CN108289270B - 一种扬声器及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种扬声器及移动终端。该扬声器包括：壳体、振膜及折环；其中，所述折环内侧设置有应变组件，所述应变组件为具有应变效应的金属材料或半导体材料构成的组件；所述应变组件与功放芯片电连接，所述功放芯片为所述扬声器的一部分，或者，所述功放芯片为与所述扬声器电连接的组件。本发明实施例，能够使功放芯片根据扬声器内侧设置的应变组件确定扬声器的振幅，从而提高扬声器的振幅的检测准确度。

Description

一种扬声器及移动终端

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种扬声器及移动终端。

背景技术

扬声器是一种能够将电信号转换成声音信号的器件。当扬声器长期处于振幅过大的工作状态时，其性能会受到影响，进而影响声音效果，因此需要检测扬声器的振幅，控制扬声器的振幅处于一定范围内。

现有技术中，功放芯片通过振幅保护算法预估扬声器的振幅，并根据估算值调整扬声器的信号源的信号强度，使扬声器振幅控制在振幅保护范围内。

但是，目前的振幅保护算法的建模和估算工作阶段都存在误差，导致功放芯片无法准确检测出扬声器的振幅。

发明内容

本发明实施例提供了一种扬声器及移动终端，以解决现有技术中功放芯片无法准确检测出扬声器的振幅的问题。

为了解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例提供了一种扬声器，包括：

壳体、振膜及折环；其中，所述折环内侧设置有应变组件，所述应变组件为具有应变效应的金属材料或半导体材料构成的组件；所述应变组件与功放芯片电连接，所述功放芯片为所述扬声器的一部分，或者，所述功放芯片为与所述扬声器电连接的组件。

第二方面，本发明实施例提供了一种移动终端，包括上述扬声器。

在本发明实施例中，在扬声器的折环内侧设置应变组件，功放芯片通过与应变组件电连接来确定扬声器的振幅，从而能够提高扬声器的振幅的检测准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例公开的一种扬声器的结构示意图。

图2是本发明实施例公开的一种扬声器的振幅检测电路图。

图3是本发明实施例公开的另一种扬声器的振幅检测电路图。

图4是实现本发明各个实施例的一种移动终端的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作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。

图1是本发明实施例公开的一种扬声器的结构示意图，该扬声器100包括：

壳体101、振膜102及折环103，折环103内侧设置有应变组件104，应变组件104与功放芯片(图中未示出)电连接。

进一步地，扬声器100还包括音圈105、磁极板106及磁钢107，其中，音圈105设置于磁极板106与壳体101之间的空隙中，磁极板106设置于磁钢107上，音圈105、磁极板106及磁钢107均设置于壳体101内。

这里，应变组件104为具有应变效应的金属材料或具有压阻效应的半导体材料构成的组件。应变效应是指金属导体的阻值随着其受力所产生机械变形的大小而发生变化的现象。压阻效应是指当半导体受到应力作用时，由于载流子迁移率的变化，使其电阻率发生变化的现象。

在本发明实施例中，在扬声器100的折环103内侧设置应变组件104，功放芯片根据应变组件104确定扬声器100的振幅，从而能够提高扬声器100的振幅的检测准确度。

进一步地，金属材料的灵敏度系数，其中为金属材料的泊松比，在金属材料确定的情况下，为定值，并且金属发生应变时，较小，可以忽略不计，由此可知，金属的电阻变化率与应变成线性关系。

另一方面，在半导体材料受到轴向力的情况下，半导体材料的电阻变化率，而，并且远大于，因此。其中，在半导体材料确定的情况下，半导体材料的灵敏系数为定值，故半导体材料的电阻变化率与应变成线性关系。

进一步地，当振膜102受电信号的驱动向外侧震动时，折环103受到一个拉伸力，此时折环103内侧设置的应变组件104的阻值变大；当振膜102受电信号驱动向内侧震动时，折环103受到一个挤压力，此时折环103内侧设置的应变组件104的阻值变小。

