一種揚聲器非線性補償方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種揚聲器非線性補償方法及裝置。其中，該方法包括步驟：S1、獲取所述揚聲器的系統參數、第i時域激勵電壓信號以及所述揚聲器的第i狀態向量；其中i為自然數；S2、根據所述系統參數以及第i狀態向量對所述第i時域激勵電壓信號進行補償，得到第i補償電壓信號；S3、根據所述系統參數以及第i補償電壓信號計算獲得第i+1狀態向量；S4、輸出所述第i補償電壓信號，并記錄補償電壓信號的數量；S5、判斷所述補償電壓信號的數量是否等于預設數量值；若是，則結束補償；若否，則令i＝i+1，返回執行步驟S1。本發明的揚聲器非線性補償方法及裝置適用范圍廣，且可以直接對時域激勵電壓信號進行補償。
【專利說明】一種揚聲器非線性補償方法及裝置 【技術領域】
[0001] 本發明涉及揚聲器領域，尤其涉及一種揚聲器非線性補償方法及裝置。 【【背景技術】】
[0002] 揚聲器具有尺寸小的優點，因而在智能手機以及平板電腦等電子設備中具有廣泛 的應用。但是隨著尺寸的減小，揚聲器的非線性變得越來越顯著，大信號條件下，揚聲器發 出的聲音會產生明顯的失真。根據揚聲器系統的非線性模型以及相應的系統參數對揚聲器 進行非線性補償，越來越受到人們的重視。
[0003] 現有技術中已知多種揚聲器的非線性補償方法。例如，現有技術中存在一種反饋 線性化非線性補償方法，該種方法能有效抑制力因數出(1)、勁度系數k t(x)以及音圈電感U (X)的引入的非線性，對揚聲器起到一定的補償作用。但是該方法不能補償力阻Rm(V)的非 線性，其適用范圍較小，尤其不適用于微型揚聲器單元。
[0004] 現有技術中還存在一種揚聲器的非線性控制系統，該系統采用反饋線性化補償算 法來補償系統的非線性，但是該方法不適用于微型揚聲器。另外，現有技術中還采用鏡像濾 波器法來補償系統的非線性，然而該種方法是反饋線性化補償器的一種特殊情況，只適用 于低音單元的非線性補償，適用范圍較小，尤其不適用于微型揚聲器單元。
[0005] 另外，現有技術中還存在一種用于對揚聲器系統的非線性失真和補償的方法和裝 置。該方法需要將音頻信號轉換成頻域信號，再將頻域信號轉換成時域信號，而不能直接對 時域電壓信號進行補償，其復雜度較高。
[0006] 因此，有必要提供一種新型的揚聲器非線性補償方法及裝置，以克服現有非線性 補償技術的適用范圍小、不能直接對時域激勵電壓信號進行補償的缺點。 【
【發明內容】
】
[0007] 本發明的目的在于提供一種揚聲器非線性補償方法及裝置，該方法以及裝置適用 范圍廣，且可以直接對時域激勵電壓信號進行補償。
[0008] 為解決上述的技術問題，本發明提供了一種揚聲器非線性補償方法，包括以下步 驟：
[0009] S1、獲取所述揚聲器的系統參數、第i時域激勵電壓信號以及所述揚聲器的第i狀 態向量;其中i為自然數；
[0010] S2、根據所述系統參數以及第i狀態向量對所述第i時域激勵電壓信號進行補償， 得到第i補償電壓信號；
[0011] S3、根據所述系統參數以及第i補償電壓信號計算獲得第i+Ι狀態向量；
[0012] S4、輸出所述第i補償電壓信號，并記錄補償電壓信號的數量；
[0013] S5、判斷所述補償電壓信號的數量是否等于預設數量值;若是，則結束補償;若否， 則令i = i+l，返回執行步驟S1。
[0014] -個實施例中，在所述步驟Sl中，當i = l時，所述第i狀態向量為揚聲器的預設狀 態向量。
