关于LMS中模型的建立[讨论]

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今天再次献丑，翻出两种测量方法的定义，不一定正确，根据原文来译的，请不要用于商业用途
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CCS测量
15.2 Impedance by Constant Current
直接使用LMS来测量阻抗的方法称为CCS连续电流法。因为内阻很高（500 Ohm），因此通过V.C的电流相对来说比较稳定（连续）。
在15.1的图中显示了包含了cable的阻抗测量曲线。同样我们用相位转换来产生相位响应。我们要使用尽可能短的夹子。如15.1中的图，可以看到由于线材的感抗的存在，在高频段的阻抗提升比较明显，而在中低频段也有0.6 Ohms的提升。
现在连接线和喇叭连接到一起，开始下一个测量。这是真实的连线＋SPK的阻抗曲线。我们可以使用SUB操作来去除已被剪短的连接线在本曲线中的影响，留下一条没有cable效应的SPK阻抗曲线。
下图所示的是执行SUB操作前后的阻抗曲线。As the curves show, there is a noticeable difference between the two when the impedance magnitude is at the low portions.
最坏的事情是，在某些频点，曲线达到一个最低的3 Ohms的谷值。cable的直流阻抗大致在0.6 Ohms左右。如果不执行SUB操作，那么结果会超出真实的曲线20％以上。
SUB在单元的阻抗比较低，以及线材很长的情况下是必须的。这会产生更准确的结果。
另外一种方法是采用Zimp4Wire的方法，也就是说LMS卡的LineOutput和LineInput都要使用。同时接到对应的喇叭单元端子上面。这种测量方法可以消除测量线的影响。
这里说到的测量方法都是属于CCS法，因为他们都受控于500 Ohms的内阻。这是一种低功率驱动的阻抗测量方法（low drive level ）。
上面的方法对于一般的设计来说已经足够精确了。不过，有时候我们需要更精确的测量方法——CVS法。

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15.3 Impedance by Constant Voltage
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这种方法用来测量在大功率下单元的阻抗非线性行为曲线。这种测量需要在不同的功率等级下（1/10W 、1W、10W、100W）进行扫频。
这种测量方法需要一台外置的功放。当然，为了测量流过VC的电流和VC两端的电压，所以要想办法得到这两个值。
图1，系统接线图
VI BOX是专门用来测量的附件。该设备包含了测量连续电压的所需的组件。这种方法并非直接测量阻抗，而是测量反导纳（原文：inverse- admittance）。在LMS中使用DIV或者SCALE模块可以很容易把它（inverse- admittance）再倒转过来成为可读的阻抗曲线。
我们同时需要测量VC两端的电压和流经VC的电流。而LMS的输入端子可以分两次插入VI－BOX的不同的电压输出接口以及电流输出接口。
图2
阻抗和电流电压的基本关系很简单：Z＝V/I。所以根据电压和电流很容易得到阻抗曲线。
由于测得的电压曲线要被电流曲线来做“除”处理，所以功放的频率响应被抵消了。因此我们并不一定需要一台频率响应非常平滑的功放（也就是普通的功放即可，不需专业功放）。这非常有用。
在下面的例子中，我们照样使用一个3路的箱体来测量。阻抗在前述的3个功率等级测得。箱体的标称阻抗为8 Ohms。所以单元两端的电压分别为0.9V、2.83V和9V。每次电流测量都要进行、、、图4所示为电流曲线。
LMS平衡端子输入的上限为8Vrms（1、2或者1、3），注意不要超出这个范围，因为功放的输出很容易就超出了这个值。如果要对功放的输出做很多功率级别的测量，那么建议把VI－BOX的输出电压设置为－40dB。电压曲线并非一条完美的直线。这是因为各分流电路和cable的分压，以及单元的阻抗变化。大家都知道单元的阻抗随着频率的变化而改变、、、
图3
因为我们在单元的两个端子的位置进行测量，因此cable和分流电路的阻抗影响被消除了、、、所以很重要的一点是，一定要在单元的端子的位置处测量电压的曲线。所以我们要把从VI－Box到单元端子的连线尽可能做到最短。
测量最好成对进行（也就是说在同一个功率等级下，先测电压或者电流，然后换电流或者电压测量，而不要改变功率等级）。下图所示为电流曲线。
现在可以生成阻抗曲线了。我们使用DIV除操作来达到这一目的。每一条电压曲线用对应的电流曲线来DIV，得到的比率曲线就是不同功率等级下的阻抗曲线。
图4
阻抗曲线如图5所示。三条不同功率等级下的曲线显示在上面。如曲线所示，the region near the port tuning稍微有点改变。频率响应的小峰的位置移动了。如果我们进行100W的测量，那么这种变化会更加明显。
10W的阻抗曲线在底部有显著的提升。这是由于VC的热效应导致铜线的阻抗上升而致。
另一个更为明显的例子在下页会提到。一个安装在开口箱中的15"单元，使用4个功率等级来测量。注意阻抗在port tuning的显著改变。开口非线性即使是在1W的功率下也表现出来了、、
那么LMS的CCS和CVS法到底最大的不同在哪里呢？两者的对照在下一页显示。注意，在中高频段the curves overlay exactly on top of each other，只有在低频段有些许不同。
图5、6、7
参考PDF文档

