TWI699087B - 音圈馬達驅動裝置以及控制訊號提供方法 - Google Patents

音圈馬達驅動裝置以及控制訊號提供方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種音圈馬達驅動裝置，包括：一控制模組；一電流驅動模組；一輸入模組。電流驅動模組根據所述驅動訊號輸出多個數位電流訊號，每一數位電流訊號包括多個電流單位訊號，每一所述數位電流訊號是設置在一第一時間區間中，每一所述數位電流訊號包括多個負向電流單位訊號，所述多個負向電流單位訊號是設置在每一所述數位電流訊號的所述第一時間區間的開始的一第二時間區間中，或是設置在所述第一時間區間結束的一第三時間區間中。

Description

音圈馬達驅動裝置以及控制訊號提供方法
本發明涉及一種音圈馬達驅動裝置以及控制訊號提供方法，特別是涉及一種可以降低磁滯效應的音圈馬達驅動裝置以及控制訊號提供方法。
音圈馬達是一種將電能轉化為機械能的裝置，利用永久磁鐵的磁場與通電線圈產生的磁場交互作用，而產生有規律的運動。然而由於線圈的磁滯效應大幅降低了音圈馬達的效率。
因此，提供一種可以降低磁滯效應的驅動裝置，已經是業界的一個重要課題。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種音圈馬達驅動裝置，接收一初始資訊，以輸出多個控制訊號給一音圈馬達，所述音圈馬達驅動裝置包括：一控制模組；一電流驅動模組，電性連接所述控制模組；一輸入模組，接收所述初始資料，並將所述初始資料傳送至所述控制模組；其中，所述控制模組根據所述初始資料產生一驅動訊號，所述控制模組傳送所述驅動訊號至所述電流驅動模組，所述電流驅動模組根據所述驅動訊 號輸出多個數位電流訊號，每一數位電流訊號包括多個電流單位訊號，每一所述數位電流訊號是設置在一第一時間區間中，每一所述數位電流訊號包括多個負向電流單位訊號，所述多個負向電流單位訊號是設置在每一所述數位電流訊號的所述第一時間區間的開始的一第二時間區間中，或是設置在所述第一時間區間結束的一第三時間區間中。
另外，本發明提供一種將電磁能轉換為機械能的轉換裝置的控制訊號提供方法，包括下列步驟：根據一位移量，提供多個正向電流單位訊號；根據所述多個正向電流單位訊號，提供多個負向電流單位訊號；以及將所述多個負向電流單位訊號設置在所述多個正向電流單位訊號之後、將所述多個負向電流單位訊號設置在所述多個正向電流單位訊號之前，或是將所述多個負向電流單位訊號分別設置在所述多個正向電流單位訊號之前以及所述多個正向電流單位訊號之後。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的音圈馬達驅動裝置以及控制訊號提供方法，可以有效的規範化音圈馬達的行程以及所需能量，更進一步考慮音圈馬達的線圈因為正向電流單位訊號或是負向電流單位訊號造成的磁滯效應，而提供相反電流芳向的負向電流單位訊號或是正向電流單位訊號以降低磁滯效應，可以大幅提高音圈馬達的效率。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
1:音圈馬達驅動裝置
2:音源訊號
10:控制模組
11:輸入模組
12:儲存模組
13:電流驅動模組
31:第一音圈馬達
32:第二音圈馬達
DCS:數位電流訊號
CUS:電流單位訊號
CUS+:正向電流單位訊號
CUS-:負向電流單位訊號
T1:第一時間區間
T2:第二時間區間
T3:第三時間區間
T4:第四時間區間
S110-S140:步驟
圖1是本發明第一實施例的音圈馬達驅動裝置提供驅動訊號給一揚聲器的方塊圖。
圖2為本發明第一實施例的音圈馬達驅動裝置提供的多個數位電流訊號的示意圖。
圖3是圖2的數位電流訊號的電流單位訊號的第一配置方式的示意圖。
圖4是圖2的數位電流訊號的電流單位訊號的第二配置方式的示意圖。
圖5是圖2的數位電流訊號的電流單位訊號的第三配置方式的示意圖。
圖6是圖2的數位電流訊號的電流單位訊號的第四配置方式的示意圖。
圖7是圖2的數位電流訊號的電流單位訊號的第五配置方式的示意圖。
