(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響システムのためのパワー管理システムであって、
前記パワー管理システムは、
プロセッサと、
拡声器を駆動する音響信号の計測された実際のパラメータおよび前記拡声器の推定された動作特性に基づいて、閾値をリアルタイムで策定および監視するように前記プロセッサによって実行可能な閾値比較器と、
前記閾値比較器と連絡しているリミッタであって、前記リミッタは、前記音響信号を供給する音響ソースと、前記音響信号を受信する前記拡声器との間に位置を決められ、前記リミッタは、前記閾値に基づいて、前記音響信号をリアルタイムで選択的に調節するように前記プロセッサによって実行可能である、リミッタと
を備えている、パワー管理システム。
【請求項２】
前記閾値比較器は、電流閾値比較器を備え、前記電流閾値比較器は、前記計測された実際のパラメータおよび前記拡声器の前記推定された動作特性に基づいて、高電流閾値をリアルタイムで策定するように前記プロセッサによって実行可能である、請求項１に記載のパワー管理システム。
【請求項３】
前記拡声器の前記推定された動作特性は、スピーカモデルに基づいて決定された電流境界パラメータを含み、前記計測された実際のパラメータは、音響信号電流であり、前記リミッタは、前記音響信号中の電流を前記閾値未満に維持するように前記プロセッサによって実行可能な電圧リミッタである、請求項２に記載のパワー管理システム。
【請求項４】
前記閾値比較器は、電圧閾値検出器を備え、前記電圧閾値検出器は、前記計測された実際のパラメータおよび前記推定された動作特性に基づいて、周波数ベースの高電圧閾値をリアルタイムで生成するように前記プロセッサによって実行可能である、請求項１に記載のパワー管理システム。
【請求項５】
前記周波数ベースの高電圧閾値は、前記拡声器の前記推定された動作特性および前記拡声器を駆動する前記音響信号の前記計測された実際のパラメータに基づいて前記閾値比較器により決定された前記拡声器のリアルタイムで推定された共鳴周波数に基づいて決定される、請求項４に記載のパワー管理システム。
【請求項６】
前記音響信号の前記計測された実際のパラメータは、リアルタイムの実際の電圧と、リアルタイムの実際の電流とを含む、請求項１に記載のパワー管理システム。
【請求項７】
前記拡声器の前記推定された動作特性は、前記拡声器の推定された機械的コンプライアンスおよび推定されたボイスコイル抵抗を含み、前記閾値比較器は、前記拡声器を表すリアルタイムの電気機械的スピーカモデルを導出し、前記リアルタイムの電気機械的スピーカモデルを用いて前記拡声器のボイスコイルの予測された偏位を前記閾値として決定するように前記プロセッサによって実行可能である、請求項１に記載のパワー管理システム。
【請求項８】
前記計測された実際のパラメータを受信および調整し、前記調整された計測された実際のパラメータを前記閾値比較器に提供するように前記プロセッサによって実行可能である較正モジュールをさらに備える、請求項１に記載のパワー管理システム。
【請求項９】
音響システムのためのパワー管理の方法であって、
前記方法は、
プロセッサを用いて、拡声器を駆動する音響信号の計測された実際のパラメータを受信することと、
前記プロセッサを用いて、前記拡声器を駆動する音響信号の前記計測された実際のパラメータに基づいて、前記拡声器の動作特性を表す推定されたスピーカパラメータを取り出すことと、
前記プロセッサを用いて、前記推定されたスピーカパラメータおよび前記計測された実際のパラメータに基づいて、リアルタイムで閾値を生成することと、
前記プロセッサを用いて、前記生成された閾値に基づいて、前記拡声器を駆動する前記音響信号をリアルタイムで選択的に調節することと
を含む、方法。
【請求項１０】
前記計測された実際のパラメータは、リアルタイムの実際の電圧と、リアルタイムの実際の電流とを含み、前記推定されたリアルタイムのパラメータは、推定された電圧を含み、前記リアルタイムの実際の電流は、推定されたスピーカモデルと共に用いられることにより、前記推定された電圧を生成する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記閾値を生成することは、周波数ベースの高電圧閾値を生成することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記閾値は、最大のボイスコイル偏位を表す、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記閾値は、スピーカ保護パラメータである、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（１．技術分野）
本発明は、音響システムに関し、より詳細には、本発明は、音響システムにおける使用のための音響パワー管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
（２．関連技術）
音響システムは、一般的に、音響信号の形態において音響コンテンツを提供する音響ソースと、音響信号を増幅する増幅器と、増幅された音響信号を音波に変換する１つ以上の拡声器とを含む。拡声器は、拡声器の製造業者によって、４オームまたは８オームなどの公称インピーダンスを有するように示される。現実には、拡声器のインピーダンスは、周波数と共に変化する。周波数に対する拡声器インピーダンスの変動は、拡声器インピーダンス曲線で示され得、拡声器インピーダンス曲線は、一般的に、拡声器の製造モデルと共に、製造業者によって提供される。
【０００３】
しかしながら、拡声器は、電圧および電流の変動のみならず、温度および湿度などの環状条件に対しても敏感な電気機械的デバイスである。さらに、動作中において、拡声器のボイスコイルは、音響コンテンツの増幅のレベルに依存して、発熱および冷却を受け得る。さらには、特定の拡声器設計における製造および材料のばらつきもまた、拡声器の予め仕様化されたパラメータにおける有意な偏差を生じ得る。
【０００４】
したがって、ＤＣ抵抗、移動質量、共鳴周波数、およびインダクタンスなどの拡声器パラメータは、拡声器の同一製造モデルの間で有意に変化し得、また、動作条件および環境条件が変わるにつれ有意に変わり得る。このように、インピーダンス曲線は、多数の比較的制御不能な変数を有して生成され、これら制御不能な変数は、あたかも固定されて変化しないかのように表される。したがって、拡声器の特定モデルに対する製造業者のインピーダンス曲線は、その拡声器の実際の動作インピーダンスとは有意に異なり得る。さらに、拡声器を駆動する音響信号における変動の許容範囲もまた、特定の拡声器の拡声器パラメータおよび動作条件に基づいて変化し得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（概要）
音響パワー管理システムは、拡声器、増幅器、および音響ソースなどのデバイスの動作を管理するための音響システムにおいて実装され得る。音響システムにおけるデバイスの管理は、リアルタイムの実際の計測パラメータと、リアルタイムの推定されたパラメータとに従った、デバイスのうちの１つ以上の動作パラメータのリアルタイムのカスタマイゼーションに基づき得る。
【０００６】
音響システムにおける１つ以上のデバイスの継続中の動作の管理は、ハードウェアの保護およびシステム性能の最適化の両方を達成するために実行され得る。システム中の特定ハードウェアのリアルタイムの、推定された動作能力および実際の動作能力に基づいて、特にシステムハードウェア用にリアルタイムで策定される保護的閾値パラメータおよび動作的閾値パラメータは、システムが動作するときに継続的な調節を受け得る。動作的パラメータおよび保護的パラメータの連続的な調節に起因して、デバイスは、上記または下記の製造業者指定の定格で動作され得る一方、ハードウェアの健全性、または、リアルタイムで策定される閾値に起因した音響システムの動作性能に対して起こり得る妥協を最小限にし、または削減する。
【０００７】
本発明の他のシステム、方法、特徴、および利点は、当業者には、以下の図面および詳細な説明を精査すると明白であるか、または明白になろう。すべてのこのような追加のシステム、方法、特徴、および利点は、本説明内に含まれ、本発明の範囲内にあり、以下の特許請求の範囲によって保護されることを意図している。
【０００８】
以上により、本発明は、例えば以下の項目を提供する。
【０００９】
（項目１）  
音響システムのためのパワー管理システムであって、
拡声器を駆動する音響信号の計測された実際のパラメータに基づいて、該拡声器の推定された動作特性の計算をリアルタイムで実行するように構成されているパラメータコンピュータと、
該パラメータコンピュータと連絡している閾値比較器であって、該閾値比較器は、該計測された実際のパラメータおよび該推定された動作特性に基づいて、閾値をリアルタイムで策定および監視するように構成されている、閾値比較器と、
該閾値比較器と連絡しているリミッタであって、該リミッタは、該音響信号を供給する音響ソースと、該音響信号を受信する該拡声器との間に位置を決められ、該リミッタは、該閾値に基づいて、該音響信号をリアルタイムで選択的に調節するように構成されている、リミッタと
を備えている、パワー管理システム。
【００１０】
（項目２）  
上記閾値比較器は、電圧閾値検出器を備え、該電圧閾値検出器は、上記計測された実際のパラメータおよび上記計算された推定された動作特性に基づいて、周波数ベースの高電圧閾値をリアルタイムで生成するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のパワー管理システム。
【００１１】
（項目３）  
上記パラメータコンピュータは、上記拡声器の上記推定された動作特性を計算するために、適応フィルタを収束させるように構成されている、上記項目のいずれかに記載のパワー管理システム。
【００１２】
（項目４）  
上記音響信号の上記計測された実際のパラメータは、リアルタイムの実際の電圧と、リアルタイムの実際の電流とを含む、上記項目のいずれかに記載のパワー管理システム。
【００１３】
（項目５）  
上記パラメータコンピュータは、上記リアルタイムの実際の電圧に基づいて、上記拡声器によって受信された上記音響信号のリアルタイムの推定された電流を計算するために、スピーカモデルを生成するように構成され、該パラメータコンピュータはさらに、該リアルタイムの推定される電流を該リアルタイムの実際の電流と比較し、該拡声器のリアルタイムの実際の動作特性を表す該スピーカモデルを最適化するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のパワー管理システム。
【００１４】
（項目６）  
較正モジュールをさらに備え、該較正モジュールは、上記計測された実際のパラメータを受信および調整し、該調整された計測された実際のパラメータを上記パラメータコンピュータに提供するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のパワー管理システム。
【００１５】
（項目７）  
音響システムのためのパワー管理の方法であって、
計測された実際のパラメータを、パラメータコンピュータを用いてリアルタイムで監視することであって、該計測された実際のパラメータは、拡声器を駆動する音響信号に由来する、ことと、
該計測された実際のパラメータに基づいて、該拡声器の動作特性を表す推定されたスピーカパラメータを策定することと、
該拡声器を駆動する該音響信号の推定されたリアルタイムのパラメータを生成することと、
該推定されたリアルタイムのパラメータを該計測された実際のパラメータとリアルタイムで比較することと、
該推定されたリアルタイムのパラメータと該計測された実際のパラメータとの間の差異を最小化するために、該推定されたスピーカパラメータをリアルタイムで調節することと、
該調節され推定されたスピーカパラメータおよび該計測された実際のパラメータに基づいて、閾値をリアルタイムで生成することと、
該生成された閾値に基づいて、該拡声器を駆動する該音響信号をリアルタイムで選択的に調節することと
を包含する、方法。
【００１６】
（項目８）  
上記計測された実際のパラメータは、リアルタイムの実際の電圧と、リアルタイムの実際の電流とを含み、上記推定されたリアルタイムのパラメータは、推定されたリアルタイムの電流を含み、該リアルタイムの実際の電圧は、推定されたスピーカモデルと共に使用されることにより、該推定されたリアルタイムの電流を生成し、該リアルタイムの実際の電流は、該推定されたリアルタイムの電流と比較されることにより、該推定されたスピーカモデルを調節する、上記項目のいずれかに記載の方法。
【００１７】
（項目９）  
上記計測された実際のパラメータは、リアルタイムの実際の電圧と、リアルタイムの実際の電流とを含み、上記推定されたリアルタイムのパラメータは、推定されたリアルタイムの電流を含み、該リアルタイムの実際の電流は、推定されたスピーカモデルと共に使用されることにより、該推定されたリアルタイムの電圧を生成し、該リアルタイムの実際の電圧は、該推定されたリアルタイムの電圧と比較されることにより、該推定されたスピーカモデルを調節する、上記項目のいずれかに記載の方法。
【００１８】
（項目１０）  
スピーカモデルをリアルタイムで調節することは、上記拡声器のアドミタンス値またはインピーダンス値を推定するためのフィルタを収束させることを包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
【００１９】
（項目１１）  
上記スピーカモデルをリアルタイムで調節することは、周波数を識別することと、該周波数における上記拡声器のインピーダンス値をリアルタイムで表す１つのフィルタを生成することとを包含する、上記項目のいずれかに記載の方法。
【００２０】
（項目１２）  
上記閾値は、最大のボイスコイル偏位を表す、上記項目のいずれかに記載の方法。
【００２１】
