具体实施方式

图1是符合本申请实施例的测试系统10的图示。特别是，测试系统包括连接到测试设备14的计算机12，测试设备14被配置为通过电输出终端16向扬声器18提供一个或多个信号。测试设备14被进一步配置为通过连接20测量扬声器产生的一个或多个音频带信号的特性。

特别是，计算机12可以包括至少一个计算机、计算机系统、计算设备、服务器、磁盘阵列或可编程设备，例如多用户计算机、单用户计算机、手持设备、联网设备(包括集群配置的计算机)等。计算机12包括与存储器24耦合的至少一个中央处理单元(“CPU”)22。CPU 22通常使用设置在一个或多个物理集成电路装置或芯片中的电路逻辑在硬件中实现，并且可以是一个或多个微处理器、微控制器、现场可编程门阵列或ASIC，而存储器24可以包括随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、闪存、EEPROM和/或其他数字存储介质，并且通常使用设置在一个或多个物理集成电路装置或芯片的电路逻辑实现。因此，存储器24可被视为包括物理上位于计算机12中其他地方的存储器存储装置，例如，至少一个CPU 22中的任何高速缓存存储器，以及用作虚拟存储器的任何存储容量。

计算机12在操作系统(未示出)的控制下，并且执行或以其他方式依赖各种计算机软件应用、组件、程序、文件、对象、模块等(图示为“应用”26)。应用26继而被配置为控制测试设备14向扬声器18发送信号，并测量来自扬声器18的信号特征。测试设备14可以通过通用串行总线(“USB”)连接到计算机12，并且在具体实施中，测试设备可以是由俄亥俄州的Springboro(斯普林伯勒)的Parts Express国际有限公司分销的Dayton音频测试系统(DATS)扬声器测试仪。在具体实施中，应用26可以是同样由Parts Express公司分销的DATS软件，并配置为在该测试设备为DATS扬声器测试仪时与测试设备14交互操作。

上文讨论的图2示出了对数扫频测试信号110，其可作为本申请的组成部分在此使用。

图4是由系统10根据本申请的原理产生的新型测试信号120的一个实施例的图示，包括与扫频信号122、124相结合的极低频率正弦波126。在这个信号中，传统上用于DATS的对数扫频信号112和124，持续时间很短(0.7秒)，与极低频(VLF)音调126相结合，使得组合音调然后可以用来测量VLF音调的独立正与负峰值处的阻抗。在单周期VLF波形的正与负峰值处独立执行足以提取扬声器参数的阻抗测量。使用这种“扫频加VLF音调”的方法，系统10可以在广泛的VLF电平和相应的音盆偏移范围内对每个信号极性独立计算驱动器的参数。通过改变VLF信号水平，系统10可以控制测量时的音盆位移，并且从而测量各种前向和后向音盆位移的驱动器参数。

在图示的情况下，极低频(VLF)音调是0.1Hz的正弦波126，周期为10秒。VLF波126具有正峰值和负峰值，所述正峰值和负峰值足够长，足以在VLF音调的每个峰值处生成并获得扫频122和124。扫频可以随着VLF振幅的增加而重复进行，从而产生一系列的测量，在音盆位移的范围内捕获扬声器的阻抗响应。应用26然后分析每个捕获的阻抗扫频，并计算该特定偏移和极性的参数。

为了实现这种方法，测试设备14包含功率放大器，其可以可靠地将指定的VLF测试信号传递给扬声器。模拟功率放大器的经验表明，当用来驱动它们的高功率信号远低于20Hz时，结果可能是过度的热耗散和潜在的故障。因此，必须选择能在远低于20Hz的频率下工作而不发生故障的功率放大器。对现成的音频功率放大器进行了适当的修改，以便将其响应扩展到0.1Hz以下(因为大多数音频放大器被限制在约5Hz-10Hz左右)。如果开关瞬态处理不善，则扩展程度很大的低频响应会对被测单元造成安全隐患。为了最少化驱动器的安全问题，放大器的低频带宽应该只扩展到传递测试信号所需的低程度。

