相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2014年11月28日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)no.62/085,436號(hào)和于2015年7月27日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)no.62/197,345的權(quán)益。美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)no.62/085,436和美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)no.62/197,345通過(guò)引用并入本文。

所描述的實(shí)施例涉及聲學(xué)換能器系統(tǒng)，并且特別是，一些實(shí)施例涉及包括高位移的聲學(xué)換能器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

聲學(xué)換能器系統(tǒng)可以操作以將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出音頻信號(hào)。聲學(xué)換能器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)拓?fù)淇赡軙?huì)影響其性能。

常見(jiàn)的聲學(xué)換能器系統(tǒng)包括從音頻源接收電信號(hào)的音圈。然后，音圈處的信號(hào)可以使聲學(xué)換能器系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器電機(jī)中的音圈生成磁通量。然后，振動(dòng)膜可以響應(yīng)于磁通量而移動(dòng)以生成輸出音頻信號(hào)。

聲學(xué)換能器系統(tǒng)中的音圈可以使用不同的拓?fù)鋪?lái)提供。音圈可以與振動(dòng)膜耦接，并且可以配置為至少部分地在聲學(xué)換能器電機(jī)的空氣間隙內(nèi)移動(dòng)。在一個(gè)示例拓?fù)渲?，音圈可以被從下方懸掛，由于較輕的音圈和與較短的音圈相關(guān)聯(lián)的較低的電阻，可以提高聲學(xué)換能器系統(tǒng)的效率。另一拓?fù)淇梢陨婕皬纳戏綉覓斓囊羧?，其特征可以在于與從下方懸掛的設(shè)計(jì)相比效率降低，但是可以在更高的位移處生成更線(xiàn)性的輸出音頻信號(hào)。

音圈也可以以均勻懸掛拓?fù)鋪?lái)提供。與從上方懸掛和從下方懸掛的拓?fù)湎啾龋鶆驊覓斓囊羧梢蕴峁└行У男阅?，但性能可以受到由音圈的位移引起的失真的限制?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文描述的各種實(shí)施例通常涉及聲學(xué)換能器系統(tǒng)，并且特別涉及高位移的聲學(xué)換能器系統(tǒng)。

本文描述的示例聲學(xué)換能器系統(tǒng)可以包括：驅(qū)動(dòng)器電機(jī)，可操作以生成磁通量；振動(dòng)膜，可操作地耦接到驅(qū)動(dòng)器電機(jī)；音圈，耦接到振動(dòng)膜，音圈可以至少響應(yīng)于磁通量可移動(dòng)；振動(dòng)膜位置感測(cè)模塊，生成與振動(dòng)膜相對(duì)于振動(dòng)膜的初始位置的位移相對(duì)應(yīng)的位置信號(hào)；和控制器，與驅(qū)動(dòng)器電機(jī)和振動(dòng)膜位置感測(cè)模塊進(jìn)行電子通信，控制器可操作以：接收輸入音頻信號(hào)；至少基于輸入音頻信號(hào)和位置信號(hào)的版本生成控制信號(hào)；并且將控制信號(hào)發(fā)送到音圈，音圈至少響應(yīng)于控制信號(hào)移動(dòng)。

在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器電機(jī)可以包括：軸向柱；底板，遠(yuǎn)離軸向柱延伸；頂板，具有面向軸向柱的內(nèi)表面，頂板和軸向柱在其間限定空氣間隙；和磁性元件，位于底板和頂板之間，磁性元件可以與軸向柱隔開(kāi)，并且磁性元件可以可操作以生成磁通量；并且音圈可以至少部分地在空氣間隙內(nèi)可移動(dòng)。

在一些實(shí)施例中，音圈可以具有基本上對(duì)應(yīng)于空氣間隙的間隙高度的線(xiàn)圈高度。

在一些實(shí)施例中，軸向柱可以包括位于驅(qū)動(dòng)器電機(jī)的基本中心區(qū)域的中心柱。

在一些實(shí)施例中，軸向柱可以包括驅(qū)動(dòng)器電機(jī)的外壁。

在一些實(shí)施例中，磁性元件可以耦接在底部和頂板的底表面之間；并且驅(qū)動(dòng)器電機(jī)可以包括耦接到頂板的頂表面的第二磁性元件，頂板的頂表面可以與頂板的底表面相對(duì)。

在一些實(shí)施例中，頂板可以包括內(nèi)部部分和耦接到內(nèi)部部分的外部部分，內(nèi)部部分的表面可以是內(nèi)表面，并且磁性元件可以經(jīng)由外部部分耦接到頂板，外部部分的高度可以小于內(nèi)表面的高度。

在一些實(shí)施例中，頂板的內(nèi)部部分的頂表面和底表面中的至少一個(gè)可以朝向外部部分漸縮。

在一些實(shí)施例中，磁性元件可以與底板和頂板中的至少一個(gè)相比更遠(yuǎn)離軸向柱延伸。

在一些實(shí)施例中，軸向柱和底板可以在驅(qū)動(dòng)器電機(jī)內(nèi)限定用于至少部分地接收音圈的驅(qū)動(dòng)器空腔。

在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器電機(jī)可以配置為適應(yīng)音圈的移動(dòng)，音圈可以在位移范圍內(nèi)朝向和遠(yuǎn)離底板可移動(dòng)，位移范圍可以從空氣間隙的每端延伸，并且位移范圍可以至少對(duì)應(yīng)于音圈的線(xiàn)圈高度。

在一些實(shí)施例中，軸向柱的截面積可以最多等于內(nèi)表面的面積。

在一些實(shí)施例中，軸向柱可以包括頂部和底部，底部耦接到頂部，頂部的表面部分地面向頂板的內(nèi)表面，并且底部可以耦接到底板。

在一些實(shí)施例中，軸向柱的底部可以遠(yuǎn)離底板漸縮。

在一些實(shí)施例中，軸向柱的頂部可以遠(yuǎn)離空氣間隙漸縮。

在一些實(shí)施例中，頂部可以遠(yuǎn)離底板部分地延伸，以延伸間隙高度。

在一些實(shí)施例中，振動(dòng)膜位置感測(cè)模塊可以包括用于檢測(cè)振動(dòng)膜的位移的位置傳感器。

在一些實(shí)施例中，振動(dòng)膜位置感測(cè)模塊可以包括超聲波傳感器、光學(xué)傳感器、磁性傳感器和壓力傳感器中的一個(gè)。

在一些實(shí)施例中，控制器可以包括：校正模塊，配置為基于從振動(dòng)膜位置感測(cè)模塊接收的位置信號(hào)生成校正信號(hào)，校正信號(hào)至少補(bǔ)償與檢測(cè)的位移相關(guān)聯(lián)的失真；和合成器模塊，配置為從校正模塊接收校正信號(hào)，并且至少基于校正信號(hào)和輸入音頻信號(hào)的版本來(lái)生成控制信號(hào)。

