微型扬声器振膜不对称的补偿方法
【专利摘要】本发明涉及一种微型扬声器振膜不对称的补偿方法，音频扬声器输出声音信号S到所述微型扬声器，在所述微型扬声器的输入端施加直流偏置信号V，所述直流偏置信号V通过如下方式确定：确定所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移ΔX；在查找表中找到补偿所述偏移ΔX需要施加的所述直流偏置信号V。本发明的微型扬声器振膜不对称的补偿方法，能够便捷有效地消除振膜不对称带来的影响。
【专利说明】
微型扬声器振膜不对称的补偿方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种微型扬声器振膜不对称的补偿方法。
【背景技术】
[0002] 微型扬声器通常由振膜、线圈、磁铁构成，振膜和线圈构成一个柔性悬挂系统，线 圈通电后在磁场作用下，形成向上或向下的力带动振膜上下振动，从而推动空气振动，发出 声音。
[0003] 如图1所示，理想的扬声器的振膜相对于中心点（基点）5向上(方向3)或向下(方向 4)的位移距离是对称的。振膜的位移距离的极限决定了扬声器的输出性能，相对于中心点5 的位移距离越大，振膜振动幅度越大，可推动空气越多，由空气振动所转换到得物理量声学 响度和功率越大。
[0004] 但目前由于生产工艺的限制，微型扬声器的振膜的上下位移是不对称的，有些的 振膜相对于中心点向下偏，如图2的a所示，有些相对于中心点向上偏，如图2的b所示。但通 常扬声器振膜的总位移距离是恒定的。
[0005]造成振幅位移不对称的原因有很多，振膜和线圈使用的材料、喇叭音腔的设计等 都会影响，目前工艺水平下无法有效避免。目前业内使用智能音频放大器（smart amplifier)是根据扬声器的振膜位移极限做设置，如果放大器驱动信号超过扬声器振膜的 位移极限，就会造成扬声器失真或损坏。
[0006] 上下不对称的振膜位移会影响音频放大器的驱动，放大器只能按照较小的一侧的 唯一极限作为整个微型扬声器的振膜的位移极限。
[0007] 例如，对于一个如图1所示的振膜上下位移对称的微型扬声器，如果振膜相对于中 心点向上和向下的位移距离极限均为〇.2mm，总位移距离为0.4mm。则音频放大器可以将 0.2mm作为扬声器的每一侧的唯一极限，则该扬声器的总位移距离为0.4_。
[0008] 如果一个扬声器的振膜上下不对称，例如，如图2a所示，相对于中心点向上的位移 距离极限为〇.3mm，向下的位移距离极限为0.1mm，虽然其总位移距离也是0.4mm，但音频放 大器只能将较小的〇. 1mm作为扬声器一侧的位移极限，这样该扬声器的总位移距离就只有 0.2_，其位移空间比振膜对称的扬声器减小了 一半。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于，提供一种补偿微型扬声器的振膜不对称的方法，能够便捷有 效地消除振膜不对称带来的影响。
[0010] 本发明的微型扬声器振膜不对称的补偿方法，音频扬声器输出声音信号S到所述 微型扬声器，在所述微型扬声器的输入端施加直流偏置信号V，所述直流偏置信号V通过如 下方式确定:确定所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移A X;在查找表中找到补偿所 述偏移A X需要施加的所述直流偏置信号V。
[0011] 进一步地，所述查找表通过如下方式确定:在所述微型扬声器播放声音的过程中， 在所述微型扬声器的输入端施加不同大小的测试直流偏置信号{VI，ν2，···，νη};确定在施 加各个所述测试直流偏置信号{VI，V2，…，Vn}情况下的振膜偏移{ △ Υ1，△ Υ2，…，△ Υη};所 述振膜偏移{ A Υ1，Δ Υ2，…，Δ Υη}与所述测试直流偏置信号{VI，V2，…，Vn}形成所述查找 表。
[0012] 进一步地，所述在查找表中找到补偿所述偏移△ X需要施加的所述直流偏置信号V 包括:将所述偏移A X取反得到Δ Υ = - Δ X;在所述查找表的所述振膜偏移{ Δ Y1，Δ Y2，…， Δ Υη}中找到与△ Υ最接近的所述振膜偏移△ Yi ;将所述振膜偏移△ Yi对应的所述测试直流 偏置信号Vi作为所述需要施加的所述直流偏置信号V。