圖8是本發明第二實施例的控制訊號提供方法的流程圖。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所提供有關“音圈馬達驅動裝置以及控制訊號提供方法”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所提供的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所提供的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第 二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包含相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[第一實施例]
請參閱圖1以及圖2，圖1是本發明第一實施例的音圈馬達驅動裝置提供驅動訊號給一揚聲器的方塊圖。圖2為本發明第一實施例的音圈馬達驅動裝置提供的數位電流訊號的示意圖。
音圈馬達驅動裝置1接收一初始資訊，以輸出多個控制訊號給一音圈馬達。在本實施例中，初始資訊則是音源訊號2，音圈馬達則設置在揚聲器中。
音圈馬達驅動裝置1包括一控制模組10、一輸入模組11、一儲存模組12以及一電流驅動模組13。
輸入模組11、儲存模組12以及電流驅動模組13電性連接控制模組10。輸入模組11電性連接儲存模組12。
輸入模組11接收初始資料，並將初始資料傳送至控制模組10。輸入模組11是由濾波電路、暫存電路或是鎖相電路所構成，主要是將音源訊號2進行初步的分析。儲存模組12則可以是一快閃記憶體或是一隨機存取記憶體，在本發明中不做限制。
輸入模組11初步分析之後的資料可以直接提供給控制模組10，或是儲存在儲存模組12中，以供控制模組10使用。
控制模組10根據初始資料產生一驅動訊號。控制模組可以根據輸入模組11的分析資料提供一驅動訊號給電流驅動模組13。電流驅動模組13則可以提供相對應的多個數位電流訊號給第一音圈馬達31以及第二音圈馬達 32。
請參閱圖2，圖2中的多個數位電流訊號DCS呈現一弦波。每一數位電流訊號DCS包括多個電流單位訊號CUS。圖2中的數位電流訊號DCS是擷取一第一時間區間T1的作為一個週期的電流訊號。也就是使用者可以將第一時間區間T1視作一個基本的訊號週期作為控制的基礎。在本實施例中，第一時間區間T1可以是1奈秒(10-6秒)或1皮秒(10-9秒)，在本發明中不作限制。而多個電流單位訊號CUS則是設置在數位電流訊號DCS的第一時間區間T1中。
在本實施例中，數位電流訊號DCS可以包括多個正向電流單位訊號CUS+以及多個負向電流單位訊號CUS-。正向電流單位訊號CUS+是提供一個正電流值的電流數位訊號，而負向電流單位訊號CUS-則是提供一個負電流值的電流數位訊號。此外，正向電流單位訊號CUS+以及負向電流單位訊號CUS-的電流振幅是可變的。也就是，正向電流單位訊號CUS+以及負向電流單位訊號CUS-可以根據驅動訊號而調整振幅大小。多個正向電流單位訊號CUS+的振幅可以是相同或是不相同。相同地，多個負向電流單位訊號CUS-的振幅可以是相同或是不相同。再者，第一時間區間T1中可以設置多個電流單位訊號CUS。也就是，第一時間區間T1中可以設置多個正向電流單位訊號CUS+以及多個負向電流單位訊號CUS-。此外，電流單位訊號CUS(正向電流單位訊號CUS+以及負向電流單位訊號CUS-)的數量可以調整，在本發明中不做限制。
請參閱圖3、圖4、圖5、圖6以及圖7，圖3是圖2的數位電流訊號的電流單位訊號的第一配置方式的示意圖。圖4是圖2的數位電流訊號的電流單位訊號的第二配置方式的示意圖。圖5是圖2的數位電流訊號的電流單位訊號的第三配置方式的示意圖。圖6是圖2的數位電流訊號的電流單位訊號的第四配置方式的示意圖。圖7是圖2的數位電流訊號的電流單位訊號的第五配置方式的示意圖。
