电子设备、控制方法及计算机可读存储介质与流程

1.本技术涉及屏幕发声技术，特别涉及一种电子设备、控制方法及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.随着技术的迭代和更新，市面陆续涌现出了一系列的新形态电子设备，在无孔化需求下，屏幕发声电子设备也应运而生。在相关技术中，屏幕发声电子设备大多采用压电陶瓷的逆压电效应产生的形变驱动屏幕形变，从而推动空气发声，实现听筒和扬声器功能。根据压电陶瓷的频域阻抗特性，其低频即使在很高的电压驱动下也远远比传统动圈喇叭差。


技术实现要素：

3.本技术的实施方式提供了一种电子设备、控制方法及计算机可读存储介质。
4.本技术实施方式的电子设备包括屏幕、压电陶瓷和动圈激励器，所述压电陶瓷连接所述屏幕，所述动圈激励器连接所述屏幕。在所述电子设备处于外放模式时，所述压电陶瓷和所述动圈激励器能够同时工作，所述压电陶瓷用于响应音频信号的高频部分并推动所述屏幕振动发声，所述动圈激励器用于响应所述音频信号的低频部分并推动所述屏幕振动发声。
5.本技术实施方式的控制方法可以用于电子设备，所述电子设备包括屏幕、压电陶瓷和动圈激励器，所述压电陶瓷连接所述屏幕，所述动圈激励器连接所述屏幕；所述控制方法包括：在所述电子设备处于外放模式时，控制所述压电陶瓷和所述动圈激励器同时工作，所述压电陶瓷用于响应音频信号的高频部分并推动所述屏幕振动发声，所述动圈激励器用于响应所述音频信号的低频部分并推动所述屏幕振动发声。
6.本技术实施方式的电子设备包括一个或多个处理器和存储器。所述存储器存储有计算机程序。所述计算机程序被所述处理器执行的情况下，实现上述实施方式所述的控制方法的步骤。
7.本技术实施方式的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行的情况下，实现上述实施方式所述的控制方法的步骤。
8.上述电子设备、控制方法及计算机可读存储介质中，通过压电陶瓷响应高频和动圈激励器响应低频，两者形成互补，在整个音频频域范围内驱动屏幕振动发声，使外放效果频域更宽更均衡。
9.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
10.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
11.图1是本技术某些实施方式的电子设备的结构示意图；
12.图2是本技术某些实施方式的控制方法的流程示意图；
13.图3是压电陶瓷和动圈激励器的频率响应示意图；
14.图4是本技术某些实施方式的频率响应对比示意图；
15.图5是本技术某些实施方式的控制方法的流程示意图；
16.图6是本技术某些实施方式的电子设备的部分电路示意图；
17.图7至图9是本技术某些实施方式的控制方法的流程示意图；
18.图10是本技术某些实施方式的电子设备的示意图。
具体实施方式
19.下面详细描述本技术的实施方式，所述实施方式的实施方式在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
20.在本技术的实施方式的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
21.随着技术的迭代和更新，市面陆续涌现出了一系列的新形态电子设备，在无孔化需求下，屏幕发声电子设备也应运而生。在相关技术中，屏幕发声电子设备大多采用压电陶瓷的逆压电效应产生的形变驱动屏幕形变，从而推动空气发声，实现听筒和扬声器功能。通过压电陶瓷的逆压电效应产生形变来驱动屏幕发声，一般需要多层压电材料堆叠，对工艺要求很高，同时还需要比较高的峰值电压来驱动，导致总体成本很高；此外，根据压电陶瓷的频域阻抗特性，其低频即使在很高的电压驱动下也远远比传统动圈喇叭差。也有产商使用动圈激励器来推动屏幕发声来实现听筒和扬声器功能。而采用动圈激励器这种方案来实现屏幕发声，虽然其驱动电压和成本较低，但是其阻抗在高频后急剧增加，导致其高频性能衰减很大，响度和音质都比较差。
22.请参阅图1，本技术实施方式的电子设备100包括屏幕10、压电陶瓷22和动圈激励器32。压电陶瓷22连接屏幕10，动圈激励器32连接屏幕10。在电子设备100处于外放模式时，压电陶瓷22和动圈激励器32能够同时工作，压电陶瓷22用于响应音频信号的高频部分并推动屏幕10振动发声，动圈激励器32用于响应音频信号的低频部分并推动屏幕10振动发声。
