專利名稱：一種尋找和確定喇叭固有頻率的方法及喇叭的制作方法
技術領域：
本發明涉及汽車喇叭，尤其涉及一種確定鋼模振動的汽車喇叭固有頻率的方法及喇叭。
背景技術：
喇叭的固有頻率是喇叭固有的物理特性。目前，機動車電喇叭固有頻率的尋找固定技術基本處在人工調節的階段，其技術概括為如下:I)采用多諧振蕩器控制電喇叭技術。其利用阻容元件構成的RC多諧振蕩器產生RC振蕩，由電阻R的阻值及電容C的容量決定該多諧振蕩器的輸出頻率，通過人工調節電阻R的阻值及電容C的容量來調節該多諧振蕩器的輸出頻率。2)采用單片機控制電喇叭技術。現行的有二種，一種是以晶振作為信號源，通過對單片機寫入不同程序來使單片機輸出頻率適應電喇叭固有頻率。另一種是以RC振蕩作為單片機外接時鐘信號，通過人工調節電阻R的阻值及電容C的容量，從而使單片機輸出頻率適應電子喇叭固有頻率。3)采用傳感器加控制電路控制電喇叭技術。利用霍爾、光偶等傳感器替代觸點，人工調節霍爾及光偶器件的感應時間來適應電喇叭固有頻率。以上幾種對電喇叭的控制方式，均建立在人工調節控制器輸出頻率來適應電喇叭固有頻率的基礎上，未能實現機動車電喇叭固有頻率自動尋找固定的自動化，更不能精確測量機動車電喇叭固有頻率，難以簡化機動車電子喇叭的生產工藝。現在也有新提出的以麥克風反饋喇叭的實際輸出頻響來感應和確認電喇叭的固有頻率的方法，但是此方法涉及到環境噪聲等多變外部環境，非常復雜，無法真正達到目的。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種尋找和確定喇叭固有頻率的方法及喇叭，解決現在均是在人工調節控制器輸出頻率來適應電喇叭固有頻率的方式，不能精確測量機動車電喇叭固有頻率的缺陷。技術方案一種尋找和確定喇叭固有頻率的方法，其特征在于包括如下步驟:給喇叭一個激勵階躍脈沖的步驟，所述激勵階躍脈沖引起喇叭的振膜振動，同時，喇叭的電磁線圈內因為振膜振動造成磁場變化而產生微弱電信號，通過喇叭的電磁線圈將產生的微弱電信號引出并經過放大電路進行放大的步驟，放大后的信號為帶衰減的正弦波，將放大后的信號經過A/D轉換進行采樣分析的步驟，消除奇異點，得到振膜振動的周期，從而計算出喇叭的固有頻率的步驟。在所述給喇叭一個激勵階躍脈沖的步驟中通過MOS管開關作為驅動給喇叭一個激勵階躍脈沖。
在所述消除奇異點，得到振膜振動的周期，從而計算出喇叭的固有頻率的步驟中在消除奇異點后，進行多周期計算，然后進行周期分析，去掉對喇叭結構來說不合理的周期數據，得到真正振動的周期后，即能計算出喇叭的固有頻率。在消除奇異點后，進行多周期計算時將喇叭的制造工藝限制的周期范圍作為計算的約束條件。一種應用上述的方法的喇叭，其特征在于:所述喇叭的電磁線圈通過開關管連接電源，同時通過放大電路連接單片機的輸入端口，所述單片機的輸出端口連接所述開關管，所述單片機包括固有頻率放大信號分析模塊、固有頻率計算模塊和輸出選擇模塊，所述輸出選擇模塊分別連接固有頻率激勵輸出模塊和發聲頻率控制輸出模塊，所述固有頻率放大信號分析模塊連接放大電路，所述固有頻率激勵輸出模塊和發聲頻率控制輸出模塊連接開關管，所述固有頻率激勵輸出模塊控制開關管傳送一個激勵階躍脈沖給電磁線圈，所述發聲頻率控制輸出模塊控制開關管傳送發聲頻率給電磁線圈。所述喇叭內還設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器連接所述單片機的輸入端口。所述單片機還連接有喇叭電壓取樣電路。有益效果本發明的方法通過感應喇叭振膜的振動尋找和確定喇叭的固有頻率，直接準確，而且能隨時根據喇叭的變化進行調整，而且使用的開關電路、放大電路等成本較低，但是響應迅速，通過單片機得到固有頻率后可進行多種應用和控制，能更準確地對喇叭進行控制，大大提升喇叭的使用壽命。
