本發(fā)明涉及一種用于確定揚(yáng)聲器特性和/或診斷信息的裝置方法。

背景技術(shù)：
為大家所熟知的是應(yīng)該按照這樣的方式控制揚(yáng)聲器的輸出，使得不能簡單地由任何輸入信號驅(qū)動所述揚(yáng)聲器的輸出。例如，應(yīng)該控制信號以防止揚(yáng)聲器故障。揚(yáng)聲器故障的兩個重要原因是機(jī)械缺陷和熱缺陷。當(dāng)揚(yáng)聲器振膜位移超過通常由廠家提供的特定限制時出現(xiàn)機(jī)械缺陷。當(dāng)在揚(yáng)聲器中存在太多的熱耗散時發(fā)生熱缺陷。超過位移和/或熱限制會立即損害揚(yáng)聲器，或可以相當(dāng)大地減小其預(yù)期壽命。存在幾種方法來限制揚(yáng)聲器振動膜的位移以防止這種故障，例如通過用可變截止頻率濾波器(高通或其它)處理輸入信號，所述濾波器的特性通過前饋或反饋控制回路控制。將測量的控制信號稱為位移預(yù)測器，并且這要求對揚(yáng)聲器特性的建模，使得可以響應(yīng)于給定輸入信號來預(yù)測位移。電動式揚(yáng)聲器建模的許多應(yīng)用(例如如上所述的揚(yáng)聲器保護(hù)和揚(yáng)聲器輸出的線性化)包含使用揚(yáng)聲器的模型來預(yù)測振動膜位移的模塊，所述振動膜位移也稱為錐形偏移。該模型可以是線性的或非線性的，并且通常具有允許物理解釋的多個參數(shù)。因此，揚(yáng)聲器特性用于實(shí)現(xiàn)揚(yáng)聲器保護(hù)機(jī)制以防止揚(yáng)聲器故障。這些特性可以由制造商根據(jù)具體測試提供。然而，這些特性可以從一個裝置到另一個變化。為此原因，對每一個單獨(dú)的揚(yáng)聲器加以特征化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
根據(jù)本發(fā)明，提供一種如獨(dú)立權(quán)利要求所述的設(shè)備和方法。在一個方面，本發(fā)明提供一種揚(yáng)聲器驅(qū)動電路，用于得出由驅(qū)動電路驅(qū)動的揚(yáng)聲器的特性和/或診斷信息，所述揚(yáng)聲器驅(qū)動電路包括：放大器；用于確定所述放大器的限幅電平的裝置；用于感測流入所述揚(yáng)聲器的電流的裝置；以及處理模塊，用于基于輸入的音頻信號、感測的電流和所述放大器的限幅電平來確定揚(yáng)聲器特性和/或診斷信息；以及用于輸出所述揚(yáng)聲器特性和/或診斷信息的裝置。本發(fā)明的裝置本質(zhì)上使用音頻放大器(具有已知的增益)，以及結(jié)合確定放大器的限幅電平用于測量流入由放大器驅(qū)動的揚(yáng)聲器負(fù)載的電流的裝置。已知的增益和限幅電平一起限定放大器的傳遞函數(shù)。放大器限幅例如可以隨著電池水平改變?？梢杂嬎闩c輸出多個揚(yáng)聲器診斷信息，使得它們可以方便地用于進(jìn)一步的處理，例如用于實(shí)現(xiàn)揚(yáng)聲器保護(hù)機(jī)制。揚(yáng)聲器診斷信息可以是機(jī)械特性(例如Fres、Qres)和對揚(yáng)聲器的行為加以量化的預(yù)測信號或測量信號。由此，所述裝置對音頻放大器和處理模塊進(jìn)行組合以確定多個揚(yáng)聲器診斷信息，將所述揚(yáng)聲器診斷信息提供作為輸出。該裝置允許使用者開發(fā)音頻處理和揚(yáng)聲器保護(hù)軟件模塊，而不需要花費(fèi)對揚(yáng)聲器的表示特性(characterization)的研制工作。按照方式，將揚(yáng)聲器的診斷信息和表示特征嵌入到放大率函數(shù)中，但是用于過載或熱防護(hù)(例如)的其他信號處理保持是分開的。