扬声器低音量音效调节方法与流程

1.本发明涉及扬声器技术领域，具体地，涉及一种扬声器低音量音效调节方法。


背景技术：

2.扬声器又称喇叭，是日常生活中常见的一种声能换能器件。扬声器通常包括振膜、音圈和磁铁，音圈和振膜相连，当向音圈内通入交流电后，音圈在磁铁的磁场作用下会动作，从而实现对振膜的振动驱动，实现发声。但是相关技术中的扬声器在低音量下的音效较差，不能满足用户对高品质音效的使用需要。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
4.为此，本发明实施例提出一种扬声器低音量音效调节方法，该扬声器低音量音效调节方法能够调节振动组件的顺性，保证了扬声器低音量的音效品质，满足了用户需求。
5.本发明实施例的扬声器低音量音效调节方法包括以下步骤：检测音圈的电学参数；通过所述电学参数计算出所述音圈的初始工作温度；若所述初始工作温度小于第一设定阈值，则加热扬声器的振动组件，所述振动组件包括振膜和/或音圈和/或球顶。
6.本发明实施例的扬声器低音量音效调节方法能够调节振动组件的顺性，保证了扬声器低音量的音效品质，满足了用户需求。
7.在一些实施例中，所述电学参数包括所述音圈的电压和电流，所述初始工作温度的计算包括以下步骤：通过所述音圈的电压和电流，计算出所述音圈的电阻；利用所述电阻计算出所述音圈的电阻率；利用所述电阻率得到所述初始工作温度。
8.在一些实施例中，所述扬声器内设有加热线圈，通过所述加热线圈对所述扬声器的所述振动组件进行加热。
9.在一些实施例中，施加给所述加热线圈的电压和所述音圈的初始工作温度呈负相关，所述加热线圈通过调节电压实现制热。
10.在一些实施例中，扬声器低音量音效调节方法还包括以下步骤：获得所述扬声器的谐振频率；利用所述谐振频率计算所述振动组件的刚性参数；若所述刚性参数大于第二设定阈值，则加热扬声器的振膜和/或音圈和/或球顶。
11.在一些实施例中，所述刚性参数通过以下公式获得：
[0012][0013]
式中：f0为扬声器的谐振频率；k为刚性参数；m为扬声器的振动组件的质量。
[0014]
在一些实施例中，扬声器低音量音效调节方法包括以下步骤：确定所述音圈的理想温度；若所述初始工作温度小于第一设定阈值，将扬声器的振膜和/或音圈和/或球顶加热至所述理想温度。
[0015]
在一些实施例中，所述扬声器具有多个音量等级，在各音量等级下，若所述初始工作温度小于第一设定阈值，将扬声器的振膜和/或音圈和/或球顶加热至所述理想温度。
[0016]
在一些实施例中，所述扬声器具有多个音量等级，在各音量等级下，获取所述振动组件的刚性参数，若所述初始工作温度小于第一设定阈值且所述刚性参数大于第二设定阈值，则加热扬声器的振膜和/或音圈和/或球顶。
[0017]
在一些实施例中，所述扬声器具有实际音量等级和多个音量等级，还包括以下步骤：从多个所述音量等级中选取一个作为设定音量等级；若所述实际音量等级小于设定音量等级，且所述初始工作温度小于第一设定阈值，则加热扬声器的振动组件。
附图说明
[0018]
图1是同一顺性下扬声器的spl曲线图。
[0019]
图2是不同顺性下扬声器的spl曲线图。
[0020]
图3是本发明实施例的扬声器的振膜温度和音量等级的线性图。
[0021]
图4是本发明实施例的扬声器的振膜顺性和音量等级的线性图。
[0022]
图5是本发明实施例的扬声器低音量音效调节方法的流程图一。
[0023]
图6是本发明实施例的初始工作温度的计算步骤的流程图。
[0024]
图7是本发明实施例的扬声器低音量音效调节方法的流程图二。
具体实施方式
[0025]
本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
[0026]
如图1所示，微型扬声器本身的低频的频响不足。工作时，喇叭是通过pa驱动发声， pa可以输出eq电压(频响低的地方加大电压，提升响度)，提升低频性能。动圈式扬声器的声转化效率低于1％，即99％以上都转化成了热，而振动系统(振膜+球顶+音圈)中的振膜的顺性受温度影响很大，而顺性又会影响低频的频响，如图2所示。手机或者平板等都是设置了多个音量等级，不同音量等级下，喇叭的驱动功率都是不一样的。即不同音量等级下，喇叭低频的性能不同，音量等级越高，功率越大，温度越高，喇叭顺性越大，低频性能越好。而eq的设置，包括其他音效参数的调节通常只是正对最大音量，这就导致低音量下的音效不是最佳状态。
