【Klippel应用笔记】AN25 最大化LPM的准确性
线性参数测量LPM（Linear Parameter Measurement）是用来测量扬声器TS参数的模块。Klippel用户一般都会有这个模块，并且也都非常清楚操作流程。但是，时不时地还是有一些关于结果准确性的问题，为此Klippel很早就提供了应用笔记AN25来指导大家提高测量结果的准确性，今天也为感兴趣的LPM用户梳理一下重点。
首先，Klippel推荐的确定TS参数的方法是基于集总参数模型的激光测量方法。该方法相比于其他扰动方法更快、更准确、适用性更强。比如配重法，需要两次测量很耗时，增加的配重重量和放置都会影响测量结果，另外此方法还不能应用在微型扬声器一类的小喇叭上。还有一个原因是，激光法可以测量和拟合低频处的蠕变效应，而扰动方法只是假设悬挂刚性与频率无关，从而可能会在低频处损失50%的刚性。
既然是激光法，所以需要对使用的激光传感器进行正确的校准，并且定期进行准确性检查，具体步骤在dB-Lab软件随附的硬件指南中有详细描写，在此不再赘述。需要引起重视的是，如果激光参数不准，那么测试的线性参数也是不准确的。对于机械参数，LPM会先通过拟合位移与电压之间的传递函数Hx(f)来确定Bl，然后再计算Mms、Kms等机械参数。所以结论就是，如果激光校准参数有3%的误差，就会导致3%的Bl误差以及6%的Mms误差，因为Mms与Bl的平方成正比：
另外，针对某些膜片反射性太强或者太透明的DUT，我们建议在膜片上涂上一层薄薄的轻质粉末，这种粉末对驱动单元的振动质量和共振频率的影响可以忽略不计。Klippel自己也有很多的相关经验，测量了许多微型扬声器和耳机，结果表明这种粉末可以毫无问题地用于任何扬声器振膜。
对于LPM测量，最重要的状态变量是电流信号，因此强烈推荐使用高灵敏度的电流传感器。对于DA，该高灵敏度电流传感器实现在了Speaker 2通道上，所以喇叭线应该连接到该通道；而对于KA3，两个Speaker通道都配置了高灵敏度和低灵敏度电流传感器，只需在信号配置中进行切换即可。
选择使用此高灵敏度的电流传感器，会在DUT上再串联一个分流电阻，根据DUT的阻抗，此分流电阻会导致DUT处一个随频率变化的压降，并在信号特征表格（Table Signal Characteristics）窗口中给出相应信息，指示DUT终端上测量的电压低于属性页面中指定的电压。此信息可以忽略，因为对于LPM的所有计算都是基于DUT终端处测量的正确电压。
从dB-Lab 210版本开始，针对LPM更新了测试模板，根据DUT的共振频率对激励信号进行了优化。所以首先建议根据您的DUT共振频率选择合适的模板进行第一次测量，无需更改模板里面的任何设置。
首次测量之后，我们可能就需要根据测量结果来调整激励信号的电压大小了。为此需要首先检查电流信号的信噪比 I SNR+D，可以直接从信号特征窗口中直接读取。该信噪比描述的是电流信号与失真+底噪之间的距离。
上图中红线是电流信号频谱，黑色的是底噪，灰色代表失真。它们之间的关系对调整激励电压大小很重要：如果电压过高，灰色的失真曲线就会高于底噪，说明DUT不再运行在小信号域了；如果电压过低，信噪比就不行了。所以，测量的时候需要在属性设置页面勾选上“Noise floor+DC”，虽然会增加测试时间，但是这对调整最佳信号很有帮助！最佳的电压大小就是，失真曲线刚好高于底噪，并且信噪比SNR+D满足至少20dB。此外，需要注意的是，TS参数的准确性直接和信噪比相关，信噪比越高，准确性就越高，如下：
调整激励信号电压大小的建议如下：
如果电流信号频谱图中不能看见灰色的失真线，增加电压，直到失真线轻微超过底噪。
如果失真线过高，降低电压，直到失真线只轻微超过底噪。不要担心设置的电压会不会太低了，有时候小到0.025V也是适合某些DUT测量的。
如果信噪比I SNR+D还是很不好，增加平均数。这样只会降低底噪，不会降低失真，所以还需要同时调整电压直到失真只是轻微超过底噪。
如果前面1-3步都做了，还是没有提高，这时需要检查一下电流信号频谱图，是否存在啸叫，也可以检查信号特征窗口中的fi noise，查看最低信噪比的频率位于何处。如果是地线系统的问题，则需要仔细检查一下线路。
如果电流谱在共振频率处显示出非常深的衰减（陷波），上述步骤可能无法将SNR+D提高到20dB以上。一般驱动单元具有较高的Qms/Qes比率时，会出现这种情况。此时在驱动单元上串联一个10-20欧姆的电阻器，则衰减可以显著平缓。具体步骤如下：
a) 连接待测单元，开始第一次LPM测试
b) 测试完后读取Re值
c) 取下待测单元，连接纯电阻，并开始第二次LPM测试
d) 测试完后检查阻抗曲线的低频拟合情况，如果拟合较好，直接从Table Linear Parameters窗口中读取Re值；如果拟合不好，就从测量的阻抗曲线上读取纯电阻的阻值e) 打开LPM属性页面的Method，勾选上Series resistor，并填入d)中读取的纯电阻的阻值
g) 以串联方式将待测单元和纯电阻连接到喇叭线上，开始第三次LPM测试
h) 如此，应该就能得到精确的Bl和Mms值了。
需要注意的是，只有当1-3步操作无法得到正确的信噪比SNR+D时，才应该考虑使用串联电阻！
虽然电流信噪比对于LPM结果的精确性是最重要的，但是也需要保证其他两个状态变量（位移和电压）的信噪比至少达到20dB。一般来说，如果功放和连接都没有问题，电压信噪比是很容易达到30-40dB的；而位移的信噪比则和电压以及激光相关了，同时还需要和电流信号谱一起查看。大多数情况下，电流信号中没有失真的话，位移信号中也不会有失真；如果电流信号没有多少失真，而位移信号中失真较大，那肯定要考虑是激光的问题了。
电参数的确定是依靠拟合等效电路的输入阻抗，如果阻抗曲线不平滑，则需要考虑是否信噪比不够；阻抗曲线的低频（<5Hz）范围用来确定直流电阻Re，查看阻抗曲线的拟合情况，如果此范围拟合不好，也可以在属性页面Im/Export中手动填入已知的Re值来准确确认其他参数。
