一種以恒定功率驅(qū)動的電子喇叭及其實(shí)現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種以恒定功率驅(qū)動的電子喇叭及其實(shí)現(xiàn)方法，該方法包括：檢測電子喇叭的當(dāng)前供電電壓，得出當(dāng)前供電電壓值；根據(jù)當(dāng)前供電電壓值和電子喇叭的預(yù)設(shè)的恒定驅(qū)動功率值計算電子喇叭驅(qū)動信號在當(dāng)前供電電壓下的脈沖寬度，電子喇叭驅(qū)動信號在當(dāng)前供電電壓下的脈沖寬度滿足以預(yù)設(shè)的恒定驅(qū)動功率驅(qū)動電子喇叭的條件；對電子喇叭的驅(qū)動信號進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，將驅(qū)動信號調(diào)制到當(dāng)前供電電壓下的脈沖寬度；用脈沖寬度調(diào)制后的驅(qū)動信號驅(qū)動電子喇叭發(fā)聲。本發(fā)明喇叭供電電壓變化時經(jīng)計算自動改變喇叭驅(qū)動信號的脈沖寬度，保證喇叭準(zhǔn)確在額定功率下工作，解決了喇叭聲壓級受供電電壓的影響，消除了喇叭打鐵引發(fā)的喇叭雜音和壽命縮短的弊端。
【專利說明】一種以恒定功率驅(qū)動的電子喇叭及其實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)動車船電子喇叭領(lǐng)域，尤其涉及一種恒定功率驅(qū)動的電子喇叭及其實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一般機(jī)動車船用電喇叭，無論是機(jī)械式還是電子式，喇叭本身驅(qū)動功率由于受供電電壓影響而變化很大。例如，電喇叭要求在9-16伏電壓下工作，按照標(biāo)準(zhǔn)電壓13V，工作電流4A計算的喇叭功率在25W-79W范圍內(nèi)會發(fā)生大幅變化。這對喇叭發(fā)音效果和喇叭壽命有很大影響，極易產(chǎn)生低電壓下喇叭聲級大幅衰減，高電壓下喇叭驅(qū)動膜片發(fā)聲的電磁鐵動鐵心和定鐵心相撞(俗稱打鐵)產(chǎn)生雜音。這種現(xiàn)象既破壞了音質(zhì)，也大大減少了喇叭壽的命。盡管有人采用恒流源驅(qū)動或采用模擬器件減少驅(qū)動脈寬來減小電流的做法，然而都因不能對驅(qū)動功率進(jìn)行準(zhǔn)確控制，從而無法消除這類故障模式的發(fā)生。
[0003]例如，采用恒流源驅(qū)動的電喇叭，電流恒定為4A，當(dāng)電喇叭在9V電壓工作時其功率為36W，在13V電壓工作時功率為52W，在16v電壓工作時功率為64W，這種方法雖然優(yōu)于不加控制的普通方法，但是還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到準(zhǔn)確控制以恒定驅(qū)動功率工作的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種能克服上述缺陷的以恒定功率驅(qū)動的電子喇叭及其實(shí)現(xiàn)方法。
[0005]在本發(fā)明的第一方面，提供了一種以恒定功率驅(qū)動電子喇叭的方法，包括:檢測電子喇叭的當(dāng)前供電電壓，得出當(dāng)前供電電壓值；根據(jù)所述當(dāng)前供電電壓值和電子喇叭的預(yù)設(shè)的恒定驅(qū)動功率值計算電子喇叭驅(qū)動信號在當(dāng)前供電電壓下的脈沖寬度，所述電子喇叭驅(qū)動信號在當(dāng)前供電電壓下的脈沖寬度滿足以預(yù)設(shè)的恒定驅(qū)動功率驅(qū)動電子喇叭的條件；對電子喇叭的驅(qū)動信號進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，將驅(qū)動信號調(diào)制到所述當(dāng)前供電電壓下的脈沖寬度；以及用所述脈沖寬度調(diào)制后的驅(qū)動信號驅(qū)動電子喇叭發(fā)聲。
[0006]在本發(fā)明的第二方面，提供了一種以恒定功率驅(qū)動的電子喇叭，包括:電壓檢測模塊，用于檢測電子喇叭的當(dāng)前供電電壓，得出當(dāng)前供電電壓值；脈沖寬度計算模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前供電電壓值和電子喇叭的預(yù)設(shè)的恒定驅(qū)動功率值計算電子喇叭驅(qū)動信號在當(dāng)前供電電壓下的脈沖寬度，所述電子喇叭驅(qū)動信號在當(dāng)前供電電壓下的脈沖寬度滿足以預(yù)設(shè)的恒定驅(qū)動功率驅(qū)動電子喇叭的條件；脈沖寬度調(diào)制模塊，用于對電子喇叭的驅(qū)動信號進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，將驅(qū)動信號調(diào)制到所述當(dāng)前供電電壓下的脈沖寬度，以便用所述脈沖寬度調(diào)制后的驅(qū)動信號驅(qū)動電子喇叭發(fā)聲。
