专利名称：静电扬声器驱动电路与方法
技术领域：
本发明涉及一种静电扬声器(ESL, Electrostatic Loudspeaker)的驱 动电路，以及相关的驱动方法。
背景技术：
传统静电扬声器的基本结构如图1所示，包含一个驻极体101和 外圈的电极(stators) 102。驻极体101接受约2000-3000伏特的直流 高压，外圈电极102则接受约数百伏特的交流弦波，以产生声音。由 于静电扬声器使用高压弦波讯号来产生声音，因此在驱动电路中必须 使用低频宽带高功率的变压器103，才能将音频放大器104所产生的讯 号，转换成静电扬声器所需的高压弦波讯号。低频宽带高功率变压器是一种昂贵的元件，其成本与频宽和功率 相关，低频变压器的铁心尺寸也较大。因此，在美国专利公开第 2004/0013274号中，提出了一种创新的作法。如图2所示，该专利中 由载波产生器30产生载波讯号，经放大器18放大后，将音频讯号16 调变混成至载波讯号之上，通过变压器20，再由解调器38解调，还原 出原始的音频讯号。元件10、 12、 14分别简化表示外电极和驻极体， 元件26表示直流偏压，元件28为混成讯号的混成器。通过该专利的 载波调变设计，可以将音频讯号调变在一个较高频讯号的宽带之内， 因此变压器20便可不需使用低频宽带高功率的变压器，而仅需使用中 心频率较高、成本较低的变压器。该专利说明书十分简略，并未明确揭示解调器38的内部结构，也 未明确揭示如何进行音频讯号与载波讯号的调变混成。但解调器38与 音频讯号和载波讯号的调变混成有密切关系，若其解调器必须采用复
杂的结构或使用主动元件，将影响静电扬声器的效能与电路复杂度。目前扬声系统的应用趋势皆为多频道高传真音响设备，但该专利 如欲驱动多个频道的静电扬声器，必须重复设置多组载波产生器30， 更进一步增加其电路复杂度。以上种种，皆为现有技术的缺点。因此，有必要提出一种在硬件 上更为精简、且符合目前音响系统应用趋势的静电扬声器驱动电路。发明内容有鉴于此，本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一 种更符合静电扬声器目前应用趋势的静电扬声器驱动电路。本发明的第二目的在于提出一种静电扬声器驱动方法。为达上述目的，从其中一个角度而言，本发明提供了一种静电扬 声器驱动电路，包含数字调变编码器，可供接收数字音频讯号与定 频震荡脉波，将两者混成调变；数字模拟转换器，可将数字调变编码器的输出转换成模拟讯号；变压器，可调整该模拟讯号的电压振幅； 以及解调器，可将调整后的模拟讯号解调变，以驱动扬声器。上述静电扬声器驱动电路中，可包含多个变压器与多个解调器， 以驱动对应数目的扬声器；此时数字模拟转换器可产生多组模拟讯号， 分别供应给所述多个变压器。从另一个角度而言，本发明提供了一种静电扬声器驱动方法，包 含接收音频讯号；将该音频讯号调幅；使调幅后的讯号通过变压器; 以被动元件构成的解调器，将通过变压器的讯号解调变；以及以解调 变后的讯号驱动扬声器。 在较佳实施方式中，上述静电扬声器驱动方法中的音频讯号为数 字音频讯号，且该调幅步骤为将该数字音频讯号以一固定频率震荡 信号组合成多组高频的数字输出，其高频数字输出讯号经过数字模拟 转换后，同时产生多组模拟讯号通过对应的变压器后，经对应的解调 器解调，以驱动对应的多个扬声器。下面通过对具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、 技术内容、特点及其所达成的功效。
图1为现有技术的示意电路图； 图2为另一现有技术的示意电路图； 图3标出本发明的调幅概念； 图4为示意电路图，举例说明解调器之一例； 图5与图6分别示出本发明的两个实施例。图中符号说明10外电极12外电极14驻极体16音频讯号18放大器20变压器26偏压28混成器30载波产生器38解调器101驻极体102外电极103变压器 104音频放大器110数字音频讯号接口111数字音频讯号112数字调变编码器113定频震荡脉波114调变编码讯号115N位数字模拟转换器116,126变压器117,127解调器118,128静电式扬声器具体实施方式
