大家對Klippel的工程海報熟悉嗎？如果還不熟悉，現(xiàn)在正是時候來了解！因為接下來的幾個月我們將會介紹我們的海報，并從“揚聲器非線性特性”開始。
在該海報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是一個僅與位移x有關(guān)的函數(shù)，而位移是一個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）。而由一個低頻音和一個高頻音組成的激勵信號（語音掃描voice sweep或者低音掃描bass sweep）是不會產(chǎn)生多少互調(diào)失真分量的，因為高頻音產(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，因為其他的主要非線性是不可能在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)會產(chǎn)生兩個影響，即驅(qū)動力F=Bl(x)*i產(chǎn)生的參量激勵和反電動勢U=Bl(x)*v產(chǎn)生的非線性阻力。此兩種影響會在位移、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。
對于參量激勵來說，如果一個音頻產(chǎn)生了較大位移，而另一個音頻又能產(chǎn)生足夠的電流，這樣就會產(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，單音也會產(chǎn)生一個相對較小的直流偏移，它使得音圈朝著 Bl 極大值方向移動。這種（“自動中心調(diào)整”） 現(xiàn)象可以部分彌補音圈平衡位置出現(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，“自動中心調(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，即使是一個完全對稱的 Bl(x)曲線，一個小小的擾動就可以激發(fā)這種“音圈跳轉(zhuǎn)”的過程。
這表明了，電動式換能器存在著潛在的不穩(wěn)定現(xiàn)象，因為來自磁路部分的直流力和來自于懸掛系統(tǒng)的剛性引起的直流力會相互作用。直流成分的零點處(即 Xdc=0)在fs頻率點，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 的時間導(dǎo)數(shù)，單音產(chǎn)生的諧波失真較低。低頻時，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，電流較小；而高頻處，音圈位移又減小了。
然而，雙音信號就會激發(fā)出較高的互調(diào)失真了，因為低頻音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)失真揭示出一個特殊征兆，即互調(diào)失真響應(yīng)在諧振頻率fs處有一個極小值，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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http://klippel.net.cn/fileadmin/klippel/Files/Chinese_Material/Chinese_Loudspeaker_Nonlinearities.PDF