在一些實(shí)施例中，合成器模塊可以包括分配器，控制信號(hào)對(duì)應(yīng)于輸入音頻信號(hào)的版本與校正信號(hào)的比率。

在一些實(shí)施例中，控制器可以可操作以從電流源接收輸入音頻信號(hào)，并且控制器可以包括預(yù)處理濾波器，用于：從電流源接收輸入音頻信號(hào)；確定為聲學(xué)換能器系統(tǒng)定義的目標(biāo)響應(yīng)，目標(biāo)響應(yīng)可以是用于聲學(xué)換能器系統(tǒng)的期望類(lèi)型的輸出信號(hào)；根據(jù)目標(biāo)響應(yīng)從輸入音頻信號(hào)生成預(yù)處理的輸入音頻信號(hào)，輸入音頻信號(hào)可以調(diào)節(jié)以適應(yīng)期望類(lèi)型的輸出信號(hào)的生成；并且將預(yù)處理的輸入音頻信號(hào)發(fā)送到合成器模塊。

在一些實(shí)施例中，預(yù)處理濾波器可以包括均衡濾波器。

在一些實(shí)施例中，控制器可以包括負(fù)反饋模塊，用于接收位置信號(hào)并且至少基于位置信號(hào)生成運(yùn)動(dòng)反饋信號(hào)，運(yùn)動(dòng)反饋信號(hào)操作以適應(yīng)由聲學(xué)換能器系統(tǒng)生成的目標(biāo)響應(yīng)，目標(biāo)響應(yīng)可以是用于聲學(xué)換能器系統(tǒng)的期望類(lèi)型的輸出信號(hào)；并且合成器模塊至少基于校正信號(hào)、輸入音頻信號(hào)的版本和運(yùn)動(dòng)反饋信號(hào)生成控制信號(hào)。

在一些實(shí)施例中，負(fù)反饋模塊可以包括：速度反饋模塊，配置為至少基于位置信號(hào)生成速度校正信號(hào)；和低通濾波器，配置為生成位置信號(hào)的版本；并且運(yùn)動(dòng)反饋信號(hào)可以包括速度校正信號(hào)和位置信號(hào)的版本。

在一些實(shí)施例中，至少一個(gè)溫度傳感器可以耦接到驅(qū)動(dòng)器電機(jī)；并且校正模塊可以進(jìn)一步配置為：基于由至少一個(gè)溫度傳感器檢測(cè)的驅(qū)動(dòng)器電機(jī)的溫度來(lái)估計(jì)音圈的溫度；并且生成校正信號(hào)以使由于估計(jì)的溫度導(dǎo)致的聲學(xué)換能器系統(tǒng)的性能的變化最小化。

在一些實(shí)施例中，至少一個(gè)溫度傳感器可以耦接到磁性元件。

在一些實(shí)施例中，聲學(xué)換能器系統(tǒng)可以包括可操作地耦接到音圈的懸架結(jié)構(gòu)；并且至少一個(gè)溫度傳感器可以耦接到懸架結(jié)構(gòu)。

在一些實(shí)施例中，控制器可以操作為：從位置信號(hào)確定振動(dòng)膜的位移是否滿(mǎn)足為聲學(xué)換能器系統(tǒng)定義的位移極限，位移極限表示聲學(xué)換能器系統(tǒng)的最大位移范圍；并且響應(yīng)于確定振動(dòng)膜的位移滿(mǎn)足位移限制，限定控制信號(hào)以在音圈處不發(fā)生移動(dòng)，否則，至少基于輸入音頻信號(hào)的版本和位置信號(hào)生成控制信號(hào)。

本文描述的示例操作聲學(xué)換能器系統(tǒng)的方法可以包括：通過(guò)振動(dòng)膜位置感測(cè)模塊生成對(duì)應(yīng)于可操作地耦接到聲學(xué)換能器系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器電機(jī)的振動(dòng)膜的位移的位置信號(hào)，驅(qū)動(dòng)器電機(jī)可操作以生成磁通量，并且耦接到振動(dòng)膜的音圈至少響應(yīng)于磁通量可移動(dòng)，振動(dòng)膜的位移可以相對(duì)于振動(dòng)膜的初始位置檢測(cè)；并且操作控制器與驅(qū)動(dòng)器電機(jī)和振動(dòng)膜位置感測(cè)模塊進(jìn)行電子通信，以：接收輸入音頻信號(hào)；至少基于輸入音頻信號(hào)的版本和位置信號(hào)生成控制信號(hào)；并且將控制信號(hào)發(fā)送到音圈，音圈至少響應(yīng)于控制信號(hào)而移動(dòng)。

在一些實(shí)施例中，振動(dòng)膜位置感測(cè)模塊可以包括用于檢測(cè)振動(dòng)膜的位移的位置傳感器。

在一些實(shí)施例中，振動(dòng)膜位置感測(cè)模塊可以包括超聲波傳感器、光學(xué)傳感器、磁傳感器和壓力傳感器中的一個(gè)。

在一些實(shí)施例中，基于從振動(dòng)膜位置感測(cè)模塊接收的位置信號(hào)生成校正信號(hào)，校正信號(hào)至少補(bǔ)償與振動(dòng)膜的檢測(cè)的位移相關(guān)聯(lián)的失真；并且至少基于校正信號(hào)和輸入音頻信號(hào)的版本生成控制信號(hào)。

在一些實(shí)施例中，生成控制信號(hào)可以包括確定輸入音頻信號(hào)的版本與校正信號(hào)的比率。

在一些實(shí)施例中，生成控制信號(hào)可以包括：從電流源接收輸入音頻信號(hào)；確定為聲學(xué)換能器系統(tǒng)定義的目標(biāo)響應(yīng)，目標(biāo)響應(yīng)可以是用于聲學(xué)換能器系統(tǒng)的期望類(lèi)型的輸出信號(hào)；根據(jù)目標(biāo)響應(yīng)從輸入音頻信號(hào)生成預(yù)處理的輸入音頻信號(hào)，可以調(diào)節(jié)輸入音頻信號(hào)以適應(yīng)期望類(lèi)型的輸出信號(hào)的生成；并且至少基于校正信號(hào)和預(yù)處理的輸入音頻信號(hào)生成控制信號(hào)。

在一些實(shí)施例中，至少基于位置信號(hào)生成運(yùn)動(dòng)反饋信號(hào)，運(yùn)動(dòng)反饋信號(hào)操作以適應(yīng)由聲學(xué)換能器系統(tǒng)生成的目標(biāo)響應(yīng)，目標(biāo)響應(yīng)可以是用于聲學(xué)換能器系統(tǒng)的期望類(lèi)型的輸出信號(hào)；并且至少基于校正信號(hào)、輸入音頻信號(hào)的版本和運(yùn)動(dòng)反饋信號(hào)生成控制信號(hào)。

在一些實(shí)施例中，至少基于位置信號(hào)生成速度校正信號(hào)；并且基于速度校正信號(hào)和位置信號(hào)的版本生成運(yùn)動(dòng)反饋信號(hào)。

在一些實(shí)施例中，基于位置信號(hào)生成校正信號(hào)可以包括：檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器電機(jī)處的溫度；基于檢測(cè)的溫度估計(jì)音圈的溫度；并且生成校正信號(hào)以使由于估計(jì)的溫度導(dǎo)致的聲學(xué)換能器系統(tǒng)的性能的變化最小化。

在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器電機(jī)可以包括可操作以生成磁通量的磁性元件；并且檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器電機(jī)處的溫度可以包括檢測(cè)磁性元件處的溫度和檢測(cè)磁性元件周?chē)臏囟戎械闹辽僖粋€(gè)。