[0013] 可选地，所述确定所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移ΔΧ包括:根据所述 微型扬声器的生产方提供的资料来确定所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移Δ X。
[0014] 优选地，所述确定所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移ΔΧ包括:所述微型 扬声器播放一段时间的粉红噪声；用激光测量该段时间内的多个时间点的振膜相对于中心 点的偏移{ AX1，AX2，···，AXm};将所述多个时间点的振膜相对于中心点的偏移{ΔΧ1，Δ X2，…，Δ Xm}做统计平均，得到所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移Δ X。
[0015] 本发明在微型扬声器的输入的电信号中加入直流偏置电压，可以对微型扬声器的 中心点做有效补偿，使得相对于中心点的向上和向下的振膜位移距离相等，从而在使用前 级音频放大器在驱动扬声器时去除振幅位移不对称的影响，完全发挥扬声器的性能。
【附图说明】
[0016] 图1为理想的微型扬声器的振膜的偏移位置的示意图；
[0017] 图2的a、b分别为微型扬声器的振膜向下和向上偏移的示意图；
[0018] 图3为本发明的微型扬声器振膜不对称的补偿方法使用的电路结构的示意图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明的微型扬声器振膜不对称的补偿方法作 进一步的详细描述，但不作为对本发明的限定。
[0020] 如图3所示，本发明的微型扬声器振膜不对称的补偿方法，在音频扬声器输出声音 信号S到微型扬声器之前，在微型扬声器的输入端还施加直流偏置信号V，从而对微型扬声 器振膜的偏移作出补偿。
[0021] 直流偏置信号V通过如下方式确定:先确定微型扬声器的振膜相对于中心点的偏 移A X(可以为正值或负值，表示向相对的两个方向的偏移距离）；然后在查找表中找到补偿 该偏移AX所需要施加的直流偏置信号V(可以为正值或负值，表示振膜的两端施加的直流 信号的电压差值）。
[0022]该查找表通过如下方式确定：
[0023]步骤一:在微型扬声器播放声音的过程中，在微型扬声器的输入端施加不同大小 的测试直流偏置信号{VI，V2,…，Vn}。在微型扬声器的振膜两端施加幅度不同的直流信号， 例如，Vi = 0表示振膜两端施加的直流信号的电压幅度相同，Vi = 0.1 V表示振膜上端施加的 直流信号的电压幅度比下端的电压大0.1V，Vi = -0.1 V表示振膜上端施加的直流信号的电 压幅度比下端的电压小〇. IV，以此类推。
[0024]步骤二:确定在施加各个测试直流偏置信号{VI，V2，…，Vn}的情况下，微型扬声器 的振膜偏移{ A Y1，△ Y2，…，△ Yn}。确定振膜的偏移距离，可以使用激光测距法进行。
[0025] 步骤三:将振膜偏移{ Δ Υ1，Δ Υ2，…，Δ Yn}与测试直流偏置信号{VI，V2，…，Vn} - 一对应，形成查找表，如下表所不：
[0026] 表1查找表
[0028] 根据表1所示的查找表，具体地，上述在查找表中找到补偿偏移ΔΧ需要施加的所 述直流偏置信号V包括:将偏移△ X取反得到△ Υ = _ △ X;在表1所示的查找表的振膜偏移{ Δ Υ1，Δ Υ2，…，Δ Yn}中找到与Δ Υ最接近的振膜偏移Δ Yi ;将Δ Yi对应的测试直流偏置信号 Vi作为需要施加到微型扬声器的输入端的直流偏置信号V。
[0029] 此外，上述确定微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移ΔΧ可以有多种方法，包 括：
[0030] 方法一:根据微型扬声器的生产方提供的资料（比如某个批次的扬声器的数据）， 来确定微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移Δ X。
