一種自適應電子喇叭的製作方法
2023-12-09 11:01:01 2
專利名稱：一種自適應電子喇叭的製作方法
技術領域：
本發明涉及汽車電子喇叭技術領域，更具體地說，涉及一種自適應電子喇叭。
背景技術：
目前，現有的汽車電子喇叭大都採用脈衝發生電路、控制驅動電路，控制電磁線圈的通斷，實現對喇叭膜片的吸合及釋放，發出固定頻率的聲音。要使聲壓級達到最大，需要調整頻率，使膜片工作在其機械諧振頻率上，這在出廠時是調整固定好的。膜片的機械諧振頻率會隨著環境溫度及氣壓強的變化而改變，但是喇叭的頻率在出廠時已經固定，所以當環境溫度或氣壓改變時，喇叭就不是工作在其膜片機械頻率上了，這樣喇叭聲壓級將會嚴重下降。
發明內容
有鑑於此，本發明提供一種自適應電子喇叭，以實現電子喇叭膜片機械諧振頻率的自動檢測，並使喇叭工作在其膜片的機械諧振頻率上，實現電子喇叭在任何環境下的聲壓級最大化。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為:一種自適應電子喇叭，包括:單片機、與所述單片機電連接的喇叭、分別與所述單片機和喇叭電連接的聲壓級採集電路和驅動電路；其中:所述單片機，用於發出掃描脈衝對所述喇叭的喇叭膜片的振動頻率進行掃描，獲取所述喇叭膜片的頻率數據；所述聲壓級採集電路，用於獲取所述喇叭膜片的振動聲壓級，並將所述聲壓級數據發送至所述單片機；所述單片機，用於根據所述頻率數據和所述聲壓級數據計算出諧振頻率，並將所述諧振頻率輸出至所述驅動電路；所述驅動電路，用於根據接收到的所述諧振頻率驅動所述喇叭膜片發出聲音。優選地，所述單片機包括:AD採集模塊、頻率計算模塊和脈衝發生及掃描模塊；其中:所述脈衝發生及掃描模塊，用於發出掃描脈衝對所述喇叭膜片的振動頻率進行掃描，並將獲取的所述喇叭膜片的頻率數據發送至所述頻率計算模塊；所述AD採集模塊，用於獲取所述喇叭膜片的振動聲壓級，並將所述聲壓級數據發送至所述頻率計算模塊；所述頻率計算模塊根據所述頻率數據和所述聲壓級數據計算出所述諧振頻率，並將所述諧振頻率輸出至所述驅動電路。優選地，所述自適應電子喇叭還包括電源晶片；所述電源晶片與所述單片機電連接，為所述單片機提供電源。優選地，所述驅動電路包括:第一電阻、第二電阻、第一電容、電感和NMOS管；其中:所述電感一端與所述電源晶片電連接，另一端與所述NMOS管的漏極電連接，通過所述NMOS管控制所述電感通電時吸合所述喇叭膜片發聲；所述第一電阻和第一電容串聯後並聯在所述電感的兩端，用於吸收所述NMOS管在關閉所述電感時的反向電動勢；所述第二電阻一端與所述單片機電連接，另一端與所述NMOS管的柵極電連接，形成限流電阻保護所述單片機。優選地，所述聲壓級採集電路包括:第三電阻、拾音器和第二電容；其中:所述第三電阻一端與所述電源晶片電連接，另一端與所述拾音器電連接； 所述第二電容一端與所述拾音器電連接，另一端與所述單片機電連接。從上述的技術方案可以看出，本發明公開的一種自適應電子喇叭，通過單片機發出掃描脈衝對喇叭膜片的振動頻率進行掃描獲取到喇叭膜片的頻率數據，同時通過拾音器獲取喇叭膜片的振動聲壓級，並將獲取到的振動聲壓級發送至單片機，單片機根據接收到的頻率數據和聲壓級數據計算出諧振頻率，根據計算出的諧振頻率通過驅動電路驅動喇叭的膜片發出聲音。因此，通過單片機實現了電子喇叭膜片機械諧振頻率的自動檢測，並使喇叭工作在其膜片的機械諧振頻率上，實現電子喇叭在任何環境下的聲壓級最大化。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例公開的一種自適應電子喇叭的結構示意圖；圖2為本發明另一實施例公開的一種自適應電子喇叭的結構示意圖；圖3為本發明公開的一種自適應電子喇叭的電路原理圖；圖4為本發明公開的一種自適應電子喇叭的裝置圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。本發明實施例公開了一種自適應電子喇叭，以實現電子喇叭膜片機械諧振頻率的自動檢測，並使喇叭工作在其膜片的機械諧振頻率上，實現電子喇叭在任何環境下的聲壓級最大化。如圖1所示，一種自適應電子喇叭，包括:單片機101、與單片機101電連接的喇叭102、分別與單片機101和喇叭102電連接的聲壓級採集電路103和驅動電路104 ;其中:單片機101用於發出掃描脈衝對喇叭102膜片的振動頻率進行掃描，獲取喇叭102膜片的頻率數據；
