專利名稱：：使用環境噪聲的測量來控制風扇速度的方法和設備的制作方法
技術領域：
：本發明涉及使用環境噪聲的測量來控制風扇速度的方法。本發明還涉及配備有麥克風和風扇的設備。
背景技術：
：電子設備在正常工作期間消耗很多能量。該能量被轉換成熱量，所述熱量集中在通常是密封的設備中。如果不能夠排出該熱量，則該熱量將引起電子部件的加速老化，這導致不可逆的退化。為了防止該情況，制造商在設備的外殼中開辟(cut)空氣入口(inlet),以便能夠排出熱空氣。將風扇布置在入口附近以加速與外界的交換以及使得能夠冷卻內部部件。然而全速使用風扇是嘈雜的。例如，如果設備是電視解碼器，其會被放在臥室中。這樣，設備必須不打擾用戶的睡眠；一般允許的最大閾值是25分貝。為了減小聲級(soundlevel)，風扇的控制系統根據要達到的設定值有規律地檢查速度以及模塊。將溫度探頭放在設備中通常是溫暖的位置。一旦達到或超過了溫度閾值，則風扇的速度按照溫度閾值與由探頭測量的值之間的差成比例地增大。典型地，在將設備上電時，以低速度將風扇接通，一旦設備內溫度超過50。C，則增大風扇的速度。通常，使用若干溫度閾值；控制系統根據這些閾值計算控制值。為了控制其操作，風扇具有視距(tachymetric)探頭，所述視距探頭根據葉片的實際速度發送信號。風扇的控制單元分析來自視距探頭的信號，并且有規律地控制風扇的速度。由PID(P表示成比例，I表示積分，以及D表示微分)的自動化系統實施控制。通過根據設定值來調整給風扇的命令，該自動化系統能夠精確地控制速度，其中設定值是根據由視距探頭測量的值計算出的。因為發現電子部件很難承受過多的熱量，所以設計者面臨以下困難要么特許不出現噪聲并且冒著使部件過熱的風險，要么盡可能地給設備內部通風然而可能使設備變得嘈雜。本發明使得能夠至少在某些情況下解決這個難題。
發明內容本發明的目的之一是一種通過命令值對配備在電子設備中的風扇的速度進行控制的方法，該設備包括用于發送聲音信號的裝置，該方法包括通過施加第一命令值的風扇命令步驟，其中，該方法包括-測量步驟，測量環境聲級；-增大步驟，當環境聲級超過確定值時，通過將第二命令值施加到風扇以增大風扇的速度；-檢測步驟，對由所述設備發送的聲音信號的幅度減小進行檢測，所述聲音信號的幅度減小觸發將第一命令值施加到風扇。這樣，當環境聲級掩蓋風扇的噪聲時，所述風扇以高速度運行以便對設備的內部進行恰當的通風，從而保護電子部件。當設備檢測到由設備發送的聲音信號的幅度減小時，設備能夠假設該聲音信號是造成聲音環境的信號。可以預期，該設備能夠對風扇處的控制速度實行立即減小。根據第一變體，對所述設備發送的聲音信號的幅度減小進行檢測的檢測步驟包括檢測由所述設備控制的聲級減小命令的引入。從而，對減小命令的手動引入使得立即返回最初計算的命令值。根據第二變體，對所述設備發送的聲音信號的幅度減小進行檢測的檢測步驟包括對所述設備的輸入連接器的位置處的聲音信號的幅度減小進行檢測。這樣，在設備的輸入處施加的聲音信號的幅度的分析使得能夠對由設備發送的聲音信號的減小進行檢測。這樣，可以預測的是，麥克風在即將到來的時刻可能檢測到環境音量的減小，從而風扇速度的減小是聽不到的。根據一個改進，增大包括將命令值施加到風扇，其中該命令值是所測量的環境聲級的函數。這樣，風扇產生的聲音恰好被環境聲音掩蓋。根據變體，增大包括在環境聲級超過確定值時將固定值施加到風扇。這樣，一旦超過該聲級，風扇就以大速度工作，這能夠獲得最佳可能的冷卻。根據改進，設備包括用于產生音量可調節的聲音信號的裝置。