专利名称：用于调节车辆喇叭的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆喇叭制造，更具体地说，涉及对具有固态电子激励电路的车辆喇叭的某些工作参数进行调节的方法和设备。
多年来，一般用于汽车的电喇叭均是由电磁电动机激励薄膜振动而发出声音的那种类型喇叭。该喇叭一般包括一周缘夹持有振动膜片的外壳，以构成电动机腔室。在该腔室内装有电磁线卷，而该外壳上的一磁极片沿线卷的轴向延伸。振动膜上的一磁性可动铁心伸向该磁极片，以便根据线圈的周期性激励把振动传递给膜片。该膜片为可动铁心提供一种弹性支承使其相对线卷作往返移动;这种弹性支承具有弹簧的特性，从而使膜片和由它承载的质量具有机械振动的谐振频率。线圈借助一机械致动开关由车辆电池组激励，该致动开关则由可动铁心随膜片的摆动而交替地打开和闭合。这种车辆喇叭描述于1989年3月21日授予Wilson等人的专利4813123中。
以上所述的这种车辆喇叭在满足人们对汽车制造业的需求方面已获得了高度成功。然而，人们已提出用电子固态激励电路去取代机械开关接点来改进这种类型的喇叭。就上述喇叭而言，其机械式开关接点是通过膜片振动，交替地使喇叭线圈与汽车电池组连接和断开起作用，使膜片维持振动状态，以产生喇叭的声压波。就所提出的使用电子固态激励电路的喇叭而言，线圈是通过一电子开关从汽车电池获取能量的，而该电子开关是由以电子方式产生的DC脉冲序列交替地转换成开和关的。
对喇叭线圈采用固态激励电路的车辆喇叭，由1991年9月17日授予Y.S.Yoon题为“带有固态激励器的电子喇叭”的U.S.专利5049853公开和获得该权利，并已转让给本申请的受让人。1991年4月12日由Wilson等人提交题为“具备电子固态激励电路的车辆喇叭”的共同待批申请684693也已转让给本申请的受让人。申请号为684693的喇叭所具有的激励电路中，脉冲序列的脉冲重复率或频率以及脉冲序列的占空度是彼此独立可调的。这使得脉冲序列频率可调定在一个使膜片在其谐振频率的值上，从而可从喇叭获得最大声压级输出。也使得脉冲序列的占空度可调，以便设置膜片相对于随膜片移动的可动铁心与固定磁极片之间的振动或接触点的振动幅度。
上面提到的具有机械开关接点或电子开关的这种车辆喇叭又分为两种不同的子型。其一种子型通常叫做“海产贝壳”(seashell)喇叭，其设有一通过膜片自由振动而发出声音的谐振射声器。该谐振射声器是一种喇叭样装置，它包括一螺旋形通道，该通道限定了从膜片入口端至喇叭口的出口端横截面逐渐增大的空气柱。第二种子型喇叭通称为“振动式”喇叭。这种喇叭设有一安装在膜片与可动铁心中央通常为园形的振动板谐振器。在该装置中，喇叭被激励时，可动铁心在膜片移动的每个周期期间撞击磁极片而该撞击力被传到谐振器的中心，使其在其谐振频率下振动。该谐振器振动发出的声压波直接传入大气中，而没有任何中介耦合装置。
贝壳式喇叭和振动式喇叭产生显著不同的声音。通常，车辆设置一对贝壳式喇叭或一对振动式喇叭，以产生所需声音。每对喇叭，其中之一设计在较低频率下，而另一个则设计为较高频。对振动式喇叭而言，它们的频率一般为350Hz和450Hz。对贝壳式喇叭来说，通常为400Hz和500Hz。
对于这类车辆喇叭而言，最好该喇叭工作在使其膜片在其自然谐振频率下振动。这样对某一给定输入功率，可从喇叭产生的声压级输出为最大。同样，为使驱动该喇叭所需功率为最小起见，最好将可动铁心与磁极片间的气隙设置在与所需膜片振动相协调的一最小值上。对于贝壳式喇叭而言，膜片的振动是自由的，即，可动铁心与磁极片没有任何物理接触;而另一方面，在振动式喇叭中，膜片的振动受到可动铁心在每个膜片振动周期中同磁极片的撞击的限制。为达到这点，可动铁心的行程势必与膜片处于静止时存在于可动铁心与磁极片之间的气隙长度相关。
