformers zu bestimmen.
Bevorzugt ist der Prozessor dafür konfiguriert, eine Auslenkung des ersten Teils des Umformers von dem zweiten Teil des Umformers auf der Grundlage des empfangenen Signals zu schätzen.
Bevorzugt dämpft das erste Filter das empfangene Signal, wenn der Prozessor bestimmt, dass die geschätzte Auslenkung des ersten Teils des Umformers von dem zweiten Teil des Umformers größer als die maximale Auslenkung ist.
Bevorzugt wird der mindestens eine Parameter anhand eines oder mehrerer von Folgendem ermittelt: Spannung an den Polen des Umformers, Strom durch den Umformer, Spannung des modifizierten Signals, das an den Umformer auszugeben ist.
Bevorzugt ist der mindestens eine Parameter eines oder mehrere von Folgendem: Impedanz des Umformers, Widerstand einer Komponente des Umformers, Transduktionskoeffizient, Resonanzfrequenz und Resonanzgüte.
Bevorzugt ist der Umformer ein Lautsprecher.
Bevorzugt ist der Prozessor dafür konfiguriert, den mindestens einen Parameter des Umformers dynamisch zu bestimmen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Nutzerendgerät bereitgestellt, das eine Vorrichtung der oben beschriebenen Art umfasst.
Ein elektronisches Gerät kann eine Vorrichtung der oben beschriebenen Art umfassen.
Ein Chipsatz kann eine Vorrichtung der oben beschriebenen Art umfassen.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, das Folgendes umfasst: Ermitteln mindestens eines Parameters eines Umformers auf der Grundlage empfangener Informationen; und Modifizieren eines empfangenen Signals zum Betätigen des Umformers auf der Grundlage der ermittelten Parameter des Umformers und eines Frequenzspektrums des empfangenen Signals.
Bevorzugt umfasst das Verfahren des Weiteren das Ausgeben eines modifizierten Signals für den Umformer.
Bevorzugt lenkt das empfangene Signal zum Betätigen des Umformers einen ersten Teil des Umformers von einem zweiten Teil des Umformers aus.
Bevorzugt umfasst das Verfahren das Modifizieren des empfangenen Signals durch Dämpfen des empfangenen Signals.
Bevorzugt umfasst das Verfahren das Dämpfen eines ersten Abschnitts des Frequenzspektrums in Abhängigkeit von einem zweiten Abschnitt des Frequenzspektrums.
Bevorzugt umfasst das Verfahren das Kompensieren des empfangenen Signals auf der Grundlage empfangener Informationen, die Umgebungsinformationen des Umformers umfassen.
Bevorzugt sind die Umgebungsinformationen Temperaturinformationen des Umformers.
Bevorzugt umfasst das Verfahren das Ermitteln einer maximalen Auslenkung des ersten Teils des Umformers und des zweiten Teils des Umformers.
Bevorzugt umfasst das Verfahren das Schätzen einer Auslenkung des ersten Teils des Umformers von dem zweiten Teil des Umformers auf der Grundlage des empfangenen Signals.
Bevorzugt umfasst das Verfahren das Dämpfen des empfangenen Signals, wenn ermittelt wird, dass die geschätzte Auslenkung des ersten Teils des Umformers von dem zweiten Teil des Umformers größer als die maximale Auslenkung ist.
Bevorzugt wird der mindestens eine Parameter anhand eines oder mehrerer von Folgendem ermittelt: Spannung an den Polen des Umformers, Strom durch den Umformer, Spannung des modifizierten Signals, das an den Umformer auszugeben ist.
Bevorzugt ist der mindestens eine Parameter eines oder mehrere von Folgendem: Impedanz des Umformers, Widerstand. einer Komponente des Umformers, Transduktionskoeffizient, Resonanzfrequenz und Resonanzgüte.
Bevorzugt umfasst das Verfahren das dynamische Ermitteln des mindestens einen Parameters des Umformers.
Gemäß einem vierten Aspekt stellt die Erfindung ein Computerprogramm bereit, das Codemittel umfasst, die dafür geeignet sind, die Schritte des oben beschriebenen Verfahrens auszuführen, wenn das Programm auf einem Prozessor abläuft.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die Folgendes umfasst: Mittel zum Ermitteln mindestens eines Parameters eines Umformers auf der Grundlage empfangener Informationen; und Mittel zum Modifizieren eines empfangenen Signals zum Betätigen des Umformers auf der Grundlage der ermittelten Parameter des Umformers und eines Frequenzspektrums des empfangenen Signals.
Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Anmeldung und wie sie praktiziert werden kann, wenden wir uns nun den begleitenden Zeichnungen zu, in denen beispielhaft Folgendes dargestellt ist:
1 veranschaulicht ein Blockschaubild einer Vorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen;
2 veranschaulicht ein Blockschaubild einer Vorrichtung gemäß einigen weiteren Ausführungsformen;
3 veranschaulicht ein Blockschaubild einer Vorrichtung gemäß einigen weiteren Ausführungsformen;
4 veranschaulicht ein Blockschaubild einer Vorrichtung gemäß einigen weiteren Ausführungsformen;
5 veranschaulicht ein Blockschaubild einer Vorrichtung gemäß einigen weiteren Ausführungsformen;
6 veranschaulicht ein Blockschaubild gemäß weiteren Ausführungsformen;
7 veranschaulicht ein Diagramm einer Lautsprecherimpedanz im Verhältnis zur Frequenz eines Umformers gemäß einigen Ausführungsformen;
8 veranschaulicht ein Flussdiagramm des Verfahrens, das durch die Vorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen ausgeführt wird.
Im Folgenden werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Modifizieren eines Ansteuersignals zum Schützen eines Umformers beschrieben.
1 offenbart eine schematische Darstellung eines elektronischen Gerätes oder einer Vorrichtung 10, das bzw. die einen Umformer 11 umfasst. Der Umformer 11 kann ein integrierter Lautsprecher, wie zum Beispiel ein integrierter Freihandlautsprecher (Integrated Hand-Free, IHF), ein Lautsprecher oder ein Ohrhörer sein.
Der Umformer 11 kann eine dynamische oder sich bewegende Spule, ein piezoelektrischer Umformer, ein elektrostatischer Umformer oder eine Umformeranordnung sein, die mikroelektromechanische Systeme (MEMS) umfasst. Zusätzlich oder alternativ umfasst der Umformer eine Multifunktionsgeräte(Multifunction Device, MFD)-Komponente mit einem oder mehreren des Folgenden: kombinierter Ohrhörer, integrierter Freihandlautsprecher, Vibrationserzeugungsmittel oder eine Kombination davon.
Die Vorrichtung 10 kann in einigen Ausführungsformen ein Mobiltelefon, ein tragbares Audiogerät oder ein sonstiges Mittel zur Klangwiedergabe sein. Die Vorrichtung 10 hat einen Schallauslass, damit Schallwellen von dem Umformer 11 ins Freie gelangen können.