這意味著放大器級可以被多種信號處理平臺使用，由此在如何實(shí)現(xiàn)所需信號處理方面賦予終端用戶的靈活性。優(yōu)選地，驅(qū)動電路包括在音頻輸入和放大器之間的延遲元件，使得所得出的放大器輸出電壓是在延遲元件的延遲之后供應(yīng)給揚(yáng)聲器的預(yù)測放大器輸出電壓。這使得能夠使用按照預(yù)測(前饋)的方式實(shí)現(xiàn)使用所述特征/診斷信息的保護(hù)。處理模塊可以適于基于提供給電路的音頻輸入以及放大器的已知增益和限幅電平得出供應(yīng)給揚(yáng)聲器的放大器輸出電壓。這給出了當(dāng)應(yīng)用延遲元件時的預(yù)測輸出。處理模塊可以例如根據(jù)感測的電流和供應(yīng)給所述揚(yáng)聲器的放大器輸出電壓得出揚(yáng)聲器溫度。處理模塊還可以適于根據(jù)放大器輸出電壓和感測的電流得出電阻抗函數(shù)。這可以用于獲得多種揚(yáng)聲器參數(shù)，包括揚(yáng)聲器的電壓-位移傳遞函數(shù)，由此可以基于放大器輸出電壓獲得揚(yáng)聲器偏移?；陔娮杩购瘮?shù)還可以獲得揚(yáng)聲器失真的度量。根據(jù)電阻抗函數(shù)還可以或者揚(yáng)聲器的諧振頻率和揚(yáng)聲器的Q因子。所述揚(yáng)聲器放大器可以用作使用所述揚(yáng)聲器的驅(qū)動電路。在另一個方面，本發(fā)明提供一種得出揚(yáng)聲器的特性和/或診斷信息的方法，包括：使用放大器驅(qū)動所述揚(yáng)聲器；確定所述放大器的限幅電平；感測流入所述揚(yáng)聲器的電流；基于輸入的音頻信號、感測的電流和放大器的限幅電平確定揚(yáng)聲器的特性和/或診斷信息；以及輸出揚(yáng)聲器的特性和/或診斷信息。附圖說明現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例，其中：圖1示出了本發(fā)明的揚(yáng)聲器驅(qū)動電路；圖2示出了一種推導(dǎo)揚(yáng)聲器模型的方式。具體實(shí)施方式本發(fā)明提供一種揚(yáng)聲器放大器，其中對與放大器的輸入和輸出相關(guān)的多種信號進(jìn)行分析，使得可以得出由所述放大器驅(qū)動的揚(yáng)聲器的特性和/或診斷。隨后將這些特性和/或診斷展現(xiàn)為輸出，使得不同的電路可以使用這些信息用于音頻信號處理。按照這種方式，提供與音頻處理模塊相關(guān)的揚(yáng)聲器性能有關(guān)的信息，從而不需要花費(fèi)相當(dāng)多的研究力量在揚(yáng)聲器模型的表示特征中。事實(shí)上，一旦例如通過本發(fā)明的裝置提供的那些揚(yáng)聲器診斷信息是可用的，則可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的信號處理模塊和控制機(jī)理(動態(tài)范圍壓縮，PID控制器等)，而不需要知道是如何獲得這些診斷信息的。本發(fā)明允許形成針對單獨(dú)的揚(yáng)聲器特定的揚(yáng)聲器模型，從而允許預(yù)測振動膜位移并能夠確定音圈溫度，用于熱防護(hù)。揚(yáng)聲器模型通常是基于揚(yáng)聲器和安裝揚(yáng)聲器的外殼的物理性質(zhì)。確定模型的參數(shù)以對特定的揚(yáng)聲器加以表征。通過對測量的電阻抗和由揚(yáng)聲器模型預(yù)測的阻抗(作為所述參數(shù)的函數(shù))之間的差異最小化可以估計模型參數(shù)。存在替代形式，例如在EP10152597和EP11170997中描述的那些(在下面論述并且不是在本申請的優(yōu)先權(quán)日期之前公布的)。