檢測外殼安裝揚聲器的外殼泄漏的方法

檢測外殼安裝揚聲器的外殼泄漏的方法
【專利摘要】一種檢測被安裝在外殼或箱中的電動式揚聲器的外殼泄漏的方法可包括：通過輸出放大器施加音頻信號至所述電動式揚聲器的音圈，并且檢測流動至所述音圈中的音圈電流。可檢測跨所述音圈的電壓，且可基于所述檢測到的音圈電流和音圈電壓檢測所述揚聲器跨預定音頻頻率范圍的阻抗或導納。所述揚聲器的基頻諧振頻率可基于所述檢測到的阻抗或導納確定并且與表示所述外殼的密封狀態的所述揚聲器的標稱基頻諧振頻率比較。可基于所述電動式揚聲器的所述確定的基頻諧振頻率與所述標稱基頻諧振頻率之間的偏差檢測所述外殼的聲泄漏。
【專利說明】檢測外殼安裝揚聲器的外殼泄漏的方法
[0001] 本發明在一個方面涉及一種檢測被安裝在外殼或箱中的電動式揚聲器的外殼泄 漏的方法。方法包括通過輸出放大器施加音頻信號至電動式揚聲器的音圈，并且檢測流動 至音圈中的音圈電流的步驟。還檢測跨音圈的音圈電壓，且基于檢測到的音圈電流和音圈 電壓檢測跨預定音頻頻率范圍的揚聲器的阻抗或導納。揚聲器的基頻諧振頻率基于檢測到 的阻抗或導納確定并且與表示外殼的密封狀態的揚聲器的標稱基頻諧振頻率比較。基于電 動式揚聲器的確定的基頻諧振頻率與標稱基頻諧振頻率之間的偏差檢測外殼的聲泄漏。本 發明的另一個方面涉及用于檢測安裝在外殼中的電動式揚聲器的外殼泄漏的相應檢漏總 成。
[0002] 發明背景
[0003] 本發明涉及一種檢測被安裝在箱中的電動式揚聲器的外殼泄漏的方法和一種用 于檢測電動式揚聲器的外殼或箱的外殼泄漏的相應總成。對電動式揚聲器的有意密封外殼 的聲泄漏的檢測在許多聲音重放應用和設備中非常有用。重要的是快速及可靠地檢測因揚 聲器振膜后方密封外殼內滯留空氣質量的機械剛度或柔量的相關損失造成的外殼泄漏。剛 度的損失導致針對給定音圈電壓顯著增大的振膜偏移，即，針對給定電平的音頻信號。振膜 偏移的增大能夠迫使揚聲器的振膜和音圈總成超過其最大允許峰值偏移，導致對揚聲器的 各種類型的不可逆轉的機械損傷。用戶通常將因為揚聲器極度變調的聲質或可聽音的完全 缺失而注意到揚聲器這種類型的不可逆轉的機械損傷。
[0004] 這種問題在揚聲器技術的許多領域非常重要，但尤其在用于便攜式通信裝置（諸 如移動電話和智能電話）的微型揚聲器中。在后一種類型的裝置中，微型電動式揚聲器通 常被安裝在（例如具有約Icm 3的體積）小型密封外殼或腔室中。用戶操作移動電話和智能 電話的方式使得這些電話偶爾掉落無法避免。取決于沖擊表面和掉落高度，這些意外掉落 可能導致對電話機殼或殼的嚴重沖擊。經驗表明這些沖擊通常足夠大以在微型揚聲器的小 型密封外殼中裂開小洞裂紋，導致不需要的聲泄漏。雖然替換微型電動式揚聲器本身的成 本非常適度，但是操作整個維修服務程序的成本高。這由多個操作活動導致，其通常包括各 種運輸和訂單追蹤活動、通信裝置的拆卸、缺陷微型揚聲器的移除、新微型揚聲器的安裝、 測試、重新裝配和返還等。此外，用戶在維修程序持續期間無法使用通常非常重要的通信工 具。因此，非常有價值的是在便攜式通信裝置中快速和可靠地檢測外殼泄漏及應用適當的 預防措施以通過將振膜偏移限制至低于其最大允許峰值偏移的值而防止對微型電動式揚 聲器的損傷。
[0005] 此外，有極大興趣和價值提供用于監測和檢測外殼泄漏以避免便攜式通信裝置的 微處理器和/或操作檢漏應用的其它硬件資源的計算資源的超支的相對簡單方法。


【發明內容】

[0006] 本發明的第一方面涉及一種檢測被安裝在外殼中的電動式揚聲器的外殼泄漏的 方法，其包括下列步驟：
[0007] 通過輸出放大器施加音頻信號至電動式揚聲器的音圈，
[0008] 檢測流動至所述音圈中的音圈電流，
[0009] 檢測跨音圈的音圈電壓，
[0010] 基于檢測到的音圈電流和音圈電壓檢測揚聲器跨預定音頻頻率范圍的阻抗或導 納，
[0011] 基于檢測到的阻抗或導納確定揚聲器的基頻諧振頻率，
[0012] 將揚聲器的確定的基頻諧振頻率與表不外殼的密封狀態的揚聲器的標稱基頻諧 振頻率比較，
[0013] 基于電動式揚聲器的確定的基頻諧振頻率與標稱基頻諧振頻率之間的偏差檢測 外殼的聲泄漏。
[0014] 技術人員應了解音頻信號、音圈電壓和音圈電流的每一個可通過模擬信號表示為 例如電壓、電流、電荷等或替代地通過數字信號表示，例如按適當的取樣速率和分辨率以二 進制格式取樣和編碼。
[0015] 檢測電動式揚聲器的外殼的外殼泄漏的本方法利用外殼安裝揚聲器的基頻諧振 頻率的泄漏引致的移位或變化以監測和檢測外殼泄漏。優選地在揚聲器正常運行期間實時 檢測電動式揚聲器的基頻諧振頻率的這種變化以允許適當的偏移限制措施響應于揚聲器 外殼的聲泄漏而實質立即應用。因此，迫使可移動振膜總成過度偏移的風險被最小化且因 此是揚聲器的機械損傷的伴隨風險。
[0016] 在正常運行期間施加至揚聲器的音頻信號可包括供應自適當音頻源（諸如電臺、 CD播放器、網絡播放器、MP3播放器）的語音和/或音樂。音頻源還可包括響應于傳入聲音 產生實時麥克風信號的麥克風。
[0017] 本外殼檢漏方法可應用于寬范圍的密封外殼安裝電動式揚聲器，諸如高保真、汽 車或公共廣播應用的大直徑低音揚聲器或寬頻帶揚聲器以及便攜式通信裝置和/或音樂 播放器的微型電動式揚聲器。在后一種情況中，電動式揚聲器可集成在移動電話或智能電 話中且安裝在具有介于0. 5與2. Ocm3 (諸如約Icm3)的體積的密封外殼中。外殼安裝電動 式揚聲器可產生從低于IOOHz至高達15kHz或甚至高達20kHz的可用聲壓。在本背景中， 電動式揚聲器的基頻諧振頻率是通過作用在可移動振膜總成上的總柔量和電動式揚聲器 的總移動質量確定或設定的諧振頻率。作用在可移動振膜總成上的總柔量通常將包括揚聲 器的邊緣懸浮體的柔量與由密封外殼內的滯留空氣導致的柔量的平行連接。外殼安裝電動 式揚聲器的基頻諧振頻率通常可通過檢查其低頻峰值電阻抗而識別。如果外殼變得泄漏， 那么電動式揚聲器的基頻諧振頻率因如下文參考附圖所示的外殼中的滯留空氣的增大柔 量（或減小的剛度）而在電動式揚聲器的自由空氣基頻諧振頻率的方向上減小。
