專利名稱：音頻放大器和包括音頻放大器的揚(yáng)聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及放大器電路。更具體的，本發(fā)明涉及改進(jìn)的音頻放大器電路和包括了該改進(jìn)的音頻放大器電路的揚(yáng)聲器。
背景技術(shù)：
所有聲音再現(xiàn)系統(tǒng)都使用一些裝置，用于將代表所想要的音頻內(nèi)容的信息轉(zhuǎn)換為可聽見的聲場。已經(jīng)做出了很多努力來提高此類轉(zhuǎn)換器的效率并降低此類轉(zhuǎn)換器的成本。已知了具有調(diào)制的數(shù)字轉(zhuǎn)換級的音頻放大器。然而，這些放大器在各種條件下還保持著低效率，包括在訪問它們來再現(xiàn)小幅度的音頻信號時。
因此，期望提供一種運(yùn)行效率高且低成本的切換放大器。此外，期望提供揚(yáng)聲器和揚(yáng)聲器組件、而不僅利用改進(jìn)的切換放大器來提供改進(jìn)的音頻轉(zhuǎn)換器。

發(fā)明內(nèi)容
在第一方面，本發(fā)明提供了一種音頻放大器，該音頻放大器包括輸入端，用于接收輸入音頻信號；輸出端；調(diào)整器參考信號發(fā)生器，用于與輸入端耦合，其中，該調(diào)整器參考信號發(fā)生器提供與輸入音頻信號相對應(yīng)的電壓調(diào)整器參考信號；電壓調(diào)整器，用于與調(diào)整器參考信號發(fā)生器耦合，其中，該電壓調(diào)整器提供與電壓調(diào)整器參考信號相對應(yīng)的電源信號；補(bǔ)償塊，用于與輸入端耦合，以基于輸入信號來提供調(diào)制控制信號；調(diào)制器，用于與補(bǔ)償塊耦合，其中，該調(diào)制器響應(yīng)調(diào)制控制信號來提供調(diào)制信號；以及輸出級，用于與調(diào)制器和電壓調(diào)整器耦合，其中，輸出級通過將調(diào)制信號與電源信號組合，以在輸出端提供輸出音頻信號。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種放大器，適于使用典型的AC電源(例如，市電)工作。在一個實(shí)施例中，利用主動地網(wǎng)絡(luò)(active groundnetwork)來為推挽式輸出級提供關(guān)于參考地的一對平衡的干線。在另一實(shí)施例中，使干線從參考地偏移，以減小在推挽式輸出級中開關(guān)上的電壓。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種多通道音頻信號放大器，用于放大兩個或更多的音頻通道，其中，每一條通道與一個輸入音頻信號相對應(yīng)，該放大器包括對于每一條通道(i)輸入端，用于為該通道接收輸入音頻信號；(ii)輸出端；(iii)補(bǔ)償塊，用于與該通道的輸入端耦合，以為該通道提供調(diào)制控制信號；(iv)調(diào)制器，用于與該通道的補(bǔ)償塊耦合，以響應(yīng)調(diào)制控制信號，來為該通道提供調(diào)制信號；以及(v)輸出級；調(diào)整器參考信號發(fā)生器，用于與每一條通道的輸入端耦合，其中，調(diào)整器參考信號發(fā)生器提供與具有最大幅度的輸入音頻信號相對應(yīng)的電壓調(diào)整器參考信號；以及電壓調(diào)整器，用于與調(diào)整器參考信號發(fā)生器耦合，其中，該電壓調(diào)整器提供與電壓調(diào)整器參考信號相對應(yīng)的電源信號，其中，每一條通道的輸出級與該通道的調(diào)制器和電壓調(diào)整器連接，其中，每一條通道的輸出級通過將該通道的調(diào)制信號與電源信號合并，在該通道的輸出端處為該通道提供輸出音頻信號。
在另一方面，本發(fā)明提供一種揚(yáng)聲器，包括電氣元件，當(dāng)使用揚(yáng)聲器時，該電氣元件是帶電(electrically live)的，該電氣元件包括音圈；移動元件，該移動元件響應(yīng)由音圈接收到的音頻信號而移動，其中，該移動元件包括振動膜；以及隔離隔柵，安裝在音圈與振動膜之間。
電氣元件還可以包括集成在揚(yáng)聲器內(nèi)的放大器。當(dāng)揚(yáng)聲器安裝到典型的揚(yáng)聲器外殼中時，隔離隔柵禁止在物理上觸及電氣元件。隔離隔柵包括中心隔柵，典型地位于揚(yáng)聲器的防塵蓋之下，或在音圈線圈架內(nèi)。隔離隔柵還包括安裝在音圈線圈架周圍的側(cè)面隔柵。
在另一實(shí)施例中，隔離隔柵包括隔柵凸緣，該隔柵凸緣從揚(yáng)聲器的側(cè)面延伸，以禁止觸及揚(yáng)聲器側(cè)面周圍的電氣元件。
在另一實(shí)施例中，隔離隔柵還可以包括筐隔柵，將該筐隔柵與揚(yáng)聲器筐集成、或安裝到揚(yáng)聲器筐?？鸶魱虐ㄗ銐蛐〉目?，從而防止手指或其它被禁止的物體接觸到電氣元件。
在另一實(shí)施例中，隔離隔柵包括罐形隔柵，該罐形隔柵圍住揚(yáng)聲器的所有電氣元件。
根據(jù)這些實(shí)施例的揚(yáng)聲器可以集成到包括放大器的揚(yáng)聲器組件內(nèi)。
在以下對各種詳細(xì)實(shí)施例的說明過程中，本發(fā)明的這些及其它方面被進(jìn)一步確定并詳細(xì)描述。


現(xiàn)在將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一放大器；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二放大器；圖3示出了在圖2的放大器中的幾個示例性信號；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第三放大器；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第四放大器；圖6示出了在圖5的放大器中的幾個示例性信號；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第五放大器；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的第六放大器；圖9示出了圖8的放大器的幾個信號；圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的第七放大器；圖11示出了圖10的放大器的幾個信號；圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的第八放大器；圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的第九放大器；圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的第十放大器；圖15示出了圖14的放大器的幾個信號；圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的第十一放大器；圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的第十二放大器；圖18是示出根據(jù)本發(fā)明的第一揚(yáng)聲器組件和第一揚(yáng)聲器的截面圖；圖19是示出根據(jù)本發(fā)明的第二揚(yáng)聲器組件和第二揚(yáng)聲器的截面圖；圖20是示出根據(jù)本發(fā)明的第三揚(yáng)聲器組件和第三揚(yáng)聲器的截面圖；圖21是示出根據(jù)本發(fā)明的第四揚(yáng)聲器的截面圖；圖22是示出根據(jù)本發(fā)明的第五揚(yáng)聲器的截面圖；以及圖23是示出根據(jù)本發(fā)明的第六揚(yáng)聲器的截面圖。
在附圖中，本發(fā)明不同實(shí)施例的相同部件一般用相同的參考數(shù)字標(biāo)記來標(biāo)識。
具體實(shí)施例方式
首先參照圖1，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一音頻放大器100。放大器100具有音頻輸入端102，參考信號發(fā)生器104，電壓調(diào)整器106，補(bǔ)償塊108，調(diào)制器110，輸出級112和音頻輸出端114。