Die Vorrichtung 10 ist in einigen Ausführungsformen ein mobiles Endgerät, ein Mobiltelefon oder eine Nutzerausrüstung für den Betrieb in einem Drahtloskommunikationssystem.
In anderen Ausführungsformen ist die Vorrichtung 10 ein beliebiges geeignetes elektronisches Gerät, das dafür konfiguriert ist, Schall zu erzeugen, wie zum Beispiel eine Digitalkamera, ein tragbarer Audioplayer (mp3-Player) oder ein tragbarer Videoplayer (mp4-Player). In anderen Ausführungsformen kann die Vorrichtung ein beliebiges geeignetes elektronisches Gerät mit einem Lautsprecher sein, der dafür konfiguriert ist, Schall zu erzeugen.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Vorrichtung 10 ein Schallerzeugungsmodul 19, das mit einem Prozessor 15 verknüpft ist. Der Prozessor 15 kann dafür konfiguriert sein, verschiedene Programmcodes auszuführen. Die implementierten Programmcodes können einen Code zum Steuern des Umformers 11 zum Erzeugen von Schallwellen umfassen. In einigen Ausführungsformen umfasst das Schallerzeugungsmodul 19 ein Umformerschutzmodul 20 zum Modifizieren der Audiosignale für den Umformer 11.
Die implementierten Programmcodes können in einigen Ausführungsformen 17 zum Beispiel in dem Speicher 16 gespeichert werden, aus dem sie bei Bedarf durch den Prozessor 15 abgerufen werden können. Der Speicher 16 könnte des Weiteren eine Sektion 18 zum Speichern von Daten bereitstellen, zum Beispiel Daten, die gemäß den Ausführungsformen verarbeitet wurden. Der Code kann, in einigen Ausführungsformen, mindestens teilweise in Hardware oder Firmware implementiert sein.
In einigen Ausführungsformen ist der Prozessor 15 über einen Digital-Analog-Wandler (DAC) 12 mit dem Umformer 11 verknüpft. Der Digital-Analog-Wandler (DAC) 12 kann ein beliebiger geeigneter Wandler sein.
In einigen Ausführungsformen kann der DAC 12 ein elektronisches Audioausgangssignal an den Umformer 11 senden, und beim Empfangen des Audiosignals von dem DAC 12 erzeugt der Umformer 11 Schallwellen. In anderen Ausführungsformen kann die Vorrichtung 10 Steuersignale zum Steuern des Umformers 11 von einem anderen elektronischen Gerät empfangen.
Der Prozessor 15 kann des Weiteren mit einem Sender/Empfänger (TX/RX) 13, einer Benutzerschnittstelle (UI) 14 und einem (nicht gezeigten) Display verknüpft sein. Die Benutzerschnittstelle 14 kann es einem Nutzer ermöglichen, Befehle oder Daten in die Vorrichtung 10 einzugeben. Die Vorrichtung 10 kann jede beliebige geeignete Eingabetechnologie verwenden. Es versteht sich zum Beispiel, dass die Vorrichtung in einigen Ausführungsformen ein Keypad, eine Tastatur, eine Maus, einen Trackball, einen berührungsempfindlichen Bildschirm, einen Joystick und eine Drahtlos-Steuereinheit zum Vornehmen von Eingaben in die Vorrichtung 10 verwenden kann.
2 veranschaulicht ein Blockschaubild gemäß einigen Ausführungsformen. Eine Vorrichtung 10 empfängt ein Signal, das in einigen Ausführungsformen ein Audio-Eingangssignal X für einen Umformer 11 ist, wie in Block 80 in 8 gezeigt. 8 zeigt ein schematisches Flussdiagramm des Prozesses gemäß einigen Ausführungsformen.
Die Vorrichtung 10 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Anordnung zum Verarbeiten eines Signals. Im Interesse einer übersichtlicheren Darstellung wurden nur die Komponenten zum Verarbeiten des Audio-Eingangssignals X zum Schutz des Umformers 11 gezeigt. In einigen Ausführungsformen gibt es weitere Signalverarbeitungskomponenten, die ein Eingangssignal modifizieren können, bevor ein Signal an einen Umformer zum Ansteuern des Umformers 11 ausgegeben wird.
Das Eingangssignal X ist ein Signal zum Betätigen des Umformers 11. In einigen Ausführungsformen ist das Eingangssignal X Informationen zur Wiedergabe von Musik unter Verwendung des Umformers 11. In anderen Ausführungsformen kann das Eingangssignal X Informationen zum Mithören einer Unterhaltung mit einem Umformer 11, wie zum Beispiel einem integrierten Freihandlautsprecher, sein.
In einigen Ausführungsformen wird das Audio-Eingangssignal X in einem Umformerschutzmodul 20 zum Dämpfen des Audio-Eingangssignals X empfangen. Der Vorgang des Empfangens des Audio-Eingangssignals X ist in Schritt 81 von 8 gezeigt. Das Umformerschutzmodul 20 umfasst ein Umformerschutzfilter, das dafür konfiguriert ist, das Audio-Eingangssignal X zu dämpfen, so dass ein Ansteuersignal an den Umformer 11 gesendet wird, das eine übermäßige Auslenkung eines ersten Teils des Umformers von einem zweiten Teil des Umformers 11 verhindert.
In einigen Ausführungsformen ist der Umformer ein elektroakustischer Lautsprecher. Der elektroakustische Lautsprecher umfasst eine Membranspulenbaugruppe, wobei sich eine Spule und eine Membran aus einer Ruheposition heraus bewegen, wenn ein Ansteuersignal den Umformer 11 betätigt. In einigen Ausführungsformen ist der erste Teil des Umformers die bewegliche Membranspulenbaugruppe, und der zweite Teil ist ein statischer Abschnitt des Lautsprechers, wie zum Beispiel ein Rahmen des Lautsprechers. Eine übermäßige Auslenkung findet statt, wenn die Membran aus der Ruheposition um eine solche Distanz ausgelenkt wird, dass ein Schaden verursacht wird und die Leistung des Umformers beeinträchtigt wird. Alternativ oder zusätzlich kann es auch zu einer übermäßigen Auslenkung kommen, wenn die Verzerrung aufgrund von Nichtlinearitäten einer Komponente oder einer Implementierung einen gewünschten Wert überschreitet. In einigen Ausführungsformen kann das Umformerschutzmodul 20 mechanische Komponenten und/oder Schaltkreise umfassen.
Ein Parameterschätzungsmodul 22 empfängt Informationen bezüglich des Umformers 11. Der Vorgang des Empfangens von Informationen bezüglich des Umformers 11 ist in Schritt 83 von 8 gezeigt. Das Parameterschätzungsmodul 22 ermittelt Parameter des Umformers 11 auf der Grundlage der empfangenen Informationen. Der Vorgang des Ermittelns von Parametern des Umformers ist wie in Schritt 84 gezeigt. In einigen Ausführungsformen sind die empfangenen Informationen Messungen des Umformers 11. Zum Beispiel können die Messungen Strom- und Spannungsinformationen umfassen, die zwischen Lautsprecherpolen des Umformers 11 gemessen werden. Zusätzlich oder alternativ wird die Spannung auf der Grundlage des Ausgangssignals von dem Umformerschutzfilter 20 geschätzt.