[0015] -個實施例中，所述系統參數包括線性參數和非線性參數;其中，所述線性參數包 括音圈直流電阻、音圈電感、力因素線性項、勁度系數線性項以及力阻線性項;所述非線性 參數包括力因數、勁度系數以及力阻，其中，所述力因數、所述勁度系數以及所述力阻分別 表示為：
[0016]
[0017]
[0018]
[0019] 其中，X表示揚聲器振膜的位移，V表示揚聲器振膜的速度，B1(X)表示力因數，kt(x) 表示勁度系數，R m(v)表示力阻。
[0020] -個實施例中，所述揚聲器的狀態向量包括電流、振膜位移以及振膜振動速度，所 述狀態向量表示為:x=[xi X2 X3]T=[i X ν]τ;
[0021] 所述步驟S3中，所述第i+1狀態向量根據所述系統參數以及第i補償電壓信號通過 求解常微分方程芬潛，所彳術揚畝惡的常微分方程為，
[0022]
[0023]其中，u(t)為激勵電壓、Re為音圈直流電阻、Le為音圈電感、mt為等效振動質量。
[0024] -個實施例中，在所述步驟S2中，通過反饋線性化補償算法對所述第i時域激勵電 壓信號進行補償以獲得第i補償電壓信號。
[0025] -個實施例中，所述步驟Sl中，獲取所述揚聲器的系統參數包括以下步驟：
[0026] 同步測量所述揚聲器兩端的電壓信號和電流信號；
[0027] 利用系統辨識方法獲得所述揚聲器的系統參數。
[0028] -個實施例中，所述系統辨識方法包括以下步驟：
[0029] 根據測量的電壓信號和電流信號，在大信號條件下，計算所述揚聲器的阻抗曲線， 并使用最小二乘法匹配所述阻抗曲線，獲得所述揚聲器的線性參數；
[0030] 根據所述測量的電流信號計算出估計電壓信號，并比較所述估計電壓信號與所述 測量的電壓信號，計算二者之間的電壓誤差信號；
[0031] 去除所述電壓誤差信號中的線性分量，并根據去除線性分量后的電壓誤差信號使 用自適應迭代算法獲得非線性參數。
[0032] 為解決技術問題，本發明還提供了一種揚聲器非線性補償裝置，包括:獲取單元， 用于獲取所述揚聲器的系統參數、當前的時域激勵電壓信號，以及當前的狀態向量;補償單 元，用于根據所述系統參數以及當前的狀態向量對當前的時域激勵電壓信號進行補償，并 返回當前的補償電壓信號;計算單元，用于根據所述系統參數及當前的補償電壓信號計算 獲得下一狀態向量;輸出單元，用于輸出當前的補償電壓信號;控制單元，用于記錄補償電 壓信號的數量，并在所述補償電壓信號的數量等于預設值時控制所述揚聲器非線性補償裝 置停止工作，在所述補償電壓信號的數量未達到預設值時控制所述獲取單元再次獲取所述 揚聲器的系統參數、當前的時域激勵電壓信號以及當前的狀態向量。
[0033] -個實施例中，所述系統參數包括非線性參數;所述非線性參數包括力因數、勁度 系數以及力阻，其中，所述力因數、所述勁度系數以及所述力阻分別表示為：
[0034；
[0035；
[0036；
[0037]其中，X表示揚聲器振膜的位移，V表示揚聲器振膜的速度，B1(X)表示力因數，kt(x) 表示勁度系數，Rm(v)表示力阻；
[0038] 所述狀態向量包括電流、振膜位移以及振膜振動速度，所述狀態向量表示為:X = [X1 X2 X3]T=[i X ν]τ;Κ述計算單元用于根據所述系統參數以及當前的補償電壓信號通 過求解常微分方程獲得下一狀態向暈:其中，所述揚聲器的常微分方程為：
[0039]
[0040] 其中，u(t)為激勵電壓、Re為音圈直流電阻、Le為音圈電感、Hh為等效振動質量。
