KR20160125444A - 진동막의 고유 주파수 획득 방법 및 시스템 - Google Patents

진동막의 고유 주파수 획득 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 구조 캐비티와 진동막에 의해 이루어지는 밀폐공간을 통해 진동막의 고유 주파수를 획득하는 방법 및 시스템을 제공한다. 상기 방법은, 밀폐공간내의 측정 주파수를 선택하고, 외부에서 입력되는 전기신호를 음향신호로 변환시켜 밀폐공간내로 발송하고, 각 측정 주파수에서의 음압을 획득하는 단계, 밀폐공간내의 각 측정 주파수에서의 음압이 동일해질 때까지, 외부에서 입력되는 전기신호를 조정하는 단계, 조정된 전기신호를 음향신호로 변환시켜 진동막을 진동시키는 단계, 진동막이 진동 시 발생하는 변위량을 획득하는 단계, 진동막이 진동 시 발생하는 최대 변위량에 대응되는 주파수를 진동막의 고유 주파수로 확정하는 단계를 포함한다. 상술한 방법 및 시스템을 이용하면, 진동막이 진동 시 발생하는 최대 변위량을 통해 진동막의 고유 주파수를 확정 가능하며, 동시에 진동막의 고유 주파수 획득 과정에서 주위 환경의 간섭을 받지 않으므로, 획득 결과의 정확도가 향상된다.

Description

진동막의 고유 주파수 획득 방법 및 시스템{Method and system for acquiring natural frequency of diaphragm}
본 발명은 음향기기 진동막 기술에 관한 것으로, 더욱 구체적으로, 진동막의 고유 주파수 획득 방법 및 시스템에 관한 것이다.
과학 기술의 신속한 발전에 따라, 음향기기에 대한 요구가 점점 높아지고 있으며, 진동막은 음향기기의 핵심 부품으로서, 그 성능은 음향기기의 성능에 직접적으로 영향준다.
진동막의 성능을 가늠하는 중요한 요소 중의 하나가 고유 주파수이다. 종래의 기술에 있어서 진동막의 고유 주파수를 획득하는 방법은 진동막을 폐쇄되지 않은 환경에 설치하고, 여기 음원(excitation sound source)을 통해 진동막을 구동시켜, 진동막이 받는 최대 음압에 대응되는 주파수를 진동막의 고유 주파수로 한다.
상술한 획득 방법에는 하기와 같은 문제점들이 존재한다.
1) 폐쇄되지 않은 개방환경에서 진동막의 고유 주파수를 획득하므로, 주위 환경의 간섭을 쉽게 받아, 획득 결과의 오차가 크게 된다.
2) 진동막이 진동하는 주파수와 진동막의 고유 주파수가 동일할 때, 진동막이 강제 진동하는 진폭이 최대로 나타나는 바, 진동막이 받는 음압이 최대일 때, 진동막이 진동하는 진폭이 반드시 최대인 것은 아니므로, 진동막이 받는 최대 음압에 대응되는 주파수를 진동막의 고유 주파수로 하는 것은 정확하지 못하다.
3) 진동막의 고유 주파수를 획득하는 과정에서 진동막이 진동 시 발생하는 왜곡량을 검측할 수 없다.
따라서, 진동막의 고유 주파수를 획득하는 새로운 기술안이 필요하다.
