摘要：本文描述了一种实用的测试系统，该系统与已往测试手段的不同点在于：（1）被测扬声器的纸盆在气压推动下，可以停留在扬声器可能产生的实际振幅的任何位置。（2）与工作位置相关的特性（如力因子及顺性等）被设法隔离出来，并在实际振幅范围内的各个位置进行测试。（3） 对于可视为质量—弹簧—阻尼系统的扬声器单元的基本机械电气参数，尽可能进行直接测量。（4）由于劲度性能是在模拟正常工作的条件下测得的，故能够捕捉到诸如蠕动、空气动力阻尼等因素的影响，这是目前用其它方法难以测出的。
一、概述
为减少反复调试，在音箱设计中已经广泛使用计算机模型来猜测音箱的性能。这些模型都需要有一组参数来描述单元、箱体及无源电子元件。动圈扬声器的参数通常是用小振幅测试信号以附加质量法或附加声顺法测试阻抗曲线而获得。人们已经发现，采用不同的方法来测同一个扬声器的参数，其差值会大到不可接受的程度。换句话说，对于同一个扬声器，使用两种不同方法测得的数据，会设计出两种完全不同的“最优化音箱”。
由于测试仅仅在几乎静止的位置进行，也严重影响了性能猜测精度。其隐含的假定是扬声器单元是一个线性器件，但实测表明，在按纸盆实际振幅情况下进行测试时，其参数变化量会高达两倍之多。
美国密执安州的DLC Design是David Clark先生在1975年创立的旨在进行扬声器委托研究的公司，该公司从上个世纪九十年代初叶起，就致力于扬声器动态测试仪器的研究，1995年推出一种称为DUMAX的仪器，经八年的不断完善，目前已经比较成熟。每一种电声测试仪器都测西尔—斯莫参数，连DUMAX也不例外。但是如何测试纸盆的运动量、打底、失真以及弹性元件的线性？ 虽然西尔—斯莫参数很重要，但它只能用于小信号输入时对平坦的频率响应的设计。DUMAX的测试数据则能向设计者提供被测扬声器处于各种不同振幅位置时的性能，直到极限振幅为止。 假如我们所关注的是低频时强劲的冲击力和爆发力，那么DUMAX的测试数据才是我们所真正想要的东西。
DUMAX的测试方法是以伺服控制气压对锥盆进行精确的吹吸来控制振幅，以激光位置传感器确定振系位移，以计算机软件控制连续测试并进行数据处理。由此，DUMAX能够把振动系统精确地定位在任何位置，进行磁场力和振系顺性的测试。在振幅每得到一个增量后都进行一次测试，直到超过最大振幅Xmax为止，所有的测试结果就给出了各种振幅条件下的扬声器性能。有了这些数据，设计者就可以调整振幅，控制失真，提高可靠性。
DUMAX所测试的内容主要是振系处于各个位置时的BL值和动态刚性。所谓动态刚性指的是力的增量与位移增量之比值，而不是所施加的力与总位移的比值。对于理想的线性弹性系统，其动态刚性曲线应该是一条水平直线，但实际上这是不可能的。DUMAX可以告诉你所测扬声器振系弹性的线性范围。
DUMAX还能给出扬声器处于静止位置时的全部西尔—斯莫参数和机械电气参数。由该测试系统测得的数据是一组机电参数，其中有两个是振幅的函数。在任何给定的振膜位置，均可将相应的那组机电参数转换为传统的西尔—斯莫参数，并用传统的数学模型进行系统综合。不过，假如要充分利用这些与位置相关的数据，那就需要建立一个基于这些机电参数之上的非线性模型，从而可以猜测任意振幅时的失真及频响变化情况。
二、使用与测试条件
下图所示是一个6.5英寸的低音扬声器谐振频率随测试电流而变化的情况，当测试电流从0.25毫安增加到100毫安时，谐振频率相应由73赫兹下降到42赫兹。由于在此过程中运动质量并未发生变化，所以我们可以认为谐振频率的变化是完全由顺性的变化而引起的，其相应的西尔—斯莫参数变化如下：
fs Vas Qes Qms Re Sd
小电流测试 73Hz 0.0085m3 0.9 2.16 4.87Ω 0.0133m2
大电流测试 42Hz 0.026m3 0.52 1.24 4.87Ω 0.0133m2