圖3、圖4、圖5、圖6以及圖7是數位電流訊號DCS的多個正向電流單位訊號CUS+以及多個負向電流單位訊號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。
每一個數位電流訊號可以包括多個正向電流單位訊號CUS+或是多個負向電流單位訊號CUS-。在圖3中，在第一時間區間T1中，全部的電流單位訊號CUS都是正向電流單位訊號CUS+。而在圖4中，在第一時間區間T1中，全部的電流單位訊號CUS都是負向電流單位訊號CUS-。然而，在音圈馬達的驅動過程中，全以同樣的正向電流單位訊號CUS+或是負向電流單位訊號CUS-進行驅動，雖然前進行程的時間可以縮短，但是在返回的行程，則會遇到因為線圈的磁滯現象而使返回時間有所延遲。因此，在第三配置方式、第四配置方式以及第五配置方式，則是將正向電流單位訊號CUS+以及負向電流單位訊號CUS-同時配置在第一時間區間T1之中。
在圖5、圖6以及圖7中，第一時間區間T1可以包括第二時間區間T2、第三時間區間T3以及第四時間區間T4。在時間順序上，則是依序為第二時間區間T2、第四時間區間T4以及第三時間區間T3。
也就是，第二時間區間T2是第一時間區間T1開始後的一段時間區間。第三時間區間T3則是第一時間區間T1將要結束的一段時間區間。在本實施例中，第二時間區間T2以及第三時間區間T3都小於第一時間區間T1的二分之一。
如圖5所示，在第二時間區間T2中，設置了多個負向電流單位訊號CUS-。在第三時間區間T3以及第四時間區間T4中則是設置多個正向電流單位訊號CUS+。圖5中的多個電流單位訊號CUS的功用則是在第一時間區間T1一開始就先提供負向電流單位訊號CUS-，預先將線圈做消磁的動作，以降低磁滯的影響。而後的第四時間區間T4以及第三時間區間T3的正向電流單位訊 號CUS+則是作為提供第一音圈馬達31以及第二音圈馬達32行進一預定行程的能量。
如圖6所示，在第三時間區間T3中，設置了多個負向電流單位訊號CUS-。在第二時間區間T2以及第四時間區間T4中則是設置多個正向電流單位訊號CUS+。圖6中的多個電流單位訊號CUS的功用則是在第一時間區間T1將要結束之前，才提供負向電流單位訊號CUS-，也就是在音圈馬達完成行程行進之後，才將線圈做消磁的動作，以降低後續週期的磁滯影響。第四時間區間T4以及第二時間區間T2的正向電流單位訊號CUS+則是作為提供第一音圈馬達31以及第二音圈馬達32行進預定行程的能量。
如圖7所示，在第二時間區間T2以及第三時間區間T3中，設置了多個負向電流單位訊號CUS-。在第四時間區間T4中則是設置多個正向電流單位訊號CUS+。圖7中的多個電流單位訊號CUS的功用則是在第一時間區間T1的開始以及將要結束前，都提供負向電流單位訊號CUS-，不僅預先將線圈做消磁的動作，在音圈馬達完成行程行進之後，也將線圈做消磁的動作，以降低磁滯的影響。第四時間區間T4的正向電流單位訊號CUS+則是作為提供第一音圈馬達31以及第二音圈馬達32行進一預定行程的能量。
本實施例將音圈馬達所需行程的能量進行切分，利用電流驅動模組13提供多個正向電流單位訊號CUS+以及多個負向電流單位訊號CUS-作為音圈馬達行進的能量。而且進一步考慮音圈馬達的線圈因為正向電流單位訊號CUS+或是負向電流單位訊號CUS-造成的磁滯效應，而提供相反電流芳向的負向電流單位訊號CUS-或是正向電流單位訊號CUS+以進行消磁。
換句話說，音圈馬達在一第一方向的行程所需要的能量可以根據正向電流單位訊號CUS+決定。音圈馬達在與第一方向一第二方向的行程所需要的能量可以根據正向電流單位訊號CUS+決定。此外，由於要達到消磁的 效果，因此，在圖5、圖6、圖7中的多個負向電流單位訊號CUS-的數量與振幅則是根據各自的正向電流單位訊號CUS+的數量與振幅而決定。也就是，在圖5中，第二時間區間T2的多個負向電流單位訊號CUS-的數量與振幅是根據第三時間區間T3以及第四時間區間T4的多個正向電流單位訊號CUS+的數量與振幅而決定。在圖6中，第三時間區間T3的多個負向電流單位訊號CUS-的數量與振幅是根據第二時間區間T2以及第四時間區間T4的多個正向電流單位訊號CUS+的數量與振幅而決定。在圖7中，第二時間區間T2以及第三時間區間T3的多個負向電流單位訊號CUS-的數量與振幅是根據第四時間區間T4的多個正向電流單位訊號CUS+的數量與振幅而決定。在本實施例中，第四時間區間T4大於等於第二時間區間T2以及第三時間區間T3。