迄今人们在制造上述带有电磁驱动膜片的那种车辆喇叭时，通常均要将可动铁心和磁极片之间气隙设置在制造允差范围内的一预定长度上。喇叭装配之后，经测试，必要时进行某些调整。这些测试之一，有时称为“蜂鸣点”测试，是用于确定该喇叭是否在车辆运行中可能迂到的整个电压变化范围内均产生所需音质。在配有机械开关接点的这种喇叭中，为此测试而加到喇叭的电压是从低于额定电压的某值增大到高于额定电压的某值，同时该喇叭为“蜂鸣点”电压作可听检查。这蜂鸣点电压即是发生可动铁心对磁极片不希望有的撞击时的电压。在贝壳式喇叭中，人们希望无撞击，而对振动式喇叭，需要中等力度下的撞击。在开关接点上设置一调节螺钉，其为增大或减小加至喇叭线圈的电压的持续时间而可调整定位，只要开关接点可被调节到当所加电压小于特定电压工作范围的上限时不出现蜂鸣点，只要喇叭吸取的电流不是过大，则该喇叭便是合格的。
在制造带有电子激励电路的喇叭过程中，由于与机械开关接点不同，加到喇叭线圈的激励脉冲的频率和占空度必须调定在对每个喇叭而言均产生声压级和音质方面的理想性能的值上。
本发明的总目的在于提供对具有电子激励电路的喇叭调节其频率和占空度的方法和设备。
根据本发明，具有电子激励电路的车辆喇叭在制造后被调节，以便工作在其谐振频率和为产生一种予定音质的占空度下。本发明为对每个单独喇叭进行生产线测试以及大批量生产中进行喇叭参数调节创造了条件。
此外，根据本发明，喇叭由一试验激励台测试，以确定喇叭的谐振频率和产生所需音质的占空度。然后，使喇叭在其自己的电子激励电路的控制下工作，而该电路被调节成使激励脉冲频率与予定谐振频率相配并使占空度同予定有效的占空度匹配。
再者，根据本发明，该喇叭通过用一可变频率可变占空度脉冲产生电路激励它而被测试，该电路以恒定占空度，以扫频或可变频方式工作，通过检测获得最大声压级时的频率而确定谐振频率。然后，该脉冲发生器以可变占空度的方式工作在谐振频率下，以确定喇叭可动铁心以一予定撞击力撞击磁极片时的最小占空度，从而设定该喇叭的有效占空度。
再有，根据本发明，喇叭激励电路的脉冲频率最好用激光对电阻器进行调整，以将频率调到等于谐振频率，接着最好用激光对电阻器进行调整来调整占空度，以将占空度调至等于有效占空度。
从下列结合附图的详细说明可更全面地了解本发明，附图中
图1是具有电子激励电路的海产贝壳式车喇叭的横截面视图;
图2是具有电子激励电路的振动式车喇叭的横截面视图;
图3是图1和图2中所示喇叭的电子激励电路的方块图;
图4是用于测试和调整电子激励电路的仪器设计图;
图5是测试站的计算机控制程序的流程图;和图6是调整站的计算机控制程序流程图。
现参照诸附图，图中示出本发明用于调整贝壳式或振动式电子喇叭之频率和占空度的方法与设备的一个说明性实施例。随着说明的进行，人们将会认识到，本发明可用于其他类型的喇叭，也可在不同实施例中得以实现。
图1表示可按本发明方法测试和调整的贝壳式车喇叭。该喇叭有一固定到塑料射声器12的金属外壳10。夹持在外壳10和射声器12之间边缘上的弹性钢膜14，其中央被附连到一铁磁性可动铁心16。伸向该可动铁心16的磁极片22固定在外壳10的端壁20的孔18中。磁极片22的一端面24与可动铁心16之端面26由一小气隙隔开。磁极片22的相对端25刻有螺纹，以接纳安装臂27和固定螺母29。
外壳10呈阶梯形，以界定一包含端壁20的小端部28，和一终接于用于支撑膜片的一径向法兰32中的较大部30。中介通常为平面环形部34将小端部28和较大部30连接在一起。一电磁线圈40装配在小端部28范围内并围绕可动铁心16和磁极片22的相邻端。通过铆钉38固定至中介部34的环形安装板36将该线圈承托在端部28。板36设有容纳可动铁心16使其能在其内自由移动的孔。
膜片14安装在与膜片边缘一致的环形垫圈39之间的外壳法兰32上。射声器压垫圈39同时膜片14顶着法兰32而紧固件42固定该组件。可动铁心16具有伸出膜片中央并穿过膜片每侧一个的一对垫圈46和46′的小直径的柄44。该柄界定了一与一垫圈46接合的肩部48，同时另一垫圈46′与该柄上的头部47接合，从而确保了膜片和可动铁心可作为一个部件那样移动。膜片14和可动铁心16的组合质量以及膜片的弹性(springrate)确定了该膜片组件的谐振频率。线圈40是通过设置在电路板50上的固态激励电路，由车辆电池组激励。该电路板可置于外壳内或外壳外。在图示的实施例中，电路板适当地安装在外壳内部的板36上，并通过外部喇叭接线端(未示出)电气连接到车辆电池和喇叭开关。外壳10设置有一个或多个小孔37(示出一个)，这些小孔被适当地定位，以使喇叭组装后可对电路板上的电阻器进行激光微调。下面将要说明，在对电阻器进行微调之后，便要填满这些孔，以封闭外壳。由喇叭产生的声音通过被谐调到可动铁心/膜片组件的谐振频率上的射声器12发射。该喇叭机械特性方面的进一步细节描述于本文引证的授予JamesNeese的U.S专利4361952中。
