論阻抗測(cè)試在音響生產(chǎn)中的應(yīng)用

黃淑圓

【關(guān)鍵詞】音響阻抗 密封性 產(chǎn)品檢出率 檢出效率

按箱體結(jié)構(gòu)來(lái)分，音響可分為敞開(kāi)式音響，封閉式音響，導(dǎo)向式音響，立體聲音響。

封閉式音響是只將喇叭單元UNIT外露，其余部分全部封閉在箱體內(nèi)，喇叭單元UNIT紙盆前后被分離成兩個(gè)互不通氣的空間，即一個(gè)是無(wú)限大的箱外空間，一個(gè)是具有一定容積的密封箱體內(nèi)空間，消除了喇叭單元UNIT紙盆前后的短路及干涉現(xiàn)象。但是由于箱體密封，紙盆振動(dòng)會(huì)使箱體內(nèi)的空氣產(chǎn)生反復(fù)的壓縮和膨脹過(guò)程，所以在箱體內(nèi)部放置吸音棉來(lái)吸收喇叭單元UNIT在振動(dòng)時(shí)前后聲波，同時(shí)也要保證箱體內(nèi)各部分有足夠的強(qiáng)度及密封性能。

音響的密封性可以通過(guò)測(cè)試音響的頻率響應(yīng)曲線(xiàn)進(jìn)行判斷。頻率相應(yīng)曲線(xiàn)的測(cè)試在消音室進(jìn)行，測(cè)試條件1W/1M，輸入脈沖電壓，喇叭隨頻率振動(dòng)產(chǎn)生不同的聲壓，麥克風(fēng)里的電容傳聲器通過(guò)接收信號(hào)并反應(yīng)到計(jì)算機(jī)上。要在消音室測(cè)試的環(huán)境要求對(duì)于大批量生產(chǎn)而言，就不切實(shí)際了，不僅需要花費(fèi)巨大的人力財(cái)力及物力，而且檢測(cè)效率低下。為了確保音響高保真HIFI音質(zhì)的同時(shí)，提高不良品檢出率及檢出效率，在生產(chǎn)時(shí)，我們運(yùn)用音質(zhì)測(cè)試系統(tǒng)DATS（Dayton Audio Test System）進(jìn)行測(cè)試，此系統(tǒng)只需要可以生產(chǎn)線(xiàn)的添加一個(gè)工位即可，檢出率100%，檢出效率高。

1 音響阻抗的定義及響應(yīng)曲線(xiàn)

1.1 標(biāo)稱(chēng)阻抗

在IMP頻率阻抗曲線(xiàn)中，共振頻率之后的第一個(gè)阻抗波谷所對(duì)應(yīng)的阻抗值，為標(biāo)稱(chēng)阻抗，如圖1中的A點(diǎn)。一般的標(biāo)稱(chēng)阻抗選擇4/8/16ohm中的一個(gè)，并規(guī)定標(biāo)稱(chēng)阻抗值不能與這一數(shù)值有20%的偏差，標(biāo)稱(chēng)阻抗是確定放大器供給功率時(shí)的基準(zhǔn)值。

在組合揚(yáng)聲器的情況下，由于中音或者高音的阻抗關(guān)系，或者由于分頻網(wǎng)絡(luò)共振的關(guān)系，會(huì)出現(xiàn)阻抗比標(biāo)稱(chēng)阻抗低的頻率。由于晶體管放大器在負(fù)載阻抗過(guò)低時(shí)容易超負(fù)載，是不合適的，所以根據(jù)一般生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)規(guī)定，在任何頻率時(shí)，電阻抗都不能比標(biāo)稱(chēng)阻抗低20%以上，如圖2。

1.2 頻率響應(yīng)曲線(xiàn)

頻率響應(yīng)曲線(xiàn)見(jiàn)圖3曲線(xiàn)2所示。該曲線(xiàn)通過(guò)在消音室測(cè)試，測(cè)試條件1W/1M，輸入脈沖電壓，喇叭隨頻率振動(dòng)而產(chǎn)生不同的聲壓，麥克風(fēng)里的電容傳聲器通過(guò)接收反應(yīng)到計(jì)算機(jī)上。從圖上可得到3個(gè)參數(shù)。平均聲壓級(jí)/ 有效范圍頻率/揚(yáng)聲器的頻響不均勻度。

（1）平均聲壓級(jí)：1W/1M，1Khz的聲壓級(jí)。

（2）有效頻率范圍：平均聲壓級(jí)下降10dB后，與頻率響應(yīng)參數(shù)相交的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的頻率。

（3）揚(yáng)聲器的不均勻度：在有效頻率范圍內(nèi)，聲壓最大值跟最小值的差。國(guó)際電工委員會(huì)IEC581-7公告規(guī)定高保真揚(yáng)聲器系統(tǒng)（音響系統(tǒng)）在100Hz-8KHz的不均勻度要<8dB。

1.3 阻抗頻率曲線(xiàn)