由此，所设计的箱体类型和体积都会不一样。根据大振幅测试的结果，该单元适宜于做一个书架式的倒相箱，但根据小振幅测试的结果，只能用该单元做一个落地式密闭箱。
也许有人认为谐振频率变化这么大的扬声器可能只是个特例，根本不值得讨论。但不幸的是事实表明，所有的扬声器单元在采用不同的电流测试时，参数变化均达到不容忽视的程度。当然，当我们对顺性的非线性有更全面的了解时，我们会发现它对系统性能的影响并不太大。换句话说，顺性的变化可能会把西尔—斯莫模型搞得面貌全非，但倒不会引起多少声音的失真。
图3所示是一个密闭箱在演奏音乐节目时对其6X9吋低音扬声器振幅的记录。电功率在制造厂推荐的范围内，听不出有明显失真，从图中可以看出，最大振幅为±5毫米，可以认为一切都很正常。图4和图5是对同一扬声器力因子Bl和支撑弹簧常数Kms随振幅而变化的情况。在±5毫米振幅范围内，力因子的变化量达两倍，而支撑顺性的变化量达4倍。这就意味着，即使是一个高质量单元在正常工作条件下工作，其要害参数也在经历着连续的大幅度的变化。显然，在静止条件下测得的参数并不足以描述扬声器单元的性能。
在整个振幅范围内力因子的变化，经常是非线性的主要原因。大家都知道直接辐射式动圈扬声器有很宽的一段平直响应。也就是说，对于一个定压输入，其声输出是与频率无关的。假定与波长相比其幅射面积很小，就需要幅射器在这个频率范围内保持恒定的加速度。再假定与运动惯性负载相比，其空气负载与支撑顺性的变化都是微不足道的。那么，根据牛顿定律，加速度等于力与质量之比，驱动力就必须是与频率无关的常量。动圈扬声器的推动力可表为Bli，也就是说，力是磁场强度B，场内导线长度l以及流过导线的电流i三者的乘积。在平直响应频段，音圈阻抗几乎是常量，电流几乎与电压成正比，所以响应平直的条件就是产生加速度的力必须是与频率无关的力。在这个响应平直的重要频段，显然与位置有关的变量就是Bi, 即音圈和磁场的相互作用。在扬声器的谐振频率和谐振频率以下，支撑的刚性变得等于或超过质量对驱动力的反作用。而此时已经在平直频段以下，响应已由平直转为下降。振膜的位移在这段达到最大，使得支撑线性的重要性仅次于力因子的线性。
不过，支撑的顺性会变得很重要的原因，实际上是由于在西尔—斯莫模型的五个参数中， 有四个在其定义中包含了支撑的顺性。假如不能正确量度支撑的非线性，就会使整个模型出错。而在我们的机电模型中，由于支撑的顺性的精度是与其他参数无关的，所以E-M模型可延伸到谐振频率以下，去获取磁场的非线性数据。
一个扬声器单元与位置有关的物理和电气特征还有机械阻尼和自感等等，但对于许多实际设计来说，这些因素的影响远比力因子和支撑刚性来得小。再还有就是蠕变和触变。空气动力损失和流体阻尼损失则可能与速度和位置都有关系。随着测量问题的解决，这些参数将越来越多地被融入到模型中去。
三、参数转换
虽然西尔和斯莫在其系统的分析和综合中使用了大量的测量参数，但实际上只有很少几个参数真正构成了通常使用的所谓西尔—斯莫参数。它们是：
fs 单元在自由声场中的谐振频率(Hz)
Vas 支撑在声学上的等效体积(m3)
Qes 单元的电气品质因数 (无单位)
Qms 单元的机械品质因数 (无单位)
Re 音圈直流电阻(ohm)
假如我们再加上一个振膜面积Sd，这组参数就可以和机电参数互相转换了。请注重，让两个Q值保持独立而不把它们合成一个总品质因数，是很有必要的。
在扬声器的机电模型中，其最小的参数组如下：
Mmd 振膜运动质量 (kg)
Cms 支撑机械顺性(m/N)
Rms 机械阻力(Ns/m)
Bl 力因子(N/A)
Re 音圈电阻 (ohms)
Sd 振膜面积 (m2)
只要大家都采用同一单位制（这里是米公斤秒制），则转换是很方便的。首先，两组参数中的Re和Sd是完全相同的，无须转换。其次，我们定义两个常数：
声速c = 345 m/s
空气密度ρo = 1.18 kg/m3
