TW201415913A - 揚聲器系統及其檢測方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種揚聲器系統，應用於電子裝置，其包括音訊放大器、揚聲器、檢測電阻及控制處理單元，該音訊放大器、揚聲器及檢測電阻串聯形成電流回路，該音訊放大器向該揚聲器輸出電壓，該控制處理單元電性連接於該檢測電阻及該音訊放大器，用於即時檢測該檢測電阻的電壓值，並根據測得的即時電壓值及該檢測電阻的電阻值計算流經揚聲器的即時電流及即時輸出功率，並比較該揚聲器的即時輸出功率與其額定功率，當該即時輸出功率高於該額定功率時，該控制處理單元控制該音訊放大器降低其輸出電壓。還提供一種揚聲器系統檢測方法。

Description

揚聲器系統及其檢測方法

本發明涉及一種電子裝置的揚聲器系統，特別涉及一種具有功率檢測及調節功能的揚聲器系統及其檢測方法。

電子裝置的揚聲器在播放音訊檔時，可能會因播放的音訊檔容量過大或者播放時間過長等因素而使得揚聲器處於重載的狀態，容易導致揚聲器的損害。為了解決上述問題，一般通過限制音訊放大器輸出給揚聲器的額定功率來控制揚聲器的輸出功率，但是，由於音訊放大器、音訊編解碼器及揚聲器特性三者的阻抗一般存在差異，較難精確地將揚聲器的輸出功率限制在該額定功率範圍內，反而容易導致的輸出功率過大或過小，不利於揚聲器的長期使用。

有鑑於此，有必要提供一種可即時檢測及調節揚聲器功率的揚聲器系統。

此外，還提供一種該揚聲器系統的檢測方法。

一種揚聲器系統，應用於電子裝置。所述揚聲器系統包括音訊放大器、揚聲器、檢測電阻及控制處理單元，該音訊放大器、揚聲器及檢測電阻串聯形成電流回路，該音訊放大器向該揚聲器輸出電壓，該控制處理單元電性連接於該檢測電阻及該音訊放大器，用於即時檢測該檢測電阻的電壓值，並根據測得的即時電壓值及該檢測電阻的電阻值計算流經揚聲器的即時電流及即時輸出功率，並比較該揚聲器的即時輸出功率與其額定功率，當該即時輸出功率高於該額定功率時，該控制處理單元控制該音訊放大器降低其輸出電壓。

一種揚聲器系統檢測方法，其包括如下步驟：S1，音訊放大器輸出電壓提供揚聲器工作電壓，以使音訊放大器、揚聲器及檢測電阻形成電流回路；S2，控制處理單元設置一該揚聲器的額定功率；S3，該控制處理單元即時檢測該檢測電阻兩端的電壓值；S4，該控制處理單元計算流經該揚聲器的即時電流值及即時輸出功率；S5，該控制處理單元比較該揚聲器的即時輸出功率與額定功率，若該即時輸出功率小於該額定功率，則音訊放大器保持當前輸出電壓，若該即時輸出功率大於該額定功率，則控制處理單元控制音訊放大器降低其輸出電壓。

上述的揚聲器系統通過在音訊放大器與揚聲器之間串聯檢測電阻，並通過濾波器及控制處理單元電性連接至檢測電阻的兩端，以即時檢測該檢測電阻的電壓值。通過控制處理單元計算出流經揚聲器的即時電流值及即時輸出功率，並判定該揚聲器是否工作於重載，據此調整該揚聲器的輸出功率。這樣可以有效地保護揚聲器，有利於揚聲器的長期使用。

請參閱圖1，本發明的較佳實施方式提供的揚聲器系統100，其可用於各種安裝有揚聲器的電子裝置（圖未示）中，如行動電話、筆記型電腦及個人數位助理（Personal Digital Assistant，PDA）等，以檢測電子裝置的揚聲器20的即時輸出功率。

所述揚聲器系統100包括音訊放大器10、揚聲器20、檢測電阻30、濾波器40及控制處理單元50。該音訊放大器10電性連接至揚聲器20，用以為揚聲器20提供工作電壓。該音訊放大器10向該揚聲器20提供輸出電壓Vo。