（項目１３）  
上記閾値は、スピーカ保護パラメータである、上記項目のいずれかに記載の方法。
【００２２】
（項目１４）  
音響システムのためのパワー管理システムであって、
第１の閾値に従って音響信号の計測された実際のパラメータを監視するように構成されている第１の閾値比較器と、
第２の閾値に従って該計測された実際のパラメータを監視するように構成されている第２の閾値比較器と、
該第１の閾値比較器および該第２の閾値比較器と連絡しているパラメータコンピュータと
を備え、
該パラメータコンピュータは、該第１の閾値比較器および該第２の閾値比較器に対して、拡声器の推定された動作特性をリアルタイムで選択的に提供するように構成され、該推定された動作特性は、該拡声器を駆動する該音響信号に基づいて生成され、
該第１の閾値比較器は、該推定された動作特性および該計測された実際のパラメータのうちの少なくとも一方に基づいて、該第１の閾値の超過を確立するように構成され、
該第２の閾値比較器は、該推定された動作特性および該計測された実際のパラメータのうちの少なくとも一方に基づいて、該第２の閾値の超過を確立するように構成されている、パワー管理システム。
【００２３】
（項目１５）  
上記第１の閾値比較器および上記第２の閾値比較器と連絡しているリミッタをさらに備え、該リミッタは、該第１の閾値比較器からの第１の制限信号と、該第２の閾値比較器からの第２の制限信号とに応答して、上記拡声器を駆動する上記音響信号を別々に調節するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のパワー管理システム。
【００２４】
（項目１６）  
上記第１の閾値比較器と連絡している第１のリミッタと、上記第２の閾値比較器と連絡している第２のリミッタとをさらに備え、該第１のリミッタおよび該第２のリミッタは、該第１の閾値比較器からの各第１の制限信号と、該第２の閾値比較器からの各第２の制限信号とに応答して、上記拡声器を駆動する上記音響信号を別々に調節するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のパワー管理システム。
【００２５】
（項目１７）  
上記第１の閾値比較器は、電圧閾値比較器であり、上記推定された動作特性は、上記拡声器の推定された共鳴周波数を含み、該電圧閾値比較器は、該推定された共鳴周波数における変化に応答して、該動作特性を変化させるように構成されている、上記項目のいずれかに記載のパワー管理システム。
【００２６】
（項目１８）  
上記第２の閾値比較器は、電流閾値比較器であり、上記推定された動作特性は、上記拡声器の推定された抵抗を含み、該電流閾値比較器は、該拡声器の該推定された抵抗における変化に応答して、上記第２の閾値を変化させるように構成されている、上記項目のいずれかに記載のパワー管理システム。
【００２７】
（項目１９）  
上記第１の閾値比較器は、スピーカ線形偏位比較器であり、上記推定された動作特性は、上記拡声器の推定されたボイスコイル抵抗と、該拡声器の推定された機械的コンプライアンスとを含み、該スピーカ線形偏位比較器は、少なくとも該拡声器の推定されるボイスコイル抵抗および該推定される機械的コンプライアンスに基づいて、該拡声器を表すリアルタイムの電気機械的スピーカモデルを導出するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のパワー管理システム。
【００２８】
（項目２０）  
上記第２の閾値比較器は、負荷パワー比較器であり、上記推定される動作特性は、上記拡声器の推定される抵抗を含み、上記計測されるパラメータは、上記音響信号のリアルタイムの実際の電流を含み、該負荷パワー比較器は、該拡声器の推定される抵抗および該リアルタイムの実際の電流に基づいて、該拡声器での推定されるパワーの大きさをリアルタイムで計算するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のパワー管理システム。
【００２９】
（項目２１）  
上記パラメータコンピュータは、拡声器パラメータを表すようにフィルタを適応させることに基づいて、上記拡声器の動作特性から該拡声器パラメータを反復的に導出するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のパワー管理システム。
【００３０】
（項目２２）  
音響システムのためのパワー管理システムであって、
該パワー管理システムは、プロセッサによって実行可能なコンピュータ読み取り可能命令を格納するように構成されているコンピュータ読み取り可能ストレージ媒体を備え、該コンピュータ読み取り可能ストレージ媒体は、
拡声器を駆動する音響信号の第１の計測された実際のパラメータおよび第２の計測された実際のパラメータをリアルタイムで受信するための命令と、
該第１の計測された実際のパラメータに基づいて該拡声器に対する推定されるリアルタイムのパラメータを反復的に策定するための命令と、
該推定されるリアルタイムのパラメータを該第２の計測された実際のパラメータと比較するための命令と、
該推定されるリアルタイムのパラメータと該第２の計測された実際のパラメータとの間の誤差を最小化するようにフィルタを反復的に調節するための命令と、
該誤差の最小化に応答して該フィルタから推定されるスピーカパラメータを導出するための命令と、
該推定されるスピーカパラメータに基づいて該拡声器の動作を管理するための命令と
を備えている、パワー管理システム。
【００３１】
（項目２３）  
上記フィルタは複数のフィルタであり、上記誤差を最小化するように該フィルタを反復的に調節するための上記命令は、複数の周波数のそれぞれにおいて該フィルタを調節するための命令をさらに備え、推定されるリアルタイムのパラメータを反復的に策定するための命令は、上記拡声器に対するインピーダンスモデルを該調節されたフィルタから策定するための命令を備えている、上記項目のいずれかに記載のコンピュータ読み取り可能ストレージ媒体。
【００３２】
（項目２４）  
上記第１の計測された実際のパラメータは、リアルタイムの実際の電圧であり、上記第２の計測された実際のパラメータは、リアルタイムの実際の電流である、上記項目のいずれかに記載のコンピュータ読み取り可能ストレージ媒体。
【００３３】
（項目２５）  
上記フィルタは、第１のパラメトリックフィルタと、第２のパラメトリックフィルタとを備え、誤差を最小化するように該フィルタを反復的に調節するための命令は、上記拡声器の共鳴周波数付近の拡声器アドミタンスをリアルタイムでモデル化するように該第１のパラメトリックフィルタを適応させるための命令と、該拡声器の高周波数範囲における拡声器アドミタンスまたはインピーダンスをモデル化するように該第２のパラメトリックフィルタを適応させるための命令とを備えている、上記項目のいずれかに記載のコンピュータ読み取り可能ストレージ媒体。
【００３４】
（摘要）
音響パワー管理システムは、音響システム内において音響デバイスの動作を管理する。音響パワー管理システムは、パラメータコンピュータと、閾値比較器と、リミッタとを含む。音響システムで生成される音響信号は、音響パワー管理システムに提供され得る。リアルタイムの実際の電圧および／またはリアルタイムの実際の電流など、音響信号の計測された実際のパラメータに基づいて、パラメータコンピュータは、音響システムに含まれる拡声器など、音響デバイスの推定された動作特性を導出し得る。閾値比較器は、閾値を策定するために推定された動作特性を使用し得、計測された実際のパラメータを監視することと、音響信号を調節するようにリミッタを選択的に指揮することとによって、音響システム内の１つ以上のデバイスの動作を管理し得るか、または、保護するかもしくは性能を最適化するための音響システム内の別のデバイスの動作を管理し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
本発明は、以下の図面および説明を参照すると、より理解され得る。図面中の構成要素は、必ずしもスケール通りではなく、代わりに、本発明の原理を図示するに際して強調がなされている。さらには、図面中において、同一の参照番号は、異なる図面の全体を通して対応する部分を指す。
【図１】図１は、音響システムに含まれるパワー管理システムの実施例のブロック図である。
【図２】図２は、拡声器モデル化の実施例である。
【図３】図３は、図１のパワー管理システムに含まれるパラメータコンピュータの実施例のブロック図である。
【図４】図４は、図１のパワー管理システムに含まれるパラメータコンピュータの別の実施例のブロック図である。
【図５】図５は、図１のパワー管理システムに含まれるパラメータコンピュータの別の実施例のブロック図である。
【図６】図６は、図１のパワー管理システムに含まれる電圧閾値比較器の実施例のブロック図である。
【図７】図７は、図１のパワー管理システムに含まれる電流閾値比較器の実施例のブロック図である。
【図８】図８は、図１のパワー管理システムに含まれる負荷パワー比較器の実施例のブロック図である。
【図９】図９は、図１のパワー管理システムに含まれる負荷パワー比較器の別の実施例のブロック図である。
【図１０】図１０は、図１のパワー管理システムに含まれる負荷パワー比較器のさらに別の実施例のブロック図である。
【図１１】図１１は、図１のパワー管理システムに含まれるスピーカ線形偏位比較器の実施例のブロック図である。
【図１２】図１２は、図１のパワー管理システムの動作フロー図である。
【図１３】図１３は、図１２の動作フロー図の第２部である。
【図１４】図１４は、図１２の動作フロー図の第３部である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
図１は、音響パワー管理システム１００の実施例のブロック図である。音響パワー管理システム１００は、音響ソース１０２と、音響増幅器１０４と、少なくとも１つの拡声器１０６とを有する音響システムに含まれ得る。パワー管理システム１００を含む音響システムは、部屋、車両、または音響システムが動作され得る任意の他の空間においてなど、任意の聴取空間において動作され得る。音響システムは、音響コンテンツを提供可能なマルチメディアシステムの任意の形態であり得る。
【００３７】
音響ソース１０２は、歌手またはコメンテータなどの生の音声のソース、コンパクトディスクなどのメディアプレーヤ、ビデオディスクプレーヤ、ビデオシステム、ラジオ、カセットテーププレーヤ、音響ストレージデバイス、無線または有線の通信デバイス、ナビゲーションシステム、パーソナルコンピュータ、または、マルチメディアシステムの任意の形態において存在し得る任意の他の機能またはデバイスであり得る。増幅器１０４は、音響入力信号を受信し、音響入力信号の大きさを増大し、増幅された音響出力信号を提供することにより拡声器１０６を駆動することが可能な、電圧増幅器、電流増幅器、または任意の他の機構もしくはデバイスであり得る。増幅器１０４はまた、均等化、位相遅延、および／またはフィルタリングなど、音響信号の任意の他の処理を実行し得る。拡声器１０６は、音響信号を音波に変換するように動作可能な、任意の数の電気機械的デバイスであり得る。拡声器は、任意の数の異なる音声放射面または音声放射デバイスを含む、任意のサイズであり得、任意の周波数の範囲（単数または複数）内で動作し得る。他の実施例において、音響システムの構成は、前置または後置の均等化能力、ヘッドユニット、ナビゲーションユニット、オンボードコンピュータ、無線通信ユニット、および／または任意の他の音響システム関連機能など、追加の構成要素を含み得る。さらに、他の実施例において、パワー管理システムは、分散され得、かつ／あるいは、増幅器の後に続くか、もしくは増幅器内に、または拡声器に、もしくは拡声器内に、または音響ソースに、もしくは音響ソース内になど、音響システムの異なる部分に位置を定められ得る。
【００３８】
実施例のパワー管理システム１００は、較正モジュール１１０と、パラメータコンピュータ１１２と、１つ以上の閾値比較器１１４と、リミッタ１１６とを含む。パワー管理システム１００はまた、補償ブロック１１８と、デジタルからアナログへの変換器（ＤＡＣ）１２０とを含む。パワー管理システム１００は、電子回路および関連した構成要素の形態におけるハードウェア、デジタル信号プロセッサなどのプロセッサによって実行可能な命令として有形のコンピュータ読み取り可能媒体内に格納されるソフトウェア、またはハードウェアおよびソフトウェアの組合せであり得る。有形のコンピュータ読み取り可能媒体は、不揮発性メモリまたは揮発性メモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、光ディスク、磁気ストレージ媒体、および同等物など、データストレージデバイスまたはデータストレージ機構の任意の形態であり得る。有形のコンピュータ読み取り可能媒体は、電送可能な通信信号ではない。
【００３９】
一実施例において、パワー管理システム１００は、デジタル信号プロセッサおよび関連メモリと、デジタルからアナログへの信号変換器などの信号変換器とを有して実装され得る。他の実施例において、説明される機能性を提供するために、より多くの、またはより少ない数のブロックが描写され得る。
【００４０】
動作中において、デジタル信号は、音響信号線路１２４上でパワー管理システム１００に供給され得る。デジタル信号は、モノラル信号、ステレオ信号、または、５チャネル、６チャネル、もしくは７チャネルサラウンド音響信号などのマルチチャネル信号を表すものであり得る。あるいは、音響信号は、アナログ信号としてパワー管理システム１００に供給され得る。音響信号は、音響コンテンツが、０Ｈｚから２０ｋＨｚを含む広範囲の周波数にわたって、または０Ｈｚから２０ｋＨｚ内の一部の範囲にわたって変化するにつれ、電流および／または電圧が変化し得る。
【００４１】