상술한 문제점들을 감안하여, 본 발명은 진동막의 고유 주파수 획득 방법 및 시스템을 제공하여, 종래의 획득 방법에 존재하는 기술적 편견 문제, 진동막의 고유 주파수 획득 과정에서 주위 환경의 간섭을 쉽게 받는 문제, 진동막의 고유 주파수 획득 과정에서 진동막이 진동 시 발생하는 왜곡량을 검측할 수 없는 문제를 해결하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 의하면, 구조 캐비티와 진동막에 의해 구성되는 밀폐공간을 이용하여 진동막의 고유 주파수를 획득하는 방법에 있어서,
상기 방법은 음압 전처리 단계 및 진동막의 고유 주파수 획득 단계를 포함하되,
음압 전처리 단계는,
밀폐공간 내에서의 측정 주파수를 선택하고, 외부에서 입력되는 전기신호를 음향신호로 변환시켜 밀폐공간 내로 발송하고, 각 측정 주파수에서 측정한 음압을 획득하는 단계; 및
밀폐공간 내에서의 각 측정 주파수에서 측정되는 음압이 동일해질 때까지 외부에서 입력되는 전기신호를 조정하고, 동일 음압 획득 시의 전기신호를 조정된 전기신호로 하는 단계를 포함하고,
진동막의 고유 주파수 획득 단계는,
조정된 전기신호를 음향신호로 변환시켜 밀폐공간 내로 발송하여, 진동막을 진동시키는 단계;
진동막이 진동 시 발생하는 변위량을 획득하는 단계; 및
획득한 변위량 중의 최대 변위량에 대응되는 주파수를 진동막의 고유 주파수로 확정하는 단계를 포함하는 진동막의 고유 주파수 획득 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면,
외부에서 입력되는 전기신호에 따라 진동막을 진동시키는 역할을 하며, 구조 캐비티와 구동 유닛을 포함하되, 구조 캐비티와 진동막에 의해 밀폐공간을 구성하고, 구동 유닛은 외부에서 입력되는 전기신호를 음향신호로 변환시켜 밀폐공간 내로 발송하여 진동막을 진동시키는 여기 음원장치;
밀폐공간 내에서의 측정 주파수를 선택하는 측정 주파수 선택 장치;
각 측정 주파수에서 측정되는 음압을 각각 획득하는 음압 획득 장치;
밀폐공간 내에서의 각 측정 주파수에서 측정되는 음압이 동일해질 때까지, 외부에서 입력되는 전기신호를 조정하는 전기신호 조정 장치;
진동막이 진동 시 발생하는 변위량을 획득하는 변위량 획득 장치; 및
획득한 변위량 중의 최대 변위량에 대응되는 주파수를 진동막의 고유 주파수로 확정하는 고유 주파수 획득 장치;를 포함하는 진동막의 고유 주파수 획득 시스템을 제공한다.
상술한 본 발명에 따른 진동막의 고유 주파수 획득 방법 및 시스템을 이용하면, 진동막이 진동 시 발생하는 최대 변위량을 통해 진동막의 고유 주파수를 확정할 수 있고, 진동막의 고유 주파수 획득 과정에서 주위 환경의 간섭을 받지 않으므로, 측정한 진동막의 고유 주파수가 더욱 정확하도록 하며, 진동막이 진동 시 발생하는 왜곡량을 검출할 수 있다.
전술한 목적 및 관련되는 목적을 실현하기 위하여, 본 발명의 하나 또는 여러 측면은 이하에서 상세하게 설명되고 청구항에서 특별히 지정한 특징들을 포함한다. 첨부한 도면을 통해 본 발명의 일부 예시적인 측면들에 대해 상세하게 설명한다. 하지만, 이러한 측면들이 나타내는 것은 본 발명의 원리를 적용할 수 있는 여러가지 방식 중의 일부일 뿐이며, 이러한 측면들 및 그 균등물은 모두 본 발명에 포함된다.
이하의 첨부된 도면과 결합한 설명 및 특허청구범위의 내용을 참조하며, 본 발명에 대해 보다 전면적으로 이해함으로써, 본 발명의 기타 목적 및 결과는 더욱 명백해지고 쉽게 이해될 것이다.
도1은 본 발명 실시예에 따른 진동막의 고유 주파수 획득 방법의 흐름도이다.
도2는 본 발명 실시예에 따른 진동막의 고유 주파수 획득 시스템의 논리 구조도이다.
도3은 본 발명 실시예에 따른 진동막의 고유 주파수 획득 시스템의 전체 구조도이다.
모든 도면에 있어서 동일한 참조부호는 유사하거나 상응한 특징 또는 기능을 나타낸다.
이하 설명에서는 많은 특정 사항에 대해 서술하였는데 이는 하나 이상의 실시예를 전면적으로 이해하기 위해 설명의 목적으로 기재한 것이다. 이러한 특정 사항들이 없을 경우에도 이런 실시예들을 실현할 수 있음은 당연한 것이다. 기타 예시에 있어서, 하나 이상의 실시예에 대한 설명의 편의를 위하여, 공지의 구조와 설비는 블록도의 형식으로 나타낸다.