图4中所示的VLF正弦波在扫频的峰值位移水平之间缓慢移动。持续时间长的VLF周期具有较低的基频，需要具有类似或更低截止频率的功率放大器。为了提高这个低频截止，在干净利落地获取测试扫频的同时，可以使VLF周期(循环时间)尽可能地短。

图5是根据本申请原理的新型测试信号130的第二实施例的图示，其中极低频是与扫频信号132和134相结合的方波136。与图4所示的正弦波相比，这个VLF信号136在峰值电平(峰值音盆偏移)之间的过渡大大加快，但在波形的每个垂直段可能会产生非常响亮和粗暴的“咔哒”声。

图6是根据本申请原理的新型测试信号140的第三实施例的图示，包括与极低频波形的削波峰值期间的扫频信号142和144相结合的呈削波正弦波形式的极低频波形。这个VLF波形在波形的开始、中心和结束处使用正弦波段，以便在测试信号的基础电平之间实现快速但平滑的过渡，但正弦波的形状被削到最大值和最小值。这个VLF周期比图4的正弦波短得多，并且几乎和图5的方波一样短暂，但没有恼人的大声咔嚓声。

使用本文所述的VLF和扫频信号，可以有效地执行扬声器的综合测试。更具体地说，测试设备14被配置为向扬声器18提供多个驱动信号(例如扫频和多个电压水平的VLF信号)，并测量响应于这些驱动信号从扬声器18提供的电压。然后，测试设备14或者应用26，基于在该驱动信号水平上来自扬声器18的电压和/或电流的数据，计算出扬声器18针对每个特定驱动信号的复变阻抗或电阻。应用26随后确定处于各种驱动电平的谐振频率或电阻是否随着驱动电平的变化而不可接受地漂移，或者处于各种驱动电平的谐振频率或电阻的峰值是否随着驱动电平的变化而不可接受地增加或减少。

举例来说，复变阻抗的谐振频率的漂移超过频率阈值或复变阻抗的峰值的漂移超过峰值阈值表明扬声器18可能没有正常工作。这种漂移可能是由扬声器18的部件排列不正确、扬声器18的部件故障或对于扬声器18不适合的部件造成的，但一般是由引入到扬声器18的异物造成的。这些异物会在扬声器18产生的声音中引起嗡鸣和摩擦，但使用传统的测试方法可能听不到或检测不到。然而，扬声器18中的异物也经常改变扬声器18在其谐振频率上的电阻和复变阻抗。

因此，本申请的实施例确定扬声器18在各种驱动电平下的谐振频率，并确定相应的复变阻抗，然后分析这些复变阻抗或电阻，以确定扬声器参数和扬声器18是否可以接受。

在一实施例中，应用26可以被配置为当驱动电平的谐振频率的漂移超过目标频率阈值时拒绝扬声器18。在一些实施例中，目标频率阈值可被设置为比驱动信号在0dBu时的谐振频率多或少约500％。然而，在备选实施例中，目标频率阈值可以设置得更低，例如从约30％至约40％，这提供了可接受的范围，其中各种驱动信号的复变阻抗的谐振频率可以变化。在更进一步的备选实施例中，在特定的音盆偏移处的谐振频率的漂移可以相对于先前或随后的驱动信号的谐振频率来确定。在这些实施例中，当谐振频率从第一驱动信号到第二驱动信号的漂移达到或超过目标频率阈值时，扬声器18可以被拒绝。本领域普通技术的人员可以意识到，目标频率阈值可以由用户定义，并因此包括与上述公开的不同范围或数值。

在另外的或备选的实施例中，应用26被配置为当驱动电平的谐振频率处的复变阻抗的峰值大小的漂移超过目标峰值阈值时拒绝扬声器18。在一些实施例中，目标峰值阈值可设置为比驱动信号在0dBu时的谐振频率上的复变阻抗峰值多或少约100％至约150％。在更进一步的备选实施例中，在特定的音盆偏移处的谐振频率的复变阻抗的峰值可以相对于先前或随后音盆偏移的谐振频率的复变阻抗的峰值来确定。在这些实施例中，当峰值从第一驱动信号到第二驱动信号的漂移达到或超过目标峰值阈值时，扬声器18可以被拒绝。本领域普通技术的人员可以意识到，目标峰值阈值可以由用户定义，并因此包括与上述公开的不同范围或数值。在进一步的实施例中，来自被测扬声器的阻抗数据与来自已知良好的参考扬声器的数据进行比较。通过使用来自已知良好的扬声器的数据进行第一次(参考)阻抗测量，被测扬声器可以通过一次扫频进行筛选，从而为连续生产测试提供更高的效率。