在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器電機(jī)可以包括可操作地耦接到音圈的懸架結(jié)構(gòu)；并且檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器電機(jī)處的溫度可以包括檢測(cè)懸架結(jié)構(gòu)處的溫度和檢測(cè)懸架結(jié)構(gòu)周?chē)臏囟戎械闹辽僖粋€(gè)。

在一些實(shí)施例中，基于輸入音頻信號(hào)的版本和位置信號(hào)中的至少一個(gè)生成控制信號(hào)可以包括：從位置信號(hào)確定振動(dòng)膜的位移是否滿(mǎn)足為聲學(xué)換能器系統(tǒng)定義的位移極限，位移極限表示聲學(xué)換能器系統(tǒng)的最大位移范圍；并且響應(yīng)于確定振動(dòng)膜的位移滿(mǎn)足位移限制，限定控制信號(hào)以在音圈處不發(fā)生移動(dòng)，否則，至少基于輸入音頻信號(hào)的版本和位置信號(hào)生成控制信號(hào)。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)描述幾個(gè)實(shí)施例，其中：

圖1是根據(jù)示例實(shí)施例的聲學(xué)換能器系統(tǒng)的框圖；

圖2是示出可在本文描述的聲學(xué)換能器系統(tǒng)中操作的示例驅(qū)動(dòng)器電機(jī)的局部截面圖；

圖3是示出可在本文描述的聲學(xué)換能器系統(tǒng)中操作的另一示例驅(qū)動(dòng)器電機(jī)的局部截面圖；

圖4是示出可在本文描述的聲學(xué)換能器系統(tǒng)中操作的另一示例驅(qū)動(dòng)器電機(jī)的局部截面圖；

圖5a是示出可在本文描述的聲學(xué)換能器系統(tǒng)中操作的另一示例驅(qū)動(dòng)器電機(jī)的局部截面圖；

圖5b是示出可在本文描述的聲學(xué)換能器系統(tǒng)中操作的另一示例驅(qū)動(dòng)器電機(jī)的局部截面圖；

圖6是根據(jù)另一示例實(shí)施例的聲學(xué)換能器系統(tǒng)的框圖；

圖7是根據(jù)另一示例實(shí)施例的聲學(xué)換能器系統(tǒng)的框圖；和

圖8是示出由示例性驅(qū)動(dòng)器電機(jī)生成的電磁力(bi)的圖。

下面描述的附圖是為了說(shuō)明而不是限制本文描述的實(shí)施例的各種示例的方面和特征的目的而提供的。為了說(shuō)明的簡(jiǎn)單和清楚，附圖中所示的元件不一定按比例繪制。為了清楚起見(jiàn)，相對(duì)于其它元件，一些元件的尺寸可能被放大。應(yīng)當(dāng)理解，為了說(shuō)明的簡(jiǎn)單和清楚，在認(rèn)為適當(dāng)?shù)那闆r下，可以在附圖中重復(fù)附圖標(biāo)記以指示相應(yīng)的或類(lèi)似的元件或步驟。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解，闡述了許多具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本文描述的示例實(shí)施例的透徹理解。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施本文描述的實(shí)施例。在其它情況下，未詳細(xì)描述公知的方法、過(guò)程和組件，以免模糊本文描述的實(shí)施例。進(jìn)一步，本說(shuō)明書(shū)和附圖不應(yīng)被認(rèn)為是以任何方式限制本文描述的實(shí)施例的范圍，而是僅僅描述本文描述的各種實(shí)施例的實(shí)施方式。

應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)在本文中使用諸如“基本上”、“約”和“近似”的程度的術(shù)語(yǔ)時(shí)，意味著修正的術(shù)語(yǔ)的合理的偏差量，使得最終結(jié)果不會(huì)顯著變化。如果該偏差不會(huì)否定其修正的術(shù)語(yǔ)的含義，則這些成都術(shù)語(yǔ)應(yīng)被解釋為包括修正的術(shù)語(yǔ)的偏差。

此外，如本文所使用的，措辭“和/或”旨在表示可兼或。也就是說(shuō)，例如，““x和/或y”旨在表示x或y或兩者。作為進(jìn)一步的示例，“x、y和/或z”旨在表示x或y或z或其任何組合。

應(yīng)當(dāng)注意，本文所用的術(shù)語(yǔ)“耦接”表示兩個(gè)元件可以彼此直接耦接或通過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間元件彼此耦接。在一些實(shí)施例中，術(shù)語(yǔ)“耦接”也可以指示兩個(gè)元件是一體形成的。

首先參考圖1，其示出了示例聲學(xué)換能器系統(tǒng)100。聲學(xué)換能器系統(tǒng)100包括控制器122、振動(dòng)膜位置感測(cè)模塊124和驅(qū)動(dòng)器126。如圖所示，驅(qū)動(dòng)器126包括可操作地耦接到驅(qū)動(dòng)器電機(jī)132的振動(dòng)膜130。

可以將驅(qū)動(dòng)器126的一些實(shí)施例配置為基本均勻懸掛的拓?fù)?。與具有從下方懸掛或從上方懸掛的音圈的驅(qū)動(dòng)器電機(jī)132相比，在一些實(shí)施例中，當(dāng)由基本均勻懸掛的音圈的位移引起的失真可以最小化時(shí)，具有均勻懸掛的音圈的驅(qū)動(dòng)器電機(jī)132可以提供更有效的整體聲學(xué)換能器系統(tǒng)。本文描述的聲學(xué)換能器系統(tǒng)100至少可配置為補(bǔ)償均勻懸掛的音圈的位移可能引起的失真。

如圖1所示，控制器122可以與驅(qū)動(dòng)器126和振動(dòng)膜位置感測(cè)模塊124電子通信?？刂破?22可以以軟件或硬件或其組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。硬件可以是數(shù)字、模擬或其組合。

控制器122可以從輸入端子102接收輸入音頻信號(hào)。輸入端子102可以耦接到用于提供輸入音頻信號(hào)的音頻源(未示出)。輸入音頻信號(hào)可以是具有時(shí)變幅度和時(shí)變頻率的1伏峰－峰信號(hào)。在其它實(shí)施例中，輸入音頻信號(hào)可以是任何其它類(lèi)型的模擬或數(shù)字音頻信號(hào)。

控制器122可以接收由振動(dòng)膜位置感測(cè)模塊124生成的位置信號(hào)。振動(dòng)膜位置感測(cè)模塊124可以操作以在聲學(xué)換能器系統(tǒng)100的操作期間基于振動(dòng)膜130的位移生成位置信號(hào)。在一些實(shí)施例中，振動(dòng)膜位置感測(cè)模塊124可以包括用于檢測(cè)振動(dòng)膜130的位移的位置傳感器。

可以使用位置傳感器的各種實(shí)施方式。例如，可以使用光學(xué)方法(例如，諸如激光位移傳感器的光學(xué)傳感器)或者涉及隨著振動(dòng)膜130的位移而變化的電容、電感或互耦的測(cè)量的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)位置傳感器。位置傳感器也可以實(shí)現(xiàn)為超聲波傳感器、磁傳感器或聲壓傳感器。位置傳感器的另一示例實(shí)施例可以包括應(yīng)變儀。