이하 도면과 결합하여 본 발명의 특정 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
진동막에 구동력을 인가하여, 진동막이 진동 시 발생하는 주파수와 진동막의 고유 주파수가 동일할 때, 진동막에서 공진 현상이 발생하며, 이때 진동막이 진동하는 진폭(진동막이 진동하는 진폭은 변위량을 통해 나타내는데, 진폭과 변위량은 정비례 관계로서 진폭이 클 수록 변위량이 큼)이 최대치에 도달한다. 하지만, 전술한 종래의 진동막의 고유 주파수 획득 방법에서는 진동막이 받는 최대 음압을 획득하여, 최대 음압에 대응되는 주파수를 고유 주파수로 확정하는바, 이러한 획득 방법은 정확도가 높지 못하고, 진동막의 고유 주파수 획득과정에서 진동막 진동 시 발생하는 왜곡량을 검측할 수 없으며, 동시에, 진동막의 고유 주파수를 폐쇄되지 않은 환경에서 획득하므로, 주위 환경의 간섭을 쉽게 받는다.
반면 본 발명은 진동막을 밀폐공간에 설치하고, 진동막이 진동하는 진폭의 최대치를 획득하여 진동막의 고유 주파수를 확정하며, 또한 획득 과정에서 진동막의 왜곡을 검측하는 장치를 설치하였으므로, 진동막이 진동 시 발생하는 왜곡량을 검측할 수 있다.
설명해야 할 점으로, 진동막을 밀폐된 공간에 설치한다는 것은 진동막과 구조 캐비티가 밀폐공간을 이룬다는 것, 즉 진동막의 일면은 밀폐공간 내에 위치하고, 다른 일면은 밀폐공간의 외부에 위치하는 것을 가리킨다.
도1에 본 발명 실시예에 따른 진동막의 고유 주파수 획득 방법의 흐름도를 도시하였다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제공하는 진동막의 고유 주파수 획득 방법은 두 단계를 포함한다.
전처리 단계
단계S101: 밀폐공간 내에서의 측정 주파수를 선택하고, 외부에서 입력되는 전기신호를 음향신호로 변환시켜 밀폐공간 내로 발송하고, 각 측정 주파수에서 측정되는 음압을 각각 획득한다.
선택된 측정 주파수는 밀폐공간 내에서 선택가능한 모든 주파수일 수 있지만, 밀폐공간 내의 일부 주파수를 측정 주파수로 선택하여 주파수 획득 범위를 확정하고, 선택된 각 측정 주파수 모두를 검측하여, 각 측정 주파수에서 측정되는 음압을 획득할수도 있다.
단계S102: 외부에서 입력되는 전기신호를 조정하여, 밀폐공간 내에서의 각 측정 주파수에서 측정되는 음압이 동일하도록 한다.
외부에서 입력되는 전기신호의 조정은, 주파수 획득 범위 내의 부동한 주파수의 사인(sine)파형 전기신호의 전압값을 조정하는 것을 통해 진행되며, 조정된 전기신호는 연속적으로 변하는 전기신호이다.
획득 단계
단계S103: 조정된 전기신호를 음향신호로 변환시켜 밀폐공간 내로 발송하여, 진동막이 진동하도록 한다.
여기서, 조정된 전기신호는 외부에서 입력되는 전기신호로서, 외부에서 입력되는 전기신호가 충분히 강하면, 변환된 음향신호는 진동막을 진동시킬 수 있으며, 이 경우 외부에서 입력되는 전기신호를 증폭할 필요가 없으나, 외부에서 입력되는 전기신호의 신호 강도가 약하면, 변환된 음향신호가 진동막을 진동시키기에 부족하므로, 이 경우 외부에서 입력된 전기신호를 증폭할 필요가 있으며, 증폭된 전기신호를 음향신호로 변환시켜 진동막이 진동하도록 한다.
일반적으로, 외부에서 입력되는 전기신호는 데이터 수집 카드에서 출력되는 전기신호이며, 데이터 수집 카드에서 출력되는 전기신호가 정격 신호 강도를 가지므로, 데이터 수집 카드에서 출력되는 전기신호를 증폭시켜야 한다. 구체적으로, 증폭기를 통해 데이터 수집 카드에서 출력되는 전기신호를 증폭시킨다.