23.请结合图2，本技术实施方式的控制方法可以用于电子设备100，电子设备100包括屏幕10、压电陶瓷22和动圈激励器32，压电陶瓷22连接屏幕10，动圈激励器32连接屏幕10；控制方法包括：
24.01：在电子设备100处于外放模式时，控制压电陶瓷22和动圈激励器32同时工作，压电陶瓷22用于响应音频信号的高频部分并推动屏幕10振动发声，动圈激励器32用于响应音频信号的低频部分并推动屏幕10振动发声。
25.上述电子设备100、控制方法中，通过压电陶瓷22响应高频和动圈激励器32响应低频，两者形成互补，在整个音频频域范围内驱动屏幕10振动发声，使外放效果频域更宽更均
衡。
26.请参阅图3和图4，横坐标为频率，纵坐标为频率响应值。从图3可知，单独使用压电陶瓷，在频率较低时，频率响应较差；单独使用动圈激励器，在频率较高时，频率响应较差。从图4可知，采用本技术的技术方案，低频和高频的频率响应较佳，不论是相对单独使用压电陶瓷或动圈激励器，还是相对单独传统的动圈喇叭，本技术的技术方案的频率响应更好，使得外放效果频域更宽更均衡。
27.电子设备100可包括智能手机、平板电脑、智能手表、智能手环、等装置，在此不做具体限定。本技术实施方式的电子设备100以智能手机为例进行举例说明，不能理解为对本技术的限制。
28.压电陶瓷22可以通过逆压电效应产生的形变而发生振动，从而带动屏幕10振动发声。动圈激励器32的原理与动圈喇叭类似，具体例如可以为：变化的电流通过线圈，产生变化的磁场，变化的磁场与原有磁铁的磁场作用，产生振动，从而带动屏幕10振动发声。
29.请继续参阅图1，在某些实施方式中，电子设备100还包括电路板40，压电陶瓷22和动圈激励器32可以设置在电路板40上并分别与屏幕10连接。电路板40可以包括第一电路板42和第二电路板44，其中，第一电路板42可以为主板并靠近屏幕10的第一端12设置，第二电路板44可以为小板并靠近屏幕10的第二端14设置。压电陶瓷22和动圈激励器32可以均设置在第一电路板42上，或者，压电陶瓷22和动圈激励器32中的一个设置在第一电路板42上，另一个设置在第二电路板44上。
30.电子设备100还包括中框52，中框52设置在屏幕10和电路板40之间，中框52上开设有通孔，压电陶瓷22和动圈激励器32可以穿过通孔以分别与屏幕10连接，如此，压电陶瓷22和动圈激励器32不与中框52接触，避免中框52振动而导致声音向四周发散。
31.电子设备100还包括电池54，电池54用于为屏幕10、压电陶瓷22、动圈激励器32、电路板40等供电。
32.电子设备100还包括壳体组件56，屏幕10、压电陶瓷22、动圈激励器32、电路板40、中框52、电池54等都可以收容在壳体组件56内。
33.在某些实施方式中，将音频信号大于第一预设频率的部分确定为高频部分，将音频信号小于第二预设频率的部分确定为低频部分。其中，第一预设频率可以小于第二预设频率，高频可以是指中高频，低频可以是指中低频，如此，高频部分和低频部分可以有部分重叠，可以避免音频信号损失。在一个实施例中，第一预设频率可以为1800hz，第二预设频率可以为2200hz。其中，第一预设频率和第二预设频率可以预先设定，也可以根据压电陶瓷22的规格参数和动圈激励器32的规格参数确定第一预设频率和第二预设频率，在此不做具体限定。
34.本技术实施方式通过将音频信号进行分频，用动圈激励器32中低频较好的推力结合压电陶瓷22的中高频延展性，提升屏幕10发声的整体外放效果。具体地，在电子设备100处于外放模式时，同时驱动压电陶瓷22和动圈激励器32以驱动屏幕10变形，从而使屏幕10上下振动，推动空气而发声。
35.压电陶瓷22和动圈激励器32配合使用，可以实现音频全频段优秀的外放表现力，同时在电子设备100处于外放模式时，通过分频处理，压电陶瓷22不需要响应低频部分，动圈激励器32不需要响应高频部分，压电陶瓷22和动圈激励器32难以推动的部分被滤除或者
弱化，规避了器件本身性能较差的频域部分，因此，不需要较大的功率驱动，大大降低了整体的外放功耗。
36.在某些实施方式中，电子设备100还包括第一滤波器和第二滤波器，第一滤波器用于滤除音频信号的低频部分以获得音频信号的高频部分并输出至压电陶瓷22，第二滤波器用于滤除音频信号的高频部分以获得音频信号的低频部分并输出至动圈激励器32。
