同轴扬声器的保护方法、保护系统、保护装置及保护器件与流程

同轴扬声器的保护方法、保护系统、保护装置及保护器件
【技术领域】
1.本发明涉及同轴扬声器，尤其涉及同轴扬声器的保护方法、保护系统、保护装置及保护器件。


背景技术：

2.现有技术的同轴扬声器通过同一个功放同时驱动低音单元和高音单元，在扬声器播放高响度、高频率等大信号时，扬声器的温度逐渐升高，导致振幅出现偏移，进而出现杂音等异常情况，导致扬声器失真。
3.因此，有必要提供一种同轴扬声器的保护方法、保护系统、保护装置及保护器件。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种同轴扬声器的保护方法、保护系统、保护装置及保护器件。
5.本发明的技术方案如下：
6.一种同轴扬声器的保护方法，所述同轴扬声器的保护方法包括：
7.对高音单元进行温度建模，获取所述高音单元的电压与温度的传递函数；
8.对低音单元进行温度及振幅建模，获取所述低音单元的电压、振幅及温度的传递函数；
9.对具有所述高音单元和所述低音单元的同轴器件进行建模，获取同轴器件之间的热传导函数；
10.根据所述高音单元的当前电压计算所述高音单元的当前温度；
11.根据所述低音单元上一时刻的电流所反馈的温度信息预测所述低音单元下一时刻的温度；
12.所述同轴器件的高音单元保护与低音单元保护串联，根据所述高音单元的当前温度、所述低音单元下一时刻的温度、原始音频信号和对应的预设阈值获取目标增益，根据目标增益对原始音频信号进行处理。
13.在一种可能的实施方式中，所述低音单元的电压、振幅及温度的传递函数，由所述低音单元的电压与温度的传递函数，以及低音单元的电压与振幅的传递函数串联组成。
14.在一种可能的实施方式中，所述低音单元的电压与温度的传递函数通过所述低音单元的热模型函数、i/v反馈数据及同轴器件之间的热传导函数计算获得。
15.在一种可能的实施方式中，所述高音单元的电压与温度的传递函数由所述同轴扬声器的功放的总电压与高音单元电压的传递函数、高音单元的电压与温度的传递函数和同轴器件之间的热传导函数串联组成。
16.在一种可能的实施方式中，所述高音单元的电压与温度的传递函数由所述高音单元的热模型函数及仿真功率计算获得。
17.本发明第二方面提供了一种同轴扬声器的保护系统，应用于以上任一项所述的同
轴扬声器的保护方法，所述同轴扬声器的保护系统包括低音单元、高音单元、信号控制模块和热传导模块；
18.所述信号控制模块用于对所述低音单元和所述高音单元的信号增益取权重；
19.所述热传导模块用于建立高音单元和低音单元之间的传热模型。
20.在一种可能的实施方式中，所述低音单元包括：
21.低音信号获取模块；
22.i/v反馈模块，所述i/v反馈模块用于反馈所述低音单元的电压；
23.音圈温度计算模块，所述音圈温度计算模块用于反馈所述音圈的温度；
24.低音温度控制模块，所述低音温度控制模块用于通过温度增益对原始音频信号进行增益处理；
25.振幅模块，所述振幅模块用于获取所述低音单元的振幅和电压的传递函数；
26.低音振幅预测模块，所述低音振幅预测模块用于预测振幅并利用振幅增益对原始音频信号进行增益处理；
27.所述高音单元包括：
28.高音信号获取模块；
29.温度模块，所述温度模块用于获取所述高音单元的电压与温度的传递函数；
30.高音温度控制模块，所述高音温度模块用于预测所述高音单元的温度，利用温度增益对原始音频信号进行增益处理。
31.本发明第三方面提供了一种同轴扬声器的保护装置，应用于以上任一项所述的同轴扬声器的保护方法，所述同轴扬声器的保护装置包括主链路和多个与所述主链路并联的支链路；
32.所述主链路包括信号控制模块，所述信号控制模块的输入端用于接收原始音频信号，同时还与低音单元的振幅控制模块、高音单元的高音温度控制模块的输出端连接，所述信号控制模块的输出端与同轴器件连接，各所述支链路的输出端与所述信号控制模块的输入端连接；
33.至少一个所述支链路包括高音温度计算模块，且在其余所述支链路中串联设置有温度模块及热传导模块；
34.至少一个所述支链路包括低音温度计算模块，且在其余所述支链路中串联设置有i/v反馈模块及音圈温度计算模块；