图2示出也可按本发明方法测试和调整的一种振动式车喇叭。该喇叭的结构除了省去了图1中塑料射声器12和膜片14′带有谐振板52以外，均与图1的贝壳型喇叭相同。可动铁心16′上的柄44′穿过膜片14′和谐振板52的中央伸出，并配置有一个将该板和膜片紧固在可动铁心上的头部。一环状物54具有一外周凸缘56，该凸缘将膜片的外缘夹紧至其间具有垫圈39′的外壳法兰32′。
就这种振动式喇叭而言，膜片14′，可动铁心16′和谐振板52的组合质量以及膜片的弹性确定了膜片组件的谐振频率。正如上面所述，这种喇叭的工作方式是可动铁心16′，在膜片14′每一振动周期内，仅撞击磁极片22′一次。该撞击作用力通过可动铁心16′传到谐振板52中央;并使其在谐振频率或其附近频率下振动。从喇叭输出的声音是由谐振板52振动所产生的声音，该声波直接从谐振板耦合到周围大气中。
现参照图3，该图是图1和2喇叭的电子喇叭激励电路的方块图。一般说来，该激励电路包括一控制电路100和以一功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)64为形式的固态电源开关。所示该电路是为激励连接在汽车内的喇叭60，该喇叭可为贝壳型或振动式喇叭。喇叭60具有与同DC电压源62和功率MOSFET64串联连接的电磁线圈70。更确切地说，功率MOSFET64有其接地的源极66，而其漏极68通过线圈70连接到电压源62的正端，该电压源的负端通过一无开关(unswitched)电源电路接地。可由汽车司机手动操纵的喇叭开关72具有其直接接地的固定接点和通过一开/关电路74连到电压源62之正端的可动接点。当喇叭开关72被闭合时，电池电压通过开/关电路74加到电压调节器76的输入端。电压调节器76为振荡器78和一接通时间或占空度补偿器82供以调整后的电源电压。振荡器78是一锯齿波振荡器，其输出频率由电容器84和可调电阻86确定。该占空度补偿器82产生一同振荡器78之输出组合的控制信号，以产生加到激励级88的脉冲序列。由占空度补偿器82产生的控制信号确定该脉冲序列的占空度并可由一可调电阻92调节。激励级88的脉冲序列输出被加到功率MOSFET64的栅极90，由该脉冲序列控制其导通或截止。一缓冲器94由功率MOSFET的漏极连接至其栅极，以保护该电路免受瞬态影响。
图3所示喇叭激励电路可象上面提到的共同待审申请684693中所评述的那样，配置一控制电路100，该申请的整个公开内容在此引入供参考。
根据本发明，作为制造工艺的一部分的是对喇叭控制电路100的频率和占空度进行调整。现将对照图4和5描述调整该频率和占空度的方法和设备。
频率和占空度的调整现参考图4，该图示出对贝壳型或振动型喇叭60，在其完成组装后对其进行测试和调整的仪器。当该喇叭被组装后，将可动铁心和磁极片之间的气隙设定在制造允差内的某一预定值，还需调节电参数，即，调节控制固态电源开关，即功率MOSFET64的转换的转换脉冲序列92的频率和占空度。这本身又控制了喇叭的脉冲激励频率和占空度。
本发明的设备包括如图4所示的测试站102和调节站104，概括来说，测试站102的工作是确定被测试特定喇叭振动膜的振动谐振频率，然后确定，为获得所需音质输出喇叭可工作的最大占空度。测试站102可适于测试各种类别的喇叭，例如包括低音调贝壳式，高音调贝壳，低音调振动式和高音调振动式喇叭，在本图示实施例中，测试设备102将作为低音调贝壳式喇叭来加以描述，该喇叭所设计的工作谐振频率约为400Hz。所有这类喇叭的各个谐振频率均落在已知频率范围内，例如425Hz至375Hz;并非这类的各喇叭全部具有同一谐振频率，因为由诸如薄膜厚度等的制造公差引起的偏差。此外，测试站102对确定被测试喇叭类别内的每个单独喇叭的最大占空度是有效的(即低音调贝壳)。由于诸如磁极片和可动铁心之间气隙长度等的制造公差所引起的偏差，使这最大占空度在不同喇叭之间可能不同。然而人们知道，对给定类别中的所有喇叭而言，该占空度会在某一确定范围的值内，例如，对低音调贝壳型喇叭而言，该值在百分之五十五和七十五之间。