37.请继续参阅图2，在某些实施方式中，电子设备100还包括第一滤波器和第二滤波器，所述控制方法还包括：
38.02：控制第一滤波器滤除音频信号的低频部分以获得音频信号的高频部分并输出至压电陶瓷22；
39.03：控制第二滤波器滤除音频信号的高频部分以获得音频信号的低频部分并输出至动圈激励器32。
40.如此，可以通过第一滤波器和第二滤波器获得音频信号的高频部分和低频部分。
41.具体地，在电子设备100处于外放模式时，可以通过第一滤波器和第二滤波器对音频信号进行分频处理，对压电陶瓷22进行调音时，考虑到压电陶瓷22的低频阻抗很大，可以通过第一滤波器滤除或者弱化低频部分，仅保留高频部分(中高频信号)，从而压电陶瓷22可以响应音频信号的中高频信号并推动屏幕10振动发声；而动圈激励器32由于高频阻抗大、性能衰减较大，可以滤除或者弱化高频部分，仅保留低频部分(中低频信号)，从而动圈激励器32可以响应音频信号的中低频信号并推动屏幕10振动发声。
42.请再次参阅图1，第一滤波器和第二滤波器可以集成在控制器60中，控制器60可以设置在电路板40上。
43.在某些实施方式中，在电子设备100处于听筒模式时，压电陶瓷22和动圈激励器32中的至少一个工作，压电陶瓷22用于响应音频信号并推动屏幕10振动发声，和/或，动圈激励器32用于响应音频信号并推动屏幕10振动发声。
44.请结合图5，在某些实施方式中，控制方法还包括：
45.04：在电子设备100处于听筒模式时，控制压电陶瓷22和动圈激励器32中的至少一个工作，压电陶瓷22用于响应音频信号并推动屏幕10振动发声，和/或，动圈激励器32用于响应音频信号并推动屏幕10振动发声。
46.如此，在电子设备100处于听筒模式时，可以通过压电陶瓷22和动圈激励器32中的至少一个推动屏幕10振动发声。
47.具体地，在电子设备100处于听筒模式时，压电陶瓷22和动圈激励器32均能够在整个音频频域范围内驱动屏幕10振动发声，因此，可以是压电陶瓷22或动圈激励器32单独响应整个音频信号以减少功耗；也可以是压电陶瓷22和动圈激励器32一起工作以响应整个音频信号，从而提升响度。
48.压电陶瓷22可以作外放和听筒的二合一，动圈激励器32也可以作外放和听筒的二合一，在此不做具体限定。
49.请参阅图6，在某些实施方式中，电子设备100包括第一功率放大器26和第二功率放大器36，第一功率放大器26与压电陶瓷22电连接并用于驱动压电陶瓷22工作，第二功率放大器36与动圈激励器32电连接并用于驱动动圈激励器32工作。
50.如此，可以通过第一功率放大器26驱动压电陶瓷22工作，通过第二功率放大器36
驱动动圈激励器32工作。
51.具体地，第一功率放大器26具体可以为高压pa(power amplifier，功率放大器)，高压pa可以基于音频信号的高频部分驱动压电陶瓷22工作。第二功率放大器36具体可以为smartpa，smartpa可以具有温度保护等功能，便于保护电路的安全。当然，上述第一功率放大器26和第二功率放大器36也可以采用其他pa，在此不做具体限定。
52.在某些实施方式中，电子设备100包括控制器60，控制器60用于在电子设备100处于外放模式时通过串行总线选址控制第一功率放大器26和第二功率放大器36同时工作，及在电子设备100处于听筒模式时通过串行总线选址控制第一功率放大器26和第二功率放大器36中的至少一个工作。
53.请参阅图7，在某些实施方式中，步骤01(在电子设备100处于外放模式时，控制压电陶瓷22和动圈激励器32同时工作)，包括：
54.012：在电子设备100处于外放模式时通过串行总线选址控制第一功率放大器26和第二功率放大器36同时工作；
55.步骤04(在电子设备100处于听筒模式时，控制压电陶瓷22和动圈激励器32中的至少一个工作)，包括：
56.042：在电子设备100处于听筒模式时通过串行总线选址控制第一功率放大器26和第二功率放大器36中的至少一个工作。
57.如此，可以根据电子设备100所处的工作模式控制压电陶瓷22和/或动圈激励器32工作。