當用戶輸入命令以減小聲級時，施加到風扇的命令值是根據溫度計算的命令值，也就是說不增大。這樣，可以預料的是，當設備是環境噪聲的來源時，音量減小。根據改進，該方法包括超時步驟，當引入命令時觸發該超時步驟，在超時結束時觸發執行聲級減小命令。這樣，可以掩蓋風扇速度的減小。根據另一改進，施加到風扇的第一命令值是在設備中測量的溫度的函數。這樣，如果環境無聲，則根據設備的內部溫度來計算風扇的轉速。本發明的目的還在于一種電子設備，包括風扇、用于通過施加第一命令值對所述風扇的速度進行控制的裝置、以及用于發送聲音信號的裝置，其中，該設備還包括用于測量環境聲級的裝置；在聲級超過確定閾值時通過施加第二命令值來增大風扇的速度的控制裝置；以及用于對設備發送的聲音信號的幅度減小進行檢測的裝置，其中所述聲音信號的幅度減小觸發將第一命令值施加到風扇。根據改進，該聲級測量裝置位于遙控器上。該遙控器向設備發送表示環境聲級的幅度的信號。通過結合附圖對作為非限制性示例的以下實施例的描述，本發明的其它特征和優點將顯現，附圖中圖l示出了根據本發明實施例的電子設備的截面；圖2示出了根據優選實施例的控制系統；圖3示出了根據本發明實施例的方法的主要步驟的流程圖。具體實施方式圖l描述了電子設備(例如電視解碼器)的截面。該設備包括印刷電路l，在所述印刷電路1上布置有電子電路2。硬盤3使得能夠記錄數據，特別是較長的視聽工作數據。電路2和硬盤3消耗許多能量并且產生熱量，例如，解碼器的中央單元產生約6瓦特的能量。因此，解碼器的某些區域(圖l中以灰色標記的)比其它區域更熱。布置在這些溫暖區域之一內(優選地接近消耗最多能量的電路)的溫度探頭4提供與溫度成比例的電壓。風扇5從解碼器腔(cavity)抽取熱空氣。插入(cutinto)解碼器外殼的兩個通風空氣入口6形成兩個冷空氣入口。曲線箭頭示出了空氣流動的路徑。空氣入口的個數、位置、以及尺寸是良好通風的重要元素，這些參數對于本領域技術人員而言是公知的。將麥克風8布置在前面板(frontpanel)上，使得麥克風8能夠捕獲解碼器的環境噪聲。圖2示出了根據優選實施例的控制系統。該圖能夠用于接收測量值并且根據設定值確定命令值的任何控制系統。將溫度探頭4、風扇5以及麥克風8與控制單元7連接。控制單元可以是專用于調整溫度的微控制器。控制單元7還可以是中央單元的一部分。與其性質無關，控制單元具有至少兩個模擬輸入，所述模擬輸入用于接收來自溫度探頭4以及麥克風8的信號；一個數字輸入，所述數字輸入用于接收表示風扇速度的信號(這些信號通常稱作"Tachy");以及一個命令輸出，所述命令輸出用于控制風扇5。根據探頭4執行的測量、Tachy信號、以及由麥克風8捕獲的音量，微處理器7確定風扇的速度，以引起足夠將解碼器內部維持在正常溫度以下的新鮮空氣的流動。在實施例中，由直接控制風扇轉動速度的模擬信號來控制風扇。有利地，控制單元7提供PWM(脈寬調制)信號。它是周期性數字信號，通過使用低通濾波器將該信號轉換成模擬信號，使得能夠控制電機。占空比的變化使得能夠改變電機控制模擬信號的幅度。在實施例中，以8比特將PWM的占空比編碼，典型地，施加到風扇的DC電壓從0至5V變化。Tachy信號是脈沖信號，每單位時間的脈沖個數確定了風扇的實際速度。來自麥克風的音頻信號是模擬信號，由低通濾波器進行濾波。測量示出了分貝數與給定速度之間的關系，從而示出了與施加到風扇的控制值Vfan的關系。對于某些速度，噪聲看似被控制得很好；如果速度突然改變，則噪聲變成可聽見的。