[0018] 標稱基頻諧振頻率表示當外殼被適當密封（即其密封狀態或非泄漏狀態中）時， 被安裝在相關外殼中的電動式揚聲器的預期或所測量到的基頻諧振頻率。標稱基頻諧振 頻率可相應地通過各種方式設定。根據本發明的一個實施方案，標稱基頻諧振頻率基于揚 聲器制造商針對密封外殼體積和相關電動式揚聲器模型的實際組合的數據表。在這種情況 下，標稱基頻諧振頻率可表示針對特定類型的相關電動式揚聲器的平均（或任意其它適當 統計度量）諧振頻率值。本實施方案可用于在制造期間測試或驗證揚聲器在外殼或腔室中 的正確密封安裝。這種測試或驗證可通過在外殼安裝后測量揚聲器的基頻諧振頻率且將所 測量到的基頻諧振頻率與標稱基頻諧振頻率比較而完成。如果基頻諧振頻率的測量值降至 低于預設頻率閾值頻率或落在圍繞標稱基頻諧振頻率的特定預定頻帶或范圍外，那么外殼 可被標記為泄漏。這個標記可用于在制造過程期間檢查并且可能修理外殼和/或其中揚聲 器的安裝并且因此避免例如容納外殼安裝揚聲器的便攜式通信裝置昂貴和麻煩的市場返 修。
[0019] 揚聲器的標稱基頻諧振頻率的上述基于期望的確定可能因有關相關類型的電動 式揚聲器的基頻諧振頻率上的樣本間制造差異而不如在特定情況中需要的情況準確。因 此，在其它實施方案中，標稱基頻諧振頻率可由相關電動式揚聲器的所測量到的基頻諧振 頻率表示，其在電動式揚聲器以密封和未阻塞狀態安裝在外殼中時從有關其的運行測量確 定。在這種運行測量下，外殼相應地處于已知的適當密封條件中。基頻諧振頻率的測量可 在其中集成電動式揚聲器和相關外殼的裝置制造期間完成。在兩個這些實施方案中，標稱 基頻諧振頻率的設定值可以數字格式存儲在便攜式通信裝置的電子存儲器（諸如非易失 性存儲器區域）中。
[0020] 輸出放大器優選地包括開關或D類放大器，例如脈沖密度調制（PDM)或脈寬調制 (PWM)輸出放大器，其兩者具有高功率轉換效率。這是用于電池供電的便攜式通信裝置的特 別有利的特征。在替代例中，輸出放大器可包括傳統的非開關式功率放大器拓撲，如A類或 AB類。
[0021] 檢測外殼泄漏的本方法優選地被配置來額外限制或控制電動式揚聲器的振膜位 移或偏移被限制以防止如上所述的對揚聲器的各種類型的機械損傷。機械損傷可由可移動 揚聲器組件（諸如音圈、振膜或音圈骨架）與固定組件（諸如磁路）之間的碰撞導致。音 頻信號電平的衰減可通過使音頻信號的電平或音圈電壓或電流的電平衰減而完成。電平衰 減可包括選擇性衰減音頻信號的低頻部分，諸如低于電動式揚聲器的標稱基頻諧振頻率的 低頻部分，因為這些頻率更可能驅動揚聲器超過其最大偏移極限。替代地，可通過音頻信號 的整個頻譜的寬頻帶衰減執行電平衰減。
[0022] 若干種方法可被應用以基于確定的基頻諧振頻率確定何時將偏移限制措施應用 至揚聲器。根據一個實施方案，檢測電動式揚聲器的外殼泄漏的方法包括下列步驟：
[0023] 隨時間監測和測量揚聲器的基頻諧振頻率，
[0024] 將所測量到的基頻諧振頻率與預定頻率誤差準則比較，
[0025] 基于比較的結果限制揚聲器的振膜偏移。
[0026] 預定頻率誤差準則可包括揚聲器的確定的基頻諧振頻率與標稱基頻諧振頻率之 間的最大頻率偏差。最大頻率偏差針對便攜式通信終端的典型密封外殼安裝微型揚聲器可 具有例如200Hz或更大的預設值。因此，如果所測量到的或檢測到的基頻諧振頻率降至低 于標稱基頻諧振頻率超過預設值（例如，200Hz、300Hz或400Hz)，那么可觸發揚聲器的振膜 偏移的限制。預定頻率誤差準則的另一個實施方案基于簡單閾值準則，其中閾值頻率的設 定可源自揚聲器的已知標稱基頻諧振頻率。閾值頻率被設定為絕對值，諸如500Hz、600Hz 等，其優選地低于標稱基頻諧振頻率的變化或差異的正常范圍。因此，如果確定的基頻諧振 頻率降至低于閾值頻率，那么可安全地假設外殼泄漏已發生且偏移限制措施將被觸發。
[0027] 檢測外殼泄漏的本方法的另一個有利實施方案包括針對其中為聲音重放目的而 集成揚聲器的便攜式通信裝置的臨時異常定向條件增大的穩健性。本實施方案包括下列步 驟：檢測確定的基頻諧振頻率滿足或匹配預定頻率誤差準則的故障時間，將檢測到的故障 時間與預定故障時間段比較，響應于檢測到的故障時間超過預定故障時間段而限制振膜偏 移。根據后一個實施方案，方法可忽略與預定頻率誤差準則的臨時相符或匹配（諸如比確 定的基頻諧振頻率與標稱基頻諧振頻率之間的可接受偏差大），前提是柔量的持續時間比 預定故障時間段短。替代地，振膜偏移限制可響應于相符而立即啟動且隨后一旦基頻諧振 頻率再次未符合預定頻率誤差準則，即取消。本實施方案特別有助于允許檢漏技術忽略其 中集成揚聲器的裝置的特定可接受和臨時操作事件。這些臨時操作事件引入揚聲器前側上 聲負載的臨時變化，使得揚聲器的所測量到的基頻諧振頻率被臨時更改。前側聲負載的這 種臨時改變可能由抵著阻塞表面（諸如桌子）放置裝置的聲孔徑或開口而導致。聲孔徑的 臨時阻塞通常將導致揚聲器的所測量到的基頻諧振頻率的臨時增大或減小，即使揚聲器外 殼實際上是完全完整的，即，無聲泄漏。因此，這些類型的臨時可接受操作事件可被防止啟 動振膜偏移限制措施或振膜偏移限制措施可至少在臨時操作事件結束時被免除。為了檢測 揚聲器前側的這種類型的臨時聲阻塞，預定頻率誤差準則可包括下頻率閾值和上頻率閾值 或圍繞標稱基頻諧振頻率的頻率范圍或跨度。如果所測量到的基頻諧振頻率降至低于下頻 率閾值，那么方法可假設已遇到外殼的聲泄漏條件且啟動適當的振膜偏移限制行動。另一 方面，如果所測量到的基頻諧振頻率增大至高于上頻率閾值的頻率，那么方法可假設已遭 遇揚聲器的臨時聲阻塞條件且選擇忽略這個事件或執行如下文結合附圖進一步詳細描述 的其它行動。