Das Parameterschätzungsmodul 22 sendet die geschätzten Umformer-Parameter an das Umformerschutzmodul 20. Der Vorgang des Sendens der geschätzten Umformer-Parameter von dem Parameterschätzungsmodul 22 an das Umformerschutzmodul ist als der Pfeil gezeigt, der die Schritte 84 und 85 verbindet.
Auf der Grundlage der empfangenen ermittelten Parameter des Umformers 11 und des empfangenen Audio-Eingangssignals ermittelt das Umformerschutzmodul 20 die geschätzte Auslenkung, um die das Audio-Ausgangssignal Y die Spule und die Membran aus der Ruheposition bewegt, wie in Schritt 85 gezeigt.
Das Umformerschutzmodul 20 ruft eine maximal zulässige Auslenkung der Spule und der Membran aus der Ruheposition des Speichers 16 ab. Die maximale Auslenkung ist eine zuvor festgelegte Schwelle, deren Überschreitung den Umformer 11 beschädigen kann. Des Weiteren ruft in einigen Ausführungsformen das Umformerschutzmodul 20 ein Auslenkungslimit aus dem Speicher ab. Das Auslenkungslimit ist eine zuvor festgelegte Schwelle der Auslenkung der Spule und der Membran aus der Ruheposition, oberhalb der das Audio-Eingangssignal X modifiziert wird. Unterhalb des Auslenkungslimits ist möglicherweise keine Modifizierung des Audio-Eingangssignals X erforderlich.
Zusätzlich kann das Umformerschutzmodul 20 in einigen Ausführungsformen die anhand des Audio-Eingangssignals X ermittelte geschätzte Auslenkung und das Auslenkungslimit des Umformers vergleichen. Das Umformerschutzmodul 20 entscheidet, ob eine Modifikation des Audio-Eingangssignals X notwendig ist. Der Vorgang des Vergleichens der geschätzten Auslenkung und der maximalen Auslenkung ist nicht gezeigt und wird nach Schritt 85 und vor Schritt 86 ausgeführt. Wenn das Umformerschutzmodul 20 schätzt, dass das Audio-Ausgangssignal Y eine Auslenkung verursachen würde, die größer als das zuvor festgelegten Auslenkungslimit des Umformers 11 ist, so ermittelt das Umformerschutzmodul 20 als Nächstes Frequenzspektrum-Informationen aus dem Audio-Eingangssignal und ermittelt, ob die geschätzte Auslenkung größer als die maximale Auslenkung ist, wie unten mit Bezug auf die Schritte 86 und 87 besprochen wird.
In einigen Ausführungsformen ermittelt das Umformerschutzmodul 20 die Frequenzbereiche, die ein Auslenkungs-Ausgabesignal des Umformers des empfangenen Audio-Eingangssignals X dominieren. Das Auslenkungs-Ausgabesignal ist ein Signal, das eine Auslenkung des Umformers verursacht. In einigen Ausführungsformen kann das Auslenkungs-Ausgabesignal anhand des Audio-Ausgangssignals Y ermittelt werden. Der Vorgang des Ermittelns von Frequenzbereichen, die in dem Auslenkungs-Ausgabesignal dominieren, ist in Schritt 86 gezeigt. In einigen Ausführungsformen kann das Umformerschutzmodul 20 bestimmen, die Dämpfungskennlinie des Umformerschutzfilters auf der Grundlage der ermittelten Frequenzspektrum-Auslenkungsinformationen zu steuern.
Das Umformerschutzmodul 20 vergleicht die geschätzte Auslenkung, die anhand des Audio-Eingangssignals X ermittelt wurde, und die maximale Auslenkung des Umformers. Der Vorgang des Vergleichens der geschätzten Auslenkung und der maximalen Auslenkung ist in Schritt 87 gezeigt. Wenn das Umformerschutzmodul 20 schätzt, dass das Audio-Ausgangssignal Y eine Auslenkung verursachen würde, die größer als eine ermittelte maximale Auslenkung des Umformers 11 ist, so sendet das Umformerschutzmodul 20 ein Steuersignal an das Umformerschutzfilter. Der Vorgang des Sendens eines Steuersignals ist in Schritt 88 gezeigt. Um die Dämpfung des Audio-Eingangssignals X zu erhöhen oder zu verringern, kann das Analysemodul die Parameter des Umformerschutzfilters aktualisieren, um die Dämpfungskennlinie des Umformerschutzfilters zu modifizieren. In einigen Ausführungsformen veranlasst das Steuersignal das Umformerschutzfilter, das empfangene Signal zu dämpfen.
In einigen Ausführungsformen kann es einen weiteren Entscheidungsschritt ähnlich dem Entscheidungsschritt 87 geben, um zu ermitteln, ob das Modifizieren des Audio-Eingangssignals X auf der Grundlage des Frequenzspektrums notwendig ist. In anderen Ausführungsformen wird das Audio-Eingangssignal X auf der Grundlage der Frequenzspektrum-Auslenkungsinformationen nur modifiziert, wenn die geschätzte Auslenkung größer als die maximale Auslenkung ist.
Das Umformerschutzmodul 20 ermittelt als Nächstes auf der Grundlage der durch das Audio-Eingangssignal verursachten geschätzten Auslenkung und der ermittelten Frequenzspektrum-Auslenkungsinformationen, ob das Audio-Eingangssignal X ein Modifizieren erfordert. Der Vorgang des Wiederholens der Schritte des Ermittelns, wie in den Schritten 85 und 86 gezeigt, ist in 8 als ein Pfeil von den Schritten 87 und 88 bis zwischen den Schritten 84 und 85 gezeigt. Auf diese Weise ermittelt das Analysemodul dynamisch die Modifikationen, die an dem Audio-Eingangssignal x vorgenommen werden müssen.
In einigen Ausführungsformen wird der Strom unter Verwendung eines Detektionsverstärkers 23 gemessen. Das Parameterschätzungsmodul 22 empfängt die Informationen des gemessenen Stroms vom Detektionsverstärker 23 und der geschätzten Spannung des Audio-Ausgangssignals Y während des Betriebes. Das Parameterschätzungsmodul 22 empfängt Spannungs- und Strominformationen praktisch unablässig während des Betriebes des Umformers 11. Auf diese Weise ermittelt das Parameterschätzungsmodul 22 dynamisch Parameter des Umformers 11, und Parameter eines Umformers können während des Betriebes des Umformers 11 aktualisiert werden. In einigen Ausführungsformen werden die Umformer-Parameter unablässig aus aktualisierten Messungen, die durch das Analysemodul empfangen werden, ermittelt. Der Vorgang des Wiederholens des Schrittes des Ermittelns der Parameter des Umformers ist in 8 als der Schleifenpfeil von Schritt 84 zu Schritt 83 gezeigt. Vorteilhafterweise bedeutet das, dass das Umformerschutzmodul 20 Veränderungen der Umgebungsbedingungen und Parameter des Umformers 11 während des Betriebes des Umformers 11 kompensieren kann.
