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发表于 2023-10-3 16:58 | 显示全部楼层
      10多年前买过最早的论坛测量套装,繁琐的操作加一堆接线最终没装成就废弃了,唯一心疼的是那个咪头最终不知去向。这段时间又翻遍了关于测量的帖子,打算尽我所能diy一款测量盒子和diy一对音箱。现在商业味是越来越浓了,这个坛子里还得以保留很多前辈无私奉献的宝贵资料和教程,实在是我辈diy的万幸!
      测量盒子打算4串锂电池或外接电源共用,USB声卡部分集成到测量盒里,这样可以尽可能减少接线和校准的麻烦。同时外出测量也非常方便。
      电路分成五个部分,DC14V转正负12V输出;功率放大部分;USB声卡部分;MIC放大部分和测量切换功能。找个淘宝现成10cm见方的铝合金外壳画出对应PCB。
     第一次用嘉立创的EDA软件画板,前后花了近一个月时间才完成校验没有问题

sch.png
PCB.png
面板.png

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 楼主| 发表于 2023-10-3 17:33 | 显示全部楼层
      元件现在是做的越来越小了,我这个年纪不带老花镜加20倍的放大镜是看不清很多元件上的丝印了。不过我坚持最困难也尽量自己动手,一块简简单单的板子也得近10家淘宝商家才能买齐所有零件。确实DIY小众产品价格比买成品也省不了多少钱,但自己做的东西就是放心(DIY者就是这种心态)。不管了,既然打样最少5块板子买他5套材料省得运费超出材料费了,呵呵!凭着DIY几十年积累下来的经验,顺利完成的焊接和装配。感觉这次完全靠一己之力DIY是完成度最高的成品了,所以特意在丝印上加上了SUN no.1 这个字符
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发表于 2023-10-3 18:41 | 显示全部楼层
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发表于 2023-10-3 20:26 | 显示全部楼层
本帖最后由 yyf901 于 2023-10-3 20:36 编辑

非常好!(希望声卡线性好)
建议:
阻抗测量是重头戏,按规范要求(见图),需要用小信号测量以获得符合要求的对称曲线。R33、34并联电阻应使用56欧或68欧做为更稳定的恒流源,对测量结果意义重大。

IEC 60268-5.jpg

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 楼主| 发表于 2023-10-3 20:55 | 显示全部楼层
yyf901 发表于 2023-10-3 20:26
非常好!(希望声卡线性好)
建议:
阻抗测量是重头戏,按规范要求(见图),需要用小信号测量以获得符合 ...


       声卡线路对比百灵达那个 UCA200 USB声卡,选择了原厂推荐那个PCM2900系列芯片高新能应用电路进行了优化。其他符合要求的USB芯片没找到合适的代替。用这个芯片好处在于即插即用,省去了其他声卡使用时要设置声卡功能的繁琐步骤。插上USB插头直接就可以进行声卡校准和阻抗校准了。
       我觉得那个R33、R34尽量选择软件默认的12欧就行,对比换取不同的阻值对测量准确度几乎无影响。保证精度还靠阻抗校准,LspCAD软件校准的结果图里是只能看到目测的数值的。
      
   

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 楼主| 发表于 2023-10-3 21:03 | 显示全部楼层
仪器不需要任何调试,学啃软件实在得花些功夫。先找对不知名,不知参数喇叭边学边测吧!整个过程尽量描述完整希望前辈能找出错误之处,让设计箱体的原始数据的保证准确。

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 楼主| 发表于 2023-10-3 21:07 | 显示全部楼层
本帖最后由 fysy 于 2023-10-3 21:08 编辑

第一步。先用万用表测量出喇叭的直流阻抗是4.7Ω;然后用卡尺量出有效振膜直径为12.85cm待用(这个要量准非常困难)。
喇叭.jpg

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 楼主| 发表于 2023-10-3 21:13 | 显示全部楼层
第二步。准备好所需的材料;测量仪、待测扬声器、珠宝称、湿面团、笔记本电脑。
2.jpg

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 楼主| 发表于 2023-10-3 21:28 | 显示全部楼层
第三步,打开LspCAD软件,测量前对测量仪先进行校准。将采样率和MLS分别设定在48000和32768完成这次所有测试。先进行分声卡校准再进行阻抗校准,声卡性能和阻抗校准准确的话相信所得结果是能保证的。
   声卡校准无需任何设置,按下测试盒面板上对应按键,点击软件结果就知道两声道是否完全重合就完成校准了。如果不重合就不能进行下一步了。
声卡校准.png

