[发明专利]声信号发生器和发生声信号的方法

说明书

技术领域

本发明涉及按照专利权利要求1的前叙部分特征所述的特点的一种声信号发生器，尤其是一种喇叭形扬声器(horn)，并涉及发生声信号的方法。

背景技术

这种普通型的声信号发生器具有可以振动，通常由金属组成并耦合到激发装置的膜。这种激发装置通常具有激发器线圈和与激发器线圈电感性耦合并与膜连接的舌簧(arm ature)。在已知的设备中，设有机械开关用于将电源电压加到激发器绕阻，当开关闭合时舌簧和膜一起偏移，因此有电流流过线圈，在开关随后断开时，膜和舌簧一起沿它的原始位置方向再次往后运动并冲过该原始位置。当开关闭合，膜已经到达特定偏移时，该机械开关与膜耦合并再次断开，这种偏移跟膜上的机械开关的布置有关。在这种方法中，机械开关按时钟方式断开和闭合，其时钟频率跟包括膜和舌簧的振动系统的自然频率有关。结果，膜以它的自然频率振动，在喇叭形扬声器情形下该频率在人的可听度范围之内。

可以借助于膜上的机械开关装置调节音量，当在膜的偏移尚小而将开关断开时，发生的音调比较低沉，当直到膜的偏移较大才将机械开关断开时，发生的音调比较响亮。

像这样一种装置的缺点是当激发器绕阻从电源电压断开时，在机械开关处会发生火花辐射。因而在某些情况下导致严重的电磁辐射的干扰发生。

而且，在以包括膜和舌簧的振动系统的自然频率，通常为几百赫兹，按时钟方式驱动的这种开关内会以非受控的方式产生显著的功率损失，并且可以使已知喇叭形扬声器的寿命明显降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种不发生上面提到的缺点的声信号发生器。

借助具有专利权利要求1的特点的声信号发生器来实现本发明的目的。

相应地，根据本发明的声信号发生器，除了有可以振动的膜、偏移传感器和与膜耦合的激发装置之外，还具有功率半导体开关和连接到功率半导体开关驱动接点的驱动电路以及连接到驱动电路的偏移传感器。

激发装置最好包括激发器绕阻和与激发器绕阻电感耦合的舌簧，连接到电压源的激发器绕阻同功率半导体开关的负载通路串联。使用功率半导体开关，特别是使用功率MOSFET有着相对于使用机械开关去开关激发器绕阻的优越性，它使开关期间产生的电磁干挠辐射明显降低。

使用的半导体开关最好是市场化的温度保护半导体开关，例如，由慕尼黑Infineon，Tech-nologies AG生产的牌号为TEMPFET的半导体开关。理想地，除温度保护外，这种半导体开关有集成过电压保护和/或集成短路保护，并且是慕尼黑Infineon Technologies AG标牌HITFET下的那种市场化的半导体开关。温度保护半导体开关保护开关自身，当由于发生功率损失使开关的温度超出预定值时，开关将自身断开。这种温度保护的半导体开关最好与容纳激发装置的外壳热耦合。用这种方式，半导体开关也监测激发装置附近的温度，当这一温度超出预定值时将本身断开并且不可能再接通。这种措施因为防止了激发器线圈过热所以延长了信号发生器的寿命。

最好这样选择半导体开关的接通电阻，使得所出现的总功率损失中的并非微不足道的部分发生在半导体开关中。通过这种措施降低了激发器绕组内的功率损失，因而延长了信号发生器的寿命。

连接到驱动电路的偏移传感器最好是至少有一只电容器的电容性传感器，它的电容随膜的偏移改变。该至少一只电容器的电容在驱动电路内被加以求值，当该电容值大于或小于预定值时功率半导体开关总是被断开。可以使用各种的已知求值电路来确定该可变电容的电容值。例如，在本发明的一个实施方案中，提供与电流源串联的电容器和来自于这种功率源并且在预定时间期内加到该电容器的电流，和提供在这一时间期结束时存在于电容器上用于测量的电压。在这种情况下，是利用这样一种事实，即当充电电流和充电时间相同时，电荷流经电容器在该电容器上产生电压，该电压同电容器的电容值成正比。

另一个实施方案规定充电至预定值的电容器和该电容器上电压变化以供观察。在这种情况下，储存在该电容器上的电荷保持恒定，所以当电容值降低时电容器上的电压升高，反之亦然。