CN110662139B - 一种发声装置及辅助振动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种发声装置,包括:振动组件、磁路***以及至少一个辅助振动结构,所述辅助振动结构包括驱动部,所述驱动部设置在所述振动组件上;所述驱动部被配置为能通入辅助信号,所述磁路***被配置为能对通入辅助信号的所述驱动部产生电磁驱动力。本发明还提供了一种微型发声装置的辅助振动方法。本发明的技术方案通过识别振动组件的振幅生成识别信号,根据识别信号在辅助振动结构中通入能够改善振动组件偏振的辅助信号,有针对性地改善振动组件的偏振情况,不仅能够解决扬声器的偏振问题,提高扬声器音质,改善用户体验,而且其对偏振改善效率和改善效果具有明显的提高作用。
Description
技术领域
本发明涉及扬声器技术领域,具体地,本发明涉及一种发声装置及辅助振动方法。
背景技术
扬声器是一种将电信号转换为声信号的基本发声单元。随着移动通讯设备行业的发展,微型扬声器行业得以迅速发展,而且对于微型扬声器性能的要求越来越高。
扬声器中设有振动***和磁路***,其中,振动***包括音圈和振膜,音圈接通电流后,在磁路***磁场作用下受力振动,音圈振动带动振膜振动发声。但是振膜在振动过程中易受到微型扬声器中气流的影响而发生偏振。偏振表现为在振动方向上振膜平面各处的位移大小不一致。尽管偏振在扬声器行业中是一种普遍现象,但是振膜偏振会带来许多问题,如导致振膜的应力集中,容易引起振膜局部区域因应力过大而疲劳甚至破裂,或者导致音圈在磁间隙内倾斜从而与磁路发生擦碰。偏振现象还会引起听音不良,损伤音质,用户体验差。
为改善扬声器的偏振,本领域技术人员通常采用定心支片或涂阻尼胶来达到目的。这两种方法虽然对偏振改善有一定效果,但是他们都是被动改善偏振,且无法根据偏振点和实际偏振大小做出合适的振动修正。
因此有必要针对扬声器的实际偏振情况,提出能够主动改善偏振的结构,从而避免因振膜偏振引起的问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种发声装置,以解决因振膜偏振带来的问题。
本发明的另一个目的是提供一种发声装置的辅助振动方法。
一种发声装置,包括:
振动组件,所述振动组件包括音圈和振膜,所述振膜的边缘固定在发声装置中,所述音圈连接于所述振膜上,所述音圈被配置为能通入音频电信号;
磁路***,所述磁路***中形成有磁间隙,所述音圈位于所述磁间隙中,所述磁路***被配置为能对通入音频电信号的所述音圈产生电磁驱动力,以使所述音圈和振膜振动;
至少一个辅助振动结构,所述辅助振动结构包括驱动部,所述驱动部设置在所述振动组件上;
所述驱动部被配置为能通入辅助信号,所述磁路***被配置为能对通入辅助信号的所述驱动部产生电磁驱动力。
可选地,所述驱动部位于所述音圈的与所述振膜连接的位置处;
或者,所述驱动部位于所述音圈的远离于所述振膜的位置处。
可选地,所述振动组件还包括定心支片,所述驱动部设置在所述定心支片上。
可选地,所述发声装置包括两个所述辅助振动结构,两个所述辅助振动结构相对于所述音圈的中心呈中心对称分布。
进一步地,所述发声装置包括四个所述辅助振动结构,沿着所述音圈的环形方向,不相邻的两个所述辅助振动结构相对于所述音圈的中心呈中心对称分布。
可选地,所述驱动部设置在所述音圈上,所述驱动部包括第一包围部,所述第一包围部与所述音圈的侧面连接。
可选地,所述驱动部还包括第二包围部,所述第二包围部与所述音圈的端面连接,所述第二包围部构成所述第一包围部的翻边结构。