[0028] 檢測外殼泄漏的本方法的另一個有利實施方案包括通過額外監測揚聲器在基頻 諧振頻率下的阻抗或導納而增大的揚聲器的上述臨時異常聲負載條件與外殼泄漏之間的 區分。在特定聲負載條件或環境下，所測量到的基頻諧振頻率的變化可能非常小且看似由 聲泄漏導致，除非如下文中參考附圖進一步詳細描述評估或檢驗進一步誤差準則。進一步 誤差準則的添加可有利地包括將揚聲器在基頻諧振頻率下的所測量到的阻抗或導納與預 定阻抗誤差準則比較以及基于比較結果限制揚聲器的振膜偏移的步驟。預定阻抗誤差準則 可包括特定頻率下的上阻抗極限及下阻抗極限，諸如所測量到的基頻諧振頻率或圍繞所測 量到的基頻諧振頻率的阻抗范圍。
[0029] 技術人員將了解，對揚聲器跨預定音頻頻率范圍的阻抗或導納的檢測可由若干不 同方案執行。根據一個實施方案，在預定音頻頻率范圍中的一個或多個頻帶測量音圈電流 和音圈電壓的相應值，使得這些數量之間的比率直接反映每個頻帶的阻抗或導納。根據一 個這種實施方案，方法包括下列步驟：
[0030] 通過跨預定音頻頻率范圍的多個鄰近配置的帶通濾波器過濾音圈電流以產生多 個經帶通濾波的音圈電流分量，
[0031] 通過跨預定音頻頻率范圍的多個鄰近配置的帶通濾波器過濾音圈電壓以產生多 個經帶通濾波的音圈電壓分量，
[0032] 基于音圈電流分量和音圈電壓分量確定每個帶通濾波器的通帶內的音圈阻抗和 導納中的一個。多個鄰近配置的帶通濾波器可包括時域濾波器組和/或頻域濾波器組。頻 域濾波器組可例如包括基于傅里葉變換的濾波器組（諸如FFT濾波器組），其具有處于標稱 基頻諧振頻率且低于其的適當頻率分辨率，諸如25Hz與IOOHz之間某處的bin間距。在許 多替代實施方案中，時域濾波器組包括傳統的倍頻程分隔濾波器，例如多個1/6或1/3倍頻 程分隔帶通濾波器。多個帶通濾波器優選地實施為數字濾波器（例如IIR數字濾波器）。
[0033] 本發明的另一個有利實施方案利用基于模型的方法或手段來計算揚聲器的基頻 諧振頻率。這種方法包括下列步驟
[0034] 施加檢測到的音圈電流和檢測到的音圈電壓至揚聲器的自適應數字模型，所述自 適應數字模型包括多個可調適模型參數，
[0035] 基于揚聲器的自適應數字模型的一個或多個可調適參數計算揚聲器的基頻諧振 頻率。
[0036] 揚聲器的自適應數字模型優選地包括自適應數字濾波器，例如，二階或更高階的 自適應IIR濾波器，其對跨預定音頻頻率范圍（例如介于IOHz與IOkHz之間）的揚聲器的 時間變化和頻率相依阻抗建模。如下文參考附圖更詳細說明，檢測到的音圈電流和檢測到 的音圈電壓優選地分別由數字音圈電流和數字音圈電壓表示。
[0037] 為了協助揚聲器的自適應數字模型的適當調適，后者除一個或多個可調適或自由 模型參數外，還優選地包括至少一個固定參數，諸如揚聲器的總移動質量。
[0038] 本發明的第二方面涉及外殼安裝電動式揚聲器的檢漏總成。檢漏總成包括：音頻 信號輸入，其用于接收由音頻信號源供應的音頻輸入信號；輸出放大器，其被配置來接收音 頻信號并且在可連接至電動式揚聲器的音圈的一對輸出端子上產生相應音圈電壓；及電流 檢測器，其被配置來響應于音圈電壓的施加檢測流動至電動式揚聲器中的音圈電流。檢漏 總成進一步包括信號處理器，其被配置來：
[0039] 基于檢測到的音圈電流和音圈電壓檢測揚聲器跨預定音頻頻率范圍的阻抗或導 納，
[0040] 基于檢測到的阻抗或導納確定揚聲器的基頻諧振頻率，
[0041] 將揚聲器的確定的基頻諧振頻率與表不外殼的密封狀態的揚聲器的標稱基頻諧 振頻率比較，
[0042] 基于電動式揚聲器的確定的基頻諧振頻率與標稱基頻諧振頻率之間的偏差檢測 外殼泄漏。
[0043] 已在上文結合相應偏移檢測方法詳細公開輸出放大器的性質。D類輸出放大器可 包括：半橋驅動級，其具有耦合至電動式揚聲器的單個輸出；或全橋/H橋驅動級，其具有耦 合至電動式揚聲器的各自側或端子的輸出端子對。
[0044] 音頻輸入信號可包括供應自外部數字音頻源（諸如數字麥克風）的實時數字音頻 信號。實時數字音頻信號可根據標準化串行數據通信協議（諸如IIC或SPI)格式化或根 據數字音頻協議（諸如I 2S、SPDIF等）格式化。
[0045] 標稱基頻諧振頻率可以數字格式存儲在實施本檢漏方法的檢漏器總成的數字存 儲裝置的適當數字存儲位置中。數據存儲裝置可集成在信號處理器上。技術人員將了解， 信號處理器優選地包括軟件可編程處理器，諸如集成在檢漏器總成上或可操作地耦合至其 上的微處理器或DSP。軟件可編程微處理器或DSP由存儲在程序存儲器中的可執行程序指 令的應用程序控制，使得信號處理器的上述步驟或操作在應用程序如下文更詳細描述被執 行時執行。
[0046] 技術人員將了解，電流檢測器可包括各種類型的電流傳感器，例如連接至輸出放 大器的輸出晶體管的電流反射鏡或與揚聲器音圈串聯耦合的小型傳感電阻器。音圈電流可 相應地由比例/縮放傳感電壓表示。后一種傳感電壓可通過A/D轉換器取樣以允許數字域 中音圈電流的處理。優選地，音圈電流和音圈電壓在數字域中處理，使得檢漏總成的優選實 施方案包括：第一 A/D轉換器，其被配置來對音圈電流取樣并且數字化以供應數字音圈電 流信號；和第二A/D轉換器，其被配置來對音圈電壓取樣并且數字化以供應數字音圈電壓 信號。
[0047] 檢漏總成的一個實施方案利用先前描述的基于模型的方法或手段以計算揚聲器 的基頻諧振頻率。根據本實施方案，應用程序包括第一組可執行指令，其在被執行時提供包 括多個可調適模型參數的揚聲器的自適應數字模型。第二組可執行指令在被執行時提供下 列步驟：讀取數字音圈電流信號，
[0048] 讀取數字音圈電壓信號，
[0049] 將數字音圈電流信號和數字音圈電壓信號施加至揚聲器的自適應數字模型，
[0050] 計算多個可調適模型參數的更新值，
[0051] 從一個或多個可調適模型參數計算揚聲器的基頻諧振頻率。先前已在上文中詳細 討論揚聲器的自適應數字模型的特征和優點。
[0052] 檢漏總成的替代實施方案利用所測量到的音圈電流與音圈電壓之間的先前描述 比例以計算運行期間的基頻諧振頻率。根據后一個實施方案，應用程序包括：
[0053] 第一組可執行指令，其被配置來在被執行時提供下列步驟：