阻抗=音圈的直流電阻+音圈的電感（感抗）。

由圖3曲線(xiàn)2為阻抗頻率曲線(xiàn)，從圖3中可知，在低頻段跟中頻段，由于頻率較低，電感很小，感抗可以忽略，所以揚(yáng)聲器的阻抗大都接近音圈的直流電阻值，而揚(yáng)聲器的標(biāo)稱(chēng)阻抗值即在此頻段內(nèi)測(cè)出的。而在高頻段，音圈的感抗已不能忽略，所以通常高頻段時(shí)，揚(yáng)聲器的阻抗比標(biāo)稱(chēng)阻抗值高，曲線(xiàn)2在高頻段往上翹起。

2 音響阻抗測(cè)試在音響生產(chǎn)中的應(yīng)用

音響產(chǎn)品的一體化和360°環(huán)繞音效以及外觀(guān)結(jié)構(gòu)新穎等已經(jīng)成為音響產(chǎn)品的潮流趨勢(shì)。為滿(mǎn)足新穎外觀(guān)及高保真音質(zhì)，在大批量生產(chǎn)密封性音響時(shí)，為提高產(chǎn)品不良檢出率，提高產(chǎn)品品質(zhì)，可以在生產(chǎn)線(xiàn)導(dǎo)入音頻測(cè)試系統(tǒng)DATS（Dayton Audio Test system）。該工作原理是基于封閉性音響的阻抗特性曲線(xiàn)，當(dāng)存在喇叭單元單品不良或者因作業(yè)性不良而導(dǎo)致的密封性問(wèn)題和接觸不良問(wèn)題時(shí)，該不良品阻抗曲線(xiàn)Zmax值比基準(zhǔn)值高或者低，一般產(chǎn)生不良時(shí)，Zmax值是低于基準(zhǔn)值的。而這個(gè)音響的基準(zhǔn)值的取得通過(guò)試產(chǎn)階段測(cè)試收集數(shù)據(jù)并分析總結(jié)而得出的。在小批量生產(chǎn)時(shí)，通過(guò)音響產(chǎn)品進(jìn)行阻抗測(cè)試并記錄數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)異常的時(shí)候，產(chǎn)品檢出并進(jìn)行原因分析及記錄問(wèn)題，之后再通過(guò)一次小批量樣品制作對(duì)該音響阻抗基準(zhǔn)值進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)兩次的試產(chǎn)的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié)，制定出該音響產(chǎn)品的Zmax基準(zhǔn)值。

我們以三星藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)觸摸式控制音箱WAM1500為例，該款音響的底部跟頂端分別有一個(gè)中音喇叭單元UNIT及高音喇叭單元UNIT，內(nèi)部為封閉性音響箱體，采用三星自家的Ring Radiator技術(shù)，實(shí)現(xiàn)360°音質(zhì)環(huán)繞。圖5為該款封閉性音響的阻抗測(cè)試數(shù)據(jù)及其基準(zhǔn)值，即阻抗基準(zhǔn)值Zmax為38.4Ω。

在基準(zhǔn)值設(shè)定了之后，當(dāng)測(cè)試產(chǎn)品阻抗高于基準(zhǔn)阻抗時(shí)，測(cè)試結(jié)果為良品，圖6為測(cè)試合格界面（PASS）。

而測(cè)試產(chǎn)品阻抗低于基準(zhǔn)阻抗時(shí)，測(cè)試結(jié)果為不良品，圖7為測(cè)試產(chǎn)品為不良品的測(cè)試結(jié)果界面（FAIL）。

音頻測(cè)試系統(tǒng)DATS（Dayton Audio Test system）在生產(chǎn)線(xiàn)的應(yīng)用，確保封閉性音響的密封性成為可能，不僅具有高檢出效率，檢出率100%，而且提高了產(chǎn)品品質(zhì)。

3 結(jié)語(yǔ)

音響產(chǎn)品的一個(gè)最重要的要求就是在不失真的狀態(tài)下最大限度的重放聲音，以使我們的產(chǎn)品表現(xiàn)的聲音盡可能達(dá)到原音基準(zhǔn)。使消費(fèi)者在家里也能感受到音樂(lè)現(xiàn)場(chǎng)的空間感和立體感。如果產(chǎn)品出現(xiàn)密封性不好的話(huà)，音質(zhì)就會(huì)大打折扣。

對(duì)于音響箱體是密封性的，為了確保因生產(chǎn)作業(yè)不良及單體喇叭單元UNIT不良而引起的音質(zhì)不良，通過(guò)多次小批量生產(chǎn)的數(shù)據(jù)收集及分析，從而確定該音響產(chǎn)品的音響基準(zhǔn)阻抗。音頻測(cè)試系統(tǒng)DATS（Dayton Audio Test system）在批量生產(chǎn)時(shí)的應(yīng)用，提高的產(chǎn)品檢出率及檢出效率，大大節(jié)約人力物力，確保生產(chǎn)出高保真HIFI音質(zhì)的音響，提高了音響產(chǎn)品品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

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