[0041] -個實施例中，所述揚聲器非線性補償裝置還包括：用于檢測所述揚聲器兩端的 電壓信號的電壓傳感器、用于檢測所述揚聲器兩端的電流信號的電流傳感器，以及用于根 據所述揚聲器兩端的電壓信號和電流信號獲得所述系統參數的系統辨識單元。
[0042] 本發明的有益效果在于：1)由于其涉及揚聲器的振膜速度V，因此不僅能夠補償力 因數B1(X)和勁度系數k t(x)，而且還可補償力阻Rm(V)，其適用性廣泛，尤其適用于大信號條 件下微型揚聲器非線性的抑制；2)直接對激勵電壓信號在時域進行補償，而無需先將音頻 信號轉成頻域信號再轉成時域信號，因此靈活性較高，且補償過程較為簡單;3)揚聲器的狀 態向量是通過求解常微分方程來預測的，其無需額外的傳感器來檢測，降低了成本并且簡 化了補償過程;4)系統參數可通過自適應的系統辨識方法來自動更新，由此可在線跟蹤系 統參數的變化，進一步提升非線性補償效果。 【【附圖說明】】
[0043]圖1為根據本發明一實施例中的揚聲器非線性補償方法的基本原理框圖；
[0044]圖2為對應于圖1的揚聲器非線性補償方法的的流程圖；
[0045] 圖3為根據本發明一實施例中的揚聲器非線性補償方法的集總參數模型中的電壓 豐旲型；
[0046] 圖4為根據本發明一實施例中的揚聲器非線性補償方法的集總參數模型中的力學 豐旲型；
[0047] 圖5為本發明一實施例中的采用系統辨識方法獲得揚聲器的系統參數的揚聲器非 線性補償方法的基本原理框圖；
[0048] 圖6為對應于圖5所示的采用系統辨識方法獲取揚聲器的系統參數的方法流程圖；
[0049] 圖7為使用本發明的揚聲器非線性補償方法對揚聲器單元進行非線性補償前后的 聲壓THD示意圖；
[0050] 圖8為使用本發明的揚聲器非線性補償方法對包含有腔體的揚聲器系統進行非線 性補償前后的聲壓THD示意圖；以及
[0051] 圖9示出了本發明一實施例中的揚聲器非線性補償裝置的模塊方框圖。 【【具體實施方式】】
[0052]下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步說明。
[0053]圖1示出了根據本發明一實施例中的揚聲器非線性補償方法的基本原理。在圖1 中，w(n)表示系統的初始激勵電壓，u(n)表示補償后的補償電壓。X表示系統向量。其中，在 本實施例中，該系統向M包括電流i、振I旲位移X以及振I旲振動速度V，即：
[0054] χ=[χι X2 X3]T=[i x v]T (I)
[0055] 如圖1所示，本發明的揚聲器非線性補償方法中，首先，初始激勵電壓w(n)結合當 前的系統參數和當前的狀態向量，通過非線性補償器10進行補償，得到補償后的補償電壓u (η)。隨后，根據補償電壓u(n)以及系統參數，并結合揚聲器模型20計算預測得到系統的下 一狀態向量X，隨后使用補償電壓u(n)激勵揚聲器30,由此可對揚聲器30的非線性實現有效 的補償。其中，該補償電壓u(n)優選地經過功率放大器再輸出。
[0056] 在本實施例中，在通過非線性補償器10進行首次補償前，對揚聲器30設置預設狀 態向量，并在首次補償時，通過當前的系統參數以及預設向量，使用例如反饋線性化補償算 法等補償算法來對初始激勵電壓進行補償。而在后續的補償過程中，其狀態向量則是通過 前一補償電壓以及系統參數求解得到。優選地，預設狀態向量為xl = [0 0 0]τ。
[0057] 圖2示出了揚聲器非線性補償方法的流程圖。如圖2所示，該補償方法包括以下步 驟：
[0058] Sl、獲取揚聲器的系統參數、第i時域激勵電壓信號以及揚聲器的第i狀態向量;其 中i為自然數；