In einigen Ausführungsformen ist das Umformerschutzfilter ein Niederfrequenz-Kuhschwanzfilter, bei dem es sich um ein Hochpassfilter mit einem flachen Durchlassband und einem flachen Sperrband handelt. Die Parameter des Niederfrequenz-Kuhschwanzfilters (Shelving-Filter) werden gemäß einem Steuersignal modifiziert, das aus dem Umformerschutzmodul 20 empfangen wird. In einigen Ausführungsformen aktualisiert das Steuersignal die Koeffizienten des Niederfrequenz-Kuhschwanzfilters, um die Filterkennlinie zu ändern. Das Steuersignal aus dem Umformerschutzmodul 20 kann das Niederfrequenz-Kuhschwanzfilter veranlassen, das Audio-Eingangssignal X stärker zu dämpfen. Alternativ kann das Steuersignal das Niederfrequenz-Kuhschwanzfilter veranlassen, das Audio-Eingangssignal X weniger zu dämpfen. In einigen Ausführungsformen kann das Umformerschutzfilter mehrere separate Filter umfassen, wobei ein oder mehrere Filter in Abhängigkeit von dem Steuersignal des Umformerschutzmoduls 20 ausgewählt werden.
Nachdem das Audio-Eingangssignal X durch den Umformerschutzfilter modifiziert wurde, wird das Audio-Ausgangssignal Y zum Ansteuern des Umformers 11 an den Umformer 11 gesendet. Der Vorgang des Sendens des Audio-Ausgangssignals ist in Schritt 82 gezeigt. Es können noch weitere Audiosignalverarbeitungsschritte angewendet werden, bevor das Audio-Ausgangssignal an den Umformer 11 gesendet wird.
Vorteilhafterweise dämpft die Vorrichtung 10 ein Audio-Eingangssignal X in Abhängigkeit von Parametern des Umformers 11. Das bedeutet, dass das Audio-Eingangssignal X nicht aufgrund einer zuvor getroffenen Filterauswahl unnötig gedämpft wird. Des Weiteren kann die Vorrichtung deterministisch auf der Grundlage von Parametern abgestimmt werden, die durch das Parameterschätzungsmodul 22 ermittelt wurden, und die Vorrichtung 10 braucht nicht nach der Versuch-und-Irrtum-Methode abgestimmt zu werden. Die Vorrichtung 10 kann sich an Änderungen der Parameter des Umformers 11 im zeitlichen Verlauf anpassen.
3 veranschaulicht ein Blockschaubild einiger weiterer Ausführungsformen. 3 zeigt die Vorrichtung 10, die ein Umformerschutzmodul 30 umfasst.
Ähnlich den Ausführungsformen, die mit Bezug auf 2 beschrieben sind, empfängt die Vorrichtung 10 ein Audio-Eingangssignal X. Das Audio-Eingangssignal X wird in ein Schutzfilter 31 eingespeist, das dafür konfiguriert ist, die Auslenkungen in dem Umformer 11 zu begrenzen. Ähnlich zuvor beschriebener Ausführungsformen wird das Umformerschutzfilter 31 in Abhängigkeit von aktualisierten Parametern des Umformers 11 modifiziert.
Die Parameter eines Umformers 11 werden in einem Parameterschätzungsmodul 32 geschätzt. Das Parameterschätzungsmodul 32 empfängt Informationen des Umformers 11. In einigen Ausführungsformen empfängt das Parameterschätzungsmodul ein gemessenes Stromsignal und ein gemessenes Spannungssignal, die an den Polen des Umformers 11 gemessen werden. In einigen Ausführungsformen werden die Spannung und der Strom durch einen Detektionsverstärker gemessen.
Die Umformer-Parameter können durch das Parameterschätzungsmodul 32 auf der Grundlage des gemessenen Stroms und der gemessenen Spannung geschätzt werden. In einigen Ausführungsformen verwendet das Schätzungsmodul 32 ein adaptives Modell. Die durch das Parameterschätzungsmodul ermittelten Parameter können einer oder mehrere von Folgendem sein: der Widerstand (R_eb) einer Sprachspule des Umformers 11, der Transduktionskoeffizient (Φ₀) des Umformers, die Resonanzfrequenz (f_c) des Umformers und die Resonanzgüte (Q_c) des Umformers.
Der Widerstand (R_eb) der Sprachspule kann durch das Parameterschätzungsmodul 32 anhand des Grundpegels der Magnitude-Response der elektrischen Impedanz (G₁) des Umformers 11 berechnet werden. Der Transduktionskoeffizient kann auf der Grundlage der Differenz des höchsten Wertes (G₂) der Magnitude-Response der elektrischen Impedanz (G₂ – G₁) des Umformers 11 und eines Grundpegels der Magnitude-Response der elektrischen Impedanz des Umformers 11 ermittelt werden. Das Parameterschätzungsmodul 32 kann die Resonanzfrequenz (f_c) als die Frequenz der höchsten Spitze in der Magnitude-Response der elektrischen Impedanz des Umformers im Frequenzbereich schätzen. Das Parameterschätzungsmodul 32 ermittelt die Resonanzgüte (Q_c) als das Verhältnis der Resonanzfrequenz (f_c) und der Frequenzbandbreite (f_bw). Diese Parameter des Umformers sind in 7 beispielhaft dargestellt. 7 veranschaulicht ein Diagramm der Umformerimpedanz im Verhältnis zur Frequenz. Insbesondere veranschaulicht 7 die Magnitude-Response der elektrischen Impedanz eines beispielhaften Lautsprechers im Frequenzbereich.
Das Parameterschätzungsmodul 32 sendet dann die geschätzten Parameterwerte des Widerstandes (R_eb) der Sprachspule, des Transduktionskoeffizienten (Φ₀) des Umformers, der Resonanzfrequenz (f_c) des Umformers und der Resonanzgüte (Q_c) des Umformers an das Auslenkungsschätzfilter 33.
Auf der Grundlage der empfangenen Parameterinformationen des Umformers und des Audio-Eingangssignals X schätzt das Auslenkungsschätzfilter 33 die Auslenkung von Teilen innerhalb des Umformers 11, wenn der Umformer 11 durch das Audio-Eingangssignal X angesteuert wird. Das Auslenkungsschätzfilter 33 sendet dann die Umformer Auslenkungsschätzung an das Analysemodul 34. In einigen Ausführungsformen kann das Auslenkungsschätzfilter 33 die geschätzte Auslenkung mit den ermittelten Lautsprecherparametern auf der Basis eines Lautsprechermodells ermitteln.