단계S104: 진동막이 진동 시 발생하는 변위량을 획득한다.
진동막이 진동 시 발생하는 변위량을 획득하는 과정에서, 우선, 변위량과 대응되는 진동 변위 신호를 획득하고, 다음 진동 변위 신호를 전기신호로 변환시켜, 변환된 전기신호를 획득하며, 획득한 변환된 전기신호가 바로 진동막이 진동 시 발생하는 변위량이다.
구체적으로, 레이저 측정기를 사용하여 진동 변위 신호를 획득하고, 레이저 측정기와 대응되는 복조기를 사용하여 진동 변위 신호를 전기신호로 변환시키고, 데이터 수집 카드를 사용하여 변환된 전기신호를 획득하여 진동막이 진동 시 발생하는 변위량으로 한다.
레이저 측정기를 사용하여 진동 변위 신호를 획득하는 구체적인 과정은, 레이저 측정기의 레이저 헤드로 진동하는 진동막에 레이저 빔을 발사하고, 반사되어 돌아온 진동 변위 신호를 레이저 측정기의 CCD(이미지 센서)에 표시하여, 한 포인트로 하되, CCD의 중심 포인트를 기준으로, CCD에 표시된 포인트가 중심 포인트와 떨어진 변위가 곧 진동막이 진동 시 발생하는 변위량이며, 레이저 측정기와 대응되는 복조기를 사용하여 진동 변위 신호를 전기신호로 변환시킨다.
본 발명은 도플러 진동 측정기(doppler vibrometer)를 사용하여 진동막이 진동 시 발생하는 변위량을 획득할 수도 있다. 그 구체적인 과정은, 도플러 진동 측정기의 레이저 헤드로 진동하는 진동막에 일정한 주파수를 가지는 레이저 빔을 발사하여, 도플러 진동 측정기에 반사된 빛도 주파수를 가지는 바, 도플러 진동 측정기의 CCD를 통해 반사되어 돌아온 빛이 발사된 빛에 대한 주파수 변화량(진동막이 진동하여 발생한 주파수 편이량)을 획득함으로써, 진동막이 진동하는 속도의 변화량을 획득하며, 도플러 진동 측정기와 대응되는 복조기를 사용하여 이 속도 변화량을 획득하고, 이 속도 변화량에 대해 미리 설정된 시간 내의 적분을 구하여, 진동막이 진동 시 발생하는 변위량을 획득하고, 변위량과 대응되는 전기신호로 변환시킨다.
설명해야 할 점으로, 도플러 진동 측정기는 진동 주파수가 높은 진동막에서 발생하는 변위량를 획득하는데 적용되며, 도플러 진동 측정기를 사용하여 진동 주파수가 낮은 진동막에서 발생하는 변위량을 획득할 경우에는 큰 오차가 발생하는 반면, 레이저 측정기는 진동 주파수가 높은 진동막에서 발생하는 변위량를 획득할 수도 있고, 진동 주파수가 낮은 진동막에서 발생하는 변위량를 획득할 수도 있는 바, 실제 정황에 따라 적합한 설비를 선택한다.
진동막이 진동 시 발생하는 변위량을 획득하는 동시에, 진동막이 진동 시 발생하는 왜곡량을 획득한다. 진동막이 진동 시 발생하는 왜곡량을 획득시, 밀폐공간 외부의 진동막에 근접한 위치에 음압 센서를 설치하여 진동막 진동 시 방사하는 음압과 주위 환경에서 방사하는 음압을 획득하고, 진동막 진동 시 방사하는 음압과 주위 환경에서 방사하는 음압을 각각 전기신호로 변환시키며, 변환된 전기신호를 통해 진동막 진동 시 발생하는 왜곡량을 획득한다.
여기서, 진동막 진동 시 방사하는 음압은 유용한 것으로서, 유용한 신호라 칭하고, 주위 환경에서 방사하는 음압은 무용한 것으로서, 무용한 신호라 칭하며, 유용한 신호와 무용한 신호는 전기신호로 변환 후 오버랩되어 있으며, 소프크웨어를 통해 오버랩된 전기신호 중에서 분리해낸 무용한 신호가 곧 진동막 진동 시의 왜곡량이다.