在輸入端102處接收輸入音頻信號120。輸入信號120的特定特性將依據(jù)實(shí)現(xiàn)放大器的系統(tǒng)。例如，在一些系統(tǒng)中，輸入信號120可以是具有隨時間變化的幅度和隨時間變化的頻率的1伏峰峰值信號。
參考信號發(fā)生器104在輸入端102與電壓調(diào)整器106之間耦合。配置參考信號發(fā)生器104以處理輸入信號120，并提供與輸入120相對應(yīng)的電壓調(diào)整器參考信號122。例如，可以配置參考信號發(fā)生器104，以將函數(shù)f(n)應(yīng)用于輸入信號120，來產(chǎn)生電壓調(diào)整器參考信號122。在第一示例性實(shí)施例中，參考信號發(fā)生器104將整流、或絕對值函數(shù)應(yīng)用于輸入信號120。電壓調(diào)整器參考信號122是輸入信號120的全波電壓整流形式。
電壓調(diào)整器106接收電壓調(diào)整器控制參考信號122，并提供相應(yīng)的電源信號124。電壓調(diào)整器106可以是任何類型的電壓調(diào)整器，該電壓調(diào)整器可以接收參考信號，并作為響應(yīng)產(chǎn)生一個或多個電壓信號。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，電壓調(diào)整器可以是任何類型的調(diào)整器，例如線性或開關(guān)電源。
典型地，電壓調(diào)整器106將會從電源(在圖1中未示出)接收電能。技術(shù)人員將能夠選擇并配置適當(dāng)?shù)碾妷赫{(diào)整器106。
前向補(bǔ)償塊108與輸入端102耦合，并提供與輸入信號120相對應(yīng)、并與參考信號發(fā)生器104的操作相對應(yīng)的調(diào)制控制信號126。以下對前向補(bǔ)償塊108的操作進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
調(diào)制器110接收調(diào)制控制信號126，并提供與輸入音頻信號120相對應(yīng)的調(diào)制信號128?？梢耘渲谜{(diào)制器110，以提供脈沖寬度調(diào)制信號，脈沖密度調(diào)制信號或另一類型的調(diào)制信號128。
輸出級112接收電源信號124和調(diào)制信號128，將它們組合以在輸出端114處提供輸出音頻信號130。調(diào)制器110和輸出級112具有互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)和操作。
當(dāng)使用放大器時，典型地，諸如揚(yáng)聲器132之類的負(fù)載與輸出端114耦合?？蛇x的，濾波器(未示出)可以在輸出端114與揚(yáng)聲器之間耦合，以在輸出音頻信號130到達(dá)揚(yáng)聲器132之前，對該輸出音頻信號130進(jìn)行平滑或重構(gòu)。
接下來參照圖2和3。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二放大器200。圖3示出了幾個示例性信號。放大器200在輸入端202處接收輸入信號220。參考信號發(fā)生器204提供電壓調(diào)整器參考信號222。響應(yīng)電壓調(diào)整器參考信號222，電源調(diào)整器206產(chǎn)生一對對稱電壓信號正電壓信號224+和負(fù)電壓信號224-。該正負(fù)電壓信號還可以被稱為正負(fù)電壓干線。
前向補(bǔ)償塊208的操作與放大器100的前向補(bǔ)償塊108相類似，并提供調(diào)制控制信號226。調(diào)制控制信號226保持輸入信號的符號，但另外還具有統(tǒng)一的幅度。在圖3的底部，示出了信號226的一部分和調(diào)制信號228及輸出信號230的相應(yīng)部分。調(diào)制信號228是數(shù)字信號。
放大器200具有推挽式輸出級212，該推挽式輸出級212包括反相器240，門驅(qū)動塊224和一對開關(guān)246及248。開關(guān)246在正電壓信號224+和輸出端214之間耦合。開關(guān)248在負(fù)電壓信號224-和輸出端214之間耦合。調(diào)制信號228以由調(diào)制器210產(chǎn)生的原始形式、以及以通過反相器240的反相形式與門驅(qū)動塊244耦合。門驅(qū)動塊244響應(yīng)調(diào)制信號228的原始形式來操作開關(guān)246，從而當(dāng)調(diào)制信號228為高時，輸出端214與正電壓信號224+耦合。門驅(qū)動塊244響應(yīng)調(diào)制信號228的反相形式來操作開關(guān)248，從而當(dāng)調(diào)制信號228為低時，輸出端214與負(fù)電壓信號224-耦合。在可選的實(shí)施例中，僅可以將調(diào)制信號228的原始形式提供給門驅(qū)動塊，以及反相器244可以集成到門驅(qū)動塊內(nèi)。
輸出級212通過根據(jù)調(diào)制信號，將正電壓信號224+和負(fù)電壓信號224-與輸出端214耦合，來產(chǎn)生輸出音頻信號230。輸出音頻信號230是輸入信號220在相應(yīng)時間段內(nèi)的調(diào)制放大形式。
揚(yáng)聲器232可以直接與輸出端214耦合，或可選地，可以在輸出端和揚(yáng)聲器232之間耦合濾波器(未示出)，以平滑輸出音頻信號230。
在根據(jù)本發(fā)明的放大器中，選擇調(diào)制器、電壓調(diào)整器(或多個調(diào)整器，如在以下所述的關(guān)于其它實(shí)施例的多于一個時)和輸出級來共同操作。在放大器200中，推挽式輸出級需要正電壓信號和負(fù)電壓信號，它們由電壓調(diào)整器206產(chǎn)生。開關(guān)246和248可以是晶體管，以及選擇門驅(qū)動塊244，為開關(guān)提供適合的驅(qū)動信號。在該實(shí)施例中，調(diào)制信號228可以是脈沖密度調(diào)制(PDM)、脈沖寬度調(diào)制(PWM)或任何其它類型的調(diào)制信號。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第三放大器300。在放大器300中，參考信號發(fā)生器304和前向補(bǔ)償塊308以與放大器100和200的相應(yīng)部件相同的方式進(jìn)行操作。電壓調(diào)整器306在節(jié)點(diǎn)356處提供電源信號324。
放大器300具有橋式輸出級312。橋式輸出級312包括在橋式配置中的四個開關(guān)346、348、350和352。負(fù)載312在一對輸出端314a和314b之間耦合。開關(guān)346在節(jié)點(diǎn)356和輸出端314a之間耦合。開關(guān)348在節(jié)點(diǎn)356和輸出端314b之間耦合。開關(guān)350在輸出端314a和地之間耦合。開關(guān)352在輸出端314b和地之間耦合。
調(diào)制器310提供一對數(shù)字調(diào)制信號328+和328-，用于控制開關(guān)346-352。調(diào)制信號328+控制開關(guān)346和352。調(diào)制信號328-控制開關(guān)350和354。
在該實(shí)施例中，調(diào)制信號328+和328-是對稱的，這表示它們中的一個是高，另一個是低。在具有橋式輸出級的放大器的另一實(shí)施例中，調(diào)制信號328+和328-可以提供三重控制，該三重控制適用于BD類調(diào)制方案。
當(dāng)調(diào)制信號328+是高時，開關(guān)346和352閉合，開關(guān)348和350打開，以及電流從節(jié)點(diǎn)356經(jīng)過開關(guān)346、輸出端314a，負(fù)載332，輸出端314b和開關(guān)352流到地。當(dāng)調(diào)制信號328-是高時，開關(guān)346和352打開，開關(guān)348和350閉合，以及電流從節(jié)點(diǎn)356經(jīng)過開關(guān)348、端子314b、負(fù)載332、輸出端314a和開關(guān)350流到地。
