[发明专利]采用激振器激励的扬声器振动部件共振频率测量系统及测量方法

说明书

本发明专利提出了一种采用激振器激励的扬声器振动部件共振频率测量系统及测量方法。本发明所提出的测量系统包括信号采集处理系统、功率放大器、测量支架、激振器、夹具、加速度传感器和激光位移传感器。本发明用于测量扬声器振动部件的共振频率f₀。被测的扬声器振动部件由夹具夹持，该夹具固定在激振器上，加速度传感器安装在夹具上；激光位移传感器固定在测量支架上。信号采集处理系统产生电压信号驱动激振器、对激光位移传感器和加速度传感器的输出信号进行采集、分析处理、保存和显示。本发明可准确测量被测振动部件外圈固定部分实际振动的加速度，可确保被夹具夹持住的被测振动部件在测量频率范围内上下平稳振动，从而准确地测量得到被测振动部件振动位移的频率响应曲线；再通过所测量得到被测振动部件振动的频率响应曲线，计算得到被测振动部件的共振频率。

技术领域

本发明属于电声技术应用领域，涉及一种采用激振器激励的扬声器振动部件共振频率测量系统及测量 方法。采用本发明可测量扬声器振动部件(包括纸盆、振膜和定心支片等)的共振频率，可广泛应用于扬 声器振动部件的质量检验(控制)、扬声器设计和研发。

背景技术

扬声器振动部件简介：

扬声器是一个电-力-声耦合的系统，主要由磁路系统、振动系统和支撑辅助系统三部分组成。

扬声器振动部件主要包括：纸盆、定心支片和振膜(分别如图19、20、21所示)。这三类振动部件一 般都包括三部分：1.外圈固定部分(111)，用于在安装时粘接在盆架上；2.弹性变形部分(112)，能以较 大幅度比较线性地弹性变形；3.中心刚性部分(113)，是主要的声辐射区域(定心支片本身没有中心部分， 在测量时一般用刚性夹具在中心夹持，将夹具作为中心部分)。如果近似认为中心刚性部分的各点同步运 动，扬声器振动部件可以视为一个单弹簧(弹性变形部分)单振子(主要是中心刚性部分)的弹簧振子系 统。这个弹簧振子系统的第一阶共振频率称为扬声器振动部件的共振频率。

扬声器的振动部件作为扬声器发声的主要部件，它的共振频率是它的一项重要技术指标之一，该指标 对扬声器的整体性能起着至关重要的作用。

现有的技术和方法：

较早的测量扬声器振动部件共振频率的方法主要为间接测量法。中国专利申请公开书200710125713.0 披露了一种通过测试激励扬声器的电阻抗曲线从而得到振膜(纸盆)谐振频率的方法。该方法将被测振膜 (纸盆)固定在激励扬声器正上方，用正弦扫频信号驱动激励扬声器，激励扬声器的纸盆振动并向外辐射 声波使得被测振膜(纸盆)随之振动，被测振膜(纸盆)和激励扬声器之间的空气腔体对激励扬声器产生 反作用，导致流经激励扬声器的电流发生变化，测量该激励扬声器的电阻抗曲线，该曲线峰值所对应的频 率即为被测振膜(纸盆)的谐振频率。但是，该方法有一定的局限性，它比较适合测量谐振Q值较大、尺寸较大、且质量适中的振膜(纸盆)，并且要求激励扬声器的谐振频率要远小于被测振膜(纸盆)的谐振 频率。因此，该方法的通用性和准确性存在一定问题。

目前应用比较广泛的测量扬声器振动部件共振频率的方法是采用间接激励的直接测量法。这类方法仍 然采用间接激励(利用扬声器发出声音，通过声场传递，间接激励被测振动部件振动)，同时通过激光位 移传感器等技术手段直接测量被测振动部件的振动情况。中国专利申请公开书CN201310157000.8披露了 一种通过激光位移传感器直接读取扬声器振膜(纸盆)的位移信号，并根据扬声器振膜(纸盆)在不同频 率振动时的振动位移曲线图求出被测振膜(纸盆)共振频率的方法。这类方法都隐含着“在各个频率点振 动部件中心部分受到的激励力相同”这一前提，但是，采用间接激励时无法准确测量被测件中心部分实际 受力情况，而且受力情况受到被测振动部件形状、夹具形状、扬声器性能、声场环境等诸多因素影响，难 以控制。激励力的不稳定会反应在振动位移曲线中，造成曲线的波动，从而影响共振频率测量结果的准确 性。