[发明专利]电致发声装置的自适应发声方法和装置

说明书

技术领域：

本发明涉及机动车辆喇叭，尤其无触点的电子喇叭的电子模块如何适应组装后的喇叭机械特性及随着时间的推移自身状态和环境的变化仍能高效发声，符合性能、寿命指标。

背景技术：

传统的触点式汽车喇叭，主要因为其触点的寿命比较短，很多都用电子稳频的方式控制触点的通断，稳频的方法很多，如基于RC振荡、晶体、陶瓷及用集成电路、单片机等，无论其采用那种方法，虽然解决了触点寿命的问题，但仍有以下几个问题难以解决：

1、生产制造过程复杂。

需要逐个喇叭匹配频率参数，即找到声级最高的频率点，再焊接相应参数的器件或在单片机等可编程器件中写入相应的参数。因为喇叭本身机械制造工艺的关系，喇叭整体自振频率分布在一定的范围内，使电路的稳频频率与机械自振频率不同，从而影响其发声的声级。

2、因为环境温度的影响及其他短时或长期的机械作用影响，使自振频率发生了偏移，从而导致频率不匹配，声级变化，目前无法解决。

3、电子电路本身决定控制频率的器件的参数受到温度等影响，从而导致频率不匹配，声级变化，目前靠提高器件稳定性来解决，成本高。

4、因为长期违背自然特性使用，使膜片寿命降低。

5、以上的问题其实也同样存在于另一个控制参数——通电率上。

发明内容：

本发明正是为了解决上述这些问题。

先看一下喇叭结构示意图，图1是一般的采用电子模块控制的喇叭的结构图。图2是本发明用到的传感部分的结构示意。图中人为定义了膜片动铁心组合的运动方向即6上升方向和7下降方向，它包括一般电子喇叭的内部构成，2动铁心与5动铁心台阶与1膜片铆接在一起，1膜片外围被固定在12外壳上，3线圈及其骨架与4静铁心固定在12外壳底部。

一、测控方法。

喇叭鸣叫工作时，是以“线圈通电周期+线圈断电周期”的不断循环驱动膜片运动发出声音，此每秒循环的次数即频率，通电周期占“通电周期+断电周期”的比例即通电率。以线圈通电时的电流变化波形为一个波，接近刚通电时刻的称为波头，接近将断电时刻的称为波尾。

1、电流波形特征搜索法。

a)基本依据：

平衡波是电流最小，效率最高的标志，电流陡升频率点(未陡升时)是声级最大的标志。根据电流波形特征与最大声级频率点的关系，确定最大声级频率点。通电时的电流波形在逐渐接近并低于最大声级频率点时波尾高，在最大声级频率点波形首尾平衡(我称之为平衡波)，在高于该频率点时波头高。该波形特征在以一定频率鸣叫的开始若干个周期内并不显现，在工作电压低时特征显现需更多个工作周期，且随着电压的降低在一定通电率下波形特征可能会有所变化，如没有标准的平衡波，或平衡波的频率范围很窄，比较容易看到的是波最高峰在波头或在波尾的变化，这头尾中间的变化点即对应着最大声级频率点。在低电压波形特征不明显时，加大通电率，增加频率变化等可使特征显现。低电压时实际有2个变化点，一个时靠近通电周期开始处的上升段，经历由普通变缓再变陡的过程，另一个是近结束处，经历由普通变陡的过程，用微分可以找到变化点，前一个变化点的再变陡的点对应最大声级点。

b)对应关系：在一定频率鸣叫下，电流上表现有最小电流点和电流陡升点，前者对应平衡波，后者对应尾峰消失点，前者频率比后者低，有时两者会是合一的，最佳频率点即在此2点之间，电流陡升点对应声级陡落点，其前面尚未陡升处即最大声级点。取平衡波点更利于喇叭的寿命，稳定性好；取尾峰消失点，声级最大，两者声级相差很小。

c)硬件：电流取样经过放大处理后，可以如图5所示，直接接入A/D，用软件进行处理，也可以如图3、图4等先由硬件处理，这样实时性会好些。

d)步骤：

i.检测工作电压，确定后面采用的通电率，也可对频率范围做调整，电压低则最大声级频率点也会低一点，例如可能11.4V比13V低约2Hz，9V又低约4Hz。

ii.从某一频率开始，变化频率，扫过该喇叭可能的最大声级频率段，边扫边检测波形的前峰和后峰，例如，从高频往低频扫，仅用AD判断的话，在刚巧出现尾峰高于头峰时，即停止扫描；在只能看到单个峰时，也可以判断峰在头变为在尾之时；或微分判断波前部由缓再变陡之时。加大频率间隔可以缩短扫描过程，例如以2Hz为变化步长。

iii.上一步骤进行时，也可以由本周期测得的特征数据计算决定下一个扫频测试周期的频率，例如，本周期测得的前峰很大，后峰很小，则可以加大降频的幅度。