首先请参考图3的示意图，其中以简化形式绘示变压器116、解 调器117与扬声器118。在本发明概念中，音频讯号应以调幅方式予以 调变，如此则解调器117便可以简单的被动元件来达成，如图4。再请参考图5，目前的音频讯号来源多已为数字讯号，例如为MP3 或其它形式的数字音乐，其传输接口 110例如为I2S，SPDIF，PCM接口 等等。根据本实施例，数字音频讯号111在数字调变编码器112中与 较高频震荡脉波113组合成多组高频数字音频讯号进行相乘。定频震 荡脉波113例如可取自系统中的自我时脉讯号，而不必另行设置载波 产生器来产生载波讯号。相乘所得的调变编码讯号114输出至N位数 字模拟转换器(DAC)115，即可将其转换成高频模拟讯号，并可将频率 压縮在变压器116所容许通过的频带之内。之后，即可采用如图3、 4 所示的方式来解调、并驱动扬声器118发出声音。以上说明与图5电 路中，显示定频震荡脉波113即为N位数字模拟转换器115的时脉输 入，亦即暗示定频震荡脉波113即为系统时脉讯号，但本发明并不限 于此；例如，针对变压器116的频带要求，可将系统时脉讯号以除频 方式产生定频震荡脉波113。 相较于现有技术，本发明除了不必另行设置载波产生器外，请参 阅图6,本发明的另一优点是可以使用简单的电路来驱动多个扬声器频道。如图所示，N位数字模拟转换器115可以根据同一组数字输入而 很容易地产生多组模拟输出，分别传送给第一与第二变压器116、 126， 经第一与第二解调器117、127解调后，分别驱动第一与第二扬声器118、 128。因此，就目前的数字多频道应用趋势而言，本发明较现有技术更 为优良。以上已针对较佳实施例来说明本发明，但是以上所述，仅为使本 领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范 围；对于本领域技术人员，当可在本发明精神内，立即思及各种等效 变化。故凡依本发明的概念与精神所为之均等变化或修饰，均应包括 于本发明的权利要求范围内。
权利要求
1. 一种静电扬声器驱动电路，其特征在于，包含数字调变编码器，可供接收数字音频讯号与定频震荡脉波，将两者混成调变；数字模拟转换器，可将数字调变编码器的输出转换成模拟讯号；变压器，可调整该模拟讯号的电压振幅；以及解调器，可将调整后的模拟讯号解调变，以驱动扬声器。
2. 如权利要求l所述的静电扬声器驱动电路，其中，该数字调变 编码器将数字音频讯号与定频震荡脉波相乘。
3. 如权利要求l所述的静电扬声器驱动电路，其中，该定频震荡 脉波为时脉讯号或时脉讯号经除频后所得的讯号。
4. 如权利要求l所述的静电扬声器驱动电路，其中，该数字调变 编码器自一数字传输接口接收数字音频讯号。
5. 如权利要求4所述的静电扬声器驱动电路，其中，该数字传输 接口为12S， SPDIF，或PCM格式。
6. 如权利要求l所述的静电扬声器驱动电路，其中，该解调器由 被动元件构成，包含串联的二极管、电阻器与电容器。
7. 如权利要求l所述的静电扬声器驱动电路，其中，包含多个变 压器与多个解调器，以驱动对应数目的扬声器。
8. 如权利要求7所述的静电扬声器驱动电路，其中，该数字模拟 转换器产生多组模拟讯号，分别供应给所述多个变压器。
9. 一种静电扬声器驱动方法，其特征在于，包含 接收音频讯号；将该音频讯号调幅； 使调幅后的讯号通过变压器；以被动元件构成的解调器，将通过变压器的讯号解调变；以及 以解调变后的讯号驱动扬声器。
10. 如权利要求9所述的静电扬声器驱动方法，其中，该音频讯 号为数字音频讯号，且该调幅步骤为将该数字音频讯号与一定频震 荡脉波相乘。
11. 如权利要求IO所述的静电扬声器驱动方法，其中，该定频震 荡脉波为时脉讯号或时脉讯号经除频后所得的讯号。
12. 如权利要求IO所述的静电扬声器驱动方法，其中，更包含 在数字音频讯号与定频震荡脉波相乘后，对所得讯号进行数字模拟转 换。
13. 如权利要求12所述的静电扬声器驱动方法，其中，于进行数 字模拟转换时，同时产生多组模拟讯号。
14. 如权利要求13所述的静电扬声器驱动方法，其中，该多组模 拟讯号通过对应的变压器后，经对应的解调器解调，以驱动对应的多 个扬声器。
全文摘要
本发明涉及一种静电扬声器驱动电路，包含数字调变编码器，可供接收数字音频讯号与定频震荡脉波，将两者混成调变；数字模拟转换器，可将数字调变编码器的输出转换成模拟讯号；变压器，可调整该模拟讯号的电压振幅；以及解调器，可将调整放大振幅后的模拟讯号解调变，以驱动扬声器。
文档编号H04R19/00GK101400008SQ20071015328
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月29日 优先权日2007年9月29日
发明者刘国基, 郭俊彦, 黄培城 申请人:立锜科技股份有限公司