58.具体地，在电子设备100处于外放模式时，可以通过串行总线(inter-integrated circuit，i2c)选址，控制第一功率放大器26和第二功率放大器36同时工作，从而使得压电陶瓷22和动圈激励器32同时工作，压电陶瓷22响应音频信号的高频部分并推动屏幕10振动发声，动圈激励器32响应音频信号的低频部分并推动屏幕10振动发声。在电子设备100处于听筒模式时，可以通过串行总线选址，控制第一功率放大器26和第二功率放大器36中的至少一个工作，压电陶瓷22响应音频信号并推动屏幕10振动发声，和/或，动圈激励器32响应音频信号并推动屏幕10振动发声。
59.音频信号可以通过集成电路内置音频总线(inter—ic sound，i2s)传输至第一功率放大器26和第二功率放大器36。具体地，在电子设备100处于外放模式时，可以通过串行总线选址，控制第一功率放大器26和第二功率放大器36同时工作，通过集成电路内置音频总线将音频信号的高频部分传输至第一功率放大器26，将音频信号的低频部分传输至第二功率放大器36。在电子设备100处于听筒模式时，可以通过串行总线选址，控制第一功率放大器26和第二功率放大器36中的至少一个工作，通过集成电路内置音频总线将整个音频信号传输至第一功率放大器26和第二功率放大器36。
60.请参阅图1，在某些实施方式中，屏幕10包括相背的第一端12和第二端14，压电陶瓷22和动圈激励器32均靠近第一端12设置；在电子设备100处于听筒模式时，压电陶瓷22和动圈激励器32中的至少一个工作。
61.如此，压电陶瓷22和动圈激励器32均靠近第一端12设置，便于进行电子设备100内的空间分配。
62.具体地，第一端12可以是屏幕10的顶端，第二端14可以是屏幕10的底端，在电子设
备100处于听筒模式时，用户通常是将耳朵靠近电子设备100的顶端，因此，压电陶瓷22和动圈激励器32均靠近第一端12设置(相对第二端14而言，靠近第一端12设置)，能够满足用户正常的使用习惯。压电陶瓷22和动圈激励器32均靠近第一端12设置，在电子设备100处于听筒模式时，可以是压电陶瓷22或动圈激励器32单独响应整个音频信号以减少功耗；也可以是压电陶瓷22和动圈激励器32一起工作以响应整个音频信号，从而提升响度。在一个实施例中，压电陶瓷22可以作外放和听筒的二合一，动圈激励器32仅在外放模式下配合压电陶瓷22使用，也即是说，在电子设备100处于听筒模式时，压电陶瓷22单独响应整个音频信号。在另一个实施例中，动圈激励器32可以作外放和听筒的二合一，压电陶瓷22仅在外放模式下配合动圈激励器32使用，也即是说，在电子设备100处于听筒模式时，动圈激励器32单独响应整个音频信号。
63.在某些实施方式中，屏幕10包括相背的第一端12和第二端14，压电陶瓷22和动圈激励器32中的一者靠近第一端12设置，另一者靠近第二端14设置；在电子设备100处于听筒模式时，压电陶瓷22工作或动圈激励器32工作。
64.请参阅图8，在某些实施方式中，屏幕10包括相背的第一端12和第二端14，压电陶瓷22和动圈激励器32中的一者靠近第一端12设置，另一者靠近第二端14设置。步骤04(在电子设备100处于听筒模式时，控制压电陶瓷22和动圈激励器32中的至少一个工作)，包括：
65.044：在电子设备100处于听筒模式时，控制压电陶瓷22工作或动圈激励器32工作。
66.如此，压电陶瓷22和动圈激励器32分隔两端设置，便于外放时形成更好的声音效果。
67.具体地，压电陶瓷22和动圈激励器32中的一者靠近第一端12设置(相对第二端14而言，靠近第一端12设置)，另一者靠近第二端14设置(相对第一端12而言，靠近第二端14设置)，具体可以是：压电陶瓷22靠近第一端12设置，动圈激励器32靠近第二端14设置；或动圈激励器32靠近第一端12设置，压电陶瓷22靠近第二端14设置。在电子设备100处于听筒模式时，由于压电陶瓷22和动圈激励器32分隔两端设置，因此，只需要压电陶瓷22和动圈激励器32中的一个工作即可。在电子设备100处于外放模式时，由于压电陶瓷22和动圈激励器32分隔两端设置，因此，两者的发音位置不同，可以配合实现立体音等更好的声音效果。
68.在某些实施方式中，电子设备100还包括放置状态传感器，放置状态传感器用于检测电子设备100的放置状态，在电子设备100处于听筒模式且电子设备100的放置状态为第一端12朝上时，靠近第一端12设置的压电陶瓷22或动圈激励器32工作；在电子设备100处于听筒模式且电子设备100的放置状态为第二端14朝上时，靠近第二端14设置的压电陶瓷22或动圈激励器32工作。