パワー管理システム１００は、音響信号の時間ベースのサンプルまたはスナップショットが較正モジュール１１０に提供されるように、時間領域において動作し得る。較正モジュール１１０は、電圧較正モジュール１２８および電流較正モジュール１３０を含み得る。電圧較正モジュール１２８は、電圧信号を受信し得、この電圧信号は、拡声器１０６で受信されるリアルタイムの電圧を表す、音響信号のリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）を示す。電圧信号は、音響信号の電圧に比例し得る。音響信号を搬送するワイヤの長さおよび径など、動作条件およびハードウェアにおける変動に起因して、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）は、拡声器１０６での電圧の推定である。その点に関して、パワー管理システム１００による音響信号のリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）の受信は、リミッタ１１６と増幅器１０４との間で生じるように図示されているが、拡声器１０６の推定電圧は、拡声器１０６で、増幅器１０４で、または、拡声器１０６での電圧の推定を表すように較正されることが可能な、音響信号のリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）の反復可能な表現が取得され得る任意の他の場所で計測され得る。
【００４２】
図１において、音響信号は、ＤＡＣ  １２０によって受信され、デジタル信号からアナログ信号へリアルタイムで変換され、リアルタイムの実際の電圧線路１３４上に供給される。ＤＡＣ  １２０は、デジタルデータをアナログデータへ変換することが可能な任意のアルゴリズムおよび／または回路であり得る。他の実施例において、音響信号はアナログ信号であり得、ＤＡＣ  １２０は省略され得る。音響信号は、４４．１ＫＨｚ、４８ＫＨｚ、または９６ＫＨｚなどの所定のレートでサンプリングされ得る。本明細書において使用される場合、「リアルタイム」の用語は、パワー管理システム１００によって音響信号の１つ以上のサンプルまたはスナップショットが受信されるとほぼ即座に生じる処理および他の動作を指し、このような処理および動作によって、パワー管理システム１００は、音響信号において受信されている音響コンテンツの連続的な流れに対して反応的であり、連続的な流れに応答した対応する出力を生成する。
【００４３】
電流較正モジュール１３０も同様に、拡声器１０６で受信される音響信号のリアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）を示す電流信号を受信し得る。拡声器１０６の入力端子間にわたる抵抗器などの電流センサ、拡声器１０６内もしくは拡声器１０６上もしくは拡声器１０６の近辺に設置されるホール効果センサ、または、拡声器１０６に供給されている音響信号の電流を表す信号を提供することが可能な任意の他の形態のセンサは、リアルタイムの電流に比例した可変の電圧を取得するために使用され得、このリアルタイムの電流は、拡声器１０６によって受信される電流の推定を表す。リアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）は、リアルタイムの電流供給線路１３６上で較正モジュール１１０に供給され得る。
【００４４】
較正モジュール１１０は、計測された実際のパラメータ（単数または複数）の調整を実行し得る。調整は、受信され計測された実際のパラメータを帯域制限すること、計測された実際のパラメータにレイテンシおよび／または位相シフトを加えること、ノイズ補償を実行すること、周波数応答を調節すること、歪みを補償すること、および／または計測された実際のパラメータ（単数または複数）をスケーリングすることを含み得る。電流を表す調整された信号および電圧を表す調整された信号は、それぞれ、調整されたリアルタイムの実際の電圧線路１３８およびリアルタイムの実際の電流線路１４０上のリアルタイムの信号として、パラメータコンピュータ１１２と、閾値比較器１１４のうちの１つ以上とに提供され得る。
【００４５】
パラメータコンピュータ１１２は、音響システムに内包されるハードウェアに対する推定された動作特性を策定し得る。推定された動作特性は、音響システム中のデバイスの動作上の機能性およびパラメータを再生成するために、計測された実際のパラメータ、モデル、シミュレーション、データベース、または任意の他の情報もしくは方法を使用して、パラメータコンピュータ１１２によって策定され得る。
【００４６】
例えば、パラメータコンピュータ１１２は、１つ以上の調整された計測された実際のパラメータまたは１つ以上の計測された実際のパラメータなど、音響システムの動作条件に基づいて、拡声器１０６に対する推定されたスピーカモデルをリアルタイムで策定し得る。一実施例において、パラメータコンピュータ１１２は、１つ以上の計測された実際のパラメータの所定数のサンプルが受信される度になど、所定の間隔で、拡声器１０６に対するインピーダンス曲線をリアルタイムで策定し得る。策定されるインピーダンス曲線は、拡声器１０６の動作特性の推定であり得る。別の実施例において、パラメータコンピュータ１１２は、拡声器に関連付けられるＤＣ抵抗、移動質量、共鳴周波数、インダクタンス、または任意の他のスピーカパラメータなど、推定された動作特性を生成し得る。さらに他の実施例において、他の形態の動作特性は、密閉式拡声器モデル、クロスオーバー適応モデル、または拡声器の振舞いを表す任意の他の形態のモデルへのフィッティングなど、パラメータコンピュータ１１２を有して実装され得る。
【００４７】
図２は、拡声器１０６のスピーカパラメータを表す一例の等価回路モデルである。入力電圧（Ｖｉｎ）２０２は、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）に等価である、拡声器１０６の駆動電圧として供給され得る。拡声器１０６の電気入力インピーダンスは、ボイスコイル抵抗（Ｒｅ）２０４およびボイスコイルインダクタンス（Ｌｅ）２０６で表され得る。ボイスコイル抵抗Ｒｅ２０４はまた、ボイスコイル温度における変動を表し得る。図２は、ボイスコイル温度とボイスコイル抵抗Ｒｅ２０４との間の相関を図示する一例の曲線を含む。モータ束密度（ＢＩ）２０８は、拡声器１０６の動起電力を表し得る。リアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）に等価であり得る入力電流Ｉｉｎ  ２１０は、示されるように、拡声器１０６のモータを表す変圧器を通して流れ得る。
【００４８】
拡声器１０６内に含まれる拡声器懸架システムの質量、抵抗、および剛性を含む、拡声器１０６の機械的インピーダンスは、機械的インピーダンスＭｍ  ２１４、機械的抵抗Ｒｍ  ２１６、および機械的コンプライアンスＣｍ  ２１８で表され得る。機械的コンプライアンスＣｍ  ２１８は、拡声器１０６の剛性またはコンプライアンスを表し得る。しかるに、機械的コンプライアンスＣｍ  ２１８はまた、拡声器１０６を取り巻く周囲温度および／または拡声器懸架システムの温度における変化を表し得る。図２は、周囲温度と機械的コンプライアンスＣｍ  ２１８との間の相関を図示する一例の曲線を含む。他の実施例において、拡声器のスピーカパラメータをモデル化するために他のモデルが使用され得る。さらに、音響システム内の他のデバイスをモデル化するために他のモデルが使用され得る。
【００４９】
パラメータコンピュータ１１２は、スピーカパラメータなどの推定されたリアルタイムのパラメータを決定し得るのみならず、拡声器１０６などのデバイスが動作して１つ以上の計測された実際のパラメータが変化するのに際し、決定された推定されたリアルタイムのパラメータを経時的に変化させることもあり得る。前述したように、パラメータコンピュータ１１２は、時間領域において１つ以上の計測された実際のパラメータを受信し得るが、推定されたスピーカパラメータを表す解は、周波数領域において生成され得る。例えば、パラメータコンピュータ１１２は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を使用することにより、周波数領域において拡声器１０６の推定されたインピーダンスを取得し得、所定のサイズに分割された音響信号のブロックを使用して様々なスピーカパラメータについて解を導き得る。別の実施例では、時間領域において、拡声器の推定されたインピーダンスは、サンプル毎ベースを上限としてなど、所定数のサンプル毎に計算され得る。したがって、１つ以上の計測された実際のパラメータが変化するのに応じて、推定されるスピーカパラメータが変化し得る。
【００５０】
図３は、パラメータコンピュータ１１２の実施例のブロック図であり、パラメータコンピュータ１１２は、リアルタイムのパラメータ推定器３０２および加算器３０４を含む。音響信号は、音響ソースから音響ソース線路１２４上に提供され、拡声器１０６を駆動するために使用される。この実施例において、パラメータコンピュータ１１２は、リアルタイムの実際の電圧線路３０６上で音響信号のリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）（調整済み、または未調整）のサンプルを受信する。電圧がデジタルからアナログへの変換器（ＤＡＣ）を介して受信される場合、電圧は、実際の電圧ではないことがあり得る。むしろ、「実際の」電圧は、ＤＡＣ電圧に基づく推定された電圧であり得る。さらに、パラメータコンピュータ１１２は、リアルタイムの電流線路３０８上で、拡声器１０６で受信される電流を表すリアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）（調整済み、または未調整）のサンプルを受信する。
【００５１】
リアルタイムのパラメータ推定器３０２は、加算器３０４を使用して、リアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）を推定されたリアルタイムの電流と比較することによって、拡声器１０６などのデバイスのデジタルモデルを構築するのに使用され得る。比較は、いくつかのサンプルが受信される度に、サンプル毎ベースで、またはリアルタイムの値を出力として提供する任意の他の期間に生じ得る。推定されたリアルタイムの電流は、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）に基づいて、リアルタイムのパラメータ推定器３０２によって計算され得る。図３において、リアルタイムのパラメータ推定器３０２によって計算される推定されたリアルタイムの電流は、リアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）から減算され得、これにより、誤差信号線路３１２上に誤差信号を算出する。あるいは、推定されたリアルタイムの電圧は、リアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）に基づいて、リアルタイムのパラメータ推定器３０２によって計算され得、実際のリアルタイムの電圧と比較されることにより、誤差信号線路３１２上に誤差信号を生成する。リアルタイムのパラメータ推定器３０２は、スピーカパラメータなどのデバイスパラメータをモデル化するフィルタを使用して計算を実行し得、これにより、推定されたリアルタイムの電圧または電流に到達する。
【００５２】
一実施例において、リアルタイムのパラメータ推定器３０２と共に実行されるモデル化は、適応フィルタアルゴリズムを使用した負荷インピーダンスベースのモデル化であり得、適応フィルタアルゴリズムは、誤差信号を解析し、必要に応じて推定されたスピーカパラメータを繰返し調節することにより、リアルタイムでの誤差を最小化する。この実施例において、リアルタイムのパラメータ推定器３０２は、コンテンツ検出モジュール３１４と、適応フィルタモジュール３１６と、第１のパラメトリックフィルタ３１８と、第２のパラメトリックフィルタ３２０と、減衰モジュール３２２とを含み得る。音響信号のリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）は、第１のパラメトリックフィルタ３１８によってサンプル毎ベースで受信され得る。同様に、リアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）は、加算器３０４によってサンプル毎ベースで受信され得る。
【００５３】
したがって、適応フィルタモジュール３１６は、適応フィルタアルゴリズムを使用することにより、誤差信号を解析し、第１のパラメトリックフィルタ３１８および第２のパラメトリックフィルタ３２０のそれぞれにおけるフィルタパラメータを繰返しかつ選択的に調節し得、これにより、誤差を最小化する。適応フィルタモジュール３１６によって実行されるアルゴリズムは、最小平均二乗（ＬＭＳ）アルゴリズムまたはＬＭＳアルゴリズムの変形など、適応フィルタリング技術の任意の形態であり得る。
【００５４】
コンテンツ検出モジュール３１４は、音響信号に含まれるコンテンツが所定の境界の範囲内にない場合に適応フィルタモジュール３１６が動作しないように、適応フィルタモジュール３１６の動作を有効化し得る。例えば、適応フィルタモジュール３１６の安定性が損なわれないような、ノイズのみが音響信号中に検出される場合に、適応フィルタモジュール３１６は、コンテンツ検出モジュール３１４によって無効化され得る。
【００５５】
コンテンツ検出モジュール３１４は、所定の周波数範囲または帯域幅の範囲内の音響信号に含まれるコンテンツのエネルギーレベルを検出し得る。所定の周波数範囲は、拡声器１０６の推定された動作特性および／または実際の動作特性に基づき得る。一実施例において、所定の周波数範囲は、約ゼロヘルツから、拡声器１０６の最大限可能な推定されるリアルタイムの共鳴周波数など、所定の最大周波数までであり得る。他の実施例において、周波数範囲は、ゼロヘルツから、拡声器１０６の製造業者による広告された共鳴周波数までであり得る。さらに他の実施例において、任意の他の周波数範囲が所定の周波数範囲として適用され得る。エネルギーレベルの検出は、適応フィルタモジュール３１６によって処理されることが可能な最小のエネルギーレベルなど、所定のエネルギーレベル限度に基づき得る。一実施例において、最小のエネルギーレベルは、音響信号中に存在するＲＭＳ電圧の最小レベルであり得る。