根據(jù)聲學(xué)換能器系統(tǒng)100的預(yù)期應(yīng)用，由于所涉及的制造過(guò)程可能過(guò)于昂貴和/或可能不能縮放到較小尺寸的裝置，光學(xué)方法可能是不切實(shí)際的。應(yīng)變儀可以基于驅(qū)動(dòng)器126的組件的大體積或壓電性能來(lái)操作，例如懸架組件或在驅(qū)動(dòng)器126的組件之間的機(jī)械接口處的組件。

可以使用位置傳感器的其它實(shí)施方式。例如，位置傳感器可以包括低性能的零交叉?zhèn)鞲衅骱图铀俣扔?jì)或速度傳感器。零交叉?zhèn)鞲衅骺梢圆僮饕跃S持平均dc位置，而加速度計(jì)的二重積分或速度傳感器的一重積分可以指示振動(dòng)膜130的移動(dòng)。來(lái)自零交叉?zhèn)鞲衅骱图铀俣扔?jì)或速度傳感器之一的信號(hào)可以組合。例如，來(lái)自零交叉?zhèn)鞲衅骱图铀俣扔?jì)或速度傳感器之一的信號(hào)可以與適當(dāng)?shù)臑V波和/或縮放相加。

另一示例位置傳感器的實(shí)施方式可以包括位置感測(cè)模塊，該位置感測(cè)模塊操操作以使用為驅(qū)動(dòng)器126生成的數(shù)學(xué)模型基于音圈的電流和/或電壓來(lái)估計(jì)振動(dòng)膜130的位移。

當(dāng)振動(dòng)膜130靜止時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)沒(méi)有電流流過(guò)音圈時(shí)，振動(dòng)膜130處于初始位置或靜止位置。處于初始位置的振動(dòng)膜130相對(duì)于驅(qū)動(dòng)器電機(jī)132的位置可以針對(duì)驅(qū)動(dòng)器126的不同設(shè)計(jì)而變化。當(dāng)振動(dòng)膜130運(yùn)動(dòng)時(shí)，振動(dòng)膜130可以相對(duì)于驅(qū)動(dòng)器電機(jī)132移動(dòng)，并且振動(dòng)膜的位移可以對(duì)應(yīng)于振動(dòng)膜130相對(duì)于初始位置的位置。當(dāng)振動(dòng)膜130移動(dòng)時(shí)，可操作地耦接到振動(dòng)膜130的音圈也與振動(dòng)膜130一起移動(dòng)，使得音圈至少部分地離開(kāi)空氣間隙。當(dāng)音圈離開(kāi)空氣間隙時(shí)，可能導(dǎo)致由驅(qū)動(dòng)器126生成的所得到的輸出音頻信號(hào)中的失真。

然后，基于位置信號(hào)和輸入音頻信號(hào)，控制器122可以生成控制信號(hào)以補(bǔ)償與本文描述的音圈的位移相關(guān)聯(lián)的失真。將參照?qǐng)D5和圖6描述控制器122的各種實(shí)施例。

現(xiàn)在將參照?qǐng)D2至圖4描述驅(qū)動(dòng)器電機(jī)132的示例實(shí)施例。

圖2是示例驅(qū)動(dòng)器電機(jī)200的局部截面圖。圖2中示出了中心軸202用于說(shuō)明目的。

驅(qū)動(dòng)器電機(jī)200至少包括軸向柱210、遠(yuǎn)離軸向柱210延伸的底板212和具有面向軸向柱210的內(nèi)表面232的頂板214。在圖2所示的實(shí)施例中，軸向柱210可以被稱(chēng)為中心柱，因?yàn)檩S向柱210位于驅(qū)動(dòng)器電機(jī)200的基本中心區(qū)域。

磁性元件216可以位于底板212和頂板214之間，使得磁性元件216位于磁通量的路徑內(nèi)。磁性元件216可以由一種或多種硬磁性材料形成，例如但不限于鐵素體、釹－鐵－硼和釤－鈷。中心柱210、底板212和頂板214中的每一個(gè)一般可由任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁材料制成，例如低碳鋼。

頂板214和中心柱210也在其間限定空氣間隙234?？諝忾g隙234可以具有間隙高度234h。可操作地耦接到振動(dòng)膜130(圖2中未示出)的音圈240可以相對(duì)于驅(qū)動(dòng)器電機(jī)200至少部分地在空氣間隙234內(nèi)軸向移動(dòng)。音圈240通?？梢灾辽夙憫?yīng)于由磁性元件216生成的磁通量和由音圈240中的電流生成的磁通量而移動(dòng)。音圈240的移動(dòng)可以通過(guò)從控制器122接收到的控制信號(hào)來(lái)變化。

音圈240可以具有線(xiàn)圈高度240h。如圖2所示，驅(qū)動(dòng)器電機(jī)200的拓?fù)渑渲脼榛揪鶆虻膽覓煸O(shè)計(jì)，并且因此，線(xiàn)圈高度240h可以基本對(duì)應(yīng)于間隙高度234h。在一些實(shí)施例中，線(xiàn)圈高度240h可以等于間隙高度234h。

如圖2所示，磁性元件216可以與中心柱210間隔開(kāi)，從而可以提供驅(qū)動(dòng)器空腔250。在振動(dòng)膜130的移動(dòng)期間，音圈240可以至少部分地移動(dòng)到驅(qū)動(dòng)器空腔250中。驅(qū)動(dòng)器空腔250可配置為適應(yīng)音圈240的運(yùn)動(dòng)。

驅(qū)動(dòng)器126可以配置為適應(yīng)音圈240的整體運(yùn)動(dòng)。響應(yīng)于由磁性元件216生成的磁通量和音圈240中的電流，音圈240將沿軸向朝向和遠(yuǎn)離底板212移動(dòng)。音圈240的移動(dòng)可以被限制在至少部分地包括音圈240的位移范圍，或者在一些實(shí)施例中完全在空氣間隙234上方和下方。在一些實(shí)施例中，位移范圍可以基本上對(duì)應(yīng)于空氣間隙234的每端的線(xiàn)圈高度240h。

因此，振動(dòng)膜130和驅(qū)動(dòng)器空腔250可配置為適應(yīng)位移范圍。

本文描述的驅(qū)動(dòng)器126可以包括驅(qū)動(dòng)器電機(jī)200，其特征在于中心柱210的截面積等于或小于內(nèi)表面232的面積。因此，頂板214可以由大致均勻的幾何形狀形成。然而，可以修改頂板214的幾何形狀以減少鋼的不必要的使用。如將參照?qǐng)D3和圖4描述的那樣，可以應(yīng)用頂板214、底板212和/或中心柱210的其它修改以增加輸出音頻信號(hào)的線(xiàn)性度，而不影響本文描述的聲學(xué)換能器系統(tǒng)100的整體性能。

如圖2所示，頂板214可以包括內(nèi)部部分214i和外部部分214e。在一些實(shí)施例中，內(nèi)部部分214i可以與外部部分214e一體形成。每個(gè)內(nèi)部部分214i和外部部分214e相對(duì)于整個(gè)頂板214的截面尺寸僅作為示例被示出，并且不應(yīng)被解釋為限制。內(nèi)部部分214i和外部部分214e可以根據(jù)驅(qū)動(dòng)器電機(jī)200的設(shè)計(jì)要求來(lái)定尺寸。