[0059] S2、根據系統參數以及第i狀態向量對第i時域激勵電壓信號進行補償，得到第i補 償電壓信號；
[0060] S3、根據系統參數以及第i補償電壓信號計算獲得第i+Ι狀態向量；
[0061] S4、輸出第i補償電壓信號，并記錄補償電壓信號的數量；
[0062] S5、判斷所述補償電壓信號的數量是否等于預設數量值;若是，則結束補償;若否， 則令i = i+l，返回執行步驟S1。
[0063]其中，在本實施例中，在步驟Sl中，該揚聲器的系統參數包括線性參數和非線性參 數。其中，線性參數包括音圈直流電阻Re、音圈電感U、力因素線性項b〇、勁度系數線性項k〇 以及力阻線性項ro。而非線性參數包括力因數B1(X)、勁度系數kt(x)以及力阻1~)。本實施 例中的非線性補償方法可以有效地抑制上述三個參數的非線性。其中，力因數出^)、勁度 系數k t(x)以及力陽Rm(V)可分別采用如下的多項式形式進行表示：
[0064]
[0065]
[0066] , Λ (2)
[0067] 其中，如上所述，X表示振膜位移，V表示振膜振動速度。
[0068] 另外，步驟Sl中的系統參數可以是初始階段測量的系統參數，該參數在后續的非 線性補償過程中不再測量。而該系統參數也可以是在非線性補償過程中通過同步測量揚聲 器兩端的電壓和電流，并使用系統辨識方法更新后獲得的揚聲器的系統參數。
[0069] 進一步如圖2所示，在步驟Sl中，當i = l時，該第i狀態向量為揚聲器的預設狀態向 量。優選地，在本實施例中，該預設狀態向量為xl = [0 0 0]τ。而當l<i<n時，如步驟S3中 公開的，根據系統參數以及第i補償電壓信號可通過例如求解常微分方程的方式計算獲得 第i+Ι狀態向量。即，第i狀態向量根據系統參數以及第i-Ι補償電壓信號，并通過例如求解 常微分方程的方式計算得到。其中，該常微分方程可通過揚聲器的集總參數模型推導而出。
[0070] 圖3-4示出了本發明一實施例中的集總參數模型。其中，圖3具體示出了該揚聲器 的電壓模型。該電壓模型可采用以下公式表示： 剛
⑶
[0072] 其中，U(t)表示揚聲器的激勵電壓，Re為音圈直流電阻，Le為音圈電感，i為電流。
[0073] 圖4具體示出了該揚聲器的力學模型。其中，該力學模型可采用以下公式表示：
[0074] BI (x) i =mta+Rm(v)v+kt(x)x (4)
[0075] 其中，mt表示等效振動質量，a表示振膜加速度。
[0076] 通過上述的公式(3)和(4)可獲得該揚聲器的常微分方程。其中，該常微分方程如 以下公式(5)所示：
[0077] 7 、 (5 )
[0078] 由于通過該常微分方程可求解出振膜振動速度V，因而在采用該種非線性補償方 法時能夠有效地抑制和補償Rm(V)的非線性。
[0079] 在本實施例中，在步驟S3中，優選地根據揚聲器系統參數、前一補償電壓信號，并 通過求解上述的常微分方程(5)得到的當前的狀態向量。隨后根據系統參數以及求解得到 當前的狀態向量，使用反饋線性化補償算法直接對當前的時域激勵電壓信號進行補償，可 得到補償后的補償電壓U。該補償電壓U可表示為：
[0080]
[0081 ] 其中，w為系統的原始激勵電壓，Bix、ktx以及RmX分別表示Bi(x)、kt(x)以及R m(V)的 一階導數。
[0082] 在進行非線性補償時，由于系統參數測量存在誤差，以及揚聲器在運行時參數可 能發生漂移，因此采用僅在初始階段測量獲得的系統參數來進行補償時可能會無法完全抑 制系統的非線性。因此，本發明還進一步提出，在非線性補償過程中，通過系統辨識方法獲 取揚聲器最新的系統參數。
