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音圈位移

特性:

KLIPPEL R&D系统KLIPPEL QC系统
电压和位移之间的传递函数Hx(f)=X(f)/U(f)LPM, TRF, SCNTSX
线性参数 (Thiele-Small)LSI3, LPM, PWT, SCN, SPM

IMP, MSC

非线性参数

LSI3, SPM, PWT,MSC
峰值、RMS值和直流位移

TRF, DIS, LPM, LSI3, PWT, SPM

MSC, DCX
Rub&Buzz分析TRF PROSPL, SPL-IMP

使用非接触式传感器直接测量机械振动对于设计、评估和选择在最终应用中最佳的换能器非常重要。使用激光三角测量传感器进行的位移测量比测量速度或加速度可提供更多相关信息。主导的换能器非线性限制了音圈的最大峰值位移Xmax,这是最重要的单值特性之一,描述了大信号性能和低频下的最大声学输出。扬声器非线性的非对称形状会在音圈位移中产生一个直流分量,该直流分量在微分信号(速度、加速度、声压)中无法检测到。

The figure to the left shows the amplitude of the voice coil displacement versus frequency. Below the resonance frequency, the nonlinearities of the transducer, such as the force factor Bl(x) and stiffness Kms(x), decrease the fundamental component below the value predicted by a linear model. The nonlinear compression can be measured by a laser sensor or predicted by using a large signal model and identified nonlinear parameters (SIM).

 

 

The figure to the left shows the positive and negative peak of the voice coil displacement for a terminal voltage which is increased in equal steps. For a sinusoidal stimulus of 10 Volts below the resonance frequency (fs= 50 Hz) the fundamental component is under compression and the displacement is 8 dB below the linearly predicted value. Above resonance asymmetries in the loudspeaker generate a dc component which shifts the voice coil by 2 mm to the negative side.

KLIPPEL R&D系统 (开发)

模组

备注

传递函数测量 (TRF)

TRF通过使用整形的激励信号(以10dB每倍频程增强至较高频),以足够信噪比SNR测量高频处的位移传递函数Hx(f)

线性参数测量 (LPM)

LPM通过使用多音信号测量音圈位移,该多音信号有最好的信噪比,并且产生最小的非线性失真。这对于无扰动技术情况下进行T/S参数的可靠测量非常重要。

3D失真测量 (DIS)

DIS模组测量峰值、RMS值和直流位移与频率和输入电压之间的关系。

扫描测振仪系统 (SCN)

SCN可以提供音圈在圆周上平均的音圈位移平均值。

KLIPPEL QC系统 (产线终端测试)

模组

备注

电机+悬挂检查 (MSC)

MSC测试任务通过使用导入的Bl(x=0)和测量的电压电流来预测音圈位移.

声压测试任务 (SPL)
声压和阻抗测试任务 (SPL-IMP)
阻抗测试任务 (IMP)

示例:

KLIPPEL产品模板

模板名称

应用

DIS X Fundamental, DC

位移的基本分量和直流分量

TRF H(f)= X/voltage

传递函数H(f)= 位移(f)/电压(f)

TRF rubb+buzz w/o Golden Unit

根据应用笔记AN22在无黄金样情况下进行Rub&Buzz检测

TRF rubb+buzz with Golden Unit

根据应用笔记AN23在有黄金样情况下进行Rub&Buzz检测

DIS Compliance Asymmetry AN 15

根据应用笔记AN15检查由顺性引起的非对称性

DIS Motor stability

根据应用笔记AN14在1.5fs (此时Xdc最大)处检查电机稳定性

LSI Tweeter Nonlin. Para Sp2

在灵敏电流传感器2处针对fs>400 Hz的高音扬声器的测量

LSI Headphone Nonlin. P. Sp2

在灵敏电流传感器2处测量fs < 300的耳机的非线性参数

LSI Woofer Nonl. P. Sp1

在标准电流传感器1处测量fs < 300的低音扬声器的非线性参数

LSI Woofer Nonl.+Therm. Sp1

在标准电流传感器SP1处测量fs < 300的低音扬声器的非线性和热参数

LSI Woofer+Box Nonl. P Sp1

在标准电流传感器SP1处测量共振频率fs < 300的低音扬声器 (工作在自由空气、密闭或者开口腔体中)的非线性参数

LSI Microspeaker Nonl. P. Sp2

在灵敏电流传感器2处测量fs >300的微型扬声器的非线性参数

SIM closed box analysis

从LSI BOX导入大信号参数仿真最大位移、直流位移、压缩、SPL、失真

SIM Compression Out(In)

从LSI导入大信号参数在四个频率处仿真随输入幅度变化的输出幅度;仿真结果与DIS Compression Out(In)相当.

SIM Motor Stability

根据应用笔记AN14检查电机稳定性;仿真结果可与DIS Motor stability 相当.

SIM vented box analysis

从LSI BOX导入大信号参数仿真最大位移、直流位移、压缩、SPL、谐波失真

SIM X Fundamental, DC

从LSI导入大信号参数,仿真最大位移、直流位移、压缩;仿真结果与DIS X Fundamental, DC 相当.

AUR auralization

大信号性能的实时可听化

Diagnost. MIDRANGE Sp1

使用标准电流传感器1对谐振频率在30 Hz < fs < 200 Hz之间的中频驱动单元进行全面的测试

Diagnost. RUB&BUZZ Sp1

使用不断增加的电压 (馈入到高功率设备)进行Rub&Buzz批量测试

Diagnost. RUB & BUZZ Sp2

使用不断增加的电压 (馈入到低功率设备)进行Rub&Buzz批量测试

Diagnost. SUBWOOFER (Sp1)

使用标准电流传感器1对谐振频率在10 Hz < fs < 70 Hz之间的超低音喇叭进行全面的测试

Diagnostics MICROSPEAKER Sp2

使用灵敏电流传感器2对谐振频率在100 Hz < fs < 2 kHz之间的微型扬声器进行全面的测试

Diagnostics TWEETER (Sp2)

使用灵敏电流传感器2对谐振频率在100 Hz < fs < 2 kHz之间的高音扬声器进行全面的测试

Diagnostics VENTED BOX SP1

使用标准电流传感器1对开口箱系统进行全面的测试

Diagnostics WOOFER (Sp1)

使用标准电流传感器1对谐振频率在30 Hz < fs < 200 Hz之间的超低音扬声器进行全面的测试

Diagnostics WOOFER Sp1,2

使用电流传感器1和2对谐振频率在30 Hz < fs < 200 Hz之间的超低音扬声器进行全面的测试



标准

音频工程学会

AES2 Recommended practice Specification of Loudspeaker Components Used in Professional Audio and Sound Reinforcement (AES2推荐的用于专业音频和声音增强的扬声器组件的实用规范)




论文和预印本

W. Klippel, et al., “Distributed Mechanical Parameters of Loudspeakers Part 1: Measurement,” J. of Audio Eng. Soc. 57, No. 9, pp. 500-511 (2009 Sept.).

W. Klippel, et al., “Distributed Mechanical Parameters of Loudspeakers Part 2: Diagnostics,” J. of Audio Eng. Soc. 57, No. 9, pp. 696-708 (2009 Sept.).

W. Klippel, “Assessment of Voice-Coil Peak Displacement Xmax,” J. of Audio Eng. Soc. 51, Heft 5, pp. 307 - 323 (2003 May).

R. H. Small, “Closed-Box Loudspeaker Systems, Part I: Analysis,” J. Audio Eng. Soc., Volume 20, pp. 798 – 808 (1972 Dec.).