可选地,所述辅助振动结构还包括至少一个支撑部,所述支撑部固定连接在发声装置中,所述支撑部与所述驱动部连接;所述支撑部被配置为用于向所述驱动部通入辅助信号。
可选地,每个所述辅助振动结构包括两个所述支撑部,两个所述支撑部分别连接在所述驱动部的两端,两个所述支撑部相对于所述驱动部对称设置。
可选地,所述辅助振动结构具有柔性电路板,所述柔性电路板构成所述支撑部。
可选地,所述柔性电路板构成所述驱动部的一部分结构,所述柔性电路板的用于构成驱动部的结构上设置有辅助线路,所述柔性电路板被配置为用于向所述辅助线路通入辅助信号。
可选地,所述柔性电路板被配置为用于向所述音圈通入音频电信号。
一种发声装置的辅助振动方法,包括以下步骤:
启动发声装置振动发声;
识别振动组件在设有辅助振动结构处的振幅,生成识别信号;
控制芯片根据识别信号判断振动组件在设有辅助振动结构处的振幅偏离设定值的程度;
控制芯片根据判断结果输出补偿激励电流至辅助振动结构;
通入补偿激励电流的辅助振动结构与磁路***之间产生电磁作用力,对所述振动组件的振幅形成补偿。
进一步地,当振动组件的振幅小于设定值时,控制芯片输出与所述音圈中电流方向相同的补偿激励电流;
或者,当振动组件的振幅大于设定值时,控制芯片输出与所述音圈中电流方向相反的补偿激励电流。
本发明所述技术方案的有益效果在于:通过识别振动组件的振幅生成识别信号,根据识别信号在辅助振动结构中通入能够改善振动组件偏振的辅助信号,有针对性地改善振动组件的偏振情况。此技术方案不仅能够解决扬声器的偏振问题,提高扬声器音质,改善用户体验,而且其对偏振改善效率和改善效果具有明显的提高作用。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为根据本发明实施例的发声装置的***图;
图2为根据本发明实施例的发声装置的辅助振动结构的示意图;
图中标示如下:11-振膜;12-音圈;21-磁间隙;3-辅助振动结构; 31-驱动部;311-第一包围部;312-第二包围部;32-支撑部。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
扬声器作为一种将电信号转换为声信号的基本发声单元,其设有振动***和磁路***。其中,振动***包括音圈和振膜,音圈接通电流后,在磁路***作用下受力振动,音圈振动带动振膜振动发声。而在实际应用中,振膜在振动过程中易发生偏振。偏振会带来许多问题,因此有必要对偏振进行改善。
本发明提供了一种发声装置,如图1所示,其包括振动组件,振动组件又包括音圈12和振膜11。本发明的技术方案中,振膜通过其边缘固定在发声装置中。可选地,振膜的边缘固定在发声装置的外壳上。振动组件的音圈与振膜连接,两者能够同步振动。
本发明的发声装置还包括磁路***,在磁路***中形成有磁间隙21。发声装置装配时,将音圈放置于磁间隙21中。
实际使用时,在音圈中通入音频电信号。作为本发明的一种实施方式,磁路***包括至少一块磁体,磁体产生的磁场对通入音频电信号的音圈12 产生作用力,使音圈发生振动。因振膜11与音圈连接,当音圈12产生振动时,振膜随音圈一起振动。音圈中通入音频电信号,磁体对音圈形成电磁驱动力。优选地,磁路***可包括一块中心磁体和多块边磁体,以形成更接近匀强的磁场,使得音圈在磁场中受力更加均匀。
本发明的发声装置还包括至少一个辅助振动结构3。如图2所示,在辅助振动结构上设有驱动部31,使用时将驱动部设置在振动组件上。作为本发明的一种实施方式,驱动部可以设置在音圈上,将驱动部设置成与音圈固定连接或者接触连接。在此,只要求驱动部能够将运动形式传递给音圈12即可。或者,驱动部还可以设置振动组件的其他结构上。应用辅助振动结构时,在驱动部中通入辅助信号,此时磁路***的磁场对驱动部产生电磁驱动力,其驱动辅助振动结构产生与音圈类似的振动。