[0083] 圖5示出了根據本發明一實施例中的揚聲器采用系統辨識方法獲得系統參數的揚 聲器非線性補償方法的基本原理框圖。除了圖1所示的非線性補償之外，圖5還進一步示出 了對系統參數PU)的在線跟蹤以及更新。在圖5中，i(n)表示揚聲器實時的電流。由于補償 后的電壓u(n)與揚聲器的實時電壓基本相同，因此假設u(n)為揚聲器的實時電壓。如圖5所 示，在進行非線性補償同時，同步測量揚聲器兩端的電壓u(n)及電流i(n)，并將該電壓u(n) 及電流i(n)輸入至系統辨識器40中以獲得更新后的系統參數。通過這種方式可在線跟蹤系 統參數的變化，進一步提升揚聲器的非線性補償效果。其中，在該系統辨識器40中采用系統 辨識方法來實現系統參數的更新。
[0084] 圖6具體地示出了該系統辨識方法。如圖6所示，該系統辨識方法包括以下步驟：
[0085] S11、根據測量的電壓信號和電流信號，在大信號條件下，計算揚聲器的阻抗曲線， 并使用最小二乘法匹配阻抗曲線，獲得揚聲器的線性參數；
[0086] S12、根據測量的電流信號計算出估計電壓信號，并比較估計電壓信號與測量的電 壓信號，計算二者之間的電壓誤差信號；
[0087] S13、去除電壓誤差信號中的線性分量，并根據去除線性分量后的電壓誤差信號使 用自適應迭代算法獲得非線性參數。
[0088] 在非線性補償過程中，采用該系統辨識方法可在線跟蹤系統參數的變化，并且提 供更新后的系統參數。因此，可有效地避免了因系統參數測量的誤差以及揚聲器運行時參 數的漂移導致的無法完全抑制系統非線性的問題，并可進一步提升該揚聲器的非線性補償 效果。
[0089] 圖7示出了使用本發明的揚聲器非線性補償方法對揚聲器單元進行非線性補償前 后的聲壓THD。如圖7所示，在本實施例中，揚聲器的振膜長為1.6cm，寬為0.9cm。使用IOOHz-1000Hz的單頻信號激勵揚聲器單元可以獲得圖7中虛線所示的無補償的聲壓THD(Total Harmonic Distortion，總諧波失真）。隨后使用本發明所提出的非線性補償方法，對IOOHz-1000Hz的單頻信號進行補償，并使用補償后的單頻信號激勵揚聲器單元，可獲得圖7中實線 所示的補償后的聲壓THD。其中，圖7中揚聲器單元的有效激勵電壓為0.5V。
[0090] 而圖8則是在相同條件下對包含有腔體的揚聲器系統補償前后的聲壓THD。其中， 虛線表示補償前的聲壓THD，而實線則表示補償后的聲壓THD，且揚聲器系統的有效激勵電 壓為1.2V。
[0091] 參見圖7-8,在使用本發明提出的非線性補償方法對揚聲器的激勵電壓信號進行 補償后，聲壓THD明顯降低，因此其可有效地補償了揚聲器的非線性。
[0092] 本發明還進一步提供一種揚聲器非線性補償裝置。圖9示出了本發明一實施例中 的揚聲器非線性補償裝置的模塊方框圖。如圖10所示，該揚聲器非線性補償裝置大體上包 括:獲取單元1 〇〇、補償單元200、計算單元300、輸出單元400以及控制單元500。
[0093] 具體地，該獲取單元100用于獲取揚聲器的系統參數、當前的時域激勵電壓信號， 以及當前的狀態向量。補償單元200與獲取單元100通信連接，用于根據獲取單元100獲取的 系統參數以及當前的狀態向量對當前的時域激勵電壓信號進行補償，并返回當前的補償電 壓信號。計算單元300分別與獲取單元100以及補償單元200通信連接，用于根據獲取單元 100獲取的系統參數及補償單元200補償后得到的當前的補償電壓信號計算獲得下一狀態 向量，并將計算所得的下一狀態向量發送給獲取單元100以更新狀態向量。而輸出單元400 則與補償單元200電連接，用于輸出當前的補償電壓信號。