【００５６】
所定の境界の範囲内にある音響信号に基づいて、コンテンツ検出モジュール３１４によって有効化されると、適応フィルタモジュール３１６の動作は、推定されたリアルタイムのパラメータと計測された実際のパラメータとの間のあらゆる誤差を所定の誤差のレベルにまで収束させることに対して比較的敏捷かつ堅牢であるために、局所極小を防止するように絶え間なく解を導き得る。適応フィルタは、誤差を最小化するように音響システムの動作中に絶え間なく解を導き得るか、または、適応フィルタは、アルゴリズムがあるデューティーサイクルで順応するような多重化システムの一部であり得る。適応フィルタモジュール３１６の動作には、スピーカの設計パラメータ、アルゴリズムから最後に知られた値、または、例えば周囲温度センサからの読取りなどの１つ以上の外的ソースから供給される情報に基づいて計算されたパラメータの推定など、初期値が与えられる。
【００５７】
第１のパラメトリックフィルタ３１８、第２のパラメトリックフィルタ３２０、および減衰モジュール３２２に含まれる初期フィルタ値は、拡声器１０６の実際のリアルタイムの動作特性に近似する拡声器１０６のモデルを生成するために前もって選択された所定の値であり得る。所定の値は、各フィルタおよびモジュール内に、適応フィルタモジュール３１６内に、パラメータコンピュータ１１２内またはパラメータコンピュータ１１２と関連付けられた任意の他のデータストレージ位置に格納され得る。所定の値は、代表的な拡声器１０６のテスティング、実験室条件下での実際の拡声器１０６のテスティング、動作値であって、リアルタイムのパラメータ推定器３０２の先行動作から最後に知られた、第１のパラメトリックフィルタ３１８、第２のパラメトリックフィルタ３２０、および減衰モジュール３２２の動作値、周囲温度の読取りに基づく計算、または、任意の他の機構もしくは手順であって、拡声器１０６の実際の動作特性と拡声器１０６の推定された動作特性との間の誤差（もしくは差異）が約ゼロもしくは所定の許容レベルに敏捷に収束することを可能にする値を取得するための任意の他の機構もしくは手順に基づき得る。しかしながら、リアルタイムのパラメータ推定器３０２は、リアルタイムの実際の値が変わる際に、推定された動作特性が如何に敏捷に調節され、または進化させられるかを制御するためのパラメータを含み得る。一実施例において、推定されたスピーカパラメータは、音響信号が変化するよりも有意に遅く進化し得、例えば、所定のレートで音響信号をサンプリングすることに基づく音響信号における変化よりも１００マイクロ秒から２秒遅い。
【００５８】
第１のパラメトリックフィルタ３１８および第２のパラメトリックフィルタ３２０は、拡声器の動作パラメータの全部もしくは一部を表すか、またはモデル化するために使用され得る、任意の形態のフィルタであり得る。他の実施例において、拡声器の動作パラメータの全部もしくは一部を表すか、またはモデル化するために、単一のフィルタが使用され得る。一実施例において、第１のパラメトリックフィルタ３１８はパラメトリックノッチフィルタであり得、第２のパラメトリックフィルタ３２０はパラメトリック低域通過フィルタであり得る。パラメトリックノッチフィルタには、Ｑ、周波数、および利得などの変化し得るフィルタパラメータ値が取込まれ得、これにより、拡声器アドミタンスを拡声器の共鳴周波数の近くでリアルタイムでモデル化する。パラメトリック低域通過フィルタには、Ｑ、周波数、および利得などの変化し得るフィルタパラメータ値が取込まれ得、これにより、拡声器アドミタンスを拡声器の高周波数範囲においてモデル化する。代替の実施例において、第２のパラメトリックフィルタ３２０は省略され得る。第２のパラメトリックフィルタ３２０の省略は、そのような特性がモデル化されることを必要としない、モデル化される拡声器の周波数範囲に起因し得、拡声器の高周波数範囲における拡声器アドミタンスをモデル化するための一定の所定のフィルタ値の使用、拡声器の高周波数範囲における拡声器アドミタンスをモデル化するための定数の使用、または第２のパラメトリックフィルタ３１８の必要性を削減する任意の他の理由に起因し得る。
【００５９】
減衰モジュール３２２には、拡声器１０６のＤＣアドミタンスをモデル化するために、利得値が取込まれ得る。利得値は、拡声器のインダクタンスの値におけるＤＣオフセットに相当するように変化させられ得る。例えば、公称４オームの拡声器において、利得値は約０．２５であり得る。しかるに、拡声器１０６のリアルタイムの実際のインピーダンスが動作中に変化するのに応じて、減衰モジュール３２２の利得値がリアルタイムで変化させられ得、これにより、拡声器１０６の動作特性の正確な推定を維持する。一実施例において、減衰モデル３２２は、第２のパラメトリックフィルタによってモデル化されるアドミタンスにおけるＤＣオフセットのモデル化を提供し得る。例えば、第１のパラメトリックフィルタ３１８および第２のパラメトリックフィルタ３２０の変化し得る値に対する反復的なリアルタイムの調節に起因して誤差信号が平坦化（収束）し始めると、減衰モジュール３２２の利得値は、適応フィルタモジュール３１６によって調節され得、これにより、誤差をゼロに向かって収束させる。
【００６０】
推定されたリアルタイムのスピーカパラメータなど、推定されたリアルタイムのパラメータは、推定された動作特性線路１４４上に提供され得る。リアルタイムのパラメータ推定器３０２は、パラメトリックフィルタを使用してリアルタイムでスピーカパラメータを直接策定しているので、スピーカパラメータを取得するためのフィルタパラメータの曲線フィッティングは不要である。さらに、誤差信号をほぼゼロに収束させるように絶え間なく解を導くことに起因して、例えば、動作中において、拡声器の実際の特性が共鳴周波数が変わった点まで変化する場合、第１のパラメトリックノッチフィルタ３１８における変化し得る値の反復的な調節は、推定された動作特性に含まれる推定された中心周波数が、拡声器１０６の実際の共鳴周波数とほぼ一致するように生じ得る。
【００６１】
図４は、パラメータコンピュータ１１２の別の実施例のブロック図であり、パラメータコンピュータ１１２は、リアルタイムのパラメータ推定器３０２および加算器３０４を含む。音響信号は、音響ソースから音響ソース線路１２４上に提供され得、拡声器１０６を駆動するために使用される。図３と同様に、パラメータコンピュータ１１２は、リアルタイムの実際の電圧線路４０６上で音響信号のリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）（調整済み、または未調整）のサンプルを受信し得る。さらに、パラメータコンピュータ１１２は、リアルタイムの電流線路４０８上で、拡声器１０６で受信される電流を表すリアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）（調整済み、または未調整）のサンプルを受信し得る。また、加算器３０４は、リアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）とリアルタイムの推定された電流との間の差異を表すリアルタイムの誤差信号を誤差信号線路４１２上に出力し得る。他の実施例において、リアルタイムの誤差信号は、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）とリアルタイムの推定電圧との間の差異を表し得る。図３の実施例のパラメータコンピュータ１１２との多くの類似性に起因して、簡潔化の目的で、かつ繰返しを避けるために、以下の論述は、主にこれら２つの実施例の間の差異にのみ注目する。
【００６２】
図４において、リアルタイムのパラメータ推定器３０２は、周波数コントローラ４１０と、フィルタバンク４１４と、曲線フィットモジュール４１６とを含み得る。周波数コントローラ４１０は、拡声器１０６のリアルタイムの推定された共鳴周波数など、推定されたスピーカパラメータをパラメータコンピュータ１１２から受信し得る。推定されたスピーカパラメータに基づいて、周波数コントローラ４１０は、更新されたフィルタパラメータをフィルタバンク４１４に提供し得る。フィルタバンク４１４は、２つのフィルタが協調して１つの周波数で動作するように、複数のフィルタを含み得る。これら２つのフィルタは、その周波数での電圧に対する第１のフィルタと、その周波数での電流に対する第２のフィルタとを含む。フィルタの各ペアが設置される周波数でのインピーダンス値を取得するために、２つのフィルタからの結果が割られる。したがって、フィルタのペアは、それぞれ、１つの周波数に対して１つのインピーダンス値を提供し得、拡声器１０６に対する推定されたインピーダンスモデルを反映するために、更新されたフィルタパラメータがリアルタイムで取込まれるのは、複数のフィルタからの複数のインピーダンス値である。一実施例において、フィルタは、それぞれ、離散フーリエ変換であり得る。別の実施例において、フィルタは、それぞれ、所定の周波数で動作するＧｏｅｒｔｚｅｌフィルタであり得る。
【００６３】
フィルタバンク４１４内のフィルタは、それぞれ、約２０Ｈｚから２０ｋＨｚまでの範囲に及ぶ１つの異なる周波数に収束するので、単一の周波数に対するインピーダンス値の形態におけるスピーカ動作特性は、その単一の周波数での誤差線路４１２上の誤差を最小化することによって導出され得る。フィルタバンク４１４内の複数のフィルタのそれぞれにおける誤差を最小化することによって、推定されたスピーカインピーダンス曲線がリアルタイムで生成され得る。とりわけ、誤差信号は、フィルタのフィルタパラメータを繰返し適応することによって収束され得、これにより、拡声器アドミタンスにほぼ類似する形状を有する周波数応答曲線を取得する。収束に続いて、曲線フィットモジュール４１６が実行され得、これにより、フィルタパラメータを、推定されたスピーカパラメータの形態における拡声器１０６の推定された動作特性に変換し、ここで、このフィルタパラメータは、アドミタンスまたはインピーダンスのデータ点の組を表し、それぞれの点は、異なる周波数にある。推定されたスピーカパラメータは、推定された動作特性線路１４４上で１つ以上の閾値比較器１１４に提供され得る。さらに、スピーカパラメータコンピュータ１１２によって、任意の他の推定された動作特性が、推定された動作特性線路１４４上で閾値比較器１１４に供給され得る。
【００６４】
フィルタは、それぞれ、単一の周波数で動作させられるので、図３に関して論述したような適応フィルタリングの必要性はない。さらに、誤差信号を収束するために必要な計算パワーのレベルは、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）解法に必要な計算パワーよりも有意に小さい。例えば、歌曲の形態における音響コンテンツは、音響信号線路４０６上に提供され得、フィルタのうちの１つは、８０Ｈｚなどの選択された周波数での音響信号中のエネルギーの大きさを確立し得る。
【００６５】
一実施例において、フィルタバンク４１４内に含まれるフィルタのバンクは、周波数データのサンプルを正確に提供するために、約２０Ｈｚから約２０ｋＨｚまでの周波数の範囲において３分の１オクターブで分布し得る。別の実施例において、フィルタバンク内のフィルタは、拡声器１０６の推定された共鳴周波数の近辺など、所望の位置においてフィルタの大多数が戦略的に設置され得る場合など、所定の複数の位置に分布し得る一方、周波数の範囲を捕捉するために、より少ないフィルタが周波数範囲にわたって分布し得る。フィルタバンク内のフィルタが動作する周波数は、フィルタバンク４１４内の個別のフィルタの周波数パラメータを変更することによって変更され得るので、フィルタは、拡声器１０６の動作特性の正確な推定を構築するのに有用な戦略的位置に設置されるように、周波数範囲内において配列され得る。
【００６６】
個々のフィルタの周波数パラメータは、使用者によって手動で、システムによって自動的に、または手動と自動の何らかの組合せによって変化させられ得、これにより、周波数スペクトルに沿ってフィルタの所望の位置を取得する。例えば、使用者は、フィルタをグループ化し、そのグループ内のすべてのフィルタの周波数に対して手動の変更を行い得る。あるいは、パラメータコンピュータ１１２は、後述するように、拡声器の推定される共鳴を検出し得、それに応じて、その推定される共鳴の付近で周波数分解能を最適化するために、フィルタ周波数を調節し得る。一実施例において、フィルタの周波数は、所定の値として格納され得る。別の実施例において、拡声器１０６の（共鳴周波数などの）推定された動作特性および実際の動作特性が動作中に変化すると、周波数は、パラメータコンピュータ１１２によってリアルタイムで動的に更新され得る。さらに別の代替手段において、パラメータコンピュータ１１２は、所定の時間スケジュールで、および／または、拡声器１０６の推定されたリアルタイムの動作特性における所定の割合の変化に応答して、周波数を提供し得る。
【００６７】
図５は、パラメータコンピュータ１１２の別の実施例のブロック図であり、パラメータコンピュータ１１２は、リアルタイムのパラメータ推定器３０２および加算器３０４を含む。先の実施例と同様に、音響信号は、音響ソースから音響ソース線路１２４上に提供され、拡声器１０６を駆動するために使用される。さらに、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）（調整済み、または未調整）は、リアルタイムの実際の電圧線路５０６上に供給された音響信号から、リアルタイムのパラメータ推定器３０２に提供される。さらに、加算器３０４は、同様に、リアルタイムの電流線路５０８上に供給されたリアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）（調整済み、または未調整）を受信し得る。加算器３０４は、拡声器１０６の推定されたリアルタイムの動作特性を示す推定されたスピーカモデルを調節するために、計測された実際のパラメータと推定されたリアルタイムのパラメータにおける差異を表す誤差信号を出力し得る。誤差信号は、誤差信号線路５１２上で、加算器３０４によってリアルタイムのパラメータ推定器３０２へ出力され得る。この実施例は、多くの点において、図３および図４のパワー管理システム１００および音響システムの前述した実施例に類似するので、簡潔化のためにそのような情報は繰返されず、むしろ、前述した実施例からの差異点に議論を絞る。