[0054] 通過跨預定音頻頻率范圍的多個鄰近配置的帶通濾波器過濾數字音圈電壓信號 以產生多個經帶通濾波的音圈電壓分量，
[0055] 通過跨預定音頻頻率范圍的多個鄰近配置的帶通濾波器過濾數字音圈電流信號 以產生多個經帶通濾波的音圈電流分量，
[0056] 基于音圈電流分量和音圈電壓分量確定每個帶通濾波器的通帶內的音圈阻抗和 導納中的一個。
[0057] 本發明的第三方面涉及半導體襯底或晶粒，根據任意上述實施方案的檢漏總成集 成在其上。半導體襯底可在適當的CMOS或DMOS半導體工藝中制造。
[0058] 本發明的第四方面涉及外殼安裝電動式揚聲器的檢漏系統，其包括：
[0059] 電動式揚聲器，其包括用于響應于振膜總成的致動而產生可聽聲音的可移動振膜 總成，根據其任意上述實施方案的檢漏總成，其電耦合至可移動振膜總成。音頻信號源，其 可操作地耦合至檢漏總成的音頻信號輸入。
[0060] 本檢漏系統可有利地充當具有集成的揚聲器偏移檢測和偏移控制的獨立音頻傳 遞系統，其可獨立于便攜式通信終端的應用程序處理器操作以提供針對電動式揚聲器的偏 移引致機械損傷的可靠和方便保護。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0061] 將結合附圖更詳細描述本發明的優選實施方案，其中：
[0062] 圖1A)是用于本發明的各種便攜式聲音重放應用的微型電動式揚聲器的示意橫 截面圖，
[0063] 圖1B)是安裝在聲泄漏的外殼中的微型電動式揚聲器的示意橫截面圖，
[0064] 圖2不出根據本發明的第一實施方案的密封外殼安裝電動式揚聲器的檢漏總成 的示意框圖，
[0065] 圖3是針對一組微型電動式揚聲器的實驗測量平均揚聲器阻抗對頻率曲線的曲 線圖，
[0066] 圖4是針對微型電動式揚聲器組的實驗測量平均振膜偏移對頻率曲線的曲線圖， [0067] 圖5是配置在四種不同聲負載條件下針對單個微型電動式揚聲器的四個實驗測 量揚聲器阻抗對頻率曲線的曲線圖；和
[0068] 圖6不出用于基頻揚聲器諧振監測和檢測的微型電動式揚聲器的基于自適應IIR 濾波器的模型。

【具體實施方式】
[0069] 圖1A)是針對密封箱安裝和用于便攜式音頻應用（諸如移動電話和智能電話）的 典型微型電動式揚聲器1的不意橫截面圖，其中揚聲器1為各種類型的應用（諸如揚聲器 電話和音樂重放）提供聲音重放。技術人員將了解，電動式揚聲器取決于所要應用而以多 種形狀和大小存在。用于檢測外殼泄漏的下述方法中的電動式揚聲器1和用于檢測外殼泄 漏的相應總成具有矩形形狀，其具有最大外尺寸D約15mm和橫向方向上約Ilmm的外尺寸。 但是，技術人員將了解，用于檢漏的本方法和用于外殼安裝電動式揚聲器的相應檢測總成 實際上適用于所有類型的外殼或箱安裝電動式揚聲器。
[0070] 微型電動式揚聲器1包括緊固至音圈的上邊緣表面的振膜10。振膜10還通過彈 性邊緣或外懸浮體12機械耦合至揚聲器框架22。環形永久磁鐵結構18產生磁通量，其傳 導穿過具有配置其中的圓形氣隙24的導磁結構16。圓形通風管道14被配置在框架結構 22中且可用于將熱導離形成在振膜10下方d的另外密封的腔室結構。彈性邊緣懸浮體12 提供可移動振膜總成的相對精確界定的柔量（音圈20和振膜10)。彈性邊緣懸浮體12的 柔量和振膜10的移動質量確定微型揚聲器的自由空氣基頻諧振頻率。彈性邊緣懸浮體12 可被構造來限制可移動振膜總成的最大偏移或最大位移。
[0071] 在微型揚聲器1運行期間，音圈電壓或驅動電壓通過電連接至適當輸出放大器或 功率放大器的一對揚聲器端子（未不出）被施加至揚聲器100的音圈20。相應音圈電流響 應流動穿過音圈20,導致振膜總成在速度箭頭V所示的方向上在揚聲器的活塞范圍內的實 質均勻振動運動。由此，相應的聲壓由揚聲器1產生。音圈20和振膜10響應于音圈電流 的流動的振動運動由氣隙24中徑向定向磁場的存在導致。所施加的音圈電流和電壓導致 音圈20的功率耗散，其在運行期間加熱音圈20。因此，長時間施加過高驅動電壓和電流可 能導致音圈20過熱，其是電動式揚聲器故障的另一個常見原因。
[0072] 過大音圈電流的施加（其迫使可移動振膜總成超過其最大允許偏移極限）是電動 式揚聲器中的另一個常見故障機制，其導致各種類型的不可逆轉的機械損傷。一種類型的 機械損傷可能由音圈20的最下邊緣與導磁結構16的環形面部分17之間的碰撞導致。
[0073] 圖1B)是安裝在具有預定內部體積30的外殼、箱或腔室31中的微型電動式揚聲 器1的不意橫截面圖。外殼或腔室31被配置在揚聲器1的振膜10下方。揚聲器1的框架 結構22的外周壁被牢固附接至密封箱31的匹配壁表面以形成實質氣密的耦合件，其將體 積30內的滯留空氣與周圍環境聲隔離。針對典型便攜式終端應用（如移動電話和智能電 話），圍封體積30可介于0. 5與2. Ocm3之間，諸如約lcm3。揚聲器1在密封外殼30中的安 裝因腔室30內的滯留空氣的柔量而導致微型揚聲器比其上述自由空氣基頻諧振頻率更高 的基頻諧振頻率。腔室30內滯留空氣的柔量與彈性邊緣懸浮體12的柔量并行運作以減小 作用在揚聲器的移動質量上的總柔量（即，增大剛度）。因此，外殼安裝揚聲器1的基頻諧 振頻率高于自由空氣諧振。基頻諧振頻率的增量取決于外殼30的體積。圍繞密封外殼31 的壁結構可由具有有限沖擊強度的成型彈性體化合物形成。外殼30的壁結構31中的非所 要小孔或裂紋35已被示意圖示且至周圍環境的聲壓的相關聲泄漏由箭頭37指示。通過小 孔或裂紋35的聲泄漏導致外殼30的非所要泄漏狀態且導致如上所述的揚聲器1的基頻諧 振頻率的變化。如下文中進一步詳細描述，通過監測揚聲器1的電阻抗而檢測由小孔或裂 紋35導致的基頻諧振頻率的這種變化。