[0027]
具体地，相关技术中，扬声器的振动系统的顺性受温度影响较大，而振动系统的顺性又会影响振动系统的振动效果，进而影响了扬声器的音效。其次，扬声器在使用过程中的声转化效率低于1％，即99％以上的驱动功率都转化成了热能，产生的热能会起到加热效果，从而实现对振动系统顺性的增强。
[0028]
但是相关技术中，电子设备的音量分为多个等级，不同音量等级下，扬声器的驱动功率都是不一样的，在不同的音量等级下，喇叭低频的性能不同，音量等级越高，功率越大，温度越高，喇叭顺性越大，低频性能越好。由此，低音量下和低功率下的音效不是最佳状态，降低了扬声的音效品质。
[0029]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0030]
如图5所示，本发明实施例的扬声器低音量音效调节方法包括以下步骤：
[0031]
s1：检测音圈的电学参数。
[0032]
具体地，扬声器的音圈可以连接有智能功率放大器，使用过程中，智能功率放大器可以进行输出信号的反馈，反馈的输出信号可以包括电压和电流，电学参数可以包括音圈的电压和电流。
[0033]
s2：通过电学参数计算出音圈的初始工作温度。
[0034]
具体地，通过音圈的电压和电流可以计算出音圈的电阻，由于音圈的发热量和电阻相关联，通过电阻和对应的电流可以计算音圈的发热量，进而可以计算出音圈的初始工作温度。
[0035]
s3：若初始工作温度小于第一设定阈值，则加热扬声器的振动组件，振动组件包括振膜和/或音圈和/或球顶。
[0036]
具体地，第一设定阈值可以为振动组件具有较佳顺性的一个具体温度数值，也可以为一个温度数值范围，计算出的初始工作温度可以与第一设定阈值进行比较，如果初始工作温度小于第一设定阈值，此时，振动组件的温度较低，振动组件的顺性较差。然后对振动组件加热，随着振动组件温度的升高，从而可以改善振动组件的顺性。
[0037]
需要说明的是，振动组件可以包括振膜、球顶和音圈，振膜、球顶和音圈连接在一起，由于热传导作用，音圈的初始工作温度也可以视为振动组件的初始工作温度。
[0038]
本发明实施例的扬声器低音量音效调节方法，扬声器运行过程中，可以利用加热的方式调节振动组件的顺性，使得振动组件在不同的音量等级下，振动组件的顺性大体一致，进而使得扬声器本身的频响能够保持一致，避免了扬声器低音量运行时振动组件顺性较差的情况，保证了扬声器低音量的音效品质，满足了用户需求。
[0039]
在一些实施例中，如图6所示，初始工作温度的计算包括以下步骤：
[0040]
s21：通过音圈的电压和电流，计算出音圈的电阻。
[0041]
s22：利用电阻计算出音圈的电阻率。具体地，电阻率可以以下公式计算得到：
[0042][0043]
式中：ρ为音圈的电阻率；r为计算出的音圈的电阻；s为音圈的导线的横截面积；l 为音圈的导线的长度。
[0044]
s23：利用电阻率得到初始工作温度。由于电阻率与温度之间具有对应关系，可以利用电阻率并结合电流或电压反推出音圈的初始工作温度。
[0045]
在一些实施例中，扬声器内设有加热线圈，通过加热线圈对扬声器的振动组件进行加热。加热线圈可以设在扬声器内，通过加热线圈可以调节扬声器内的温度，进而可以实现对振动组件温度和顺性的调整。
[0046]
在一些实施例中，施加给加热线圈的电压和音圈的初始工作温度呈负相关，加热线圈通过调节电压实现制热。在其他一些实施例中，也可以通过调节通入音圈的电流实现对音圈的初始温度的调整。
[0047]
在一些实施例中，如图7所示，扬声器低音量音效调节方法还包括以下步骤：
[0048]
a1：获得扬声器的谐振频率。
[0049]
具体地，可以利用音圈的电学参数绘制扬声器的幅频特性曲线，然后可以利用幅频特性曲线得到谐振频率。
[0050]
a2：利用谐振频率计算振动组件的刚性参数。具体地，刚性参数，可以通过以下公式获得：
[0051][0052]
式中：f0为扬声器的谐振频率；k为刚性参数；m为扬声器的振动组件的质量。
[0053]
其中振动组件的质量m可以为定值，谐振频率f0可以通过步骤a1获得，然后代入上述公式即可得到刚性参数k。需要说明的是，刚性参数k与振动组件的顺性c为反比例关系，即：
[0054][0055]
a3：若刚性参数大于第二设定阈值，则加热扬声器的振膜和/或音圈和/或球顶。
[0056]
具体地，第二设定阈值可以为振动组件的顺性较佳的时候的刚性参数，刚性参数可以为具体地刚性数值，也可以为一个刚性参数范围。当振动组件的刚性较大时，可以通过加热的方式将振动组件的刚性调小(顺性相应增大)。
