CN108064002A - 基于阻抗调整输出驱动的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了基于阻抗调整输出驱动的设备及方法，涉及自动控制技术领域，包括：在接入电声换能器件的情况下，控制***向采样信号发生探测器发出测试控制指令，采样信号发生探测器根据测试控制指令发出预设幅度和频率的测试探测电压信号，并将测试探测电压信号施加于电声换能器件和采样电阻，采样电阻通过与电声换能器件串联，对测试探测电压信号进行分压，获得分电压信号，控制***根据分电压信号计算电声换能器件的阻抗值，并根据阻抗值向功率放大电路发出功率控制指令，功率放大电路根据功率控制指令向电声换能器件输出预设功率等级的功率驱动信号。本发明可以提高功率输出等级的灵活性，改善用户体验。

Description

基于阻抗调整输出驱动的设备及方法

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，尤其是涉及基于阻抗调整输出驱动的设备及方法。

背景技术

目前市场上常见的电声换能器驱动电路输出功率不具有自动调节功能，设计为额定的小输出功率时接入高阻抗电声换能器件时驱动能力不够，设为额定的大输出功率时***低阻抗的耳机又会造成失真甚至烧坏电声换能器件。产品设计成型后，对电声换能器件的选择范围较小和不方便，不智能，需要人工调节，这是其缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供基于阻抗调整输出驱动的设备及方法，以提高功率输出等级的灵活性，改善用户体验。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于阻抗调整输出驱动的设备，其中，包括：控制***，分别与所述控制***相连的采样信号发生探测器和功率放大电路，与所述采样信号发生探测器相连的采样电阻，以及与所述功率放大电路相连的电声换能器件；

在接入所述电声换能器件的情况下，所述控制***向所述采样信号发生探测器发出测试控制指令，所述采样信号发生探测器根据所述测试控制指令发出预设幅度和频率的测试探测电压信号，并将所述测试探测电压信号施加于所述电声换能器件和所述采样电阻，所述采样电阻通过与所述电声换能器件串联，对所述测试探测电压信号进行分压，获得分电压信号，所述控制***根据所述分电压信号计算所述电声换能器件的阻抗值，并根据所述阻抗值向所述功率放大电路发出功率控制指令，所述功率放大电路根据所述功率控制指令向所述电声换能器件输出预设功率等级的功率驱动信号。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括连接于所述控制***和所述电声换能器件之间的接口识别电路；

接口识别电路，用于识别是否接入所述电声换能器件，并在接入的情况下向所述控制***反馈电平变化信号。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括连接于所述控制***和所述采样电阻之间的采样识别换算电路；

所述采样识别换算电路，用于将所述分电压信号进行格式转换生成分压值数字信号，并将所述分压值数字信号传输至所述控制***。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述电声换能器件，用于将所述功率驱动信号进行电声能量转换，发出声波。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，还包括连接于所述电声换能器件和所述接口识别电路之间的设备接口。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述电声换能器件为放声设备。

第二方面，本发明实施例还提供一种基于阻抗调整输出驱动的方法，其中，包括：

在接入电声换能器件的情况下，控制***向采样信号发生探测器发出测试控制指令；

所述采样信号发生探测器根据所述测试控制指令发出预设幅度和频率的测试探测电压信号，并将所述测试探测电压信号施加于所述电声换能器件和采样电阻；

所述采样电阻通过与所述电声换能器件串联，对所述测试探测电压信号进行分压，获得分电压信号；

所述控制***根据所述分电压信号计算所述电声换能器件的阻抗值，并根据所述阻抗值向功率放大电路发出功率控制指令；

所述功率放大电路根据所述功率控制指令向所述电声换能器件输出预设功率等级的功率驱动信号。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

接口识别电路识别是否接入所述电声换能器件，并在接入的情况下向所述控制***反馈电平变化信号。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

采样识别换算电路将所述分电压信号进行格式转换生成分压值数字信号，并将所述分压值数字信号传输至所述控制***。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