為了測量電阻抗，需要知道揚(yáng)聲器線圈兩端的電壓和流入揚(yáng)聲器的電流。根據(jù)揚(yáng)聲器模型，可以得出傳遞函數(shù)，例如電壓-位移傳遞函數(shù)，所述電壓-位移傳遞函數(shù)預(yù)測針對給定輸入電壓信號的振動膜位移。振動膜位移或錐形偏移是所述錐形已經(jīng)移動離開其靜止位置多遠(yuǎn)的度量。然而，為了獲得正確的電壓-位移傳遞函數(shù)，需要知道附加參數(shù)，即所謂的耦合系數(shù)(forcefactor)或BI乘積。在線性模型中，位移與耦合系數(shù)成反比地線性縮放，因此可以線性地預(yù)測所述偏移達(dá)到一個(未知的)縮放因子，而不需要知道物理的BI乘積。電阻抗還可以用于確定揚(yáng)聲器的共振頻率和其Q因子。該信息可以例如用于產(chǎn)生數(shù)字濾波器以線性化所述揚(yáng)聲器的聲學(xué)輸出。也作為揚(yáng)聲器的表示特征的一部分執(zhí)行音圈溫度估計。揚(yáng)聲器本質(zhì)上是用于將電能轉(zhuǎn)換為聲學(xué)能的裝置。然而，施加到揚(yáng)聲器的大量電力致使熱耗散，這提高了揚(yáng)聲器音圈的溫度。存在多種方法用于基于從發(fā)送給揚(yáng)聲器的電信號開始的多個預(yù)估計的參數(shù)來預(yù)測音圈溫度(Chapman，P.于1998年5月在阿姆斯特丹的Proceedingsofthe104thAESConvention4667頁中的文章“ThermalsimulationofLoudspeakers(揚(yáng)聲器的熱模擬)”，和KlippelW.于2004年在J.AudioEng.Soc.52，3-25中的文章“NonlinearmodellingoftheheattransferInLoudspeakers(揚(yáng)聲器中的熱傳遞的非線性模擬)”。這些方法基于揚(yáng)聲器的熱模型預(yù)測音圈溫度，并且不測量溫度或其導(dǎo)數(shù)。其它方法根據(jù)揚(yáng)聲器的直流-電阻得出溫度：當(dāng)輸入功率被耗散為熱量時，溫度的升高也提高了音圈的直流電阻Re。音圈的溫度T可以根據(jù)直流電阻Re相對于在參考溫度T0下的參考直流電阻Re0以下面的方式進(jìn)行估計(Behler，G.，Sp¨atling，U.，Arimont，T.于1995年2月在Proceedingsofthe98thAESConvention，Paris.4001頁的文章“Measuringtheloudspeaker’simpedanceduringoperationfortheevaluationofthevoicecoiltemperature(在估計音圈溫度的操作期間測量揚(yáng)聲器的阻抗)”)。α0和β0是依賴于音圈材料的性質(zhì)變化的溫度系數(shù)。由此，如果已知特定溫度下的直流電阻，則這些值可以用作另一音圈溫度估計的參考，并且可以估計絕對溫度。如果這些值未知，則可以估計相對于先前的測量(但未知的)溫度的溫度升高。這些方法測量與溫度有關(guān)的信號，而不是產(chǎn)生基于模型的預(yù)測。圖1以示意性形式示出了本發(fā)明的裝置10，所述裝置向揚(yáng)聲器11提供放大的輸出Vout。數(shù)字輸入信號通過濾波器12進(jìn)行濾波并饋送至延遲線14，并通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器16(“DAC”)轉(zhuǎn)換為模擬領(lǐng)域并通過放大器18放大。