여기 음원 장치가 생성한 음향은 진동막에 대해 위로 향한 음압을 생성하고, 주위 환경 소음은 진동막에 대해 아래로 향하는 음압을 생성하므로, 진동막의 변위량은 소음 음압의 영향을 받으며, 이 변위량에 대응되는 주파수가 왜곡요소를 포함한다. 전반 획득 과정을 완성한 후, 측정 주파수 중의 모든 왜곡 요소를 배제하면, 주위 환경 소음의 간섭을 배제할수 있다.
단계S105: 진동막이 진동 시 발생하는 최대 변위량에 대응되는 주파수를 진동막의 고유 주파수로 확정한다.
구조 캐비티는 본래 폐쇄된 것이며, 진동막이 밀폐공간에 위치하도록 하기 위해, 구조 캐비티에 개구부를 형성하고, 진동막을 개구부에 접합시켜 고정하며, 개구부의 면적이 곧 진동막의 음압 커버 면적이다.
밀폐공간 내에서의 각 측정 주파수의 음압이 동일하고, 진동막의 음압 커버 면적이 동일하므로, 각 측정 주파수에 인가되는 구동력이 동일하며, 진동막의 질량이 일정할 경우, 진동막의 고유 주파수에서, 진동막이 진동하는 최대 변위량(즉 진동막의 최대 진폭)을 획득할 수 있으며, 최대 변위량에 대응되는 주파수가 곧 진동막의 고유 주파수이다.
상술한 과정을 통해 본 발명 실시예의 진동막의 고유 주파수 획득 방법을 설명하였다. 이 방법은 폐쇄된 환경에서 진동막의 고유 주파수만을 획득할 수 있으며, 주위 환경의 간섭을 받지 않고, 진동막의 질량 요소의 영향도 받지 않으므로, 진동막의 고유 주파수 획득이 더욱 직접적이고 신뢰도가 더욱 높도록 한다.
상술한 방법과 대응되게, 본 발명은 진동막의 고유 주파수 획득 시스템을 더 제공한다. 도2에 본 발명 실시예에 따른 진동막의 고유 주파수 획득 시스템의 논리 구조를 도시하였다.
도2에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제공하는 진동막의 고유 주파수 획득 시스템은, 여기 음원장치(210), 측정 주파수 선택장치(220), 음압 획득장치(230), 전기신호 조정장치(240), 변위량 획득장치(250), 고유 주파수 획득장치(260)를 포함한다.
여기서, 여기음원장치(210)는 외부에서 입력되는 전기신호에 따라 진동막(231)을 진동시키기 위한것으로, 여기음원장치(210)는 구조 캐비티(211)와 구동유닛(212)을 포함하며, 구조 캐비티(211)와 진동막(231)은 밀폐공간을 구성하고, 구동유닛(212)은 외부에서 입력되는 전기신호를 음향신호로 변환시켜 밀폐공간 내로 발송하여 진동막(231)이 진동하도록 한다. 측정 주파수 선택장치(220)는 밀폐공간 내에서의 측정 주파수를 선택하고, 음압 획득장치(230)는 각 주파수에서 측정되는 음압을 획득하며, 전기신호 조정장치(240)는 외부에서 입력되는 전기신호를 조정하여 밀폐공간 내에서의 각 측정 주파수에서 측정되는 음압이 동일하도록 하고, 변위량 획득장치(250)는 진동막이 진동 시 발생하는 변위량을 획득하며, 고유 주파수 획득장치(260)는 획득한 변위량 중 최대 변위량에 대응되는 주파수를 진동막의 고유 주파수로 확정한다.
여기서, 진동막의 고유 주파수를 획득하는 시스템은, 외부에서 입력되는 전기신호를 증폭하는 신호증폭장치(미도시)를 더 포함할수 있으며, 구동유닛(212)은 증폭된 전기신호를 음향신호로 변환시켜 진동막(231)이 진동하도록 한다.
상기 구조 캐비티(211)에는 개구부가 설치되어 있고, 진동막(231)은 개구부에 접합 고정되어 구조 캐비티(211)와 함께 밀폐공간을 구성하며, 개구부의 면적이 바로 진동막(231) 상의 음압 커버 면적이다.