內(nèi)部部分214i可以包括內(nèi)表面232，而磁性元件216可以在外部部分214e處耦接到頂板214。如圖2所示，內(nèi)部部分214i和外部部分214e可以分別具有不同的高度，220h和222h。為了保持間隙高度234h，同時(shí)也減少所用鋼的量，內(nèi)部部分214i的內(nèi)部高度220h可以高于外部部分214e的外部高度222h。

圖3是另一示例驅(qū)動(dòng)器電機(jī)300的局部截面圖。圖3中還示出了中心軸302用于說(shuō)明目的。

圖3所示的驅(qū)動(dòng)器電機(jī)300大致類(lèi)似于圖2的驅(qū)動(dòng)器電機(jī)200。驅(qū)動(dòng)器電機(jī)300包括中心柱310、底板312和頂板314。磁性元件316位于頂板314和底板312之間。中心柱310和頂板314還限定空氣間隙334。驅(qū)動(dòng)器空腔350也可以設(shè)置在驅(qū)動(dòng)器電機(jī)300內(nèi)。

類(lèi)似于圖2的頂板214，圖3的頂板314可以包括內(nèi)部部分314i和外部部分314e。如所描述的，在一些實(shí)施例中，內(nèi)部部分314i可以與外部部分314e一體形成。內(nèi)部部分314i可以包括面向中心柱310的內(nèi)表面332。然而，與圖2的頂板214不同，內(nèi)部部分314i的頂表面318t和底表面318b可以是朝著外部部分314e漸縮的。在一些實(shí)施例中，內(nèi)部部分314i的頂表面318t和底表面318b中的僅一個(gè)是漸縮的。隨著頂表面318t和底表面318b中的一個(gè)或兩個(gè)的漸縮，由于頂板314中使用的鋼的量減少，驅(qū)動(dòng)器電機(jī)300的高度可以低于驅(qū)動(dòng)器電機(jī)200的高度。然后，驅(qū)動(dòng)器電機(jī)300也可以具有較小的深度，允許音圈340對(duì)于與包括驅(qū)動(dòng)器電極200的驅(qū)動(dòng)器126相同的驅(qū)動(dòng)器高度有更大的位移范圍。

圖4是另一示例驅(qū)動(dòng)器電機(jī)400的局部截面圖。圖4中還示出了中心軸402用于說(shuō)明目的。

類(lèi)似于驅(qū)動(dòng)器電機(jī)200和300，圖4所示的驅(qū)動(dòng)器電機(jī)400也包括中心柱410、底板412和頂板414。磁性元件416也可以位于頂板414和底板412之間。中心柱410和頂板414可以限定空氣間隙434。驅(qū)動(dòng)器空腔450也可以設(shè)置在驅(qū)動(dòng)器電機(jī)400內(nèi)。

可以看出，驅(qū)動(dòng)器電機(jī)400的幾何形狀與驅(qū)動(dòng)器電機(jī)200和300的幾何形狀不同。通過(guò)修改中心柱410、底板412和頂板414中的一個(gè)或多個(gè)的幾何形狀，可以減少驅(qū)動(dòng)器電機(jī)400的重量(以及制造成本)。

例如，如圖所示，磁性元件416可以比底板412和頂板414更遠(yuǎn)離中心柱410延伸。在一些實(shí)施例中，磁性元件416可以更遠(yuǎn)離底板412和頂板414中的一個(gè)延伸。磁性元件416可以遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)器空腔450延伸，以為較長(zhǎng)的音圈440提供空隙。

另外，如圖4所示，磁性元件416、頂板414和底板412中的每一個(gè)可以與不同的高度和/或不同的幾何構(gòu)型相關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施例中，磁性元件416可以基本上中心地位于頂板414和底板412之間，或者更靠近頂板414和底板412之一。

類(lèi)似于圖3所示的頂板314，圖4的頂板414也可以包括內(nèi)部部分414i和外部部分414e。在一些實(shí)施例中，內(nèi)部部分414i可以與外部部分414e一體形成。內(nèi)部部分414i包括內(nèi)表面432。與外部部分414e的高度相比，頂表面418t和底表面418b分別可以是急劇漸縮的。

中心柱410也可以被修改以減少所用鋼的量。例如，中心柱410可以包括頂部410t和耦接到頂部410t的底部410b。在一些實(shí)施例中，頂部410t可以與底部410b一體形成。頂部410t的表面可以部分地面對(duì)頂板414的內(nèi)表面432，而底部410b可以耦接到底板412。

在一些實(shí)施例中，中心柱410的頂部410t可以遠(yuǎn)離空氣間隙434漸縮。在圖4所示的示例中，可以修改頂部410t的幾何形狀，留下漸縮的表面422，用于相對(duì)于內(nèi)表面432保持間隙高度434h。

在一些實(shí)施例中，也可以修改中心柱410的底部410b的幾何形狀。例如，如圖4所示，底部410b可以遠(yuǎn)離底板412漸縮。

圖5a是另一示例驅(qū)動(dòng)器電機(jī)500a的部分截面圖。

不同于圖2至圖4的驅(qū)動(dòng)器電機(jī)200至400，軸向柱510可以形成用于驅(qū)動(dòng)器電機(jī)500a的外壁。作為參考，圖5a中示出了中心軸502，并且中心軸502位于底板512、頂板514和磁性元件516a的中心區(qū)域。如圖5a所示，磁性元件516a可以位于底板512和頂板514之間。外壁510和頂板514可以限定具有間隙高度534h的空氣間隙534。驅(qū)動(dòng)器空腔550也可以設(shè)置在驅(qū)動(dòng)器電機(jī)500a內(nèi)。

如圖5a所示，可以修改限定驅(qū)動(dòng)器空腔550的驅(qū)動(dòng)器電機(jī)500a的一些組件的幾何形狀，以減少鋼的使用，其然后也可以適應(yīng)音圈540的較大的位移范圍。

驅(qū)動(dòng)器電機(jī)500a的一些實(shí)施例可以包括通常位于磁通量的路徑內(nèi)的分離的磁性元件516。例如，一個(gè)磁性元件516可以位于頂板514和底板512之間，而單獨(dú)的磁性元件516可以位于驅(qū)動(dòng)器電機(jī)500a的另一位置，但位于磁通量的路徑內(nèi)。圖5b中示出了示例實(shí)施例。

圖5b是另一示例驅(qū)動(dòng)器電機(jī)500b的局部截面圖。除了驅(qū)動(dòng)器電機(jī)500b包括位于底板512和頂板514之間的第一磁性元件516b1和位于磁通量的路徑內(nèi)的第二磁性元件516b2之外，驅(qū)動(dòng)器電機(jī)500b通常類(lèi)似于驅(qū)動(dòng)器電機(jī)500a。例如，第一磁性元件516b1可以耦接在底板512的頂表面和頂板514的底表面之間，而磁性元件516b2可以耦接到頂板514的頂表面。頂板514的頂表面與頂板514的底面相反。

在驅(qū)動(dòng)器電機(jī)200至500b的一些實(shí)施例中，軸向柱210至510可以與相應(yīng)的底板212至512一體形成。

關(guān)于驅(qū)動(dòng)器電機(jī)200至500b中的組件描述的各種修改是用于改變使用的鋼的量的示例修改，而不會(huì)不利地影響聲學(xué)換能器系統(tǒng)100的整體性能。如圖2至5b所示，每個(gè)示例驅(qū)動(dòng)器電機(jī)200至500b中的音圈240、340、440、540可以分別與基本對(duì)應(yīng)于間隙高度234h、334h、434h、534h的線(xiàn)圈高度240h、340h、440h、540h相關(guān)聯(lián)。

