揚(yáng)聲器的直流阻抗檢測方法、電路以及d類音頻放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)，具體涉及揚(yáng)聲器的直流阻抗檢測方法、電路以及D類 音頻放大器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著揚(yáng)聲器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一些應(yīng)用場合對揚(yáng)聲器的質(zhì)量要求越來越高。因此準(zhǔn)確 地測量揚(yáng)聲器的性能參數(shù)成為行業(yè)的必然要求。通過揚(yáng)聲器的阻抗曲線，能夠推導(dǎo)出用于 揚(yáng)聲器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參數(shù)，從而根據(jù)這些參數(shù)設(shè)計(jì)出適合的D類音頻放大器來驅(qū)動揚(yáng)聲器， 因此揚(yáng)聲器的阻抗曲線是揚(yáng)聲器僅次于頻響曲線的重要參數(shù)。
[0003] 揚(yáng)聲器通常由高效率的D類音頻放大器驅(qū)動工作，為了獲得揚(yáng)聲器的直流阻抗參 數(shù)以供D類音頻放大器系統(tǒng)監(jiān)測處理用，現(xiàn)有的做法的通常是采用離線模式檢測揚(yáng)聲器的 直流阻抗。所謂離線模式檢測是指在揚(yáng)聲器不工作的條件下，給揚(yáng)聲器注入一定大小的電 流，然后再檢測揚(yáng)聲器兩端的電壓，從而通過計(jì)算得到揚(yáng)聲器的直流阻抗。
[0004] 揚(yáng)聲器在不工作時(shí)，其直流阻抗基本保持不變，然而其在工作過程中，其阻抗值會 隨溫度和其他條件而發(fā)生改變。因此采用上述離線模式的檢測方法不能實(shí)時(shí)檢測揚(yáng)聲器的 直流阻抗大小以供系統(tǒng)監(jiān)測處理用，不能精確的檢測出揚(yáng)聲器在工作過程中各個(gè)時(shí)間段的 直流阻抗值，具有較大的檢測誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N揚(yáng)聲器的直流阻抗檢測方法、電路以及D類音頻放 大器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中采樣離線模式檢測揚(yáng)聲器的直流阻抗造成檢測誤差較大的問題。
[0006] 一種揚(yáng)聲器的直流阻抗檢測方法，所述揚(yáng)聲器由D類音頻放大器驅(qū)動工作，所述D 類音頻放大器包括第一半橋開關(guān)電路和第二半橋開關(guān)電路，以分別向所述揚(yáng)聲器的兩端輸 出第一電壓與第二電壓，所述直流阻抗檢測方法包括：
[0007] 在每一個(gè)積分時(shí)間段內(nèi)，分別對流過所述揚(yáng)聲器的電流以及所述揚(yáng)聲器上的電壓 做積分計(jì)算，以獲得電流積分信號與電壓積分信號，并將所獲得的電壓信號積分與電流積 分信號進(jìn)行處罰運(yùn)算，以獲得所述揚(yáng)聲器在該積分時(shí)間段內(nèi)的直流阻抗值，
[0008] 其中，每一個(gè)所述積分時(shí)間段均為所述揚(yáng)聲器工作過程中的一個(gè)時(shí)間段，且在每 一個(gè)所述積分時(shí)間段的開始時(shí)刻流過所述揚(yáng)聲器的電流與在該積分時(shí)間段結(jié)束時(shí)刻流過 所述揚(yáng)聲器的電流相等。
[0009] 優(yōu)選的，每一個(gè)所述積分時(shí)間段內(nèi)至少存在一個(gè)等電流時(shí)刻，在所述等電流時(shí)刻 流過所述揚(yáng)聲器的電流與該積分時(shí)間段開始時(shí)刻流過所述揚(yáng)聲器的電流相等。
[0010] 優(yōu)選的，每一個(gè)所述積分時(shí)間段包括多個(gè)所D類音頻放大器的開關(guān)周期，對所述 每一個(gè)積分時(shí)間段內(nèi)流過所述揚(yáng)聲器的電流做積分計(jì)算的方法包括：