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一个范例，也是翻译的，懒得自己写拉
TMD - Example #3, LTD model of Woofer/Midrange
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在本例中我们使用一只4.5"的中低音单元来推导LTD模型。LTD模型需要用CVS测得的阻抗曲线。我们使用10～10KHz的频率范围，阻抗曲线的测量在多个功率等级下面测得，以及在不同的温度下面。本例通通有示范！重要啊！
功率等级的选择要依据所选的实际使用（功率）范围而定。小功率和大功率下的单元的行为一样重要。而选取最大功率是具有决定性作用的。我们的目标在于测量在达到整体饱和（BL及其他）之前的单元的非线性行为。
我们需要使用高达9对曲线（一对包含电压和电流）来推导。最小的功率等级，定义为单元产生最小的非线性的时候。对于小喇叭来说，一般0.1Vrms的电压就足够了。对于大喇叭，可能需要1Vrms的电压（最小）。
最大的功率等级比较难以得出，我们一般要通过一系列的曲线来检查哪一条才是最大的。一般而言，提升功率会带来非线性的急速增加，阻抗曲线会急剧恶化。大多数情况下单元会出现“打底”的情况。这些情况会导致测得的数据无意义。
很多情况下，从0.1Vrms到10Vrms，是一个1-2-5 or 1-3 progressive sequence（步进序列，但是1-2-5 or 1-3是个什么序列啊！！！？我靠）。很多情况下大的低音单元对于位移量有很大的容许量，，因此可能需要20到30Vrms。不过很少会出现继续比30Vrms再高的值了。Typically a 500W woofer will barely tolerate drive levels of 50W in free air before excursion becomes excessively high.  
当功率等级提高到一定程度，悬挂及磁路呈现很高的非线性，得到一些不合常规的数据/曲线的时候，比如阻抗曲线、、这时基本可以确定这就是最大的功率等级了。
图：电压曲线
图：电流曲线在本例中一共要测量9条曲线列表如下：
曲线VrmsMdTa
曲线10.1016
曲线20.3016
曲线31.0016
曲线43.0016
曲线51.0526
曲线60.1516
曲线71.0516
曲线81.0026
曲线910016
电压和电流曲线如上图所示。由于大约1欧姆的电流阻抗的分流的作用，电压曲线稍微不平、这就是为什么电压参数一并测量的原因了、、电压的实际测量环境因此获得了、、
9号的曲线是在功率等级为10Vrms的情况下测得的，注意本来电流曲线的峰值，现在由于非线性的作用而减弱了，并且往高频的方向移动了。这表明了悬挂系统变硬了而导致顺性降低了。该功率等级可能过高了而导致非线性过于BT了。不过它可以用于示范目的、、
当电压曲线和电流曲线相除，阻抗曲线就出来了、、注意到10Vrms的阻抗曲线依然呈现一种阻抗上升的趋势。这是由于VC受热的影响。
VC过热也可以是显示电压达到最大值的一种表征。一般我们尽量避免过度的VC温升。LTD模型可以根据Pmax的规格来精确定义这个重要的参数，因此可以准确还原出这种受热的影响。
由于受VC的温升的影响，单元对扫频的响应可能会导致周期和周波数的改变。所以准确获得Pmax的值可能非常可能。所以很多情况下模型要多次尝试不同的Vrms以获得较为精确的Pmax的值，以和实际单元相符。
由于中频段阻抗的上升，响应在中频段也出现了较大的峰值，这些都说明了10Vrms的曲线对于本单元而言过高而不适用了、、用5Vrms测量的曲线可能更为合适一点。
测量参数如下：
Model = LTDZnom = 8
Domain = FreeAirRevc = 5.55
Shape = Round        Sd = 0.00575 M2
Profile = ConePmax = 50 W
Xgap = 4 mmXcoil = 10 mm
下图所示的是按照以上参数设置完毕的模型推导对话框。注意电压曲线框同时被使用了（在进行另外两个模型的推导的时候是不可用的）。
按下RUN，模型优化对话框就弹出了。该对话框有四部分。优化处理进程在两个频带之间不断切换。读数框显示了频段、估算、误差和已完成的（曲线？百分比？）等参数。当总的平均误差低于0.25dB的时候可以认为模型和实测数据之间符合得很好
对LTD模型的推导是非常花时间的工作。模块要对9条曲线的数据和30个变量进行处理。一般要花费的时间在5～30分钟左右。
当优化对话框消失之后，模型的最终参数如下图所示。对于LTD模型，几乎界面所有的参数框都被激活了，除了最右边的几个参数。这些参数不在参与模型的建立，而是依据后续的使用（模拟）环境的不同而改变。所谓的模拟的参数，指的是Vs和Ta两个。当Vs和Ta改变之后，上方的一些参数会跟着变化。
下方是所建立的模型和9条实测曲线的比较。要注意，每一次比较，模型都会自动使用测量的条件来模拟该阻抗曲线，然后才和实测曲线做比较的。
9幅比较曲线、、
可以看到，9条曲线中的前8条都和实测的曲线符合得很好。但是由于巨大的非线性，导致第九条曲线和实测的曲线不符。这是由于强烈的失真，使用示波器可以看到该功率等级下的电流曲线和（振幅）偏移曲线的波形，完全和测量采用的正弦波完全走样了、、
最终的LTD模型如下：图、、
在2.84V下的模型的SPL响应和偏移响应（指Xms）曲线如下图所示。注意！这个小单元在1W的模拟功率下就已经达到了3mm（其极限值为4.2mm）的偏移量、、而该喇叭单元所给出的Xmax值为4mm，这时超出了1W的功率等级、、
很难说为什么该单元在10Vrms下出现如此巨大的非线性，但是可以肯定的是，如果要在此电压下保持线性的话，单元需要10mm的RMS，而其极限值要达到14mm才可以。这对于这个小单元来说太困难了、、
我们现在可以来用形状参数来调整高频的响应了，不过这在前面的例子中已经提及所以这里就忽略了，参考例1、2

