<div class="csl-bib-body">
<div class="csl-entry">Pössl, M. A. (2020). <i>Untersuchung von Schaukelbewegungen und Bestimmung von deren Ursachen bei Mikrolautsprechern mittels Starrkörpermodellierung</i> [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. https://doi.org/10.34726/hss.2021.75220</div>
</div>
-
dc.identifier.uri
https://doi.org/10.34726/hss.2021.75220
-
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/20.500.12708/16924
-
dc.description.abstract
In der vorliegenden Arbeit werden die Ursachen von Schaukelbewegungen bei elektrodynamischen Lautsprechern untersucht. Zu diesem Zweck wird das reale System reduziert. Zunächst wird die Membran als eine über den Umfang variable Federbettung modelliert und die Auswirkungen von unausgeglichenen Steifigkeitsverteilungen studiert. In einem weiteren Schritt wird ein lineares Modell für die mechanische und die elektrische Domäne eines Lautsprechers hergeleitet. Das "lumped parameter"-Modell ist ein Mehrfreiheitsgradsystem, das heißt, es werden neben dem Hub auch mögliche Schiefstellungen berücksichtigt. Damit können abhängig von den Modellparametern Aussagen über das Kleinsignalverhalten eines Lautsprechers in Anwesenheit gewisser Aufbauungenauigkeiten wie Massen-, Steifigkeits- und Anregungsasymmetrie getroffen werden. Mit der Methode der kleinsten Fehlerquadrate werden Lautsprecher identifiziert, indem der Modellausgang an reale Messdaten angenähert wird. Zur Identifikation werden Spannung, Strom und Auslenkung der Membranplatte bei aktiver Anregung gemessen, zusätzlich wird eine weitere Messbedingung verwendet und der Lautsprecher (durch Druckanregung) passiv betrieben. Die Überprüfung von Modell und Identifikationsalgorithmus erfolgt mit Messdaten von Lautsprechern, welche durch das Anbringen von Massen und externen Permanentmagneten verstimmt wurden. Schließlich wird ein Blick auf die nichtlineare Dynamik geworfen. Damit das Modell auch für höhere Hübe verwendet werden kann, wird es entsprechend erweitert. Dazu werden die nichtlinearen Abhängigkeiten der Steifigkeiten und des magnetischen Flusses vom Hub durch Terme höherer Ordnung berücksichtigt. Periodische Lösungen der erzwungenen Schwingung werden auf harmonische Verzerrungen untersucht, mit Messdaten verglichen und auf Stabilität überprüft. Im Rahmen der nichtlinearen Dynamik wird versucht, einen Erklärungsansatz für das Auftreten von spontanem Schaukeln bei großen Hüben in einem engen Frequenzbereich zu liefern. Ohne direkte Erregung durch Asymmetrien tritt bei bestimmten Frequenzen das subharmonische Schaukeln mit der doppelten Periodendauer der Anregung auf. Dieses Phänomen wurde bei den untersuchten Teilen beobachtet und kann durch den Mechanismus der Auto-Parametererregung erklärt werden.
de
dc.description.abstract
The aim of this thesis is the investigation of the main root causes of rocking in electrodynamic transducers. Besides modelling the membrane in form of a circumferencal stiffness distribution and studying the effects of irregular distributions, the whole speaker is modelled by a multidegree of freedom, lumped parameter model. With this model one is able to predict the behaviour of speakers at low excursions. Furthermore the impacts of potential eccentricities of mass, stiffness and excitation may be simulated.In a next step the system parameters of actual speakers are predicted by fitting the model output to measured data in the least squares sense. The identification algorithm is using the signals of input voltage, current and dome excursion at multiple points, measured in an active configuration. Additionaly a second measurement condition is used, where the speaker is driven by pressure in a passive configuration. Both, model and identification procedure, are verified with measurement data of detuned samples where the actual root causes of rocking are known to a certain degree. Detuning of samples is done by external magnets and application of small eccentric masses on the dome.In the last section the large signal behaviour and accompanying nonlinear effects are studied. For this purpose the linear model is adapted and the nonlinear excursion-dependencies of stiffness and force parameters are taken into acount by adding higher order terms. Simulated periodic solutions are calculated and compared to measurement data. The presence of harmonic distortions is examined and the periodic solutions are checked for stability. Finally an attempt is made to provide an explanation for spontaneous rocking which will only occur at high excursions and in a narrow frequency range. Without direct excitation by eccentricities, subharmonic rocking with twice the period of excitation occurs at certain frequencies. The phenomenon was observed in the studied speakers and may be explained by the mechanism of (auto)-parametric excitation.
en
dc.language
Deutsch
-
dc.language.iso
de
-
dc.rights.uri
http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
-
dc.subject
Mikrolautsprecher
de
dc.subject
Rocking
de
dc.subject
Starrkörpermodell
de
dc.subject
micro speaker
en
dc.subject
rocking
en
dc.subject
lumped parameter
en
dc.title
Untersuchung von Schaukelbewegungen und Bestimmung von deren Ursachen bei Mikrolautsprechern mittels Starrkörpermodellierung
de
dc.title.alternative
Rocking investigation and root cause identification of microspeakers through lumped parameter modelling