[0031] 方法二:通过激光仪器来测定微型扬声器的振膜偏移。具体地，先使得微型扬声器 播放一段时间（60秒)的粉红噪声(pink noise);用激光测量该段时间内的多个时间点（各 个时间点之间的时间差在毫秒级或以内）的振膜相对于中心点的偏移{AX1，ΔΧ2，···，△ Xm};将多个时间点的振膜相对于中心点的偏移{ ΔΧ1，ΔΧ2，···，AXm}做统计平均，得到微 型扬声器的振膜相对于中心点的偏移Δ X。
[0032] 虽然图3示出的施加直流偏置信号V是在音频放大器输出的声音信号上，但本领域 技术人员可以理解的是，可以将本发明提出的施加补偿信号的方法集成到音频放大器内 部，以达到与本发明相同的目的和效果。这种做法是本发明的简单变形，仍落在本发明的保 护范围内。
[0033] 本发明的微型扬声器振膜不对称的补偿方法，在音频放大器输出的声音信号S上 叠加补偿信号（即直流偏置信号V)，以修正微型扬声器的振膜的中心点，使得振膜的上下位 移距离趋于对称，从而能够充分利用微型扬声器的振膜的整体位移空间，以提升扬声器的 性能。
[0034] 以上【具体实施方式】仅为本发明的示例性实施方式，不能用于限定本发明，本发明 的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本 发明做出各种修改或等同替换，这些修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种微型扬声器振膜不对称的补偿方法，音频扬声器输出声音信号S到所述微型扬 声器，其特征在于，在所述微型扬声器的输入端施加直流偏置信号V，所述直流偏置信号V通 过如下方式确定： 确定所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移A X; 在查找表中找到补偿所述偏移A X需要施加的所述直流偏置信号V。2. 根据权利要求1所述的微型扬声器振膜不对称的补偿方法，其特征在于，所述查找表 通过如下方式确定： 在所述微型扬声器播放声音的过程中，在所述微型扬声器的输入端施加不同大小的测 试直流偏置信号{VI，V2，…，Vn}; 确定在施加各个所述测试直流偏置信号{ν?，ν2，···，νη}情况下的振膜偏移{ ΔΥ1，Δ Υ2，···，ΔΥη}; 所述振膜偏移{ A Υ1，Δ Υ2，…，Δ Υη}与所述测试直流偏置信号{VI，V2，…，Vn}形成所 述查找表。3. 根据权利要求2所述的微型扬声器振膜不对称的补偿方法，其特征在于，所述在查找 表中找到补偿所述偏移A X需要施加的所述直流偏置信号V包括： 将所述偏移A X取反得到A Y = - A X; 在所述查找表的所述振膜偏移{ A Y1，A Y2,…，△ Υη}中找到与△ Y最接近的所述振膜 偏移Δ Yi; 将所述振膜偏移A Yi对应的所述测试直流偏置信号Vi作为所述需要施加的所述直流 偏置信号V。4. 根据权利要求1所述的微型扬声器振膜不对称的补偿方法，其特征在于，所述确定所 述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移△ X包括:根据所述微型扬声器的生产方提供的 资料来确定所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移A X。5. 根据权利要求1所述的微型扬声器振膜不对称的补偿方法，其特征在于，所述确定所 述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移△ X包括： 所述微型扬声器播放一段时间的粉红噪声； 用激光测量该段时间内的多个时间点的振膜相对于中心点的偏移{ AX1，AX2，···，Δ Xm}； 将所述多个时间点的振膜相对于中心点的偏移{ A XI，Δ X2，…，Δ Xm}做统计平均，得 到所述微型扬声器的振膜相对于中心点的偏移A X。
【文档编号】H04R9/06GK106028235SQ201610457095
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】刘伟吉
【申请人】厦门傅里叶电子有限公司