所述电声换能器件将所述功率驱动信号进行电声能量转换，发出声波。

本发明实施例带来了以下有益效果：本发明提供的基于阻抗调整输出驱动的设备及方法，包括：在接入电声换能器件的情况下，控制***向采样信号发生探测器发出测试控制指令，采样信号发生探测器根据测试控制指令发出预设幅度和频率的测试探测电压信号，并将测试探测电压信号施加于电声换能器件和采样电阻，采样电阻通过与电声换能器件串联，对测试探测电压信号进行分压，获得分电压信号，控制***根据分电压信号计算电声换能器件的阻抗值，并根据阻抗值向功率放大电路发出功率控制指令，功率放大电路根据功率控制指令向电声换能器件输出预设功率等级的功率驱动信号。本发明通过功率放大电路根据电声换能器件的阻抗值的大小，自动调节输出功率，防止出现过大的输出功率驱动小阻抗值的电声换能器造成损坏，或者过小的输出功率驱动大阻抗电声换能器造成驱动力不足的情况，可以提高功率输出等级的灵活性，改善用户体验。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的第一种基于阻抗调整输出驱动的设备示意图；

图2为本发明实施例一提供的第二种基于阻抗调整输出驱动的设备示意图；

图3为本发明实施例二提供的第三种基于阻抗调整输出驱动的设备示意图；

图4为本发明实施例三提供的基于阻抗调整输出驱动的方法流程图。

图标：

100-控制***；200-采样信号发生探测器；300-功率放大电路；410-采样电阻；420-电声换能器件；500-接口识别电路；600-采样识别换算电路。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前市场上常见的电声换能器驱动电路输出功率不具有自动调节功能，设计为额定的小输出功率时接入高阻抗电声换能器件时驱动能力不够，设为额定的大输出功率时***低阻抗的耳机又会造成失真甚至烧坏电声换能器件。产品设计成型后，对电声换能器件的选择范围较小和不方便，不智能，需要人工调节，这是其缺点。

基于此，本发明实施例提供的基于阻抗调整输出驱动的设备及方法，可以提高功率输出等级的灵活性，改善用户体验。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的基于阻抗调整输出驱动的设备进行详细介绍。

实施例一：

图1为本发明实施例一提供的第一种基于阻抗调整输出驱动的设备示意图。

参照图1，基于阻抗调整输出驱动的设备包括：控制***100，分别与控制***100相连的采样信号发生探测器200和功率放大电路300，与采样信号发生探测器200相连的采样电阻410，以及与功率放大电路300相连的电声换能器件420。

参照图2，基于阻抗调整输出驱动的设备还包括接口识别电路500、采样识别换算电路600和设备接口(图中未示出)。接口识别电路500连接于控制***100和电声换能器件420之间，采样识别换算电路600连接于控制***100和采样电阻410之间，设备接口上连接于电声换能器件420和接口识别电路500之间。

基于上述设备，对阻抗调整输出驱动的设备的工作原理进行描述。

电声换能器件420采用插拔、螺丝或卡扣等方式连接在设备接口上；接口识别电路500识别是否接入电声换能器件420，并在识别到有电声换能器件420的接入后，向控制***100反馈电平变化信号。这里的电平变化信号可以是由高电平信号跳变为低电平信号，或者由低电平信号跳变为高电平信号。

根据电平变化信号，控制***100获知有电声换能器件420接入，此时，控制***100向采样信号发生探测器200发出测试控制指令；采样信号发生探测器200根据测试控制指令发出预设幅度和频率的测试探测电压信号，并将测试探测电压信号施加于电声换能器件420和采样电阻410。

采样电阻410通过与电声换能器件420串联，对测试探测电压信号进行分压，按照分压比例关系获得分电压信号，该分电压信号用来作为电声换能器件420的阻抗值计算的参考数据。