[0011] 在每一個(gè)所述積分時(shí)間段內(nèi)的每一個(gè)所述開關(guān)周期中，將該開關(guān)周期開始時(shí)刻流 過所述揚(yáng)聲器的電流與該開關(guān)周期結(jié)束時(shí)刻流過所述揚(yáng)聲器的電流的平均值與該開關(guān)周 期做乘法運(yùn)算，以獲得該開關(guān)周期的電流時(shí)間參量；
[0012] 將每一個(gè)所述積分時(shí)間段內(nèi)所有開關(guān)周期的電流時(shí)間參量疊加，以獲得每一個(gè)積 分時(shí)間段內(nèi)的電流積分信號。
[0013] 優(yōu)選的，對所述每一個(gè)積分時(shí)間段內(nèi)流過所述揚(yáng)聲器的電壓做積分計(jì)算的方法包 括：
[0014] 在每一個(gè)所述積分時(shí)間段內(nèi)的每一個(gè)所述開關(guān)周期中，將所述揚(yáng)聲器上的電壓分 別與第一時(shí)間段、第二時(shí)間段和第三時(shí)間段做乘法運(yùn)算，以相應(yīng)獲得該開關(guān)周期內(nèi)的第一 電壓時(shí)間參量、第二電壓時(shí)間參量和第三時(shí)間參量，再將所述第一時(shí)間參量、第二電壓時(shí)間 參量和第三時(shí)間參量疊加，以獲得該開關(guān)周期的電壓時(shí)間參量，
[0015] 其中，所述第一時(shí)間段為該開關(guān)周期中所述第一電壓大于所述第二電壓的時(shí)間 段，所述第二時(shí)間段為該開關(guān)周期中所述第一電壓等于所述第二電壓的時(shí)間段，所述第三 時(shí)間段為該開關(guān)周期中所述第一電壓小于于所述第二電壓的時(shí)間段；
[0016] 將每一個(gè)所述積分時(shí)間段內(nèi)所有開關(guān)周期的電壓時(shí)間參量疊加，以獲得每一個(gè)積 分時(shí)間段內(nèi)的電壓積分。
[0017] 優(yōu)選的，每一個(gè)所述積分時(shí)間段大于或等于所述D類音頻放大器的輸入音頻信號 的周期。
[0018] 一種揚(yáng)聲器的直流阻抗檢測電路，所述揚(yáng)聲器由D類音頻放大器驅(qū)動工作，所述D 類音頻放大器包括第一半橋開關(guān)電路和第二半橋開關(guān)電路，以分別向所述揚(yáng)聲器的的兩端 輸出第一電壓與第二電壓，所述直流阻抗檢測路包括：
[0019] 積分時(shí)間產(chǎn)生電路，用于根據(jù)流過所述揚(yáng)聲器的電流產(chǎn)生積分時(shí)間信號，使所述 積分時(shí)間信號的每一個(gè)有效狀態(tài)的開始時(shí)刻流過所述揚(yáng)聲器的電流與該有效狀態(tài)結(jié)束時(shí) 刻流過所述揚(yáng)聲器的電流相等；
[0020] 電流積分電路，接收所述積分時(shí)間信號，以在所述積分時(shí)間信號處于有效狀態(tài)期 間，對流過所述揚(yáng)聲器的電流做積分，并輸出電流積分信號；
[0021] 電壓積分電路，接收所述積分時(shí)間信號，以在所述積分時(shí)間信號處于有效狀態(tài)期 間，對所述揚(yáng)聲器上的電壓做積分，并輸出電壓積分信號；
[0022] 所述積分時(shí)間信號的每一個(gè)有效狀態(tài)期間內(nèi)，所述電壓積分信號與所述電流積分 信號的比值為所述揚(yáng)聲器的直流阻抗值。
[0023] 優(yōu)選的，所述的直流阻抗檢測電路還包括除法電路，用于將所述電壓積分信號與 電流積分信號進(jìn)行除法運(yùn)算，并輸出所述直流阻抗值。
[0024] 優(yōu)選的，所述直流阻抗檢測電路，還包括電流采樣電路，用于獲取表征流過所述揚(yáng) 聲器的電流的米樣信號。
