TWI249963B - Testing method for vibration speed of multi-coil speaker and sensing device thereof - Google Patents

Description

1249963 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種喇队振動速度的檢測方法，特別 是指一種多音圈喇u八的音膜的振動速度的檢測方法。 【先前技術】 喇队在不同的使用環境下使用，或是由不同的功率放 大器來驅動時，其所產生的音效表現並不相同，如果要維 持良好的音效表現，獲知喇W表面的音膜的振動速度是很 10 15 重要的。一般獲知喇。八的振動速度的方式，一種是使用喇 口八的數學模型，其藉由喇σ八的特性參數，如機械慣量、黏 滯係數和磁鐵耦合因子等來計算出喇队的振動速度。< 圖1中揭示了另一種利用雷射都卜勒測速儀11來量測 制\ 12振動速度的方式。其方式是利用雷射都卜勒測速儀 11沿圖i中假想線發出雷射光並照射於敎12的音膜13 上，並藉由反射的雷射光可得知音膜13的振動速度。 π /、丄么耳联 1 j 的振重 度時，需先量得喇叭12畔夕 τ六a θ, 卉多特性參數，然而有些特性參 並不谷易置得，而且數學 、 办^ ，數學模型計算出來的挣動限制。再 值也存在有-定的誤差速度與貫際量測的振動速度 11實I-來旦、目I Μ 、 而另一種使用雷射都卜勒測速 貝際來I測喇叭12的撫氣、杰ώ η ^ ^ 振動速度，疋比效精確的方式。 疋田射都卜勒測速儀u 飞 J 貝叩貴。所以喇叭12於你田 ’以雷射都卜勒測速儀llpi “ 別12於使用 是一種經濟的做法。 」派軔返度並 20 5 10 15 1249963 【發明内容】 因此，本發明之目的在於提供一種成本低、體積小、 準確度，的多音圈似的振動速度的檢測方法。、 於疋，本發明多音圈似振動速度的檢測方法包含下 列步驟·· 乃次S卜 求知一苐一轉移函數··使一立 用9波壓力源的音波驅動一 夕曰圈喇 < 的音膜振動。同時 ^ U吋凋控一弟一電壓並輸入一多 曰圈喇叭的第一音圈，使得 ―一 使侍4曰Μ不振動，並量測此時一 弟一曰圈的第二電壓。麸後 装„^ τ ^ …、傻乂 δ亥弟一和弟二電壓來求出該 弟一轉移函數。 求付第—轉移函數：施以另_預設的第—電壓於該第 一=來《該音膜振動。此時，量測該音膜的振動速度 和忒弟一音圈的第二電壓。 …、後以该預設第一電壓和第二 電壓，配合上述步驟中ρ 求侍的該第一轉移函數，來求出 该弟二轉移函數。 另’本發明依據上述方法逮 ^ 建構一振動速度感應裝置：由 上述步驟得出的該第一盥篦- 弟/、第—轉移函數，及一特定的計算 域軏，建構該振動速度感應裝置。 當該多音圈喇叭使用時，輪 — 輪入该多音圈制ϋ八的第一與 第二電壓於該振動速度咸庫奘 /、 士 α應衣置而得出該多音圈喇叭於使 用日寸’其g膜的振動速度。 【實施方式】 β關不發明之前述及其他技術 以下配合參考圖式之一較佳實施例 、特點與功效，在 細說明中，將可清 20 1249963 楚的明白。 一立參閱圖2，一般的雙音圈喇叭2具有一永久磁鐵幻、 一曰膜22、一第一音圈23，和一第二音圈24。如分別對第 二:第二：圈23、24輸入第一和第二電壓…⑴、e2⑴，可 〜矛第一曰圈23、24產生磁場，並配合永久磁鐵21， H和第二音圈23、24移動’進而驅動音膜22 而產生音波。 動 ίο 15

