[发明专利]一种扬声器线性参数测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及扬声器线性参数的测量方法，在给被测扬声器激励特殊信号得到扬声器线性 阻抗曲线后，根据建立的扬声器线性阻抗模型，结合声压理论公式，用系统辨识技术获得 扬声器的线性参数。

背景技术

测量扬声器线性参数的意义：

扬声器线性参数对扬声器的设计、制造、和质量控制具有重要的作用。自上世纪70年 代，澳大利亚的A.N.Thiele和R.H.Small提出了直接辐射式扬声器的几个独立的小信号参数， 这些小信号参数用于表征扬声器的低频性能，广泛用于扬声器系统(音箱)生产和设计过 程。国际电工委员会(IEC)将其称为Thiele-Small参数。这些参数因为都是在小信号激励 下测得的参数故也称为线性参数，用于扬声器的设计和生产的质量控制。一直以来，由于 其测量的复杂导致其不能在线快速的测量，使得生产企业必须间接的控制其他一些性能参 数来对产品做质量控制，所以一种能够在线快速准确的测量扬声器线性参数的方法是整个 业界长期待解决的难题。

现有的技术和方法：

A)离散频率测量的方法，使用离散频率点测量扬声器的阻抗曲线，从而得到fs、Qts等 参数，之后在利用附加质量或附加容积法再做一次阻抗曲线的测量，从而得到fs’、Qts’等， 通过计算得到所有的线性参数，这种方法缺点有：1、使用离散频率测量时，测试的精度较 低而且测试所需的时间较长，同时操作麻烦；2、附件质量和附件容积法都是在一定程度 上破坏了原先扬声器真正的工作状态而测得的参数，所以测出的线性参数并不是很准确， 同时这种方法一般需要二次测量。这样所需的时间就更长了。

B)Wolfgang.Klippel在第110次[国际]音频工程学会大会发表的论文《快速准确测量扬 声器线性参数的方法》(Fast and Accurate Measurement of the Linear Transducer Parameters)提 出了使用激光测振装置来测量扬声器位移，从而计算得到扬声器线性参数的方法，这种方 法虽比较准确但需要使用额外昂贵的激光测振装置，不适合在产线快速测量使用。

C)美国专利6269318(Method For determining Transducer linear operation parameters)提 出了使用电压-声压传递函数，电流-声压传递函数测量扬声器线性参数的方法，该方法 是使用曲线拟合技术对两个传递函数进行参数拟合，计算复杂度较高，同时该方法需要提 供一个已知容积的测试箱体作为准确测量的条件。

发明内容

本发明的目的是提出一种快速在线测试扬声器线性参数的方法，该方法先基于扬声器电 阻抗模型利用系统辨识技术根据测得的扬声器线性阻抗曲线辨识得到一部分线性参数，然 后结合测得的扬声器的特定频率点的声压信号，计算出等效容积Vas，从而得到Bl系数， 根据Bl可以得到全部的线性参数。

本发明的目的是这样实现的：

建立如图1所示的测试系统，用特殊的测试信号(测试信号的时域波形图如图2所示， 时频图如图3所示)激励被测扬声器，在得到被测扬声器两端电压、流经扬声器的电流、 扬声器发出的声压信号后，按照图4做信号处理，首先用信噪比检测模块(19)对所得的 三个信号做检测，其次根据检测后得到的信号通过线性阻抗曲线计算模块(20)求解被测 扬声器的线性阻抗，再次根据用户在扬声器模型库模块(22)中选择的扬声器种类，利用 系统辨识模块(20)对被测扬声器进行系统辨识，得到一部分线性参数，之后利用通过信 噪比检测后的声压信号，挑选一组特定频率点的声压信号利用等效容积计算模块(24)确 定扬声器的等效容积Vas，并以此求出机电耦合系数Bl参数，最后根据已知参数模块(23) 中的已知参数利用线性参数计算模块(25)求解出全部的线性参数。

由于本发明采用了上述的技术方案，故具有以下优点：

1)测试系统搭建方便，成本低，测试系统将不仅能用于扬声器线性参数的测量，还可 以用于其他参数的测量。例如：频响测试、总谐波失真测试、相位测试等。

2)测试信号的选择，决定了其在保证测试精度的前提下，测试时间很短。

3)保证在一定范围内计算得到被测扬声器线性阻抗曲线。

4)不需要附加质量或附件容积，不需要激光测振装置，一次就可以测得扬声器的全部 线性参数。