【００６８】
図５において、リアルタイムのパラメータ推定器３０２は、適応フィルタモジュール５１４と、非パラメトリックフィルタ５１６と、曲線フィットモジュール５１８とを含む。この実施例において、適応フィルタモジュール５１４は、誤差信号を解析し得、かつ非パラメトリックフィルタ５１６中のフィルタパラメータをリアルタイムで調節し得る。非パラメトリックフィルタ５１６は、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ、または、音響システム内の別のデバイスの拡声器１０６の推定された動作特性をモデル化することが可能な有限数の係数を有するフィルタの任意の他の形態であり得る。非パラメトリックフィルタ５１６中の係数の適応的反復によって、誤差信号がリアルタイムで最小化され得る。非パラメトリックフィルタ５１６の適応のレートは、フィルタ係数の進化が、受信されるサンプルの数に対して比較的ゆっくりと生じるように、適応フィルタモジュール５１４によって制御され得る。例えば、フィルタ係数の反復的な適応は、音響信号の変化のレートと比較した場合、１００ミリ秒から２秒の範囲内に生じ得る。
【００６９】
フィルタ係数は、２０Ｈｚから２０ｋＨｚまでなどの周波数の範囲にわたって、拡声器１０６のアドミタンスのリアルタイムの推定を表し得る。推定されたアドミタンスから、拡声器のＤＣ抵抗、移動質量、共鳴周波数、およびインダクタンスなどの推定されたスピーカパラメータがリアルタイムで導出され得る。拡声器１０６の動作特性を推定するために非パラメトリックフィルタ５１６に対して策定される係数は、人間読み取り可能の形態にないので、曲線フィットモジュール５１８は、推定されたスピーカパラメータを取得するために、係数を曲線にフィットさせるように適用され得る。推定されたスピーカパラメータへのフィルタ係数の収束は、音響パワー管理システム１００内でのスピーカパラメータの使用を可能にする。スピーカパラメータは、推定された動作特性線路１４４上で、１つ以上の閾値比較器１１４に提供され得る。さらに、スピーカパラメータコンピュータ１１２によって、任意の他の推定された動作特性が、推定された動作特性線路１４４上で閾値比較器１１４に供給され得る。
【００７０】
図１において、閾値比較器１１４は、パワー管理システム１００に選択的に含まれ得、これにより、拡声器１０６、増幅器１０４、音響ソース１０２、または音響システム内の任意の他の構成要素の、動作の管理の何らかの形態を提供する。動作の管理は、損傷、または、各デバイスもしくは音響システム内の他のデバイスの物理的安定性に対して害となる動作からの、拡声器１０６、増幅器１０４、および／または音響ソース１０２の何らかの形態の保護を必然的に伴い得る。あるいは、またはさらに、動作の管理は、歪みまたは不要なクリッピングを最小化するためなど、拡声器１０６、増幅器１０４、および／または音響ソース１０２の望ましくない動作を最小化するための何らかの形態の動作制御を必然的に伴い得る。さらに、音響システムまたは音響システム内の個別の構成要素／デバイスによる全体的な電力消費は、電力消費の目標または限度に準拠することによって最小化され得る。
【００７１】
閾値比較器１１４は、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）（調整済み、または未調整）および／またはリアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）（調整済み、または未調整）と共にパラメータコンピュータ１１２によって策定されるスピーカパラメータなど、推定されたパラメータを使用し得、これにより、拡声器１０６および／または音響システム内の他のデバイスの、動作の管理を提供する。デバイスの管理は、１つ以上の閾値の策定および適用に基づき得る。閾値比較器１１４によって策定および適用される閾値は、リアルタイムの実際の計測値、推定されたパラメータ、限界値、および／または境界の、任意の組合せに基づき得る。言い換えれば、閾値は、リアルタイムの動作特性を変更すること、および、音響システムに含まれるデバイスのうちの１つ以上の、限界または境界のリアルタイムの計算を変更することの結果として、策定され得る。
【００７２】
パラメータコンピュータ１１２は、推定された動作特性線路１４４上に、推定されたスピーカパラメータをリアルタイムで提供し得る。さらに、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）および／またはリアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）は、リアルタイムの実際の電圧線路１４０およびリアルタイムの実際の電流線路１３８上で、閾値比較器１１４に提供され得る。推定されるスピーカパラメータおよび計測された実際のパラメータは、１つ以上の閾値を策定および実装するために、サンプル毎ベースにおいてなどの所定のスケジュールで、所定数のサンプルに次いで反復的に、または限界値のリアルタイムの計算および／もしくは適用を可能にする任意の他の期間で、閾値比較器１１４に提供され得る。閾値の策定は、音響システム動作パラメータ限界および／または音響システム保護パラメータ限界の考慮を含み得る。したがって、音響パワー管理システム１００は、機器保護機能、電力節約機能、および音響音声出力制御機能を提供し得る。
【００７３】
この点において、リアルタイムでの閾値音響システム動作パラメータの決定に続いて、閾値比較器１１４は、計測されたパラメータが、それぞれ決定された閾値を越えるか、または決定された閾値に到達することをリアルタイムベースで監視し得る。各閾値が越されたことをリアルタイムで検出すると、各閾値比較器１１４は、各リミッタ信号線路１５４上で、各制限信号をリミッタ１１６に別々に提供し得る。
【００７４】
リミッタ１１６は、音響信号線路１２４上に提供されている音響信号を調節することが可能な任意の形態の制御デバイスであり得る。リミッタ１１６は、１つ以上の制限信号の受信に応答して、音響信号を調節するように起動され得る。後述するように、音響信号への調節は、制限信号を提供する特定の閾値検出器、および／または、提供されている制限信号の性質に基づき得る。リミッタ１１６は、デジタル信号プロセッサ内など、デジタルデバイスとして動作し得る。あるいは、またはさらに、リミッタ１１６は、アナログデバイスであり得、かつ／または、電子回路および回路網で構成され得る。あるいは、またはさらに、リミッタ１１６はまた、１つ以上の制限信号の受信に応答して、パワー増幅器１０４の利得もしくは何らかの他の調節可能なパラメータ、音響ソース１０２、または音響システム内の任意の他の構成要素を制御し得る。
【００７５】
リミッタ１１６はまた、制限信号のうちの１つ以上と共に使用するために、格納されたパラメータをも含み得、これにより、音響信号を調節する。パラメータの例は、アタック時間、リリース時間、閾値、レシオ、出力信号レベル、利得、または音響信号を調節することに関連した任意の他のパラメータを含む。一実施例において、制限信号および／または制限信号を提供する閾値比較器１１４に依存して音響信号を制限するに際して、複数の異なる格納されたパラメータがリミッタ１１６によって使用され得る。したがって、閾値比較器１１４は、それぞれ、制限信号を提供し得、この制御信号は、制御信号のタイプを識別する情報、および／または、閾値比較器１１４のうちの１つであって、それから制限信号が生成された閾値比較器１１４を識別する情報を含む。例えば、リミッタ１１６は、閾値比較器１１４に対応する入力マッピングを含み得、これによって、特定の入力上で受信される制限信号は、入力マッピングに基づいて、閾値比較器１１４のうちの特定の１つからであることがリミッタ１１６によって知られる。別の実施例において、制限信号は、各制限信号を伝送する各閾値比較器１１４の識別子を含み得る。さらに、または代わりに、異なる制限信号は、それぞれ、作用識別子を含み得、作用識別子は、特定のタイプの制限信号を受信した際にリミッタ１１６がどのような作用を行うべきかを示す。作用識別子はまた、利得値などのパラメータ、または、音響信号もしくは音響システム内のデバイスを制限もしくは調節する際に使用するための他のパラメータをも含み得る。
【００７６】
音響信号を調節するためのリミッタ１１６による動作は、閾値比較器１１４から提供される制限信号に基づいて、リアルタイムで実行され得る。リミッタ１１６はまた、２つ以上の異なる閾値比較器１１４からの制限信号に応答して、音響信号をリアルタイムで調節するように動作し得る。一実施例において、異なる閾値比較器１１４からの異なる制限信号に応答したこのような調節は、音響信号を調節するのとほぼ同時に実行され得る。
【００７７】
補償ブロック１１８もまた、音響パワー管理システム１００内に随意で含まれ得る。補償ブロック１１８は、位相遅延、時間遅延、および／または時間シフトを提供する任意の回路もしくはアルゴリズムであり得、これにより、音響信号の歪みなく、リミッタ１１６のリアルタイムの動作を可能にする。後述するように、補償ブロック１１８はまた、個々の閾値比較器１１４と協調して動作し得、これにより、特定の閾値比較器１１４によって提供されている制限信号の性質に依存して、音響信号の異なるタイプの補償を実行する。さらに、または代わりに、補償ブロック１１８は、各閾値比較器１１４によって提供されている制限信号に基づいて、選択的に起動および停止され得る。補償ブロック１１８はまた、パラメータコンピュータ１１２によって提供される拡声器１０６の推定された動作特性に基づいて、選択的に調節され得る。
【００７８】
図１において、閾値比較器１１４は、電圧閾値比較器１４６、電流閾値比較器１４８、負荷パワー比較器１５０、およびスピーカ線形偏位比較器１５２のうちの任意の１つ以上を含み得る。他の実施例において、上記で識別された閾値比較器１１４のうちの１つのみ、または任意の部分的な組合せが、音響パワー管理システム１００内に含まれ得る。さらに他の実施例において、音圧レベル比較器などの追加もしくは代替の閾値比較器、または、音響システムの１つ以上の構成要素の動作を管理するための閾値を策定することが可能な任意の他の形態の比較器が、音響パワー管理システム１００内に含まれ得る。
【００７９】
図６は、電圧閾値比較器１４６、リミッタ１１６、および補償ブロック１１８のブロック図の例である。電圧閾値比較器１４６は、均等化モジュール６０２および電圧閾値検出器６０４を含み得る。音響信号は、音響信号線路１２４上で補償ブロック１１８に供給され得る。さらに、音響信号のリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）（調整済み、または未調整）が、リアルタイムの実際の電圧線路６０６上で均等化モジュール６０２に供給され得る。この実施例において、補償ブロック１１８は、電圧閾値比較器１４６の動作中において、感知された電圧信号と音響信号との間で位相が一致するように維持するための位相等化器として動作し得、これにより、１４６を通過する信号中の位相遅れに起因した音響信号中のオーバーシュートを防止する。
【００８０】
図６において、均等化モジュール６０２は、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）に基づくのみならず、スピーカパラメータ線路１４４上でパラメータコンピュータ１１２から提供される推定されたリアルタイムの動作特性にも基づいて動作し得る。一実施例において、推定されたリアルタイムの動作特性は、格納された所定の値であり得る。別の実施例において、推定されたリアルタイムの動作特性は、拡声器１０６の推定された動作特性および実際の動作特性が動作中に変化すると、パラメータコンピュータ１１２によってリアルタイムで動的に更新され得る。さらに別の代替手段において、パラメータコンピュータ１１２は、所定の時間スケジュールで、および／または、推定されたリアルタイムの動作特性における所定の割合の変化に応答して、推定されたリアルタイムの動作特性を提供し得る。
【００８１】
均等化モジュール６０２は、狭帯域全域通過フィルタなどのフィルタ、ピークノッチフィルタ、または拡声器の共鳴をモデル化することが可能な任意の他のフィルタを含み得る。フィルタは、Ｑ、利得、および周波数などの調節可能なフィルタパラメータを含み得る。フィルタのフィルタパラメータは、リアルタイムの推定された共鳴周波数など、拡声器１０６の推定されたリアルタイムの動作特性が変化すると、均等化モジュール６０２によって変化させられ得る。フィルタにおける変動は、特定の周波数における信号エネルギーの大きさを調節し得、これによって、ある周波数において音響信号のリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）が減衰する一方、他の周波数では、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）が強調される。
【００８２】
結果として生じる均等化モジュール６０２の出力は、周波数領域においてフィルタ処理または均等化されたリアルタイムの電圧信号であり、この電圧信号は、拡声器１０６のリアルタイムの推定された共鳴周波数に基づいて補償されている。フィルタ処理されたリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）は、補償されたリアルタイムの電圧信号として、補償された電圧線路６０６上で電圧閾値検出器６０４に提供され得る。