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[这个贴子最后由liyusheng在 2004/12/11 10:50am 第 3 次编辑]

最后很重要的是，我整理出来的，一些建模的例子，不同的尺寸都有了，仅供参考
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1、测量4.5"的单元的时候【Model_BB4】，无附重，无须不同的Ta。可以使用3条曲线建立LTD模型即可，即在三个不同的电压值下面（0.1V、3V、10V），阻抗范围为3～30欧。频率范围10Hz～10KHz
电压(V)附重(g)Ta（℃）
0.1    0      16.5
3      0      16.5
10     0      16.5
差别：出来在20Hz以下模拟的数据比实测的数据要低一点之外，其他都拟合得很好。
2、12" Sub Woofer【Model_CW12】,阻抗范围5～200欧，频率范围10Hz～5KHz，一共8条曲线
电压(V)附重(g)Ta（℃）
0.1    0      16.5
1      0      16.5
1      100    16.5
10     0      16.5
1      0      22
10     0      22
1      0      27
1      100    27
差别：几乎无差别
3、高音单元，阻抗范围2～20欧，频率范围100Hz～40KHz
一共6条曲线，无法附重，只有改变温度【Model_D27】
电压(V)附重(g)Ta（℃）
0.1    0      16.5
0.3    0      16.5
1      0      16.5
3      0      16.5
0.1    0      27
1      0      27
差别：阻抗曲线在第一个峰值稍微有点差异，基本可忽略
4、15"超低音单元，阻抗范围8～80欧？频率范围10Hz～2KHz，一共6条曲线【Model_E15】
电压(V)附重(g)Ta（℃）
0.1    0      16.5
1      0      16.5
10     100    16.5
1      100    16.5
1      0      27
1      100    27
差别：在1V的Vrms下面几乎无差别，但是1V/100g附重的曲线，第一个阻抗峰，模拟的要比实测的低一点，而且模拟曲线要向高频段（指峰值处的频率点）移动了一点。而对于曲线3来说，10V的Vrms，在阻抗峰左右两边的曲线，模拟曲线比实测的低一点。

5、12"超低音单元，阻抗范围8～200欧？频率范围10Hz～5KHz，一共8条曲线【Model_EQ12】
电压(V)附重(g)Ta（℃）
2      0      温度不变为25℃
5      0
10     0
20     0
2      75
5      75
10     75
20     75
差别：几乎无差异

6、6.5"低音单元，阻抗范围3～30欧，频率范围10Hz～10KHz，一共6条曲线【Model_HP17】
电压(V)附重(g)Ta（℃）
0.1    0      温度统一为25℃
0.3    0
1      0
3      0
6      0
10     0
差别：几乎无差异，但是在最后一条曲线的第一个阻抗峰处，模拟的比实测低一点，可以接受。

