[发明专利]一种扬声器功率试验系统及功率和低频参数的测试方法

摘要

本发明公开了一种扬声器功率试验系统，包括计算机，计算机机上连接有若干个测试组，每个测试组包括待测扬声器、用于检测扬声器的功率测试仪和用于驱动扬声器的功率放大器。一种扬声器功率试验系统，扬声器测试仪器结构简单，需要设备少、造价低。一种扬声器功率和低频参数的测试方法，扬声器功率测试方法操作简单，低频参数测量精度精确，运算速度快，运算时间短。

主权项

1.一种扬声器功率和低频参数的测试方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：步骤1，控制计算机(1)上的音频信号模块(2)输出信号；步骤2，将输出信号传递给功率测试仪(3)；步骤3，计算机(1)通过USB接口控制功率测试仪(3)切换到内部校准信号对仪器进行校准，校准成功后控制功率测试仪(3)内部的信号分配及调理电路模块(8)将音频信号模块(2)输出的信号分配至功率放大器(4)；步骤4，功率放大器(4)对信号放大后输出电压驱动待测扬声器(2)开始工作；步骤5，信号分配及调理电路模块(8)采集待测扬声器(2)的工作电压和电流信号，并将工作电压和电流信号回传到功率测试仪(3)上；步骤6，工作电压和电流信号经过功率测试仪(3)上的信号分配及调理电路模块(8)进行电平转换，电平转换后传回计算机(1)内部音频信号模块(2)，音频信号模块(2)将接收到工作电压和电流信号进行A/D转化为数字信号；步骤7，功率的测试：功率包括有功功率和无功功率；通过测试模块(6)将数字信号经过公式(1)、(2)转换成数据显示出来，得到待测扬声器(2)工作电压和电流瞬时值的结果，待测扬声器(2)工作电压和电流相乘得到有功功率值；U(t)＝u(t)÷n  (1)，I(t)＝i(t)÷n  (2)，公式(1)中，U(t)为转换后的电压瞬时值，u(t)为电压瞬时值的数字信号，n为转换系数，n＝4243；公式(2)中，I(t)为转换后的电流瞬时值，i(t)为电流瞬时值的数字信号，n为转换系数，n＝4243；步骤8，根据公式(3)计算无功功率Q；公式(3)中，i(t)为电流瞬时值的数字信号，u'(t)为u(t)移相‑90°后的电压瞬时值的数字信号，u(t)为电压瞬时值的数字信号，T为u(t)和i(t)的信号周期；低频参数测试：低频参数包括fs、Qms、Qes和Qts，fs为谐振频率，Qms为机械品质因数，Qes为电气品质因数，Qts为总品质因数，通过测试模块(6)将数字信号采用拉格朗日插值算法，得到待测扬声器(2)在不同频率点的阻抗曲线，从而得到最大阻抗值Zmax所对应的频率，最大阻抗值Zmax所对应的频率为待测扬声器(2)的谐振频率fs；线性拉格朗日插值多项式的表达式为；公式(4)中，A(x1,f(x1))，B(x2,f(x2))为已知的任意两点A和B的坐标值；已知A(x1,f(x1))，B(x2,f(x2))，C(x3,f(x3))任意三点的坐标值，则得到二次拉格朗日插值多项式为，由此类推，可得高次的拉格朗日多项式，其表达式为，公式(6)中，n为数据点的个数，Li(x)为取fs前、后的点进行插值运算，即n的个数,fs的前一个频率点fs‑1及后一个频率点fs+1为边界，计算二者中间各频率点对应的阻抗值，最大阻抗值Zmax所对应的频率为待测扬声器(2)的谐振频率fs；f₁、f₂分别为阻抗等于时对应的下限和上限频率，r₀用式(8)计算得到，在公式(8)中，Re为音圈直流电阻，采用万用表直接测量；机械品质因数Qms的计算式为公式(9)，电气品质因数Qes计算式为公式(10)，总品质因数Qts计算式为公式(11)，