【００８３】
電圧閾値検出器６０４は、補償されたリアルタイムの電圧信号に基づいて、所定数の周波数のうちのいずれかで閾値を超過したかどうかを判定し得る。拡声器は、拡声器の共鳴周波数付近の音響信号中の比較的大きな振幅を取扱うことが可能であり、そして、共鳴周波数から遠く離れた、比較的低い電圧振幅の取扱い能力を有する。均等化モジュール６０２による補償は、拡声器１０６の推定された共鳴周波数が動作中に変化する場合の、周波数範囲内での拡声器１０６の変動する電圧の取扱い能力を反映する。
【００８４】
スピーカパラメータコンピュータ１１２は、連続的な周波数ベースの境界曲線を提供し得、この境界曲線は、電圧閾値検出器６０４に対して、閾値を策定する際に使用するための限界として提供される。境界曲線は、初期には、格納された曲線であり得、この格納された曲線は、リアルタイムの実際の計測値および／または推定されたリアルタイムの動作特性に基づいて、パラメータコンピュータ１１２によってリアルタイムで調節され得る。パラメータコンピュータ１１２は、所定の時間スケジュールで、および／または、境界曲線における所定の割合の変化に応答して、調節された境界曲線を電圧閾値検出器６０４に提供し得る。あるいは、格納された境界曲線は、電圧閾値検出器による使用のために、電圧閾値検出器６０４に提供され得る。さらに、または代わりに、電圧閾値検出器６０４は、受信されたリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）および推定されたリアルタイムの動作特性に基づいて、受信された境界曲線をリアルタイムで調節し得る。フィルタ処理されたリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）の信号レベルが境界曲線を超過することを電圧閾値検出器６０４が識別する場合に、電圧閾値検出器６０４によって決定された閾値を超過する。それに応答して、対応する制限信号が電圧閾値検出器６０４によって生成され得、リミッタ１１６に提供され得る。提供される特定の制限信号に基づいて、リミッタは、予め指定された作用を行い得る。例えば、特定の制限信号に依存して、リミッタ１１６は、利得の低減または音響信号のクリッピングを実行し得る。このように、拡声器１０６のリアルタイムの推定された共鳴周波数を使用して、拡声器の歪みおよび／または物理的損傷が最小化され得る。さらには、拡声器１０６の推定されたリアルタイムの共鳴周波数に基づく、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）の周波数ベースの考慮に起因して、効率的な動作が最適化され得、このことは、エネルギー効率を最適化する。このアプローチを使用して、均等化モジュール６０２は、変動する、周波数に敏感なフィルタ処理された電圧信号を策定し得、かつ電圧閾値検出器６０４に提供し得る。
【００８５】
図７は、電流閾値比較器１４８およびリミッタ１１６の実施例のブロック図である。リアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）（調整済み、または未調整）は、リアルタイムの実際の電流線路７０８上で電流閾値比較器１４８に供給され得る。電流閾値比較器１４８は、音響システム保護パラメータなどの音響システム境界パラメータに対して、リアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）を比較することによって、閾値を策定し得る。音響システム境界パラメータは、格納された電流の値であり得、この電流の値は、音響パワー管理システム１００の動作中に動的に変更されない。あるいは、音響システム境界パラメータは、変化し得る境界値であり得る。一実施例において、音響システム境界パラメータは、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）などの計測された実際のパラメータに基づきパラメータコンピュータ１１２によって導出される推定されたリアルタイムの電流、および拡声器１０６の推定されたリアルタイムのインピーダンスなど、導出される推定されたリアルタイムのパラメータであり得る。推定されたリアルタイムの電流は、閾値を策定および適用するに際し、電流閾値比較器１４８によって使用され得る。他の実施例において、推定された境界値は、電流閾値比較器１４８によって、すべての推定値、表、および／または閾値を策定するための任意の他の手段から導出され得る。
【００８６】
導出される推定されたリアルタイムのパラメータは、推定された動作特性線路１４４上で電流閾値比較器１４８に提供され得る。他の実施例において、閾値音響システムパラメータは、パラメータコンピュータ１１２から提供される任意の他の推定されたリアルタイムのパラメータであり得、閾値を導出するために電流閾値比較器１４８によって使用され得る。例えば、推定されたリアルタイムの電圧および推定されたリアルタイムのインピーダンスは、パラメータコンピュータ１１２によって電流閾値比較器１４８に提供され得、これにより、電流閾値比較器１４８が推定されたリアルタイムの電流を導出することを可能にする。一実施例において、推定されたリアルタイムのパラメータ（単数または複数）は、格納された所定の値であり得る。別の実施例において、推定されたリアルタイムのパラメータ（単数または複数）は、拡声器１０６の推定された動作特性および実際の動作特性が動作中に変化すると、パラメータコンピュータ１１２によってリアルタイムで動的に更新され得る。さらに別の代替手段において、パラメータコンピュータ１１２は、所定の時間スケジュールで、および／または、推定されたリアルタイムのパラメータ（単数または複数）における所定の割合もしくは程度の変化に応答して、推定されたリアルタイムのパラメータ（単数または複数）を提供し得る。
【００８７】
動作中において、音響信号のリアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）（調整済み、または未調整）に基づいて閾値を超過する場合、電流閾値比較器１４８は、制限信号をリミッタ１１６に出力し得る。リミッタ１１６は、提供される特定の制限信号に基づいて、音響信号を調節するように作用する。例えば、リミッタは、音響信号中の電流を閾値未満に維持するための電圧リミッタとして作用し得る。リアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）は、拡声器１０６内を流れる電流を表すので、電流閾値比較器１４８およびリミッタ１１６によって表されるフィードバックループの動作は、拡声器１０６の望ましくない動作を生じる前に、音響信号中の比較的敏速な立ち上がり電流を「キャッチ」するのに十分に敏速であり得る。この点において、電流閾値比較器１４８はまた、先行して受信されたリアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）サンプルを使用し得、これにより、さらなるサンプルを補間する。このようにして、電流閾値比較器１４８は、予測的機能を実行し得、閾値を超過する場合に音響信号中の望ましくないレベルの電流を「阻止」するように、リミッタ１１６に制限信号を提供し得る。このようにして、電流閾値比較器１４８は、例えば約２００Ｈｚなどの所定の周波数で低域通過フィルタが掛けられ得るウーハー拡声器など、拡声器の動作を保護するように動作し得る。さらに、過電流条件からの増幅器１０４の保護は、音響信号中の電流を抑制することによって達成され得る。
【００８８】
図８は、負荷パワー比較器１５０の実施例のブロック図であり、負荷パワー比較器１５０は、較正モジュール１１０の実施例と、リミッタ１１６の実施例とを含む。負荷パワー比較器１５０は、乗算器８０２および時間平均化モジュール８０４を含み得、時間平均化モジュール８０４は、短平均モジュール８０６および長平均モジュール８０８を含む。較正モジュール１１０は、電圧較正モジュール１２８および電流較正モジュール１３０を含み得る。音響信号線路１２４上で提供される音響信号は、リミッタ１１６に提供され得る。図８において、リミッタ１１６は、瞬時パワーリミッタ８１０と、長期パワーリミッタ８１２と、短期パワーリミッタ８１４とを含む。
【００８９】
音響信号のリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）は、リアルタイムの実際の電圧線路８１８上で電圧較正モジュール１２８に供給され得る。電圧較正モジュール１２８は、電圧利得モジュール（Ｇｖ）８２４と、電圧時間遅延モジュール（Ｔ）８２６と、電圧信号調整器Ｈｖ（ｘ）８２８とを含み得る。電圧利得モジュール８２４、電圧時間遅延モジュール８２６、および電圧信号調整器８２８は、それぞれ、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）信号を較正するために、予め格納された所定の設定を含み得る。リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）信号は、電圧利得モジュール８２４で所定の利得を適用して電圧をスケーリングすることによって、電圧較正モジュール１２８で較正され得、遅延は、時間遅延もしくは時間シフトを適用することによって、電圧時間遅延モジュール８２６で較正され得、応答変動に対する補正は、電圧信号調整器８２８で較正され得る。他の実施例において、電圧利得モジュール８２４、電圧時間遅延モジュール８２６、および電圧信号調整器８２８におけるパラメータは、パラメータコンピュータ１１２によってリアルタイムで策定および調節され得る。
【００９０】
リアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）は、リアルタイムの実際の電流線路８２０上で電流較正モジュール１３０に供給され得る。図８において、電流較正モジュール１３０は、電流利得モジュール８３２および電流信号調整器（Ｈｉ（ｚ））８３４を含む。リアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）信号は、電流利得モジュール８３２で所定の利得を適用して電流をスケーリングすることによって、電流較正モジュール１３０で較正され得、応答変動に対する補正は、電流信号調整器８３４で較正され得る。他の実施例において、電流利得モジュール８３２および電流信号調整器８３４におけるパラメータは、パラメータコンピュータ１１２によってリアルタイムで策定および調節され得る。さらに他の実施例において、電圧較正モジュール１２８および電流較正モジュール１３０のうちの一方または両方は、省略され得る。さらに、図８の電圧較正モジュール１２８および電流較正モジュール１３０は、パラメータコンピュータ１１２または複数の閾値比較器１１４のうちの任意の他の比較器に対する、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）およびリアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）を調整するために適用され得る。
【００９１】
図８において、動作中において、調整されたリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）および調整されたリアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）は、乗算器８０２にリアルタイムで供給され得る。乗算器８０２の出力は、リアルタイムでの拡声器１０６へのパワー出力（Ｐ（ｔ））を表す、瞬時パワー値（Ｐ（ｔ）＝Ｖ（ｔ）＊Ｉ（ｔ））であり得る。他の実施例において、１つ以上の推定された動作特性と共に、調整されたリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）および調整されたリアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）のうちの一方が乗算器８０２に供給され得るか、または調整されたリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）および調整されたリアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）のいずれも乗算器８０２に供給されない。
【００９２】
図９は、リミッタ１１６を含む負荷パワー比較器１５０の別の実施例のブロック図である。リミッタ１１６は、音響信号線路１２４上で音響信号を受信する。さらに、負荷パワー比較器１５０は、リアルタイムの電流線路９０８上でリアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）（調整済み、または未調整）を、およびパラメータコンピュータ線路１４４上で推定された動作特性を受信し得る。この実施例において、推定された動作特性は、拡声器インピーダンスＺ（ｔ）の推定された抵抗性部分Ｒ（ｔ）または実部（Ｚ）の形態において、推定されたスピーカパラメータを含み得る。一実施例において、推定された抵抗性部分Ｒ（ｔ）は、格納された所定の値であり得る。別の実施例において、推定された抵抗性部分Ｒ（ｔ）は、拡声器１０６の推定された動作特性および実際の動作特性が動作中に変化すると、パラメータコンピュータ１１２によってリアルタイムで動的に更新され得る。さらに別の代替手段において、パラメータコンピュータ１１２は、所定の時間スケジュールで、および／または、推定された抵抗性部分Ｒ（ｔ）における所定の割合の変化に応答して、推定された抵抗性部分Ｒ（ｔ）を提供し得る。
【００９３】
拡声器の抵抗性部分Ｒ（ｔ）における変化は、拡声器１０６内のボイスコイルの発熱および冷却を示す。リアルタイムの推定された抵抗Ｒ（ｔ）の上昇は、ボイスコイルの温度が上昇することを示し、リアルタイムの推定された抵抗Ｒ（ｔ）が降下することは、ボイスコイルの温度が降下することを示す。