实际应用中,受发声装置结构或空气流等因素的影响,振膜11的振动通常伴随偏振。偏振将引起如振膜破裂、听音不良等一系列问题。本发明的一个目的就是利用上述辅助振动结构产生的振动,改善振膜的偏振,以缓解甚至解决由偏振带来的诸多问题。该振动改善结构改善偏振的方式简单,改善效果较好。
可选地,驱动部可以设置于音圈与振膜的连接处;或者,也可以将所述驱动部设置于音圈远离于振膜的位置处。本发明对驱动部的设置位置不作具体限制,本领域技术人员可以根据实际需要选择合适的驱动部相对于音圈的安装位置。
可选地,振动组件还包括定心支片,也可以将所述辅助振动结构的驱动部设置在定心支片上。定心支片包括与发声装置壳体连接的固定部,以及与音圈连接的振动部。驱动部设置在定心支片上靠近音圈的位置。定心支片内部布设有与音圈连接用于向音圈内通入音频电信号的线路,使用时定心支片与音圈一起振动,其被用于调节振膜的偏振。定心支片内部同时铺设有与驱动部连接用于向辅助振动结构内通入辅助信号的线路。使用时通过定心支片向辅助振动结构的驱动部内通入辅助信号,驱动部能够产生用于改善振膜偏振的振动。
在发声装置中设置定心支片,可以调节振膜的振动方向,通过机械回复力抑制偏振。在定心支片上设置辅助振动结构可以进一步加强对振膜的偏振抑制作用,强化偏振抑制效果。
作为本发明的一种实施方式,发声装置包括两个辅助振动结构3,两个所述辅助振动结构相对于音圈12的中心呈中心对称分布。
上述辅助振动结构的排布方式在改善偏振过程中不会使音圈产生竖直方向的扭转,避免振动组件产生除振动外其他形式的运动,进而引发如结构强度降低等其他问题。
如图1所示,作为本发明的一种实施方式,发声装置包括四个辅助振动结构3,沿着所述音圈12的环形方向,不相邻的两个辅助振动结构相对于音圈的中心呈中心对称分布。
沿音圈布置多个辅助振动结构,能够对振动组件多处偏振情况进行改善,有利于加强偏振改善效果。
可以将音圈12设置成矩形环状结构,辅助振动结构3的驱动部31对应音圈的边角位置设置。进一步地,沿矩形音圈的某一对角线的两个边角设置两个辅助振动结构;或者,沿矩形音圈的所有边角设置四个辅助振动结构。这样,不仅可以避免辅助振动结构对音圈产生多余的作用力,而且能够对矩形音圈多个边角的偏振进行改善。
进一步地,驱动部31的形状为弧形结构,该形状与音圈12的边角位置的形状相匹配。辅助振动结构3制造时,将驱动部31加工成与音圈边角相匹配的形状,此设置方式能够提高辅助振动结构与音圈的连接可靠性,同时提高两者之间的作用力传递的顺畅性,避免两者发生变形。
可选地,所述驱动部设置在所述音圈上,所述驱动部31包括第一包围部311,第一包围部与音圈12的侧面连接。第一包围部的弧形结构与音圈侧面的形状相适应。在驱动部通入辅助信号,使得驱动部在磁路***的作用下产生振动,并通过自身的振动来改善振膜的偏振。
可选地,驱动部31包括第一包围部311和第二包围部312。其中,第一包围部与第二包围部均为弧形结构,两者具有相同的弯曲方向。进一步地,第一包围部是形成在第二包围部上的翻边结构,或者第二包围部是形成在第一包围部上的翻边结构。作为本发明的一种实施方式,第一包围部与音圈的侧面连接,第二包围部与音圈的端面连接。
实际使用时,磁路***对辅助振动结构产生电磁驱动力,驱动部31能够通过第二包围部312对音圈形成垂直于音圈端面的作用力,减少与音圈侧面连接的第一包围部311的作用力,有利于提高驱动部的结构稳定性。