应理解，应变组件104可以在折环103内侧设置一整圈，也可以设置在折环103一部分的内侧。这里，应变组件的材料与设置范围均影响扬声器振幅的检测准确度，例如，当应变组件材料一定时，应变组件在折环内侧的设置范围越大，其在振膜震动时产生的阻值变化越大，进而功放芯片检测扬声器振幅的灵敏度越高。

在本发明实施例中，在扬声器的折环内侧设置应变组件，功放芯片通过与应变组件电连接来确定扬声器的振幅，并且可以通过改变应变组件的设置范围提升振幅检测的灵敏度，进一步提升扬声器性能。

相应地，由于应变组件104与功放芯片电连接，功放芯片可以检测应变组件104的阻值变化，并根据阻值变化确定振膜的振幅。其中，功放芯片可以为扬声器100的一部分，也可以为与扬声器100电连接的组件，例如，功放芯片可以为移动终端中的一部分，通过连接扬声器100来检测振膜102的振幅。

具体地，如图2所示，应变组件201与功放芯片203并联连接，应变组件201与功放芯片203的第一个结点接地点位205，第二个结点通过第一预设电阻单元202与恒定电压源204电性连接。这里，第一预设电阻单元202可以为由一个或多个电阻组成的阻值恒定的单元。功放芯片203与应变组件201并联连接，用以获取应变组件201两端的电压分压值。

应理解，本发明的另一种实现方式中，应变组件201与功放芯片203并联连接，应变组件201与功放芯片203的第一个结点与恒定电压源204电性连接，第二个结点通过第一预设电阻单元202与地电位205连接。

在本发明实施例中，功能芯片203检测应变组件201两端的电压值，根据所述电压值确定振膜的振幅。这里，功能芯片203根据应变组件201两端的电压值、恒定电压源204提供的恒定电压及第一预设电阻单元202的阻值计算应变组件201的阻值，基于应变组件201的阻值与应变组件初始阻值的差值确定所述振膜的振幅。应理解，应变组件初始阻值为扬声器未发声状态下的阻值，即应变组件阻值未发生改变之前的阻值。

具体地，由于扬声器在工作状态下，即扬声器发声时，振膜会受电信号的驱动向外侧或内侧震动，导致折环受到拉伸力或挤压力的作用，进而使折环内侧设置的应变组件的阻值发生变化，所以可以建立应变组件的阻值变化与扬声器的振膜的数学关系，并基于该数学关系，根据应变组件201的阻值与应变组件初始阻值的差值确定所述振膜的振幅。

在本发明实施例中，在扬声器的折环内侧设置应变组件，功放芯片根据应变组件的阻值变化确定扬声器的振幅，从而可减小功放芯片的检测误差，提高准确度。

在本发明实施例中，功放芯片203基于振膜的振幅调整扬声器的信号源的信号强度。

应理解，由于扬声器长时间振幅过大会对扬声器的性能产生影响，因此功能芯片203可以预先设置振幅阈值。功放芯片203可以确定振膜的振幅并判断该振幅是否大于预设阈值。若扬声器的振幅大于预设阈值，则将信号源的信号减弱，从而减小扬声器的振幅，反之则将信号源的信号放大，从而增加扬声器的振幅。

在本发明实施例中，在扬声器的折环内侧设置应变组件，功放芯片根据应变组件的阻值变化确定扬声器的振幅，并基于扬声器振幅调整扬声器的信号源信号强度，从而提升扬声器的性能，延长扬声器的寿命。

应理解，如图3所示，功放芯片303可以与第二预设电阻单元302并联连接，功放芯片303与第二预设电阻单元302的第一个结点接地电位305，第二个结点通过应变组件301与恒定电压源304电性连接。这里，第二预设电阻单元302可以为一个或多个电阻组成的阻值恒定的单元。本发明实施例中，功放芯片303通过第二预设电阻单元302两端的电压值计算应变组件301两端的电压值，进而确定振膜的振幅。