35.至少一个所述支链路包括低音振幅预测模块，且在其余所述支链路中串联设置有i/v反馈模块及振幅模块。
36.在一种可能的实施方式中，所述高音温度计算模块及所述低音温度计算模块均包括热模型函数和直流阻计算模块。
37.本发明第四方面提供了一种同轴扬声器的保护器件，其特征在于，所述同轴扬声器的保护器件的音频信号输入端串联设置有至少一个同轴扬声器的保护装置；
38.其中，所述同轴扬声器的保护装置为以上任一项所述的同轴扬声器的保护装置。
39.本发明的有益效果在于：通过前馈的方式对于高音单元进行保护，通过反馈的方式对于低音单元进行保护，通过对原始音频进行调整，以降低扬声器的功率，从而降低有利于降低同轴扬声器的温度，进而降低同轴扬声器出现失真、杂音的可能。
【附图说明】
40.图1为本发明所提供的同轴扬声器的示意图；
41.图2为本发明所提供的同轴扬声器的保护系统示意图；
42.图3为本发明所提供的高音温度控制模块的示意图；
43.图4为本发明所提供的低音温度控制模块的示意图。
44.附图标记
45.1-低音单元；
46.2-高音单元。
【具体实施方式】
47.下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
48.本发明实施例提供了一种同轴扬声器的保护方法，如图1所示，同轴扬声器可以是通过单一功放(power amplifier，pa)同时驱动低音单元1和高音单元2的扬声器，同轴扬声器的保护方法包括：
49.对高音单元2进行温度建模，获取高音单元2的电压与温度的传递函数。对低音单元1进行温度及振幅建模，获取低音单元1的电压、振幅及温度的传递函数。同轴器件为具有高音单元2和低音单元1的二合一器件，对同轴器件进行建模，获取同轴器件之间的热传导函数。根据高音单元2和低音单元1的同轴器件进行建模。根据高音单元2的当前电压计算高音单元2的当前温度，对高音单元2的温度进行前馈。根据低音单元1上一时刻的电流所反馈的温度信息预测低音单元1下一时刻的温度，以反馈低音单元1的温度信息。高音单元2的输出端与低音单元1的输入端连接，以使高音单元保护和低音单元保护串联。根据原始音频信号和对应的预设阈值获取目标增益，并根据目标增益对原始音频信号进行处理。预设阈值为同轴扬声器的温度最大值，目标增益为想要获得的增益。例如，当同轴扬声器的预设阈值为100度，预测同轴扬声器的温度即将到达200度时，需要压缩70％的原始音频信号进行，目标增益即为70％。
50.本发明所提供的方式中，可以通过监测低音单元1的电流，采用反馈的方式对低音单元1进行保护，对高音单元2进行前馈温度保护，根据目标增益调节原始音频信号，以降低扬声器的负荷，从而可以降低同轴扬声器出现温度过高的情况温度可能，从而对同轴扬声器进行保护，减少杂音，降低同轴扬声器出现失真的可能。
51.在一种可能的实施方式中，低音单元1的电压、振幅及温度的传递函数为低音单元1保护的整体传递函数，低音单元1保护的整体传递函数有低音单元1电压与温度的传递函数，以及低音单元1电压与振幅的传递函数串联所得。
52.通过相应的算法对低音单元1的数据进行整合，获得低音单元1的电压、振幅及温度的传递函数，以通过反馈的方式能够更好的对低音单元1进行保护。
53.在一种可能的实施方式中，低音单元1的电压与温度的传递函数通过低音单元的热模型函数、i/v反馈数据及同轴器件之间的热传导函数计算获得。
54.通过对相应的数据进行计算，能够获得低音单元1的电压与温度的传递函数，从而便于对低音单元1进行保护。
55.在一种可能的实施方式中，高音单元2的电压与温度的传递函数由同轴扬声器的
功放的总电压与高音单元2电压的传递函数、高音单元2的电压与温度的传递函数和同轴器件之间的热传导函数串联组成。
56.通过相应的算法对高音单元2的数据进行整合，以获取高音单元2的电压与温度的传递函数，从而能够通过前馈的方式对高音单元2进行保护。
57.在一种可能的实施方式中，高音单元2的电压与温度的传递函数由所述高音单元的热模型函数及仿真功率计算获得。
58.通过这样的方式能够获取高音单元2的电压与温度的传递函数。
