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分离扬声器失真

特性:

KLIPPEL R&D系统

再现音频信号中的总失真

PWT, SIM-AUR

由力因数Bl(x)产生的失真

LSI3, SIM, SIM-AUR

由刚度Kms(x)产生的失真

LSI3, SIM, SIM-AUR

由电感Le(x)产生的失真

LSI3, SIM, SIM-AUR

由电感Le(i)产生的失真

LSI3, SIM, SIM-AUR

传统失真测量使用频谱稀疏的特殊测试信号,并将所有没有被激励信号激发的频谱分量识别为失真。此技术不能应用于通常具有密集频谱的普通音频信号。为扬声器和其他换能器开发的非线性模型可以以高精度计算大信号性能,并从线性信号部分中分离出失真。该计算需要扬声器的线性、非线性和热参数,并且可以使用数字信号处理实时进行执行。此外,对于每个主要的非线性,可以分离出相应的失真,并可以计算频谱和其他信号特性 (峰值、rms-值、pdf).


KLIPPEL R&D系统 (开发)

模组

备注

大信号识别 (LSI3)

使用识别的大信号参数,LSI3同样可以预测主要非线性失真随时间变化的峰值比。失真值取决于噪声 (在LSI中作为激励)的频谱特性.

仿真-可听化 (SIM-AUR)

SIM-AUR模组计算扬声器内部状态量 (位移、温度)、线性声学输出和每个非线性的失真分量。任意测试信号或者普通音频信号可以用来作为激励信号,并将瞬时失真值记录在历史记录中.

仿真 (SIM)

SIM模组使用一个双音激励,利用大信号模型和针对特定扬声器识别的大信号参数,计算内部状态量、声学输出和失真。可以通过用恒定的参数值替换其他非线性来单独研究特定非线性的影响.

示例:


上图显示了非线性失真的峰值比率 (占总声学输出的百分比)与测量时间的关系。对于每个扬声器非线性分别计算失真。相比于电感非线性Le(x)的较小贡献,力因数Bl(x)和顺性Cms(x)是非线性失真的主要来源。产生的失真高度取决于激励信号的总振幅和频谱特性 (带宽、低音增强).


KLIPPEL产品模板

模板名称

应用

AUR auralization

大信号性能的实时可听化

LSI Tweeter Nonlin. Para Sp2

使用灵敏电流传感器2测量fs > 400 Hz的高音扬声器

LSI Headphone Nonlin. P. Sp2

使用灵敏电流传感器2测量耳机 (fs < 300 Hz)的非线性参数

LSI Woofer Nonl. P. Sp1

使用标准电流传感器1测量低音扬声器 (fs < 300 Hz)的非线性参数

LSI Woofer Nonl.+Therm. Sp1

使用标准电流传感器SP1测量低音扬声器 (fs < 300 Hz)的非线性和热参数

LSI Woofer+Box Nonl. P Sp1

使用标准电流传感器SP1测量在自由空气、密闭或开口箱中工作的低音扬声器 (fs < 300 Hz)的非线性参数

LSI Microspeaker Nonl. P. Sp2

使用灵敏电流传感器2测量微型扬声器 (fs > 300 Hz)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 Equiv. Input Harmonics

从LSI导入大信号参数仿真等效输入谐波失真;仿真结果与TRF Equiv. Input Harm. (SPL)相当.

SIM IM Dist. (bass sweep)

使用变化的低音信号 (fs/4 < f1 < 4fs)和固定语音信号 (f2 >> fs)仿真电流和声压中的互调失真;仿真结果与DIS IM Dist. (bass sweep)相当.

SIM IM Dist. (voice sweep)

使用固定低音信号 (f2 < fs)和变化的语音信号 (f1>> fs)仿真电流和声压中的互调失真;仿真结果可与DIS IM Dist. (voice sweep)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 Therm. Analysis (1 tone)

基于LSI导入的热参数,使用单音激励信号仿真热传递行为

SIM Therm. Analysis (2 tone)

基于LSI导入的热参数,使用双音激励信号仿真热传递行为

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.

SIM Separation AM Distortion

根据应用笔记AN10仿真幅度调制失真;仿真结果与DIS Separation AM Distortion 相当.


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)

国际电工委员会
IEC 60268-5 Sound System Equipment, Part 5: Loudspeakers ( IEC 60268-5声音系统设备,第5部分: 扬声器)




论文和预印本

W. Klippel, “Speaker Auralization – Subjective Evaluation of Nonlinear Distortion,” presented at the 110th Convention of the Audio Eng. Soc., Amsterdam, May 12-15, 2001, Preprint 5310, J. of Audio Eng. Soc., Volume 49, No. 6, 2001 June, P. 526. (abstract)

W. Klippel, Tutorial “Loudspeaker Nonlinearities - Causes, Parameters, Symptoms,” J. of Audio Eng. Soc. 54, No. 10, pp. 907-939 (2006 Oct.).

W. Klippel, “Nonlinear Large-Signal Behavior of Electrodynamic Loudspeakers at Low Frequencies,” J. of Audio Eng. Soc., Volume 40, pp. 483-496 (1992).