圖1為本發明的步驟示意圖。圖2為本發明的放大后的信號示意圖。圖3為本發明的喇叭結構示意圖。圖4為本發明的喇叭內的單片機的示意框圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例和附圖，進一步闡述本發明。根據喇叭本身的物理特性，如果給喇叭一個激勵脈沖，對激勵脈沖的響應會產生振蕩，該振蕩就能反映喇叭的基本特征，如果能夠得到該振蕩曲線，則能計算出喇叭的固有頻率。本方案就是根據上述喇叭的物理特性提出一種尋找和確定電喇叭固有頻率的方法，可包括如下步驟:給喇叭一個激勵的階躍脈沖的步驟，階躍脈沖引起喇叭的振膜振動，同時，喇叭的電磁線圈內因為振膜振動造成磁場變化產生微弱電信號，通過喇叭的電磁線圈將產生的微弱電信號引出并經過放大電路進行放大的步驟(即一個階躍脈沖激勵后，鋼振模振動使電磁線圈內產生一定的微弱的電流，然后將電磁線圈內的電流信號導出)，放大后的信號為帶衰減的正弦波(詳見附圖2所示為示波器上顯示出的圖形)，將放大后的信號經過A/D轉換進行采樣分析的步驟，消除奇異點，得到振膜振動的周期，從而計算出喇叭的固有頻率的步驟。
在所述給喇叭一個激勵階躍脈沖的步驟中可通過MOS管開關作為驅動給喇叭一個激勵的階躍脈沖信號。在所述消除奇異點，得到振膜振動的周期，從而計算出喇叭的固有頻率的步驟中在消除奇異點后，進行多周期計算，然后進行周期分析，并去掉不合理的周期，得到真正振動的周期后，即能計算出喇叭的固有頻率。在消除奇異點后，進行多周期計算時可將喇叭的制造工藝限制的周期范圍作為計算的約束條件。可以在約束條件內多次進行上述步驟重復驗證，得到最終的喇叭的固有頻率。依據本方案的方法可以制造自動獲取固有頻率的喇叭，結構可如附圖3所示。喇叭的電磁線圈通過開關管連接電源，同時通過放大電路連接單片機的輸入端口，所述單片機的輸出端口連接所述開關管，所述單片機包括固有頻率放大信號分析模塊、固有頻率計算模塊和輸出選擇模塊，所述輸出選擇模塊分別連接固有頻率激勵輸出模塊和發聲頻率控制輸出模塊，所述固有頻率放大信號分析模塊連接放大電路，所述固有頻率激勵輸出模塊和發聲頻率控制輸出模塊連接開關管，所述固有頻率激勵輸出模塊控制開關管傳送一個激勵階躍脈沖給電磁線圈進行固有頻率計算，所述發聲頻率控制輸出模塊控制開關管傳送發聲頻率給電磁線圈。喇叭內還設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器連接所述單片機的輸入端口。單片機還連接有喇叭電壓取樣電路，然后根據電壓、溫度計算出最佳發聲占空比；根據實時溫度調控占空比；根據運行時間實時修正輸出頻率，控制喇叭達到最佳發聲效果。本發明的方法通過直接感應喇叭振膜的振動尋找和確定喇叭的固有頻率，直接準確，而且能隨時根據喇叭的變化進行調整，而且使用的開關電路、放大電路等成本較低，但是響應迅速，通過單片機得到固有頻率后可進行多種應用和控制，能更準確地對喇叭進行控制，大大提升喇叭的使用壽命。
