阻抗頻率特性與敲擊信號(hào)

芻狗

在昨天，通過掃頻的方法分別測(cè)量了兩個(gè)動(dòng)圈式揚(yáng)聲器在不同頻率下的阻抗。 兩個(gè)揚(yáng)聲器中小型揚(yáng)聲器， 直流阻抗為4歐姆。 另外一個(gè)是大型低頻揚(yáng)聲器，直流電阻為8歐姆。 前天，通過施加階躍電壓測(cè)量了揚(yáng)聲器單位沖激響應(yīng)信號(hào)。 通常情況下， 揚(yáng)聲器可以看成一個(gè)近似線性時(shí)不變系統(tǒng)。 它的單位沖激響應(yīng)信號(hào)的傅里葉變換， 應(yīng)該對(duì)應(yīng)它的頻率特性。 下面就利用實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)， 來分析它們之間的關(guān)系。

01 沖激響應(yīng)

一、前言

在昨天，通過掃頻的方法分別測(cè)量了兩個(gè)動(dòng)圈式揚(yáng)聲器在不同頻率下的阻抗。 兩個(gè)揚(yáng)聲器中小型揚(yáng)聲器， 直流阻抗為4歐姆。 另外一個(gè)是大型低頻揚(yáng)聲器，直流電阻為8歐姆。 前天，通過施加階躍電壓測(cè)量了揚(yáng)聲器單位沖激響應(yīng)信號(hào)。 通常情況下， 揚(yáng)聲器可以看成一個(gè)近似線性時(shí)不變系統(tǒng)。 它的單位沖激響應(yīng)信號(hào)的傅里葉變換， 應(yīng)該對(duì)應(yīng)它的頻率特性。 下面就利用實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)， 來分析它們之間的關(guān)系。

圖1.1.1 揚(yáng)聲器的阻抗頻率特性與敲擊振蕩信號(hào)

二、分析結(jié)果

1、小型揚(yáng)聲器

找元器件現(xiàn)貨上唯樣商城!這里小型揚(yáng)聲器單位沖激響應(yīng)數(shù)據(jù)，  利用曲線擬合可以獲得該型號(hào)的衰減振蕩信號(hào)參數(shù)。 通過參數(shù)C可以計(jì)算出 信號(hào)的自由振蕩頻率， 頻率數(shù)值為 158.31Hz。

圖1.2.1 單位沖激響應(yīng)波形建模

利用掃頻的方式測(cè)量揚(yáng)聲器的阻抗頻率特性， 對(duì)應(yīng)阻抗最大值的頻率 是揚(yáng)聲器的諧振頻率， 它的數(shù)值為140.51Hz。 相比于單位沖激響應(yīng)的振蕩頻率來說， 揚(yáng)聲器的諧振頻率要小。

圖1.2.2 阻抗諧振頻率與單位沖激響應(yīng)振蕩頻率

我們知道系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)的傅里葉變換對(duì)應(yīng)著系統(tǒng)的幅頻特性。 利用信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式， 求取信號(hào)的FFT。繪制出結(jié)果的幅度譜。 可以看到它與前面通過掃頻獲得揚(yáng)聲器的阻抗曲線形狀非常接近。   雖然形狀很接近， 但是峰值對(duì)應(yīng)的頻率卻相差比較大。 究其原因，有可能是測(cè)量揚(yáng)聲器的運(yùn)動(dòng)的單位沖激響應(yīng)是在外部不連接放大器的情況下測(cè)量的， 而揚(yáng)聲器掃頻測(cè)量的時(shí)候則是在連接有功放情況下測(cè)量的，  此時(shí)有可能線圈感應(yīng)與外界驅(qū)動(dòng)電路形成回路產(chǎn)生阻尼，使得諧振頻率降低了。

圖1.2.3 沖激響應(yīng)信號(hào)的傅里葉變換幅度譜

2、大型揚(yáng)聲器

這是大型揚(yáng)聲器通過掃頻方式測(cè)量得到的阻抗頻率特性。 諧振頻率為48.34Hz。 通過施加階躍電壓信號(hào)，可以測(cè)量得到揚(yáng)聲器的單位沖激響應(yīng)信號(hào)。 求取該信號(hào)的衰減指數(shù)函數(shù)參數(shù)。 通過頻率參數(shù)C， 可以計(jì)算出振蕩頻率為47.85Hz。 這就與揚(yáng)聲器的阻抗峰值對(duì)應(yīng)的頻率相差不多了。 這應(yīng)該是由于大型揚(yáng)聲器紙盆質(zhì)量比較大， 線圈阻尼對(duì)諧振頻率的影響不大。

圖1.2.4 大型揚(yáng)聲器阻抗特性與沖擊振蕩信號(hào)

總結(jié)

本文對(duì)兩款揚(yáng)聲器的敲擊信號(hào)與它的阻抗頻率特性進(jìn)行分析， 對(duì)于大型揚(yáng)聲器來說，從單位沖激響應(yīng)信號(hào)所得到的振蕩頻率與最大阻抗對(duì)應(yīng)的諧振頻率是相同的。 對(duì)于小型揚(yáng)聲器由于受到線圈的阻尼，阻抗最大值對(duì)應(yīng)的頻率小于敲擊對(duì)應(yīng)的振蕩頻率。

參考資料

[1]揚(yáng)聲器的單位沖激響應(yīng)信號(hào)建模

[2]如何獲得揚(yáng)聲器完美的單位沖激響應(yīng)？

[3]揚(yáng)聲器的阻抗頻率特性