根據溫度直接控制電機的調節能夠確保恒定的溫度，然而速度的巨大改變將是聽覺上可察覺的，在一些情況下，命令必須最大，這觸發了連續的嘈雜操作。因此，由PID型控制系統執行對風扇的控制。根據在設備中測量的溫度，由控制系統確定轉速的命令值Vcom。風扇的性能隨時間改變。因此，調節系統使用視距探頭來測量風扇的速度，以確定風扇的速度與設定速度之差，該差稱作補償誤差(errortocompensate)。控制系統控制施加到電機的電壓，使得風扇的速度盡可能接近設定速度。必須將速度的變化減小，使得用戶聽不見這些變化。然而，有必要確保設備的良好通風，使得電子部件2不過熱。本發明使得能夠至少在設備操作的特定時期中提供最佳可能的通風。在描述了組成設備和系統的元件之后，現在將示出這些元件是如何協同操作的。圖3示出了根據優選實施例的不同步驟的流程圖。在步驟3.1中，將設備接通。將圖2所示的控制系統7上電。系統通過探頭4測量溫度(步驟3.2)，并計算風扇的命令參數的值Vcom(步驟3.3)，其中所述命令參數Vcom的值是測量的溫度值的函數。如此計算出Vcom的最大值，使得風扇產生的噪聲不超過所有情況下允許的級別25分貝。因此，通過僅考慮溫度而計算出的速度被限制在特定的值。在步驟3.4中，值Vcom是將要施加到風扇的值Vfan。然后，系統對麥克風8捕獲的環境聲級進行測量(步驟3.5)。取回(recall)若干聲測量值。在安靜環境中測量的聲功率在25至30dBA左右。一旦人在房間內談話，或接通了擴音器，則級別上升到大于45犯A，并且能夠達到60dBA(年輕人的甚至更高)。通常，風扇具有20dBA至45dBA的動態范圍。在我們的實施示例中，風扇在最大速度產生39dBA的聲功率。在步驟3.5中，將測量值與闞值Pthresh相比較。如果按分貝來實施測量并且已知設備必須不產生大于25分貝的噪聲，則在設備所在的房間的聲級大于Pthresh的情況下，風扇能夠在允許的最大速度以上進行操作，這是因為風扇的聲音己經被環境聲音掩蓋。因此，能夠將風扇的速度增大到根據溫度計算的設定以上，在保持總的可聽見噪聲處于環境聲級的限度內實施所述增大。通過計算每個噪聲的音量的平方和(quadraticsum)，計算出由于若干噪聲的添加引起的音量。參看以下示例-<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>對于環境聲音與風扇產生的噪聲之間6dBA的差，總噪聲增大了ldBA。如果差是10dBA，則總噪聲僅增大0.3dBA。經驗表明，ldBA的增大是聽不見的，并且可以忍受風扇產生的噪聲與環境噪聲之間的6dBA的差。因此，環境聲級越高，就能夠將風扇的速度增加得越多，其中按照規則采用6dBA的最小差。根據簡單的實施例，如果測量的聲功率大于Pthresh-25犯A+6dBA=31dBA，則控制系統將風扇的命令值Vfan增大(步驟3.7)，增大包括將值AV與先前計算的Vcom相加。值AV是根據測量的聲功率計算出來的，使得將6dB的規則應用于所有情況。施加到風扇的命令值是這樣的值如果該值比根據測量的溫度計算出的Vcom大，則風扇針對該值發出比測量的環境聲音之一小6dBA的聲音。根據實施例的變體，控制系統測試聲功率是否大于45dBA(Pthresh=45dBA)，這樣所述增大包括施加高值Vhigh而不考慮由控制系統先前計算的值Vcom。通過施加高值，風扇產生39分貝的新的聲級，這個新的聲級在任何情況下都被環境噪聲所掩蓋。根據簡單的實施例，控制系統能夠將值Vfan施加到風扇。