为实现本申请的实施例而执行的例程，无论是作为操作系统的一部分还是作为由计算机12或测试设备14执行的特定应用、组件、程序、对象、模块或指令序列来实现的，在此将被称为“操作序列”、“程序产品”，或更简单地称为“程序代码”。程序代码通常包括一条或多条指令，这些指令在不同时间驻留在各种存储器和存储设备中，并且当被一个或多个处理单元、例如计算机12的CPU 22或测试设备14的处理单元(未示出)读取和执行时，使该计算机12或测试设备14执行必要的步骤，以通过这样使用(多个)处理器执行体现本申请各方面的步骤、元素和/或块。

本领域普通技术的人员将意识到，本申请的各个方面能够作为程序产品以各种形式分发，并且无论用于实际进行分发的计算机可读信号承载介质的特定类型，本申请同样适用。计算机可读信号承载介质的示例包括但不限于物理和有形的可记录类型的介质，尤其例如易失性和非易失性存储设备、软盘和其他可移动磁盘、硬盘驱动器、光盘(如CD-ROM、DVD、BLU-RAY等)，等等。

此外，下文描述的各种程序代码可以基于其在其中实施的应用或软件组件来识别。然而，应当意识到的是，接下来的任何特定的程序命名法仅仅是为了方便而使用的，并且因此本申请不应当被限制为仅仅用于由此类命名法确定和/或隐含的任何特定应用。此外，鉴于计算机程序可以被组织成例程、程序、方法、模块、对象等的典型的无穷无尽的方式，以及程序功能可以在驻留在典型计算机内的各种软件层(例如操作系统、库、API、应用、小程序等)中分配的各种方式，应该意识到本申请不限于本文所述的程序功能的具体组织和分配。

图7是示出为与本申请的实施例一致的扬声器18提供驱动信号的操作序列的流程图200。在一些实施例中，图7的操作序列可由计算机12执行、由在计算机12控制下的测试设备14执行或由测试设备14独立执行。在任何情况下，当用户选择开始测试扬声器18时，计算机12或测试设备14提供初始驱动信号(例如扫过频率范围的特定大小的扫频正弦波信号)(块202)，并测量扬声器18对驱动信号的阻抗或电阻(块204)。然后计算机12或测试设备14确定测试是否结束(块206)。当测试没有结束时(决策块206的“否”分支)，计算机12或测试设备14增加或减少驱动信号的大小(块208)，并且操作序列返回到块204。当测试结束时(决策块206的“是”分支)，操作序列可以结束。

图8是示出基于从相应的驱动信号确定的扬声器18的各种阻抗或电阻来确定扬声器18是否可以接受的操作序列的流程图210。在一些实施例中，图8的操作序列可由计算机12执行、由在计算机12控制下的测试设备14执行或由测试设备14独立执行。在任何情况下，计算机12或测试设备14确定扬声器18的阻抗或电阻以及与至少两个驱动信号有关的扬声器18的谐振频率(例如确定每个驱动信号处的谐振频率和每个驱动信号的谐振频率处的峰值阻抗或电阻)(块212)。然后，计算机12或测试设备14可以确定扬声器18对至少两个驱动信号的谐振频率相差的值是否符合或超过目标频率阈值(块214)。当扬声器18对于至少两个驱动信号的谐振频率相差的值不满足或超过目标频率阈值时(决策块214的“否”分支)，那么计算机12或测试设备14可以确定扬声器18对于至少两个驱动信号的谐振频率的阻抗或电阻的大小相差的值是否满足或超过目标峰值阈值(块216)。当扬声器18对于至少两个驱动信号的谐振频率的峰值的大小相差的值不满足或超过目标峰值阈值时(决策块216的“否”分支)，计算机12或测试设备确定扬声器18是可接受的(块218)，并且确定操作序列可以结束。然而，当扬声器18对于至少两个驱动信号的谐振频率相差的值满足或超过目标频率阈值时(决策块214的“是”分支)，或者当扬声器18对于至少两个驱动信号的谐振频率的峰值的大小相差的值满足或超过目标峰值阈值时(决策块216的“是”分支)，计算机12或测试设备14确定扬声器18是不可接受的(块220)并且操作序列可以结束。