流入揚(yáng)聲器的電流通過電流傳感器20進(jìn)行測量(“Isense”)，并用于計算揚(yáng)聲器診斷信息?？梢詫⑤斎氲诫娐返囊纛l輸入看作是預(yù)先濾過的信號或?yàn)V波器輸出處的信號V1。處理模塊22執(zhí)行揚(yáng)聲器參數(shù)的計算。放大器的限幅電平也用于計算所述診斷信息，并且這通過線條24表示。診斷信息模塊22的輸入如下：-Isense：流入揚(yáng)聲器音圈的電流；-Vclip：放大器18的限幅電平；-V1：數(shù)字音頻信號，將所述數(shù)字音頻信號的延遲版本發(fā)送給DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器16。發(fā)送給揚(yáng)聲器的模擬音頻信號Vout可以基于V1、放大器18的增益和限幅電平進(jìn)行估計。因此可以通過V1乘以放大器增益并將其傳遞給放大器的非線性模型(例如硬件或軟件限幅器)得出Vout。通過估計(而不是測量)Vout，獲得模擬輸出的電壓的預(yù)測，所述延遲線用于這一目的?？梢詫?shí)現(xiàn)保護(hù)并且可以實(shí)時執(zhí)行保護(hù)。由此，得出的信號Vout是將來的值的預(yù)測值而不是當(dāng)前Vout值。在非線性模型之前和之后，可以添加相應(yīng)的上采樣級和下采樣級以降低人為混疊現(xiàn)象(通過以較高的采樣率執(zhí)行非線性運(yùn)算，降低了混疊效應(yīng))?；赩out和Isense，可以估計電阻抗函數(shù)。隨后可以根據(jù)電阻抗函數(shù)估計揚(yáng)聲器模型。根據(jù)電阻抗模型，獲得電壓位移傳遞函數(shù)，并且通過將所述傳遞函數(shù)應(yīng)用到Vout可以計算預(yù)測的偏移Xn。當(dāng)BI乘積是已知的時候，可以計算實(shí)際的偏移預(yù)測值，如果不是已知的，則其與線性預(yù)測值成正比(具有未知的縮放因子)。揚(yáng)聲器的諧振頻率Fres和Q因子Qres還可以根據(jù)電阻抗函數(shù)獲得，例如基于獲得阻抗函數(shù)峰值的頻率位置和3dB帶寬。根據(jù)電阻抗的直流電阻抗可以估算音圈溫度T。根據(jù)電阻抗，還可以得出與揚(yáng)聲器失真相關(guān)的信號D。例如可以如EP11173638所述的那樣獲得該信號(在下面論述，但是不是在本申請的優(yōu)先權(quán)日期之前公布的)。濾波操作(圖1中的濾波器12)是可選的?？梢园V波操作以去除揚(yáng)聲器的聲學(xué)輸出中的不想要的峰。事實(shí)上，由于揚(yáng)聲器和/或外殼的諧振頻率，揚(yáng)聲器的傳遞函數(shù)(作為頻率的函數(shù)的從輸入信號到聲學(xué)輸出)可以呈現(xiàn)一個或多個量值的峰值。減少這些諧振峰可以線性化頻率響應(yīng)并且建立可以用于提升輸入信號的空間。濾波操作也可以包括高通濾波以去除在低效情況下由揚(yáng)聲器再生的頻率。濾波操作可以包括較低頻率的升壓或‘校正’以補(bǔ)償揚(yáng)聲器的聲學(xué)輸出的高通特性。實(shí)際上，在典型的揚(yáng)聲器中，揚(yáng)聲器諧振頻率之下的頻率的聲學(xué)輸出比諧振之上的頻率的聲學(xué)輸出低。例如對于封閉的盒子結(jié)構(gòu)，聲學(xué)輸出具有低頻的滾降，所述低頻滾降對于諧振頻率以下的頻率遵循二階高通濾波特性。可以將其向下校正至用戶限定的低頻限制(例如在Leach，W.于1990在J.AudioEng.Soc.38，142-146上的文章“ageneralizedactiveequalizerforclosed-boxloudspeakersystems(封閉的盒子揚(yáng)聲系統(tǒng)的普遍化的主動均衡器)”中公開的)。