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揚(yáng)聲器部件諧振頻率測量方法及系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):9331080閱讀:1870來源:國知局
揚(yáng)聲器部件諧振頻率測量方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電聲技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,涉及揚(yáng)聲器部件諧振頻率測量方法及系統(tǒng)。采用 本系統(tǒng)可測量揚(yáng)聲器部件(包括紙盆或振膜和定心支片)的諧振頻率,可廣泛應(yīng)用于揚(yáng)聲器 部件的質(zhì)量檢驗(yàn)(控制)及揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)和研發(fā)。
【背景技術(shù)】
[0002] 揚(yáng)聲器部件諧振頻率測量的意義: 揚(yáng)聲器是一個(gè)電力聲親合的系統(tǒng),主要由磁路系統(tǒng)、振動(dòng)系統(tǒng)和聲負(fù)載三部分組成。揚(yáng) 聲器的紙盆和定心支片是揚(yáng)聲器振動(dòng)系統(tǒng)的核心部件,諧振頻率為其重要技術(shù)指標(biāo)之一, 該技術(shù)指標(biāo)對(duì)揚(yáng)聲器的整體性能起著至關(guān)重要的作用。
[0003] 現(xiàn)有的技術(shù)和方法: 傳統(tǒng)的測試揚(yáng)聲器振膜諧振頻率的主要方法是間接測試法。該方法首先將被測振膜固 定在激勵(lì)聲源正上方,用正弦信號(hào)掃頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器使得被測振膜隨之振動(dòng)。由振膜和 激勵(lì)聲源所形成的空氣腔體對(duì)激勵(lì)聲源產(chǎn)生反饋?zhàn)饔?,進(jìn)而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的電流發(fā)生變 化,通過測量該電流變化可計(jì)算出被測振膜的諧振頻率。該方法有很明顯的局限性,它只能 夠測量諧振Q值較大、尺寸較大、且質(zhì)量不大不小的振膜,并且對(duì)激勵(lì)用的揚(yáng)聲器有較高要 求,它要求該揚(yáng)聲器的諧振頻率必須遠(yuǎn)小于被測振膜的諧振頻率。因此,該方法的通用性和 準(zhǔn)確性存在諸多問題。
[0004] 隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展,也出現(xiàn)了部分使用直接法測量揚(yáng)聲器振膜諧振頻率的 方法。中國專利申請(qǐng)公開書201310157000. 8和201420149091. 0披露了一種采用直接法測 量揚(yáng)聲器振膜的諧振頻率的方法。該方法采用激光位移傳感器直接讀取被測揚(yáng)聲器振膜的 位移信號(hào),并通過該位移信號(hào)直接計(jì)算出被測振膜的諧振頻率。但是,該方法由于未充分考 慮激勵(lì)聲源自身諧振頻率及被測振膜與激勵(lì)聲源所形成腔體對(duì)測量結(jié)果的影響,因此,對(duì) 于尺寸較小的微型揚(yáng)聲器或諧振頻率與激勵(lì)聲源諧振頻率較為接近的振膜都會(huì)產(chǎn)生較大 測量誤差。
[0005] 除此之外,由于揚(yáng)聲器振膜在不同振幅下的諧振頻率是不同的,即采用不同大小 的力激勵(lì)振膜會(huì)得到不同的諧振頻率,在使用上述方法和傳統(tǒng)設(shè)備測量時(shí),因無法設(shè)定被 測振膜的振動(dòng)幅度,不同用戶即使使用同一型號(hào)的同種設(shè)備測量得到的結(jié)果亦非相同,時(shí) 常導(dǎo)致振膜供應(yīng)方和采購方之間產(chǎn)生矛盾。
[0006] 上述測量方法對(duì)揚(yáng)聲器紙盆和定心支片的諧振頻率的測量亦存在類似問題。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提出的揚(yáng)聲器部件(包括紙盆(或振膜)和定心支 片)諧振頻率測量方法及系統(tǒng),采用頻響補(bǔ)償技術(shù)并通過定量指定振幅,可有效的解決傳統(tǒng) 測量方法所存在的弊端,進(jìn)而能夠獲得可靠、準(zhǔn)確的測量結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明針對(duì)上述問題,提出了一種揚(yáng)聲器部件諧振頻率的測量方法和測量系統(tǒng)。