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 楼主| 发表于 2023-10-3 21:38 | 显示全部楼层
本帖最后由 fysy 于 2023-10-3 21:43 编辑

      前面阻抗校准顺利后可以下一步进行阻抗校准了,测量盒按键推入阻抗校准那个按钮。因为我PCB板上用了20欧姆的电阻作为校准电阻,目的是配合软件上有条20欧姆的刻度线,更能目测出和20欧姆刻度线完全重合的准确度。运行软件阻抗测试就显示这个电阻的阻值直线了,如果这条直线没和20欧姆的刻度线重合就修改R33,R34并联的阻值数,我是填入7.3欧姆后基本校准完成了。
阻抗校准.png

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 楼主| 发表于 2023-10-3 21:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 fysy 于 2023-10-3 21:58 编辑

     第四部。前面两项校准完成后就可以对扬声器分别进行无负重阻抗测量和加负重测量了,负重的湿面团质量前辈推荐是让负重后谐振点低于原谐振点0.7倍左右即可(这对喇叭湿面团质量是17克)。但我试过其他质量的负重结果算出的扬声器参数几乎无任何变化。下一步就是将测量盒子的按键推入阻抗测量档就行了,用一对喇叭接在测量盒的鳄鱼夹接线上分别完成喇叭的无负重阻抗和负重的阻抗曲线,并分别保存待用。
     下图是这对喇叭实测的阻抗结果,并将所得结果导出保存待两个喇叭的一致性几乎相同,就只上传一个喇叭的两种测量结果了:
无.png
负重.png

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发表于 2023-10-3 23:09 | 显示全部楼层
同一环境下,改变负重的质量和驱动信号大小都会对参数值有明显影响,否则一定有问题。
肉眼能看到你测得的阻抗曲线是不对称的(左侧感性抗部分有波纹),已经可以证明参数精度不够了。

同时满足相对稳定的横流源、足够小的信号、以及恰到好处的负重质量,才能得到满足箱体设计精度要求的TS参数。

(用0.7Fs变化选择的负重质量适用测量中等Q值的单元,测量Q值偏高和低的单元会产生超过10%的误差。)

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 楼主| 发表于 2023-10-4 14:58 | 显示全部楼层
本帖最后由 fysy 于 2023-10-4 15:07 编辑
yyf901 发表于 2023-10-3 23:09
同一环境下,改变负重的质量和驱动信号大小都会对参数值有明显影响,否则一定有问题。
肉眼能看到你测得的 ...


再次分别用负重9克和6克分别对另一个喇叭进行了测试。由软件计算后两次喇叭Q值参数几乎都是同一结果!但等效容积确有很大的偏差?我再查查原因看。
负重9克.png
负重6克.png

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发表于 2023-10-4 16:16 来自手机端 | 显示全部楼层
很专业,点个赞。

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 楼主| 发表于 2023-10-4 16:33 | 显示全部楼层
本帖最后由 fysy 于 2023-10-4 16:48 编辑

      前面提到的几个问题:yyf901前辈认为jusMLS阻抗校准和阻抗测试的取样电阻建议取大阻抗等效恒流源提高精度。这种方法也必须折中考虑,对于一个大功率功放的输出电压的测试信号采用大电阻分压确实能等效恒流源的效果;然而通常小型测试设备,一般就几瓦或一,二十瓦功放输出不可能输出很大的电压,如果再取大电阻分压后被测电阻电压很小了,对于声卡的要求也更高。这也是为什么jusMLS 默认该电阻取值12欧姆并要求功放功率大于30W再加个普通声卡就能保证精度了。要解决小功放保证精度的另一个简单办法就是功放采用稳压供电的办法,小阻值的取样电阻下同样能保证被测物的测试精度(恒压测试法)。
     其次0.7Fo负重是否是对所有喇叭测试必定是最正确参数?是经验结果还是手册目前我还不是很清楚,本身业余条件下验证还非常困难。验证不同负重测试对扬声器测试结果的差异好在还可以通过另一种等效容积测试法来验证,只有做好箱体做好后验证一下。
      最好有其他大师们能分享下他们的经验,可惜现在乐于分享的大师也越来越少了!