所述揚聲器20用於播放音訊文件，該揚聲器20工作時根據該音訊放大器10的輸出電壓Vo，以預定的輸出功率工作。該揚聲器20具有一額定功率，當揚聲器20工作時的輸出功率低於該額定功率時為該揚聲器20的工作安全輸出功率，當其工作時的輸出功率高於該額定功率時，則該揚聲器20處於重載工作狀態。

所述檢測電阻30串聯於該音訊放大器10與該揚聲器20之間，以使該音訊放大器10、揚聲器20及檢測電阻30形成一電流回路。該檢測電阻30的阻值為Rext，本實施例中，該檢測電阻30的阻值為小於1歐姆。該檢測電阻30用於檢測在揚聲器20工作時流經揚聲器20的電流。

所述濾波器40電性連接至該檢測電阻30的兩端。本實施例中，該濾波器為一低通濾波器，用於濾除該揚聲器系統100中的高頻訊號，如D類高頻訊號，以便獲得較理想的該檢測電阻30的直流電壓。

所述控制處理單元50分別電性連接於該濾波器40及該音訊放大器10。該控制處理單元50可為電子裝置的中央處理器（Central Processing Unit，CPU），其可包括一模數轉換器，用於即時檢測該檢測電阻30兩端的即時電壓值，並將該電壓值轉換成數位訊號後進行計算，該控制處理單元50通過測得的該檢測電阻30的即時電壓值與其電阻值，可獲得該檢測電阻30上的即時電流值，亦即流經該揚聲器20的即時電流值，再通過該即時電流值與該音訊放大器10的輸出電壓可計算獲得揚聲器20當前的輸出功率。該控制處理單元50比較該揚聲器20的即時輸出功率與其額定功率，並判定該揚聲器20是否處於重載。

若該控制處理單元50測得的揚聲器20的即時功率低於其額定功率，該音訊放大器10保持當前的輸出電壓Vo。若測得的揚聲器20的即時功率高於其額定功率，則揚聲器20處於重載，則該控制處理單元50可控制該音訊放大器10調整限制其輸出電壓Vo，直至該控制處理單元50測得該揚聲器20的即時輸出功率降至其額定功率後，保持音訊放大器10當前的輸出電壓Vo。

請參閱圖2，當安裝有該揚聲器系統100的電子裝置在使用該揚聲器20工作時，如通過揚聲器20播放音訊檔時，可按照如下的揚聲器功率檢測方法進行：

步驟S01，該音訊放大器10以預定的輸出電壓Vo提供該揚聲器20工作電壓。該音訊放大器10、揚聲器20及檢測電阻30形成電流回路。

步驟S02，該控制處理單元50設置一該揚聲器20的額定功率，該額定功率為該揚聲器20的安全工作的臨界值。

步驟S03，該控制處理單元50即時檢測該檢測電阻30兩端的電壓值Vext。

步驟S04，該控制處理單元50通過該檢測電阻30的電阻值Rext計算流經該揚聲器20的即時電流值Ispk=Vext/Rext。

步驟S05，該控制處理單元50通過該即時電流值Iext與該揚聲器20的工作電壓Vo計算得出該揚聲器20的即時輸出功率。

步驟S06，比較揚聲器20的即時輸出功率與其額定功率。若該即時輸出功率小於該額定功率，該揚聲器20工作於安全的輸出功率範圍內，則執行步驟S07；若該即時輸出功率大於該額定功率，該揚聲器20處於重載狀態，則執行步驟S08。

步驟S07，該揚聲器20保持當前的輸出功率工作。

步驟S08，該控制處理單元50調整控制該音訊放大器10的輸出電壓，以使調整該揚聲器20的即時輸出功率降至其額定功率或降至該額定功率以下，從而使該揚聲器20的工作於額定功率或以下，以保護該揚聲器20。

可以理解，該控制處理單元50所計算該揚聲器20的輸出功率及與其額定功率比對判斷該揚聲器20是否處於重載的資訊及相關提示資訊，可通過電子裝置的顯示單元顯示，以供使用者查看。