權利要求
1.一種尋找和確定喇叭固有頻率的方法，其特征在于包括如下步驟:給喇叭一個激勵階躍脈沖的步驟，所述激勵階躍脈沖引起喇叭的振膜振動，同時，喇叭的電磁線圈內因為振膜振動造成磁場變化而產生微弱電信號，通過喇叭的電磁線圈將產生的微弱電信號引出并經過放大電路進行放大的步驟，放大后的信號為帶衰減的正弦波，將放大后的信號經過A/D轉換進行采樣分析的步驟，消除奇異點，得到振膜振動的周期，從而計算出喇叭的固有頻率的步驟。
2.如權利要求1所述的尋找和確定喇叭固有頻率的方法，其特征在于:在所述給喇叭一個激勵階躍脈沖的步驟中通過MOS管開關作為驅動給喇叭一個激勵階躍脈沖。
3.如權利要求1所述的尋找和確定喇叭固有頻率的方法，其特征在于:在所述消除奇異點，得到振膜振動的周期，從而計算出喇叭的固有頻率的步驟中在消除奇異點后，進行多周期計算，然后進行周期分析，去掉對喇叭結構來說不合理的周期數據，得到真正振動的周期后，即能計算出喇叭的固有頻率。
4.如權利要求3所述的尋找和確定喇叭固有頻率的方法，其特征在于:在消除奇異點后，進行多周期計算時將喇叭的制造工藝限制的周期范圍作為計算的約束條件。
5.一種應用如權利要求1所述的方法的喇叭，其特征在于:所述喇叭的電磁線圈通過開關管連接電源，同時通過放大電路連接單片機的輸入端口，所述單片機的輸出端口連接所述開關管，所述單片機包括固有頻率放大信號分析模塊、固有頻率計算模塊和輸出選擇模塊，所述輸出選擇模塊分別連接固有頻率激勵輸出模塊和發聲頻率控制輸出模塊，所述固有頻率放大信號分析模塊連接放大電路，所述固有頻率激勵輸出模塊和發聲頻率控制輸出模塊連接開關管，所述固有頻率激勵輸出模塊控制開關管傳送一個激勵階躍脈沖給電磁線圈，所述發聲頻率控制輸出模塊控制開關管傳送發聲頻率給電磁線圈。
6.如權利要求5所述的喇叭，其特征在于:所述喇叭內還設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器連接所述單片機的輸入端口。
7.如權利要求5 所述的喇叭，其特征在于:所述單片機還連接有喇叭電壓取樣電路。
全文摘要
本發明涉及一種汽車電喇叭，屬于音聲產品領域。一種尋找和確定喇叭固有頻率的方法，其特征在于包括如下步驟給喇叭一個激勵階躍脈沖的步驟，所述激勵階躍脈沖引起喇叭的振膜振動，同時，喇叭的電磁線圈內因為振膜振動造成磁場變化而產生微弱電流，通過喇叭的電磁線圈將產生的微弱電流信號引出并經過放大電路進行放大的步驟，放大后的信號為帶衰減的正弦波，將放大后的信號經過A/D轉換進行采樣分析的步驟，消除奇異點，得到振膜振動的周期，從而計算出喇叭的固有頻率的步驟。本發明的方法通過感應喇叭振膜的振動尋找和確定喇叭的固有頻率，直接準確，而且能隨時根據喇叭的變化進行調整，成本較低，但是響應迅速準確。
文檔編號G10K9/128GK103219001SQ201310080380
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月13日 優先權日2013年3月13日
發明者嚴國進, 黃學謙, 許廣振 申請人:上海實業交通電器有限公司