大家對Klippel的工程海報(bào)熟悉嗎?如果還不熟悉,現(xiàn)在正是時(shí)候來了解!因?yàn)榻酉聛淼膸讉(gè)月我們將會(huì)介紹我們的海報(bào),并從“揚(yáng)聲器非線性特性”開始。
在該海報(bào)中我們羅列出了非線性的主要原因、參數(shù)和相關(guān)癥狀:
Kms(x) 剛性與位移的關(guān)系
懸掛系統(tǒng)的恢復(fù)力F=Kms(x)*x是一個(gè)僅與位移x有關(guān)的函數(shù),而位移是一個(gè)有著低通特性的信號,因此x與x的乘積所產(chǎn)生的失真分量只限定于低頻段(對于軟限制的懸掛系統(tǒng),在5fs以下)。而由一個(gè)低頻音和一個(gè)高頻音組成的激勵(lì)信號(語音掃描voice sweep或者低音掃描bass sweep)是不會(huì)產(chǎn)生多少互調(diào)失真分量的,因?yàn)楦哳l音產(chǎn)生的位移量很小。因此,測量諧波失真可以為非線性參數(shù)Kms(x)提供一個(gè)靈敏的癥狀但卻不是特殊癥狀,如圖3所示。
如果Kms(x)曲線是非對稱的,那么在諧振頻率fs處產(chǎn)生的較大直流偏移Xdc就是它的特殊癥狀,如圖4所示,因?yàn)槠渌闹饕蔷性是不可能在fs處產(chǎn)生有影響的直流成分的。
Bl(x) 力因子與位移的關(guān)系
力因數(shù)Bl(x)會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)影響,即驅(qū)動(dòng)力F=Bl(x)*i產(chǎn)生的參量激勵(lì)和反電動(dòng)勢U=Bl(x)*v產(chǎn)生的非線性阻力。此兩種影響會(huì)在位移、電流、速度都較大的低頻段產(chǎn)生較高的諧波失真,和Kms(x)幾乎相似,因此諧波失真的測量并不能提供任何特殊癥狀來區(qū)分非線性Bl(x)和kms(x)的影響。
對于參量激勵(lì)來說,如果一個(gè)音頻產(chǎn)生了較大位移,而另一個(gè)音頻又能產(chǎn)生足夠的電流,這樣就會(huì)產(chǎn)生較大的互調(diào)失真,如圖7所示,使用低音掃頻,即保持語音頻率f2=20fs不變,f1在低頻段(0.5fs至2fs)變化。在諧振頻率以上位移明顯減小,互調(diào)失真曲線也隨之下降。值得注意的是,聲壓上測得的互調(diào)失真成分要比電流中測得的高得多。
在諧振頻率以下,單音也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相對較小的直流偏移,它使得音圈朝著 Bl 極大值方向移動(dòng)。這種(“自動(dòng)中心調(diào)整”) 現(xiàn)象可以部分彌補(bǔ)音圈平衡位置出現(xiàn)偏移的情況。在諧振頻率處,電流與位移成 90° ,因此直流的偏移消失了,在更高頻率點(diǎn),“自動(dòng)中心調(diào)整”的現(xiàn)象出現(xiàn)了翻轉(zhuǎn),音圈開始向著 Bl(x)曲線向下滑,即使是一個(gè)完全對稱的 Bl(x)曲線,一個(gè)小小的擾動(dòng)就可以激發(fā)這種“音圈跳轉(zhuǎn)”的過程。
這表明了,電動(dòng)式換能器存在著潛在的不穩(wěn)定現(xiàn)象,因?yàn)閬碜源怕凡糠值闹绷髁蛠碜杂趹覓煜到y(tǒng)的剛性引起的直流力會(huì)相互作用。直流成分的零點(diǎn)處(即 Xdc=0)在fs頻率點(diǎn),它通常是非線性特性 Bl(x)的特殊征兆。
Le(x) 電感與位移之間的關(guān)系
Le(x)的非線性表現(xiàn)為磁通量Φx=L(x)i 的時(shí)間導(dǎo)數(shù),單音產(chǎn)生的諧波失真較低。低頻時(shí),雖然電流和位移都較大,但通過微分求導(dǎo)后諧波失真就減小了;諧振頻率處,電流較;而高頻處,音圈位移又減小了。
然而,雙音信號就會(huì)激發(fā)出較高的互調(diào)失真了,因?yàn)榈皖l音f1產(chǎn)生了較大的位移,高頻音f2則提供了足夠大的電流。非線性Le(x)的特點(diǎn)就是,在電流中測得的互調(diào)失真和在聲壓信號中測得的互調(diào)失真是相等的。
Le(i) 電感與電流之間的關(guān)系
Le(i)隨電流的變化來表針磁導(dǎo)率的變化,該非線性源于磁通量Φi=L(i)i的時(shí)間導(dǎo)數(shù)。采用低音掃描的方式測試的互調(diào)失真揭示出一個(gè)特殊征兆,即互調(diào)失真響應(yīng)在諧振頻率fs處有一個(gè)極小值,如圖16 所示。與隨著位移變化的非線性特性[Bl(x)、Kms(x)和Le(x)]相比,非線性特性 Le(i)在輸入電流和輸出聲壓上都能產(chǎn)生明顯的諧波失真(HD、 THD),如圖15 所示。
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