本申請涉及揚聲器非線性參數(shù)測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及揚聲器非線性參數(shù)測試裝置及測試方法。

背景技術(shù)：

隨著市場上對揚聲器產(chǎn)品品質(zhì)要求的日益增高，揚聲器單元振動的非線性分析也越來越受到重視，目前現(xiàn)有技術(shù)一般是利用間接測試法來分析揚聲器振動的非線性問題，即通過事先建一個揚聲器的電路模型，再利用揚聲器分析儀測試并經(jīng)過自適應(yīng)擬合運算的方法來得到相關(guān)的揚聲器非線性參數(shù)值，由于是對揚聲器電路模型進(jìn)行測試來間接模擬得出揚聲器的非線性參數(shù)，準(zhǔn)確度較低，不利于從業(yè)人員的研究開發(fā)工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了提高揚聲器非線性參數(shù)的測試準(zhǔn)確度以便于從業(yè)人員的研究開發(fā)工作，本申請?zhí)峁┝四軌驅(qū)P聲器進(jìn)行直接測試以提高測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度的揚聲器非線性參數(shù)測試裝置及測試方法。

本申請由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

揚聲器非線性參數(shù)測試裝置系統(tǒng)，包括：

直流偏置信號輸出裝置，其與待測揚聲器相串聯(lián)，用于向待測揚聲器輸出大小可調(diào)的直流偏置電壓信號；

激光測距儀，其用于測量待測揚聲器內(nèi)的音圈在磁間隙中的偏置位移；

揚聲器測試系統(tǒng)，其用于在通過所述直流偏置信號輸出裝置的調(diào)節(jié)使待測揚聲器兩端的直流偏置電壓信號保持不變的條件下，向待測揚聲器輸出交流分析信號并測量待測揚聲器的阻抗曲線以及位移-電壓傳遞函數(shù)曲線。

進(jìn)一步的，所述直流偏置信號輸出裝置包括：

直流電源，其用于向待測揚聲器輸出直流偏置電壓信號；

電壓調(diào)節(jié)裝置，其串聯(lián)于所述直流電源和所述待測揚聲器之間，用以調(diào)節(jié)待測揚聲器兩端的直流偏置電壓信號；

直流電壓表，其并聯(lián)于所述待測揚聲器的兩端，用以測量所述待測揚聲器兩端的直流偏置電壓信號的數(shù)值。

進(jìn)一步的，所述電壓調(diào)節(jié)裝置為串聯(lián)于所述待測揚聲器和所述直流電源之間的可變電阻器。

進(jìn)一步的，所述揚聲器測試系統(tǒng)串聯(lián)于所述直流偏置信號輸出裝置與待測揚聲器之間，且所述揚聲器測試系統(tǒng)的兩端還并聯(lián)有控制開關(guān)，當(dāng)所述控制開關(guān)斷開時，所述揚聲器測試系統(tǒng)可向待測揚聲器輸出交流分析信號及對待測揚聲器進(jìn)行阻抗測量。

本申請還提供了揚聲器非線性參數(shù)的測試方法，包括以下步驟：

A、直流偏置信號輸出裝置向待測揚聲器施加直流偏置電壓信號使該待測揚聲器的音圈在磁間隙中發(fā)生偏置；

B、通過激光測距儀測量在該直流偏置電壓信號下該待測揚聲器的音圈的偏置位移；

C、在通過直流偏置信號輸出裝置的調(diào)節(jié)保持待測揚聲器兩端的直流偏置電壓信號值不變的條件下，通過揚聲器測試系統(tǒng)向待測揚聲器輸出交流分析信號并獲取該待測揚聲器的音圈在偏置位置下的阻抗曲線以及位移-電壓傳遞函數(shù)曲線；

D、通過阻抗曲線和位移-電壓傳遞函數(shù)曲線計算得出該待測揚聲器在音圈發(fā)生偏置狀態(tài)下的各個非線性參數(shù)的數(shù)值；

E、通過直流偏置信號輸出裝置的調(diào)節(jié)多次改變直流偏置電壓信號的大小，重復(fù)步驟B至步驟D，測量出在對應(yīng)的直流偏置電壓信號下該待測揚聲器的音圈在磁間隙中的偏置位移以及計算得出在相對應(yīng)的音圈偏置位移下該待測揚聲器的非線性參數(shù)的數(shù)值以獲取該待測揚聲器中各個非線性參數(shù)的非線性曲線。

