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扬声器Fs随激励信号变化

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众所周知,扬声器Fs随会激励信号变化。


比如用0.1V,0.2V,0.3V,0.5V,0.8V,1V,2V等不同电压对扬声器进行扫频时,得到的Fs是会产生变化的,并不恒定。


按照通常的经验来说,低音扬声器或者全频扬声器的Fs随电压变大而降低,高音扬声器Fs随电压变大而升高。当然这个只是一般情况。


下图是Klippel公司做的一项研究,是一款产品的位移响应曲线随激励信号变化。位移响应的峰值频率随激励信号变大而降低,而后再变大。


这个研究严格来说有个问题,就是位移响应的峰值频率并不等于共振频率f0,速度响应才是。不过如果整体阻尼很小的情况,即Q值比较大的时候,这两个值是非常接近的。感兴趣的朋友可以自行研究。


如果把材料,尤其是边和支片的材料都当成线弹性模型,理论上来说Fs不会发生变化,而这不符合实际情况。所以需要考虑粘弹性模型。大信号时还需要考虑Kms随几何形状的变化,比如上图中峰值频率转而变大的情况。


Klippel的小信号测试也考虑了蠕变模型的校准。




粘弹性的模型有很多。关于扬声器材料的粘弹性建模以及材料参数的测试,这块的工作有单位(尤其是高校或研究所)有投入精力在做。


基于目前情况,个人看法是测试扬声器Fs时,电压应该在保证精确度的前提下,尽可能小。尽可能让扬声器工作在小信号区域范围。当然实际工程应用中,最好对同类产品确定好统一的标准,方便生产线操作。

来源:声学号角
理论材料
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首次发布时间:2022-11-01
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声学号角
辜磊,专注数码声学产品仿真设计...
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扬声器参数对外界温度的敏感程度

Klippel公司是我非常敬佩的公司。不只是因为它基本上垄断扬声器大信号非线性测试的市场。而是对扬声器各种特性会进行探究,精益求精。虽然可能是从他们最擅长的扬声器测试反过来再指导扬声器设计的。下图是Klippel公司做过的一项研究,温度和扬声器Fs的关系。尝试了两种不同材料的音盆复合边。绿色这条是施胶布边。紫色这条是泡沫边。 可以明显看出施胶布边的Fs对温度非常敏感,这也符合我们的经验预期。扬声器Fs基本上会随着温度上升而下降。也符合大多数材料的特性,材料随温度上升而强度变软。之前有发邮件问过Klipple的研发团队,是否会考虑在后续的产品中增加温度监控。或者更进一步对测得的参数进行温度校准,校准到标准温度比如20℃之类的。因为扬声器直阻Re,共振频率Fs,总品质因子Qts,频响曲线,阻抗曲线等关键的参数都跟温度相关。他们的答复是最新版的Klippel QC系统已经可以实时记录环境温度了,RD系统也会在一下版中跟进。购买一个温度传感器即可。不过对温度进行参数校准目前还在探讨中,因为研究还不够深入,到不了工程实用阶段。我有多次发邮件询问过Klippel公司相关的扬声器测试问题。基本上1天之内都可以收到详细的回复。当然前提是问题要有质量有意义。遇到Klippel上的问题,可以先查Help或者官网资料。比较深入的,再发邮件咨询。因为他们团队规模不大,所以尽量不要用过于基础的问题打扰。操作的问题问klippel的代理商也可以。以上是从实际测试角度进行的研究。如果从研发设计的角度呢?是否有可能预测到扬声器参数对外界温度的敏感程度?直阻Re肯定是没问题的,功率试验测量音圈温度设备的原理就是基于此。 其他参数,包括频响曲线则会相当麻烦,因为很多情况下用的都不是单一的均匀材料。 据我所知,有公司/单位有投入精力在做这块的工作。当然进展缓慢,问题确实比较复杂。这个问题的解决是有实际工程价值的。想想看,如果一套音响,冬天的声音和夏天的声音完全不一样了。那如何对音质进行评定呢?稳定性又从何谈起呢?来源:声学号角

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