CN103338429A

CN103338429A - 一种扬声器阻抗测量装置及其测量方法

Info

Publication number: CN103338429A
Application number: CN2013102573662A
Authority: CN
Inventors: 张玉龙
Original assignee: Goertek Inc
Current assignee: Goertek Inc
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2033-06-25
Also published as: CN103338429B

Abstract

本发明公开了一种扬声器阻抗测量装置，包括检测器，所述检测器的一个输出点的一端经过功率放大器后与待测扬声器的正极电连接，所述输出点的另一端串联采样电阻后与所述待测扬声器的负极电连接；所述检测器的一个输入点的两端分别与所述待测扬声器的正极和负极电连接；所述检测器的另一个输入点的两端分别与所述采样电阻的两端电连接。本发明还公开了一种扬声器阻抗测量方法，本发明的扬声器阻抗测量装置及其测量方法，操作方便、测量结果准确。

Description

一种扬声器阻抗测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及扬声器质量检验技术领域，具体地说，涉及一种扬声器阻抗测量装置及其测量方法。

背景技术

随着扬声器产业的发展，一些应用场合对扬声器的质量要求越来越高。因此准确地测量扬声器的性能参数成为行业的必然要求。

通过扬声器的阻抗曲线，能够推导出用于扬声器系统设计的参数，因此扬声器的阻抗曲线是扬声器仅次于频响曲线的重要参数。

现有的最简便地扬声器的阻抗测量方法为恒流法，即将待测扬声器与相对大阻值的电阻串联（例如1K欧姆的电阻），因为扬声器的阻抗范围远小于1K欧姆，当输出信号大小恒定随频率变化时，回路中的电流近似恒定，只需要测量扬声器两端的电压曲线，除以恒定的电流值即得到阻抗曲线。但是采用这种恒流法测量扬声器的阻抗曲线存在以下缺点：

1.恒流驱动方式并不是扬声器实际的使用情况，扬声器实际工作时是采用恒压驱动方式，因此恒流法不符合扬声器的实际使用情况。

2.恒流法测量扬声器的阻抗曲线时，输出只是近似的恒流，测量结果不准确，存在测量误差。

3.恒流法测量扬声器的阻抗曲线时，由于串联阻抗阻值大，使信号源输出大小受到限制，因此流过扬声器的电流也受到限制，最终加到扬声器上的功率较小，远小于扬声器的实际使用情况，使测量结果不准确。

4.由于恒流法测量扬声器的阻抗曲线时，扬声器获得的功率受到限制，而且扬声器上的电压无法做到恒压，因此不能同时测量扬声器的频响曲线，还需要另外测量扬声器的频响曲线，费时费力。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种操作方便、测量结果准确的扬声器阻抗测量装置。

本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种操作方便、测量结果准确的扬声器阻抗测量方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：

一种扬声器阻抗测量装置，包括检测器，所述检测器的一个输出点的一端经过功率放大器后与待测扬声器的正极电连接，所述输出点的另一端串联采样电阻后与所述待测扬声器的负极电连接；所述检测器的一个输入点的两端分别与所述待测扬声器的正极和负极电连接；所述检测器的另一个输入点的两端分别与所述采样电阻的两端电连接。

优选的，所述检测器为音频测试平台，所述音频测试平台包括PC终端以及安装到所述PC终端上的数据采集卡。

优选的，所述输出点为所述数据采集卡的输出点，所述输入点为所述数据采集卡的输入点。

优选的，所述PC终端为计算机或工控机。

为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：

一种扬声器阻抗测量方法，包括以下步骤：

a.用一个阻值等于待测扬声器额定阻抗的无感电阻替换掉待测扬声器，对功率放大器的增益系数K进行校准，确定检测器的输出点的驱动电压Vout=U1/K，其中，U1为所述待测扬声器的额定电压；再用所述待测扬声器替换所述无感电阻；

b.使所述检测器的输出点输出的驱动电压VOUT在预定义频率的范围内进行扫频，通过所述检测器的一个输入点测得所述待测扬声器两端的电压曲线Vspk;

c.使所述检测器的输出点输出的驱动电压Vout在所述预定义频率的范围内进行扫频，通过所述检测器的另一个输入点测得所述采样电阻两端的电压曲线Vimp;

d.计算所述待测扬声器回路中的电流I=Vimp/Zimp,其中Zimp为所述采样电阻的阻值，由此可得出所述待测扬声器的阻抗曲线Zspk=Vspk/I,其中，Zspk为所述待测扬声器的阻抗。

优选的，所述输出点为所述采集卡的输出点，所述输入点为所述采集卡的输入点。

优选的，所述PC终端为计算机或工控机。

优选的，所述预定义频率范围为20Hz至20KHz。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

本发明的扬声器阻抗测量装置在使用时，先用一个阻值等于待测扬声器额定阻抗的无感电阻替换掉待测扬声器，对功率放大器的增益系数K进行校准，确定检测器的输出点的驱动电压Vout=U1/K，其中，U1为所述待测扬声器的额定电压；使所述检测器的输出点输出的驱动电压Vout在20Hz至20KHz的范围内进行扫频，通过所述检测器的一个输入点测得所述待测扬声器两端的电压曲线Vspk;使所述检测器的输出点输出的驱动电压Vout在20Hz至20KHz的范围内进行扫频，通过所述检测器的另一个输入点测得所述采样电阻两端的电压曲线Vimp;计算所述待测扬声器回路中的电流I=Vimp/Zimp,其中Zimp为所述采样电阻的阻值，由此可得出所述待测扬声器的阻抗曲线Zspk=Vspk/I,其中，Zspk为所述待测扬声器的阻抗。因此，本发明的扬声器阻抗测量装置及其测量方法，采用了恒压驱动方式，操作方便、符合扬声器的实际使用情况,且由于采样电阻的阻值比待测扬声器的阻抗小，加到待测扬声器上的功率较大，因此测量结果准确；另外，本发明的扬声器阻抗测量装置及其测量方法，采取的是恒压驱动方式，能同时测量待测扬声器的频响曲线，降低了待测扬声器的测量工作量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明的扬声器阻抗测量装置的结构示意图；