[0009] 本發(fā)明提出的一種揚(yáng)聲器部件諧振頻率的測量方法和測量系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地測量 揚(yáng)聲器紙盆(振膜)和定心支片的諧振頻率。
[0010] 本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為: 本發(fā)明提供的揚(yáng)聲器部件諧振頻率測量系統(tǒng),包括揚(yáng)聲器部件諧振頻率測量系統(tǒng),其 特征在于該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集分析處理器、功率放大器、激勵(lì)聲源、激光位移傳感器、傳聲 器、激勵(lì)工作臺(tái)、操作工作臺(tái)和組合工裝夾具;操作工作臺(tái)臺(tái)面以嵌入方式安裝有至少一套 組合工裝夾具;激勵(lì)聲源安裝在激勵(lì)工作臺(tái)臺(tái)面上,激勵(lì)工作臺(tái)放置在操作工作臺(tái)下方,激 勵(lì)工作臺(tái)上的激勵(lì)聲源正對(duì)著夾于組合工裝夾具中的被測揚(yáng)聲器部件;激光位移傳感器和 傳聲器固定在上下(Z軸方向)移動(dòng)的多功能測量支架上,多功能測量支架固定于雙軸滑臺(tái) 上,雙軸滑臺(tái)設(shè)于操作工作臺(tái)上方導(dǎo)軌內(nèi),雙軸滑臺(tái)在導(dǎo)軌內(nèi)做前后(X軸方向)和左右(Y 軸方向)任意位置移動(dòng); 所述的數(shù)據(jù)采集分析處理器上分別連接有功率放大器、激光位移傳感器、傳聲器,功率 放大器與激勵(lì)聲源連接,激光位移傳感器和傳聲器測量時(shí)對(duì)著被測揚(yáng)聲器部件; 所述的數(shù)據(jù)采集分析處理器的功能是:為激光位移傳感器和傳聲器供電;處理由激光 位移傳感器和傳聲器所采集的數(shù)據(jù),并將處理結(jié)果顯示和保存;將激勵(lì)信號(hào)輸出至功率放 大器。
[0011] 所述的功率放大器的功能是:將數(shù)據(jù)采集分析處理器所發(fā)出的激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行放大 后推動(dòng)激勵(lì)揚(yáng)聲器振動(dòng)。
[0012] 所述的激光位移傳感器的功能是:采集被測部件的位移信號(hào)并交由數(shù)據(jù)采集分析 處理器。
[0013] 所述的傳聲器的功能是:在進(jìn)行頻響校準(zhǔn)時(shí)拾取由激勵(lì)揚(yáng)聲器所發(fā)出的聲信號(hào)并 交由數(shù)據(jù)采集分析處理器。
[0014] 所述的被測揚(yáng)聲器部件包括揚(yáng)聲器紙盆或振膜和定心支片。
[0015] 激勵(lì)工作臺(tái)放置在操作工作臺(tái)下方,兩工作臺(tái)臺(tái)面相互平行,且留有間隙,設(shè)于下 方激勵(lì)工作臺(tái)上的激勵(lì)聲源正對(duì)著設(shè)于操作工作臺(tái)上方的夾于組合工裝夾具內(nèi)的被測揚(yáng) 聲器部件,激勵(lì)聲源與被測揚(yáng)聲器部件之間存有一定的間隙,兩者之間空氣敞開,不形成腔 體。
[0016] 激勵(lì)聲源是一個(gè)或多個(gè)不同類型的揚(yáng)聲器;所述的組合工裝夾具由一系列半徑不 同的圓環(huán)組成,各圓環(huán)能夠相互組合使用;在操作工作臺(tái)臺(tái)面設(shè)有多套組合工裝夾具。
[0017] 本發(fā)明所述的揚(yáng)聲器部件諧振頻率測量方法包括校準(zhǔn)和測量二個(gè)步驟,校準(zhǔn)包含 頻響補(bǔ)償和振幅調(diào)整兩個(gè)部分,在完成校準(zhǔn)過程后,開始正式測量步驟,其測量過程為:數(shù) 據(jù)采集分析處理器產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)經(jīng)功率放大器放大后送給激勵(lì)聲源,激勵(lì)聲源發(fā)出的聲 波推動(dòng)被測揚(yáng)聲器部件產(chǎn)生振動(dòng);激光位移傳感器拾取被測揚(yáng)聲器部件的振動(dòng)位移信號(hào)并 送回?cái)?shù)據(jù)采集分析處理器,數(shù)據(jù)采集分析處理器對(duì)上述位移信號(hào)進(jìn)行處理,并將處理結(jié)果 顯示和保存。
[0018] 所述的頻響補(bǔ)償對(duì)包含激勵(lì)聲源、被測揚(yáng)聲器部件、操作工作臺(tái)和激勵(lì)工作臺(tái)及 其周邊空氣所構(gòu)成的聲學(xué)環(huán)境做頻響補(bǔ)償,使得在激勵(lì)聲源激勵(lì)下,被測揚(yáng)聲器部件在測 量頻帶內(nèi)的任意頻率點(diǎn)上所受力基本相同;頻響補(bǔ)償方法是通過測量并計(jì)算出上述聲學(xué)環(huán) 境的沖激響應(yīng),并通過該沖激響應(yīng)構(gòu)造出補(bǔ)償濾波器,進(jìn)而通過該濾波器調(diào)整激勵(lì)信號(hào)不 同頻率處的激勵(lì)電壓。