测试站测试站102包括为夹持待测试喇叭的测试夹具，而且它还包括用于使喇叭置于某些测试下的电子系统。测试下的喇叭60简略地示于图4中，该图还示出了处于喇叭外壳10以外的控制电路100和与控制电路和外壳分开的电源开关64。用于夹持喇叭60的夹具包括支撑壁106，用以如车辆设备的安装托架27那样安装喇叭，从而使喇叭外壳能以实际车辆设备中的同样方式自由振动。
测试站102的电子系统一般包括一台接收来自一组传感器的输入数据的计算机108，这些传感器包括一声压传感器，即分贝(db)表112，一振动传感器，即，加速度计114和一电流传感器，即电流→电压变换器116。计算机108为处理输入数据并产生控制可变频率，可变占空度的脉冲发生器118的输出而编程，该发生器118产生频率可调或占空度可变的脉冲序列146，该脉冲序列146被加到激励器152，以产生用以转换测试电源开关124的转换脉冲序列122。开关124为激励由DC电源126供电的喇叭60的喇叭线圈70而被交替地转换成关和开。现将更详细地描述电子测试系统。
脉冲发生器118适于在可变频方式和可变占空度方式下工作。为确定测试时喇叭60的谐振频率起见，该脉冲发生器118在计算机108的控制下工作，以产生覆盖包含测试喇叭谐振率的已知频带的扫描频率。例如，对测试低音调贝壳喇叭60而言，该频带可从425Hz延伸至375Hz。为此目的，设置了一个带有一可变占空度控制器的变频振荡器。该变频振荡器126包括一数字一模拟(D/A)转换器132和一电压控制的锯齿波振荡器134。振荡器134的锯齿波输出136具有与加到来自D/A转换器132之振荡器输入端的电压幅度相对应的频率。该D/A输出电压幅度与加到其输入端的来自计算机输出端138的脉冲速率或频率相对应。计算机108为在一予定范围内改变输出端138上的脉冲频率而操作，以使D/A转换器132能使电压控制振荡器134为测试喇叭在规定频带内扫描。最好，该频率扫描是从较高频率值进行至较低频率值，例如，从425Hz扫到375Hz。压控振荡器134的扫描频率输出波136被加到比较器142的一个输入端，比较器142的另一输入端接收用作占空度控制器的D/A转换器128的输出。转换器128的输出电压电平对应于加到其输入端，来自计算机108之输出端144的脉冲频率。比较器142产生方波脉冲序列146。该脉冲序列146具有对应于锯齿波136之频率的频率，而其占空度对应于D/A转换器128的输出电压电平。在脉冲发生器118在变频方式下操作期间，脉冲序列146的频率在规定频带上扫描而在扫频期间占空度保持在某一值例如保持在60%不变。
由脉冲发生器126的比较器142所产生的变频脉冲序列146被加到与门148的一个输入端，与门148的输出加到激励器152。激励器152产生对应于脉冲序列146的可变频率转换脉冲序列122，加到测试电源开关124的控制输入端或闸门上。于是测试电源开关124同转换脉冲序列122同步地被接通和断开。喇叭10在测试站102时，喇叭的电源开关64是不能转换的并保持在闭合状态，即，开关“接通”，导通通过线圈70的电流。这是由一禁止电路154保持的，该电路154通过同分压电阻156和158的结点连接的导线将逻辑高电平电压加至电源开关64的门。电阻156被适当地设置在控制电路100的电路板上并适当地位于控制电路的可调电阻86和92附近。电阻158也适当地置于控制电路100之电路板上，同时分压电阻被连接在测试站102中的DC电压源126的两端。在测试站102完成测试后，电阻156将被开路，以断开电源开关64控制极上的逻辑高电压，从而使其能在控制电路100的控制下，在转换方式下操作。