[0057]
需要说明的是，本实施例中的步骤可以作为辅助性步骤选择性进行，从而可以丰富检测指标，提升调控的精准性。
[0058]
在一些实施例中，包括以下步骤：
[0059]
s4：确定音圈的理想温度。理想温度可以为振动组件具有较佳的顺性所对应的温度，理想温度可以为具体地温度值，也可以为一个温度范围。
[0060]
s5：若初始工作温度小于第一设定阈值，将扬声器的振膜和/或音圈和/或球顶加热至理想温度。在调节振动组件的顺性时，将振动组件的温度调整至理想温度即可，由此，为振动组件的温度调节提供了参考标准，避免了温升不足或升温过高的情况。
[0061]
在一些实施例中，扬声器具有多个音量等级，在各音量等级下，若初始工作温度小于第一设定阈值，将扬声器的振膜和/或音圈和/或球顶加热至理想温度。
[0062]
具体地，当扬声器在不同的音量等级下运行时，在扬声器的振动组件需要调节顺性时，可以将不同的音量等级下的振动组件均调至理想温度，由此，使得振动组件在不同音量等级下均可以保持较佳的顺性，从而保证了扬声器的音效。
[0063]
在一些实施例中，扬声器具有多个音量等级，在各音量等级下，获取振动组件的刚性参数，若初始工作温度小于第一设定阈值且刚性参数大于第二设定阈值，则加热扬声器的振膜和/或音圈和/或球顶。
[0064]
具体地，多个音量等级即为扬声器不同的声音大小，当扬声器在不同的音量等级下运行时，可以通过扬声器的谐振频率获得扬声器在该音量等级下的刚性参数，当初始工作温度和刚性参数同时满足相应的要求时，即初始工作温度小于第一设定阈值，刚性参数大于第二设定阈值，此时，才可以启动加热线圈对扬声器的振动组件进行加热。
[0065]
通过两个指标的监测，可以减少误差，确保调节的精确性。
[0066]
在一些实施例中，扬声器具有实际音量等级和多个音量等级，实际音量等级即为扬声器工作过程中所运行的音量等级，扬声器低音量音效调节方法还包括以下步骤：
[0067]
b1：从多个音量等级中选取一个作为设定音量等级。
[0068]
由于扬声器在不同的音量等级下运行时，与音圈连接的功率放大器具有对振动组件加热的效果，且音量等级越高，振动组件被加热的温度越高，由此，当扬声器在较高的音量等级下运行时，振动组件由于功率放大器的加热即具有较好的顺性，此时无需调整振动组件的顺性。
[0069]
由此，可以通过对不同音量等级下扬声器的振动组件的实际温度进行测量，从而确认在低于什么音量等级时，扬声器的顺性不能满足要求，该音量等级即可被选取为设定音量等级。
[0070]
b2：若实际音量等级小于设定音量等级，且初始工作温度小于第一设定阈值，则加热扬声器的振动组件。
[0071]
具体地，当扬声器的实际音量等级低于确定的设定音量等级时，且振动组件的初始工作温度同时满足小于第一设定阈值时，此时，可以启动加热线圈对振动组件进行加热。由此，一方面使得加热过程中更有针对性，有利于减少能量损失，另一方面可以通过更多指标的参照，可以减少调控误差，提升温度调整的准确性。
[0072]
本发明的扬声器低音量音效调节方法可以基于以下扬声器实现。
[0073]
本发明实施例的扬声器包括振动组件，磁体组件和加热组件。
[0074]
振动组件包括音圈、球顶和振膜，球顶连接在振膜和音圈之间，磁体组件设有环形槽，部分音圈配合在环形槽内，当向音圈通入电流时，可以实现对振动组件的振动驱动，加热组件可以包括加热线圈。
[0075]
在一些实施例中，加热线圈可以固定在球顶朝向磁体组件的一侧，且加热线圈可以位于音圈内。加热线圈也可以为环形，此时，加热线圈可以设在音圈和球顶之间，加热线圈也可以设在音圈背离球顶的一侧。
[0076]
在一些实施例中，加热线圈也可以与磁体组件连接固定，例如，加热线圈可以为环形，加热线圈可以固定在磁体组件的环形槽的槽底位置。在其他一些实施例中，加热线圈可以为环形，加热线圈也可以固定在磁体组件朝向球顶的一侧，此时，加热线圈可以环绕在音圈的外周侧。
[0077]
在另一些实施例中，磁体组件的中心位置可以设有中心孔，中心孔为盲孔，中心孔的孔口朝向球顶，环形槽可以环绕在中心孔的外周侧。加热线圈可以固定中心孔的孔底位置。在其他一些实施例中，加热线圈也可以固定在球顶上，且加热线圈与中心孔的孔口正对。
[0078]