图中：1、Labview音频测试平台；11、PC终端；12、数据采集卡；121、输出点；122、一个输入点；123、另一个输入点；2、待测扬声器；3、功率放大器；4、采样电阻。

具体实施方式

图1是本发明的扬声器阻抗测量装置的结构示意图，参照图1，本发明的扬声器阻抗测量装置，包括检测器，本实施例中，检测器为Labview音频测试平台1，Labview音频测试平台1包括PC终端11以及安装到PC终端11上的数据采集卡12。当然，检测器也可以采用其它的音频测试平台，PC终端11为计算机或工控机。

数据采集卡12的一个输出点121的一端经过功率放大器3后与待测扬声器2的正极电连接，输出点121的另一端串联采样电阻4后与待测扬声器2的负极电连接；数据采集卡12的一个输入点122的两端分别与待测扬声器2的正极和负极电连接；数据采集卡12的另一个输入点123的两端分别与采样电阻4的两端电连接。

使用本发明的扬声器阻抗测量装置对待测扬声器2的阻抗曲线测量的方法为：

a.用一个阻值等于待测扬声器2额定阻抗的无感电阻替换掉待测扬声器2，对功率放大器3的增益系数K进行校准，确定检测器的输出点的驱动电压VOUT=U1/K，其中，U1为待测扬声器2的额定电压；再用待测扬声器2替换无感电阻；

b.使检测器的输出点121输出的驱动电压Vout在20Hz至20KHz的范围内进行扫频，通过检测器的一个输入点122测得待测扬声器2两端的电压曲线Vspk;

c.使检测器的输出点121输出的驱动电压Vout在20Hz至20KHz的范围内进行扫频，通过检测器的另一个输入点123测得采用电阻4两端的电压曲线Vimp;

d.计算待测扬声器2回路中的电流I=Vimp/Zimp,其中Zimp为采样电阻4 的阻值，由此可得出待测扬声器2的阻抗曲线Zspk=Vspk/I,其中，Zspk为待测扬声器2的阻抗。

其中，检测器为Labview音频测试平台1，Labview音频测试平台1包括PC终端11以及安装到PC终端11上的数据采集卡12。Labview是一种程序开发环境，由美国国家仪器(NI)公司研制开发的，类似于C和BASIC Labview开发环境，但是Labview与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而Labview是用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。输出点121为数据采集卡12的输出点，输入点为数据采集卡的输入点。PC终端11为计算机或工控机。

本发明的扬声器阻抗测量装置及其测量方法，采用了恒压驱动方式，操作方便、符合扬声器的实际使用情况,且由于采样电阻4的阻值比待测扬声器2的阻抗小，加到待测扬声器2上的功率较大，因此测量结果准确；另外，本发明的扬声器阻抗测量装置及其测量方法，采取的是恒压驱动方式，能同时测量待测扬声器2的频响曲线，降低了待测扬声器2的测量工作量。

以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种扬声器阻抗测量装置，其特征在于：包括检测器，所述检测器的一个输出点的一端经过功率放大器后与待测扬声器的正极电连接，所述输出点的另一端串联采样电阻后与所述待测扬声器的负极电连接；所述检测器的一个输入点的两端分别与所述待测扬声器的正极和负极电连接；所述检测器的另一个输入点的两端分别与所述采样电阻的两端电连接。

2.如权利要求1所述的扬声器阻抗测量装置，其特征在于：所述检测器为音频测试平台，所述音频测试平台包括PC终端以及安装到所述PC终端上的数据采集卡。

3.如权利要求2所述的扬声器阻抗测量装置，其特征在于：所述输出点为所述数据采集卡的输出点，所述输入点为所述数据采集卡的输入点。

4.如权利要求2或3所述的扬声器阻抗测量装置，其特征在于：所述PC终端为计算机或工控机。

5.应用权利要求1所述的扬声器阻抗测量装置的扬声器阻抗测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.用一个阻值等于待测扬声器额定阻抗的无感电阻替换待测扬声器，对功率放大器的增益系数K进行校准，确定检测器的输出点的驱动电压Vout=U1/K，其中，U1为所述待测扬声器的额定电压；再用所述待测扬声器替换所述无感电阻；

b.使所述检测器的输出点输出的驱动电压Vout在预定义频率范围内进行扫频，通过所述检测器的一个输入点测得所述待测扬声器两端的电压曲线Vspk;

c.使所述检测器的输出点输出的驱动电压Vout在所述预定义频率范围内进行扫频，通过所述检测器的另一个输入点测得所述采样电阻两端的电压曲线Vimp;

6.如权利要求5所述的扬声器阻抗测量方法，其特征在于：所述检测器为音频测试平台，所述音频测试平台包括PC终端以及安装到所述PC终端上的数据采集卡。

7.如权利要求6所述的扬声器阻抗测量方法，其特征在于：所述输出点为所述数据采集卡的输出点，所述输入点为所述数据采集卡的输入点。

8.如权利要求6或7所述的扬声器阻抗测量方法，其特征在于：所述PC终端为计算机或工控机。

9.如权利要求8所述的扬声器阻抗测量方法，其特征在于：所述预定义频率范围为20Hz至20KHz。