[發(fā)明專利]一種使用激光傳感器測量揚聲器參數(shù)的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110083848.1
• 申請日: 2011-04-02
• 公開（公告）號: CN102158793A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韋峻峰;馮海泓;趙亮;徐建鋒;嚴(yán)莎莎
• 申請（專利權(quán)）人: 嘉興中科聲學(xué)科技有限公司
• 主分類號: H04R29/00
• 分類號: H04R29/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 沈志良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于揚聲器的參數(shù)測量方法及測量系統(tǒng)，具體地說是通過對振膜振動幅度和負(fù)載電流進(jìn)行系統(tǒng)辨識，獲得電聲產(chǎn)品多個參數(shù)的方法及系統(tǒng)。可廣泛應(yīng)用于電聲企業(yè)的揚聲器研發(fā)及產(chǎn)品質(zhì)量檢測。

背景技術(shù)

揚聲器參數(shù)測量的意義：

揚聲器參數(shù)對揚聲器的設(shè)計、制造、和質(zhì)量控制具有重要的作用。自1970年以來，澳大利亞的A.?N.?Thiele和R.?H.?Small提出了揚聲器系統(tǒng)的T/S參數(shù)，使通過濾波器綜合法實現(xiàn)揚聲器系統(tǒng)的設(shè)計成為可能。其中的小信號參數(shù)是在小信號激勵、系統(tǒng)輸出中失真可以忽略的情況下測得，故又稱線性參數(shù)。該參數(shù)可用于表征揚聲器的低頻性能，應(yīng)于揚聲器的設(shè)計和生產(chǎn)的質(zhì)量控制。

1980年以來，研究人員開始對揚聲器的大信號性能進(jìn)行各種量化分析。許多模型被用于揚聲器的非線性特性分析，如沃特拉模型(Volterra)、狀態(tài)空間模型、有限元及邊界元模型、Hammerstein與Wiener模型等等。通過對揚聲器建模和大信號參數(shù)測量，可以建立被測揚聲器的計算機(jī)模型，在揚聲器的設(shè)計階段可以了解該設(shè)計的預(yù)期電聲性能，在小批量樣品試制階段可以測量樣品的參數(shù)以驗證和修改設(shè)計，在量產(chǎn)階段可以用于故障分析和工藝改進(jìn)。

揚聲器的參數(shù)測量，特別是非線性參數(shù)的測量是電聲測量界的難題，現(xiàn)有的線性參數(shù)和非線性參數(shù)的測量技術(shù)和方法如下：

1)通過改變振膜質(zhì)量、腔體體積的方法：測量揚聲器的阻抗曲線，從而得到f_s、Q_ts等參數(shù)，之后利用附加質(zhì)量或附加容積法再次測量阻抗曲線，從而得到f_s’、Q_ts’等，并計算得到所有的線性參數(shù)。這種方法缺點為：1、一般需要二次測量，操作麻煩；2、附加質(zhì)量或附加容積法在一定程度上破壞了揚聲器原有工作狀態(tài)，故結(jié)果不準(zhǔn)確；3、二次測量導(dǎo)致振膜順性、音圈溫度發(fā)生變化，對測量結(jié)果有影響。

2)??????通過測量聲壓、電流響應(yīng)的方法：美國專利6269318?(Method?For?determining?Transducer?linear?operation?parameters)提出了使用電壓－聲壓傳遞函數(shù)和電流－聲壓傳遞函數(shù)測量揚聲器線性參數(shù)的方法。該方法使用的傳聲器易受環(huán)境噪聲、環(huán)境溫濕度影響，同時該方法需要提供一個已知容積的測試箱體作為準(zhǔn)確測量的條件。

3)?通過改變平衡位置測量：已公開發(fā)明專利CN200510041525.0(基于系統(tǒng)辨識的揚聲器單元非線性參數(shù)測量方法)使用饋給可調(diào)直流電流的方法使音圈偏移一定的位置，在不同音圈位移下測量阻抗并根據(jù)揚聲器單元非線性電阻抗模型辨識得到非線性參數(shù)。該方法需要使用可調(diào)直流源向揚聲器輸出偏置電流，而該電流會使音圈溫度上升。此外由于振膜的平衡位置改變，揚聲器工作在特殊的狀態(tài)。亦有學(xué)者提出使用腔體和氣泵改變振膜平衡位置的方法，但所需設(shè)備較為特殊，同時也存在改變揚聲器正常工作狀態(tài)的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述不足，提出一種使用激光傳感器測量揚聲器線性及非線性參數(shù)的方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明提出的使用激光傳感器測量揚聲器線性及非線性參數(shù)的方法包括以下步驟：

1）設(shè)于計算機(jī)中的激勵信號生成模塊生成激勵信號，該激勵信號為數(shù)字信號，該數(shù)字信號經(jīng)數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為模擬信號后輸出；

2）功率放大器將數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸出的模擬信號放大后輸出至被測器件；

3）激光傳感器測量被測器件的位移響應(yīng)信號，電流傳感器測量流過被測器件的電流響應(yīng)信號，得到的電流信號和位移信號輸入數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，通過數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后送入響應(yīng)信號采集及處理模塊，再把經(jīng)處理后的信號輸入到線性參數(shù)辨識模塊和非線性參數(shù)辨識模塊，經(jīng)線性參數(shù)辨識模塊的線性參數(shù)辨識模型辨識處理和非線性參數(shù)辨識模塊的大信號沃特拉模型辨識處理，得到揚聲器的線性參數(shù)和非線性參數(shù)。

揚聲器的線性參數(shù)包括R_e、l₀、L_ces、R_es和C_mes；揚聲器的非線性參數(shù)數(shù)包括Bl(x)、

K(x)和Le(x)，其中：