在更进一步的实施例中，被测扬声器针对第一音盆偏移的谐振频率或阻抗大小与已知良好的扬声器针对第二音盆偏移的谐振频率或阻抗大小进行比较，或与多个已知良好的扬声器针对第二音盆偏移的平均谐振频率或平均阻抗大小进行比较。被测扬声器的这些数据与(多个)参考扬声器的数据进行比较。虽然对于单个扬声器的谐振频率或其谐振频率处的阻抗大小不同是正常的，但由缺陷或其他问题导致的变化通常远远超出了被认为是正常的范围。例如，对于驱动信号约为100Hz的情况，扬声器通常具有的谐振频率可能在已知良好的扬声器的谐振频率周围变化±20％。因此，本申请的实施例可被配置为接受表现出谐振频率正常变化的扬声器，并拒绝表现出谐振频率偏离常态的扬声器，如在特定驱动电平下、在已知良好的扬声器的谐振频率周围变化±30％，或在特定驱动电平下、在多个已知良好的扬声器的平均谐振频率周围变化±30％。一般来说，一些初步测试表明，被拒绝的扬声器在已知良好的谐振频率或平均谐振频率周围表现出±100％的偏差。相应地，阻抗大小通常因扬声器而异。因此，本申请的实施例可以被配置为接受表现出针对谐振频率的阻抗大小正常变化的扬声器，并拒绝表现出针对谐振频率处的阻抗大小偏离常态的扬声器，如与针对扬声器谐振频率的其阻抗大小相差±30％，或与针对多个扬声器谐振频率的平均阻抗大小相差130％。

鉴于上述情况，可针对同一扬声器在不同音盆偏移下的驱动信号的多个扫频来确定扬声器缺陷。然后将来自多个扫频中一个或多个扫频的数据与来自多个扫频在不同音盆偏移下的一个或多个不同的扫频的数据进行比较，以确定被测扬声器是否可以接受。另外，扬声器的缺陷可以根据扬声器在特定音盆偏移下的驱动信号的单次扫频来确定。然后将来自单次扫频的数据与来自一个或多个参考扬声器(例如已知可接受或其他方面良好的扬声器)的一次或多次扫频的数据进行比较，以确定被测扬声器是否可接受。

虽然本申请已经通过对其实施例的描述进行了说明，并且对实施例进行了相当详细的描述，但申请人无意将所附权利要求的范围限制或以任何方式限制在这些细节中。本领域普通技术的人员很容易看到其他的优点和修改。

作为示例，计算机12和测试设备可以包括比图示更多或更少的部件。同样作为示例，尽管测试设备14被示意为与计算机12分开，但本领域普通技术的人员将意识到，测试设备14可以是计算机12内部的，或以其他方式与计算机12的组件集成。因此，计算机12可以利用I/O接口或专门的硬件来产生各种驱动信号，并类似地利用I/O接口或专门的硬件来测量来自扬声器18的信号的特性。在这些实施例中，应用26可以被配置为利用计算机12的组件，并且在具体实施例中可以是由田纳西州安德森维尔的True Audio公司发售的TRUERTA实时音频频谱分析软件。此外，本领域普通技术的人员可以意识到，当第一和第二谐振频率之间的差异等于目标频率阈值和/或当两个谐振频率处的阻抗或电阻的大小之间的差异等于目标峰值阈值时，计算机12或测试设备14可以确定扬声器18是不可接受的。

因此，本申请在其更广泛的方面不限于所示和所述的具体细节、代表性装置和方法以及说明性实例。因此，在不背离一般申请概念的精神或范围的情况下，可以偏离这些细节。