延遲線14也是可選?？梢园鲅舆t線以實(shí)現(xiàn)先行機(jī)制。實(shí)際上，有必要在保護(hù)算法中包括先行機(jī)制以確保及時執(zhí)行保護(hù)。由此，本發(fā)明提供一種裝置，所述裝置包含至少一個放大器、用于感測從放大器流入的電流的裝置和用于確定揚(yáng)聲器診斷信息的模塊。隨后可以將這些診斷信息作為來自所述裝置的輸出提供。可以確定的輸出揚(yáng)聲器診斷信息包括以下的一個或多個：-測量或估計的揚(yáng)聲器的輸入信號；-音圈溫度的估計；-揚(yáng)聲器振動膜位移的線性預(yù)測(可以通過未知的縮放因子縮放)；-與揚(yáng)聲器非線性相關(guān)的信號；-揚(yáng)聲器的諧振頻率和Q因子。放大器可以具有可變增益，按照使得預(yù)期的功率消耗不超過特定閾值的方式控制所述可變增益。如上所述述，EP11170997(不在本申請的優(yōu)先權(quán)日之前公布)公開了一種得出揚(yáng)聲器模型的替代方式。其公開了時域估計方法，其中在時域中估算電壓和電流之間的傳遞函數(shù)(即導(dǎo)納)，并用于得出電壓偏移傳遞函數(shù)。這可以進(jìn)而用于得出電壓-聲學(xué)輸出傳遞函數(shù)。使用時間域自適應(yīng)濾波方法，該模型可以隨著時間漸變地調(diào)節(jié)，而沒有突變。這種方法不需要有關(guān)外殼(例如封閉的或帶孔的盒子)的現(xiàn)有知識，并且可以應(yīng)對外殼的復(fù)雜設(shè)計。因此非-參數(shù)模型在一般情形中是有效的。非參數(shù)模型基于揚(yáng)聲器/外殼的基本性質(zhì)，這對于大多數(shù)揚(yáng)聲器/外殼組合是有效的。因此，當(dāng)存在將影響參數(shù)模型有效性的由生產(chǎn)過程引起的缺陷或機(jī)械損傷引起的缺陷時，其仍然有效。根據(jù)音圈的電壓和電流信號獲得隨時間變化的導(dǎo)納函數(shù)(導(dǎo)納函數(shù)是阻抗函數(shù)的倒數(shù)，使得可以通過簡單地操作互逆函數(shù)得出導(dǎo)納函數(shù)和阻抗函數(shù)的任一個，并且導(dǎo)納函數(shù)和阻抗函數(shù)是可互換的)。結(jié)合δ-函數(shù)、揚(yáng)聲器的耦合系數(shù)和被阻礙的電阻抗，獲得隨時間變化的輸入電壓-偏移傳遞函數(shù)。這用于控制揚(yáng)聲器的音頻處理，從而實(shí)現(xiàn)揚(yáng)聲器保護(hù)和/或聲學(xué)信號處理。為了解釋EP11170997的方法，得出電壓-偏移傳遞函數(shù)的解析形式，之后看到如何在時間域中估算它。將針對電壓-偏移傳遞函數(shù)的表達(dá)式推導(dǎo)為導(dǎo)納的函數(shù)Y(s)，其是電阻抗傳遞函數(shù)Z(s)的倒數(shù)。電動揚(yáng)聲器的電壓方程式如下，所述電壓方程式將揚(yáng)聲器音圈電壓v(t)與音圈電流i(t)和振動膜速度(t)關(guān)聯(lián)在一起：其中Re和Le是當(dāng)音圈被機(jī)械阻擋時音圈的直流電阻和的感應(yīng)系數(shù)，Φ是耦合系數(shù)或BI乘積(假定為恒定的)，以及是振動膜的速度。拉普拉斯變換得出：v(s)＝Ze(s)i(s)+φsx(s)，(2)其中Ze(s)是音圈的阻擋電阻抗。耦合系數(shù)φ表示施加于錐形部上的洛倫茲力和輸入電流之間的比率：φi(s)＝f(s).