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音响垫材和声音的关系——数据说话，开发宽频微振动检测仪来分析 [复制链接]

镁声绕梁
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  • 2011-11-08
1#
t T
发表于 2014-06-11 17:33 |显示全部
几年前，镁声就购买了工业用的振动测试仪来研究器材振动和脚钉的关系。但这类测试仪一来频宽不够，二来振幅要求比较大，三来探头和传感器本身的重量也会改变器材的振动特性，所以只能定性测量，远不能作为研究的工具。后来，在安卓手机上安装了Vibrometer软件，放在器材顶板，能直观看到振动情况，但精度和数据的存储加工依然远不能满足要求。


这几年，镁声一直在琢磨开发音响器材专用的宽频微振动检测仪，试验了很多种方案，终于在日前开发成功了。这套东西，能测试分析20-20khz的微弱振动，并且可以连接电脑储存数据和曲线，大概是国内第一台音响器材专用的宽频微振动检测仪吧。下面汇报一下测试过程和发现的一些规律，供烧友们调音时参考。



1、
器材振动和声音的关系
日本人曾经做过这样一个试验，把一台功放放置在振动台上，让振动台以30hz的频率振动，在没有信号输入的情况下，在功放的输出端检测到了同样是30hz的信号输出。其原因是振动台的振动频率引发机壳的振动，通过机内电容耦合到电路里，产生同样频率的信号输出。也就是说，器材外壳的振动，是引发声音改变的主要原因。


2、器材底板的振动是问题的重点
器材外壳多数有六个面，其中底板的振动是问题的重点。因为变压器、电路板基本都是安装固定在底板上，底板的振动，直接传导给电路板以及各元器件。镁声开发的微振动检测仪，可以在不打开器材外壳的情况下，直接测试底板的振动。
最后编辑镁声绕梁 最后编辑于 2014-06-15 19:30:43
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镁声绕梁
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2#
t T
发表于 2014-06-12 21:27 |显示全部

多谢上面两位烧友的关注，继续报告——


    3、测试过程和方法


将器材摆放在器材架上，不通电，分别测量以下数据：
*器材架层板的振动频率，作为参考值
*器材底板的振动频率，作为背景值


给器材通电，再次测量上述数据，对比变压器自身振动对器材的影响。
*以正常音量播放粉红噪声，测试器材底板的全频响应；
*以正常音量播放扫频信号，测试器材底板的分频响应，同时用XTZ测量房间模式，对扫频信号进行等响度EQ均衡。
*给器材垫上待测试的垫材，再次测试上述内容。
*叠加多次测量的曲线，进行分析，得出垫材的频率响应及抑振特性。
*给器材压上不同的重物，再次测试上述内容。分析承重对垫材抑振效果的影响。

最后播放熟悉的碟子试听，验证测试结果对应的听感。
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3#
t T
发表于 2014-06-15 19:37 |显示全部

原帖由 bcline 于 2014-6-14 17:14:00 发表
这种仪器早就有，HP的“动态信号分析仪”，在北京羽商公司见过，用来测试包括飞机在内的物体振动频谱，高频可以到100KHz，分辩率零点几Hz


        信号分析仪是常用仪器，现在可以通过解码器和电脑连接，用专业软件代替。关键是信号如何取样。我们汽车振动测试用的激光多普勒一来太贵，二来不够便携，三来无法在器材底部的狭小空间对底板的振动取样。
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4#
t T
发表于 2014-06-15 19:40 |显示全部

周末专门又测量一次底板和面板的振动情况——







黄色曲线是前级通电但没有信号输入面板通电后垂直振动的情况
紫色曲线是大音量播放20-20k扫频信号时面板的垂直方向振动情况
绿色曲线是大音量播放20-20k扫频信号时前级底板中部的振动情况


这张图是实测曲线，还没有经过振动分析软件分析，但已经能说明很多问题：


      1、黄色曲线峰谷比较锐利，说明振动加速度比较大，刚性强，而且峰值几乎全部是50hz的倍数关系，说明器材要解决的振动首要是变压器的振动。
      2、播放扫频信号之后，由于器材相当于一个薄壁方盒子，因此各个面都会在不同谐振点受到声波的激励，整体的振动情况趋于复杂。但较厚实的面板的振动，和底板相比，振动能量和复杂程度，都要小得多。
      3、这台前级是诗醉gat，机箱设计应该已经考虑过振动控制，所以没有太大的谐振峰值。有些器材测出来，往往有着巨大的山峰。当然也和测试时已经用了适当的架子和垫才有关。


    镁声最欣赏ALLUXITY的机箱设计，这样的设计，就基本可以用刚性结构来模拟振动问题了。
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