Determination of the Nonlinear Parameters of Stiffness and Force Factor of the Loudspeaker

스피커 지지부 강성과 Force Factor의 비선형계수 추출

Nonlinear distortion arising from the nonlinear movement of the loudspeaker diaphragm degradates the tone quality. The distortion is, in low frequency range, mainly caused by nonlinear characteristics of the suspension stiffness and the force factor. In this paper, the nonlinear suspension stiffness and the nonlinear force factor are modeled to the quadratic functions and a method is proposed to determine their coefficients. An additional mass to the diaphragm moved the quiescent point of the diaphragm and uncoupled the stiffness and the force factor. This made it possible to deter mine the coefficients of the nonlinear suspension stiffness by measuring the resonance frequencies at several quiescent points. The coefficients of the nonlinear force factor are then determined by fitting the curve which is calculated from the waveforms of input voltage and input current, and the displacement of the diaphragm at resonance frequency.

진동판 변위의 비선형적 운동에 의해 발생하는 스피커의 비선형왜곡은 음질을 열화시킨다. 이러한 비선형왜곡은 저주파 대역의 경우 주로 스피커의 지지부의 강성과 force factor의 비선형 특성에 의해 발생한다. 본 논문에서는 진동판 변위에 따라 변화하는 스피커의 비선형 강성과 비선형 force factor를 2차함수로 모델링하고 각각의 계수를 결정하는 방법에 대해 연구하였다. 진동판에 질량을 부가하여 동작점을 이동시키는 기계적인 방법을 사용하여 강성과 force factor 간의 커플링을 배제하였으며, 여러 동작점에서의 공진주파수를 측정함으로써 비선형 강성의 계수를 추출하였다. 비선형 force factor의 계수는 공진주파수에서 스피커에의 입력전압, 입력전류, 그리고 진동판 변위를 측정하여 얻은 그래프를 curve fitting 함으로써 구하였다.