【００９４】
図９において、負荷パワー比較器１５０は、二乗関数９０２と、乗算器８０２と、時間平均化モジュール８０４とを含む。二乗関数９０２は、リアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）を受信して二乗し、その結果を、拡声器１０６の推定されたリアルタイムのインピーダンスＲ（ｔ）との乗算のために乗算器８０２に提供する。この操作（Ｐ（ｔ）＝Ｉ（ｔ）２＊Ｒ（ｔ））の結果は、推定された瞬時パワー値、推定された短期パワー値、および長期パワー値を導出するために、時間平均化モジュール８０４に提供され得る。推定されたリアルタイムのインピーダンスＲ（ｔ）およびリアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）の使用は、実際のもしくは推定されたリアルタイムの電圧Ｖ（ｔ）およびリアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）の使用と比較すると、パワーを決定するために推定されたリアルタイムのインピーダンスＲ（ｔ）が使用される場合に電圧降下の考慮が不要であるので、推定されたパワーを導出するために、増大した精度を提供し得る。精度における差異は、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）をサンプリングする位置と拡声器の位置との間の距離が、線路損失に起因した電圧降下を生む場合に、有意であり得る。
【００９５】
図８および図９において、負荷パワー比較器１５０は、乗算器８０２からの（推定された、または実際の）瞬時出力パワーを使用し得、これにより、出力パワーに関連した閾値の策定および適用の一部として、長期平均パワー値および短期平均パワー値を策定する。長期および短期の平均パワー値の策定は、経時的に平均化される瞬時出力パワーの所定数のサンプルに基づき得る。サンプルの数、またはサンプルが平均化される期間は、短期平均パワー値に対して、１ミリ秒から約２秒であり得、長期平均パワー値に対して、約２秒から約１８０秒であり得る。
【００９６】
瞬時パワーは、負荷パワー比較器１５０によって、決定された瞬時パワー限界値に対して比較され得、これにより、導出された瞬時閾値が超されているかどうかを判定する。さらに、短期平均パワー値および長期平均パワー値は、決定された短期限界値および決定された長期限界値に対して比較され得、これにより、導出された短期閾値および導出された長期閾値を上回っているかどうかを判定する。各パワー値に基づき、策定された各閾値を超過する場合、各制限信号は、負荷パワー比較器１５０によって生成され得、リミッタ１１６に提供され得る。制限信号は、瞬時パワーリミッタ８１０、短期パワーリミッタ８１４、または長期パワーリミッタ８１２を示す、識別子を含み得る。あるいは、制限信号は、異なる入力としてリミッタ１１６に提供され得、これにより、その信号を、瞬時パワーリミッタ８１０、短期パワーリミッタ８１４、または長期パワーリミッタ８１２に対して指定されているように識別する。他の実施例において、前述したように、異なる制限信号を識別するために、任意の他の方法が使用され得る。
【００９７】
瞬時パワー、短期パワー、および長期パワーとの比較のための限界値は、所定の値として格納され得る。あるいは、限界値は、推定された動作特性線路１４４上でパラメータコンピュータ１１２から負荷パワー比較器１５０に提供される推定された動作特性に基づいて、リアルタイムで動的に更新され得る。例えば、拡声器１０６のリアルタイムの拡声器パラメータは、リアルタイムの変動値として限界値を導出するために、負荷パワー比較器１５０によって使用され得る。あるいは、限界値は、格納された値であり得るか、または、パラメータコンピュータ１１２によってリアルタイムで導出されて負荷パワー比較器１５０に提供され得る。さらに別の代替手段において、パラメータコンピュータ１１２は、所定の時間スケジュールで、および／または、限界値における所定の割合の変化に応答して、限界値を提供し得る。
【００９８】
拡声器は、内在的に、音響信号を介したパワー入力の関数として、発熱および冷却のレベルについての熱時定数を有する。拡声器へのリアルタイムのパワー入力は推定され得るので、望ましくない発熱からの拡声器の閾値保護が回避され得る。さらには、そのような望ましくない発熱からの閾値保護が達成され得る一方、特定の拡声器のための実際の許容可能な瞬時パワー、短期パワー、および長期パワーを反映する、リアルタイムまたは静的な限界値に起因して、なおも最大限の動作上の融通性を許す。パワーおよび限界値を計算し、かつ閾値を超過しているかどうかを判定するために、リアルタイムの実際のおよび推定されたパラメータを使用することは、周囲温度の変動、製造時のばらつき、および、特定の拡声器に対する望ましい最大パワー閾値に影響する任意の他の要因に対する解となり得る。
【００９９】
図１０は、リミッタ１１６を含む負荷パワー比較器１５０の別の実施例のブロック図である。リミッタ１１６は、音響信号線路１２４上で音響信号を受信する。さらに、負荷パワー比較器１５０は、パラメータコンピュータ線路１４４上で推定された動作特性を受信し得る。この実施例において、推定された動作特性は、拡声器インピーダンスＺ（ｔ）の推定された抵抗性部分Ｒ（ｔ）または実部（Ｚ）の形態において、推定されたスピーカパラメータを含む。一実施例において、推定された抵抗性部分Ｒ（ｔ）は、格納された所定の値であり得る。別の実施例において、推定された抵抗性部分Ｒ（ｔ）は、拡声器１０６の推定された動作特性および実際の動作特性が動作中に変化すると、パラメータコンピュータ１１２によってリアルタイムで動的に更新され得る。さらに別の代替手段において、パラメータコンピュータ１１２は、所定の時間スケジュールで、および／または、推定された抵抗性部分Ｒ（ｔ）における所定の割合の変化に応答して、推定された抵抗性部分Ｒ（ｔ）を提供し得る。負荷パワー比較器１５０は、移動平均の計算に起因して、比較的遅いレートで閾値を策定および適用するように動作し得るので、推定された抵抗性部分Ｒ（ｔ）は、比較的遅いレートでサンプリングされ得る。
【０１００】
負荷パワー比較器１５０は、移動平均モジュール１００２を含む。推定された抵抗性部分Ｒ（ｔ）が動的に更新されるパラメータとしてパラメータコンピュータ線路１４４上で提供される場合において、移動平均モジュール１００２は、決定された期間にわたって、推定された抵抗性部分Ｒ（ｔ）を受信および平均化し得る。推定された抵抗性部分Ｒ（ｔ）は、ボイスコイル温度における変化を示すので、移動平均モジュール１００２で推定された抵抗性部分Ｒ（ｔ）の移動平均を導出することは、拡声器１０６のボイスコイルの長期の発熱を監視するために使用され得る。
【０１０１】
推定された抵抗性部分Ｒ（ｔ）の移動平均は、負荷パワー比較器１５０によって、拡声器１０６の所望の抵抗性部分Ｒ（ｔ）を示す１つ以上の境界値に対して比較され得、これにより、閾値が超されているかどうかを判定する。推定された抵抗性部分Ｒ（ｔ）の移動平均が境界のうちの１つを超過し、閾値が越されていることを示す場合、閾値を超過していることを示す制限信号が負荷パワー比較器１５０によって生成されてリミッタ１１６に提供され得る。制限信号を受信すると、リミッタ１１６は、ボイスコイルの望ましくない高温および／または望ましくない低温を最小限にするように作用し得る。推定された抵抗性部分Ｒ（ｔ）との比較のための境界値は、格納された所定の値であり得る。あるいは、境界値は、推定された動作特性線路１４４上でパラメータコンピュータ１１２から負荷パワー比較器１５０に提供される推定された動作特性に基づいて、リアルタイムで動的に更新され得る。例えば、拡声器１０６のリアルタイムの拡声器パラメータは、リアルタイムの変動値として境界を導出するために、負荷パワー比較器１５０によって使用され得る。あるいは、境界は、格納された値であり得るか、または、閾値を監視する際の使用のために、パラメータコンピュータ１１２によってリアルタイムで導出されて負荷パワー比較器１５０に提供され得る。さらに別の代替手段において、パラメータコンピュータ１１２は、所定の時間スケジュールで、および／または、境界値における所定の割合の変化に応答して、境界を提供し得る。
【０１０２】
リミッタ１１６は、音響信号に対して減衰を適用し得、これにより、音響信号の大きさを低減し、拡声器１０６のボイスコイルの過熱を回避する。あるいは、またはさらに、リミッタ１１６は、音響信号中の音響コンテンツの圧縮に対する補償をするために、音響信号に利得を適用し得る。別の代替手段において、音響信号に選択的に利得を適用することによる圧縮に対する補償と、選択的に減衰を適用することによる圧縮に対する補償との組合せが使用され得る。例えば、第１の閾値を、対応する第１の制限信号の受信に基づいて超過する場合、リミッタ１１６は、圧縮に対する補償をするために、音響信号に利得を適用し得る。第２の閾値を超過し、ボイスコイル温度が上昇し続けていることを示す対応する第２の制限信号が提供される場合、リミッタ１１６は、拡声器１０６のボイスコイルにおける望ましくないレベルの温度を回避するために、音響信号に対して減衰を適用し得る。
【０１０３】
図１１は、スピーカ線形偏位比較器１５２の実施例のブロック図であり、スピーカ線形偏位比較器１５２は、リミッタ１１６と、拡声器ボイスコイル偏位の管理において使用される閾値を策定するための補償ブロック１１８とを含む。補償ブロック１１８は、時間遅延１１０２および位相等化器１１０４を含む。時間遅延１１０２は、音響信号の遅延または時間シフトを提供し得、これにより、音響パワー管理システム１００が拡声器のボイスコイルによる望ましくない偏位を管理するための追加の時間を提供する。位相等化器１１０４は、必要に応じて位相補償を提供し得、これにより、音響パワー管理システム１０内において、音響信号とリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）との間の位相関係を維持する。音響信号のリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）（調整済み、または未調整）は、リアルタイムの実際の電圧線路１１０６上でスピーカ線形偏位比較器１５２に供給され得る。スピーカ線形偏位比較器１５２は、スピーカ偏位モデル１１１０および偏位閾値検出器１１１２を含む。
【０１０４】
スピーカ偏位モデル１１１０は、動作特性線路１４４上で、パラメータコンピュータ１１２からリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）および推定された動作特性を受信する。図１１において、スピーカ偏位モデル１１１０によって受信される動作特性は、推定された機械的コンプライアンスＣｍ（ｔ）および推定されたボイスコイル抵抗Ｒｅ（ｔ）を含む。推定された機械的コンプライアンスＣｍ（ｔ）および推定されたボイスコイル抵抗Ｒｅ（ｔ）は、拡声器１０６を表すリアルタイムの電気機械的スピーカモデルを導出するために、スピーカ偏位モデル１１１０によって使用され得る。他の実施例において、図２に含まれる推定されたスピーカパラメータのうちの１つ以上など、追加の動作特性もまた、パラメータコンピュータ１１２によってスピーカ偏位モデル１１１０に提供され得る。リアルタイムの電気機械的スピーカモデルへのリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）の適用に基づいて、スピーカ偏位モデル１１１０は、音響信号に応答して、拡声器１０６のボイスコイルの予測される偏位を導出し得る。
【０１０５】
ボイスコイルの偏位は、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）に応答した、ボイスコイルの推定された機械的速度の時間積分に基づいて、予測され得る。さらに、または代わりに、スピーカ偏位モデル１１１０は、フィルタなどの周波数依存伝達関数を使用し得、これにより、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）の電圧当たりの、予測されるボイスコイル偏位のリアルタイムの計算を実行する。推定された機械的コンプライアンスＣｍ（ｔ）および推定されたボイスコイル抵抗Ｒｅ（ｔ）を使用することにより、予測される偏位は、生産における変動、経年による変動、温度の変動、および、拡声器１０６のリアルタイムの動作中にボイスコイル偏位に影響する他のパラメータの変動に起因する、拡声器に特有の動作特性に対する解となり得る。予測された偏位は、偏位閾値検出器１１１２に提供され得る。
【０１０６】
偏位閾値検出器１１１２は、予測された偏位を、ボイスコイルの最大限の望ましい偏位を表す境界と比較し得、これにより、策定された閾値を超過しているかどうかを判定する。境界は、偏位閾値検出器１１１２内に格納された所定の値であり得る。あるいは、境界は、パラメータコンピュータ１１２内に格納されて、動作特性線路１４４上で偏位閾値検出器１１１２に提供され得るか、または、音響システム内のどこか他の場所に格納され得る。さらに、または代わりに、境界は、拡声器１０６の推定された動作特性および実際の動作特性が動作中に変化すると、パラメータコンピュータ１１２によってリアルタイムで動的に更新され得る。さらに別の代替手段において、パラメータコンピュータ１１２は、所定の時間スケジュールで、および／または、境界の所定の割合の変化に応答して、境界を提供し得る。
【０１０７】
策定された閾値に基づいて、予測された偏位が境界を超過する場合、制限信号がリミッタ１１６に提供される。リミッタ１１６は、制限信号の受信に応答して、時間領域において音響信号にクリッピングを適用し得る。さらに、または代わりに、リミッタは、制限信号の受信に応答して、時間領域において音響信号にソフトクリッピングを適用し得る。ソフトクリッピングは、音響信号をクリッピングすることに関連した望ましくない聴覚上の効果を最小化する目的で、クリッピングされた信号の鋭利な角を滑らかにし、高次の高調波成分を低減するために使用され得る。さらに、または代わりに、リミッタは、制限信号の受信に応答して、音響増幅器においてなど、音響信号の利得を低減し得る。