7、8"低音单元，阻抗范围3～30欧，频率范围10Hz～10KHz，一共8条曲线【Model_K8】
电压(V)附重(g)Ta（℃）
1      0      温度不变为25℃
2      0
5      0
10     0
1      25
2      25
5      25
10     25
差别：在本次测量中，曲线1和曲线5（差别在于曲线5附重25g），导致曲线5在阻抗峰的左边（频率低端）的模拟曲线比实测曲线要低。同样也发生在2V Vrms的曲线2和曲线6之间

8、10"低音单元，阻抗范围4～100欧，频率范围10Hz～10KHz，一共6条曲线【Model_MA10】，无附重
电压(V)附重(g)Ta（℃）
0.3    0      温度统一为20℃
1      0
3      0
10     0
20     0
30     0
差别：较低的Vrms下的曲线之间的差别不是很大，但是到了20Vrms和30Vrms的时候，曲线的偏离加大了。在20Vrms中，模拟的曲线要比实测的曲线高出一点（在可以接受的程度内），同样在30Vrms中也是这样。
9、4.5"中低音单元，阻抗范围3～30欧，频率范围10Hz～10KHz，一共8条曲线【Model_PLWG】
电压(V)附重(g)Ta（℃）
0.1    0      16
0.3    0      16
1      0      16
3      0      16
0.1    5      16
1      5      16
1      0      26
1      5      26
差别：可以看出，因为单元本身缘故在12KHz左右产生的一个小起伏，模拟的曲线表现不出来。不过曲线在各种情况下的模拟和实测都拟合得很好。

10、4.5"中低音单元，阻抗范围3～30欧，频率范围10Hz～10KHz，一共5条曲线【Model_PLWH】
电压(V)附重(g)Ta（℃）
0.1    0      16
0.3    0      16
1      0      16
3      0      16
6      0      16
差别：基本无区别，在6VRms的情况下，在极低频下的模拟曲线
比实测曲线要低一点。

11、10"低音单元，阻抗范围8～90欧，频率范围10Hz～3KHz，一共8条曲线【Model_S10】
电压(V)附重(g)Ta（℃）
2      0      16
5      0      16
10     0      16
20     0      16
2      50     16
5      50     16
10     50     16
20     50     16
差别：基本无差别

12、15"超低音单元。阻抗范围7～200欧，频率范围10Hz～10KHz，一共8条曲线【Model_TL1603】
电压(V)附重(g)Ta（℃）
0.1    0      16
1      0      16
10     0      16
1      100    16
1      0      26
10     0      26
1      100    26
10     100    26
差别：基本无差别，但是在10Vrms无附重的情况下，阻抗峰处，模拟的曲线要比实测的要高。

13、8"低音单元。阻抗范围8～200欧，频率范围频率范围10Hz～10KHz，一共8条曲线【Model_AT8】
电压(V)附重(g)Ta（℃）
1     0       温度不变为25℃
2     0
5     0
10    0
1     25
2     25
5     25
10    25
差别：基本无差别，不过在10Vrms和25g附重的情况下，最后一条曲线，实测的阻抗峰值要比模拟的高一点。

14、10"低音单元，阻抗范围3～400欧，频率范围10Hz～10KHz，一共8条曲线【Model_B10】
电压(V)附重(g)Ta（℃）
1      0      温度不变为25℃
2      0
5      0
10     0
1      50
2      50
5      50
10     35
差别：基本无差别，但是在5Vrms和无附重的情况下，第3条曲线中，阻抗峰处的模拟曲线要高出实测的曲线一点。

[DISABLELBCODE]

wwwling1999

[这个贴子最后由wwwling1999在 2004/12/11 10:19am 第 1 次编辑]

靠！怎么一些电压值[1V的]变成小人的脸啊。板主帮忙修改一下吧

liyusheng

[这个贴子最后由liyusheng在 2004/12/11 10:54am 第 1 次编辑]

ok了，把那个使用表情的勾打掉就行。
文中提到扫频的方式可以得到更精细的阻抗曲线，这么说前些时候evv弄得sound@check排得上用场了。另外，老毛看到帖子的话请回答一下，lsplab使用扫频么

老猫

是的，还好用啦

liyusheng

那就好，等我有空的时候一定按 wwwling1999 的文章做一遍，看看能否建立业余条件下的LTD模型

wwwling1999

最好是大牛能够帮忙想一个程序，把LSP中的阻抗曲线自动转换成LMS的格式，应该差不多的

wwwling1999

下面引用由liyusheng在 2004/12/11 10:51am 发表的内容：
ok了，把那个使用表情的勾打掉就行。
文中提到扫频的方式可以得到更精细的阻抗曲线，这么说前些时候evv弄得sound@check排得上用场了。另外，老毛看到帖子的话请回答一下，lsplab使用扫频么

哦，是了，漏了LSP