接下來參照圖5和6。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第四放大器400。圖6示出了在放大器400中產(chǎn)生的幾個示例性信號。將與上述放大器的類似元件相應(yīng)的放大器400的部件以類似的參考數(shù)字來標(biāo)識。參考信號發(fā)生器404接收輸入信號420，并提供電壓調(diào)整器參考信號422。參考信號發(fā)生器404包括在輸入端402和電壓調(diào)整器406之間耦合的整流器418和峰值檢測器419。參考信號發(fā)生器418提供輸入信號420的整流形式421。峰值檢測器419接收輸入信號420的整流形式，并提供與輸入信號420的包絡(luò)相對應(yīng)的電壓調(diào)整器參考信號422。電壓調(diào)整器406提供與整流輸入信號421所輸入的包絡(luò)相對應(yīng)的電源信號424。
可選的延遲塊416在輸入端402和反饋補(bǔ)償塊408之間耦合。延遲塊416提供延遲輸入信號423，該延遲輸入信號423跟蹤輸入信號420，但在時間上被延遲。放大器400使用反饋補(bǔ)償機(jī)制、而不是放大器100，200和300的前饋補(bǔ)償機(jī)制。電源信號424通過定標(biāo)器407與反饋補(bǔ)償塊408耦合。定標(biāo)器407按比例調(diào)整電源信號424以提供按比例調(diào)整的電源信號425。在本實(shí)施例中，反饋補(bǔ)償塊408是除法器。反饋補(bǔ)償塊408產(chǎn)生的調(diào)制控制信號426等于 在根據(jù)本發(fā)明的放大器的實(shí)際實(shí)施例中，隨著通過整流器418，峰值檢測器419和電壓調(diào)整器406來處理輸入信號420，將會在電源信號424和輸入信號420之間引入延遲。延遲塊416用于延遲輸入信號，從而使延遲輸入信號423在時間上與按比例調(diào)整的電源信號425同步(或近似同步)。由延遲塊416引入的延遲還可以考慮到在定標(biāo)器407和放大器的其它相關(guān)部件中的任何延遲。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，相移塊可以在輸入端402與調(diào)整器發(fā)生器404之間耦合。在這種情況下，可以省略延遲塊416。在另一實(shí)施例中，相移塊可以在調(diào)整器參考信號發(fā)生器404與電壓調(diào)整器406之間耦合。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，定標(biāo)器407可以在調(diào)整器參考信號發(fā)生器404與補(bǔ)償塊408之間耦合。
圖6示出了在放大器400中的幾個典型信號。信號未按比例示出。在圖6的頂部，示出了示例性的輸入信號420。電壓調(diào)整器參考信號422(在圖6中未示出)通常跟隨著整流輸入信號421(在圖6中未示出)的包絡(luò)。峰值檢測器419將具有啟動(attack)和釋放特性。下面更詳細(xì)地討論峰值檢測器的這些特性。電壓調(diào)整器406具有轉(zhuǎn)換速率和調(diào)整特性，它們限制了電源信號424跟蹤電壓調(diào)整器參考信號422的精確性。
還示出了相應(yīng)的按比例調(diào)整的電源信號425。
延遲輸入信號423與輸入信號420相對應(yīng)，并略微滯后地跟蹤該輸入信號420。技術(shù)人員將會認(rèn)識到，由于在電源信號中的延遲將會依賴于整流器418，峰值檢測器419和電壓調(diào)整器406的特性，所以延遲塊416的延遲時間段將不會與延遲輸入信號和電源信號精確同步。這些特性可以是幅度和頻率相關(guān)的，結(jié)果，輸入信號的不同分量的延遲可以不同。
調(diào)制控制信號426通過將延遲輸入信號423除以按比例調(diào)整的電源信號425來產(chǎn)生。
調(diào)制控制信號426用于兩個目的。
首先，調(diào)制控制信號426保持了延遲輸入信號的符號。如果放大器實(shí)現(xiàn)推挽式輸出級(如在放大器200(圖2)中所示)，則該符號指示輸出級是應(yīng)處于“推”配置(正電壓信號與輸出端耦合)、還是應(yīng)處于“挽”配置(負(fù)電壓信號與輸出端耦合)。如果放大器實(shí)現(xiàn)橋式輸出級(如在放大器300(圖4)中所示)，則該符號指示電流應(yīng)當(dāng)流經(jīng)負(fù)載的方向?？蛇x地，可以將推挽式或橋式輸出級與在此所述的不同放大器共同使用。
其次，調(diào)制控制信號指示應(yīng)當(dāng)與輸出端耦合的電源信號(或當(dāng)有多個電源干線時的多個電源信號)的比例。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)際系統(tǒng)中，所產(chǎn)生的電源信號將會比所期望的輸出信號430的幅度大，從而在輸出級412中提供了一些凈空(headroom)。例如，如果輸入信號具有0.65伏的幅度，以及所期望的輸出信號具有20伏的幅度，則可以產(chǎn)生具有25伏的幅度的電源信號。產(chǎn)生調(diào)制信號，使得輸出信號的幅度將會是20伏，從而在電源信號與輸出信號之間提供了5伏或20％的凈空。實(shí)際上，調(diào)制信號的占空周期為80％。這個80％的比值可以被認(rèn)為是具有這些示例性特征的放大器的目標(biāo)比值。根據(jù)本發(fā)明的其它放大器可以具有不同的凈空和占空周期目標(biāo)值。
調(diào)制塊將按比例調(diào)整的電源信號與延遲輸入信號的幅度進(jìn)行比較。如果實(shí)際電源信號具有可提供所期望的輸出信號(具有所期望的凈空)的正確幅度，則產(chǎn)生調(diào)制控制信號，從而使調(diào)制信號的占空周期將會具有目標(biāo)比值。
然而，如果電源信號低于所期望的幅度，則調(diào)制控制信號的幅度較大，從而增加調(diào)制信號的占空周期，并補(bǔ)償電源信號的低電平。使用上述示例，如果所期望的輸出信號電平是具有20％凈空的20伏，但電源信號僅有23.5伏的幅度，則調(diào)制信號的占空周期可以增加到85.1％，從而提供具有20伏幅度的輸出信號。在圖6中的450處示出了這種情況的示例。出現(xiàn)這種情況是由于峰值檢測器或電壓調(diào)整器(或二者)在輸入信號的幅值上升時啟動得不夠快。
如果按比例調(diào)整的電源信號低于所期望的幅度，則調(diào)制控制信號的幅度較小，從而減小了調(diào)制信號的占空周期，并補(bǔ)償電源信號的高電平。再次使用上述的示例，如果所期望的輸出信號電平是具有20％凈空的16伏，但電源信號的幅度為22伏(而不是20伏的目標(biāo)幅度)，則調(diào)制信號的占空周期可以減小到72.7％，提供16伏的輸出信號。在圖6中的452處示出了這種情況。如果峰值檢測器緩慢地釋放、或者電壓調(diào)整器的轉(zhuǎn)換速率減緩了電源信號的幅度的減小，則會出現(xiàn)這種情況，從而將電源信號保持在比產(chǎn)生具有所期望幅度的輸出信號所需的電平高的電平上。
考慮以下標(biāo)準(zhǔn)來選擇峰值檢測器的啟動和釋放特性。優(yōu)選地(盡管不是必須地)，峰值檢測器應(yīng)當(dāng)啟動得足夠快，以避免調(diào)制指數(shù)大于1，大于1的調(diào)制指數(shù)將會導(dǎo)致對輸出信號的不期望的限幅。峰值檢測器還應(yīng)當(dāng)釋放得足夠慢，以減小在電源信號中的不期望的音頻頻率分量的出現(xiàn)。在放大器400中，反饋補(bǔ)償機(jī)制提供了一些電源抑制，減小了對于輸出信號的電源提供的不精確和延遲的影響。如果峰值檢測器釋放得太快，則調(diào)整器參考信號會緊跟整流輸入信號，以及電源信號將包括音頻頻率分量。反饋補(bǔ)償機(jī)制可能不能完全對此進(jìn)行補(bǔ)償，這導(dǎo)致了輸出信號中的失真。