59.如图2所示，本发明还提供了一种同轴扬声器的保护系统，能够应用于以上所涉及的同轴扬声器的保护方法。同轴扬声器的保护系统包括低音单元1、高音单元2、信号控制单元和热传导模块。热传导模块用于建立高音单元2和低音单元1之间的传热模型，信号控制模块用于对低音单元1和高音单元2的信号增益取权重。
60.通过热传导模块建立高音单元2和低音单元1之间的传热模型以获取同轴器件之间的热传导系数，从而能够更好对同轴扬声器进行保护。信号控制模块通过相应的算法对低音单元1和高音单元2的增益进行动态调整，以更好的保护同轴扬声器，达到提高音质的目的。
61.如图2所示，在一种可能的实施方式中，低音单元1包括低音信号获取模块、i/v反馈模块、音圈温度计算模块，低音温度控制模块、振幅模块和低音振幅预测模块。低音信号获取模块通过信号融合获取低音信号。信号融合是指由于低音单元1和高音单元2播放音频不同、频段不同，单一功放区同时驱动低音单元1和高音单元2时，需要将两种信号进行合成。i/v反馈模块用于反馈低音单元1的电压。音圈温度计算模块用于反馈音圈的温度。低音温度控制模块用于通过温度增益对原始音频信号进行增益处理。振幅模块用于获取低音单元1的振幅和电压的传递函数。低音振幅预测模块用于预测振幅并利用振幅增益对原始音频信号进行增益处理。
62.高音单元2包括高音信号获取模块、温度模块和高音温度控制模块。高音信号获取模块用于通过信号融合获取高音信号。温度模块用于获取高音单元2的电压与温度的传递函数。高音温度控制模块用于预测高音单元2的温度，并利用温度增益对原始音频信号进行增益处理。
63.通过该保护系统能够对同轴扬声器进行保护，降低同轴扬声器出现杂音、失真等情况的可能，有利于提高同轴扬声器的发声质量。
64.本发明还提供了一种同轴扬声器的保护装置，该保护装置包括主链路和多个与主链路并联的支链路。主链路包括信号控制模块，信号控制模块的属兔短用于接收原始音频信号，同时，信号控制模块的输入端还与低音单元1的振幅控制模块的输出端以及高音单元2的高音温度控制模块的输出端连接，以便于获取相应的信号。信号控制模块的输出端与同轴器件连接，即与扬声器连接。各支链路的输出端与信号控制模块的输入端连接。
65.至少一个支链路包括高音温度计算模块，如图3所示，高音温度计算模块包含于高音温度控制模块，且在其余的支链路中具有串联设置的温度模块及热传导模块。高音温度计算模块包含在高音温度控制模块里。
66.至少一个支链路包括低音温度计算模块，如图4所示，低音温度计算模块包含于低音温度控制模块，且在其余的支链路中具有串联设置的i/v反馈模块及音圈温度计算模块。
低音温度计算模块包含在低音温度控制模块里。
67.至少一个支链路包括低音振幅预测模块，且在其余的支链路中具有串联设置的i/v反馈模块及振幅模块。
68.在一种可能的实施方式中，高音单元和低音单元的温度计算模块包括热模型函数和直流阻计算模块。通过将热模型函数和直流阻计算模块结合能够提高对于温度计算的准确性，能够更好的保护同轴扬声器。
69.本发明还提供了一种同轴扬声器的保护器件，该保护器件可以是具有稳固的和振幅保护功能的组合器件。该保护器件的音频信号输入端串联设置有一个或多个同轴扬声器的保护装置，同轴扬声器的保护装置可以是以上所涉及的同轴扬声器的保护装置。
70.本发明实施例提供了一种同轴扬声器的保护方法、保护系统、保护装置及保护器件，其中，同轴扬声器的保护方法包括对高音单元2进行温度建模，获取高音单元2的电压与温度的传递函数；对低音单元1进行温度及振幅建模，获取低音单元1的电压、振幅及温度的传递函数；对具有高音单元2和低音单元1的同轴器件进行建模，获取同轴器件之间的热传导函数；根据高音单元2的当前电压计算高音单元2的当前温度；根据低音单元1上一时刻的电流所反馈的温度信息预测低音单元1下一时刻的温度；同轴器件的高音单元2与低音单元1串联，根据高音单元2的当前温度、低音单元1下一时刻的温度、原始音频信号和对应的预设阈值获取目标增益，根据目标增益对原始音频信号进行处理。本发明所提供的方案通过前馈的方式对高音单元2进行保护，通过反馈的方式对低音单元1进行保护，能够有利于提高同轴扬声器的发声质量，降低出现杂音、失真的可能，更加符合实际的使用需求。
71.以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。