【０１０８】
スピーカ線形偏位比較器１５２およびリミッタ１１６が、拡声器１０６内のボイスコイルの望ましくない実際の偏位の「先を行く」ために、スピーカ偏位モデルのモデル化の遅延が最小化され得る。さらに、時間遅延ブロック１１０２は、先読み能力を提供するために使用され得、この先読み能力は、音響信号の未来のリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）の予測的補間を含む。
【０１０９】
図１２は、図１〜図１１を参照した音響パワー管理システム１００に対する例示の動作フロー図である。ブロック１２０２で、音響パワー管理システム１００が電源投入され、閾値比較器１１４のうちの１つ以上に、格納された設定が取込まれる。格納された設定は、先行動作から最後に知られた値、または所定の格納された値であり得る。音響信号は、ブロック１２０４で、音響信号線路１４４上でパワー管理システム１００に提供される。ブロック１２０６で、音響信号は、リアルタイムの電圧信号Ｖ（ｔ）およびリアルタイムの電流信号Ｉ（ｔ）を取得するためにサンプリングされる。ブロック１２０８で、リアルタイムの電圧信号Ｖ（ｔ）およびリアルタイムの電流信号Ｉ（ｔ）は、較正モジュール１１０で較正され得、動作がブロック１２１０に進む。
【０１１０】
あるいは、リアルタイムの電圧信号Ｖ（ｔ）およびリアルタイムの電流信号Ｉ（ｔ）の較正が省略され得、動作が直接的にブロック１２１０に進む。ブロック１２１０で、パラメータコンピュータ１１２は、リアルタイムの電圧信号Ｖ（ｔ）を受信および使用することにより、リアルタイムの推定された電流を導出する。リアルタイムの推定された電流は、拡声器１０６の推定された動作特性など、推定された動作特性に基づいて導出される。リアルタイムの推定された電流は、ブロック１２１２で、リアルタイムの電流信号Ｉ（ｔ）と比較される。ブロック１２１４で、推定されたリアルタイムの電流とリアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）との間に所定のより大きな差異（誤差）が存在するかどうかが判定される。存在する場合、動作は、推定された動作特性を調節してブロック１２１０に戻ることにより、調節された動作特性に基づいて、推定されたリアルタイムの電流を再計算する。
【０１１１】
図１３を参照すると、ブロック１２１４で、リアルタイムの推定された電流とリアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）における差異が許容可能な所定の範囲内である（収束する）場合、ブロック１２１６で、推定されたスピーカパラメータなどの推定された動作特性は、閾値の策定および監視を実行する際に、閾値比較器１１４によって推定されたリアルタイムのパラメータとして使用するために、利用可能にされる。電流増幅器が使用される場合など、他の実施例において、リアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）は、リアルタイムの推定された電圧を導出するために使用され得、リアルタイムの推定された電圧は、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）と比較される。
【０１１２】
ブロック１２１８で、音響パワー管理システム１００内において、閾値比較器１１４のうちのどれが動作可能であるかが決定される。音響パワー管理システム１００内において電圧閾値比較器１４６が動作可能である場合、ブロック１２２２で、推定されたリアルタイムのパラメータが電圧閾値比較器１４６に選択的に提供される。電圧閾値比較器１４６のフィルタパラメータは、ブロック１２２４で、推定されたリアルタイムのパラメータに基づいて調節される。ブロック１２２６で、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）は、電圧閾値比較器によってフィルタ処理されることにより、周波数の範囲にわたって、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）を拡声器１０６の推定された共鳴周波数に整合させる。したがって、フィルタ処理されたリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）は、推定された共鳴周波数に基づいて拡声器の利用可能な動作能力を表すために、拡声器の推定されたリアルタイムの共鳴周波数に従って調節され得る。
【０１１３】
ブロック１２２８で、周波数依存の所望の電圧レベルを表す、変化し得る限界値または静的な限界値は、パラメータコンピュータ１１２から受信され得、電圧閾値比較器１４６によって導出され得、そして／または、何らかの他の位置から取り出され得る。フィルタ処理されたリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）は、ブロック１２３０で、曲線フィッティングによってなど、限界値と比較され得る。ブロック１２３２で、フィルタ処理されたリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）が閾値を超過するかどうかが判定される。超過しない場合、動作はブロック１２２２に戻る。ブロック１２３２で、フィルタ処理されたリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）が閾値を超過する場合、ブロック１２３４で、制限信号がリミッタ１１６に提供される。ブロック１２３６で、リミッタは音響信号を調節し、動作はブロック１２２２に戻る。
【０１１４】
ブロック１２２０に戻って、音響パワー管理システム１００内において電流閾値比較器１４８が動作可能である場合、ブロック１２４０で、電流閾値比較器１４８は、リアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）を受信する。さらに、電流閾値比較器１４８は、最大限の望ましい電流を表す、変化し得るかもしくは静的な境界値を、所定の間隔でパラメータコンピュータ１１２から選択的に受信し得、最大限の望ましい電流を選択的に導出し得、そして／または、最大限の望ましい電流を何らかの他のストレージ位置から取り出し得る。ブロック１２４２で、電流閾値比較器１４８は、リアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）を境界値と比較し得る。ブロック１２４４で、リアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）が境界値を超過するかどうかが判定される。超過しない場合、動作はブロック１２４０に戻る。ブロック１２４４で、リアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）が閾値を超過する場合、ブロック１２４６で、制限信号が生成されてリミッタ１１６に提供される。ブロック１２４８で、リミッタは音響信号を調節し、動作はブロック１２４０に戻る。
【０１１５】
再びブロック１２２０に戻って、音響パワー管理システム１００内において負荷パワー比較器１５０が動作可能である場合、ブロック１２５２で、負荷パワー比較器１５０は、リアルタイムの実際の電流Ｉ（ｔ）およびリアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）のうちの少なくとも一方（調整済み、または未調整）を受信する。さらに、または代わりに、負荷パワー比較器１５０は、推定されたリアルタイムのスピーカパラメータなど、推定されたリアルタイムのパラメータをパラメータコンピュータ１１２から選択的に受信し得る。さらに、負荷パワー比較器１５０は、望ましいレベルのパワーを表す、変化し得るかもしくは静的な限界を、所定の間隔でパラメータコンピュータ１１２もしくは何らかの他のストレージ位置から受信し得るか、または、変化し得るかもしくは静的な限界を導出する。ブロック１２５４で、負荷パワー比較器１５０は、リアルタイムの推定された電流もしくは電圧、および／または、リアルタイムの実際の電流もしくは電圧に基づいて、瞬時パワーを計算し得る。
【０１１６】
計算された瞬時パワーは、ブロック１２５６で、短平均パワー値および長平均パワー値を更新するために使用され得る。ブロック１２５８で、瞬時、短期、および長期の計算されたパワーが、それぞれの限界と比較され得る。ブロック１２６２で、瞬時パワー、短期パワー、または長期パワーがそれぞれの閾値を超過したかどうかが判定される。超過しなければ、動作はブロック１２５２に戻る。ブロック１２６２で、瞬時パワー、短期パワー、または長期パワーのいずれか、あるいはすべてが、それぞれの閾値を超過する場合、ブロック１２６４で、負荷パワー比較器１５０は、対応する制限信号（単数または複数）を生成し、その対応する制限信号（単数または複数）をリミッタ１１６に提供する。ブロック１２６６で、それに応じて、リミッタ１１６は、受信された制限信号（単数または複数）に基づいて音響信号を調節する。
【０１１７】
再びブロック１２２０に戻って、音響パワー管理システム１００内においてスピーカ線形偏位比較器１５２が動作可能である場合、ブロック１２７０で、スピーカ線形偏位比較器１５２は、パラメータコンピュータ１１２から、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）（調整済み、または未調整）と、推定されたリアルタイムのスピーカパラメータなどの推定されたリアルタイムのパラメータとを受信する。さらに、負荷パワー比較器１５０は、拡声器１０６のボイスコイルの望ましい偏位レベルを表す、変化し得るかもしくは静的な境界のうちの１つ以上を、パラメータコンピュータ１１２または何らかの他のストレージ位置から受信し得るか、あるいは、変化し得るかもしくは静的な境界を導出し得る。ブロック１２７２で、推定された偏位は、リアルタイムの電気機械的スピーカモデルに対する、リアルタイムの実際の電圧Ｖ（ｔ）および推定されたリアルタイムのパラメータの適用によって導出される。推定された偏位は、ブロック１２７４で、境界と比較される。ブロック１２７６で、閾値のうちのいずれかを超過しているかどうかが判定される。超過していない場合、動作はブロック１２７０に戻る。ブロック１２７６で、閾値のうちのいずれかを超過している場合には、ブロック１２７８で、対応する制限信号が生成されてリミッタ１１６に提供される。ブロック１２８０で、リミッタ１１６は、受信された各制限信号に従って、音響信号を調節する。
【０１１８】
前述したように、音響パワー管理システム１００は、音響システム内の拡声器、増幅器、音響ソース、および任意の他の構成要素の管理を提供する。リアルタイムの計測された実際のパラメータを使用することによって、音響パワー管理システム１００は、音響システム内の様々な構成要素の管理をカスタマイズし得る。保護的管理の場合において、音響パワー管理システム１００は、個別のデバイスに対する様々な保護的閾値をリアルタイムで策定および調節し得、これにより、各デバイスの最大限の動作能力を可能にする一方、なおも音響信号などの動作パラメータを限界の範囲内に維持し、さもなくば、音響システムのハードウェアに望ましくない有害な影響を生じる。動作的管理の場合において、音響パワー管理システムは、個別のデバイスに対する動作閾値をリアルタイムで調節することによって、電力消費、性能、および機能を最適化し得、さもなくば発生し得る歪み、クリッピング、および他の望ましくない異常を最小化する。
【０１１９】
本発明の様々な実施形態が説明されてきたが、当業者には、本発明の範囲内においてもっと多くの実施形態および実装が可能であることが明白であろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれと同等なものに照らした場合を除き、制限されるべきではない。
【符号の説明】
【０１２０】
１００  音響パワー管理システム
１０２  音響ソース
１０４  音響増幅器
１０６  拡声器
１１０  較正モジュール
１１２  パラメータコンピュータ
１１４  閾値比較器
１１６  リミッタ
１１８  補償ブロック
１２０  ＤＡＣ
１２８  電圧較正モジュール
１３０  電流較正モジュール
１４６  電圧閾値比較器
１４８  電流閾値比較器
１５０  負荷パワー比較器
１５２  スピーカ線形偏位比較器
２０２  入力電圧
２０４  ボイスコイル抵抗
２０６  ボイスコイルインダクタンス
２１０  入力電流
２１４  機械的インピーダンス
２１６  機械的抵抗
２１８  機械的コンプライアンス
３０２  パラメータ推定器
３０４  加算器
３１４  コンテンツ検出モジュール
３１６、５１４  適応フィルタモジュール
３１８  第１のパラメトリックフィルタ
３２０  第２のパラメトリックフィルタ
３２２  減衰モジュール
４１０  周波数コントローラ
４１４  フィルタバンク
４１６、５１８  曲線フィットモジュール
５１６  非パラメトリックフィルタ
６０２  均等化モジュール
６０４  電圧閾値検出器
８０２  乗算器
８０４  時間平均化モジュール
８０６  短平均モジュール
８０８  長平均モジュール
８１０  瞬時パワーリミッタ
８１２  長期パワーリミッタ
８１４  短期パワーリミッタ
８２４  電圧利得モジュール
８２６  電圧時間遅延モジュール
８２８  電圧信号調整器
８３２  電流利得モジュール
８３４  電流信号調整器
９０２  二乗関数
１００２  移動平均モジュール
１１０４  位相等化器
１１１０  スピーカ偏位モデル
１１１２  偏位閾値検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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