[0074] 圖2是外殼安裝電動式揚聲器（例如上文圖1B)上所不的微型揚聲器1的檢漏總 成200的簡化示意框圖。檢漏總成200通過一對可外部接達揚聲器端子211a、211b耦合至 微型電動式揚聲器1。經脈沖調制的D類輸出放大器包括f禹合H橋輸出級206的復合上取 樣器和調制器204,所述H橋輸出級206接著連接至揚聲器端子211a、211b。D類輸出放大 器接收輸入203上的經處理數字音頻信號，其源自在可編程數字信號處理器（DSP) 202的數 字音頻信號輸入201上供應的數字音頻信號。D類輸出放大器產生相應經PWM或PDM調制 的音圈電壓，其通過適當揚聲器端子被供應至微型電動式揚聲器1的音圈。在該實施方案 中，檢漏總成200主要在數字域中運行，但是其其它實施方案可取而代之使用模擬信號或 模擬信號和數字信號的混合物。檢漏總成200的數字音頻信號輸入201接收由外部數字音 頻源供應的先前討論的數字音頻信號，諸如其中集成本檢漏總成200的便攜式通信裝置的 應用程序處理器。外部產生的數字音頻信號可根據標準化串行數據通信協議（諸如IIC或 SPI)格式化或根據數字音頻協議（諸如IIS、SPDIF等）格式化。
[0075] 檢漏總成200被供應來自正供電電壓Vdd的操作電力。接地（未示出）或負DC電 壓可形成揚聲器偏移檢測器200的負供應電壓。Vdd的DC電壓可依據檢漏總成200的特定 應用而顯著變化，且通常可被設定為1.5伏與100伏之間的電壓。主時鐘輸入f:clk_l設 定DSP202的主時鐘頻率。
[0076] 檢漏總成200包括至少一個A/D轉換器208,其被配置來對跨揚聲器端子211a、 211b的瞬時音圈電壓取樣和數字化。A/D轉換器208還包括第二輸入，其被配置來對在轉 換器208的第二輸入Icoil上傳遞的模擬音圈電流信號取樣和數字化。技術人員將了解， 至少一個A/D轉換器208可包括對音圈電壓和模擬音圈電流信號交替取樣的多工類型的轉 換器。替代地，至少一個A/D轉換器208可包括兩個單獨的A/D轉換器，其分別固定地耦合 至音圈電壓和音圈電流信號。技術人員將了解，音圈電流信號可由各種類型的電流傳感器 產生，其產生與在音圈中流動的瞬時音圈電流成比例的電壓、電流或電荷信號。示例性電流 傳感器包括電流反射鏡，其連接至H橋206的輸出晶體管和與揚聲器1的音圈串聯耦合的 小型傳感電阻器。至少一個A/D轉換器208通過外部取樣時鐘f_clk2計時，其針對非過取 樣類型A/D轉換器可具有介于8kHz與96kHz之間的頻率且針對過取樣類型的A/D轉換器 (諸如Σ-Λ (sigma-delta)轉換器）可具有介于IMHz與IOMHz之間的頻率。
[0077] 至少一個A/D轉換器208具有供應數字音圈電流信號Im[η]至揚聲器1的自適應 數字模型210的第一輸入的第一輸出，其中模型210如下文中進一步詳細討論包括多個可 調適模型參數。至少一個A/D轉換器208還包括供應數字音圈電壓Vm[n]至自適應數字模 型210的第二輸入的第二輸出。揚聲器的自適應數字模型210優選地包括自適應濾波器， 其基于如由數字音圈電流信號Im[n]和數字音圈電壓Vm[n]表示的檢測到的或所測量到的 音圈電流和音圈電壓對跨預定音頻頻率范圍（例如，介于IOHz與IOkHz之間）的揚聲器的 頻率相依阻抗建模。自適應數字模型210的運行在下文中進一步詳細討論。自適應數字模 型210被配置來計算或確定外殼安裝微型揚聲器1的基頻諧振頻率。自適應數字模型210 的輸出包括確定的基頻諧振頻率f〇,其例如經由DSP202的數據總線和數據通信端口以數字 格式被供應至DSP202。
[0078] DSP202被配置來連續或間斷地讀取&的當前值并且將其與表示外殼的密封狀態 的微型揚聲器1的標稱基頻諧振頻率比較。因此，標稱基頻諧振頻率表示所要密封狀態的 外殼中的基頻諧振頻率。微型揚聲器1的標稱基頻諧振頻率值優選地存儲在可由DSP202 訪問的數據存儲器的預定數據存儲地址中。微型揚聲器1的標稱基頻諧振頻率可能已通過 許多方式獲得。在一個實施方案中，標稱基頻諧振頻率從揚聲器制造商針對密封外殼31的 實際體積的數據表直接確定。在這種情況下，標稱基頻諧振頻率可表示針對特定類型的微 型揚聲器1的平均外殼安裝諧振頻率。本實施方案可用于驗證制造期間外殼或腔室31中 微型揚聲器1的正確密封安裝。這種驗證可通過在外殼安裝后測量微型揚聲器1的基頻諧 振頻率&且將所測量到的&與標稱基頻諧振頻率比較而完成。如果基頻諧振頻率&的測 量值落在圍繞標稱基頻諧振頻率的特定預定頻帶或范圍之外，那么外殼被標記為泄漏。這 可用于在制造過程期間修理外殼和/或其中微型揚聲器1的安裝并且因此避免容納外殼安 裝微型揚聲器1的便攜式通信裝置昂貴和麻煩的市場返修。
[0079] 在其它實施方案中，上述平均諧振頻率值確定可能不如所要的準確，因為微型揚 聲器1的移動質量和振膜懸浮體柔量由于制造和材料公差而易于變化。因此，微型揚聲器1 的標稱基頻諧振頻率在安裝于密封外殼31之后從有關微型揚聲器1的實際測量確定。這 可能在移動終端制造期間完成，前提是已知外殼31被適當密封且微型揚聲器1處于適當工 作狀態中。
[0080] 如果DSP202確定微型揚聲器1的電流L偏離標稱基頻諧振頻率超過預設誤差準 貝IJ，諸如特定頻率差或特定頻率量，那么DSP202優選地繼續基于外殼已由于孔或裂紋變得 聲泄漏的假設而限制微型揚聲器1的振膜的偏移。在這種情況下，通過D類輸出放大器持 續未限制或未修改地施加驅動電壓至揚聲器可能導致先前討論的過度振膜偏移或位移，其 可能不可逆轉地損傷揚聲器。DSP202可被配置或編程來例如通過衰減至D類輸出放大器的 經處理數字輸入信號的電平而通各種方式限制振膜偏移。這可通過選擇性衰減經處理數字 輸入信號的低頻分量（其更可能驅動揚聲器高于最大允許漂移極限）或衰減經處理數字輸 入信號的整個頻譜而完成。