本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)在于，電源信號的幅度跟蹤輸出信號的幅度。這可以允許在二者之間的凈空小于在一些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中的凈空，從而增加了放大器的功率效率。峰值檢測器應(yīng)當(dāng)釋放得足夠快，以保持本發(fā)明的這個益處。
在實(shí)際系統(tǒng)中的電源信號還可以具有其它特性，例如，最小幅度或偏移電壓?？梢耘渲脜⒖夹盘柊l(fā)生器或電壓調(diào)整器(或二者)，以實(shí)現(xiàn)這些特性。根據(jù)本發(fā)明的放大器將會能夠產(chǎn)生調(diào)制控制信號，以補(bǔ)償這些特性。在前饋補(bǔ)償配置中，可以對補(bǔ)償塊進(jìn)行編程，以補(bǔ)償這種特性。在反饋補(bǔ)償配置中，當(dāng)將按比例調(diào)整的電源信號與延遲輸入信號進(jìn)行比較以產(chǎn)生調(diào)制控制信號時，補(bǔ)償塊將會補(bǔ)償這種特性。
以單個輸入端和單個輸出端示出了放大器100、200、300、400。本發(fā)明還適于與多通道音頻系統(tǒng)一起使用。接下來參照示出了根據(jù)本發(fā)明的放大器500的圖7。放大器500可以放大五個信號或通道a-e。放大器500具有五個輸入端502a-502e，在這五個輸入端502a-502e處接收五個輸入信號520a-520e(為了清楚，僅示出了與通道a相關(guān)的信號。)。放大器500具有整流器518，該整流器518對輸入信號520的每一個進(jìn)行全波整流，并對信號進(jìn)行二極管相或，以提供整流信號521，該整流信號521在任何時間都具有與具有最高幅度的輸入信號520相對應(yīng)的幅度。峰值檢測器519提供與整流信號521的包絡(luò)相對應(yīng)的電壓調(diào)整器參考信號522。電壓調(diào)整器506提供放大電源信號524，該電源信號524與每條通道的輸出級512耦合。
對于每條通道，存在延遲塊516、反饋補(bǔ)償器508、調(diào)制器510、輸出級512和輸出端514，它們以與如上描述的關(guān)于放大器(圖5)所述相同的方式，對該通道的輸入信號進(jìn)行操作。
電壓調(diào)整器506產(chǎn)生具有足夠幅度的電源信號，以產(chǎn)生具有最高幅度(以及典型地，與具有最高幅度的輸入信號相對應(yīng))的輸出信號(524a至524e)。典型地，剩余的輸出信號將會具有較小的幅度(與具有相對較小幅度的輸入信號相對應(yīng))。為了使這易于實(shí)施，反饋補(bǔ)償塊508為每條通道產(chǎn)生調(diào)制控制信號526，該調(diào)制控制信號526反映了該通道的輸出信號524的所期望的幅度和符號。每條通道的調(diào)制器510產(chǎn)生與該通道的調(diào)制控制信號526相對應(yīng)的調(diào)制信號528。如上關(guān)于放大器400所述，每條通道的調(diào)制控制信號526會指引調(diào)制器510來產(chǎn)生具有適當(dāng)占空周期的調(diào)制信號528，來為該通道的輸出信號530提供所期望的幅度。
放大器500是可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的多通道放大器的一個示例。上述及以下其它放大器也可以用于實(shí)現(xiàn)多通道放大器。
接下來參照圖8，圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個放大器600(在圖8和隨后的附圖中，不再示出與在前示出并說明了的信號相對應(yīng)的信號。)。放大器600包括參考信號發(fā)生器604和電壓調(diào)整器606，該電壓調(diào)整器606操作以產(chǎn)生電源信號624?？梢杂门c放大器300或400的參考信號發(fā)生器相同的方式來構(gòu)建參考信號發(fā)生器604。放大器600包括反饋補(bǔ)償塊608，以產(chǎn)生調(diào)制控制信號626。反饋補(bǔ)償塊608接收延遲輸入信號623和輸出音頻信號630，并產(chǎn)生調(diào)制控制信號626，該調(diào)制控制信號626等于調(diào)制控制信號626＝∫(延遲輸入信號623-輸出信號630)dt.
圖9示出了示例性調(diào)制控制信號626和相應(yīng)的調(diào)制信號628。調(diào)制器610通過將調(diào)制控制信號626與可以為0的閾值進(jìn)行比較，來產(chǎn)生調(diào)制信號628。當(dāng)調(diào)制控制信號大于該閾值時，調(diào)制器610產(chǎn)生具有正脈沖的調(diào)制信號628。與此相反，當(dāng)調(diào)制控制信號小于該閾值時，調(diào)制器610產(chǎn)生具有負(fù)脈沖的調(diào)制信號628。由調(diào)制器產(chǎn)生的實(shí)際的調(diào)制信號將依據(jù)為放大器所選擇的調(diào)制技術(shù)。在放大器600中，基于輸出音頻信號630、而不是電源信號628，來產(chǎn)生調(diào)制控制信號626。這允許了在輸出音頻信號630中的不精確性，該輸出音頻信號630可以由輸出級612引導(dǎo)，以通過包括反饋補(bǔ)償塊608的反饋補(bǔ)償環(huán)路來補(bǔ)償。此外，該實(shí)施方式會比除法器更易于實(shí)現(xiàn)，并且在調(diào)制器610中無需有斜坡。
接下來參照圖10，圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個放大器700。放大器700也使用反饋補(bǔ)償機(jī)制來產(chǎn)生調(diào)制信號728。延遲輸入信號723由延遲塊716產(chǎn)生。輸出音頻信號730通過積分器732積分來產(chǎn)生積分輸出信號734。積分輸出信號通過定標(biāo)器736來按比例調(diào)整，以產(chǎn)生按比例調(diào)整的積分輸出信號738。選擇定標(biāo)器736的比例因子K，以將積分輸出信號734的幅度減小到適于與延遲輸入信號723進(jìn)行比較的幅度。加法器產(chǎn)生的調(diào)制控制信號726等于調(diào)制控制信號726＝延遲輸入信號723-K∫輸出信號730dt.
配置調(diào)制器710以將調(diào)制控制信號726與在調(diào)制器內(nèi)部產(chǎn)生的三角波740(或鋸齒波)進(jìn)行比較。當(dāng)調(diào)制控制信號大于三角波740時，產(chǎn)生正脈沖。當(dāng)調(diào)制控制信號小于三角波740時，產(chǎn)生負(fù)脈沖。如上所述，調(diào)制信號728的形式將由為特定放大器選擇的調(diào)制方案來規(guī)定。在圖11中示出了調(diào)制控制信號726、三角波740和調(diào)制信號728的調(diào)制指數(shù)。
放大器700包括全波整流器718和單個電源調(diào)整器706?？梢耘渲秒娫凑{(diào)整器706來產(chǎn)生對稱的正負(fù)電源信號，以與推挽式輸出級(如在放大器200(圖2)中所示的)一起使用；或者如果放大器包括橋式輸出級(在放大器300(圖4)中所示的)，則產(chǎn)生單個電源信號。
接下來參照圖12，圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的放大器800，其中，產(chǎn)生了與推挽式輸出級一起使用的獨(dú)立的正和負(fù)電源信號。
放大器800包括兩個半波整流器804+和804-。整流器804+在輸入端802和電壓調(diào)整器806+之間耦合。整流器804+對在輸入端802處接收的輸入信號820進(jìn)行半波整流，并提供與輸入信號820的正半波相對應(yīng)的正調(diào)整器參考信號822+。整流器804-與此類似地向電壓調(diào)整器806-產(chǎn)生與輸入信號820的負(fù)半波相對應(yīng)的負(fù)調(diào)整器參考信號822-。