在一些實(shí)施例中，為了進(jìn)一步減少示例驅(qū)動(dòng)器電機(jī)200至500b中的鋼的使用，取決于驅(qū)動(dòng)器電機(jī)200、300、400、500a、500b的半徑，各個(gè)頂板214、314、414、514和底板212、312、412、512的每一個(gè)可以是徑向向外移動(dòng)漸縮的。

現(xiàn)在參考圖圖8，其是示出由各種示例驅(qū)動(dòng)器電機(jī)生成的示例電磁力(bi(x))的曲線(xiàn)圖800。電磁力(bi)對(duì)應(yīng)于空氣間隙234、334、434、534中的磁場(chǎng)強(qiáng)度(b)與磁場(chǎng)內(nèi)音圈長(zhǎng)度(i)的乘積。

數(shù)據(jù)系列810示出了由現(xiàn)有技術(shù)的從上方懸掛的驅(qū)動(dòng)器電機(jī)設(shè)計(jì)生成的電磁力。數(shù)據(jù)系列820示出了由圖3的驅(qū)動(dòng)器電機(jī)300生成的電磁力。如曲線(xiàn)圖800所示，對(duì)于所有位移，數(shù)據(jù)系列820的值高于數(shù)據(jù)系列810的值。如數(shù)據(jù)系列830所示，驅(qū)動(dòng)器電機(jī)300的相對(duì)效率在高位移范圍832中相當(dāng)高。

然而，在低位移范圍822(例如，當(dāng)音圈340最初離開(kāi)空氣間隙334時(shí))，與現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動(dòng)器電機(jī)設(shè)計(jì)的電磁力(如數(shù)據(jù)系列810所示)相比，與驅(qū)動(dòng)器電機(jī)300相關(guān)聯(lián)的電磁力通常是非線(xiàn)性的(如數(shù)據(jù)系列820所示)。本文描述的控制器122可以操作以補(bǔ)償與bi幅度對(duì)音圈340的位移(“x”)的依賴(lài)性相關(guān)聯(lián)的非線(xiàn)性。補(bǔ)償空氣間隙234、334、434、534內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度(b)內(nèi)的不期望的變化可能是重要的，因?yàn)榇艌?chǎng)強(qiáng)度(b)中的變化可以影響聲學(xué)換能器系統(tǒng)的聲學(xué)性能，例如靈敏度和頻率響應(yīng)以及電磁力的線(xiàn)性。非線(xiàn)性電磁力會(huì)生成失真。

現(xiàn)在參考圖6，其示出了另一個(gè)示例聲學(xué)換能器系統(tǒng)600的框圖。類(lèi)似于圖1的聲學(xué)換能器系統(tǒng)100，聲學(xué)換能器系統(tǒng)600包括控制器622、振動(dòng)膜位置感測(cè)模塊124和驅(qū)動(dòng)器126。

控制器622可以包括合成器模塊630、跨導(dǎo)放大器632和校正模塊634。

在一些實(shí)施例中，電壓放大器可以包括在控制器622中而不是跨導(dǎo)放大器632中。利用電壓放大器，控制器622可以操作以調(diào)節(jié)由電壓放大器生成的電壓輸出信號(hào)，以為聲學(xué)換能器系統(tǒng)600生成所需電流?？梢曰诮?jīng)由反饋在驅(qū)動(dòng)器126的輸出端感測(cè)的電流或經(jīng)由計(jì)算的電壓/阻抗到電流的轉(zhuǎn)換來(lái)對(duì)電壓輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)整。

校正模塊634可以基于從振動(dòng)膜位置感測(cè)模塊124接收的位置信號(hào)生成校正信號(hào)。基于位置信號(hào)，校正模塊634可以確定與檢測(cè)的位移相關(guān)聯(lián)的電磁力校正，并生成相應(yīng)的校正信號(hào)以補(bǔ)償由bi(x)項(xiàng)引起的那些失真。因此，控制器622可以作為前饋補(bǔ)償系統(tǒng)來(lái)操作。例如，關(guān)于圖8的曲線(xiàn)圖800，校正信號(hào)可以使低位移范圍822內(nèi)的數(shù)據(jù)系列820中的非線(xiàn)性最小化。校正信號(hào)可以對(duì)應(yīng)于位移的函數(shù)，并且由合成器模塊630生成的控制信號(hào)可以對(duì)應(yīng)于校正信號(hào)(即，bi(x)值，其中“x”對(duì)應(yīng)于振動(dòng)膜130的位移)和bi(0)值(例如，當(dāng)振動(dòng)膜130處于初始位置或靜止位置時(shí))的比率。在一些實(shí)施例中，控制器622可以配置為當(dāng)位移接近聲學(xué)換能器系統(tǒng)600的預(yù)定位移極限時(shí)，不生成用于補(bǔ)償?shù)蚥i(x)值的控制信號(hào)。

在一些實(shí)施例中，根據(jù)聲學(xué)換能器系統(tǒng)600的應(yīng)用，可以生成用于將輸入音頻信號(hào)修正為目標(biāo)控制信號(hào)的校正信號(hào)。例如，當(dāng)聲學(xué)換能器系統(tǒng)600旨在生成最大輸出信號(hào)時(shí)，校正模塊634可以生成校正信號(hào)，使得當(dāng)由合成器模塊630施加校正信號(hào)時(shí)，所得到的控制信號(hào)將使驅(qū)動(dòng)器126生成最大輸出信號(hào)。另一示例目標(biāo)控制信號(hào)可以與由驅(qū)動(dòng)器126生成的音頻輸出信號(hào)內(nèi)的某些bi(x)特性和/或某些諧波含量相關(guān)聯(lián)。

在一些實(shí)施例中，校正信號(hào)還可以修正輸入音頻信號(hào)，使得所得到的目標(biāo)控制信號(hào)可以模擬具有不同電機(jī)幾何形狀的驅(qū)動(dòng)器主體的聲學(xué)行為(甚至包括失真特征)，例如從上方懸掛拓?fù)浠驈南路綉覓焱負(fù)洹?/p>

如圖6所示，合成器模塊630可以從校正模塊634接收校正信號(hào)，并且至少基于校正信號(hào)和輸入音頻信號(hào)生成控制信號(hào)。根據(jù)由校正模塊生成的校正信號(hào)的形式，合成器模塊630可以包括分配器或乘法器組件。當(dāng)合成器模塊630包括分配器組件時(shí)，因此控制信號(hào)可以是輸入音頻信號(hào)和校正信號(hào)的比率。當(dāng)校正信號(hào)對(duì)應(yīng)于相對(duì)bi(x)項(xiàng)的倒數(shù)時(shí)，合成器模塊630可以替代地包括乘法器組件。根據(jù)聲學(xué)換能器系統(tǒng)600的應(yīng)用，可以應(yīng)用合成器模塊630的其它實(shí)施方式。