[0025] 優(yōu)選的，所述積分時(shí)間信號的每一個(gè)有效狀態(tài)期間內(nèi)至少存在一個(gè)等電流時(shí)刻， 在所述等電流時(shí)刻流過所述揚(yáng)聲器的電流與該有效狀態(tài)的開始時(shí)刻流過所述揚(yáng)聲器的電 流相等。
[0026] 優(yōu)選的，所述積分時(shí)間產(chǎn)生電路包括RS觸發(fā)器、相等比較器、采樣電容、采樣開關(guān) 以及屏蔽開關(guān)；
[0027] 所述RS觸發(fā)器的置位端接收一時(shí)鐘信號，復(fù)位端接收所述相等比較器的輸出信 號，輸出端輸出所述積分時(shí)間信號；
[0028] 所述相等比較器的第一輸入端接收所述采樣信號，第二輸入端與所述采樣電容的 第一端相連，所述采樣電容的第二端接地；
[0029] 所述采樣開關(guān)的第一端相連與所述采樣電容的第一端相連，第二端接收所述采樣 信號，且所述采樣開關(guān)由所述時(shí)鐘信號或者與所述時(shí)鐘信號同步的信號控制導(dǎo)通和關(guān)段
[0030] 所述屏蔽開關(guān)連接在所述相等比較器的輸出端與所述RS觸發(fā)器的復(fù)位端之間， 用于控制所述積分時(shí)間信號的每一個(gè)有效狀態(tài)內(nèi)至少存在一個(gè)所述等電流時(shí)刻。
[0031] 優(yōu)選的，所述積分時(shí)間產(chǎn)生電路還包括延時(shí)觸發(fā)電路，
[0032] 所述延時(shí)觸發(fā)電路由所述積分時(shí)間信號觸發(fā)生成一清零信號，以清零所述電流積 分信號和電壓積分信號，
[0033] 其中，所述清零信號在所述積分時(shí)間信號切換為無效狀態(tài)后經(jīng)過一個(gè)延時(shí)時(shí)切換 至有效狀態(tài)，在所述積分時(shí)間信號切換為有效狀態(tài)之前切換至無效狀態(tài)。
[0034] 優(yōu)選的，所述電流積分電路和電壓積分電路均包括受控電流源、積分控制開關(guān)、清 零控制開關(guān)以及積分電容，
[0035] 在電流積分電路和電壓積分電路中，各自的受控電流源的輸出端均與各自的積分 控制開關(guān)的第一端相連，各自的積分控制開關(guān)的第二端均與各自的積分電容的第一端相 連，開關(guān)控制端均接收所述積分時(shí)間信號，各自的所述清零控制開關(guān)均連接在各自的積分 電容的第一端與地之間，且均由所述清零信號控制導(dǎo)通和關(guān)斷，各自的積分電容的第二端 均接地，；
[0036] 其中，在所述電流積分電路中，受控電流源由流過所述揚(yáng)聲器的電流控制輸出電 流，積分電容的第一端輸出所述電流積分信號，
[0037] 在電壓積分電路中，受控電流源由所述揚(yáng)聲器上的電壓控制輸出電流，積分電容 的第一端輸出所述電壓積分信號。
[0038] 優(yōu)選的，所述電流積分電路和電壓積分電路均包括一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，以分別將 所述電流積分信號與電壓積分信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后再輸出。
[0039] 一種D類音頻放大器，包括任一項(xiàng)如上所述的直流阻抗檢測電路。本申請?zhí)峁┑?揚(yáng)聲器的直流阻抗檢測方法、電路以及D類音頻放大器，在揚(yáng)聲器的工作期間對揚(yáng)聲器的 直流阻抗進(jìn)行檢查的方法包括，在流過揚(yáng)聲器的電流變化量為零的積分時(shí)間段內(nèi)，對流過 揚(yáng)聲器的電流做積分以獲得電流積分信號，同時(shí)還對揚(yáng)聲器上的電壓做積分，以獲得電壓 積分信號，然后再將電壓積分信號與電流積分信號相除，便可獲得揚(yáng)聲器的直流阻抗值。因 此本申請?zhí)峁┑膿P(yáng)聲器的直流阻抗檢測方法、電路以及D類音頻放大器實(shí)現(xiàn)了對揚(yáng)聲器直 流阻抗的實(shí)時(shí)檢測，從而為系統(tǒng)提供了更加精準(zhǔn)的揚(yáng)聲器的直流阻抗參數(shù)。