電壓調(diào)整器806+產(chǎn)生正電源信號824+，該正電源信號824+通過開關(guān)846與輸出端814耦合。正電源信號824+與正調(diào)整器參考信號822+相對應(yīng)，因此包括一系列正向半波。
電壓調(diào)整器806-與此類似地產(chǎn)生負(fù)電源信號824-，該負(fù)電源信號824-通過開關(guān)848與輸出端814耦合。負(fù)電源信號824-與負(fù)調(diào)整器參考信號822-相對應(yīng)，因此包括一系列負(fù)向半波。
延遲塊816和反饋補(bǔ)償塊808以與放大器500(圖7)的延遲塊516和反饋補(bǔ)償塊508相同的方式進(jìn)行操作。調(diào)制器810產(chǎn)生調(diào)制信號828，該調(diào)制信號828用于通過門驅(qū)動電路844來控制開關(guān)846和848，如以上關(guān)于放大器300(圖4)所述。
已經(jīng)在沒有用于電壓調(diào)整器的電源提供的細(xì)節(jié)的情況下示出了放大器100-800。
根據(jù)本發(fā)明的放大器可以實(shí)現(xiàn)為獨(dú)立揚(yáng)聲器的一部分，例如有源亞低音揚(yáng)聲器。接下來參照圖13，圖13示出了適用于獨(dú)立揚(yáng)聲器的放大器電路900。
放大器900在輸入端902處接收輸入信號920。安全隔離塊903在輸入端902和節(jié)點(diǎn)905之間耦合。安全隔離塊903在輸入端902和節(jié)點(diǎn)905之間提供物理隔離?？梢允褂霉飧綦x、RF隔離、隔離變壓器或任何其它用于物理隔離在電路中的兩個節(jié)點(diǎn)的技術(shù)，在安全隔離塊903中提供安全隔離。安全隔離塊903在節(jié)點(diǎn)905處提供隔離輸入信號(未示出)。
由電壓調(diào)整器參考信號發(fā)生器904來接收隔離輸入信號，電壓調(diào)整器參考信號發(fā)生器904向電壓調(diào)整器906提供電壓調(diào)整器參考信號922。電壓調(diào)整器906從DC電源955接收電能。DC電源955可以通過插頭954插入典型的AC市電電源(或另一種AC電源)。DC電源955對由AC電源提供的AC電源信號進(jìn)行整流，并通過節(jié)點(diǎn)956和957向電壓調(diào)整器906提供DC整流電源。電壓調(diào)整器906響應(yīng)參考信號922，在節(jié)點(diǎn)958處提供電源信號924。當(dāng)跨接節(jié)點(diǎn)958和957測量時，電源信號924具有兩倍于在輸出端912處的輸出信號930的所期望幅度的幅度(加上任意凈空并考慮到峰值檢測器和電壓調(diào)整器的特性)。
延遲塊916在節(jié)點(diǎn)905和反饋補(bǔ)償塊908之間耦合。包括積分器933、定標(biāo)器938和反饋補(bǔ)償塊908的反饋補(bǔ)償環(huán)路按照以上關(guān)于放大器700(圖10)的所述來進(jìn)行操作，以向調(diào)制器910提供調(diào)制控制信號926。調(diào)制器910響應(yīng)調(diào)制控制信號926，來提供調(diào)制信號928。由包括門驅(qū)動塊944和一對開關(guān)946和948的推挽式輸出級912來接收調(diào)制信號928。門驅(qū)動塊944響應(yīng)調(diào)制信號928的原始形式來操作開關(guān)946，并響應(yīng)在門驅(qū)動塊內(nèi)部產(chǎn)生的調(diào)制信號928的反相形式來操作開關(guān)948。
推挽式輸出級912在端子912處提供輸出信號930。揚(yáng)聲器932在端子912和參考節(jié)點(diǎn)959之間耦合。將節(jié)點(diǎn)959指定為放大器900的參考地，從而相對于參考地來有效地分割電源信號924，并允許輸出級以推挽式配置進(jìn)行操作。
放大器900還包括主動地電路960。主動地電路960包括在節(jié)點(diǎn)958和957之間耦合的一對等值電阻961和962。加法器963在電阻之間的節(jié)點(diǎn)964處耦合。電阻961和962分割電源信號，以在節(jié)點(diǎn)964處提供參考地的參考中點(diǎn)。加法器963還在節(jié)點(diǎn)959處與參考地耦合，并提供與在節(jié)點(diǎn)964處的電壓和參考地之間的差值相等的差錯信號。門驅(qū)動塊965響應(yīng)該差錯信號來操作一對開關(guān)，該對開關(guān)通過濾波器968，將節(jié)點(diǎn)958或節(jié)點(diǎn)957與節(jié)點(diǎn)959處的參考地耦合。門驅(qū)動塊965可以以鋸齒波或三角波發(fā)生器和比較器來實(shí)現(xiàn)。鋸齒波或三角波以參考地為中心。如果參考地具有高于在節(jié)點(diǎn)964處的參考點(diǎn)的電壓，則通過閉合開關(guān)967，將參考地拉向在節(jié)點(diǎn)957處的低電壓。與此相反，如果參考地具有低于在節(jié)點(diǎn)964的參考點(diǎn)的電壓，則通過閉合開關(guān)966來增加參考地的電壓。通過這個過程，主動地電路960主動地將參考地保持在節(jié)點(diǎn)958和957處電壓之間的中心。
在具有推挽式輸出級(例如，輸出級912)的放大器中，在任何時間點(diǎn)只有一個開關(guān)(開關(guān)946或948)是閉合的，以及只有一個電源干線(在節(jié)點(diǎn)958或節(jié)點(diǎn)957處)與負(fù)載(揚(yáng)聲器932)連接。沒有與負(fù)載連接的電源干線會由于充電而增大量值。主動地電路960緩和了該影響。參考地不是固定的，而是移向正負(fù)電壓干線之間的中心。通過在兩個干線之間的等分，有效地消除了充電電流。
接下來參照圖14，圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個放大器1000，該放大器1000可以由外部AC電源供電。
放大器1000沒有主動地電路。作為代替，開關(guān)1066與開關(guān)1048一起切換。開關(guān)1067與開關(guān)1046一起切換。如下所述，這具有偏移節(jié)點(diǎn)1059處的參考地的效果。在圖14中，門驅(qū)動塊1044被示為直接與開關(guān)1066和1067耦合。在可選實(shí)施例中，可以為開關(guān)1066和1067提供獨(dú)立的門驅(qū)動塊。獨(dú)立的門驅(qū)動塊可以由門驅(qū)動塊1044的輸出、或由調(diào)制器1010產(chǎn)生的調(diào)制信號1028來驅(qū)動。
還參照圖15，圖15示出了該偏移的效果。圖15示出了在節(jié)點(diǎn)1058處的電壓V1058、在節(jié)點(diǎn)1057處的電壓V1057、在輸出端1014處測量的輸出信號1030的幅值和在輸入端1002處測量的輸入信號1020的幅值。相對于在節(jié)點(diǎn)1059處的參考地來測量這些信號中的每一個。
如在時間段1070期間所示，為了產(chǎn)生正向輸出信號，輸出端1014與在節(jié)點(diǎn)1058處的電源信號1024耦合的時間比輸出端1014與節(jié)點(diǎn)1057耦合的時間長。這通過將開關(guān)1046比開關(guān)1048閉合的時間更長來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)開關(guān)1046閉合時，開關(guān)1067也閉合。閉合開關(guān)1067具有減小跨過電容器1072的電壓的作用。在圖15中，這通過V1057上升到在節(jié)點(diǎn)1059的參考地來示出。同時，跨過電容器1071的電壓增大(這是由于在節(jié)點(diǎn)1058和1057之間的電位由音頻輸出信號1024的幅度來確定)。這通過V1058相對于參考地上升來示出。