[0007]本發(fā)明通過根據(jù)喇叭供電電壓的不同，經(jīng)A/D變換后按照恒功率驅(qū)動的數(shù)學(xué)模型，自動準(zhǔn)確的改變驅(qū)動喇叭的脈沖寬度，使供給喇叭的電流和電壓的乘積始終穩(wěn)定在設(shè)定的功率值。這樣喇叭不論供電電壓如何變化始終保證喇叭準(zhǔn)確在額定功率下工作，徹底解決了喇叭聲壓級受供電電壓的影響，也徹底消除了喇叭打鐵引發(fā)的喇叭雜音和壽命縮短的弊端。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的恒定功率驅(qū)動的電子喇叭的電路圖；
[0009]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的以恒定功率驅(qū)動電子喇叭的方法流程圖；以及
[0010]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的以恒定功率驅(qū)動的電子喇叭的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的恒定功率驅(qū)動的電子喇叭的電路圖。
[0013]如圖1所示，本實(shí)施例的電路圖包括電源供給部分、功率放大部分、喇叭鳴叫信號產(chǎn)生部分和供電電壓檢測部分。
[0014]電源供給部分包括一個由防反極性二極管D1、限流電阻R4、和穩(wěn)壓二極管DWl組成的串聯(lián)穩(wěn)壓電路。防反極性二極管Dl的正極和電源正端VCC相連，負(fù)極和限流電阻R4相連。電容Cl與穩(wěn)壓二極管DWl并聯(lián)，繼而連接在電源的負(fù)端和限流電阻之間，由此提供穩(wěn)定電壓。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，電源供給部分還可以采取其它類型的穩(wěn)壓電路。
[0015]功率放大部分包括一個場效應(yīng)管Tl。場效應(yīng)管Tl的柵極連接至單片機(jī)的信號輸出端，用于接收單片機(jī)輸出的電子喇叭驅(qū)動信號。場效應(yīng)管Tl的源極連接到電源負(fù)端。場效應(yīng)管Tl的漏極和源極之間連接有一個二極管D2。二極管D2的正極和場效應(yīng)管Tl的源極相連。場效應(yīng)管Tl的漏極和二極管Dl的負(fù)極之間連接著電子喇叭SP。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，功率放大部分可以由包括晶體管、場效應(yīng)管、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的電子元器件實(shí)現(xiàn)。從單片機(jī)輸出的信號經(jīng)場效應(yīng)管Tl放大后作用在電子喇叭上，驅(qū)動電子喇叭發(fā)聲。
[0016]供電電壓檢測部分包括電阻R2、R3，電阻R2和R3串聯(lián)連接在二極管Dl的負(fù)極和電源負(fù)端之間，用于對喇叭的供電電壓分壓。
[0017]喇叭驅(qū)動信號產(chǎn)生部分由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)的其中一個引腳連接到電阻R3和R4之間。經(jīng)R3、R4分壓后的電信號在單片機(jī)內(nèi)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)中的存儲器，根據(jù)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)值和分壓電阻R3、R4的電阻值，可以計算出電子喇叭的當(dāng)前供電電壓值。單片機(jī)根據(jù)電子喇叭的當(dāng)前供電電壓的數(shù)值，按照恒定功率驅(qū)動的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算，找出喇叭在當(dāng)前工作電壓下滿足恒定功率驅(qū)動的驅(qū)動信號的輸出脈沖寬度。恒定功率是預(yù)先設(shè)置并保存在單片機(jī)的存儲器中的，它可以是電子喇叭的額定電壓值。單片機(jī)中還包括信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生電子喇叭的驅(qū)動信號。然后，對由單片機(jī)產(chǎn)生的電子喇叭的驅(qū)動信號進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，將其脈沖寬度調(diào)制成上面計算得出的輸出脈沖寬度，經(jīng)功率放大后驅(qū)動電子喇叭發(fā)聲。在這種情況下，電子喇叭的輸入電流和電壓的乘積即功率保持不變，因此達(dá)到了以恒定功率驅(qū)動電子喇叭的目的。