本發明的揚聲器系統100通過在音訊放大器10與揚聲器20之間串聯檢測電阻30，並通過濾波器40及控制處理單元50電性連接至檢測電阻30的兩端，以即時檢測該檢測電阻30的電壓值。通過控制處理單元50計算出流經揚聲器20的即時電流值及即時輸出功率，並判定該揚聲器20是否工作於重載狀態，據此調整該揚聲器20的輸出功率。這樣可以有效地保護揚聲器20，有利於揚聲器20的長期使用。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士，於援依本案發明精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。

100．．．揚聲器系統

10．．．音訊放大器

20．．．揚聲器

30．．．檢測電阻

40．．．濾波器

50．．．控制處理單元

圖1為本發明較佳實施方式的揚聲器系統的功能模組圖。

圖2為圖1所示揚聲器系統的揚聲器功率檢測方法的流程圖。

100．．．揚聲器系統

10．．．音訊放大器

20．．．揚聲器

30．．．檢測電阻

40．．．濾波器

50．．．控制處理單元

Claims (10)

1. 一種揚聲器系統，應用於電子裝置，其改良在於：所述揚聲器系統包括音訊放大器、揚聲器、檢測電阻及控制處理單元，該音訊放大器、揚聲器及檢測電阻串聯形成電流回路，該音訊放大器向該揚聲器輸出電壓，該控制處理單元電性連接於該檢測電阻及該音訊放大器，用於即時檢測該檢測電阻的電壓值，並根據測得的即時電壓值及該檢測電阻的電阻值計算流經揚聲器的即時電流及即時輸出功率，並比較該揚聲器的即時輸出功率與其額定功率，當該即時輸出功率高於該額定功率時，該控制處理單元控制該音訊放大器降低其輸出電壓。
2. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器系統，其中所述揚聲器系統還包括濾波器，其電性連接於該檢測電阻的兩端，並電性連接於該控制處理單元，用於濾除高頻訊號。
3. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器系統，其中所述控制處理單元將測得該揚聲器的即時輸出功率與該揚聲器的額定功率進行比較，若該即時輸出功率低於該額定功率，則該音訊放大器保持當前的輸出電壓。
4. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器系統，其中所述濾波器為低通濾波器，用以濾除該揚聲器系統中的高頻訊號，以使該控制處理器獲得較理想的該檢測電阻的電壓。
5. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器系統，其中所述檢測電阻的阻值小於1歐姆。
6. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器系統，其中所述控制處理單元測得的該揚聲器的即時輸出功率及該揚聲器是否處於重載的資訊顯示於該電子裝置的顯示單元。
7. 如申請專利範圍第1項所述之揚聲器系統，其中所述控制處理單元為中央處理器。
8. 一種揚聲器系統檢測方法，其包括如下步驟：
   S1，音訊放大器輸出電壓提供揚聲器工作電壓，以使音訊放大器、揚聲器及檢測電阻形成電流回路；
   S2，控制處理單元設置一該揚聲器的額定功率；
   S3，該控制處理單元即時檢測該檢測電阻兩端的電壓值；
   S4，該控制處理單元計算流經該揚聲器的即時電流值及即時輸出功率；
   S5，該控制處理單元比較該揚聲器的即時輸出功率與額定功率，若該即時輸出功率小於該額定功率，則音訊放大器保持當前輸出電壓，若該即時輸出功率大於該額定功率，則控制處理單元控制音訊放大器降低其輸出電壓。
9. 如申請專利範圍第8項所述之揚聲器系統檢測方法，其中所述檢測電阻的阻值小於1歐姆，該控制處理單元根據檢測到的檢測電阻兩端的即時電壓值及檢測電阻的阻值計算流經揚聲器的即時電流值，並根據該即時電流值計算該揚聲器的即時輸出功率。
10. 如申請專利範圍第8項所述之揚聲器系統檢測方法，其中當檢測到揚聲器的即時輸出功率大於額定功率時，該揚聲器處於重載狀態，控制處理單元控制音訊放大器降低其輸出電壓，以使調整揚聲器的輸出功率降至該額定功率或以下。