與此相反，當(dāng)開關(guān)1048閉合時，開關(guān)1066閉合，以及開關(guān)1067斷開。這在時間段1071期間示出。在節(jié)點(diǎn)1058和1057處的電壓偏移到相對于參考地更低的電壓。
通過與輸出信號1030同步地偏移在節(jié)點(diǎn)1058和1057處的電壓，可以產(chǎn)生具有較大電壓擺動的輸出信號，以及相應(yīng)地更大的功率輸出，該功率輸出比若在節(jié)點(diǎn)1058和1057處的電壓相對于在節(jié)點(diǎn)1059處的參考地對稱的可能輸出大。典型地，開關(guān)1046和1048將會以功率晶體管來實(shí)現(xiàn)。
放大器1000還緩和了充電的問題，并以高達(dá)系數(shù)2的比例減小在晶體管1046、1048、1066和1067上的電壓。
其它控制方案也可以用于控制開關(guān)1066和1067的操作，以偏移在節(jié)點(diǎn)1058和1057處的電壓。
接下來參照圖16，圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個放大器1100。放大器1100具有推挽式輸出級1112，并使用上述關(guān)于放大器400(圖5)所述的反饋補(bǔ)償方案。放大器1100具有電壓調(diào)整器1106，該電壓調(diào)整器1106從在插頭1154處的AC電源接收AC電源信號。AC電源通過整流器1155整流以提供DC電源信號。開關(guān)1181接收DC電源信號，并向變壓器1182提供調(diào)整后的DC電源信號。變壓器1182具有分離的第二繞組，并通過正向半波整流器1184+和開關(guān)1185+提供正電壓干線1183+。變壓器1183還通過負(fù)向半波整流器1184-和開關(guān)1185-提供負(fù)電壓干線1183-。正電壓干線1183+和負(fù)電壓干線1183-通過一對濾波電容器1190+和1190-耦合。
通過反饋環(huán)路來調(diào)整干線1183+和1183-的電壓。通過反相器1186，對負(fù)電壓干線進(jìn)行反相，以及反相的負(fù)干線與正干線通過二極管1187和1188進(jìn)行二極管相或。兩個干線中較低的一個與由調(diào)整器參考信號發(fā)生器1104產(chǎn)生的調(diào)整器參考信號1122進(jìn)行比較，以提供電壓干線差錯信號1189。電壓干線差錯信號1189用于控制開關(guān)1181，從而調(diào)整在干線1183+和1183-上的電壓。差錯信號可以經(jīng)過光耦合器或RF耦合器(未示出)來提供輸入端和輸出端與插頭1154的物理隔離。可選地，從差錯信號產(chǎn)生的門控制信號可以通過隔離機(jī)制，與開關(guān)1181耦合。
在使用中，只有正電壓干線1183+或負(fù)電壓干線1183-中的一個將會與輸出端1114和負(fù)載1132耦合。隨著由于電源電路的非理想特性(例如，在變壓器中的泄漏電感、變壓器的DC電阻和其它因素)而對相應(yīng)電容器1190進(jìn)行充電，在沒有加載的干線1183上的電壓會有上升的趨勢。開關(guān)1185用于對此進(jìn)行處理。正電壓干線1183+與比較器1191+耦合，該比較器1191+將正電壓干線1183+上的電壓與最大電壓Vmax+進(jìn)行比較。如果在正電壓干線上的電壓超過最大電壓，則比較器打開開關(guān)1185，阻斷流向電容器1190+的電流，并將正電壓干線上的電壓限制為Vmax+。類似地，在負(fù)電壓干線1183-上的電壓通過比較器1191-限制到最小電壓Vmax-。
通過限制在沒有與負(fù)載耦合的干線上的電壓，放大器1100允許在變壓器1181的初級側(cè)處的單個控制點(diǎn)用于調(diào)整在正和負(fù)電壓干線上的電壓。
還可以使用其它技術(shù)來限制在正和負(fù)電壓干線上的電壓。例如，電壓鉗位電路可以在每個電壓干線與地之間耦合；跨接調(diào)整器可以用于從一個干線向另一個傳遞電流，或者可以將線性或后置調(diào)整器插入每個電壓干線與輸出級1112之間，以限制在干線上的電壓。此外，主動地電位電路960(圖13)可以用于同樣的目的。這些可選方案還允許將電感器與每個電壓干線各自的整流器1184與電容器1190之間耦合，這在一些電壓調(diào)整方案中是所期望的。
接下來參照圖17，圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個放大器1200。放大器1100的電壓調(diào)整器可以與其它類型的放大器一起使用。放大器1200包括與電壓調(diào)整器1106相同的電壓調(diào)整器1206，因此沒有詳細(xì)示出。電壓調(diào)整器1206用于向線性放大器1212供電。放大器1212包括模擬驅(qū)動級1292和包括一對晶體管1294和1295的輸出級1293。模擬驅(qū)動級1292從延遲塊1216接收延遲輸入信號，并響應(yīng)該延遲輸入信號來驅(qū)動晶體管。放大器1200不包括補(bǔ)償塊。
接下來參照圖18，圖18示出了包括放大器900的揚(yáng)聲器組件1300(圖13)。揚(yáng)聲器組件1300包括揚(yáng)聲器932，與輸出端914和參考地959跨接耦合。放大器的輸入端902安裝在揚(yáng)聲器組件1300的外殼1302上。還示出了插頭954，該插頭954通過軟線1304與放大器900的剩余部分耦合。不單獨(dú)示出放大器900的剩余部分。
揚(yáng)聲器932包括安裝到揚(yáng)聲器組件外殼1302的筐1306。揚(yáng)聲器932的部件安裝在筐1304上。揚(yáng)聲器932包括平臺1308，在其上安裝了磁體1310。揚(yáng)聲器932具有振動膜1312和防塵蓋1314。振動膜1312與音圈線圈架1316耦合，在音圈線圈架1316上纏繞了音圈1318。音圈的末端終止于音圈引線1320和1322。音圈引線與輸出端914和節(jié)點(diǎn)959耦合，以接收由放大器900產(chǎn)生的輸出信號930(圖13)。外伸支架1324支撐揚(yáng)聲器932的移動部件，該移動部件包括振動膜1312、防塵蓋1314、音圈線圈架1316和音圈1318。揚(yáng)聲器932響應(yīng)輸出信號930，以傳統(tǒng)方式進(jìn)行操作。
如上所述，安全隔離塊903(圖9)將輸入端902與墻壁插頭954物理隔離。典型地，電氣安全管理機(jī)制要求這種隔離。典型地，此類管理機(jī)制還要求揚(yáng)聲器組件必須包括物理安全隔柵，該物理安全隔柵防止了從揚(yáng)聲器932的外部到音圈1316的物理接觸、以及對揚(yáng)聲器組件1300內(nèi)的其它帶電元件的物理接觸。圖19示出了用于完成以上所述的方法。障礙隔柵1326安裝在揚(yáng)聲器外殼1302上，以防止對揚(yáng)聲器組件1300內(nèi)部的物理接觸。在障礙隔柵1326中的開口做得足夠小，以使手指和其它物體(典型地，這由電氣安全管理機(jī)制指定)不能到達(dá)在揚(yáng)聲器部件1300內(nèi)的帶電部件。
接下來參照圖19，圖19示出了根據(jù)本發(fā)明的另一方面的另一個揚(yáng)聲器組件1400。也用放大器900來說明揚(yáng)聲器組件1400。揚(yáng)聲器組件1400包括根據(jù)本發(fā)明制作的揚(yáng)聲器1405。揚(yáng)聲器組件1400不包括障礙隔柵。作為代替，揚(yáng)聲器組件1400包括隔離隔柵，該隔離隔柵包括中央隔柵1430和側(cè)面隔柵1432。中央隔柵1430安裝在位于防塵蓋1414之下的平臺1408上。中央隔柵1430的外邊緣與音圈線圈架1416的內(nèi)部相鄰。側(cè)面隔柵1432圍繞著音圈線圈架1416。優(yōu)選地、盡管不是必須地，在中央隔柵與音圈線圈架之間、以及在側(cè)面隔柵與音圈線圈架之間的空間比由電氣安全管理機(jī)制設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)所允許的小。側(cè)面隔柵1432安裝到筐1406的筐底部。側(cè)面隔柵1432具有延伸超過筐1406底部的隔柵凸緣1436。
在揚(yáng)聲器1405中，音圈線圈架由不導(dǎo)電材料制成。