[0019] 所述的振幅調(diào)整使得被測揚(yáng)聲器部件的振幅達(dá)到期望值;其過程為:由激光位移 傳感器所拾取的位移信號(hào)計(jì)算得出當(dāng)前振幅,將其與目標(biāo)振幅作比較來調(diào)整激勵(lì)信號(hào)的大 ??;若當(dāng)前振幅大于目標(biāo)振幅,則減小激勵(lì)信號(hào)大小,反之則相反。
[0020] 所述的振幅的計(jì)算方式為:位移信號(hào)最大值與最小值差值的一半;因此,僅需保 證位移信號(hào)的最大值和最小值在激光位移傳感器的量程范圍內(nèi)即可。
[0021] 所述的激勵(lì)信號(hào)線性掃頻信號(hào)或?qū)?shù)掃頻信號(hào) 上述的校準(zhǔn)備是為了降低對(duì)激勵(lì)聲源(揚(yáng)聲器)的性能要求,消除激勵(lì)聲源本身及測量 環(huán)境對(duì)被測揚(yáng)聲器部件振動(dòng)產(chǎn)生的不良影響,提高系統(tǒng)的測量精度,在本系統(tǒng)正式測量之 前,系統(tǒng)必須先對(duì)包含激勵(lì)聲源、被測揚(yáng)聲器部件、操作工作臺(tái)和激勵(lì)工作臺(tái)及其周邊空氣 所構(gòu)成的聲學(xué)環(huán)境做頻響補(bǔ)償,使得在激勵(lì)聲源激勵(lì)下,被測揚(yáng)聲器部件在測量頻帶內(nèi)的 任意頻率點(diǎn)上受力基本相同。
[0022] 在完成上述頻響補(bǔ)償之后和正式測量之前,系統(tǒng)還需要進(jìn)行激勵(lì)信號(hào)大小的調(diào) 整,最終使得被測揚(yáng)聲器部件的振幅達(dá)到目標(biāo)值。
[0023] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:可以方便和快捷地測量得到包括紙盆(或振膜)和定心支片在內(nèi) 的揚(yáng)聲器部件的諧振頻率,由于采用了頻響補(bǔ)償和激勵(lì)信號(hào)大小調(diào)整,所獲得的測量結(jié)果 更加可靠、準(zhǔn)確。
【附圖說明】
[0024] 圖1測量系統(tǒng)方框圖。
[0025] 圖2測量系統(tǒng)工裝剖視圖。
[0026] 圖3測量系統(tǒng)工裝二視圖。
[0027] 圖4組合工裝夾具。
[0028] 圖5測試激勵(lì)信號(hào)時(shí)域波形圖。
[0029] 圖6頻響補(bǔ)償后的激勵(lì)信號(hào)時(shí)域波形圖。
[0030] 圖7頻響補(bǔ)償前后測量環(huán)境的頻率響應(yīng)。
[0031] 圖8測量結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0033] 如圖1所示,本發(fā)明包括:數(shù)據(jù)采集分析處理器(1),功率放大器(2),激勵(lì)聲源(揚(yáng) 聲器)(3),被測揚(yáng)聲器部件(4),激光位移傳感器(5),傳聲器(6),操作工作臺(tái)(7)和激勵(lì) 工作臺(tái)(8)。
[0034] 操作工作臺(tái)(7)臺(tái)面以嵌入方式安裝有組合測量夾具,組合測量夾具可固定不同 尺寸的被測揚(yáng)聲器部件;激勵(lì)聲源(3)安裝在激勵(lì)工作臺(tái)(8)臺(tái)面上,激勵(lì)工作臺(tái)(8)放置 在操作工作臺(tái)(7)下方(兩工作臺(tái)臺(tái)面相互平行,除放置于同一地面之外,無任何硬連接), 下方的激勵(lì)聲源(3)正對(duì)著上方的被測揚(yáng)聲器部件(4);激光位移傳感器(5)和傳聲器(6) 固定在多功能測量支架上,多功能測量支架可上下(Z軸方向)移動(dòng);多功能測量支架固定 于雙軸滑臺(tái)上,雙軸滑臺(tái)通過固定于操作工作臺(tái)(7)上方的導(dǎo)軌,可在操作工作臺(tái)(7)臺(tái)面 上方空間做前后(X軸方向)和左右(Y軸方向)任意移動(dòng); 該測量系統(tǒng)的工作過程為:數(shù)據(jù)采集分析處理器(1)產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)經(jīng)功率放大器 (2) 放大后送給激勵(lì)聲源(3),激勵(lì)聲源發(fā)(3)出的聲波推動(dòng)被測揚(yáng)聲器部件(4)產(chǎn)生振 動(dòng);激光位移傳感器(5)拾取被測揚(yáng)聲器部件的振動(dòng)位移信號(hào)并送
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