Das Auslenkungsschätzfilter 33 sendet ein Ausgangssignal zu einem Diskreten-Fouriertransformations-Modul 35. Das Diskrete-Fouriertransformations-Modul 35 analysiert das Audio-Eingangssignal X und ermittelt Frequenzspektrum-Informationen des Audio-Eingangssignals X. Insbesondere ermittelt das Diskrete-Fouriertransformations-Modul 35 die Magnitude-Response der geschätzten Umformer-Auslenkung über das Frequenzspektrum des Audio-Eingangssignals hinweg. Auf diese Weise werden Informationen über den Bereich von Frequenzen ermittelt, bei denen das Audio-Eingangssignal eine Auslenkung des Umformers 11 verursacht. Das Diskrete-Fouriertransformations-Modul 35 gibt Frequenzspektrum-Auslenkungsinformationen an das Analysemodul 34 aus. Alternativ stehen andere Zeit-Frequenz-Wandler zur Verfügung, wie zum Beispiel eine Schnelle Fouriertransformation (FFT).
In einigen Ausführungsformen kann das Diskrete-Fouriertransformations-Modul 35 das Audio-Eingangssignal X empfangen, das nicht das Auslenkungsschätzfilter 33 passiert hat. In diesen Ausführungsformen wird ein Frequenzbereichs-Auslenkungsschätzfilter anstelle eines Zeitbereichs-Auslenkungsschätzfilter verwendet.
Das Analysemodul 34 ermittelt, wenn die geschätzte Auslenkung des Umformers 11 eine maximale Auslenkung des Umformers 11 überschreitet. Die maximale Auslenkung des Umformers kann während der Kalibrierung der Vorrichtung ermittelt und im Speicher 16 der Vorrichtung, auf den das Analysemodul 34 zugreifen kann, gespeichert werden. Alternativ ist die maximale Auslenkung des Umformers 11 ein zuvor festgelegter Parameter. Zum Beispiel kann die maximale Auslenkung des Umformers 11 während der Herstellung der Vorrichtung 11 ermittelt werden.
Wenn das Analysemodul 34 bestimmt, dass die geschätzte Umformer-Auslenkung die maximale Auslenkung des Umformers 11 überschreitet, so sendet das Analysemodul 34 ein Befehlssignal an das Schutzfilter 31. In einigen Ausführungsformen sendet das Analysemodul 34 ein Signal an das Schutzfilter 31, um den Schutzfilter-Koeffizienten so zu aktualisieren, dass die Kennlinie der Dämpfung des Audio-Eingangssignals X durch das Schutzfilter 31 modifiziert wird.
Das Analysemodul 34 ermittelt die Koeffizienten des Schutzfilters 31, die zu aktualisieren sind, auf der Grundlage der Frequenzspektrum-Auslenkungsinformationen, die aus dem Diskreten-Fouriertransformations-Modul 35 empfangen werden. Auf diese Weise kann das Analysemodul 34 die Dämpfungskennlinie des Umformerschutzfilters 31 auf der Grundlage von Auslenkungen des Umformers über das gesamte durch das Diskrete-Fouriertransformations-Modul 35 ermittelte Frequenzspektrum hinweg steuern.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das Analysemodul 34, dass das Eingangssignal ein breites Frequenzspektrum umfasst, und ein Abschnitt des Frequenzspektrums wird gedämpft, um den Umformer 11 zu schützen. In einigen Ausführungsformen bestimmt das Analysemodul 34, dass ein Abschnitt des Frequenzspektrums um einen zuvor festgelegten Anteil im Vergleich zum Rest des Frequenzspektrums gedämpft wird. In einigen Ausführungsformen steuert das Analysemodul 34 die Dämpfungskennlinie des Umformerschutzfilters 31 so, dass die Bassfrequenzen in Abhängigkeit von anderen Frequenzen gedämpft werden, die ebenfalls eine Auslenkung des Umformers 11 verursachen. Vorteilhafterweise wird das Audio-Eingangssignal ohne Entfernen ganzer Abschnitte des Bassfrequenzbereichs gedämpft, und das Timbre des Klangs bleibt nach der Modifikation besser erhalten.
Das Umformerschutzfilter 31 umfasst in einigen Ausführungsformen eine Kombination aus einem einzelnen Kerbfilter (Notch-Filter) und einem einzelnen Kuhschwanzfilter (Shelving-Filter). Die Kerbfilter-Sensorfrequenz kann so abgestimmt werden, dass sie mit der Frequenz der höchsten Spitze in dem Auslenkungsspektrum unterhalb der Resonanzfrequenz (f_c) des Umformers 11 übereinstimmt. Die Kerbfilterverstärkung kann in Abhängigkeit von der Größe (Magnitude) der höchsten Spitze in dem Auslenkungsspektrum unterhalb der Resonanzfrequenz des Umformers parametrisiert werden. Die Kuhschwanzfilterverstärkung und die Grenzfrequenz können auf der Grundlage der Umformer-Auslenkungsschätzung, der ermittelten maximalen Auslenkung des Umformers und der Größe der höchsten Spitze in dem Auslenkungsspektrum unterhalb der Resonanzfrequenz (f_c) des Umformers ermittelt werden.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann das Umformerschutzfilter 31 mehrere Kerbfilter und/oder Kuhschwanzfilter umfassen. Die Kombination aus Kerbfiltern und Kuhschwanzfiltern, die zum Dämpfen des Audio-Eingangssignals X verwendet wird, kann durch ein Steuersignal des Analysemoduls 34 ermittelt werden.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Umformerschutzfilter 31 ein Filter, das durch eine inverse Magnitude-Response mit Bezug auf das Auslenkungsspektrum unterhalb der Resonanzfrequenz des Umformers 11 gesteuert wird.
In einigen Ausführungsformen wird das Analysemodul 34 durch Ermitteln der Koeffizienten zum Aktualisieren des Umformerschutzfilters 31 auf der Grundlage eines oder mehrerer Testtöne kalibriert. Das Analysemodul 34 ermittelt in Reaktion auf die Umformer-Auslenkungsschätzung und die Frequenzspektrum-Auslenkungsinformationen für einen oder mehrere Testtöne die erforderliche Dämpfung und die entsprechenden Umformerschutzfilter-Koeffizienten für ein Audio-Eingangssignal.
In einigen Ausführungsformen modifiziert die Vorrichtung 10 des Weiteren das Audio-Eingangssignal X auf der Grundlage von empfangenen Umgebungsinformationen des Umformers 11. In einigen Ausführungsformen kompensiert die Vorrichtung das Audio-Eingangssignal X auf der Grundlage von Temperaturinformationen des Umformers 11.
Das Parameterschätzungsmodul 32 gibt einen oder mehrere der ermittelten Parameter des Umformers an ein Spulentemperaturschätzungsmodul 36 aus. Das Spulentemperaturschätzungsmodul 36 kann die Temperatur einer Spule in dem Umformer 11 ermitteln. Die Spule kann eine Sprachspule eines Lautsprechers sein. Die Temperatur der Spule kann auf der Grundlage des geschätzten Widerstandes der Sprachspule des Umformers 11 ermittelt werden. Das Spulentemperaturschätzungsmodul 36 gibt ermittelte Temperaturinformationen an ein Temperaturanalysemodul 37 aus. Das Temperaturanalysemodul 37 ermittelt die Veränderung der Temperatur der Sprachspule des Umformers 11 während des Betriebes des Umformers 11. Das Temperaturanalysemodul 37 kann auf der Grundlage der empfangenen Temperaturinformationen ermitteln, dass der Umformer 11 aufgrund der Temperatur anders arbeitet. In einigen Ausführungsformen können das Spulentemperaturschätzungsmodul 36 und das Temperaturanalysemodul 37 ein und dieselbe modulare Entität sein.