변위량 획득장치(250)는 진동 변위 신호 획득유닛(미도시), 복조유닛(미도시), 신호 획득 유닛(미도시)을 포함하며, 진동 변위 신호 획득유닛은 변위량과 대응되는 진동 변위 신호를 획득하고, 복조유닛은 상기 진동 변위신호를 전기신호로 변환시키며, 신호 획득유닛은 변환된 전기신호를 획득하여 진동막 진동 시 발생하는 변위량으로 한다.
설명해야 할 점으로, 변위량 획득장치(250)는 상술한 방법 중의 레이저 측정기 또는 도플러 진동 측정기를 사용할 수 있으며, 진동막이 진동 시 발생하는 변위량을 획득 가능한 기타 설비를 사용할 수도 있다. 복조 유닛은 상술한 방법 중 레이저 측정기와 대응되는 복조기 또는 도플러 진동 측정기와 대응되는 복조기일 수 있으며, 기타 설비와 대응되는 복조 장치일 수도 있다. 신호 획득유닛은 상술한 방법 중의 CCD(이미지 센서)일 수 있으며, 전기신호를 획득하는 기타 설비일수도 있다. 음압 획득장치(230)와 음압 센서는 음압 측정용 마이크로폰일 수 있으며, 음압을 획득하는 기타 설비일 수도 있다.
본 발명이 제공하는 진동막의 고유 주파수 획득 시스템은, 진동막이 진동 시 발생하는 왜곡량을 획득하는 왜곡량 획득장치(270)를 더 포함한다. 여기서, 왜곡량 획득장치(270)는 밀폐공간 외부에서 진동막에 근접한 위치에 미리 설치되는 음압 센서로서, 진동막 진동 시 방사하는 음압과 주위 환경에서 방사하는 음압을 획득하며, 구동유닛(212)은 진동막 진동 시 방사하는 음압과 주위 환경에서 방사하는 음압을 각각 전기신호로 변환시킴으로써, 변환된 전기신호를 통해 진동막 진동 시 발생하는 왜곡량을 획득한다. 한 바람직한 실시 방식에 있어서, 음압 센서로서 음압 측정용 마이크로폰을 선택한다.
본 발명의 진동막의 고유 주파수 획득 시스템을 더욱 직관적으로 설명하기 위해, 도3에 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 진동막의 고유 주파수 획득 시스템의 전체 구조 및 진동막의 고유 주파수 획득 시스템을 도시하였다. 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 여기음원 장치(210)는 구조 캐비티(211)와 구동유닛(212)을 포함하며, 구조 캐비티(211)와 진동막(231)이 밀폐공간을 구성하고, 구동유닛(212)과 진동막(231)은 구조 캐비티(211)의 두 대향면에 설치되는 바, 이런 방식으로 설치함으로써 구동유닛(212)이 진동막을 더욱 효율적으로 진동시킬 수 있도록 한다. 변위량 획득장치(250)는 진동막(231)의 정면에 설치되어, 진동막(231)이 진동 시 발생하는 변위량을 획득한다. 왜곡량 획득 장치(270)는 밀폐공간 외부에서 진동막(231)에 근접한 위치에 설치되어, 진동막(231)이 진동 시 방사하는 음압과 주위 환경에서 방사하는 음압을 획득한다. 음압 획득 장치(230)는 구조 캐비티(211)의 측면에 설치되어, 진동막(231) 진동 시 발생하는 음압을 획득한다.
이상 도면을 참조하여 본 발명이 제출한 진동막의 고유 주파수 획득 방법 및 시스템에 대해 예시적으로 설명하였다. 해당 기술분야의 당업자라면, 상술한 본 발명이 제출한 진동막의 고유 주파수 획득 방법 및 시스템에 대하여, 본 발명의 내용을 벗어나지 않는 기초 상에서 그중의 세부적인 구현 사항에 대해 여러가지 개선이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 내용에 의해 확정되어야 한다.