[0018]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的以恒定功率驅(qū)動電子喇叭的方法流程圖。
[0019]在步驟201，檢測電子喇叭的當(dāng)前供電電壓?？梢杂酶鞣N電路結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)對電子喇叭的當(dāng)前供電電壓的檢測。從電子喇叭的電路中獲取電信號后，將該電信號進(jìn)行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。借助該數(shù)字信號和電路中與該電信號相關(guān)的已知條件可以計算出電子喇叭的當(dāng)前供電電壓的數(shù)值。
[0020]在步驟202，計算電子喇叭驅(qū)動信號的脈沖寬度。根據(jù)電子喇叭的當(dāng)前供電電壓的數(shù)字信號和預(yù)設(shè)的電子喇叭的恒定驅(qū)動功率，按照以恒定功率驅(qū)動電子喇叭的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算，計算出電子喇叭驅(qū)動信號在當(dāng)前工作電壓下滿足恒定功率驅(qū)動的驅(qū)動信號的脈沖覽度。
[0021]在步驟203，對電子喇叭的驅(qū)動信號進(jìn)行脈寬調(diào)制。經(jīng)過脈沖寬度調(diào)制，將電子喇叭的驅(qū)動信號的脈沖寬度調(diào)整為與步驟202中計算得出的脈沖寬度一致。
[0022]在步驟204，用脈寬調(diào)制的驅(qū)動信號驅(qū)動電子喇叭。驅(qū)動信號經(jīng)過脈寬調(diào)制后驅(qū)動電子喇叭發(fā)聲，由于驅(qū)動信號的當(dāng)前脈沖寬度是按照步驟202中的條件計算得出的，因此可以保證電子喇叭的輸入電流和電壓的乘積即功率保持不變，從而達(dá)到以恒定功率驅(qū)動電子喇叭的目的。
[0023]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的以恒定功率驅(qū)動的電子喇叭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]首先，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將在電子喇叭電路中獲得的電信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并將其送入電壓檢測模塊。電壓檢測模塊經(jīng)過計算后得出電子喇叭的當(dāng)前供電電壓。然后，脈沖寬度計算模塊根據(jù)電子喇叭的當(dāng)前供電電壓的數(shù)值和預(yù)設(shè)的電子喇叭的恒定驅(qū)動功率，按照以恒定功率驅(qū)動電子喇叭的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算，計算出電子喇叭驅(qū)動信號在當(dāng)前供電電壓下滿足以恒定功率驅(qū)動條件的脈沖寬度。最后，脈沖寬度調(diào)制模塊按照計算得出的脈沖寬度對信號產(chǎn)生單元生成的驅(qū)動信號進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，將其脈沖寬度調(diào)整為上述計算得出的脈沖寬度。最后，輸出經(jīng)脈寬調(diào)制后的驅(qū)動信號，驅(qū)動電子喇叭發(fā)聲。因此，保證電子喇叭的輸入電流和電壓的乘積即功率保持不變，從而達(dá)到以恒定功率驅(qū)動電子喇叭的目的。電子喇叭的當(dāng)前供電電壓的數(shù)值和預(yù)設(shè)的電子喇叭的恒定驅(qū)動功率的數(shù)值可以存儲在存儲器中，存儲器與脈沖寬度計算模塊相連接以向其提供計算所需數(shù)值，存儲器也可以位于脈沖寬度計算模塊的內(nèi)部。在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊也可以包含在所述電壓檢測模塊中。
[0025]專業(yè)人員應(yīng)該還可以進(jìn)一步意識到，結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。
[0026]結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可以用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實(shí)施。軟件模塊可以置于隨機(jī)存儲器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲介質(zhì)中。