I本發明多音圈剩口八振動速度的檢測方法之較佳實施例-::上述雙音圈喇叭2的第一音圈23輸入一隨時間而變的_ 一電壓ejt)，並由第二音圈24中感應的第二電壓h⑴， 再配合以頻域定義的第一與第二轉移函數^⑷、^⑷來得 知雙音圈喇。八2音膜22的振動速度。 參閱圖3和圖4，步驟3〇1至步驟3〇4是求得第一轉移 :數G1(S)的歷程。首先，步驟3G1是於—中空圓柱形的聲 :導管4(ac〇ustie duct)的一端設置一音波壓力源5。且於聲 曰¥官4的側壁上開設有一穿孔41，並藉此穿孔41連接上, 述之雙音圈t八2。利用一訊號產生器61產生電塵訊號並_ 同時輸入音波壓力源5及訊號控制器62。於是，音波壓力 源5被驅動而產生音波，且音波於聲音導管4中傳播並經 牙孔41後驅動雙音圈喇0八2的音膜22(見圖2)振動。 接著，步驟302是藉由雷射都卜勒測速儀63來量測雙 曰圈喇叭2音膜22的振動速度Vlaser—a⑴，並將此振動速度 vlaser a⑴報告給訊號控制器62，使訊號控制器62得以調控 由訊號產生器61產生電壓訊號而改變對雙音圈喇队2輸入 7 1249963 2苐-電壓ei_a(t)的值，並使雙音圈似 動，即使量測到的振動速度％〜⑴的值恒厶膜22士不振 錄輸入第一音圈23(見圖2)的第 μ零。此時，記 生器64中。 α ^㈣^⑴於轉移函數產 步驟303是於音膜22振 m 勒T里測並記錄第-立園 24(見圖2)中感應的第二電壓 弟一曰圈 。 2~a⑴於轉移函數產生器64中 步驟304是由轉移函數產 3〇3中分別得到μ π 益64將步騾302和步驟 10 15 h別传到的第，ei崩 立葉轉換成為頻域定φ ^ 2-a(t) _ E A疋義的第一電壓Ei—a⑷與第二電壓 t2—a(S)，並代入關係式f】、中 屯主 乐式⑴中而求仵第-轉移函數G1(s)。