还应理解，本发明的又一种实现方式中，功放芯片303与第二预设电阻单元302并联连接，功放芯片303与第二预设电阻单元302的第一个结点与恒定电压源304电性连接，第二个结点通过应变组件301与地电位305连接。

在本发明实施例中，在扬声器的折环内侧设置应变组件，功放芯片通过与应变组件电连接来确定扬声器的振幅，从而能够提高扬声器的振幅的检测准确度。

本发明实施例还涉及一种移动终端，包括上述扬声器。这里，功放芯片可以为扬声器的一部分，设置在扬声器中的功放芯片根据应变组件两端的电压值、恒定电压源提供的恒定电压及预设电阻单元的阻值计算应变组件的阻值，基于应变组件的阻值与应变组件初始阻值的差值确定所述振膜的振幅，同时功放芯片根据振膜的振幅调整扬声器的信号源的信号强度以实现提高扬声器性能的功能。

应理解，功放芯片也可以为与扬声器电连接的一个组件，该组件位于移动终端中。移动终端中的功放芯片通过检测扬声器中应变组件两端的电压值计算扬声器的振幅，并基于该振幅调整扬声器的信号源的信号强度，进而驱动扬声器在振幅保护范围内以最大振幅工作。

需要说明的是，上述扬声器实施例的实现方式同样适用于该移动终端的实施例中，并能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。在本发明实施例中，在扬声器的折环内侧设置应变组件，功放芯片根据应变组件确定扬声器的振幅，从而能够提高扬声器的振幅的检测准确度。

图4为实现本发明各个实施例的一种移动终端的硬件结构示意图。

该移动终端400包括但不限于：射频单元401、网络模块402、音频输出单元403、输入单元404、传感器405、显示单元406、用户输入单元407、接口单元408、存储器409、处理器410、以及电源411等部件。本领域技术人员可以理解，图4中示出的移动终端结构并不构成对移动终端的限定，移动终端可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。在本发明实施例中，移动终端包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载终端、可穿戴设备、以及计步器等。

应理解的是，本发明实施例中，射频单元401可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，具体的，将来自基站的下行数据接收后，给处理器410处理；另外，将上行的数据发送给基站。通常，射频单元401包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外，射频单元401还可以通过无线通信***与网络和其他设备通信。

移动终端通过网络模块402为用户提供了无线的宽带互联网访问，如帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等。

音频输出单元403可以将射频单元401或网络模块402接收的或者在存储器409中存储的音频数据转换成音频信号并且输出为声音。而且，音频输出单元403还可以提供与移动终端400执行的特定功能相关的音频输出(例如，呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出单元403包括扬声器、蜂鸣器以及受话器等。

应理解，音频输出单元403包括上述实施例所述的扬声器，如图1所示，扬声器包括壳体101、振膜102及折环103，还包括音圈105、磁极板106及磁钢107。其中，折环103内侧设置有应变组件104，应变组件104与功放芯片(图中未示出)电连接。音圈105设置于磁极板106与壳体101之间的空隙中，磁极板106设置于磁钢107上。所述音圈105、磁极板106及磁钢107均设置于壳体101内。

在本发明实施例中，在扬声器的折环内侧设置应变组件，功放芯片根据应变组件确定扬声器的振幅，从而能够提高扬声器的振幅的检测准确度。

输入单元404用于接收音频或视频信号。输入单元404可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)4041和麦克风4042，图形处理器4041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元406上。经图形处理器4041处理后的图像帧可以存储在存储器409(或其它存储介质)中或者经由射频单元401或网络模块402进行发送。麦克风4042可以接收声音，并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由射频单元401发送到移动通信基站的格式输出。