采样识别换算电路600采集采样电阻410上的分电压信号，将分电压信号进行格式转换生成分压值数字信号，并将分压值数字信号传输至控制***100。

控制***100根据采样识别换算电路600对分电压信号进行转换后的分压值数字信号，计算电声换能器件420的阻抗值，并根据阻抗值向功率放大电路300发出功率控制指令。这里，采样电阻410的阻抗值、分电压信号和上述的测试探测电压信号均为已知数值，那么可以通过欧姆定律计算出电声换能器件420的阻抗值。

功率放大电路300根据功率控制指令向电声换能器件420输出预设功率等级的功率驱动信号。

电声换能器件420将功率驱动信号进行电声能量转换，发出声波。具体的，电声换能器件420将功率驱动信号的电信号能量转换成相应的机械振动的声信号能量，然后由机械振动产生声波。该功率驱动信号与电声换能器件420相匹配，防止出现过大的输出功率驱动小阻抗值的电声换能器造成损坏，或者过小的输出功率驱动大阻抗电声换能器造成驱动力不足的情况。

电声换能器件420为放声设备，比如：耳机、音响、喇叭等。

实施例二：

图3为本发明实施例二提供的第三种基于阻抗调整输出驱动的设备示意图。

本实施例以常用的手机为载体，对基于阻抗调整输出驱动的设备做进一步描述。当手机***各种耳机时，手机不能识别耳机阻抗值得大小，进而不能自动调节和耳机匹配声音大小。基于阻抗调整输出驱动的设备可以自动识别耳机阻抗值，并自动调节声音大小。

电声换能器件420为手机的耳机，设备接口为手机的耳机插孔，控制***100为手机的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)。在耳机***插孔中后，接口识别电路500通过电平变化信号通知控制***100。控制***100向采样信号发生探测器200发出测试控制指令；采样信号发生探测器200根据测试控制指令发出预设幅度和频率的测试探测电压信号，并将测试探测电压信号施加于串联的耳机和采样电阻410上。采样识别换算电路600采集采样电阻410上的分电压信号，将分电压信号的电压值识别出来后进反馈至控制***100。控制***100通过欧姆定律计算出电声换能器件420的阻抗值，并根据阻抗值向功率放大电路300发出功率控制指令，使功率放大电路300输出预设功率等级的功率驱动信号。耳机在该功率驱动信号的驱动下发出声波。

实施例三：

图4为本发明实施例三提供的基于阻抗调整输出驱动的方法流程图。

参照图4，基于阻抗调整输出驱动的方法包括如下步骤：

步骤S01，接口识别电路识别是否接入电声换能器件，并在接入的情况下向控制***反馈电平变化信号；

步骤S02，控制***根据电平变化信号向采样信号发生探测器发出测试控制指令；

步骤S03，采样信号发生探测器根据测试控制指令发出预设幅度和频率的测试探测电压信号，并将测试探测电压信号施加于电声换能器件和采样电阻；

步骤S04，采样电阻通过与电声换能器件串联，对测试探测电压信号进行分压，获得分电压信号；

步骤S05，采样识别换算电路将分电压信号进行格式转换生成分压值数字信号；

步骤S06，控制***根据分压值数字信号计算电声换能器件的阻抗值，并根据阻抗值向功率放大电路发出功率控制指令；

步骤S07，功率放大电路根据功率控制指令向电声换能器件输出预设功率等级的功率驱动信号；

步骤S08，电声换能器件将功率驱动信号进行电声能量转换，发出声波。

本发明实施例所提供的基于阻抗调整输出驱动的方法，其实现原理及产生的技术效果和前述设备实施例相同，为简要描述，基于阻抗调整输出驱动的方法实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