在测试电源开关124由转换脉冲序列122转换成开和关的情况下，喇叭线圈70由从DC电压源126加到那里的具有固定占空度，在扫描频带范围内频率可变的电压脉冲所激励。在喇叭60通过扫频带的激励期间，由喇叭所产生的声音的声压级是由传感器，即dB表112检测的，以使作为激励频率之函数的声压级可由计算机108来处理。dB表112的输出通过一A/D转换器168加到计算机108的输入端162。正如以上所讨论的，人们知道该扫频带的宽度足以包括在其上限和下限范围内中点的喇叭60振动膜的谐振频率。因此，由加到计算机输入端162的信号所代表的喇叭声压输出级将通过某一最大值。计算机处理该信号，以检测该声压级信号的峰值或最大值的出现，并当出现该值时，计算机便在计算机输出端166产生一触发脉冲。该触发脉冲被加到与门148的另一输入端，使其输出在扫频脉冲序列146的其余扫描期间，保持在逻辑低电压。在计算机输出端166出现触发脉冲时，脉冲序列146的频率对应于计算机输出端138的脉冲频率。该脉冲频率值作为喇叭60振动膜的谐振频率而加以储存。在这样测定出喇叭60振动膜的谐振频率后，喇叭在该谐振频率下以可变占空度方式被测试，以确定产生所需音质的最大占空度。
在可变占空度方式下，计算机108在输出端138产生一脉冲频率信号，使脉冲发生器118产生一恒定频率，该频率便是正在测试喇叭60的被存储谐振频率。脉冲序列146的占空度是通过改变在计算机输出端144上的脉冲频率值而在予定范围的值内变化，以使占空度值是从该范围的低限至高限递增的。占空度值的范围之宽足以包括那个使喇叭可动铁心对固定磁极片的撞击能在足够大的冲击力下进行以产生所需音质的足够高的占空度值。该范围还包括那些足够低的占空度值，这些值使喇叭振动膜处于自由振动状态下，而可动铁心对磁极片没有任何撞击，安装在喇叭60之外壳10上的加速度计114产生对应于可动铁心撞击磁极片的力的输出信号。该输出信号通过A/D转换器168加到计算机108的输入端172。当这种力的信号达到某一予定值时，在计算机输出端144上的确定占空度的信号值被储存，并结束可变占空度的操作方式。将该预定的力信号值选在撞击力的阈值上，此时，正如通过对该类测试喇叭进行人的听力试验而测定的，会产生一种不理想的音质，于是计算机108对测试喇叭60贮存会产生不理想音质的占空度值。因此，任何较高的占空度值均会产生不理想的音质。将计算机输出端144上的占空度的设定以一予定百分比减小，例如，对已存储的撞击阈值，减小2%并将该减小后的值通过计算机作为该测试喇叭的有效占空度而予以存储。对撞击阈值占空度的百分比减小值是通过测试许多喇叭而确定的并且该值之大足以确保有效占空度不致引起可动铁心撞击，甚至当喇叭在车辆中工作在其额定电压的上限时亦如此(对振动式喇叭而言，占空度测试是不同的，因为需要可动铁心撞击，这将在后面描述)。
在测试站102对喇叭进行如上所述的频率测试和占空度测试后，再为确定该喇叭是否吸取了过量电流而对其进行测试。为此目的，脉冲发生器118受计算机108的控制而在该喇叭谐振频率和有效占空度下工作。对该测试而言，DC电压源126被调整，以便对喇叭的线圈施加一等于喇叭最大额定电压的电压。电流传感器116产生一输出信号，该信号通过A/D转换器174被加到计算机输入端176。计算机将输入端176的电流信号值同对测试喇叭予设的等于最大额定值的一予设值进行比较。若喇叭电流过量，则从测试站102取走喇叭以便修理和再测试。若由该喇叭吸取的电流未过量，则将喇叭从测试站102取走并置于喇叭调整站104，这将马上予以说明。
由于振动式喇叭要求可动铁心撞击磁极片，故其占空度测试方面不同于上述贝壳式喇叭。振动式喇叭的占空度测试过程如下。测试站102以可变占空度方式工作，同时脉冲发生器118产生喇叭储存的谐振频率值。脉冲序列146的占空度值在一范围内的变化宽度足以包含下述特定占空度值，该值之高足以引起喇叭可动铁心以足够大的撞击力撞击磁极片，以产生不需要的音质。该范围的下限之低足以包含使振动膜能自由振动而不会引起可动铁心的撞击时的占空度值。计算机108将加速度计114和A/D转换器168在计算机输入端172产生的力信号同产生不需要音质时的撞击力预定阈值进行比较。当力信号等于预定值时，则其代表测试喇叭的预定有效占空度并予以贮存。