Gi(s)=-[E2a(s)/Ela⑻] 參閱圖3和圖5，接下來的步驟3ιι至步驟3i4是(^得 第一轉移函數G2(s)的歷程。牛_ 吝^ 絲步驟311是利用訊號產生器61 產生預設的電壓訊號並輪人至訊號控制器62。接著訊师 制器Q將此電壓訊號調整 ^ 欲穴以付合雙音圈喇叭2適用的 輸入功率，以預設的第一電渾 ( 土 ekb(t)輸入至雙音圈喇叭2以 驅動音膜22(見圖2)振動並產生立 生曰波同呀，由轉移函數產 生态64 s己錄預設的第一電壓e! b⑴。 接著，步驟3 12是获士 φ &如， s由雷射都卜勒測速儀63來量測雙 曰圈心2音膜22的振動速度U⑴，並將此振動速度 〜^⑴報告給轉移函數產生器64。同時，步驟313是測得 並記錄第二音圈24中感應的第— ^H64〇 «心⑴於轉糁函數產 20 1249963 步驟314則是將步驟312、313巾 el—b⑴和振動速度 、 于•的第一電壓 義的第一電壓E , w , 茶轉換成為頻域定 电i b(s)和振動速度Vlase fs、。 5 10 15 20 中所求得的第一隸孩τ * — 再配3步驟304 弟轉移函數Gl(s)，三者代入Μ 令而求得第二轉移函數G2(s)。 胃係式⑺和⑺ E2i_b(s)=E2_b(s)+G1(s)Elb(s) G2(s) = VIaSer_b(s)/E2l_b(S) (2) 至：’已經得到雙音圈…的第一與第二轉移:丄 2(S)。接下來的步驟咖是利用分別在步驟綱和 I:314求得的第一與第二轉移函數邮）、G2⑷來建構雙 曰圈喇"八2的振動速度感應裝置7(見圖6)。 參閱圖6’振動速度感應裝置7中具有—運 和一儲存單元72。儲存單元72綠左女 \ 减仔早το 72儲存有二分別屬於上述 圈口刺°八2且内建的第_鐘激1 τ/机ρ μ ㈣弟轉移函數Gl⑷與第二轉移函數 。當雙音圈…使用時，同時使第-電壓ei⑴和第二電 壓e2(t)輸入振動速度感應裝置7的運算單元η。運算單元 7i會將第-電壓ei⑴和第二電壓e2⑴進行傅立葉轉換而2 為頻率定義的第一電昼El(S)和第二電® E2(s)，且讀取儲存 單元72中内建的第一與第二轉移函數Gi(s)、g⑹，並執 行如關係式⑷所示的特定的運算邏輯，而得出以頻率定義 的雙音圈剩口八2的振動速度v(s)。接著’進行反傅立葉轉 換將此振動速度V(s)轉換成為時域定義的振動速度v⑴來輪 出。 1 V(s)=G2(s)[E2(s)+G1(s)E1(s)] (4) 9 1249963 5 10 15 20 因此，廠商可利用上述之步驟來求出各式樣或不同品 牌的雙音圈㈣2的第—與第二轉移函數&⑷、化⑷，並 且事先内建至振動速度感應裝置7中，即可單獨出售或盥 雙音圈心2搭售。然而料職明的是，雖本實施例使 用的是雙音圈tA 2來教示振動速度的檢測方法，但對於 具有等於或大於二音圈數目的料，皆可適用本發明之檢 測方法。再者，振動速度感應裝i 7是可為—完整獨立的 檢測儀器、電路元件，或為資訊軟體的物件。 圖7顯示了雙音圈似2(見® 6)於使㈣，利用振動 速度感應裝置7算得的振動速度v⑴，與雷射都卜勒測速儀 11測得的振動速度Wt)，在3随z的頻率中兩種方式 得到振動速度v⑴、vlaser⑴是近乎一致的。 ~、，内上述，本發明之多音圈似振動速度的檢測方法 是利用了雙音圈喇叭2的第一和第二電“⑴、〇⑴，與二 能表現雙音圈料2特性的第一與第二轉移函&仏⑷、 G2(s)，來求得雙音圈似2音膜22的振動速度v⑴。因此 ’並不需要每次都藉由雷射都卜勒測速儀η來實際量測振 動速度Vlaser⑴，就可達到與雷射都卜勒測速儀u相同精確 度’故確實能達到本發明之目的。 、准以上所述者，僅為本發明多音圈剩口八振動速度的檢 測方法之較佳實施例而[，當不能以此限定本發明實施之 範圍二大凡依本發明巾請專利範圍及發明說明書内容所 二之間早的等效變化與師，皆應仍屬本發明專利涵蓋之 範圍内。 10 1249963 【圖式簡單說明】 圖1是一習知以— 雷射都卜勒測速儀來測量制音_ 振動速度的示意圖； 、 圖2是本發明的夕 夕3圈喇叭振動速度的檢測方法的一 車乂佳貫&例中，一螫立 叉曰圈喇叭的構造示意圖； 一 ★圖一 3是該較佳實施例中，求得一第一轉移函數、求得 ★轉移函數’和建構—振動速度感應裝置的步驟的方 塊圖； ίο 15 圖4疋該車父佳實施例中，求得該第一轉移函數的示意 圖說明一Λ说控制器藉由輸入一第一電壓來調控該 圈味卜八不致振動時，—轉移函數產生器接收記錄—第二電 壓’並求出該第一轉移函數的系統； 圖5是該較佳實施例中，求得該第二轉移函數的示音 圖，說明以另一預設第—電壓來驅動該雙音圈t八時，該 轉移函數產生器分別接收記錄相對應該預設第一電壓的第 一電壓和-以該雷射都卜勒測速儀測得的振動速度，並配 合已知的該第-轉移函數來求得該第二轉移函數的系統； 圖6是-建構並利用該振動速度感應裝置得出該雙音 圈喇久振動速度的示意圖；及 曰 圖7是-圖表’說明了雙音圈^八於3脈的頻率中 ，利用振動速度感應裝置與雷射都卜勒測速儀分別得到的 振動速度，是近乎^一致的。 20 1249963 【圖式之主要元件代表符號說明】 11 雷射都卜勒測速儀 4 聲音導管 12 口刺队 41 穿孔 13 音膜 5 音波壓力源 2 雙音圈制口八 61 訊號產生器 21 永久磁鐵 62 訊號控制器 22 音膜 63 雷射都卜勒測速儀 23 第一音圈 64 轉移函數產生器 24 第二音圈 7 振動速度感應裝置 301 〜304步驟 71 運算單元 31l· 〜3 14步驟 72 儲存單元 320 步驟 12