合成器模塊630的操作可以在一定程度上依賴(lài)于輸入音頻信號(hào)達(dá)到在從相應(yīng)的校正信號(hào)的到達(dá)開(kāi)始的時(shí)間閾值內(nèi)。時(shí)間閾值可以是頻率依賴(lài)的。例如，可接受的時(shí)間閾值可以與聲學(xué)換能器系統(tǒng)600的操作帶寬成反比。在一些實(shí)施例中，通過(guò)減少預(yù)期的延遲源(例如在其中發(fā)生位置信號(hào)的數(shù)字化的階段和/或涉及信號(hào)處理(例如，數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，以及從模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換)的任何模塊)，輸入音頻信號(hào)和對(duì)應(yīng)的校正信號(hào)到達(dá)的任何未對(duì)準(zhǔn)可以被最小化。例如，通過(guò)使用與整個(gè)聲學(xué)換能器系統(tǒng)600的可接受范圍內(nèi)的延遲相關(guān)聯(lián)的處理組件，可以使延遲最小化。

在一些實(shí)施例中，聲學(xué)換能器系統(tǒng)600可以包括在振動(dòng)膜位置感測(cè)模塊124和校正模塊634之間的濾波器，用于在輸入音頻信號(hào)和合成器模塊630處的相應(yīng)校正信號(hào)到達(dá)時(shí)最小化可能的未對(duì)準(zhǔn)。濾波器可以包括例如顯示負(fù)組延遲或預(yù)測(cè)行為的濾波器類(lèi)型。

在一些實(shí)施例中，聲學(xué)換能器系統(tǒng)600可以包括保護(hù)元件。

盡管圖6中未示出，通過(guò)減小跨導(dǎo)放大器632的增益以保護(hù)聲學(xué)換能器系統(tǒng)600避免熱過(guò)載，可以包括熱保護(hù)組件。熱保護(hù)組件可以涉及確定施加到音圈240、340、440、540的輸入音頻信號(hào)的音頻功率或rms功率，和/或?qū)⑤斎胍纛l信號(hào)施加到音頻線(xiàn)圈240、340、440、540的電阻－電容(rc)熱模型。rc熱模型可以涉及固定的集總參數(shù)或表示聲學(xué)換能器系統(tǒng)600的不同部分的兩個(gè)或更多個(gè)元件。例如，rc熱模型可以包括不同的元件，用于表示音圈240、340、440、540和驅(qū)動(dòng)器電機(jī)200、300、400、500中的每一個(gè)。在一些實(shí)施例中，rc熱模型的“r”分量可以是rms速度的函數(shù)(例如，位移值的時(shí)間導(dǎo)數(shù)的rms平均值)。

在聲學(xué)換能器系統(tǒng)600的操作期間，功率在驅(qū)動(dòng)器126內(nèi)耗散并且音圈240、340、440和540的溫度升高。包括磁性結(jié)構(gòu)(例如，磁性元件216、316、416、516)的其它組件(例如驅(qū)動(dòng)器126)的溫度。與聲學(xué)換能器系統(tǒng)600內(nèi)的其它熱變組件不同，音圈240、340、440和540由于其升高的溫度而可能更容易受到不可逆的損壞。在一些實(shí)施例中，控制器622可以用經(jīng)由耦接到驅(qū)動(dòng)器126的傳感器系統(tǒng)接收的溫度測(cè)量值進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)音圈240、340、440和540的保護(hù)。

例如，傳感器系統(tǒng)可以耦接到軸向柱210，并且傳感器系統(tǒng)可以包括用于檢測(cè)軸向柱210和/或軸向柱210周?chē)臏囟鹊臏囟葌鞲衅?，例如空氣間隙234中的溫度、內(nèi)表面232處的溫度等?；谟蓽囟葌鞲衅鳈z測(cè)的溫度，控制器622可以通過(guò)數(shù)學(xué)模型和/或表示(例如，通過(guò)數(shù)值方法生成的近似)估計(jì)音圈240、340、440、540的溫度，并相應(yīng)地生成校正信號(hào)。

在一些實(shí)施例中，控制器622可以包括熱補(bǔ)償組件。熱補(bǔ)償組件可以操作以解決由于變化的溫度而由磁性元件216中的強(qiáng)度變化引起的聲學(xué)性能的變化，例如聲學(xué)換能器系統(tǒng)600的靈敏度和/或聲學(xué)換能器系統(tǒng)600的頻率響應(yīng)(例如，頻率范圍上的靈敏度)。熱補(bǔ)償組件可以包括耦接到驅(qū)動(dòng)器126的用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器126的至少一個(gè)組件的溫度的溫度傳感器。

例如，溫度傳感器可以耦接到驅(qū)動(dòng)器126內(nèi)的磁性結(jié)構(gòu)(例如磁性元件216)，用于檢測(cè)磁性元件216的溫度，或者溫度傳感器可以耦接到驅(qū)動(dòng)器126中的一個(gè)或多個(gè)其它熱變組件(例如軸向柱210和/或底板212)，用于檢測(cè)這些熱變組件的溫度和/或磁性元件216的周?chē)鷾囟取；谄渌鼰嶙兘M件的檢測(cè)溫度，控制器622可以通過(guò)數(shù)學(xué)模型和/或表示(例如，通過(guò)數(shù)值方法生成的近似)間接地確定磁性結(jié)構(gòu)的溫度。在一些實(shí)施例中，溫度傳感器可以耦接到驅(qū)動(dòng)器126內(nèi)的磁性結(jié)構(gòu)和一個(gè)或多個(gè)其它熱變組件。

響應(yīng)于檢測(cè)的和/或確定的溫度，控制器622可以生成校正信號(hào)以補(bǔ)償聲學(xué)換能器系統(tǒng)的聲學(xué)性能的任何變化，這可能是由驅(qū)動(dòng)器126的磁性結(jié)構(gòu)的溫度變化引起的。例如，聲學(xué)換能器系統(tǒng)600的校正模塊634可以生成校正信號(hào)，以用于減小或置零磁結(jié)構(gòu)的檢測(cè)或確定的溫度的影響，以便補(bǔ)償由于整個(gè)磁性結(jié)構(gòu)和/或驅(qū)動(dòng)器126的溫度變化而由在空氣間隙234、334、434、534內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度(b)中的改變引起的不期望的效果。

在一些實(shí)施例中，溫度傳感器可以與驅(qū)動(dòng)器126的懸架結(jié)構(gòu)(例如環(huán)繞和/或蜘蛛組件)耦接。與驅(qū)動(dòng)器126的磁性結(jié)構(gòu)的溫度變化可以對(duì)空氣間隙234、334、434、534中的磁場(chǎng)強(qiáng)度(b)產(chǎn)生影響并且因而影響聲學(xué)換能器系統(tǒng)的聲學(xué)性能類(lèi)似，驅(qū)動(dòng)器126的懸架結(jié)構(gòu)的可變溫度也可以影響聲學(xué)換能器系統(tǒng)的聲學(xué)性能。

當(dāng)驅(qū)動(dòng)器126在懸架結(jié)構(gòu)內(nèi)包括多個(gè)懸架組件時(shí)，可以檢測(cè)這些懸架組件中的一個(gè)或多個(gè)的溫度。驅(qū)動(dòng)器126的懸架結(jié)構(gòu)通常可以使用表現(xiàn)出溫度依賴(lài)特性的材料來(lái)構(gòu)造。可以從單個(gè)點(diǎn)檢測(cè)懸架結(jié)構(gòu)的溫度，或者可以從來(lái)自多個(gè)不同點(diǎn)的測(cè)量生成。例如，多個(gè)測(cè)量可以被平均。基于檢測(cè)的或確定的懸架組件的溫度，然后控制器622可以生成相應(yīng)的校正信號(hào)，用于補(bǔ)償懸架組件上的變化溫度對(duì)懸架剛度的影響，這改變了音圈340的位移特性。

