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喇叭非线性特性参数(曲线形状)
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喇叭单元里面的固有非线性特性决定了喇叭的大信号表现, 比如: 最大输出, 信号失真及稳定性等. 非线性特性可以用一些随内部状态信号(电流, 位移量, 速度, 声压)变化而变化的集中参数来描述, 如下图等效电路中的红色元素所示.
IEC 62458标准定义了主要的非线性特性参数以及静态, 准静态, 渐变以及完全动态的测试方法. 只有全动态的测试才是在喇叭在正常工作条件下的真实体现, 才能检测处所有相关的大信号参数, 如磁力耦合系数Bl(x), 刚性Kms(x), 顺性Cms(x), 电感L(x), 机械阻抗Rms(v)等, 与位移量x, 电流i和音圈速度v之间的变化关系.
非线性参数可以用非线性曲线来表示, 如瞬间磁力系数Bl(x) vs. x, 或者使用幂级数展开式来表示, 可以提供为数值仿真和预测提供全面的信息. 非线性参数精确地解释了非线性失真的产生, 而且比非线性失真测试结果更容易被用户解读.
一些单值结果可以从非线性特性中衍生得到. 比如: 音圈偏移量就是一个单值结果, 从Bl(x)曲线的对称点提前而来, 用mm表示. 这些单值结果可用于在线测试时的界限设定以及生产过程的自动控制. 超快速的或长期的喇叭非线性特性监测, 可以使用特别的测试信号或常规音频信号来实现.
KLIPPEL 相关测试模块
LSI3 使用非线性模型直接测试喇叭的非线性特性, 自适应地拟合被测喇叭. 使用噪音激励信号, 带宽自动调节以确保被测喇叭单元有持续恒定的激励. 使用应该保护系统, 喇叭所能允许的工作范围便可自动得到确定. 同时可以使用光学感应器来侦测音圈运动的方向(向里还是向外), 以及校准机械参数. 有不同的LSI 3版本, 适用低音单元, 高音单元以及喇叭系统.
PWT 模块同样可以全面识别喇叭单元的集中参数, 可以使用任意激励信号(音乐). 与LSI不同的是, 喇叭端电压和可允许的工作范围, 需由用户指定.
SPM 测试弹波, 悬吊系统以及无源辐射器部件的非线性刚性和顺性. 用户可通过目标形变量来指定部件的工作范围, SPM系统根据用户设定的目标值, 自动调节激励源.
MSPM 测试微型悬吊部件的振动质量, 机械阻抗以及非线性刚性等, 通常用于微型喇叭以及耳机的部件. 用户可通过目标形变量来指定部件的工作范围, SPM系统根据用户设定的目标值, 自动调节激励源.
SIM 需要喇叭的非线性参数作为输入信息来预测大信号表现. 提供一个曲线编辑器来导入LSI测试得到的或其他有限元仿真工具得到的参数.
SIM-AUR 仿真喇叭单元或系统的大信号表现, 并且可以聆听非线性失真信号. 参数可以来自于LSI测试, 或SIM仿真, 或实际的喇叭.
机械悬吊系统的刚性Kms(x)不是恒定的, 而是随位移量x变化的; 导致谐振频率以下的频率成分产生大量的失真.
上图显示的是驱动结构(极片, 音圈尺寸和位置)与非线性磁力耦合因子Bl(x)的关系. 磁力耦合因子Bl(x)的瞬间变化将与所有信号成分进行调制, 产生一个非线性驱动力F, 该驱动力包含音频带内大量的互调失真.
