[发明专利]电喇叭稳频发声的控制方法及装置

说明书

本发明涉及机动车辆电喇叭，特别是一种控制电喇叭稳频发声的方法及装置，本发明还涉及稳频、占空比连续可调的信号源产生方法。

目前，机动车辆的电喇叭基本是由电磁铁驱动一振膜，由振膜推动空气发声的，而这一种喇叭中电磁铁的吸合由一触点控制，在喇叭工作时，由于触点在很高的频率下(一般为300-600HZ)工作，大电流通断产生很大的火花，触点因电火花的侵蚀而导致喇叭不仅寿命很短，同时也在不断偏离出厂时调整的频率和声级而产生变音及声音变小、杂音增加的弊病，而且在生产过程中要想使喇叭的发声频率和喇叭的固有机械谐振点一致使之达到最大的发声效率及最省电的状态也十分不容易。所以近年来随着电子技术的发展，相继有人发明了各种电子装置来取消触点，而由电子电路产生脉冲电流驱动振膜电磁铁，由于需按每只喇叭的固有机械谐振点进行调整，所以全部采用了以电阻电容为频率调整的电路，如各类多谐振荡器，时基电路，脉冲宽度调制控制电路等组成，此类电路由于受半导体器件和电阻电容元件的温度，及电压特性的影响，其输出频率受环境温度，机动车辆电压影响不能保持和喇叭的固有机械谐振点一致的频率上，因此上述电子喇叭虽然比有触点喇叭寿命长，但却仍然存在着受环境温度，机动车辆电压影响导致电路驱动频率改变使喇叭变音和输出声级大幅度下降的弱点而至今不能推广应用。

石英晶体振荡器或某些半导体芯片内高稳定振荡器的频率稳定度很高，一般可达到数十PPM，而用一般的分频方法只能产生2-1/N的频率，而电喇叭固有机械谐振频率一般在300-600HZ之间一频点上，所以不能用一般的分频方法，而用数字VCO压控振荡器分频虽可解决分频问题，但不能解决脉宽任意调节的问题，并因其相对喇叭高昂的价格和调整方法不宜在喇叭中使用。

本发明的目的是：针对现有技术存在的问题，设计并提供一种采用稳频振荡器，比如石英晶体振荡器，产生稳定基准信号，然后由单片机控制，按照每只电喇叭的固有声学参数进行频率校正，使电喇叭在电子驱动信号的驱动下达到较佳发声效果从而克服现有技术电喇叭所存在的变音(频率改变)以及输出声级不稳的方法及装置。

根据本发明的第一方面，提供一种控制电喇叭稳频发声的方法，所述方法包括下列步骤：产生频率稳定的基频信号；将基频信号生成步骤产生的基频信号预分频为与电喇叭工作频率范围内某一频率相接近的一个选定值；根据选定的喇叭频率参数对预分频步骤产生的脉冲信号进行频率修正，使输出脉冲信号频率与所述某一频率相一致；根据选定的占空比参数对经过频率修正后的脉冲信号进行占空比调节，以使喇叭达到较佳的发声特性；对占空比修正单元输出的信号进行输出缓冲、功率放大；然后经缓冲放大后的频率信号送往电喇叭，驱动电喇叭工作。

在上述的本发明第一方面方法的频率修正步骤中所述的某一频率是电喇叭振膜的机械谐振频率。

根据本发明的第二方面，提供了一种微处理器控制电喇叭稳频发声的方法，所述方法包括下列步骤：产生频率稳定的基频信号；根据选定的喇叭频率参数和选定的占空比参数，微处理器对基频信号生成步骤产生的基频信号同时进行频率和占空比的调节，使随后产生的脉冲信号具有选定频率和占空比，其中所述选定频率与电喇叭工作频率范围内机械谐振频率相接近，而选定的占空比足以使喇叭达到较佳的发声特性；对频率及占空比调节步骤输出的信号进行输出缓冲、功率放大；然后经缓冲和放大后的频率信号送往电喇叭，驱动电喇叭工作。

根据本发明的第三方面，提供了一种控制电喇叭稳频发声的装置，所述装置包括：基频信号生成单元，用于产生频率稳定的基频信号；预分频单元，用于将基频信号生成单元产生的基频信号预分频为与电喇叭工作频率范围内某一频率相接近的一个选定值；频率修正单元，用于根据选定的喇叭频率参数对预分频单元产生的脉冲信号进行频率修正，使输出脉冲信号频率与电喇叭振膜工作频率范围内的某一频率相一致；占空比修正单元，用于根据选定的占空比参数对经过频率修正后的脉冲信号进行占空比调节，以使喇叭达到较佳的发声特性；缓冲放大单元，用于对占空比修正单元输出的信号进行输出缓冲、功率放大，以便将经缓冲放大后的频率信号送往电喇叭，驱动电喇叭工作。

在本发明的第三方面所述的装置中所述预分频单元、频率修正单元、占空比修正单元可由单片机实现，也可由具有CPU、I/O、RAM、ROM(EPROM、EEPROM、FLASH或其它类似存储功能)或其它类似功能的微处理器电路或芯片构成。另外，在不影响单片机电路正常工作的情况下，通过改变装置电源电压，来控制电喇叭的输出声级，做为变声级喇叭使用。