Claims (10)

  1. 구조 캐비티와 진동막에 의해 구성되는 밀폐공간을 이용하여 진동막의 고유 주파수를 획득하는 방법에 있어서 ,
    상기 방법은 음압 전처리 단계 및 진동막의 고유 주파수 획득 단계를 포함하되,
    상기 음압 전처리 단계는,
    상기 밀폐공간 내에서의 측정 주파수를 선택하고, 외부에서 입력되는 전기신호를 음향신호로 변환시켜 상기 밀폐공간 내로 발송하고, 각 측정 주파수에서 측정되는 음압을 각각 획득하는 단계;
    상기 밀폐공간 내에서의 각 측정 주파수에서 측정되는 음압이 동일해질 때까지, 외부에서 입력되는 전기신호를 조정하고, 동일 음압 획득 시의 전기신호를 조정된 전기신호로 하는 단계를 포함하고,
    상기 진동막의 고유 주파수 획득 단계는,
    조정된 전기신호를 음향신호로 변환시켜 상기 밀폐공간 내로 발송하여, 상기 진동막을 진동시키는 단계;
    상기 진동막이 진동 시 발생하는 변위량을 획득하는 단계;
    획득한 상기 변위량 중 최대 변위량에 대응되는 주파수를 상기 진동막의 고유 주파수로 확정하는 단계를 포함하는 진동막의 고유 주파수 획득 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진동막이 진동 시 발생하는 변위량을 획득하는 과정에서,
    변위량과 대응되는 진동 변위 신호를 획득하고, 상기 진동 변위 신호를 전기신호로 변환시키며, 변환된 전기신호를 획득하여 진동막이 진동 시 발생하는 변위량으로 하는 진동막의 고유 주파수 획득 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    외부에서 입력되는 전기신호에 따라 진동막을 진동시키는 과정에서,
    외부에서 입력되는 전기신호를 증폭시키고, 증폭된 전기신호를 음향신호로 변환시켜 상기 진동막을 진동시키는 진동막의 고유 주파수 획득 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구조 캐비티에는 개구부가 형성되어 있고, 상기 진동막은 상기 개구부에 접합 고정되어 상기 구조 캐비티와 상기 진동막에 의해 상기 밀폐공간을 구성하며,
    상기 개구부의 면적이 바로 상기 진동막 상의 음압 커버 면적인 것을 특징으로 하는 진동막의 고유 주파수 획득 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 진동막이 진동 시 발생하는 변위량을 획득하는 동시에, 상기 진동막이 진동 시 발생하는 왜곡량을 획득하며, 그 중,
    상기 진동막이 진동 시 발생하는 왜곡량을 획득하는 과정은,
    상기 밀폐공간 외부의 상기 진동막에 근접한 위치에 미리 설치된 음압 센서를 통해 상기 진동막이 진동 시 방사하는 음압과 주위 환경에서 방사하는 음압을 각각 획득하고, 획득한 상기 진동막이 진동 시 방사하는 음압과 주위 환경에서 방사하는 음압을 각각 전기신호로 변환시키며, 변환된 전기신호를 통해 상기 진동막이 진동 시 발생하는 왜곡량을 획득하는 진동막의 고유 주파수 획득 방법.
  6. 외부에서 입력되는 전기신호에 따라 진동막을 진동시키는 역할을 하며, 구조 캐비티와 구동유닛을 포함하되, 상기 구조 캐비티와 상기 진동막에 의해 밀폐공간을 구성하고, 상기 구동유닛은 외부에서 입력되는 전기신호를 음향신호로 변환시켜 상기 밀폐공간 내로 발송하여 진동막을 진동시키는 여기음원장치;
    상기 밀폐공간 내에서의 측정 주파수를 선택하는 측정 주파수 선택장치;
    각 측정 주파수에서 측정되는 음압을 각각 획득하는 음압 획득장치;
    상기 밀폐공간 내에서의 각 측정 주파수에서 측정되는 음압이 동일해질 때까지, 외부에서 입력되는 전기신호를 조정하는 전기신호 조정장치;
    상기 진동막이 진동 시 발생하는 변위량을 획득하는 변위량 획득장치; 및
    획득한 상기 변위량 중 최대 변위량에 대응되는 주파수를 상기 진동막의 고유 주파수로 확정하는 고유 주파수 획득장치를 포함하는 진동막의 고유 주파수 획득 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    외부에서 입력되는 전기신호를 증폭시키는 신호증폭장치를 더 포함하며,
    상기 구동유닛은 증폭된 전기신호를 음향신호로 변환시켜 상기 진동막을 진동시키는 진동막의 고유 주파수 획득 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 구조 캐비티에는 개구부가 형성되어 있고, 상기 진동막은 상기 개구부에 접합 고정되어 상기 구조 캐비티와 상기 진동막에 의해 상기 밀폐공간을 구성하며,