聲壓級採集電路103用於獲取喇叭102膜片的振動聲壓級，並將所述聲壓級數據發送至單片機101 ；單片機101用於根據所述頻率數據和所述聲壓級數據計算出諧振頻率，並將所述諧振頻率輸出至驅動電路104 ；驅動電路104用於根據接收到的所述諧振頻率驅動喇叭102的膜片發出聲音。在上述實施例中，在每次電源給喇叭102供電時，單片機101首先發出掃描脈衝，由高至低調整頻率，調整的頻率範圍在規定的範圍內，對喇叭102膜片的振動頻率由高到低進行掃描，獲取到喇叭102膜片的頻率數據；拾音器103拾取喇叭102膜片的振動聲壓級，將拾取的聲壓級模擬信號輸入至單片機101，單片機101記錄下採集的升壓級數據和頻率數據，根據升壓級數據和頻率數據計算出諧振頻率，聲壓級的最大點就是喇叭102膜片在諧振時的頻率；單片機101將計算出的諧振頻率輸出至驅動電路104，驅動電路104根據接收到諧振頻率驅動喇叭102的膜片振動發出聲音。在上述實施例中，通過單片機實現了電子喇叭膜片機械諧振頻率的自動檢測，並使喇叭工作在其膜片的機械諧振頻率上，實現電子喇叭在任何環境下的聲壓級最大化。本發明的另一實施例還公開了一種自適應電子喇叭，如圖2所示，包括:單片機201、與單片機201電連接的喇叭202、分別與單片機201和喇叭202電連接的聲壓級採集電路203和驅動電路204、與單片機201電連接的電源晶片205 ;其中:單片機201包括AD採集模塊2011、頻率計算模塊2012和脈衝發生及掃描模塊2013 ;其中:脈衝發生及掃描模塊2013用於發出掃描脈衝對喇叭202膜片的振動頻率進行掃描，並將獲取的喇叭202膜片的頻率數據發送至頻率計算模塊2012 ；聲壓級採集電路203用於獲取喇叭202膜片的振動聲壓級，並將獲取的振動聲壓級發送至AD採集模塊2011，AD採集模塊2011用於將所述聲壓級數據發送至頻率計算模塊2012 ；頻率計算模塊2012用於根據所述頻率數據和所述聲壓級數據計算出諧振頻率，並將所述諧振頻率輸出至驅動電路204 ；驅動電路204用於根據接收到的所述諧振頻率驅動喇叭202的膜片發出聲音；電源晶片205與單片機201電連接，為單片機提供電源。如圖3所不,為本發明公開的一種自適應電子喇口八的電路原理圖，具體的，電源正端串聯一隻二極體D1，在電源反接時可以保護整個電路。Ul為NMOS管，驅動電感線圈LI。LI是電感線圈，其纏繞在鐵芯上，形成電磁鐵，通電時去吸合喇叭膜片發聲。第一電阻Rl和第一電容Cl構成吸收回路，吸收在匪OS管Ul關閉時電感LI的反向電動勢，保護NMOS管UI並減少電磁幹擾。U2為單片機，其IO 口 5腳輸出脈衝波形，控制NMOS管Ul的開關。第二電阻R2為限流電阻，保護單片機的IO 口。拾音器U4、第三電阻R3和第二電容C2構成聲音採集電路，拾音器U4採集的聲音通過第二電容C2，把交流聲音信號輸入到單片機的AD採集引腳6進行採集。U3為電源晶片，將12V的電源電壓轉換為5V，供單片機使用。本發明中單片機無需使用外部時鐘，因為每次啟動都會重新計算現有喇叭膜片頻率。電路整個工作過程為，當電源供電時，單片機開始進行初始化工作，初始化完成後，單片機通過IO 口 5腳輸出脈衝信號，頻率由550Hz開始掃描，頻率間隔1Hz，停留時間2ms，終止頻率為350Hz。在停留時由AD埠進行聲壓級的採集，並對採集數據進行計算。在掃描完成後，對計算完的數據進行處理，處理完的數據賦值給脈衝發生寄存器，開啟脈衝輸出，控制NMOS管驅動線圈，發出聲音。