[0094] 控制單元500則分別與補償單元200以及獲取單元100電連接，用于記錄通過補償 單元200獲得的補償電壓信號的數量。該控制單元500在補償電壓信號的數量等于預設值時 可控制揚聲器非線性補償裝置停止工作;而在該補償電壓信號的數量未達到預設值時，可 控制獲取單元100再次獲取揚聲器的系統參數、當前的時域激勵電壓信號以及當前的狀態 向量。
[0095] 其中，在首次補償時，該當前的狀態向量優選為一預設向量。并且在本實施例中， 該預設狀態向量優選為xl = [0 0 0]τ。
[0096] 而在后續的補償過程中，當前的狀態向量則是通過前一補償電壓信號以及系統參 數并例如通過求解常微分方程計算求解得到。其中，該狀態向量、系統參數以及常微分方程 的表達分別可參照前述的公式（1)、（2)以及(5)。
[0097]進一步如圖9所示，為進一步提升該非線性補償裝置的補償效果，在本實施例中， 該揚聲器非線性補償裝置還包括電壓傳感器600、電流傳感器700以及系統辨識單元800。其 中，該電壓傳感器600用于同步測量揚聲器兩端的電壓信號，而電流傳感器700則用于同步 測量揚聲器兩端的電流信號。系統辨識單元800用于根據該測得的電壓信號和電流信號獲 得揚聲器的系統參數，由此在線跟蹤揚聲器的系統參數的變化，進一步提升揚聲器的非線 性補償效果。
[0098] 使用本發明的揚聲器非線性補償方法及裝置時，具有以下優點：1)由于其涉及揚 聲器的振膜速度V，因此不僅能夠補償力因數B 1(X)和勁度系數kt(x)，而且還可補償力阻Rm (V)，其適用性廣泛，尤其適用于大信號條件下微型揚聲器非線性的抑制；2)直接對激勵電 壓信號在時域進行補償，而無需先將音頻信號轉成頻域信號再轉成時域信號，因此靈活性 較高，且補償過程較為簡單;3)揚聲器的狀態向量是通過求解常微分方程來預測的，其無需 額外的傳感器來檢測，降低了成本并且簡化了補償過程;4)系統參數可通過自適應的系統 辨識方法來自動更新，由此可在線跟蹤系統參數的變化，進一步提升非線性補償效果。
[0099] 以上所述的僅是本發明的實施方式，在此應當指出，對于本領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出改進，但這些均屬于本發明的保護范 圍。
【主權項】
1. 一種揚聲器非線性補償方法，其特征在于，包括W下步驟： 51、 獲取所述揚聲器的系統參數、第i時域激勵電壓信號W及所述揚聲器的第i狀態向 量;其中i為自然數； 52、 根據所述系統參數W及第i狀態向量對所述第i時域激勵電壓信號進行補償，得到 第巧H嘗電壓信號； 53、 根據所述系統參數W及第i補償電壓信號計算獲得第i+1狀態向量； 54、 輸出所述第i補償電壓信號，并記錄補償電壓信號的數量； 55、 判斷所述補償電壓信號的數量是否等于預設數量值;若是，則結束補償;若否，則令 1 = 1+1，返回執行步驟51。2. 根據權利要求1所述的揚聲器非線性補償方法，其特征在于，在所述步驟Sl中，當i = 1時，所述第i狀態向量為揚聲器的預設狀態向量。3. 根據權利要求1所述的揚聲器非線性補償方法，其特征在于，所述系統參數包括線性 參數和非線性參數;其中，所述線性參數包括音圈直流電阻、音圈電感、力因素線性項、勁度 系數線性項W及力阻線性項;所述非線性參數包括力因數、勁度系數W及力阻，其中，所述 力因數、所述勁度系數W及所述力阻分別表示為：其中，X表示揚聲器振膜的位移，V表示揚聲器振膜的速度，Bi(X)表示力因數，kt(x)表示 勁度系數，Rm(V)表示力阻。