可选地,用于改善振动组件偏振的辅助振动结构还包括至少一个支撑部32,其固定连接在发声装置中。作为一种实施方式,支撑部可以连接于发声装置的外壳。或者支撑部可以连接于发声装置中的其它部件,本发明对此不作限制。所述支撑部与驱动部连接,其被用于向驱动部通入辅助信号。所述支撑部还可用于为驱动部31提供支撑,以使辅助振动结构能够保持相对于音圈中心呈中心对称。
进一步地,如图2所示,每个辅助振动结构3包括两个支撑部32,两个支撑部分别连接在驱动部的两端。例如两个支撑部可以分别从驱动部31 的两端延伸出,相对于驱动部的中心线对称设置。
沿驱动部31中心线对称设置的两个支撑部32对驱动部起稳定支撑作用,同时减小辅助信号从两个支撑部传输的差异性。
进一步地,支撑部32设置成连接于驱动部31的直角形弯折结构,两个弯折结构的直角所包围的区域相互背离。在直角弯折结构远离驱动部的一端连接有支撑脚。辅助振动结构通过支撑脚连接于发声装置。优选地,将支撑脚设置为焊盘,其与发声装置上设置的焊点相连接。这样,发声装置可以通过与焊点连接的焊盘将辅助信号传输给支撑部。支撑部作为辅助信号的传输通路,其将信号传输给驱动部,进而促使磁路***对通入辅助信号的驱动部产生电磁驱动作用力。
将支撑部32设置成直角弯折结构,其目的是为发声装置的边磁铁提供安装空间,并且其形状能够与边磁铁形状相适应。
可选地,所述辅助振动结构具有柔性电路板,所述柔性电路板构成所述支撑部。
可选地,支撑部32可以设置成内层导电、外层绝缘的复合材料。作为本发明的一个实施方式,支撑部的材料可设置成内芯为铜、外层包覆绝缘胶和PI的复合型材料。
将支撑部32设置成多层复合结构,不仅能够实现支撑部的导电功能,而且可以防止与支撑部意外接触的部件发生短路现象。同时,外层的绝缘材料对导电芯层具有良好的保护作用。
可选地,所述柔性电路板构成所述驱动部的一部分结构,所述柔性电路板的用于构成驱动部的结构上设置有辅助线路,所述柔性电路板被配置为用于向所述辅助线路通入辅助信号。
具体地,作为本发明的一种实施方式,柔性电路板构成辅助振动结构的支撑部,以及驱动部的第二包围部,柔性电路板上的辅助线路构成驱动部的第一包围部。可选地,辅助线路可以为线圈。柔性电路板可以向辅助线路通入辅助信号,该辅助信号用于驱动辅助振动结构产生能够改善振膜偏振的运动。
可选地,所述柔性电路板被配置为用于向所述音圈通入音频电信号。
具体地,柔性电路板中可以存在两路信号传输通路。其中一路信号传输通路与音圈连通,用于从外界向音圈中导入音频电信号,使音圈产生振动,而后带动振膜振动使发声装置发声。另一路信号传输通路与第一包围部连通,用于从外界向辅助振动结构中通入辅助信号,使得辅助振动结构产生能够改善振膜偏振的振动。
可选地,第一包围部的材料为导电材料。此时输入的辅助信号为电信号。进一步地,驱动部的材料可以是铜或铜合金,也可以是导电性更好的银或银合金,本发明对此不作限制,即只要求驱动部能够实现导电功能,实际应用时可根据材料导电性能的优劣自行选择。可选地,第一包围部可设置成线圈。
辅助振动结构实际应用时,由于驱动部31与音圈连接才能对振动组件起到改善偏振的作用,为避免驱动部与音圈导通发生短路,因此需要在两者的连接处设置绝缘材料以隔绝驱动部与音圈。
本发明还提供了一种发声装置的辅助振动方法,该方法包括以下步骤:在振动组件中通入电信号,在磁路***的磁场作用下,振动组件发生振动,使得发声装置发声;识别振动组件在设有辅助振动结构处的振幅,如识别振膜对应音圈12四边角的振幅,然后生成识别信号;控制芯片根据识别信号判断振动组件在设有辅助振动结构3处的振幅偏离设定值的程度;控制芯片根据判断结果输出补偿激励电流至辅助振动结构;通入补偿激励电流的辅助振动结构与磁路***之间产生电磁作用力,对所述振动组件的振幅形成补偿。