在設備配備有發聲(soundproduction)裝置的情況下，例如解碼器、音頻放大器、家庭影院等，測量的環境聲音可能實際上是由設備產生的聲音。根據改進，在步驟3.8中，系統測試是否將減小聲音命令施加到設備。如果用戶決定手動減小聲音、或甚至關閉聲音，則風扇會變得在短時間內可聽見。該命令是音量減小、或將聲音完全關閉(靜音按鈕)。由于風扇的慣性，在剛剛執行聲音減小命令之后用戶能夠聽見風扇速度的減小。根據改進，聲音減小命令的引入立即觸發將系統先前計算的命令值Vcom施加到風扇(步驟3.8)。經驗表明，在500毫秒的最大限度內，執行從最大速度Vmax到速度Vcom的轉變(passage)。根據改進，控制系統觸發超時(timeout)以及速度減小命令的發送，所述超時是在接收到聲音減小命令時開始的。在該超時結束時執行聲音減小命令(步驟3.10)。典型地，該超時是500毫秒，這樣，在執行減小聲級之后，由設備產生的聲音必然能夠掩蓋風扇的聲音。在一些情況下，設備不具有引起音量減小的裝置，而是發送聲音信號，該聲音信號在放大之后能夠產生房間的聲音環境。這樣，足夠對被發送以用于檢測減小的聲音信號的幅度進行分析。該檢測是在設備的輸入連接器的位置處執行的，或是在設備中發送音頻信號的任何電路的位置處執行的。特別地，該解決方案的變體(其中用戶手動引入命令)可用于這樣的任何設備該設備放大聲音信號，并且不配備有音量的手動設定，而是發送用于在擴音器上再現的聲音信號。采用與以上相同的方式，在步驟3.8中，檢測到所發送的聲音信號的減小立即觸發將由系統先前計算的命令值Vcom施加到風扇。采用相同的方式，可以提供時間以應用設備輸出處信號的減小，從而掩蓋風扇減速的至少一部分。在步驟3.11中，將值Vfan施加到風扇，過程返回步驟3.2以再次分析環境聲級。根據另一改進，不將麥克風安裝在設備中，而是安裝在遙控器的位置處。實際上，假設將遙控器放在接近用戶或用戶容易獲取的地方。從而優選地在用戶位置處輸入環境聲級。遙控其配備有麥克風、模數轉換器，使得能夠提供表示環境聲級的數據項。如果環境聲級大于閾值，則遙控器發送信號，該信號指示風扇能夠以更高速度工作。如果專用于該遙控器的設備接收到信號，則它能夠應用速度增大。如果遙控器與設備之間不能通信(例如，由于IR束方向性差所導致)，則設備將不執行增大。根據步驟次序的變體，控制系統首先測量環境噪聲，以及環境噪聲是否超過了將處于最大速度的風扇的噪聲控制在該風扇的最大速度處的聲級。在實施例中，由處于最大速度的風扇產生的噪聲是35dBA，如果環境噪聲的測量比它大6dBA，即41dBA，則能夠將風扇控制在其最大速度處。根據改進，控制系統與光指示器(例如，放在解碼器對面的、通知溫度錯誤的LED二極管)連接。如果超過了55。C的溫度，貝ULED二極管是紅色，并且將風扇控制在其最大速度。然而，如果發現控制系統處于步驟3.7所描述的狀態(即，如果環境音量高并且風扇被控制在其最大速度處)，貝ULED二極管是綠色。這樣，由于綠色的出現，使得察覺風扇正在以最大速度工作的用戶不會擔心。在不脫離如權利要求所述的本發明的應用范圍的前提下，本領域技術人員能夠將本發明調整為許多其它具體形式。因此，必須將本實施例看作是示例，然而在所附權利要求所限定的范圍內能夠對這些實施例進行修改。