[0081] 通常，DSP202可被配置來響應預設誤差準則已通過至少兩種不同方式被滿足的事 件。根據一組實施方案，DSP202被配置來即刻響應與預設頻率誤差準則的不符且施加振膜 偏移或位移的先前討論的限制。這些實施方案具有音圈電壓的潛在危險電平被施加至微型 揚聲器的時間段被最小化的優點。但是，在其它實施方案中，DSP202被配置來有意延遲振膜 偏移的限制。根據后一個實施方案，DSP202被配置來檢測確定的基頻諧振頻率超過預定頻 率誤差準則的故障時間。僅當及如果檢測到的故障時間超過預定故障時間段，那么DSP202 進行限制振膜偏移。故障時間可例如由DSP202中的計數器檢測，其響應于與預定頻率誤差 準則的超過而立即初始化或開始。這些實施方案的顯著優點在于其針對短期誤差條件或信 號毛刺的穩健性。實施方案還可有助于使檢漏總成和方法忽略其中微型揚聲器上方的前腔 已被用戶臨時阻塞的特定可接受操作事件。這種類型的臨時阻塞（可能由抵著硬桌面或類 似阻塞表面放置便攜式通信裝置的聲孔徑而導致）通常將導致微型揚聲器的所測量到的 基頻諧振頻率的增加，即使揚聲器外殼實際上完全完整，即無聲泄漏。下文結合圖5更詳細 討論前腔的這種阻塞聲條件或情況及其檢測。
[0082] 技術人員將了解，揚聲器1的自適應數字模型210可通過由可執行程序指令控制 的軟件可編程微處理器或DSP核心實施，使得每個信號處理功能可由特定一組可執行程序 指令實施。在某些實施方案中，自適應數字模型210可完全或部分與可編程DSP202集成。 在后一個實施方案中，自適應數字模型210可由一組專用可執行程序指令或容納揚聲器模 型210的多個可調適模型參數的多個存儲位置實施。因此，微型揚聲器的自適應建模和微 型揚聲器1的f〇的上述監測和相關振膜偏移限制可都由可編程DSP202通過適當應用程序 執行。技術人員將了解，可編程DSP202可與便攜式通信終端的先前討論應用程序處理器一 起集成或可實施為單獨的可編程DSP，其專用于本檢漏總成及相關檢漏方法。在后一個實施 方案中，自適應數字模型210可被實施為單獨的硬接線數字邏輯電路，其包括經適當配置 的連續或組合數字邏輯而非與有關可編程實施方案的軟件實施相關的一組可編程程序指 令。硬接線數字邏輯電路可集成在專用集成電路（ASIC)上或可通過可編程邏輯或其任意 組合配置。
[0083] 為了圖示微型揚聲器1的基頻諧振頻率在正常密封的外殼（圖IB的30))破損且 變得聲泄漏時如何變化，圖3的曲線圖300示出針對與上述微型揚聲器1相同類型的一組 微型電動式揚聲器的實驗測量平均揚聲器阻抗對頻率曲線。曲線圖300的X軸描繪跨從 5Hz至約5kHz的頻率范圍的對數標度的測量頻率且y軸示出從約6 Ω至15 Ω的線性標度 的所測量到的電阻抗量值。第一阻抗曲線301示出微型揚聲器在被安裝在未破損或密封外 殼中時的阻抗的平均測量量值，即揚聲器和其外殼的預期密封操作。所測量到的揚聲器的 平均基頻諧振頻率為約900Hz且平均峰值阻抗為約14Ω。第二阻抗曲線303示出當微型 揚聲器被安裝在破損或未密封外殼中（即，揚聲器和其相關外殼的錯誤或故障條件）時的 平均所測量到的阻抗。如圖示，所測量到的揚聲器的平均基頻諧振頻率已被顯著降低至約 550Hz且平均峰值阻抗被降低至約13 Ω。外殼中的孔隙或孔的平均橫截面積為約0. 75mm2，
【發明者】在許多現場研究后發現其對于典型破損揚聲器外殼是有代表性的。
[0084] 密封和破損條件的外殼中的平均基頻諧振頻率的顯著變化使本檢漏方法對于基 準揚聲器諧振頻率的不可避免的生產差異而言非常穩健。其可能例如可選擇基頻諧振頻率 的閾值頻率準則，使得檢漏在所測量到的基頻諧振頻率降至低于預定閾值頻率（即針對所 描繪實施方案的750Hz)的情況下標記泄漏誤差。技術人員將了解，作為絕對頻率的替代的 閾值頻率準則可被表達為與標稱基頻諧振頻率的特定頻率偏差，例如250Hz或1/3倍頻程 等。
[0085] 破損或泄漏揚聲器外殼對揚聲器偏移或位移的影響圖不在圖4的曲線圖400上。 所描繪的偏移曲線401和403分別對應于曲線圖300上所描繪的平均阻抗曲線301和303。 曲線圖400的X軸描繪跨頻率范圍5Hz至約5kHz的對數標度的測量頻率，而y軸示出從約 0.0mm至0.25mm的線性標度的所測量到的偏移（mm/V(音圈電壓））。所描繪的振膜偏移值 通過激光干涉儀測量。平均揚聲器振膜偏移的顯著增大從針對所施加的固定音圈電壓條件 從第一偏移曲線401至第二偏移曲線403中明顯可見。當存在外殼的聲泄漏時，平均振膜 偏移在從20Hz至500Hz的整個低頻音頻范圍內顯著增大。當微型揚聲器被安裝在密封揚 聲器外殼中時50Hz下的平均振膜偏移是約0. 05mm/V且這個值在微型揚聲器取而代之被安 裝在泄漏或未密封揚聲器中時增至約0. 13mm/V。由于正常語音和音樂信號的絕大多數信號 能量集中在低頻部分中，所以這個頻率范圍中的振膜偏移的顯著增加可導致揚聲器的不可 逆轉的機械損傷，除非采取適當預防措施來限制最大偏移。特定類型的電動式揚聲器的最 大偏移取決于其尺寸和構造細節。對于具有約11_X 15_的外尺寸的上述微型揚聲器1， 最大振膜偏移為約+/_〇. 45mm。
[0086] 圖5包括針對配置在四個不同聲負載條件（即，負載不同聲負載）中的單個微型 電動式揚聲器樣本的實驗測量揚聲器阻抗對頻率曲線的曲線圖500。微型電動式揚聲器樣 本類似于上文參考先前阻抗和偏移測量討論的微型揚聲器。曲線圖500的X軸描繪跨從 300Hz至約3kHz的頻率范圍的對數標度的測量頻率且y軸示出從約7 Ω跨至16 Ω的線性 標度的微型揚聲器的所測量到的電阻抗量值。第一阻抗曲線501示出當微型揚聲器被安裝 在未破損或密封外殼中（即，揚聲器和其外殼的預期或正常密封條件）時的所測量到的阻 抗值。此外，揚聲器上方的前腔未被阻塞，對應于實質自由場條件下的聲音發射。
