大家對(duì)Klippel的工程海報(bào)熟悉嗎？如果還不熟悉，現(xiàn)在正是時(shí)候來(lái)了解！因?yàn)榻酉聛?lái)的幾個(gè)月我們將會(huì)介紹我們的海報(bào)，并從“揚(yáng)聲器非線性特性”開(kāi)始。

在該海報(bào)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(gè)僅與位移x有關(guān)的函數(shù)，而位移是一個(gè)有著低通特性的信號(hào)，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(duì)于軟限制的懸掛系統(tǒng)，在5fs以下）。而由一個(gè)低頻音和一個(gè)高頻音組成的激勵(lì)信號(hào)（語(yǔ)音掃描voice sweep或者低音掃描bass sweep）是不會(huì)產(chǎn)生多少互調(diào)失真分量的，因?yàn)楦哳l音產(chǎn)生的位移量很小。因此，測(cè)量諧波失真可以為非線性參數(shù)Kms(x)提供一個(gè)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(duì)稱(chēng)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?yàn)槠渌闹饕蔷€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(huì)產(chǎn)生兩個(gè)影響，即驅(qū)動(dòng)力F=Bl(x)*i產(chǎn)生的參量激勵(lì)和反電動(dòng)勢(shì)U=Bl(x)*v產(chǎn)生的非線性阻力。此兩種影響會(huì)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(cè)量并不能提供任何特殊癥狀來(lái)區(qū)分非線性Bl(x)和kms(x)的影響。

對(duì)于參量激勵(lì)來(lái)說(shuō)，如果一個(gè)音頻產(chǎn)生了較大位移，而另一個(gè)音頻又能產(chǎn)生足夠的電流，這樣就會(huì)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(yǔ)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(cè)得的互調(diào)失真成分要比電流中測(cè)得的高得多。
在諧振頻率以下，單音也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)較小的直流偏移，它使得音圈朝著 Bl 極大值方向移動(dòng)。這種（“自動(dòng)中心調(diào)整”） 現(xiàn)象可以部分彌補(bǔ)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(diǎn)，“自動(dòng)中心調(diào)整”的現(xiàn)象出現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)，音圈開(kāi)始向著 Bl(x)曲線向下滑，即使是一個(gè)完全對(duì)稱(chēng)的 Bl(x)曲線，一個(gè)小小的擾動(dòng)就可以激發(fā)這種“音圈跳轉(zhuǎn)”的過(guò)程。

這表明了，電動(dòng)式換能器存在著潛在的不穩(wěn)定現(xiàn)象，因?yàn)閬?lái)自磁路部分的直流力和來(lái)自于懸掛系統(tǒng)的剛性引起的直流力會(huì)相互作用。直流成分的零點(diǎn)處(即 Xdc=0)在fs頻率點(diǎn)，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(shí)間導(dǎo)數(shù)，單音產(chǎn)生的諧波失真較低。低頻時(shí)，雖然電流和位移都較大，但通過(guò)微分求導(dǎo)后諧波失真就減小了；諧振頻率處，電流較��；而高頻處，音圈位移又減小了。
然而，雙音信號(hào)就會(huì)激發(fā)出較高的互調(diào)失真了，因?yàn)榈皖l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(diǎn)就是，在電流中測(cè)得的互調(diào)失真和在聲壓信號(hào)中測(cè)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(lái)表針磁導(dǎo)率的變化，該非線性源于磁通量Φi=L(i)i的時(shí)間導(dǎo)數(shù)。采用低音掃描的方式測(cè)試的互調(diào)失真揭示出一個(gè)特殊征兆，即互調(diào)失真響應(yīng)在諧振頻率fs處有一個(gè)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