(3)當(dāng)揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)已知的時候(例如，沒有外殼的無限隔音板)，耦合系數(shù)的估算要求從附加傳感器(例如，用于測量振動膜位移的激光器)得出的信號。估計或測量這些參數(shù)的已知的技術(shù)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。阻擋阻抗不會是完全恒定的，例如其隨著溫度而改變。這在如下所述的模型中不考慮，但是阻擋阻抗可以在模擬過程中被重新估算。存在許多方法來估計阻擋電阻抗，并且其估算或估計過程不是所提出的本發(fā)明的部分。例如，可以參考Leach，W.2002年于J.AudioEng.Soc.50(6)，442-450上的文章＂Loudspeakervoice-coilinductancecoilinductancelosses：Circuitmodels，parameterestimation，andeffectoneffectonfrequencyresponse(揚(yáng)聲器音圈電感損耗：電路模型、參數(shù)估計以及對頻率響應(yīng)的影響)＂和Vanderkooy，J.于1989年在J.AudioEng.Soc.37，119-128.上的文章＂AmodelofLoudspeakerdriverimpedanceincorporatingeddycurrentsinThepolestructure(桿結(jié)構(gòu)中的結(jié)合渦流的揚(yáng)聲器驅(qū)動器阻抗模型)＂。將機(jī)械阻抗定義為力和速度之間的比率：重新整理電壓方程式Eq.(2)，得出：由此得出機(jī)械阻抗的表達(dá)式：從電壓方程式(Eq.(2))開始，可以得出電壓-偏移傳遞函數(shù)的表達(dá)式：由此得出拉普拉斯域電壓-位移傳遞函數(shù)hvx(s)：拉普拉斯域傳遞函數(shù)可以改寫為：如果現(xiàn)在假定阻擋電阻抗Ze(s)是純電阻(其通常被用于微揚(yáng)聲器)，即Ze(s)＝Re，則電壓-偏移傳遞函數(shù)可以被寫成：其中Y(s)＝Z(s)-1是揚(yáng)聲器的導(dǎo)納。該傳遞函數(shù)的時間域等價形式如下：其中δ(t)是狄拉克脈沖，并且L-1表示逆拉普拉斯變換。方程式(18)示出了可以將電壓-偏移傳遞函數(shù)計算為從揚(yáng)聲器的導(dǎo)納y(t)得出的線性濾波器與積分器的卷積。在不連續(xù)的時間情形中，可以容易地推導(dǎo)出：其中δ[k]是δ-函數(shù)，并且hint[k]是(泄漏)積分器，例如通過下式表示：其中γleak是積分器滲漏因子，以及fS是采樣率?，F(xiàn)在可以通過用hvx[k]對電壓信號進(jìn)行濾波得到振動膜位移。該濾波操作可以被分成兩個濾波操作，一個用：進(jìn)行，一個用hint[k]進(jìn)行。在電壓-偏移傳遞函數(shù)(Eq.(19))中，假定φ和Re是已知的。可以將導(dǎo)納y[k]估計為電壓和電信號之間的線性傳遞函數(shù)，因?yàn)椋簓[k]*v[k]＝i[k].(21)這個關(guān)系可以在時間域中估計，通過使用眾所周知的自適應(yīng)濾波器理論，例如歸一化的最小均方方法(參見例如，Haykin于2002的年AdaptiveFiltertheory(自適應(yīng)濾波器理論)第4版)。圖2示出了自適應(yīng)方案的示意性再現(xiàn)，盡管通過使用圖1的電路可以求出電壓和電流度量。虛線矩形30是系統(tǒng)的一部分，其估計導(dǎo)納函數(shù)y[k]。修改濾波器32的系數(shù)，使得濾波器的輸出和電流i[k]之間的差異e[k]最小，例如在最小均方意義上。