[0087] 揚聲器樣本的所測量到的基頻諧振頻率是838Hz且伴隨的峰值阻抗是約15 Ω。第 二阻抗曲線503不出當微型揚聲器被安裝在泄漏或未密封外殼中（即揚聲器和其相關外殼 的錯誤或故障條件）時的所測量到的阻抗量值。如圖示，微型揚聲器樣本的所測量到的基 頻諧振頻率從838Hz顯著下降至約382Hz。第三阻抗曲線505示出微型揚聲器在被安裝在 密封或非泄漏外殼中時的所測量到的阻抗量值，如頻率曲線501所示但現具有揚聲器上方 緊密阻塞的前腔。緊密阻塞的聲負載條件通過抵著紙堆牢固按壓微型揚聲器樣本的前側而 實現。如阻抗曲線505所圖示，微型揚聲器樣本的所測量到的基頻諧振頻率從正常非泄漏 運行條件下的838Hz顯著增大至緊密阻塞前腔情況下的1676Hz。所測量到的基頻諧振頻 率下的阻抗量值從約15Ω減至約10Ω。基頻諧振頻率的增加由前腔內的微型揚聲器的前 側上的滯留空氣質量的機械剛度的增加導致。最后，第四阻抗曲線507示出微型揚聲器在 被安裝在密封或非泄漏腔室中時的所測量到的阻抗量值，其如頻率曲線501所示，但現具 有揚聲器上方的松散阻塞前腔。松散阻塞的聲負載條件通過靜置而非如在上述緊密阻塞條 件中抵著紙堆主動按壓微型揚聲器樣本的前側。如曲線507所圖示，微型揚聲器樣本的所 測量到的基頻諧振頻率從正常非泄漏運行條件下的838Hz減至松散阻塞的前腔情況下的 763Hz。所測量到的基頻諧振頻率下的阻抗量值從約15 Ω減至約12 Ω。
[0088] 密封條件的外殼與緊密阻塞和松散阻塞前腔之間的基頻諧振頻率變化使得本檢 漏方法能夠額外地檢測微型揚聲器的所測量到的基頻揚聲器諧振頻率的變化是否由揚聲 器的前腔的聲阻塞導致。技術人員將了解，可通過除檢測微型揚聲器的基頻諧振頻率的變 化外還監測和測量揚聲器在基頻諧振頻率下的阻抗或導納而改進外殼泄漏的檢測或區分 效率。揚聲器在基頻諧振頻率下的所測量到的阻抗或導納可例如與預定阻抗誤差準則（諸 如上阻抗閾值和/或下阻抗閾值）比較。
[0089] 根據本發明的一個實施方案，微型揚聲器的上述緊密阻塞或松散阻塞前腔運行條 件的檢測用于臨時中斷至揚聲器的音頻或驅動信號且由此暫停聲音重放。這節省電力。聲 音重放優選地在微型揚聲器的正常聲運行條件重新建立的情況下恢復，即，一旦揚聲器的 所測量到的基頻諧振頻率不再符合預定頻率誤差準則和/或阻抗誤差準則。此外，如果如 上所述確定外殼泄漏，那么外殼檢漏方法優選地還被調適來永久或至少在外殼已被修理之 前衰減施加至微型揚聲器的音圈的音頻信號的電平。
[0090] 圖6是揚聲器1的先前討論自適應數字模型210的內部組件的詳圖。自適應數字 模型210包括自適應IIR濾波器510,其針對基頻諧振頻率追蹤和檢測對微型電動式揚聲器 1的音圈的阻抗自適應地追蹤或建模。先前討論的數字音圈電流信號Im[n]被施加至自適 應數字模型210的第一輸入且數字音圈電壓Vm [η]被施加至自適應數字模型210的第二輸 入。數字模型210的輸出（未示出）是微型揚聲器1的估計基頻諧振頻率&。這種輸出未 明確描繪于圖5上，但可如下文中進一步詳細討論直接從自適應IIR濾波器510的模型參 數計算得到。
[0091] 適應數字模型210包括下列模型參數：
[0092] Ve[n]:音圈電壓或驅動電壓的估計值；
[0093] Rdc:音圈的DC電阻；
[0094] BI :揚聲器的力因數（B · I乘積）；
[0095] Mms :總機械移動質量（包括聲負載）；
[0096] Kms :總機械剛度；
[0097] Rms :總機械阻尼；
[0098] 自適應IIR濾波器510是二階濾波器且為方便起見優選地由其在z域中的機械導 納轉移函數Ym(S)表達，如下導納函數所示。揚聲器1的自適應數字模型210的總體運算 在于參數追蹤算法試圖基于音圈電流Im[n]的測量和微型揚聲器的阻抗模型預測音圈電 壓Vjn]。錯誤信號V EKK[n]獲自所測量到的實際音圈電壓Vm[n]與由模型VJn]產生的相 同電壓的估計值之間的差值。技術人員將了解，各種自適應濾波方法可用于調適所選揚聲 器模型中的自由模型參數以使錯誤信號V EKK[n]最小化。自由模型參數優選地被連續傳輸 至DSP202且當錯誤信號變得足夠小（例如，符合預定誤差準則）時，經調適模型參數被假 設為正確的。DSP202被配置來從所接收的模型參數進行微型揚聲器1的當前基頻諧振頻率 &的計算。在替代例中，自適應數字模型210可包括適當的計算能力以執行&的所計算并 且將后者傳輸至DSP202。通過使圖5中所描繪的四個參數BI、M ms、Kms和Rms中的一個保持 固定，其余三個參數可通過識別Im[n]與u[n]之間的關系而確定。數學上，這四個參數的 哪一個是固定的并不重要，而是總移動質量M ms通常是這些參數在隨時間和溫度的制造差 異和變化方面最穩定的。因此，優選的是在本發明的本實施方案中使總移動質量M ms保持為 固定參數。
[0099] 技術人員將了解，&可從自由參數和a2分析地計算得到，初步得到：

【權利要求】
1. 一種檢測被安裝在外殼中的電動式揚聲器的外殼泄漏的方法，其包括下列步驟： 通過輸出放大器施加音頻信號至所述電動式揚聲器的音圈， 檢測流動至所述音圈中的音圈電流， 檢測跨所述音圈的音圈電壓， 基于所述檢測到的音圈電流和音圈電壓檢測所述揚聲器跨預定音頻頻率范圍的阻抗 和導納中的一個， 基于所述檢測到的阻抗或導納確定所述揚聲器的基頻諧振頻率， 將所述揚聲器的所述確定的基頻諧振頻率與表示所述外殼的密封狀態的所述揚聲器 的標稱基頻諧振頻率比較， 基于所述電動式揚聲器的所述確定的基頻諧振頻率與所述標稱基頻諧振頻率之間的 偏差檢測所述外殼的聲泄漏。
2. 根據權利要求1所述的檢測電動式揚聲器的外殼泄漏的方法，其包括下列步驟： 通過跨所述預定音頻頻率范圍的多個鄰近配置的帶通濾波器過濾所述音圈電流以產 生多個經帶通濾波的音圈電流分量， 通過跨所述預定音頻頻率范圍的多個鄰近配置的帶通濾波器過濾所述音圈電壓以產 生多個經帶通濾波的音圈電壓分量， 基于所述音圈電流分量和音圈電壓分量確定每個帶通濾波器的通帶內的所述音圈阻 抗和導納中的一個。
3. 根據權利要求2所述的檢測電動式揚聲器的外殼泄漏的方法，其中所述多個鄰近配 置的帶通濾波器包括時域濾波器組和頻域濾波器組中的一個。
4. 根據權利要求3所述的檢測電動式揚聲器的外殼泄漏的方法，所述頻域濾波器組包 括基于傅里葉變換的濾波器組。