Wenn ermittelt wird, dass das Audio-Eingangssignal eine Kompensation wegen Umgebungsveränderungen des Umformers erfordert, so aktualisiert das Temperaturanalysemodul 37 Koeffizienten eines Temperaturkompensationsfilters 28.
Das Temperaturkompensationsfilter 38 modifiziert das Audio-Eingangssignal X, um Änderungen der Leistung des Umformers aufgrund der Temperatur zu kompensieren.
In Reaktion auf empfangene Koeffizienten gibt das Temperaturkompensationsfilter 38 dann ein temperaturkompensiertes Audiosignal an das Schutzfilter 31 und das Auslenkungsschätzfilter 33 aus.
Das Temperaturkompensationsfilter 38 kann in einigen Ausführungsformen eine einzelne Verstärkung sein, die anhand von aus dem Spulentemperaturschätzungsmodul empfangenen Temperaturinformationen parametrisiert wird.
Das Schutzfilter 31 gibt ein modifiziertes Audiosignal an ein Resonanzkompensationsfilter 39 aus. Das Resonanzkompensationsfilter 39 kompensiert die Resonanz des Umformers 11. Das Resonanzkompensationsfilter 39 gibt ein modifiziertes Signal Y aus. Das modifizierte Audio-Ausgangssignal Y wird dann an einen Digital-Analog-Wandler und Verstärker gesendet, woraufhin das Ausgangssignal an den Umformer 11 gesendet wird.
Da einige Ausführungsformen der Erfindung Parameter des Umformers 11 auf der Grundlage von Spannungs- und Strommessungen schätzen, können vorteilhafterweise Parameter von verschiedenen Umformern geschätzt werden. Des Weiteren können Faktoren wie zum Beispiel Alterung, Staub und sonstige Umgebungsfaktoren kompensiert werden, wenn das Umformerschutzfilter 31 das Audio-Eingangssignal X modifiziert. Auf diese Weise wird eine maximale Auslenkung des Umformers nicht überschritten, und das modifizierte Audio-Ausgangssignal ist in der Wahrnehmung ähnlich dem Audio-Eingangssignal möglicherweise ohne hörbare Artefakte.
In einigen Ausführungsformen kann der Prozess, der in jedem Modul in 3 ausgeführt wird, durch einen einzelnen Prozessor gesteuert werden. Zusätzlich oder alternativ können ein oder mehrere Module durch einen einzelnen Prozessor 15 gesteuert werden. In einigen Ausführungsformen steuert ein Prozessor 15 in der Vorrichtung 10 andere Prozessoren, die dafür konfiguriert sind, Module zu steuern. In einigen Ausführungsformen umfasst ein Chipsatz einen oder mehrere Prozessoren.
4 veranschaulicht ein Blockschaubild der Vorrichtung 10 gemäß einigen Ausführungsformen. 4 veranschaulicht einige Ausführungsformen, die die gleichen sind wie Ausführungsformen, die mit Bezug auf 3 beschrieben wurden, außer dass das Parameterschätzungsmodul 32 Parameter des Umformers 11 auf der Grundlage einer geschätzten Spannung auf der Grundlage des modifizierten Ausgangssignals Y schätzt.
5 veranschaulicht ein Blockschaubild einer Vorrichtung 10 gemäß einigen weiteren Ausführungsformen. 5 ähnelt Ausführungsformen, die mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben sind, außer dass das Schutzmodul einige Operationen im Frequenzbereich anstatt im Zeitbereich ausführt.
Das Temperaturkompensationsfilter in einigen Ausführungsformen gibt ein temperaturkompensiertes Audiosignal an ein Diskretes-Fouriertransformations-Modul 40 aus. Das Diskrete-Fouriertransformations-Modul wandelt das Audio-Eingangssignal im Zeitbereich in ein Audio-Eingangssignal im Frequenzbereich um.
Das Signal im Frequenzbereich wird aus dem Diskreten-Fouriertransformations-Modul 40 an das Frequenzbereichs-Schutzfilter 41 und das Frequenzbereichs-Auslenkungsschätzfilter 42 ausgegeben. Das Frequenzbereichs-Schutzfilter 41 gibt ein gedämpftes Frequenzbereichssignal an das Frequenzbereichs-Resonanzkompensationsfilter 43 aus. Um eine Auslenkungsschätzung des Umformers an das Analysemodul 34 zu senden, wird ein Summiermodul 44 verwendet, um das Ausgangssignal des Frequenzbereichs-Auslenkungsschätzfilters 42 zu summieren.
Der Betrieb der Filter ähnelt dem, der in den Ausführungsformen mit Bezug auf 3 und 4 beschrieben ist.
Das Frequenzbereichs-Resonanzkompensationsfilter gibt das modifizierte Frequenzbereichssignal an ein inverses Diskretes-Fouriertransformations-Modul 45 aus, welches das modifizierte Ausgangssignal in den Zeitbereich umwandelt. Das modifizierte Ausgangssignal wird dann wie zuvor ausgegeben. Vorteilhafterweise bedeutet dies, dass komplexe Schätzungen erreicht werden können und dass das Umformerschutzfilter 31 mit mehreren verschiedenen akustischen Designs implementiert werden kann. In einigen Ausführungsformen kann das Umformerschutzfilter in Verbindung mit einem Bassreflexgehäuse verwendet werden.
6 veranschaulicht ein Blockschaubild einer Vorrichtung 10 gemäß einigen Ausführungsformen. 6 ist die gleiche wie die Ausführungsformen, die mit Bezug auf 5 beschrieben wurden, außer dass das Parameterschätzungsmodul 32 nicht enthalten ist. Das Frequenzbereichs-Auslenkungsschätzfilter 42 ist dafür konfiguriert, Parameter-Schätzungen von einem inversen Diskreten-Fouriertransformations-Modul 50 zu empfangen. Das inverse Diskrete-Fouriertransformations-Modul 50 ist dafür konfiguriert, die geschätzte Umformer-Auslenkung zu bestimmen.
In einigen Ausführungsformen vergleicht das Analysemodul 34 ermittelte Umformer-Parameter mit zuvor ermittelten Umformer-Parametern, die im Speicher gespeichert sind. Die gespeicherten Parameter können optimale Parameter sein, die durch einen Hersteller während der optimalen Leistung des Umformers ermittelt wurden. Alternativ oder zusätzlich sind die gespeicherten Umformer-Parameter zuvor ermittelte Parameter des Umformers, wenn der Umformer normal arbeitet.
