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DC位移 – 音圈的动态偏移

特性:

KLIPPEL R&D系统 KLIPPEL QC系统

直流位移和频率的关系

DIS  DCX

直流位移和幅度的关系

DIS  

非对称概率函数pdf

LSI3, PWT
峰-谷值 DIS, TRF, LSI, PWT, SPM, LAA MSC, DCX
上图显示了由非线性刚性Kms(x)、非线性力因数Bl(x)和非线性电感L(x)的不对称形状引起的直流位移的典型频率。
上图显示了由非线性刚性Kms(x)、非线性力因数Bl(x)和非线性电感L(x)的不对称形状引起的直流位移的典型频率。

电机中的不对称性和悬挂系统的非线性会在音圈位移中产生一个直流分量,该分量可由激光传感器检测到。直流分量的正负号具有很高的诊断价值,因为它与非线性的形状直接相关。例如,不对称的刚性特性会产生一个dc分量,该分量总是将线圈移到悬挂较软的一侧。不对称的力因数特性可能会在高于谐振频率的激振频率处产生显著的直流分量 (与基频部分有相同的数量级)。由悬挂系统不良而产生的直流位移会破坏昂贵电机结构的性能,因为动态音圈偏移会产生可闻的互调失真.


KLIPPEL R&D系统 (开发)

模组

备注

传递函数测量 (TRF)

TRF可以在位移波形图及Rub&Buzz分析 (瞬时失真3D图)中揭示直流分量.

大信号识别 (LSI3)

LSI3通过使用非线性大信号模型及识别的扬声器参数,将粉红噪声作为激励信号,来预测直流位移。预测值可与激光传感器单独测量的值相当.

功率测试 (PWT)

PWT提供与LSI相似的功能,但是也可以使用普通音频信号对多个被测设备进行直流分量的监测.

3D失真测量 (DIS)

DIS模块在不同的激励水平上测量直流分量的稳态响应.

实时音频分析仪 (LAA)

KLIPPEL QC系统 (产线终端测试)

模组

备注

电机+悬挂系统检查 (MSC)

MSC使用大信号模型和识别的非线性参数,在超短时间 (< 1s)内计算出直流分量,而不需要激光传感器.

动态行程检查和控制 (DXC)

Example:

上图显示了电机稳定性检查的结果。其中,通过高于谐振频率 (1.5 fs)的正弦音测量直流位移。增加端电压,示例中的直流位移与交流分量的幅值大约相等。
上图显示了电机稳定性检查的结果。其中,通过高于谐振频率 (1.5 fs)的正弦音测量直流位移。增加端电压,示例中的直流位移与交流分量的幅值大约相等。
上图显示了由LSI测量的位移概率密度函数pdf,其显示出不对称形状,通过将曲线与蓝色曲线表示的镜像pdf相比较可以明显看出。由于电压信号的pdf是对称的,
上图显示了由LSI测量的位移概率密度函数pdf,其显示出不对称形状,通过将曲线与蓝色曲线表示的镜像pdf相比较可以明显看出。由于电压信号的pdf是对称的,因此直流分量移动音圈至远离静止位置的正方向上。


KLIPPEL产品模板

模板名称

应用

DIS Motor stability

根据应用笔记AN14在1.5 fs处 (此时Xdc最大)检查电机的稳定性

DIS X Fundamental, DC

位移的基频和直流分量

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 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.

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

Separate suspension

根据应用笔记AN2分离折环和弹波的刚性

SPM Suspension Part

基于单信号 (ONE-SIGNAL)方法测量弹波和小音盆的非线性刚性

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

TRF Crest Harmonics (x,f)

与位移相关的谐波失真的波峰系数,来找出Rub&Buzz和其他扬声器缺陷

TRF Peak harmonics, time domain

对于Rub&Buzz分析,在时域中得到的高阶谐波的峰值

TRF rubb+buzz w/o Golden Unit

根据应用笔记AN22,在没有"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

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 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


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

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

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

W. Klippel, “Prediction of Speaker Performance at High Amplitudes,” presented at 111th Convention of the Audio Eng. Soc., 2001 September 21–24, New York, NY, USA.