具体的,上述识别振幅偏离设定值的程度方式包括电容板间电荷识别、光感应识别等。
本方案的辅助振动方法能够有效识别发声装置的偏振情况。然后利用控制芯片根据实际偏振情况输出激励电流至辅助振动结构,通过辅助振动结构的运动进行偏振的改善。该方法能够改传统的被动识别为主动识别,并针对偏振幅度的大小进行补偿,有效提高了偏振改善的效率,并且具有较好的改善效果。
实际应用时,预设每次振动的标准振幅设为±a。识别装置识别到的振幅偏离设定值的情况包括四种(预设振动组件向上振动的振幅为﹢b,其向下振动的振幅为﹣c):
1)﹢b>﹢a,-c≥-a;
2)﹢b≥﹢a,-c<-a;
3)﹢a>﹢b,-c≥-a;
4)﹢a≥﹢b,-c<-a;
其中,音圈12中未通入信号时,振动组件的振幅为0。
进一步地,当振动组件的振幅小于设定值时,控制芯片输出与所述音圈中电流方向相同的补偿激励电流;
或者,当振动组件的振幅大于设定值时,控制芯片输出与所述音圈中电流方向相反的补偿激励电流。
具体地,对于情况1),当振动组件向上振动时,控制芯片输出与音圈中电流方向相反的补偿激励电流至辅助振动结构中,辅助振动结构在磁路***中受到电磁作用力,其带动振动组件向下运动;当振动组件向下振动时,控制芯片输出与音圈中电流方向相同的补偿激励电流至辅助振动结构中,辅助振动结构在磁路***中到电磁作用力,其带动振动组件向下运动;当-c等于-a,辅助振动结构中的补偿激励电流为0。
对于情况2),当振动组件向上振动时,控制芯片输出与音圈中电流方向相反的补偿激励电流至辅助振动结构中,辅助振动结构在磁路***中受到电磁作用力,其带动振动组件向下运动;当振动组件向下振动时,控制芯片输出与音圈中电流方向相反的补偿激励电流至辅助振动结构中,辅助振动结构在磁路***中到电磁作用力,其带动振动组件向上运动;当﹢b 等于﹢a,辅助振动结构中的补偿激励电流为0。
对于情况3),当振动组件向上振动时,控制芯片输出与音圈中电流方向相同的补偿激励电流至辅助振动结构中,辅助振动结构在磁路***中受到电磁作用力,其带动振动组件向上运动;当振动组件向下振动时,控制芯片输出与音圈中电流方向相同的补偿激励电流至辅助振动结构中,辅助振动结构在磁路***中到电磁作用力,其带动振动组件向下运动;当-c 等于-a,辅助振动结构中的补偿激励电流为0。
对于情况4),当振动组件向上振动时,控制芯片输出与音圈中电流方向相同的补偿激励电流至辅助振动结构中,辅助振动结构在磁路***中受到电磁作用力,其带动振动组件向上运动;当振动组件向下振动时,控制芯片输出与音圈中电流方向相反的补偿激励电流至辅助振动结构中,辅助振动结构在磁路***中到电磁作用力,其带动振动组件向上运动;当﹢b 等于﹢a,辅助振动结构中的补偿激励电流为0。
辅助振动结构所受的电磁驱动力的大小和方向由输入其中的电流的大小和方向决定。
作为本发明的另一种实施方式,可以设置振动组件振动的允许偏离值。即当振动组件的振幅与设定的标准振幅相比,两者的差值在允许偏离范围内,此时不对振动组件的偏振进行修正。
允许偏离值的设置可以在保证扬声器良好音质的前提下减少对于振动组件的偏振修正次数,进而降低扬声器使用成本。
综上所述,本发明采用的技术方案,通过识别振动组件的振幅生成识别信号,根据识别信号在辅助振动结构中通入能够改善振动组件偏振的辅助信号,有针对性地改善振动组件的偏振情况。辅助振动结构配合使用辅助振动方法对偏振改善效率和改善效果具有明显的提高作用。此技术方案还解决了扬声器的偏振问题及偏振带来的振膜寿命短问题,提高扬声器音质,改善用户体验,延长扬声器的使用寿命。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本发明的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (12)