權利要求1、一種通過命令值(Vcom)對配備在電子設備中的風扇(5)的速度進行控制的方法，所述設備包括用于發送聲音信號的裝置，所述方法包括通過施加(3.3)第一命令值(Vcom)的風扇命令步驟，其特征在于，所述方法包括-測量步驟(3.5)，測量環境聲級；-增大步驟(3.7)，當環境聲級超過確定值時，通過將第二命令值施加到風扇以增大風扇的速度；-檢測步驟，對由所述設備發送的聲音信號的幅度減小進行檢測，所述聲音信號的幅度減小觸發(3.9)將第一命令值(Vcom)施加到風扇。2、根據權利要求l所述的控制方法，其特征在于，對所述設備發送的聲音信號的幅度減小進行檢測的檢測步驟包括檢測由所述設備控制的聲級減小命令的引入。3、根據權利要求l所述的控制方法，其特征在于，對所述設備發送的聲音信號的幅度減小進行檢測的檢測步驟包括對所述設備的輸入連接器的位置處的聲音信號的幅度減小進行檢測。4、根據前述任一權利要求所述的控制方法，其特征在于，所述風扇處命令值的增大(3.7)是所測量的環境聲級的幅度的函數。5、根據前述任一權利要求所述的控制方法，其特征在于，所述方法包括超時步驟(3.10)，當檢測到所述設備發送的聲音信號的幅度減小時，觸發所述超時步驟(3.10)，在所述超時結束時，觸發執行所述設備發出的聲級的有效減小。6、根據前述任一權利要求所述的控制方法，其特征在于，施加到風扇的第一命令值(Vcom)是在所述設備中測量的溫度的函數。7、一種電子設備，包括風扇(5)、用于通過施加第一命令值(Vcom)對所述風扇的速度進行控制的裝置、以及用于發送聲音信號的裝置，其特征在于，所述設備還包括用于測量環境聲級的裝置(8);當聲級超過確定閾值時通過施加第二命令值來增大風扇的速度的控制裝置(2);以及用于對所述設備發送的聲音信號的幅度減小進行檢測的裝置，其中所述聲音信號的幅度減小觸發將第一命令值(Vcom)施加到風扇。8、根據權利要求7所述的電子設備，其特征在于，對聲音信號的幅度減小進行檢測的裝置包括檢測由所述設備控制的聲級減小命令的引入。9、根據權利要求7所述的電子設備，其特征在于，對聲音信號的幅度減小進行檢測的裝置包括對所述設備的輸入連接器的位置處的聲音信號的幅度減小進行檢測。10、根據權利要求7至9中任一項所述的電子設備，其特征在于，所述風扇處由命令值控制裝置引起的增大是所測量的環境聲級的幅度的函數。11、根據權利要求7至10中任一項所述的電子設備，其特征在于，所述設備包括超時裝置，當檢測到由所述設備發送的聲音信號的幅度減小時，觸發所述超時裝置，在所述超時結束時，觸發執行所述設備發出的聲級的有效減小。12、根據權利要求7至11中任一項所述的電子設備，其特征在于，由速度控制裝置得到的、施加到所述風扇的第一命令值(Vcom)是在所述設備中測量的溫度的函數。13、根據權利要求7至12中任一項所述的電子設備，從專用遙控器接收命令信號，其特征在于，環境聲級的測量裝置(8)位于所述遙控器上，所述遙控器向所述設備發送表示環境聲級的幅度的信號。全文摘要本發明涉及一種對風扇的速度進行控制的方法，其中是風扇是為電子設備配備的并且用于冷卻所述電子設備。根據在電子設備內測量的溫度計算速度控制值。該命令值被限制在最大確定值，使得風扇是聽不見的。該方法包括測量環境聲級的步驟。如果環境聲級超過確定值，則增大風扇的速度，這是因為環境聲音掩蓋了風扇的聲音，即使在更高的速度下。改進包括，在引入聲音減小命令期間，風扇的速度立即返回至最大值以下。本發明還涉及實現該方法的一種設備。文檔編號F04D27/00GK101451539SQ20081017886公開日2009年6月10日申請日期2008年12月4日優先權日2007年12月4日發明者格扎維埃·吉東,菲利普·貝內澤,菲利普·馬塞申請人:湯姆森許可貿易公司