[0027]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種以恒定功率驅(qū)動電子喇叭的方法，包括: 檢測電子喇叭的當(dāng)前供電電壓，得出當(dāng)前供電電壓值； 根據(jù)所述當(dāng)前供電電壓值和電子喇叭的預(yù)設(shè)的恒定驅(qū)動功率值計算電子喇叭驅(qū)動信號在當(dāng)前供電電壓下的脈沖寬度，所述電子喇叭驅(qū)動信號在當(dāng)前供電電壓下的脈沖寬度滿足以預(yù)設(shè)的恒定驅(qū)動功率驅(qū)動電子喇叭的條件； 對電子喇叭的驅(qū)動信號進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，將驅(qū)動信號調(diào)制到所述當(dāng)前供電電壓下的脈沖寬度；以及 用所述脈沖寬度調(diào)制后的驅(qū)動信號驅(qū)動電子喇叭發(fā)聲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，檢測電子喇叭的當(dāng)前供電電壓的步驟包括: 獲取電子喇叭當(dāng)前供電電壓的分壓后的電信號； 對所述分壓后的電信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；以及 根據(jù)所述數(shù)字信號和分壓電阻值得出電子喇叭的當(dāng)前供電電壓值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，用所述脈沖寬度調(diào)制后的驅(qū)動信號驅(qū)動電子喇叭發(fā)聲的步驟包括: 對脈沖寬度調(diào)制后的驅(qū)動信號進(jìn)行功率放大后驅(qū)動電子喇叭發(fā)聲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預(yù)設(shè)的恒定驅(qū)動功率值是電子喇叭的額定功率值。
5.—種以恒定功率驅(qū)動的電子喇機(jī),包括: 電壓檢測模塊，用于檢測電子喇叭的當(dāng)前供電電壓，得出當(dāng)前供電電壓值； 脈沖寬度計算模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前供電電壓值和電子喇叭的預(yù)設(shè)的恒定驅(qū)動功率值計算電子喇叭驅(qū)動信號在當(dāng)前供電電壓下的脈沖寬度，所述電子喇叭驅(qū)動信號在當(dāng)前供電電壓下的脈沖寬度滿足以預(yù)設(shè)的恒定驅(qū)動功率驅(qū)動電子喇叭的條件；以及 脈沖寬度調(diào)制模塊，用于對電子喇叭的驅(qū)動信號進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，將驅(qū)動信號調(diào)制到所述當(dāng)前供電電壓下的脈沖寬度，以便用所述脈沖寬度調(diào)制后的驅(qū)動信號驅(qū)動電子喇叭友尸?
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子喇叭，其中，所述電壓檢測模塊包括: 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將從電子喇叭電路中獲取的電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號以用于對電子喇叭的當(dāng)前供電電壓的計算。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子喇叭，還包括: 信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生電子喇叭的驅(qū)動信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子喇叭，還包括: 存儲器，用于存儲所述當(dāng)前供電電壓值和電子喇叭的預(yù)設(shè)的恒定驅(qū)動功率值。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子喇叭，還包括: 功率放大模塊，用于對脈沖寬度調(diào)制后的驅(qū)動信號進(jìn)行功率放大后驅(qū)動電子喇叭發(fā)聲。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子喇叭，其中，所述功率放單元包括晶體管、場效應(yīng)管、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)之一。
【文檔編號】G10K9/12GK103578458SQ201210279169
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月7日
【發(fā)明者】萬喻 申請人:萬喻