自適應(yīng)濾波器的系數(shù)可選地是隨著時間平滑的，并且被復(fù)制(圖2中的虛線箭頭34)到系統(tǒng)的用于計算振動膜位移的部分。濾波器傳遞函數(shù)包括i[k]與v[k]的比率，由此是導(dǎo)納函數(shù)y[k]的模型。該函數(shù)y[k]在電路的下部部分中復(fù)制。下部部分是方程(19)的可能的實(shí)現(xiàn)方式，并且產(chǎn)生振動膜位移x[k]。所述下部部分包括復(fù)制的導(dǎo)納函數(shù)36、與阻擋阻抗Re相乘的乘法器38以及用于與通過單元42產(chǎn)生的脈沖函數(shù)相加的加法器40。按照這種方式，將導(dǎo)納函數(shù)y[k]乘以阻擋電阻抗Re并且從δ-函數(shù)δ[k]相減。結(jié)果在通過方框46中的積分器傳遞函數(shù)hint[k]處理之前通過乘法器44乘以耦合系數(shù)φ的導(dǎo)數(shù)進(jìn)行縮放。V[k]、i[k]以及e[k]是數(shù)字化的時間信號(例如-1和1之間的16比特的離散值)。示出為δ[k]和y[k]的方框可以實(shí)現(xiàn)為長度N的脈沖響應(yīng)(FIR濾波器)。示出為hint[k]的方框是IIR濾波器，其傳遞函數(shù)由Eq.(20)描述，并且通過一組系數(shù)表征。可以獲得相應(yīng)的的聲學(xué)輸出傳遞函數(shù)作為hvx[k]的二次導(dǎo)數(shù)，通過常數(shù)因子進(jìn)行縮放。在拉普拉斯域中，這產(chǎn)生了：在ρ0是空氣密度的情形中，Sd是有效振動膜輻射面積，d是揚(yáng)聲器和估計點(diǎn)之間的距離。該傳遞函數(shù)假定半平面輻射并且忽略由波的傳播所引起的相位滯后(因此，相位信息是不正確的)。跟方程(19)，可以獲得時間域電壓-聲學(xué)輸出傳遞函數(shù)：其中hdiff[k]是時域微分器，如下表述：傳遞函數(shù)(方程(23))可以用于揚(yáng)聲器的聲學(xué)響應(yīng)的非參數(shù)線性化，即得出導(dǎo)致在整個頻率上的預(yù)期聲學(xué)響應(yīng)一致、或得出將預(yù)期的聲學(xué)的響應(yīng)改變?yōu)樘囟ㄏ胍捻憫?yīng)的濾波操作。由此，存在一種用于預(yù)測針對給定輸入電壓的振動膜位移的方法。基于揚(yáng)聲器音圈兩端的電壓和流入揚(yáng)聲器音圈的電流的記錄來計算傳遞函數(shù)(s)，或在揚(yáng)聲器上播放聲音的同時以在線方式計算傳遞函數(shù)(s)。在時域中計算傳遞函數(shù)(s)并且所述方法避免了需要揚(yáng)聲器的參數(shù)模型。上述的方法可以通過圖1的電路實(shí)現(xiàn)。在揚(yáng)聲器的音圈的路徑中，串聯(lián)電阻器可以用于電流感測。接著通過實(shí)現(xiàn)算法的處理器22監(jiān)測電阻器的每一端上的電壓。還參照上面的EP11173638，其公開了一種獲得揚(yáng)聲器失真的度量的方式。非線性測量也是基于音圈電壓和電流。一種已知的非線性度量是最大偏移。然而，可以進(jìn)行更加通用的非線性度量。隨后非線性參數(shù)可以用作音頻信號處理的控制輸入。接著可以形成反饋控制回路，其避免對于輸入電壓-偏移傳遞函數(shù)的需要。存在幾個可能的方式來基于揚(yáng)聲器的電阻抗來計算非線性的度量：v[k]＝i[k]*z[k](25)其中*表示卷積運(yùn)算符，z[k]是與揚(yáng)聲器的電阻抗函數(shù)相對應(yīng)的脈沖響應(yīng)(電流到電壓的線性傳遞函數(shù))。第一可能的方式使用固定的電阻抗，其在初始的估計階段確定?？