现已对贝壳型喇叭和振动式喇叭的测试站102及其操作进行了描述，对这两种喇叭的测试过程除了占空度测试已对它们分别作了描述以外，均是相同的。
喇叭调节站喇叭调节站104包括喇叭10的固定夹具182，一电阻微调激光器184和一控制激光控制器188激励的补偿(trim)计算机186。一可调DC电压源190同喇叭输入端连接而该喇叭接地端是通过电流传感器194接地的。电流传感器194的输出连接到脉冲形成电路196，而该电路196的输出端又连到补偿计算机的输入端198。在测试站102中对喇叭所测定的预定谐振频率和予定有效占空度，从计算机108经由通讯总线187传送到补偿计算机186。喇叭10被夹持在夹具182中，以使其在工作期间不会振动而激光器184相对于喇叭外壳定位以使激光束能通过控制器188有选择地定向，穿过外壳上的一个或多个孔投射到可微调的电阻86，92和156上。
调节站包括一电子开关192，该开关192同喇叭控制电路100中的与在调节站中用于对喇叭进行开/关控制的手动喇叭开关72的相同点相连接。该电子开关192的输入端同补偿计算机186的输出端193连接。
现说明调节站104的操作。将测试喇叭夹紧在固定夹具182中。在喇叭为从可调DC电压源190供电而作电气连接前，最好要消除禁止电路154阻止电源开关处于测试站102的接通状态的这一影响。为此目的，计算机186在程序控制下有效地操作激光器184去切断分压电阻156从而从电源开关64的输入端除去该偏压。然后将测试喇叭连接到电压源190。设定电压源190的电压等于喇叭的标称电压额定值，例如12V。
在借助激光器操作而使禁止电路154开路后，补偿计算机186通过其输出端193进行接通开关192使喇叭在控制电路100的控制下吹响的操作。在这起始操作状态下，喇叭线圈70由一脉冲序列供电，该脉冲序列有一由可微调电阻86的初始值确定的频率和由可微调电阻92的初值确定的占空度。流过喇叭线圈的电流由电流传感器194检测，该传感器产生一个信号电压，该信号电压的脉冲频率和占空度对应于激励脉冲电流。该信号电压通过脉冲形成电路196加到补偿计算机的输入端198。脉冲形成电路196产生一矩形脉冲的输出脉冲序列，该序列的频率与脉冲持续时间与喇叭激励脉冲相同。补偿计算机186处理输入端198上的信号并测定其频率。电阻86的初始值特意设定以使振荡器78的频率，因而也使激励脉冲序列的频率高于喇叭振动膜的谐振频率。在补偿计算机186中，由其确定的喇叭激励脉冲序列的实际频率同在该计算机中所储存的测试喇叭的已存谐振频率相比较。完成该项比较之后，计算机186转换输出端193，以关断喇叭。在喇叭关断情况下，计算机186通过其输出端189控制激光控制器188，使激光器184根据喇叭激励脉冲序列的实际频率和喇叭的已储存频率之差进行第一次切割，以减小电阻86的值。在计算机186的控制下重复进行该过程直至实际频率等于已存贮频率为止。
在通过对电阻86的微调而设定喇叭的谐振频率被储存之后，计算机186将喇叭激励脉冲序列的实际占空度同储存的予定有效占空度进行比较并判定其差异。计算机186关断喇叭并确定对电阻92的第一次光刻中待进行的微调量。在计算机控制下，激光控制器188使激光器能执行该第一次光刻。在计算机186控制下重复该过程直到实际占空度基本上等于预定有效占空度时(即约在百分之一的范围内)为止。
在调节站102中如上所述地调节喇叭之后，最好将喇叭转至另一站(未示出)进行最终测试。在最终测试站内，喇叭被安装成使其处于自由振动状态。对其供以电压，喇叭被吹响。对该喇叭测量和记录频率，占空度，输出声级和电流。若所记录数据在规范范围内，则喇叭是好的，否则即将其送去修理。
流程图如上所述，测试站102的计算机108和调节站104的计算机186是在程序控制下操作的。计算机108的控制程序由图5的流程图表示，而补偿计算机186的控制程序则用图6之流程图表示。