Das Analysemodul 34 kann nach dem Vergleichen ermittelter Umformer-Parameter und vorheriger Umformer-Parameter, die im Speicher gespeichert sind, ermitteln, dass es ein Problem mit dem Umformer gibt. Zum Beispiel kann das Analysemodul 34 detektieren, dass der Umformer ungewöhnlich heiß ist. Das Analysemodul kann Fehlerinformationen an den Prozessor 15 der Vorrichtung senden. Bei Erhalt der Fehlerinformationen kann der Prozessor 15 den Umformer anweisen, sich abzuschalten, um Schäden am Umformer zu vermeiden. Zusätzlich oder alternativ kann der Prozessor 15 dem Nutzer einen Fehler in dem Umformer 11 anzeigen.
In einigen Ausführungsformen kann eine Kombination aus einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen realisiert werden.
Es ist zu beachten, dass der Begriff „tragbares Gerät” eine Nutzerausrüstung meint. Unter „Nutzerausrüstung” fällt jeder geeignete Typ von Drahtlos-Nutzerausrüstung, wie zum Beispiel Mobiltelefone, tragbare Datenverarbeitungsgeräte oder tragbare Webbrowser. Des Weiteren versteht es sich, dass unter den Begriff „akustische Klangkanäle” Klangauslässe, -kanäle und -hohlräume fallen und dass solche Klangkanäle integral mit dem Umformer oder als Teil der mechanischen Integration des Umformers mit dem Gerät ausgebildet werden können.
Im Allgemeinen können die verschiedenen Ausführungsformen in Hardware oder in Spezialschaltkreisen, Software, Logik oder Kombinationen davon implementiert sein. Einige Aspekte der Erfindung können in Hardware implementiert sein, während andere Aspekte in Firmware oder Software implementiert sein können, die durch einen Controller, einen Mikroprozessor oder ein sonstiges Computergerät ausgeführt werden können, obgleich die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Obgleich verschiedene Aspekte der Erfindung als Blockdiagramme, Flussdiagramme oder unter Verwendung sonstiger bildlicher Darstellungen veranschaulicht und beschrieben sein können, versteht es sich, dass diese im vorliegenden Text beschriebenen Blöcke, Vorrichtungen, Systeme, Techniken oder Verfahren als nicht-einschränkende Beispiele in Hardware, Software, Firmware, Spezialschaltkreisen oder Logik, Allzweck-Hardware oder Controllern oder sonstigen Computergeräten oder Kombinationen davon implementiert sein können.
Die Ausführungsformen dieser Erfindung können durch Computer-Software implementiert werden, die durch einen Datenprozessor des Mobilgerätes, wie zum Beispiel in der Prozessor-Entität, oder durch Hardware oder durch eine Kombination aus Software und Hardware ausgeführt werden kann.
Zum Beispiel kann, in einigen Ausführungsformen, das Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung mit einem Prozessor implementiert sein, der ein Computerprogramm ausführt.
Des Weiteren ist diesbezüglich zu beachten, dass Blöcke des Logikflusses, wie in den Figuren, Programmschritte oder miteinander verbundene Logikschaltkreise, Blöcke und Funktionen oder eine Kombination von Programmschritten und Logikschaltkreisen, Blöcken und Funktionen darstellen können. Die Software kann auf physischen Medien wie Speicherchips oder Speicherblöcken, die innerhalb des Prozessors implementiert sind, magnetischen Medien, wie zum Beispiel Festplatten oder Disketten, und optischen Medien, wie zum Beispiel DVDs und deren Datenvarianten, oder auf CD gespeichert sein.
Der Speicher kann von einer beliebigen Art sein, die für das lokale technische Umfeld geeignet ist, und kann unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Datenspeichertechnologie implementiert sein, wie zum Beispiel Halbleiter-basierte Speicherbausteine, magnetische Speichervorrichtungen und -systeme, optische Speichervorrichtungen und -systeme, feste Datenspeicher und Wechseldatenspeicher. Die Datenprozessoren können von einer beliebigen Art sein, die für das lokale technische Umfeld geeignet ist, und können ☐ als nicht-einschränkende Beispiele ☐ eines oder mehrere von Folgendem sein: Allzweckcomputer, Spezialcomputer, Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren (DSPs), anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs), Gate-Level-Schaltkreise und Prozessoren, die auf der Mehrkernprozessorarchitektur basieren.
Ausführungsformen der Erfindungen können in verschiedenen Komponenten praktiziert werden, wie zum Beispiel Integrierten-Schaltkreis-Modulen. Das Design von integrierten Schaltkreisen ist im Großen und Ganzen ein hoch-automatisierter Prozess. Komplexe und leistungsstarke Software-Tools stehen zur Verfügung, um ein Design auf Logikebene in ein Halbleiterschaltkreis-Design zu verwandeln, das bereit ist, auf einem Halbleitersubstrat geätzt und ausgebildet zu werden.
Programme, wie zum Beispiel jene, die durch Synopsys, Inc. aus Mountain View, Kalifornien, und Cadence Design aus San Jose, Kalifornien, angeboten werden, routen automatisch Leiter und positionieren automatisch Komponenten auf einem Halbleiter-Chip unter Verwendung allgemein anerkannter Entwurfsregeln sowie Bibliotheken mit zuvor gespeicherten Designmodulen. Nachdem der Entwurf für einen Halbleiter-Schaltkreis fertig ist, kann der entstandene Entwurf, in einem standardisierten elektronischen Format (zum Beispiel Opus, GDSII oder dergleichen) an eine Halbleiterfertigungseinrichtung oder „Fab” zur Herstellung übermittelt werden.
Im Sinne der vorliegenden Anmeldung meint der Begriff „Schaltkreise” alles von Folgendem:

(a) reine Hardware-Schaltkreisimplementierungen (wie zum Beispiel Implementierungen ausschließlich in analogen und/oder digitalen Schaltkreisen) und
(b) Kombinationen aus Schaltkreisen und Software (und/oder Firmware), wie zum Beispiel: (i) eine Kombination aus einem oder mehreren Prozessoren oder (ii) Abschnitte von einem oder mehreren Prozessoren/Software (einschließlich digitaler Signalprozessoren), Software und Speicher, die zusammenwirken, um eine Vorrichtung, wie zum Beispiel ein Mobiltelefon oder einen Server, zu veranlassen, verschiedene Funktionen auszuführen, und
(c) Schaltkreise, wie zum Beispiel ein oder mehrere Mikroprozessoren oder ein Abschnitt eines oder mehrerer Mikroprozessoren, die Software oder Firmware für den Betrieb erfordern, selbst wenn die Software oder Firmware nicht physisch präsent ist.