1.一种发声装置,其特征在于,包括:
振动组件,所述振动组件包括音圈和振膜,所述振膜的边缘固定在所述发声装置中,所述音圈连接于所述振膜上,所述音圈被配置为能通入音频电信号;
磁路***,所述磁路***中形成有磁间隙,所述音圈位于所述磁间隙中,所述磁路***被配置为能对通入音频电信号的所述音圈产生电磁驱动力,以使所述音圈和振膜振动;
至少一个辅助振动结构,所述辅助振动结构包括驱动部,所述驱动部设置在所述振动组件上;
所述驱动部被配置为能通入辅助信号,所述磁路***被配置为能对通入辅助信号的所述驱动部产生电磁驱动力;
所述振动组件还包括定心支片,所述驱动部设置在所述定心支片上;
所述驱动部位于所述音圈的与所述振膜连接的位置处;
或者,所述驱动部位于所述音圈的远离于所述振膜的位置处。
2.根据权利要求1所述的发声装置,其特征在于,所述发声装置包括两个所述辅助振动结构,两个所述辅助振动结构相对于所述音圈的中心呈中心对称分布。
3.根据权利要求1所述的发声装置,其特征在于,所述发声装置包括四个所述辅助振动结构,沿着所述音圈的环形方向,不相邻的两个所述辅助振动结构相对于所述音圈的中心呈中心对称分布。
4.根据权利要求1所述的发声装置,其特征在于,所述驱动部设置在所述音圈上,所述驱动部包括第一包围部,所述第一包围部与所述音圈的侧面连接。
5.根据权利要求4所述的发声装置,其特征在于,所述驱动部还包括第二包围部,所述第二包围部与所述音圈的端面连接,所述第二包围部构成所述第一包围部的翻边结构。
6.根据权利要求1所述的发声装置,其特征在于,所述辅助振动结构还包括至少一个支撑部,所述支撑部固定连接在发声装置中,所述支撑部与所述驱动部连接;所述支撑部被配置为用于向所述驱动部通入辅助信号。
7.根据权利要求6所述发声装置,其特征在于,每个所述辅助振动结构包括两个所述支撑部,两个所述支撑部分别连接在所述驱动部的两端,两个所述支撑部相对于所述驱动部对称设置。
8.根据权利要求6所述的发声装置,其特征在于,所述辅助振动结构具有柔性电路板,所述柔性电路板构成所述支撑部。
9.根据权利要求8所述的发声装置,其特征在于,所述柔性电路板构成所述驱动部的一部分结构,所述柔性电路板的用于构成驱动部的结构上设置有辅助线路,所述柔性电路板被配置为用于向所述辅助线路通入辅助信号。
10.根据权利要求9所述的发声装置,其特征在于,所述柔性电路板被配置为用于向所述音圈通入音频电信号。
11.一种如权利要求1-10任一所述的发声装置的辅助振动方法,其特征在于,包括以下步骤:
启动发声装置振动发声;
识别振动组件在设有辅助振动结构处的振幅,生成识别信号;
控制芯片根据识别信号判断振动组件在设有辅助振动结构处的振幅偏离设定值的程度;
控制芯片根据判断结果输出补偿激励电流至辅助振动结构;
通入补偿激励电流的辅助振动结构与磁路***之间产生电磁作用力,对所述振动组件的振幅形成补偿。
12.根据权利要求11所述的发声装置的辅助振动方法,其特征在于,当振动组件的振幅小于设定值时,控制芯片输出与所述音圈中电流方向相同的补偿激励电流;
或者,当振动组件的振幅大于设定值时,控制芯片输出与所述音圈中电流方向相反的补偿激励电流。
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