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加速寿命和功率测试

特性:

KLIPPEL R&D系统

输入功率与时间的关系

LSI3, PWT

位移与时间的关系

LSI3, PWT, SPM

音圈温度

LSI3, PWT, DIS

耐久性、耐用性、可靠性

LSI3, PWT, SPM

随时间的参数变化 (老化)

LSI3, PWT, SPM
上图显示了在加速寿命测试期间生成测试激励并监测换能器的状态和参数所需的硬件和软件部分。
上图显示了在加速寿命测试期间生成测试激励并监测换能器的状态和参数所需的硬件和软件部分。

当定义最大极限值 (最大位移、功率)时,需要长时测试 (通常称为“功率测试”)来检查系统的耐用性和可靠性以及调查随时间的参数变化 (例如共振频率)和老化.
此类测量是在产生极端条件的人工气候箱中进行的,以加快产品的生命周期。在这种情况下,不能使用高质量的传感器 (麦克风和激光)来监测换能器的状态信号。电流和电压监控可提供电阻抗、所有电气和机械参数 (例如谐振频率、音圈偏移)以及状态变量 (温度、位移、电压)。这些信息揭示了故障发生的确切时间,并详细说明了最初问题以及破坏过程中的后续步骤 (刚性问题、线圈摩擦、绕组短路、连接断开).


模组

备注

大信号识别 (LSI3)

LSI3提供了一个热识别模式,可以自动识别主要的热参数。使用不同的噪声激励信号,测量将包含多个ON/OFF循环过程。输入功率和测量时间可以针对特定的换能器进行自动调整。所有状态变量 (温度、位移、输入功率、电压和电流)在测量期间被监测 (查看下方的示例).

功率测试 (PWT)

PWT是专用于长时测试的,其测试信号和音频信号使用了ON/OFF循环和幅值步进增加。可以监测音圈温度、位移、功率和其他状态变量,还提供线性和非线性换能器参数的完整识别.

3D失真测量 (DIS)

DIS提供了可编程的预激励,可以在最终执行主测量之前进行长时测试。通过执行一系列的测量来安全地检测出最大值 (比如SPL),其中幅值以小步不断增大,直到失真或音圈温度超出预定义的极限值.

悬挂部件测量 (SPM)

SPM提供长时运行模式,并记录了悬挂参数随时间的变化.

示例:

上图显示了使用SPM模块测量的弹波刚性随测量时间的变化。在大信号域中运行10小时后,静止位置的刚性降低到初始值的40%
上图显示了使用SPM模块测量的弹波刚性随测量时间的变化。在大信号域中运行10小时后,静止位置的刚性降低到初始值的40%,而最大行程处的刚性基本保存不变。
上图显示了在环境温度已改变50度的人工气候箱中进行长时测试期间,谐振频率fs及音圈温度Tv随测量时间t的变化。
上图显示了在环境温度已改变50度的人工气候箱中进行长时测试期间,谐振频率fs及音圈温度Tv随测量时间t的变化。


KLIPPEL产品模板

模板名称

应用

Thermal Parameters (woofer)

根据识别的低音扬声器热参数对热传递行为进行分析

Thermal Parameters AN 18

根据应用笔记AN18,使用PWT模块测量热参数

Thermal Parameters AN 19

根据应用笔记AN19,使用PWT模块测量热参数

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

DIS Compression Out(in)

四个频率点处测量输出幅度与输入幅度的关系

DIS Harmonics vs. Voltage

随幅值变化的谐波失真测量

DIS SPL, Harm protected

有保护的谐波失真测量

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 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

PWT 8 Woofers Param. ID Noise

使用内部测试信号 (无循环、无步进)对低音扬声器进行参数识别

PWT EIA accelerated life test

根据EIA 426 B A. 4使用任意外部信号进行加速寿命测试,监测温度、功率和电阻

PWT IEC Long term Voltage

根据IEC 60268-5中段落17.3,无参数测量的功率测试来确定长时最大电压,针对一个设备监测电压、电阻、温度和功率

PWT IEC Short term Voltage

根据IEC 60268-5中段落17.2,无参数测量的功率测试来确定短时最大电压,针对一个DUT监测温度、功率和电阻

PWT Powtest (fast Temp.)

使用馈入到IN1中的外部连续信号 (噪声)进行功率测试以快速监测温度、功率和电阻

PWT Powtest EXT. GENER.

使用馈入到IN1中的外部连续信号 (噪声)进行功率测试以监测温度、功率和电阻

PWT Powtest LIMITS

针对一个DUT进行无参数测量的功率测试以找到最大输入电压、功率和温度的限制值

PWT Powtest MUSIC

使用任意外部信号进行无参数测量的功率测试以监测温度、功率、电压和电阻

PWT Powtest SWEEP

使用低波峰系数的扫频信号进行功率测试以监测音圈的热时间常数

PWT Powtest TIME Const.

使用循环 (ON/OFF时段)的内部测试信号进行功率测试来测量音圈的时间常数

PWT Woofer Param. ID MUSIC

Parameter 低音扬声器的参数识别

使用外部测试信号 (无ON/OFF循环、无步进)

PWT Woofer param. ID NOISE

低音扬声器的参数识别

使用内部测试信号 (无ON/OFF循环、无步进)


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)

消费电子协会
CEA-426-B Loudspeakers, Optimum Amplifier Power (CEA-426-B 扬声器,最佳放大器功率)

欧洲电信标准化协会
EIA 426B Loudspeaker Power Rating Test CD provided by ALMA International (EIA 426B 由ALMA国际提供的扬声器功率相关测试CD)

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

Y. Shen, “Accelerated Power Test Analysis Based on Loudspeaker Life Distribution,” presented at the 124th Convention of Audio Eng. Soc., May 2008, Preprint 7345.

W. Klippel, “Nonlinear Modeling of the Heat Transfer in Loudspeakers,” J. of Audio Eng. Soc. 52, Volume 1, 2004 January.

C. Zuccatti, “Thermal Parameters and Power Ratings of Loudspeakers,” J. of Audio Eng. Soc., Volume 38, No. 1, 2, 1990 January/February.

K. M. Pedersen, “Thermal Overload Protection of High Frequency Loudspeakers,” Report of Final Year Dissertation at Salford University.

Henricksen, “Heat Transfer Mechanisms in Loudspeakers: Analysis, Measurement and Design,” J. of Audio Eng. Soc., Volume 35, No. 10, 1987 October.