Claims (1)

1249963 拾、申請專利範圍： 1 ·種多音圈喇σΛ振動速度的檢測方法，其步驟包含： 使用音波壓力源驅動一多音圈喇υ八的音膜振動而 求得一第一轉移函數； 施以一預設的第一電壓於該第一音圈來驅動該音膜 振動，並量測的該音膜的振動速度和一第二音圈的第二 電壓，而求得一第二轉移函數；及 當該多音圈喇。八使用時，藉由量測此時該第一與第 電壓’並配合已求得的該第一與第二轉移函數，經由 一特定的計算邏輯，而得出該多音圈喇叭於使用時，其 音膜的振動速度。 2·依據申請專利範圍第丨項所述之檢測方法，其中，該特 定的計算邏輯為，將該第一轉移函數與該多音圈喇…使 用時的第一電壓之積，對該多音圈喇叭使用時的第二電 壓求總和，並擷取該總和對該第二轉移函數之積為該多 音圈喇八的音膜的振動速度。 3 ·依據申請專利範圍第2項所述之檢測方法，其中，該求 得該第一轉移函數的步驟包括： 使用該音波壓力源的音波驅動該多音圈喇。八的音膜 振動； 調控該多音圈喇u八的第一音圈的第一電壓使該音膜 不振動，並量測此時該第二音圈的第二電壓；及 、 擷取以該音波壓力源驅動該多音圈喇σ八時的第一電 壓和第二電壓的比為該第一轉移函數。 13 1249963 4·依據申請專利範圍第3項所述之檢測方法，其中，該求 得該第二轉移函數的步驟包括： 施以該預設的第一電壓於該第一音圈，來驅動該音 膜振動； 量測此時該音膜的振動速度和該第二音圈感應到的 第二電壓；及 將該第一轉移函數與該預設第一電壓之積對該相對 應於該預設第一電壓的第二電壓求總和，接著擷取以該 預設第一電壓時音膜的振動速度對該總和的比為該第二 轉移函數。 5. 6 ·

依據申請專利範圍第4項所述之檢測方法，其中，該求 得該第二轉移函數的步驟中，量測該多音圈心音膜的 振動速度時是使用雷射測速儀測。 一種多音圈喇Π八振動速度感應裝置，包含·· :數’該第-轉移函數是使用一音波壓力源驅動一多 圈喇八的音膜振動來求得， . 而”亥弟一轉移函數是使用 口又 電壓來驅動該音膜振動來求得；及 第-電："':70…1取該多音圈喇Β八使用時的第-弟一電Μ，和儲存於該 函數，並執行一特心存早70中的該第-與第二轉: 羽^丁 特疋的計算邏輊，工^ 叭音膜的振動速度。 進而仔到該多音圈t 依據申請專利範圍第6 中，該特定的計算邏輯為，該多::動逮度感應裝置，) 夕曰圈喇叭於使用時，并 14 1249963 該第一轉移函數與該第一電壓之積，對該第二電壓求總 和，並擷取該總和對該第二轉移函數之積為該多音圈喇 σ八的音膜的振動速度。

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