69.请参阅图9，在某些实施方式中，电子设备100还包括放置状态传感器，放置状态传感器用于检测电子设备100的放置状态，步骤044(在电子设备100处于听筒模式时，控制压电陶瓷22工作或动圈激励器32工作)，包括：
70.0442：在电子设备100处于听筒模式且电子设备100的放置状态为第一端12朝上时，控制靠近第一端12设置的压电陶瓷22或动圈激励器32工作；
71.0444：在电子设备100处于听筒模式且电子设备100的放置状态为第二端14朝上时，控制靠近第二端14设置的压电陶瓷22或动圈激励器32工作。
72.如此，可以根据电子设备100的放置状态控制压电陶瓷22或动圈激励器32工作。
73.具体地，放置状态传感器可以是陀螺仪或重力传感器等，放置状态传感器用于检测电子设备100的放置状态，电子设备100的放置状态可以包括屏幕10的第一端12朝上、屏幕10的第二端14朝上。压电陶瓷22和动圈激励器32分隔两端设置，在电子设备100处于听筒模式且电子设备100的放置状态为第一端12朝上时，说明此时用户正常使用电子设备100，可以控制靠近第一端12的压电陶瓷22或动圈激励器32工作；在电子设备100处于听筒模式且电子设备100的放置状态为第二端14朝上时，说明此时用户将电子设备100拿反了，可以切换靠近第二端14的压电陶瓷22或动圈激励器32工作。
74.在一个实施例中，第一端12可以是屏幕10的顶端，第二端14可以是屏幕10的底端，压电陶瓷22靠近第一端12设置，动圈激励器32靠近第二端14设置，在电子设备100处于听筒模式且电子设备100的放置状态为第一端12朝上时，可以控制靠近第一端12设置的压电陶瓷22工作以作为听筒；在电子设备100处于听筒模式且电子设备100的放置状态为第二端14朝上时，可以切换靠近第二端14设置的动圈激励器32工作以作为听筒；在电子设备100处于外放模式时，可以控制压电陶瓷22和动圈激励器32一起工作以作为外放。
75.请参阅图10，本技术实施方式的控制方法可由本技术实施方式的电子设备100实现。具体地，电子设备100包括一个或多个处理器70和存储器80。存储器80存储有计算机程序。计算机程序被处理器70执行的情况下，实现上述任一实施方式的控制方法的步骤。
76.例如，计算机程序被处理器70执行的情况下，实现以下控制方法的步骤：
77.01：在电子设备100处于外放模式时，控制压电陶瓷22和动圈激励器32同时工作，压电陶瓷22用于响应音频信号的高频部分并推动屏幕10振动发声，动圈激励器32用于响应音频信号的低频部分并推动屏幕10振动发声。
78.本技术实施方式的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行的情况下，实现上述任一实施方式的控制方法的步骤。
79.例如，程序被处理器执行的情况下，实现以下控制方法的步骤：
80.01：在电子设备100处于外放模式时，控制压电陶瓷22和动圈激励器32同时工作，压电陶瓷22用于响应音频信号的高频部分并推动屏幕10振动发声，动圈激励器32用于响应音频信号的低频部分并推动屏幕10振动发声。
81.可以理解，计算机程序包括计算机程序代码。计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读存储介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、以及软件分发介质等。处理器可以是中央处理器，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
82.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
83.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
84.需要指出的是，上述所提到的具体数值只为了作为例子详细说明本技术的实施，而不应理解为对本技术的限制。在其他例子或实施方式或实施例中，可根据本技术来选择其他数值，在此不作具体限定。
85.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。