本发明实施例带来了以下有益效果：本发明提供的基于阻抗调整输出驱动的设备及方法，包括：在接入电声换能器件的情况下，控制***向采样信号发生探测器发出测试控制指令，采样信号发生探测器根据测试控制指令发出预设幅度和频率的测试探测电压信号，并将测试探测电压信号施加于电声换能器件和采样电阻，采样电阻通过与电声换能器件串联，对测试探测电压信号进行分压，获得分电压信号，控制***根据分电压信号计算电声换能器件的阻抗值，并根据阻抗值向功率放大电路发出功率控制指令，功率放大电路根据功率控制指令向电声换能器件输出预设功率等级的功率驱动信号。本发明通过功率放大电路根据电声换能器件的阻抗值的大小，自动调节输出功率，防止出现过大的输出功率驱动小阻抗值的电声换能器造成损坏，或者过小的输出功率驱动大阻抗电声换能器造成驱动力不足的情况，可以提高功率输出等级的灵活性，改善用户体验。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例提供的基于阻抗调整输出驱动的方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例的基于阻抗调整输出驱动的方法的步骤。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明实施例所提供的进行基于阻抗调整输出驱动的方法的计算机程序产品，包括存储了处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于阻抗调整输出驱动的设备，其特征在于，包括：控制***，分别与所述控制***相连的采样信号发生探测器和功率放大电路，与所述采样信号发生探测器相连的采样电阻，以及与所述功率放大电路相连的电声换能器件；

在接入所述电声换能器件的情况下，所述控制***向所述采样信号发生探测器发出测试控制指令，所述采样信号发生探测器根据所述测试控制指令发出预设幅度和频率的测试探测电压信号，并将所述测试探测电压信号施加于所述电声换能器件和所述采样电阻，所述采样电阻通过与所述电声换能器件串联，对所述测试探测电压信号进行分压，获得分电压信号，所述控制***根据所述分电压信号计算所述电声换能器件的阻抗值，并根据所述阻抗值向所述功率放大电路发出功率控制指令，所述功率放大电路根据所述功率控制指令向所述电声换能器件输出预设功率等级的功率驱动信号。

2.根据权利要求1所述的基于阻抗调整输出驱动的设备，其特征在于，还包括连接于所述控制***和所述电声换能器件之间的接口识别电路；

接口识别电路，用于识别是否接入所述电声换能器件，并在接入的情况下向所述控制***反馈电平变化信号。

3.根据权利要求1所述的基于阻抗调整输出驱动的设备，其特征在于，还包括连接于所述控制***和所述采样电阻之间的采样识别换算电路；

所述采样识别换算电路，用于将所述分电压信号进行格式转换生成分压值数字信号，并将所述分压值数字信号传输至所述控制***。

4.根据权利要求1所述的基于阻抗调整输出驱动的设备，其特征在于，所述电声换能器件，用于将所述功率驱动信号进行电声能量转换，发出声波。

5.根据权利要求1所述的基于阻抗调整输出驱动的设备，其特征在于，还包括连接于所述电声换能器件和所述接口识别电路之间的设备接口。

6.根据权利要求1所述的基于阻抗调整输出驱动的设备，其特征在于，所述电声换能器件为放声设备。

7.一种基于阻抗调整输出驱动的方法，其特征在于，包括：

在接入电声换能器件的情况下，控制***向采样信号发生探测器发出测试控制指令；

所述采样信号发生探测器根据所述测试控制指令发出预设幅度和频率的测试探测电压信号，并将所述测试探测电压信号施加于所述电声换能器件和采样电阻；

所述采样电阻通过与所述电声换能器件串联，对所述测试探测电压信号进行分压，获得分电压信号；

所述控制***根据所述分电压信号计算所述电声换能器件的阻抗值，并根据所述阻抗值向功率放大电路发出功率控制指令；

所述功率放大电路根据所述功率控制指令向所述电声换能器件输出预设功率等级的功率驱动信号。

8.根据权利要求7所述的基于阻抗调整输出驱动的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接口识别电路识别是否接入所述电声换能器件，并在接入的情况下向所述控制***反馈电平变化信号。

9.根据权利要求7所述的基于阻抗调整输出驱动的方法，其特征在于，所述方法还包括：

采样识别换算电路将所述分电压信号进行格式转换生成分压值数字信号，并将所述分压值数字信号传输至所述控制***。

10.根据权利要求8所述的基于阻抗调整输出驱动的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述电声换能器件将所述功率驱动信号进行电声能量转换，发出声波。