电动换能器的大信号行为由各种非线性机制表征，主要与悬吊系统和电机有关，它们定义了最终音频系统的音质、稳定性和最大输出。但换能器的非线性特性在设计阶段就已经设定好了（受限于价格、尺寸、重量和目标市场等产品定位）。

(相关资料图)

尽管诸如磁体和极板之类的部件有固定的几何结构，它们的非线性在制造中可以被认为是稳定的，但我们必须考虑运动部件的变化，尤其是软部件悬吊系统，它们的变化会使音圈偏移最佳位置，从而显著降低音频系统的整体性能，对于具有高非线性电机的高效换能器（见下图）来说尤为重要。

上图中，音圈置于磁场的中心（最佳位置），Bl(x)曲线非常对称且最大值接近X=0处。但只要音圈动起来，有效Bl值就会下降，并导致声压输出产生压缩和信号失真（谐波失真、互调失真）。

如果音圈的静止位置偏离了最佳位置，上图右侧的Bl特性曲线也会在x轴上左右偏移，引入了额外的非对称性，会产生多达5%的2阶谐波失真；并且双音激励的情况下，可很容易地产生20%-40%的宽带互调失真。非线性力因子Bl的另一个不利影响是会产生动态DC位移，使换能器变得不稳定，产生的DC分量甚至会进一步使线圈远离最佳位置。以上两个问题（失真和不稳定性）对于线性设计的电机可能影响不大，但是对于诸如无自限悬吊系统的微型扬声器，信号限制算法需假设行程范围对称，还需要留有足够位移安全裕量防止机械过载导致损坏和异音，如果音圈偏离最佳位置，会限制最大行程，从而减少输出。

如上所述，非线性力因子Bl和它的非对称性会导致输出声压信号的失真（HD，IMD），进行传统的失真测量是一个比较直接的方法，但是存在以下问题：

非线性Bl主要产生的互调失真需要通过双音信号激励进行测试，对于研发来说是很实用的方法，但是不适用于追求效率的产线测试；

换能器输出信号中的谐波失真（THD/HD）由多种因素共同决定，并不是非线性电机的独有特征，在某些情况下（如电机和悬吊系统同时呈非对称性），音圈偏移甚至会减少失真，使产线上的失真测量顺利通过，但是位移受限和稳定性问题依然存在；

即便较高THD或2阶谐波失真判定出了故障品，但不能提供更多有诊断意义的信息，如根本原因、改进措施指导等，需要专业人员或者研发人员进一步的评估，耗时且不实际。

因此，产线测试不可仅仅依赖失真测量，为保证音质、稳定性、最大行程和输出相关的指定性能，需要直接测量出音圈位置，机械传感器（如激光）并不适用于装配产线，并且无法评估出音圈在磁场中的最佳位置。

KLIPPEL的解决方案是在产线测试序列中添加电机+悬吊系统检查（MSC：Motor+Suspension Check）任务，该模块受专利保护，只需在大信号激励下测量扬声器端子的电压和电流，通过扬声器非线性参数模型建模实现产线上线性和非线性参数（Bl(x)和Kms(x)）的快速识别，并计算出有意义的诸如音圈偏移和悬挂不对称性的单值参数。这些参数提供了宝贵信息，可立即采取对应措施来修复扬声器失真、最大输出限制或稳定性问题。

MSC不仅适用于二阶机械系统（喇叭单体或密闭箱体），还可识别开口箱引起的附加声学谐振的四阶系统，并提供箱体参数fb和Qb；识别出的大信号参数（音圈偏移、悬吊系统非对称性等）可比于KLIPPEL R&D系统中的大信号识别模块（LSI：Large Signal Identification）的测量结果。MSC还支持在QC脱机软件版本上运行，不需要Klippel分析仪硬件，只需要集成了电压/电流感测和音频流接口的专业放大器，如Powersoft MEZZO AD系列功放。

KLIPPEL QC独有功能列表：

1. 扫频信号速度配置 - 最短时间内完成可靠缺陷检测

2. 超听力技术 MHT - 比人耳更灵敏

3. 噪声麦克风检测环境噪声 - 避免误判

4. 生产噪声免疫 PNI - 避免误判并自动重测

5. 电机和悬吊检查 MSC - 保证稳定性、最大输出及低失真

6. 漏气检测 ALD - 声学测量和漏气检测一步到位

7. 漏气听诊 ALS - 定位并可听化漏气

8. 物理测量与感知评估相结合 

9. 基于样本池的数据后处理统计 

10. 控制规则

【KLIPPEL QC独有功能】系列正在更新，敬请期待！