梢酝ㄟ^在低振幅的條件下在揚(yáng)聲器上播放噪聲序列確定阻抗函數(shù)，使得振動膜位移非常小，并計算電流到電壓的傳遞函數(shù)。在文獻(xiàn)中估計方法是可用的。將與這種傳遞函數(shù)相對應(yīng)的脈沖響應(yīng)稱作z0[k]。在給定的固定的電阻抗條件下，跟測量的電壓和由測量的電流預(yù)期的電壓之間的差異得出非線性的度量：示例的非線性度量是測量的電壓的(平滑)信號功率和e0[k]的比值。第二種可能方式使用自適應(yīng)的電阻抗，即按照在線方式估計。實(shí)際上，可以通過使用對脈沖響應(yīng)z1[k]的以下誤差信號最小化的自適應(yīng)濾波器來該估計該阻抗：這種可能方式由于(例如)揚(yáng)聲器老化并且考慮樣本之間的差別適應(yīng)阻抗函數(shù)中的改變。此外，其不需要初始的估計階段。使用實(shí)現(xiàn)得出非線性度或失真度量算法的處理器22，圖1的電路可以再次實(shí)現(xiàn)上面說明的非線性分析。本發(fā)明得出揚(yáng)聲器特性和/或診斷信息，其可用于控制音頻處理以實(shí)現(xiàn)揚(yáng)聲器保護(hù)和/或聲學(xué)信號處理(例如平坦化或頻率選擇性濾波)。在不必采用多種方法獲得揚(yáng)聲器診斷信息的情況下，想在音頻路徑上保持控制的用戶對于機(jī)械和熱防護(hù)尤其感興趣。本發(fā)明還可以用于揚(yáng)聲器最大化算法。其還可以用于將揚(yáng)聲器的聲學(xué)響應(yīng)線性戶，以使得它在整個頻率上是一致的(產(chǎn)生平的頻率響應(yīng))或使得它盡可能以非參數(shù)的方式接近想要的頻率響應(yīng)，即不需要假設(shè)有關(guān)外殼的信息。本發(fā)明還能夠在不需要更復(fù)雜模型的情況下處理外殼的復(fù)雜設(shè)計。上面提到EP10152597(公布為EP2355542)。其公開一種頻域分析，其類似于上面大概描述的時域分析并且在為公開的EP11170997中公開。任何獨(dú)立的處理器都可以使用放大器產(chǎn)生的所述特性和/或診斷信息。隨后獨(dú)立的處理器將處理數(shù)字音頻輸入信號以在供應(yīng)給本發(fā)明的放大器電路之前實(shí)施想要的處理。用于確定限幅電平的裝置可以包括從測量的電池電壓得出的度量(當(dāng)電池電壓下降時，放大器限幅電平也下降)，或由電流感測信號中觀察到的失真得出的度量，因?yàn)橄薹再|(zhì)在測量的電信號中也是明顯的。本發(fā)明不在于測量的具體的特性和診斷信息，并且實(shí)際上可以從電流和電壓信號獲得其他任何其它已知的揚(yáng)聲器參數(shù)，并且可以提供放大器特性作為輸出。本發(fā)明涉及診斷信息度量的分離和音頻信號處理，使得提供一種裝置，其本質(zhì)上僅提供基本信號放大率和診斷信息函數(shù)，所述診斷信息隨后用于其他電路。根據(jù)對于附圖、公開和所附權(quán)利要求的學(xué)習(xí)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在實(shí)施要求權(quán)利要求的本發(fā)明時可以理解和實(shí)現(xiàn)所公開的實(shí)施例的其它變形。在權(quán)利要求中，術(shù)語“包括”不排除其它元件或步驟，并且不定冠詞“一個”或“一個”不排除多個。唯一的事實(shí)在于：在相互不同的從屬權(quán)利要求中引用的特定措施不表示不能有利地使用這些措施的組合。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)該認(rèn)為是限制范圍。