音圈引線1420和1422位于側(cè)面隔柵之下。音圈引線1420和1422通過導(dǎo)線1440和1442與放大器耦合。在根據(jù)本發(fā)明的揚(yáng)聲器的另一個實(shí)施例中，音圈引線可以集成到外伸支架1424內(nèi)，該外伸支架1424也在側(cè)面隔柵1432之下。揚(yáng)聲器1405包括第二可選的外伸支架1450，該第二可選的外伸支架1450輔助支撐揚(yáng)聲器的移動部件。
揚(yáng)聲器1405包括可選的EMI屏蔽1444。依據(jù)將會使用此類揚(yáng)聲器的應(yīng)用，根據(jù)本發(fā)明的揚(yáng)聲器的其它實(shí)施例可以不包括EMI屏蔽。
中央隔柵1430和側(cè)面隔柵1432禁止手指或其它物體穿過防塵蓋或振動膜并觸及音圈引線、音圈或揚(yáng)聲器1405或揚(yáng)聲器組件1400的其它帶電元件。
隔柵凸緣1436有助于禁止人通過筐并接觸到任何帶電元件。隔柵凸緣是可選的，并且可以不包括在根據(jù)本發(fā)明的包含了隔離隔柵的一些揚(yáng)聲器中。
接下來參照圖20，圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個揚(yáng)聲器組件1500和另一個揚(yáng)聲器1505。揚(yáng)聲器1500不具有EMI屏蔽。揚(yáng)聲器1500的隔離隔柵包括中央隔柵1530和側(cè)面隔柵1432。然而，側(cè)面隔柵不包括隔柵凸緣。揚(yáng)聲器1505具有筐隔柵1552?？鸶魱?552可以作為筐1506的一部分而整體形成、或者可以安裝到筐1506上?？鸶魱?552包含孔1556，該孔1556允許空氣隨振動膜1412移動而移動經(jīng)過筐隔柵。然而，孔1556足夠小，以致于手指和由安全管理機(jī)制標(biāo)識的其它物體不能通過筐隔柵接觸到揚(yáng)聲器組件1500的帶電部件。
揚(yáng)聲器組件1500還包括可選的安全插頭1560。延長電線用于將電能提供給安全插頭1560。
接下來參照圖21，圖21示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個揚(yáng)聲器1605。揚(yáng)聲器1605包括隔離隔柵，該隔離隔柵包括中央隔柵1630和側(cè)面隔柵1632。揚(yáng)聲器1605的隔離隔柵還包括罐形隔柵1670，該罐形隔柵1670環(huán)繞揚(yáng)聲器1605的底部延伸。揚(yáng)聲器1605的所有帶電元件被隔離隔柵所包圍。揚(yáng)聲器1605具有安全插頭1670，揚(yáng)聲器1605在安全插頭1670處接收電能。揚(yáng)聲器1605還具有輸入端1672，該輸入端1672與集成在揚(yáng)聲器內(nèi)的放大器900的輸入端902耦合。
已經(jīng)用放大器900來示出了揚(yáng)聲器組件1400和1500。這些揚(yáng)聲器組件可以與任何放大器一起使用，包括沒有在此描述的、使用了隔離隔柵或筐隔柵、或者使用二者的放大器。此外，揚(yáng)聲器1400和1500可以與其它放大器和揚(yáng)聲器組件一起使用，以提供隔離隔柵或筐隔柵或二者的益處。類似地，揚(yáng)聲器1605可以與另一放大器和任何揚(yáng)聲器組件一起使用。在揚(yáng)聲器1400，1500和1600中的每一個中，隔離隔柵(或隔離隔柵的至少一部分)位于揚(yáng)聲器的音圈和其它移動元件之間。
接下來參照圖22，圖22示出了根據(jù)本發(fā)明的揚(yáng)聲器1805的一部分。示出了部分音圈線圈架1816、音圈1818、磁體1810和防塵蓋1814。還示出了安裝在音圈線圈架1816內(nèi)的內(nèi)部絕緣體1880和安裝在音圈線圈架之外的外部絕緣體1882。內(nèi)部絕緣體1880和外部絕緣體1882與音圈線圈架1816在空間上隔開。在內(nèi)部和外部絕緣體之間形成絕緣體間隙1886。該間隙小于音圈的厚度1888，從而防止了音圈被拉出絕緣體間隙。揚(yáng)聲器1805減小了人將揚(yáng)聲器的音圈拉出揚(yáng)聲器從而露出帶電音圈的機(jī)會。
接下來參照圖23，圖23示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個揚(yáng)聲器1905。揚(yáng)聲器1905與揚(yáng)聲器1805相類似，以及還包括安裝在音圈線圈架上的阻擋環(huán)1890。優(yōu)選地，阻擋環(huán)由不導(dǎo)電材料制成。阻擋環(huán)的厚度1892也大于絕緣體間隙1986。在揚(yáng)聲器1805中，音圈能被分解并以多片或線束或?qū)Ь€形式拉過絕緣體間隙。通過提供禁止音圈到達(dá)絕緣體間隙的內(nèi)部障礙物，阻擋環(huán)1892有助于防止以上情況。
揚(yáng)聲器1805和1905的小絕緣體間隙和阻擋環(huán)可以與揚(yáng)聲器1400、1500、1600和1700、以及與不包括隔離隔柵的揚(yáng)聲器一起使用。
在此僅通過示例來說明了本發(fā)明?？梢詫@些示例性實(shí)施例做出各種修改和變化，而不會脫離本發(fā)明的精神和范圍，其僅由所附的權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種音頻信號放大器，包括(a)輸入端，用于接收輸入音頻信號；(b)輸出端；(c)調(diào)整器參考信號發(fā)生器，所述調(diào)整器參考信號發(fā)生器與所述輸入端耦合，其中，所述調(diào)整器參考信號發(fā)生器提供與所述輸入音頻信號相對應(yīng)的電壓調(diào)整器參考信號；(d)電壓調(diào)整器，所述電壓調(diào)整器與所述調(diào)整器參考信號發(fā)生器耦合，其中，所述電壓調(diào)整器提供與所述電壓調(diào)整器參考信號相對應(yīng)的電源信號；(e)補(bǔ)償塊，所述補(bǔ)償塊與所述輸入端耦合，以基于所述輸入信號來提供調(diào)制控制信號；(f)調(diào)制器，所述調(diào)制器與所述補(bǔ)償塊耦合，其中，所述調(diào)制器響應(yīng)所述調(diào)制控制信號來提供調(diào)制信號；以及(g)輸出級，所述輸出級與所述調(diào)制器和所述電壓調(diào)整器耦合，其中，所述輸出級通過將所述調(diào)制信號與所述電源信號組合，以在所述輸出端處提供輸出音頻信號。
2.如權(quán)利要求1所述的音頻放大器，其中，所述補(bǔ)償塊是前饋補(bǔ)償器。
3.如權(quán)利要求1所述的音頻放大器，其中，所述補(bǔ)償塊是反饋補(bǔ)償器，以及還與所述電壓調(diào)整器耦合，以基于所述輸入信號和所述電源信號來提供所述調(diào)制控制信號。
4.如權(quán)利要求1所述的音頻放大器，其中，所述補(bǔ)償塊是反饋補(bǔ)償器，以及還與所述輸出端耦合，以基于所述輸入信號和所述輸出音頻信號來提供所述調(diào)制控制信號。
5.如權(quán)利要求4所述的音頻放大器，其中，所述補(bǔ)償塊包括積分器，以及通過對所述輸入信號與所述輸出信號之間差值進(jìn)行積分，來提供所述調(diào)制控制信號。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的音頻放大器，還包括延遲塊，所述延遲塊在所述輸入端與所述調(diào)制器之間耦合，以向所述調(diào)制器提供所述輸入信號的延遲形式，以及其中，所述調(diào)制器基于所述輸入信號的延遲形式來產(chǎn)生所述調(diào)制信號。
7.如權(quán)利要求1所述的音頻放大器，其中，所述調(diào)整器參考信號發(fā)生器包括整流器，以及所述電壓調(diào)整器參考信號是所述輸入音頻信號的整流形式。
8.如權(quán)利要求1所述的音頻放大器，其中，所述調(diào)整器參考信號發(fā)生器包括整流器和峰值檢測器，以及所述電壓調(diào)整器參考信號與所述輸入音頻信號的整流形式的包絡(luò)相對應(yīng)。