Diese Definition von „Schaltkreisen” gilt für alle Verwendungen dieses Begriffes in dieser Anmeldung, einschließlich der Ansprüche. Als ein weiteres Beispiel würde im Sinne dieser Anmeldung der Begriff „Schaltkreise” ebenfalls eine Implementierung aus lediglich einem Prozessor (oder mehreren Prozessoren) oder einem Abschnitt eines Prozessors und seiner (bzw. ihrer) begleitenden Software und/oder Firmware beinhalten. Der Begriff „Schaltkreise” würde ebenfalls zum Beispiel, und sofern für das konkrete Anspruchselement zutreffend einen integrierten Basisband-Schaltkreis oder einen integrierten Anwendungsprozessor-Schaltkreis für ein Mobiltelefon oder einen ähnlichen integrierten Schaltkreis in einem Server, einem Mobilfunkgerät oder einem sonstigen Netzwerkgerät umfassen.
Die obige Beschreibung hat durch veranschaulichende und nicht-einschränkende Beispiele eine vollständige und informative Beschreibung der beispielhaften Ausführungsform dieser Erfindung gegeben. Allerdings fallen dem einschlägig bewanderten Fachmann verschiedene Modifikationen und Adaptierungen vor dem Hintergrund der vorangegangenen Beschreibung ein, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und den beiliegenden Ansprüchen gelesen wird. Allerdings fallen alle derartigen und ähnlichen Modifikationen der Lehren dieser Erfindung nach wie vor in den Geltungsbereich dieser Erfindung, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen definiert wird. Darin findet sich sogar eine weitere Ausführungsform, die eine Kombination einer oder mehrerer der anderen zuvor besprochenen Ausführungsformen umfasst.

Claims

Vorrichtung, die Folgendes umfasst: mindestens einen Prozessor; und mindestens einen Speicher, der Computerprogrammcode enthält; wobei der mindestens eine Speicher und der Computerprogrammcode dafür konfiguriert sind, zusammen mit dem mindestens einen Prozessor die Vorrichtung mindestens zu Folgendem zu veranlassen: Ermitteln mindestens eines Parameters eines Umformers auf der Grundlage empfangener Informationen; und Modifizieren eines empfangenen Signals zum Betätigen des Umformers auf der Grundlage der ermittelten Parameter des Umformers und eines Frequenzspektrums des empfangenen Signals.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor dafür konfiguriert ist, ein modifiziertes Signal für den Umformer auszugeben.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei das empfangene Signal zum Betätigen des Umformers dafür konfiguriert ist, einen ersten Teil des Umformers von einem zweiten Teil des Umformers auszulenken.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ein erstes Filter umfasst, das dafür konfiguriert ist, das empfangene Signal durch Dämpfen des empfangenen Signals zu modifizieren.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das erste Filter dafür konfiguriert ist, einen ersten Abschnitt des Frequenzspektrums in Abhängigkeit von einem zweiten Abschnitt des Frequenzspektrums zu dämpfen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ein zweites Filter zum Kompensieren des empfangenen Signals auf der Grundlage empfangener Informationen, die Umgebungsinformationen des Umformers umfassen, umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Umgebungsinformationen Temperaturinformationen des Umformers sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Prozessor dafür konfiguriert ist, eine maximale Auslenkung des ersten Teils des Umformers und des zweiten Teils des Umformers abzurufen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Prozessor dafür konfiguriert ist, eine Auslenkung des ersten Teils des Umformers von dem zweiten Teil des Umformers auf der Grundlage des empfangenen Signals zu schätzen.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, wobei das erste Filter das empfangene Signal dämpft, wenn der Prozessor bestimmt, dass die geschätzte Auslenkung des ersten Teils des Umformers von dem zweiten Teil des Umformers größer als die maximale Auslenkung ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Parameter anhand eines oder mehrerer von Folgendem ermittelt wird: Spannung an den Polen des Umformers, Strom durch den Umformer, Spannung des modifizierten Signals, das an den Umformer auszugeben ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Parameter eines oder mehrere von Folgendem ist: Impedanz des Umformers, Widerstand einer Komponente des Umformers, Transduktionskoeffizient, Resonanzfrequenz und Resonanzgüte.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Umformer ein Lautsprecher ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Prozessor dafür konfiguriert ist, den mindestens einen Parameter des Umformers dynamisch zu bestimmen.
Nutzerendgerät, das eine Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche umfasst.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Ermitteln mindestens eines Parameters eines Umformers auf der Grundlage empfangener Informationen; und Modifizieren eines empfangenen Signals zum Betätigen des Umformers auf der Grundlage der ermittelten Parameter des Umformers und eines Frequenzspektrums des empfangenen Signals.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Verfahren des Weiteren das Ausgeben eines modifizierten Signals für den Umformer umfasst.
Verfahren nach den Ansprüchen 16 oder 17, wobei das empfangene Signal zum Betätigen des Umformers einen ersten Teil des Umformers von einem zweiten Teil des Umformers auslenkt.
Verfahren nach den Ansprüchen 16 bis 18, wobei das Verfahren das Modifizieren des empfangenen Signals durch Dämpfen des empfangenen Signals umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Verfahren das Dämpfen eines ersten Abschnitts des Frequenzspektrums in Abhängigkeit von einem zweiten Abschnitt des Frequenzspektrums umfasst.
Verfahren nach den Ansprüchen 16 bis 20, wobei das Verfahren das Kompensieren des empfangenen Signals auf der Grundlage empfangener Informationen, die Umgebungsinformationen des Umformers umfassen, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Umgebungsinformationen Temperaturinformationen des Umformers sind.
Verfahren nach den Ansprüchen 16 bis 22, wobei das Verfahren das Ermitteln einer maximalen Auslenkung des ersten Teils des Umformers und des zweiten Teils des Umformers umfasst.
Verfahren nach den Ansprüchen 16 bis 23, wobei das Verfahren das Schätzen einer Auslenkung des ersten Teils des Umformers von dem zweiten Teil des Umformers auf der Grundlage des empfangenen Signals umfasst.
Verfahren nach den Ansprüchen 23 und 24, wobei das Verfahren das Dämpfen des empfangenen Signals umfasst, wenn ermittelt wird, dass die geschätzte Auslenkung des ersten Teils des Umformers von dem zweiten Teil des Umformers größer als die maximale Auslenkung ist.
Verfahren nach den Ansprüchen 16 bis 25, wobei der mindestens eine Parameter anhand eines oder mehrerer von Folgendem ermittelt wird: Spannung an den Polen des Umformers, Strom durch den Umformer, Spannung des modifizierten Signals, das an den Umformer auszugeben ist.
Verfahren nach den Ansprüchen 16 bis 26, wobei der mindestens eine Parameter eines oder mehrere von Folgendem ist: Impedanz des Umformers, Widerstand einer Komponente des Umformers, Transduktionskoeffizient, Resonanzfrequenz und Resonanzgüte.
Verfahren nach den Ansprüchen 16 bis 27, wobei das Verfahren das dynamische Ermitteln des mindestens einen Parameters des Umformers umfasst.
Computerprogramm, das Codemittel umfasst, die dafür geeignet sind, die Schritte nach einem der Ansprüche 16 bis 28 auszuführen, wenn das Programm auf einem Prozessor abläuft.