本實施例的電流驅動模組13是由多個電流泵電路組成可調整輸出的電流輸出電路，因此可以輸出不同振幅的正向電流單位訊號CUS+或是負向電流單位訊號CUS-。
請參閱圖8，圖8是本發明第二實施例的控制訊號提供方法的流程圖。
在本實施例中，提供一種音圈馬達的控制訊號提供方法，包括下列步驟： 根據一位移量，提供多個正向電流單位訊號(步驟S110)。
根據多個正向電流單位訊號，提供多個負向電流單位訊號(步驟S120)。
將多個負向電流單位訊號設置在多個正向電流單位訊號之後、將多個負向電流單位訊號設置在多個正向電流單位訊號之前，或是將多個負向電流單位訊號分別設置在多個正向電流單位訊號之前以及多個正向電流單位訊號之後(步驟S130)。
設置多個正向電流單位訊號以及多個負向電流單位訊號在一第一時間區間(步驟S140)。
在步驟S110中，使用者可以將音圈馬達所需的行程進行切分，切分成一規範化的單位行程。再計算這一個規範化的單位行程所需要的能量。再者，使用者需要對音圈馬達的規範化的單位行程所需要的能量進行切分，再利用第一實施例中的電流驅動模組13提供多個正向電流單位訊號CUS+以及多個負向電流單位訊號CUS-作為音圈馬達行進的能量。也就是正向電流單位訊號CUS+以及負向電流單位訊號CUS-可以是行程所需的能量單位之一。由於本實施例中，正向電流單位訊號CUS+以及負向電流單位訊號CUS-的振幅都是可變的，因此使用者可以進一步界定振幅大小與行程之間的關係。
在步驟S120中。根據多個正向電流單位訊號CUS+的能量總和，計算所需的多個負向電流單位訊號CUS-的數量與振幅。
在步驟S130中，則是決定多個正向電流單位訊號CUS+以及多個負向電流單位訊號CUS-的配置方式。
在圖5、圖6以及圖7中，第一時間區間T1可以包括第二時間區間T2、第三時間區間T3以及第四時間區間T4。在時間順序上，則是依序為第二時間區間T2、第四時間區間T4以及第三時間區間T3。
也就是，第二時間區間T2是第一時間區間T1開始後的一段時間區間。第三時間區間T3則是第一時間區間T1將要結束的一段時間區間。在本實施例中，第二時間區間T2以及第三時間區間T3都小於第一時間區間T1的二分之一。
如圖5所示，在第二時間區間T2中，設置了多個負向電流單位訊號CUS-。在第三時間區間T3以及第四時間區間T4中則是設置多個正向電流單位訊號CUS+。圖5中的多個電流單位訊號CUS的功用則是在第一時間區間T1 一開始就先提供負向電流單位訊號CUS-，預先將線圈做消磁的動作，以降低磁滯的影響。而後的第四時間區間T4以及第三時間區間T3的正向電流單位訊號CUS+則是作為提供第一音圈馬達31以及第二音圈馬達32行進一預定行程的能量。
如圖6所示，在第三時間區間T3中，設置了多個負向電流單位訊號CUS-。在第二時間區間T2以及第四時間區間T4中則是設置多個正向電流單位訊號CUS+。圖6中的多個電流單位訊號CUS的功用則是在第一時間區間T1將要結束之前，才提供負向電流單位訊號CUS-，也就是在音圈馬達完成行程行進之後，才將線圈做消磁的動作，以降低後續週期的磁滯影響。第四時間區間T4以及第二時間區間T2的正向電流單位訊號CUS+則是作為提供第一音圈馬達31以及第二音圈馬達32行進預定行程的能量。
如圖7所示，在第二時間區間T2以及第三時間區間T3中，設置了多個負向電流單位訊號CUS-。在第四時間區間T4中則是設置多個正向電流單位訊號CUS+。圖7中的多個電流單位訊號CUS的功用則是在第一時間區間T1的開始以及將要結束前，都提供負向電流單位訊號CUS-，不僅預先將線圈做消磁的動作，在音圈馬達完成行程行進之後，也將線圈做消磁的動作，以降低磁滯的影響。第四時間區間T4的正向電流單位訊號CUS+則是作為提供第一音圈馬達31以及第二音圈馬達32行進一預定行程的能量。