移动终端400还包括至少一种传感器405，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板4061的亮度，接近传感器可在移动终端400移动到耳边时，关闭显示面板4061和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别移动终端姿态(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；传感器405还可以包括指纹传感器、压力传感器、虹膜传感器、分子传感器、陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等，在此不再赘述。

显示单元406用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示单元406可包括显示面板4061，可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板4061。

用户输入单元407可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与移动终端的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，用户输入单元407包括触控面板4071以及其他输入设备4072。触控面板4071，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板4071上或在触控面板3071附近的操作)。触控面板4071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器410，接收处理器410发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板4071。除了触控面板4071，用户输入单元407还可以包括其他输入设备4072。具体地，其他输入设备4072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。

进一步的，触控面板4071可覆盖在显示面板4061上，当触控面板4071检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器410以确定触摸事件的类型，随后处理器410根据触摸事件的类型在显示面板4061上提供相应的视觉输出。虽然在图4中，触控面板4071与显示面板4061是作为两个独立的部件来实现移动终端的输入和输出功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板4071与显示面板4061集成而实现移动终端的输入和输出功能，具体此处不做限定。

接口单元408为外部装置与移动终端400连接的接口。例如，外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等等。接口单元408可以用于接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到移动终端400内的一个或多个元件或者可以用于在移动终端400和外部装置之间传输数据。

存储器409可用于存储软件程序以及各种数据。存储器409可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器409可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

处理器410是移动终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个移动终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储409内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器409内的数据，执行移动终端的各种功能和处理数据，从而对移动终端进行整体监控。处理器410可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器410可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作***、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器410中。

应理解，在功放芯片为移动终端的一部分的情况下，处理器410可以实现上述实施例中功放芯片的作用。具体的，处理器410根据应变组件两端的电压值计算应变组件的阻值，基于应变组件的阻值与应变组件初始阻值的差值确定所述振膜的振幅。

可选地，处理器410还可以根据扬声器的振膜的振幅调整扬声器的信号源的信号强度，进而提高扬声器的性能，延长扬声器的寿命。

在本发明实施例中，移动终端通过处理器410检测扬声器中应变组件两端的电压值来确定扬声器的振幅，并基于该振幅调整扬声器的信号源的信号强度，从而驱动扬声器在振幅保护范围内以最大振幅工作，提升了扬声器的性能。

移动终端400还可以包括给各个部件供电的电源411(比如电池)，优选的，电源411可以通过电源管理***与处理器410逻辑相连，从而通过电源管理***实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

另外，移动终端400包括一些未示出的功能模块，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (3)

1.一种扬声器，其特征在于，包括：

壳体、振膜及折环；

其中，所述折环内侧设置有应变组件，所述应变组件为具有应变效应的金属材料或具有压阻效应的半导体材料构成的组件；

所述应变组件与功放芯片电连接，所述功放芯片为所述扬声器的一部分，或者，所述功放芯片为与所述扬声器电连接的组件；

所述功放芯片通过与所述应变组件电连接来检测所述振膜的振幅，所述功放芯片根据所述应变组件的阻值检测所述振膜的振幅，所述功放芯片基于该振幅调整扬声器的信号源的信号强度，进而驱动扬声器在振幅保护范围内以最大振幅工作；

所述功放芯片检测所述应变组件两端的电压值，根据所述电压值确定所述振膜的振幅；

所述应变组件与所述功放芯片并联连接，所述应变组件与所述功放芯片的第一个结点接地，第二个结点通过第一预设电阻单元与恒定电压源电性连接，所述第一预设电阻单元的阻值恒定；

所述功放芯片与第二预设电阻单元并联连接，所述功放芯片与所述第二预设电阻单元的第一个结点接地，第二个结点通过所述应变组件与恒定电压源电性连接，所述第二预设电阻单元的阻值恒定。

2.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，所述功放芯片基于所述振膜的振幅调整所述扬声器的信号源的信号强度。

3.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1至2中任一项所述的扬声器。

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