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发表于 2023-10-4 16:54 | 显示全部楼层
质量法获取TS参数的目的是得到精确的Vas值。负重质量差3克,Vas已经差离1升多,到底哪个更精确呢?测量大口径单元呢?所以要用Qms'=Qms去验证才知道。
当用不同驱动功率的信号去获取阻抗曲线后,得到的Fs、Qms、Qes值是不一样的,怎么知道哪组Fs、Qms、Qes值更接近精确值?
在当前环境下,为了得到Ts参数精确值,要用足够小的信号去测量是要说明的 ,因为重视扬声器理论的人很少,所以他们并不知道小信号与参数精度关系,前面回复中专门贴出了规范内容就是这个意思。
只要特别说明采用小信号测量,就默认你知道如何获得小信号。既然没有特别说明,我不认为Fs、Qms、Qes是真值。
要求参数精度的原因是:最终的箱体要经过验证来确定是否符合设计指标,验证过程要用到Fs、Qms、Qes等值。

也正是有这些要求,才提出了电路图中的7.5欧的采样电阻不合适的意见,因为它不能提供相对稳定的恒流(或恒压),影响测量精度。

获取TS参数底层原理:
Snap7.jpg

Snap8.jpg

Snap9.jpg
Umax是Fs处的电压值,Ue=恒流*Re

依据我的经验,绝大部分单元的测量电流小于25毫安,如果采样电阻值小,是必要的关小音量,信噪比降低;测量频响又要用尽可能大一些音量获取信噪比,电位器调來调去也不是个事。
正确做法是:校准设备所用的音量旋钮位置固定,测量频响就用这个音量(2W左右);测量阻抗曲线则调整软件栏的电平值,如:
我套件采样电阻56欧,校准电阻5.3欧,5.3欧二端电压3.3Vrms,当使用25mA电流测量时,软件栏填写:20lg((0.025*(56+5.3))/3.3)=-6.7dB,见图:
Snap10.jpg
不断调整软件栏的值,直到满足 足够小信号  的要求: (Fl*Fh)^0.5 小于1赫兹。

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 楼主| 发表于 2023-10-4 17:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 fysy 于 2023-10-4 17:29 编辑

我以上无载和负载测试的原始数据我是用LspCAD的软件要求设计电路的并按操作手册进行的测试结果;还不清楚LspLAB这个软件对取样电阻还有这个要求! 前辈对比过两者的准确性那个更高?

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本帖最后由 yyf901 于 2023-10-4 17:33 编辑
fysy 发表于 2023-10-4 16:33
前面提到的几个问题:yyf901前辈认为jusMLS阻抗校准和阻抗测试的取样电阻建议取大阻抗等效恒流源提高 ...


改变采样电阻值后,调整一下分压阻值满足原指标幅值或声卡输入电平要求即可。

阅读规范,容积法太复杂,因为Vb是声学容积(不是物理容积),所以要用导相箱箱体(开口箱体),方法:
Snap11.jpg

其中的“箱子尺寸和形状应适合扬声器的尺寸及预期的用途” 是苛刻条件,意思是这个箱体要满足导相箱设计指标,也就是满足H和α值,导向孔要打N个不同直径的孔来找H值。。。。因此要用到下面公式:
Snap12.jpg
(D是孔径;L是板材厚度;因为是无喇叭口的直孔,K=0.85)

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 楼主| 发表于 2023-10-4 21:23 | 显示全部楼层
本帖最后由 fysy 于 2023-10-4 22:10 编辑

       好吧,关于阻抗测量时这个取样电阻选择对测量影响的争论由来已久。翻阅了下以前各版的测量盒子对阻抗测量的帖子,各种测量软件里对justML可信度还是最可靠的。目前我还是按justMLS操作手册规范完成测量,毕竟我现在是第一次按这个软件进行测试、设计的一次过程。如果用这个参数最终模拟结果和装箱后的测量结果对比后出现明显差异的话再从头设计,现在中断进程有些可惜。

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 楼主| 发表于 2023-10-4 21:42 | 显示全部楼层
本帖最后由 fysy 于 2023-10-4 21:44 编辑

      第五部计算扬声器T/S参数:打开lsplab软件,将前面测试的无负重和负重的扬声器阻抗存档的文档导入lsplab软件,在下方的输入栏里填上喇叭的直流阻抗、实际测量的振膜面积和配重的湿面团质量等数据即可,然后点击T/S按钮,将出现最终的扬声器T/S参数。(自己不确定自己的最终结果是否正确,暂就处理掉一些结果吧,免得误导!)
结果1.png
结果.png
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