進(jìn)一步的，所述直流偏置信號輸出裝置包括用于向待測揚聲器輸出直流偏置電壓信號的直流電源、串聯(lián)于直流電源和待測揚聲器之間的可變電阻器及并聯(lián)于待測揚聲器兩端的直流電壓表，且在步驟C中，通過直流電壓表測量該待測揚聲器兩端的直流偏置電壓信號值，并在揚聲器測試系統(tǒng)向待測揚聲器輸出交流分析信號時，通過調(diào)節(jié)可變電阻器以使直流電壓表顯示的待測揚聲器兩端的直流偏置電壓信號值保持不變。

進(jìn)一步的，步驟C中，所述揚聲器測試系統(tǒng)串聯(lián)于所述直流偏置信號輸出裝置與待測揚聲器之間，且所述揚聲器測試系統(tǒng)的兩端還并聯(lián)有控制開關(guān)，當(dāng)所述控制開關(guān)斷開時，所述揚聲器測試系統(tǒng)可向待測揚聲器輸出交流分析信號及對待測揚聲器進(jìn)行阻抗測量。

進(jìn)一步的，所述非線性參數(shù)包括有電力耦合因子Bl、振動質(zhì)量Mms以及力順Cms。

進(jìn)一步的，所述阻抗曲線和位移-電壓傳遞函數(shù)曲線如下：

阻抗曲線：

Z(s)＝Z_R(s)+sL_e+R_dc；

位移-電壓傳遞函數(shù)曲線：

其中：

s＝j(luò)ω，s為虛部，ω為角頻率；

Z_R(s)為揚聲器的動生阻抗；

L_e為揚聲器的音圈電感；

R_dc為揚聲器的音圈直流電阻；

x(s)為不同頻率的振動位移；

U(s)為不同頻率下的電壓；

Bls為不同頻率下的磁通量值。

進(jìn)一步的，所述振動質(zhì)量和電力耦合因子的數(shù)量關(guān)系如下：

Mms＝Cmes(Bl)^2

其中：

Cmes為振動質(zhì)量轉(zhuǎn)化到電學(xué)端的量；

力順和電力耦合因子的數(shù)量關(guān)系如下：

Cms＝Lces/(Bl)^2

其中：

Lces為力順轉(zhuǎn)化電學(xué)端的量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請有如下優(yōu)點：

本申請通過揚聲器測試系統(tǒng)和激光測距儀等設(shè)備對揚聲器進(jìn)行直接測試以取代傳統(tǒng)的對揚聲器建立電路模型進(jìn)行測試的間接測試來分析揚聲器振動的非線性問題，以直接獲取揚聲器的非線性參數(shù)，避免因建立揚聲器電路模型所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)誤差，能有效提高數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確度。

【附圖說明】

為了更清楚地說明本申請實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1是揚聲器非線性參數(shù)測試裝置系統(tǒng)的電路示意圖；

圖2是位移-電壓傳遞函數(shù)曲線圖；

圖3是Cms值和BL值的非線性曲線圖。

【具體實施方式】

如圖1所示揚聲器非線性參數(shù)測試裝置系統(tǒng)，包括：直流偏置信號輸出裝置、激光測距儀和揚聲器測試系統(tǒng)。

所述直流偏置信號輸出裝置包括用于向待測揚聲器輸出直流偏置電壓信號的直流電源、串聯(lián)于所述直流電源和待測揚聲器之間的電壓調(diào)節(jié)裝置及并聯(lián)于所述待測揚聲器兩端用以測量所述待測揚聲器兩端的直流偏置電壓信號的數(shù)值的直流電壓表，通過電壓調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)，所述直流偏置信號輸出裝置用于向待測揚聲器輸出大小可調(diào)的直流偏置電壓信號，優(yōu)選的，所述電壓調(diào)節(jié)裝置為串聯(lián)于所述待測揚聲器和所述直流電源之間的可變電阻器。

所述激光測距儀用于測量待測揚聲器內(nèi)的音圈在磁間隙中的偏置位移。

所述揚聲器測試系統(tǒng)用于在通過所述直流偏置信號輸出裝置的調(diào)節(jié)使待測揚聲器兩端的直流偏置電壓信號保持不變的條件下，向待測揚聲器輸出交流分析信號并測量待測揚聲器的阻抗曲線以及位移-電壓傳遞函數(shù)曲線，優(yōu)選的，所述揚聲器測試系統(tǒng)可選擇Soundcheck測試系統(tǒng)或者B&K測試系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述揚聲器測試系統(tǒng)串聯(lián)于所述直流偏置信號輸出裝置與待測揚聲器之間，且所述揚聲器測試系統(tǒng)的兩端還并聯(lián)有控制開關(guān)，當(dāng)所述控制開關(guān)斷開時，所述揚聲器測試系統(tǒng)可向待測揚聲器輸出交流分析信號及對待測揚聲器進(jìn)行阻抗測量。