现参照图5，描述喇叭测试程序。在起始块200，在测试站102控制下，测试喇叭被激励。程序进到块202，将恒定占空度的扫频脉冲序列加至喇叭。在块204，计算机判定声压级是否为最大值。若不是，则程序回到202，若是，则程序进到块206，储存达到最大声压级时的频率。下一步在块208，对喇叭以储存频率，即其谐振频率和予定的低占空度值激励。接着，在块212，在一预定范围内，增大占空度，在占空度不断增大情况下，块214判定是否探测到喇叭可动铁心的预定撞击力。若未测到，则剔除该喇叭以便修理。若块214测得该预定撞击力，则程序进到块216，为喇叭设定和储存有效占空度(在贝壳型喇叭情况下，有效占空度被设定在低于方块214测得预定撞击力时的占空度一个预定百分比值上。在振动式喇叭情况下，有效占空度设定在测得预定撞击力时的值上)。该程序从方块216进到方块218，判定喇叭电流是否过量。若过量，则将喇叭送去修理，若未过量，则方块222将该予定谐振频率和预定有效占空度传送到喇叭调节站计算机186。该程序结束于块224。
现参照图6的流程图描述调节站104中的调整计算机186的控制程序。在起始块230，计算机186已贮存了预定谐振频率和预定有效占空度，因为这些数据是从用于测试喇叭的计算机108发送给该计算机186的。在方块232，禁止电路232被激光器所隔断，以使测试喇叭受其自身控制电路的控制。在方块234，给喇叭供电，于是喇叭在控制电路100的控制下吹响。在方块236，实际喇叭频率同喇叭的所储存谐振频率相比较，若两值相等，则程序进到块244;若两值不等，则程序进到块238，使激光器切割电阻92，以减小激励脉冲序列的频率。然后，程序进到块242，判定喇叭频率是否等于储存的谐振频率，若不等，则程序循环回到块238。若相等，则程序进到块244，将实际占空度同予定有效占空度相比较，若两值相等，则程序进到结束块252。若两值不等，则程序进到块246，使激光器切割电阻92，以调整占空度。然后，在块248，判定喇叭的实际占空度是否等于预定有效占空度。若不等，程序循环返回块246。若相等，程序进到结束块252。
虽然现已参照一特定实施例对本发明作了说明，但该实施例并不对本发明起限定作用。本领域技术人员会作许多变动和改进。至于对本发明的限定请参考所附权利要求书。
权利要求
1.一种车辆喇叭的调节方法，该喇叭具有一电子喇叭激励电路，一振动膜组件，该组件具有一振动谐振频率和包含由所述激励电路励磁的一驱动线圈的电磁铁，所述激励电路产生用于振动所述振动膜的DC脉冲序列，所述方法包括以下步骤用来自测试激励电路的在一包含所述谐振频率的扫频带范围内变化频率的脉冲序列来激励所述线圈；测定由所述喇叭产生最大声压级时的频率，以确定其谐振频率，用来自所述测试激励电路的一脉冲序列激励所述线圈，该脉冲序列的频率等于所述谐振频率而且在一包含使所述振动膜组件产生对喇叭一固定部件的预定撞击力时的某一占空度值的范围内变化的占空度。通过用所述喇叭激励电路激励该线圈而操纵该喇叭；调节所述喇叭激励电路，以使其能产生所述谐振频率下的脉冲序列，以及调节所述喇叭激励电路，以使其能产生所述谐振频率下的脉冲序列并具有同所述某一占空度有已知关系的实际占空度。
2.如权利要求1所限定的一种车辆喇叭的调节方法，其中所述喇叭是贝壳型喇叭，而且其中对所述激励电路进行调节所提及的第一步包括将所述占空度减小一预定量，以形成所述已知关系，从而使所述振动膜组件不撞击所述固定部件。
3.如权利要求1所限定的本发明调节方法，其中所述实际占空度与所述某一占空度之间的所述已知关系是基本上相等的关系。
4.如权利要求1所限定的本发明调节方法，其中所述车辆喇叭包括一外壳，所述振动膜组件被安装在该外壳上并包括载有磁性可动铁心的振动膜，一个磁极片，以及所述激励线圈由外壳支承以便通过磁场作用吸引所述铁心，一个电源形状用以将电路中的所述驱动线圈同一电压源相连接，所述激励电路包括一个控制电路，以便产生用于转换电源形状的通和断的DC脉冲序列，所述控制电路包括第一和第二可调电路元件，用于分别地设定所述脉冲序列的频率和占空度，其特征在于对所述激励电路进行调节的所述第一步骤包括调节所述第一可调电路元件，和对所述激励电路进行调节的所述第二步包括对所述第二可调电路元件进行调节的步骤。