    상기 개구부의 면적이 바로 상기 진동막의 음압 커버 면적인 것을 특징으로 하는 진동막의 고유 주파수 획득 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    변위량 획득 장치는,
    변위량과 대응되는 진동 변위 신호를 획득하는 진동 변위 신호 획득유닛;
    상기 진동 변위 신호를 전기신호로 변환시키는 복조유닛; 및
    변환된 전기신호를 획득하여 진동막이 진동 시 발생하는 변위량으로 하는 신호 획득유닛을 포함하는 진동막의 고유 주파수 획득 시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 진동막이 진동 시 발생하는 왜곡량을 획득하는 왜곡량 획득장치를 더 포함하되,
    상기 왜곡량 획득장치는, 상기 밀폐공간 외부에서 상기 진동막에 근접한 위치에 미리 설치되어, 상기 진동막이 진동 시 방사하는 음압과 주위 환경에서 방사하는 음압을 각각 획득하는 음압센서를 포함하고, 상기 구동유닛은 상기 진동막이 진동 시 방사하는 음압과 주위 환경에서 방사하는 음압을 각각 전기신호로 변환시켜, 변환된 전기신호를 통해 상기 진동막이 진동 시 발생하는 왜곡량을 획득하는 진동막의 고유 주파수 획득 시스템.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103997706B (zh) * 2014-04-24 2017-05-24 歌尔股份有限公司 获取振膜固有频率的方法及系统
CN105607311B (zh) * 2016-01-04 2020-06-02 京东方科技集团股份有限公司 起角装置及其使用方法
CN105959892B (zh) * 2016-04-29 2019-06-04 歌尔股份有限公司 用于测试扬声器的方法及系统
CN107621495B (zh) * 2017-08-22 2019-12-20 中北大学 一种柔性薄膜固有频率的测试装置及方法
CN108709628A (zh) * 2018-06-25 2018-10-26 华南理工大学 一种圆形薄膜的振动视觉检测控制装置与方法
CN116079499A (zh) * 2022-09-07 2023-05-09 天津大学 用于旋转超声加工中刀具的振动测量方法和系统

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3673121D1 (de) * 1985-10-25 1990-09-13 Fuji Electric Co Ltd Wandler vom schwingungstyp.
JPH05113323A (ja) * 1991-10-21 1993-05-07 Mitsubishi Electric Corp 気密高周波窓の薄膜の膜厚測定法
WO1999037118A1 (fr) * 1998-01-16 1999-07-22 Sony Corporation Haut-parleur et appareil electronique utilisant un haut-parleur
JP2002090238A (ja) * 2000-09-18 2002-03-27 Japan Science & Technology Corp 膜張力測定装置およびその方法
CN2572706Y (zh) * 2002-09-14 2003-09-10 深圳市美欧电子股份有限公司 小口径电声器件振膜的谐振频率与力顺测量装置
JP4689542B2 (ja) 2006-06-08 2011-05-25 パナソニック株式会社 膜スチフネス測定装置及び測定方法
TW200949261A (en) * 2008-05-19 2009-12-01 Univ Nat Formosa A device and method for testing natural frequency of acoustic speakers
JP2011069690A (ja) * 2009-09-25 2011-04-07 Audio Technica Corp 振動板の張力測定方法
CN102665162B (zh) * 2012-05-29 2014-06-18 潍坊圣荣电声科技有限公司 生产驻极体传声器振膜用绷膜装置及绷膜方法
CN203165453U (zh) * 2013-03-13 2013-08-28 上海实业交通电器有限公司 一种自动确定固有频率的喇叭
CN103219001B (zh) * 2013-03-13 2015-10-28 上海实业交通电器有限公司 一种寻找和确定喇叭固有频率的方法及喇叭
CN103997706B (zh) * 2014-04-24 2017-05-24 歌尔股份有限公司 获取振膜固有频率的方法及系统

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