9.如權(quán)利要求1所述的音頻放大器，其中，所述輸出級是推挽式輸出級，以及所述電壓調(diào)整器響應(yīng)所述電壓調(diào)整器參考信號來產(chǎn)生對稱的正負(fù)電源信號，以及所述正負(fù)電源信號與所述推挽式輸出級跨接耦合。
10.如權(quán)利要求9所述的音頻放大器，其中，所述輸出級還包括門驅(qū)動塊，用于接收所述調(diào)制信號，以及用于交替地將所述正負(fù)電源信號與所述輸出端耦合。
11.如權(quán)利要求3所述的音頻放大器，還包括電源信號定標(biāo)器，所述電源信號定標(biāo)器在所述電壓調(diào)整器與所述反饋補(bǔ)償器之間耦合，用于向所述反饋補(bǔ)償器提供所述電源信號的按比例調(diào)整形式。
12.如權(quán)利要求11所述的音頻放大器，其中，所述反饋補(bǔ)償器是除法器，以及所述反饋補(bǔ)償器通過將所述輸入信號除以所述電源信號的按比例調(diào)整形式，來提供所述調(diào)制控制信號。
13.如權(quán)利要求11所述的音頻放大器，還包括延遲塊，所述延遲塊在所述輸入端與所述調(diào)制器之間耦合，以向所述調(diào)制器提供所述輸入信號的延遲形式，以及所述調(diào)制器基于所述輸入信號的延遲形式和所述電源信號，來產(chǎn)生所述調(diào)制信號，以及所述反饋補(bǔ)償器是除法器，以及所述反饋補(bǔ)償器通過將所述輸入信號的延遲形式除以所述電源信號的按比例調(diào)整形式來提供所述調(diào)制控制信號。
14.一種多通道音頻信號放大器，用于放大兩個或多個音頻通道，其中，每條通道與一個輸入音頻信號相對應(yīng)，所述放大器包括(a)對于每條通道(i)輸入端，用于為該通道接收輸入音頻信號；(ii)輸出端；(iii)補(bǔ)償塊，所述補(bǔ)償塊與所述通道的所述輸入端耦合，來為所述通道提供調(diào)制控制信號；(iv)調(diào)制器，所述調(diào)制器與所述通道的補(bǔ)償塊耦合，以響應(yīng)所述調(diào)制控制信號，來為所述通道提供調(diào)制信號；以及(v)輸出級(b)調(diào)整器參考信號發(fā)生器，所述調(diào)整器參考信號發(fā)生器與每條通道的所述輸入端耦合，其中，所述調(diào)整器參考信號發(fā)生器提供與具有最大幅度的所述輸入音頻信號相對應(yīng)的電壓調(diào)整器參考信號；以及(c)電壓調(diào)整器，所述電壓調(diào)整器與所述調(diào)整器參考信號發(fā)生器耦合，其中，所述電壓調(diào)整器提供與所述電壓調(diào)整器參考信號相對應(yīng)的電源信號，其中，每條通道的所述輸出級都與該通道的所述調(diào)制器、以及所述電壓調(diào)整器耦合，以及每條通道的所述輸出級通過將所述通道的所述調(diào)制信號與所述電源信號組合，以在所述通道的所述輸出端處，為所述通道提供輸出音頻信號。
15.如權(quán)利要求14所述的音頻放大器，其中，每條通道的所述補(bǔ)償塊是前饋補(bǔ)償器。
16.如權(quán)利要求14所述的音頻放大器，其中，每條通道的補(bǔ)償塊是反饋補(bǔ)償器，以及還與所述電壓調(diào)整器耦合，以基于所述輸入信號和所述電源信號，來為所述通道提供所述調(diào)制控制信號。
17.如權(quán)利要求14所述的音頻放大器，其中，每條通道的補(bǔ)償塊是反饋補(bǔ)償器，以及還與所述通道的所述輸出端耦合，以基于所述通道的所述輸入信號和所述通道的所述輸出音頻信號，來為所述通道提供所述調(diào)制控制信號。
18.如權(quán)利要求14或15或16或17所述的音頻放大器，還包括每條通道的延遲塊，所述延遲塊在所述通道的輸入端與所述通道的調(diào)制器之間耦合，以向所述通道的所述調(diào)制器提供所述通道的所述輸入信號的延遲形式，以及所述通道的所述調(diào)制器基于所述通道的所述輸入信號的延遲形式，來為所述通道產(chǎn)生所述調(diào)制信號。
19.如權(quán)利要求14所述的音頻放大器，其中，所述調(diào)整器參考信號發(fā)生器包括整流器，以及所述電壓調(diào)整器參考信號是具有最大幅度的輸入音頻信號的整流形式。
20.如權(quán)利要求14所述的音頻放大器，其中，所述調(diào)整器參考信號發(fā)生器包括整流器和峰值檢測器，以及所述電壓調(diào)整器參考信號與具有最大幅度的輸入音頻信號的整流形式的包絡(luò)相對應(yīng)。
21.如權(quán)利要求16所述的音頻放大器，還包括電源信號定標(biāo)器，所述電源信號定標(biāo)器在所述電壓調(diào)整器與每條通道的所述反饋補(bǔ)償器之間耦合，以向每條通道的所述反饋補(bǔ)償器提供所述電源信號的按比例調(diào)整形式。
22.如權(quán)利要求21所述的音頻放大器，其中，每條通道的所述反饋補(bǔ)償器是除法器，以及每條通道的所述反饋補(bǔ)償器通過將所述通道的所述輸入信號除以所述電源信號的按比例調(diào)整形式，來為所述通道提供所述調(diào)制控制信號。
23.如權(quán)利要求21所述的音頻放大器，還包括每條通道的延遲塊，所述延遲塊在所述通道的所述輸入端與所述通道的所述調(diào)制器之間耦合，以向所述通道的所述調(diào)制器提供所述通道的所述輸入信號的延遲形式，以及所述通道的所述調(diào)制器基于所述通道的所述輸入信號的延遲形式和所述電源信號，來產(chǎn)生所述通道的所述調(diào)制信號，以及每條通道的所述反饋補(bǔ)償器是除法器，以及每條通道的所述反饋補(bǔ)償器通過將所述通道的輸入信號的延遲形式除以所述電源信號的按比例調(diào)整形式，來為所述通道提供所述調(diào)制控制信號。
24.一種揚(yáng)聲器，包括(a)電氣元件，當(dāng)使用所述揚(yáng)聲器時，所述電氣元件是帶電的，所述電氣元件包括音圈；(b)移動元件，所述移動元件響應(yīng)由所述音圈接收到的音頻信號而移動，其中，所述移動元件包括振動膜；以及(c)隔離隔柵，安裝在所述音圈和所述振動膜之間。
25.如權(quán)利要求24所述的揚(yáng)聲器，其中，所述音圈在音圈線圈架上形成，以及所述隔離隔柵包括安裝在所述音圈線圈架內(nèi)的中央隔柵、以及安裝在所述音圈線圈架外的側(cè)面隔柵。
26.如權(quán)利要求24所述的揚(yáng)聲器，其中，所述隔離隔柵包括隔柵凸緣，所述隔柵凸緣從揚(yáng)聲器的側(cè)面橫向延伸。
27.如權(quán)利要求24所述的揚(yáng)聲器，還包括筐隔柵。
28.如權(quán)利要求24所述的揚(yáng)聲器，還包括罐形隔柵。
29.如權(quán)利要求24至28之一所述的揚(yáng)聲器，還包括在所述揚(yáng)聲器內(nèi)的放大器。
30.一種揚(yáng)聲器組件，包括揚(yáng)聲器外殼、放大器和根據(jù)權(quán)利要求24至28之一所述的揚(yáng)聲器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種音頻放大器，該音頻放大器包括用于接收輸入信號的輸入端、輸出端、與輸入端耦合的調(diào)整器參考信號發(fā)生器，其中，該調(diào)整器參考信號發(fā)生器提供與輸入信號相對應(yīng)的電壓調(diào)整器參考信號；與調(diào)整器參考信號發(fā)生器耦合的電壓調(diào)整器，其中，電壓調(diào)整器提供與電壓調(diào)整器參考信號相對應(yīng)的電源信號；補(bǔ)償塊，與輸入端耦合，以基于輸入信號來提供調(diào)制控制信號；調(diào)制器，與補(bǔ)償塊耦合，其中，調(diào)制器響應(yīng)調(diào)制控制信號來提供調(diào)制信號；以及輸出級，與調(diào)制器和電壓調(diào)整器耦合，其中，輸出級通過將調(diào)制信號與電源信號組合，以在輸出端提供輸出信號。在另一方面，提供了具有改進(jìn)的物理安全隔離的揚(yáng)聲器。
文檔編號H04R5/04GK101040434SQ200580018305
公開日2007年9月19日 申請日期2005年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月5日
發(fā)明者約翰·B·法蘭屈, 道格拉斯·沃爾特·漢森 申請人:奧德拉國際銷售有限公司