5. 根據權利要求3所述的檢測電動式揚聲器的外殼泄漏的方法，其中所述時域濾波器 組包括多個1/3倍頻程帶通濾波器。
6. 根據權利要求1所述的檢測電動式揚聲器的外殼泄漏的方法，其包括下列步驟 施加所述檢測到的音圈電流和所述檢測到的音圈電壓至所述揚聲器的自適應數字模 型，所述自適應數字模型包括多個可調適模型參數， 從所述揚聲器的所述自適應數字模型的一個或多個所述可調適參數計算所述揚聲器 的所述基頻諧振頻率。
7. 根據權利要求6所述的檢測電動式揚聲器的外殼泄漏的方法，其中所述揚聲器的所 述自適應數字模型包括二階或更高階的自適應IIR濾波器。
8. 根據權利要求6所述的檢測電動式揚聲器的外殼泄漏的方法，其中所述揚聲器的所 述自適應數字模型包括至少一個固定參數，諸如所述揚聲器的總移動質量。
9. 根據權利要求1所述的檢測電動式揚聲器的外殼泄漏的方法，其包括下列步驟： 隨時間監測和測量所述揚聲器的所述基頻諧振頻率， 將所述所測量到的基頻諧振頻率與預定頻率誤差準則比較， 基于所述比較結果限制所述揚聲器的振膜偏移。
10. 根據權利要求9所述的檢測電動式揚聲器的外殼泄漏的方法，其中所述預定頻率 誤差準則包括所述揚聲器的所述確定的基頻諧振頻率與所述標稱基頻諧振頻率之間的最 大頻率偏差。
11. 根據權利要求9所述的檢測電動式揚聲器的外殼泄漏的方法，其中所述預定頻率 誤差準則包括源自所述揚聲器的所述標稱基頻諧振頻率的閾值頻率。
12. 根據權利要求9所述的檢測電動式揚聲器的外殼泄漏的方法，其包括下列步驟： 檢測所述確定的基頻諧振頻率滿足所述預定頻率誤差準則的故障時間， 將所述檢測到的故障時間與預定故障時間段比較， 響應于所述檢測到的故障時間超過所述預定故障時間段而限制所述振膜偏移。
13. 根據權利要求9所述的檢測電動式揚聲器的外殼泄漏的方法，其包括下列步驟： 監測和測量所述揚聲器在所述基頻諧振頻率下的阻抗或導納中的一個。
14. 根據權利要求13所述的檢測電動式揚聲器的外殼泄漏的方法，其包括下列步驟： 將所述揚聲器在所述基頻諧振頻率下的所述所測量到的阻抗或導納與預定阻抗誤差 準則比較， 基于所述比較的結果限制所述揚聲器的振膜偏移。
15. 根據權利要求9所述的檢測電動式揚聲器的外殼泄漏的方法，其中振膜偏移的所 述限制包括衰減所述音頻信號的電平和所述音圈電流的電平中的一個的步驟。
16. 根據權利要求15所述的檢測電動式揚聲器的外殼泄漏的方法，其中所述音頻信號 的所述電平的所述衰減包括選擇性衰減低于所述電動式揚聲器的所述標稱基頻諧振頻率 的所述音頻信號的低頻部分。
17. -種用于外殼安裝電動式揚聲器的檢漏總成，其包括： 音頻信號輸入，其用于接收由音頻信號源供應的音頻輸入信號， 輸出放大器，其被配置來接收所述音頻輸入信號并且在可連接至電動式揚聲器的音圈 的一對輸出端子上產生相應音圈音頻電壓， 電流檢測器，其被配置來響應于所述音圈電壓的所述施加而檢測流動至所述電動式揚 聲器中的音圈電流；和 信號處理器，其被配置來： 基于所述檢測到的音圈電流和音圈電壓檢測所述揚聲器跨預定音頻頻率范圍的阻抗 和導納中的一個， 基于所述檢測到的阻抗或導納確定所述揚聲器的基頻諧振頻率， 將所述揚聲器的所述確定的基頻諧振頻率與表示所述外殼的密封狀態的所述揚聲器 的標稱基頻諧振頻率比較， 基于所述電動式揚聲器的所述確定的基頻諧振頻率與所述標稱基頻諧振頻率之間的 偏差檢測外殼泄漏。
18. 根據權利要求17所述的用于外殼安裝電動式揚聲器的檢漏總成，其中所述電流檢 測器包括：第一 A/D轉換器，其被配置來對所述音圈電流取樣和數字化以供應數字音圈電 流信號；和第二A/D轉換器，其被配置來對所述音圈電壓取樣并且數字化以供應數字音圈 電壓信號。
19. 根據權利要求17所述的用于外殼安裝電動式揚聲器的檢漏總成，其中所述信號 處理器包括可編程微處理器，其可由儲存在程序存儲器中的可執行程序指令的應用程序控 制。
20. 根據權利要求19所述的用于外殼安裝電動式揚聲器的檢漏總成，其中所述應用程 序包括： 第一組可執行程序指令，其在被執行時提供所述揚聲器的自適應數字模型，所述自適 應數字模型包括多個可調適模型參數； 第二組可執行程序指令，其在被執行時提供下列步驟： 讀取所述數字音圈電流信號， 讀取數字音圈電壓信號， 將所述數字音圈電流信號和所述數字音圈電壓信號施加至所述揚聲器的所述自適應 數字模型， 計算所述多個可調適模型參數的更新值， 從一個或多個所述可調適模型參數計算所述揚聲器的所述基頻諧振頻率。
21. 根據權利要求19所述的用于外殼安裝電動式揚聲器的檢漏總成，其中所述應用程 序包括： 第一組可執行指令，其被配置來在被執行時提供下列步驟： 通過跨所述預定音頻頻率范圍的多個鄰近配置的帶通濾波器過濾所述數字音圈電壓 信號以產生多個經帶通濾波的音圈電壓分量， 通過跨所述預定音頻頻率范圍的多個鄰近配置的帶通濾波器過濾所述數字音圈電流 信號以產生多個經帶通濾波的音圈電流分量， 基于所述音圈電流分量和音圈電壓分量確定每個帶通濾波器的通帶內的所述音圈阻 抗和導納中的一個。
22. 根據權利要求17所述的用于外殼安裝電動式揚聲器的檢漏總成，其中所述輸出放 大器包括D類功率級，其被配置來供應經脈沖調制的音圈電壓至所述電動式揚聲器。
23. -種半導體襯底，其具有集成其上的根據權利要求16所述的檢漏總成。
24. -種用于外殼安裝電動式揚聲器的檢漏系統，其包括： 電動式揚聲器，其包括用于響應于所述振膜總成的致動而產生可聽聲音的可移動振膜 總成， 根據權利要求17所述的檢漏總成，其電耦接至所述可移動振膜總成， 音頻信號源，可操作地耦合至所述檢漏總成的所述音頻信號輸入。
【文檔編號】H04R29/00GK104349262SQ201410351896
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月23日 優先權日:2013年7月23日
【發明者】潘揚, F·張, M·W·迪特曼, K·S·貝爾塞森 申請人:亞德諾半導體股份有限公司