阻抗頻率特性與敲擊信號

在昨天，通過掃頻的方法分別測量了兩個動圈式揚聲器在不同頻率下的阻抗。?兩個揚聲器中小型揚聲器， 直流阻抗為4歐姆。?另外一個是大型低頻揚聲器，直流電阻為8歐姆。?前天，通過施加階躍電壓測量了揚聲器單位沖激響應信號。?通常情況下， 揚聲器可以看成一個近似線性時不變系統。?它的單位沖激響應信號的傅里葉變換，?應該對應它的頻率特性。?下面就利用實際測量的數據，?來分析它們之間的關系。

01 沖激響應

一、前言

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在昨天，通過掃頻的方法分別測量了兩個動圈式揚聲器在不同頻率下的阻抗。?兩個揚聲器中小型揚聲器， 直流阻抗為4歐姆。?另外一個是大型低頻揚聲器，直流電阻為8歐姆。?前天，通過施加階躍電壓測量了揚聲器單位沖激響應信號。?通常情況下， 揚聲器可以看成一個近似線性時不變系統。?它的單位沖激響應信號的傅里葉變換，?應該對應它的頻率特性。?下面就利用實際測量的數據，?來分析它們之間的關系。

圖1.1.1 揚聲器的阻抗頻率特性與敲擊振蕩信號

二、分析結果

1、小型揚聲器

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這里小型揚聲器單位沖激響應數據， ?利用曲線擬合可以獲得該型號的衰減振蕩信號參數。?通過參數C可以計算出?信號的自由振蕩頻率，?頻率數值為 158.31Hz。

圖1.2.1 單位沖激響應波形建模

利用掃頻的方式測量揚聲器的阻抗頻率特性，?對應阻抗最大值的頻率?是揚聲器的諧振頻率，?它的數值為140.51Hz。?相比于單位沖激響應的振蕩頻率來說，?揚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振蕩頻率

我們知道系統的單位沖激響應的傅里葉變換對應著系統的幅頻特性。?利用信號的數學表達式， 求取信號的FFT。繪制出結果的幅度譜。?可以看到它與前面通過掃頻獲得揚聲器的阻抗曲線形狀非常接近。???雖然形狀很接近，?但是峰值對應的頻率卻相差比較大。?究其原因，有可能是測量揚聲器的運動的單位沖激響應是在外部不連接放大器的情況下測量的，?而揚聲器掃頻測量的時候則是在連接有功放情況下測量的， ?此時有可能線圈感應與外界驅動電路形成回路產生阻尼，使得諧振頻率降低了。

圖1.2.3 沖激響應信號的傅里葉變換幅度譜

2、大型揚聲器

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這是大型揚聲器通過掃頻方式測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，可以測量得到揚聲器的單位沖激響應信號。?求取該信號的衰減指數函數參數。?通過頻率參數C，?可以計算出振蕩頻率為47.85Hz。?這就與揚聲器的阻抗峰值對應的頻率相差不多了。?這應該是由于大型揚聲器紙盆質量比較大， 線圈阻尼對諧振頻率的影響不大。

圖1.2.4 大型揚聲器阻抗特性與沖擊振蕩信號

總結

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本文對兩款揚聲器的敲擊信號與它的阻抗頻率特性進行分析，?對于大型揚聲器來說，從單位沖激響應信號所得到的振蕩頻率與最大阻抗對應的諧振頻率是相同的。?對于小型揚聲器由于受到線圈的阻尼，阻抗最大值對應的頻率小于敲擊對應的振蕩頻率。

參考資料

[1]揚聲器的單位沖激響應信號建模: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/129278199

[2]如何獲得揚聲器完美的單位沖激響應？: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/129326598

[3]揚聲器的阻抗頻率特性: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/129337393