為了確定校正信號(hào)，控制器622可以確定與懸架組件的溫度相關(guān)聯(lián)的懸架剛度。例如，控制器622可以根據(jù)相關(guān)數(shù)學(xué)模型或表示(例如，通過(guò)數(shù)值方法生成的近似)和/或數(shù)據(jù)表或數(shù)組來(lái)確定作為位移的函數(shù)的相應(yīng)懸架剛度，即kms(x)。數(shù)據(jù)表、模型和表示的特征在于特定的溫度范圍。通過(guò)使用這些數(shù)據(jù)表、模型和表示來(lái)確定校正信號(hào)，所得到的校正信號(hào)將至少適用于那些溫度范圍。在一些實(shí)施例中，控制器622可以在數(shù)據(jù)表和表示之間進(jìn)一步插值或外推，以改變溫度范圍的范圍。在一些實(shí)施例中，數(shù)學(xué)模型和表示還可以考慮驅(qū)動(dòng)器126的懸架組件的其它特性，其也可以是溫度依賴(lài)特性，例如滯后特性和/或粘彈特性(例如蠕變)。

可以包括在聲學(xué)換能器系統(tǒng)600中的另一保護(hù)元件可以包括壓縮器/限制器元件。在將控制信號(hào)提供給驅(qū)動(dòng)器126之前，壓縮器/限制器元件可以控制控制信號(hào)的幅度，以確保位移適合于驅(qū)動(dòng)器126。例如，壓縮器/限制器元件可以操作以確?？刂菩盘?hào)在驅(qū)動(dòng)器126的操作限制內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，壓縮器/限制器元件可以操作以調(diào)整來(lái)自跨導(dǎo)放大器632的輸出信號(hào)。在一些其它實(shí)施例中，壓縮器/限制器元件可以作為可調(diào)增益塊來(lái)操作以調(diào)整輸入音頻信號(hào)。

在一些實(shí)施例中，聲學(xué)換能器系統(tǒng)600可以伺服機(jī)構(gòu)，其包括用于控制可能導(dǎo)致的從音圈240、340、440、540的初始位置的任何dc偏移。dc偏移的控制可以包括使dc偏移最小化。與dc偏移相對(duì)應(yīng)的信號(hào)或dc偏移誤差信號(hào)可以與輸入音頻信號(hào)組合。

圖7示出了另一示例聲學(xué)換能器系統(tǒng)700的框圖。

類(lèi)似于聲學(xué)換能器系統(tǒng)100和600，聲學(xué)換能器系統(tǒng)700包括控制器722、振動(dòng)膜位置感測(cè)模塊124和驅(qū)動(dòng)器126?？刂破?22與控制器622一樣，還包括合成器模塊730、跨導(dǎo)放大器732和校正模塊734。然而，與控制器622不同，控制器722包括預(yù)處理濾波器736和負(fù)反饋模塊740。盡管預(yù)處理濾波器736和負(fù)反饋模塊740均包括在聲學(xué)換能器系統(tǒng)700中，但是其它實(shí)施例可以?xún)H包括預(yù)處理濾波器736和負(fù)反饋模塊740中的一個(gè)。

當(dāng)經(jīng)由電流源將音頻信號(hào)提供給音圈240、340、440、540時(shí)，與電流源相關(guān)聯(lián)的阻抗很高。因此，驅(qū)動(dòng)器126的機(jī)械動(dòng)力學(xué)將不同于用電壓源實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)作。例如，聲學(xué)換能器系統(tǒng)700的阻尼可以包括與移動(dòng)振動(dòng)膜130和音圈240、340、440、540相關(guān)聯(lián)的阻尼，并且結(jié)果，聲學(xué)換能器系統(tǒng)700的阻尼可以由于電流源的高阻抗減小。阻尼的下降可以導(dǎo)致諧振頻率范圍內(nèi)的輸出音頻信號(hào)的上升，這是不期望的。在一些實(shí)施例中，為了最小化阻尼的下降，預(yù)聲處理濾波器736和負(fù)反饋模塊740中的至少一個(gè)可以被包括在聲學(xué)換能器系統(tǒng)700中。

例如，預(yù)處理濾波器736可以包括均衡濾波器。預(yù)處理濾波器736可以操作以基于聲學(xué)換能器系統(tǒng)700的目標(biāo)響應(yīng)來(lái)調(diào)整輸入音頻信號(hào)以生成預(yù)處理的輸入音頻信號(hào)。如所描述的，聲學(xué)換能器系統(tǒng)700可以配置為生成期望類(lèi)型的輸出信號(hào)或回應(yīng)。盡管可能發(fā)生任何欠阻尼，預(yù)處理濾波器736可以通過(guò)聲學(xué)換能器系統(tǒng)700來(lái)調(diào)節(jié)輸入音頻信號(hào)以適應(yīng)期望類(lèi)型的輸出信號(hào)的生成。例如，預(yù)處理濾波器736可以包括應(yīng)用幅度-頻率響應(yīng)，其對(duì)應(yīng)于與欠阻尼聲學(xué)換能器系統(tǒng)700的諧振峰值相關(guān)聯(lián)的響應(yīng)的倒數(shù)。

負(fù)反饋模塊740可以基于用于控制聲學(xué)換能器系統(tǒng)700的阻尼的速度反饋來(lái)操作。例如，負(fù)反饋模塊740可以生成運(yùn)動(dòng)速度信號(hào)，并且然后合成器模塊730可以基于校正信號(hào)生成控制信號(hào)、輸入音頻信號(hào)(或由預(yù)處理濾波器736生成的預(yù)處理的輸入音頻信號(hào))和速度反饋信號(hào)。

如圖7所示，負(fù)反饋模塊740可以包括速度反饋模塊742和低通濾波器746，速度反饋模塊742通過(guò)采取位置信號(hào)的第一時(shí)間微分基于位置信號(hào)生成速度校正信號(hào)，低通濾波器746用于生成時(shí)間平均位置信號(hào)。時(shí)間平均位置信號(hào)通常對(duì)應(yīng)于振動(dòng)膜130相對(duì)于初始位置的位移的靜態(tài)或dc幅度。然后，加法器744可以從由合成器模塊730生成的初始控制信號(hào)中減去速度校正信號(hào)，并且另一個(gè)加法器748可以從加法器744的結(jié)果中減去低通濾波器746生成的時(shí)間平均位置信號(hào)。可以將加法器748的結(jié)果作為控制信號(hào)提供給跨導(dǎo)放大器732。

在一些實(shí)施例中，速度反饋模塊742可以包括時(shí)間導(dǎo)數(shù)分量和第一增益分量。在一些實(shí)施例中，低通濾波器746還可以包括可以與第一增益分量不同的第二增益分量。

本文僅通過(guò)示例的方式描述了各種實(shí)施例。在不脫離僅由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些示例實(shí)施例進(jìn)行各種修改和變化。