本发明实施例的扬声器，工作过程中，振动组件可以通过加热组件进行加热，如图3所示，相对于不带加热线圈的加热组件，振动组件的温度可保持恒定，从而可以使得振动组件在不同工况下具有同样的顺性，具体如图4所示，从而使得扬声器在不同的音量等级下的频响能够保持一致，进而使得扬声器能够始终保持最佳的音效状态，避免了相关技术中扬声器的低音量的音效品质差的问题，满足了用户对高品质音效的需求。
[0079]
本发明实施例的扬声器可以应用于电子设备。
[0080]
例如，本发明实施例的电子设备包括扬声器，扬声器可以为上述实施例中描述的扬声器。电子设备可以为手机、平板电脑、收音机、笔记本等电子设备，当然也可以为其他需要使用扬声器的电子设备。
[0081]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0082]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0083]
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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发明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。
[0084]
尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种扬声器低音量音效调节方法，其特征在于，包括以下步骤：检测音圈的电学参数；通过所述电学参数计算出所述音圈的初始工作温度；若所述初始工作温度小于第一设定阈值，则加热扬声器的振动组件，所述振动组件包括振膜和/或音圈和/或球顶。2.根据权利要求1所述的扬声器低音量音效调节方法，其特征在于，所述电学参数包括所述音圈的电压和电流，所述初始工作温度的计算包括以下步骤：通过所述音圈的电压和电流，计算出所述音圈的电阻；利用所述电阻计算出所述音圈的电阻率；利用所述电阻率得到所述初始工作温度。3.根据权利要求1所述的扬声器低音量音效调节方法，其特征在于，所述扬声器内设有加热线圈，通过所述加热线圈对所述扬声器的所述振动组件进行加热。4.根据权利要求3所述的扬声器低音量音效调节方法，其特征在于，施加给所述加热线圈的电压和所述音圈的初始工作温度呈负相关，所述加热线圈通过调节电压实现制热。5.根据权利要求1所述的扬声器低音量音效调节方法，其特征在于，还包括以下步骤：获得所述扬声器的谐振频率；利用所述谐振频率计算所述振动组件的刚性参数；若所述刚性参数大于第二设定阈值，则加热扬声器的振膜和/或音圈和/或球顶。6.根据权利要求5所述的扬声器低音量音效调节方法，其特征在于，所述刚性参数通过以下公式获得：式中：f0为扬声器的谐振频率；k为刚性参数；m为扬声器的振动组件的质量。7.根据权利要求1所述的扬声器低音量音效调节方法，其特征在于，包括以下步骤：确定所述音圈的理想温度；若所述初始工作温度小于第一设定阈值，将扬声器的振膜和/或音圈和/或球顶加热至所述理想温度。8.根据权利要求7所述的扬声器低音量音效调节方法，其特征在于，所述扬声器具有多个音量等级，在各音量等级下，若所述初始工作温度小于第一设定阈值，将扬声器的振膜和/或音圈和/或球顶加热至所述理想温度。9.根据权利要求7所述的扬声器低音量音效调节方法，其特征在于，所述扬声器具有多个音量等级，在各音量等级下，获取所述振动组件的刚性参数，若所述初始工作温度小于第一设定阈值且所述刚性参数大于第二设定阈值，则加热扬声器的振膜和/或音圈和/或球顶。10.根据权利要求1-9中任一项所述的扬声器低音量音效调节方法，其特征在于，所述扬声器具有实际音量等级和多个音量等级，还包括以下步骤：从多个所述音量等级中选取一个作为设定音量等级；若所述实际音量等级小于设定音量等级，且所述初始工作温度小于第一设定阈值，则
加热扬声器的振动组件。

技术总结
本发明公开了一种扬声器低音量音效调节方法，包括以下步骤：检测音圈的电学参数；通过所述电学参数计算出所述音圈的初始工作温度，若所述初始工作温度小于第一设定阈值，则加热扬声器的振动组件，所述振动组件包括振膜和/或音圈和/或球顶。本发明的扬声器低音量音效调节方法能够调节振动组件的顺性，保证了扬声器低音量的音效品质，满足了用户需求。满足了用户需求。满足了用户需求。


技术研发人员：薛远华 金修禄 司梦轩
受保护的技术使用者：北京小米移动软件有限公司
技术研发日：2022.03.16
技术公布日：2023/9/22