通過揚聲器測試系統(tǒng)和激光測距儀等設(shè)備對揚聲器進(jìn)行直接測試以直接獲取揚聲器的非線性參數(shù)，降低了數(shù)據(jù)誤差，能有效提高數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確度。

本實施例還公開了揚聲器非線性參數(shù)的測試方法，包括以下步驟：

A、直流偏置信號輸出裝置向待測揚聲器施加直流偏置電壓信號使該待測揚聲器的音圈在磁間隙中發(fā)生偏置；

B、通過激光測距儀測量在該直流偏置電壓信號下該待測揚聲器的音圈的偏置位移；

C、在通過直流偏置信號輸出裝置的調(diào)節(jié)保持待測揚聲器兩端的直流偏置電壓信號值不變的條件下，通過揚聲器測試系統(tǒng)向待測揚聲器輸出交流分析信號并獲取該待測揚聲器的音圈在偏置位置下的阻抗曲線以及位移-電壓傳遞函數(shù)曲線，所述位移-電壓傳遞函數(shù)曲線如圖2所示；

D、通過阻抗曲線和位移-電壓傳遞函數(shù)曲線計算得出該待測揚聲器在音圈發(fā)生偏置狀態(tài)下的各個非線性參數(shù)的數(shù)值；

E、通過直流偏置信號輸出裝置的調(diào)節(jié)多次改變直流偏置電壓信號的大小，重復(fù)步驟B至步驟D，測量出在對應(yīng)的直流偏置電壓信號下該待測揚聲器的音圈在磁間隙中的偏置位移以及計算得出在相對應(yīng)的音圈偏置位移下該待測揚聲器的非線性參數(shù)的數(shù)值以獲取該待測揚聲器中各個非線性參數(shù)的非線性曲線。

進(jìn)一步的，所述非線性參數(shù)包括有電力耦合因子Bl、振動質(zhì)量Mms以及力順Cms，所述電力耦合因子Bl和力順Cms的非線性曲線圖如圖3所示。

進(jìn)一步的，所述直流偏置信號輸出裝置包括用于向待測揚聲器輸出直流偏置電壓信號的直流電源、串聯(lián)于直流電源和待測揚聲器之間的可變電阻器及并聯(lián)于待測揚聲器兩端的直流電壓表，且在步驟C中，通過直流電壓表測量該待測揚聲器兩端的直流偏置電壓信號值，并在揚聲器測試系統(tǒng)向待測揚聲器輸出交流分析信號時，通過調(diào)節(jié)可變電阻器以使直流電壓表顯示的待測揚聲器兩端的直流偏置電壓信號值保持不變。

進(jìn)一步的，步驟C中，所述揚聲器測試系統(tǒng)串聯(lián)于所述直流偏置信號輸出裝置與待測揚聲器之間，且所述揚聲器測試系統(tǒng)的兩端還并聯(lián)有控制開關(guān)，當(dāng)所述控制開關(guān)斷開時，所述揚聲器測試系統(tǒng)可向待測揚聲器輸出交流分析信號及對待測揚聲器進(jìn)行阻抗測量。

進(jìn)一步的，所述阻抗曲線和位移-電壓傳遞函數(shù)曲線如下：

阻抗曲線：

Z(s)＝Z_R(s)+sL_e+R_dc；

位移-電壓傳遞函數(shù)曲線：

其中：

s＝j(luò)ω，s為虛部，ω為角頻率；

Z_R(s)為揚聲器的動生阻抗；

L_e為揚聲器的音圈電感；

R_dc為揚聲器的音圈直流電阻；

x(s)為不同頻率的振動位移；

U(s)為不同頻率下的電壓；

Bls為不同頻率下的磁通量值。

進(jìn)一步的，所述振動質(zhì)量和電力耦合因子的數(shù)量關(guān)系如下：

Mms＝Cmes(Bl)^2

其中：

Cmes為振動質(zhì)量轉(zhuǎn)化到電學(xué)端的量；

力順和電力耦合因子的數(shù)量關(guān)系如下：

Cms＝Lces/(Bl)^2

其中：

Lces為力順轉(zhuǎn)化電學(xué)端的量。

如上所述是結(jié)合具體內(nèi)容提供的一種實施方式，并不認(rèn)定本申請的具體實施只局限于這些說明。凡與本申請的方法、結(jié)構(gòu)等近似、雷同，或是對于本申請構(gòu)思前提下做出若干技術(shù)推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為本申請的保護(hù)范圍。