5.如权利要求4所限定的本发明调节方法，其特征在于所述第一和第二电路元件是电阻器，对所述第一和第二电路元件进行调节的步骤均由激光器微调而完成的。
6.用于调节下述类型的车辆喇叭的设备，该喇叭包括一外壳，该外壳上并载有磁性可动铁心的振动膜一磁极片和由该外壳支承的驱动线圈，以便通过磁场作用吸引所述铁心，一电源开关用于将一电路中的所述驱动线圈同一电压源相连接，从而使振动膜及其所带的铁心块具有一振动谐振频率，一个喇叭控制电路，用以产生将电源开关转换成开和关的DC脉冲序列，所述控制电路包括第一和第二可调元件，用以分别调定所述脉冲序列的频率和占空度，所述设备包括一个可在可变频率方式和可变占空度方式下工作的测试激励电路;用于将所述测试激励电路同所述线圈进行耦连的装置;用于使所述测试激励电路在包含所述谐振频率的一个频率范围内工作在所述可变频率方式下的操作装置;测量与储存装置，用以测量在所述频率范围内由所述喇叭工作期间所产生的声压级和储存产生最大声压级时的频率值;用于使所述测试激励电路在一占空度递增变化的预定范围内能以所述可变占空度方式工作在所述已储存频率下的操作装置;用于检测所述铁心同所述磁极片，以一预定力相撞击的检测装置，以及用于储存铁心与磁极片发生撞击时的占空度的存贮装置;
7.如权利要求6所限定的本发明设备，还包括用于调节所述第一电路元件，以将所述脉冲序列的频率调定到所述谐振频率的装置，和用于高速所述第二可调元件的装置，以将所述占空度调定至所述有效占空度。
8.如权利要求7所限定的本发明设备，其特征在于所述第一和第二可调元件是激光器可微调的电阻，而且所述第一调节装置和所述第二调节装置是用以微调所述电阻的激光器。
9.调节下述那种车辆喇叭的方法，该喇叭包括一外壳，安装在该外壳上和带有磁性铁心的振动膜，由外壳支承的一磁极片和一驱动线圈，用以通过磁场作用而吸引所述铁心，一电源开关，用以将电路中的所述驱动线圈同电压源相连接，从而使振动膜及所带铁心的整体具有一振动谐振频率，一喇叭的控制电路，用以产生转换电源开关的通和断的DC脉冲序列，所述控制电路包括第一和第二可调电路元件，以便分别设定所述脉冲序列的频率和占空度，所述方法包括以下步骤将一个可以可变频率方式和可变占空度方式工作以激励所述驱动线圈的测试激励电路同所述线圈耦合，使所述测试激励电路在所述可变频率方式下，以不同频率工作并测量由所述喇叭产生的声级和储存产生最大声压级时的频率;使所述测试激励电路，在所述可变占空度的方式下以不同的占空度在已存频率下工作并储存使所述铁心以一预定力去撞击所述磁极片时的相应的占空度值，在贮存了该存储频率和储存占空度之后，使所述测试激励电路与所述线圈去耦;在所述喇叭控制电路的控制下，通过激励所述驱动线圈而使喇叭工作，调节第一可调电路元件以使喇叭控制电路能产生储存频率下的脉冲序列，和调节第二可调电路元件，以使喇叭控制电路能产生具有与储存占空度有预定关系的一个占空度值的脉冲序列;
10.具有电子激励电路的车辆喇叭的调节方法，所述方法包括以下步骤用在包含所述振动谐振频率的一个频率范围内的可变频率脉冲序列激励所述喇叭的线圈;在所述喇叭被供电时，测量所述频率范围内由该喇叭所产生的声级，测定使所述喇叭产生最大声级输出时的所述脉冲序列的频率，调整所述激励电路，以产生该测定频率下的脉冲序列，以及调整所述激励电路，以将所述脉冲序列的占空度设定在下述所选值上，该值使所述喇叭产生所述测定频率下的所需音质的输出。
全文摘要
调节车辆喇叭的脉冲激励频率和占空度的方法及设备。本发明喇叭由一试验激励台测定其谐振频率和产生所需音质的脉冲占空度，然后，使其在本身的电子激励电路控制之下工作。该电路借助激光切割电阻器而被调节成激励脉冲频率以及占空度分别与预定谐振频率和预定有效占空度相匹配。该方法和设备为对每个单独喇叭进行生产线测试以及大批量生产中进行喇叭参数调节创造了条件。
文档编号B06B1/02GK1076802SQ93101159
公开日1993年9月29日 申请日期1993年1月27日 优先权日1992年1月30日
发明者C·R·威尔逊 申请人:斯帕顿公司