4. 根據權利要求3所述的揚聲器非線性補償方法，其特征在于，所述揚聲器的狀態向量 包括電流、振膜位移W及振膜振動速度，所述狀態向量表示為:X=[X1 X2 X3]T=[i X V]T; 所述步驟S3中，所述第i+1狀態向量根據所述系統參數W及第i補償電壓信號通過求解 常微分方程獲得;所述揚聲器的常微分方程為：其中，U(t)為激勵電壓、Re為音圈直流電阻、Le為音圈電感、mt為等效振動質量。5. 根據權利要求1所述的揚聲器非線性補償方法，其特征在于，在所述步驟S2中，通過 反饋線性化補償算法對所述第i時域激勵電壓信號進行補償W獲得第巧H嘗電壓信號。6. 根據權利要求1所述的揚聲器非線性補償方法，其特征在于，所述步驟Sl中，獲取所 述揚聲器的系統參數包括W下步驟： 同步測量所述揚聲器兩端的電壓信號和電流信號； 利用系統辨識方法獲得所述揚聲器的系統參數。7. 根據權利要求6所述的揚聲器非線性補償方法，其特征在于，所述系統辨識方法包括 W下步驟： 根據測量的電壓信號和電流信號，在大信號條件下，計算所述揚聲器的阻抗曲線，并使 用最小二乘法匹配所述阻抗曲線，獲得所述揚聲器的線性參數； 根據所述測量的電流信號計算出估計電壓信號，并比較所述估計電壓信號與所述測量 的電壓信號，計算二者之間的電壓誤差信號； 去除所述電壓誤差信號中的線性分量，并根據去除線性分量后的電壓誤差信號使用自 適應迭代算法獲得非線性參數。8. -種揚聲器非線性補償裝置，其特征在于，包括： 獲取單元，用于獲取所述揚聲器的系統參數、當前的時域激勵電壓信號，W及當前的狀 態向量； 補償單元，用于根據所述系統參數W及當前的狀態向量對當前的時域激勵電壓信號進 行補償，并返回當前的補償電壓信號； 計算單元，用于根據所述系統參數及當前的補償電壓信號計算獲得下一狀態向量； 輸出單元，用于輸出當前的補償電壓信號； 控制單元，用于記錄補償電壓信號的數量，并在所述補償電壓信號的數量等于預設值 時控制所述揚聲器非線性補償裝置停止工作，在所述補償電壓信號的數量未達到預設值時 控制所述獲取單元再次獲取所述揚聲器的系統參數、當前的時域激勵電壓信號W及當前的 狀態向量。9. 根據權利要求8所述的揚聲器非線性補償裝置，其特征在于，所述系統參數包括非線 性參數;所述非線性參數包括力因數、勁度系數W及力阻，其中，所述力因數、所述勁度系數 W及所述力阻分別表示為：其中，X表示揚聲器振膜的位移，V表示揚聲器振膜的速度，Bi(X)表示力因數，kt(x)表示 勁度系數，Rm(V)表示力阻； 所述狀態向量包括電流、振膜位移W及振膜振動速度，所述狀態向量表示為:X =[ Xl X2 X3]T=[i X V]T;所述計算單元用于根據所述系統參數W及當前的補償電壓信號通過求解 常微分方程獲得下一狀態向量;其中，所述揚聲器的常微分方程為：其中，U(t)為激勵電壓、Re為音圈直流電阻、Le為音圈電感、mt為等效振動質量。10.根據權利要求8所述的揚聲器非線性補償裝置，其特征在于，還包括:用于檢測所述 揚聲器兩端的電壓信號的電壓傳感器、用于檢測所述揚聲器兩端的電流信號的電流傳感 器，W及用于根據所述揚聲器兩端的電壓信號和電流信號獲得所述系統參數的系統辨識單 yn O
【文檔編號】H04R3/00GK105916079SQ201610398572
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月7日
【發明人】胡玉祥, 盧晶, 張姮李子
【申請人】瑞聲科技(新加坡)有限公司