數據計算算法為，設採集到的當前聲級信號為S，當前最大聲級為Sm，當前聲級信號序列N，序列計數變量η。設初值Sm=O, N=O, η=0 ；如果S>Sm, Sm=S, N=n ；每次掃描η加I;當掃描結束時，輸出頻率=550_Ν。佔空比設為67%，以增大吸合時的功率。如圖4所示，為本發明公開的一種自適應電子喇叭的裝置圖，具體的，I為動鐵芯，2為線圈，3為靜鐵芯，4為喇叭膜片，5為殼體，6為電路板及電路板盒。線圈2引線端焊接到電路板6，當通電時由於電磁力作用，將動鐵芯I向下吸合，當斷電時動鐵芯由於膜片4的彈力向上彈回，如此不斷的吸合、回彈，使膜片振動產生聲音。拾音器焊接在電路板上，與膜片相對，利於聲音信號米集。NMOS管固定在外殼上，以利於散熱。本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
權利要求
1.一種自適應電子喇叭，其特徵在於，包括:單片機、與所述單片機電連接的喇叭、分別與所述單片機和喇叭電連接的聲壓級採集電路和驅動電路；其中: 所述單片機，用於發出掃描脈衝對所述喇叭的喇叭膜片的振動頻率進行掃描，獲取所述喇叭膜片的頻率數據； 所述聲壓級採集電路，用於獲取所述喇叭膜片的振動聲壓級，並將所述聲壓級數據發送至所述單片機； 所述單片機，用於根據所述頻率數據和所述聲壓級數據計算出諧振頻率，並將所述諧振頻率輸出至所述驅動電路； 所述驅動電路，用於根據接收到的所述諧振頻率驅動所述喇叭膜片發出聲音。
2.根據權利要求1所述的自適應電子喇叭，其特徵在於，所述單片機包括:AD採集模塊、頻率計算模塊和脈衝發生及掃描模塊；其中: 所述脈衝發生及掃描模塊，用於發出掃描脈衝對所述喇叭膜片的振動頻率進行掃描，並將獲取的所述喇叭膜片的頻率數據發送至所述頻率計算模塊； 所述AD採集模塊，用於獲取所述喇叭膜片的振動聲壓級，並將所述聲壓級數據發送至所述頻率計算模塊； 所述頻率計算模塊，用於根據所述頻率數據和所述聲壓級數據計算出所述諧振頻率，並將所述諧振頻率輸出至所述驅動電路。
3.根據權利要求1或2所述的自適應電子喇叭，其特徵在於，還包括電源晶片； 所述電源晶片與所述單片機電連接，為所述單片機提供電源。
4.根據權利要求3所述的`自適應電子喇叭，其特徵在於，所述驅動電路包括:第一電阻、第二電阻、第一電容、電感和NMOS管；其中: 所述電感一端與所述電源晶片電連接，另一端與所述NMOS管的漏極電連接，通過所述NMOS管控制所述電感通電時吸合所述喇叭膜片發聲； 所述第一電阻和第一電容串聯後並聯在所述電感的兩端，用於吸收所述NMOS管在關閉所述電感時的反向電動勢； 所述第二電阻一端與所述單片機電連接，另一端與所述NMOS管的柵極電連接，形成限流電阻保護所述單片機。
5.根據權利要求4所述的自適應電子喇叭，其特徵在於，所述聲壓級採集電路包括 第三電阻、拾音器和第二電容；其中: 所述第三電阻一端與所述電源晶片電連接，另一端與所述拾音器電連接； 所述第二電容一端與所述拾音器電連接，另一端與所述單片機電連接。
全文摘要
本發明公開了一種自適應電子喇叭，包括單片機、與所述單片機電連接的喇叭、分別與所述單片機和喇叭電連接的聲壓級採集電路和驅動電路；其中單片機用於發出掃描脈衝對喇叭膜片的振動頻率進行掃描，獲取喇叭膜片的頻率數據；聲壓級採集電路用於獲取喇叭膜片的振動聲壓級，並將聲壓級數據發送至單片機；單片機用於根據頻率數據和聲壓級數據計算出諧振頻率，並將諧振頻率輸出至驅動電路；驅動電路用於根據接收到的諧振頻率驅動喇叭膜片發出聲音。本發明實現電子喇叭膜片機械諧振頻率的自動檢測，並使喇叭工作在其膜片的機械諧振頻率上，實現電子喇叭在任何環境下的聲壓級最大化。
文檔編號G10K9/12GK103151035SQ20131006233
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月27日 優先權日2013年2月27日
發明者賈春冬 申請人:北京經緯恆潤科技有限公司