在步驟S140中，則是將步驟S130中配置的多個正向電流單位訊號CUS+以及多個負向電流單位訊號CUS-設置在一第一時間區間T1中。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的音圈馬達驅動裝置以及控制訊號提供方法，可以有效的規範化音圈馬達的行程以及所需能量，更進一步考慮音圈馬達的線圈因為正向電流單位訊號或是負向電流單 位訊號造成的磁滯效應，而提供相反電流方向的負向電流單位訊號或是正向電流單位訊號以降低磁滯效應，可以大幅提高音圈馬達的效率。
以上所提供的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
1:音圈馬達驅動裝置
2:音源訊號
10:控制模組
11:輸入模組
12:儲存模組
13:電流驅動模組
31:第一音圈馬達
32:第二音圈馬達

Claims (8)

  1. 一種音圈馬達驅動裝置，接收一初始資訊，以輸出多個控制訊號給一音圈馬達，所述音圈馬達驅動裝置包括：一控制模組；一電流驅動模組，電性連接所述控制模組；一輸入模組，接收所述初始資料，並將所述初始資料傳送至所述控制模組；其中，所述控制模組根據所述初始資料產生一驅動訊號，所述控制模組傳送所述驅動訊號至所述電流驅動模組，所述電流驅動模組根據所述驅動訊號輸出多個數位電流訊號，每一數位電流訊號包括多個電流單位訊號，每一所述數位電流訊號是設置在一第一時間區間中，每一所述數位電流訊號包括多個負向電流單位訊號，所述多個負向電流單位訊號是設置在每一所述數位電流訊號的所述第一時間區間的開始的一第二時間區間中，或是設置在所述第一時間區間結束的一第三時間區間中；其中，所述第一時間區間還包括一第四時間區間，所述第四時間區間與所述第二時間區間、第三時間區間相鄰設置，所述第二時間區間、第三時間區間以及所述第四時間區間的一時間順序依序是所述第二時間區間、所述第四時間區間以及所述第三時間區間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的音圈馬達驅動裝置，其中，所述多個電流單位訊號的振幅是相同或是不相同。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的音圈馬達驅動裝置，其中，所述數位電流訊號還包括多個正向電流單位訊號，至少設置在第四時間區間中。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的音圈馬達驅動裝置，其中，所述第四時間區間大於等於所述第二時間區間，所述第四時間區間 大於等於所述第三時間區間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的音圈馬達驅動裝置，其中，所述多個負向電流單位訊號是設置在每一所述數位電流訊號的所述第一時間區間結束的一第三時間區間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的音圈馬達驅動裝置，其中，所述第二時間區間以及所述第三時間區間小於所述第一時間區間的二分之一。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的音圈馬達驅動裝置，其中，設置在所述第二時間區間或是所述第三時間區間的所述多個負向電流單位訊號是根據所述多個正向電流單位訊號而決定。
  8. 一種音圈馬達的控制訊號提供方法，包括下列步驟：根據一位移量，提供多個正向電流單位訊號；根據所述多個正向電流單位訊號，提供多個負向電流單位訊號；將所述多個負向電流單位訊號設置在所述多個正向電流單位訊號之後、將所述多個負向電流單位訊號設置在所述多個正向電流單位訊號之前，或是將所述多個負向電流單位訊號分別設置在所述多個正向電流單位訊號之前以及所述多個正向電流單位訊號之後；以及設置所述多個正向電流單位訊號以及所述多個負向電流單位訊號在一第一時間區間。
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