既然我们可以把两个模型的参数互相转换，我们就可以通过测量机电模型的参数来获得西尔斯莫参数。这样做的理由是对于机电参数，我们能够得到远比西尔斯莫参数更高的测量精度。通过一个恒定电流给振膜施加力，就能简单而精确地测得BL值。可能是因为人们更熟悉西尔斯莫模型，所以多数人用它来猜测扬声器系统的性能。但也有一些人更愿意采用机电模型，并直接利用机电参数。其优点之一是它可以轻易地包含支撑顺性之类的非线性参数，从而可以对失真进行猜测。另一个优点是，在机电领域中探讨扬声器单元的改进，显然要直观得多。例如，要求更高的灵敏度立即意味着更高的力因子值和更小的运动质量。而在西尔—斯莫模型中，主要因素就只能是降低Qe值了，但是，降低Qe是可以通过采用更软的弹波来降低谐振频率的方法来实现的，而这个方法并不能提高通带灵敏度。
四、测试系统的组成
DUMAX参数测量系统由下述部件构成：可180度旋转的试验腔，容积0.21立方米；激光位置传感器，电压输出；腔内压力传感器，电压输出；置于试验腔内的传声器与前置放大器；已知质量的非磁性附加质量；电压控制的气压源；带有遥感装置的电流源放大器；完成非凡功能的专用电子线路；装有微软视窗平台的个人计算机；数据采集与控制卡；测量软件；分析软件；猜测软件。
该系统有意分为两部分，一部分适于一般目的的人工实验，被称为“驱动单元实验室”，另一部分由软件控制，适于重复执行标准测试。其接口是一个输入输出箱，上面有同轴电缆接插件，还有与计算机的数据采集板相连接的并行口。
测试腔是一个空心扁圆柱，空气容积颇大，到反射面的距离则颇短。这使得对于相当高的频率，仍能假定简单的空气负荷。一个尺寸减半的子腔体，使得这种假定可向上延伸一个倍频程，从而可测试高谐频的扬声器。障板有多种开口尺寸，最大开口可安装18英寸的扬声器。测试腔可旋转180度，以抵消运动部件的重力对测试的影响。一开始就发现，测试腔和安装板的偏斜会对测试结果带来误差，于是采用了刚性极好的金属板来安装扬声器，并使这安装板与测试腔之间机械隔离，测试中，在扬声器单元后方安装一个传感器来监测磁钢的位置，并在前方安装一个传感器来监测振膜的位置，由这两个传感器的读数相减，就可以消除腔体变形等因素造成的误差。实践表明，其测试精度可达到10微米。
专用电子线路和功率放大器安装在工作站内。所有的传感器输入信号，在经过调节、校准后，均放大到10伏的电压段，以便与数据采集板的输入相匹配。流经驱动单元的功放电流和电压以类似的方式进行检测和调节。模拟输入信号在10伏以内，数字控制信号则在0到5伏。前面板上的发光管用于提供近似的安装尺寸并指示各种超出范围的情况。设计者期望，通过数据采集板和外接仪器，总是可以获得精确的量度。
诸如在谐振频率测试中所需的自振方法等非凡功能，则都包含在电子线路包中。所有的基本测试功能都不依靠于计算机。
数据采集和控制软件是在微软视窗的虚拟仪器环境下编写的。用户在软件中选择一种测试，在相应的对话框中设定参数，并采集数据。显示屏上有虚拟控制、模拟仪表、波形显示以及包括文字与数字的结果。测试会在软件控制下自动地重复进行，测试结果自动输入到分析程序中。分析程序是以电子表格形式编写的，可以用动态数据交换的方式输入数据，也可以人工输入数据。该程序把输入数据转换为机电模型参数和西尔—斯莫参数，并绘制出力因子和支撑刚性作为位置函数的图像。它还会对非线性数据做出多项式曲线拟合，得出非线性多项式系数，用于失真猜测。所生成的单元测试报告可作为资料库记录储存，也可供打印输出。
视窗版猜测程序名为SPEAK，是Earl R. Geddes先生编写的。图形用户界面以Visual Basic编写，数值运算则由经编译的Fortran90程序进行，显然是通过动态链接库访问的。该程序尽可能有效地利用机电参数来进行猜测。它还包括了一个以非线性系数作为输入的失真猜测功能。
可以在猜测程序中，以“假如……则会……”的设计，作为产品开发基本循环的起点。可将所产生的包括线性要求在内的单元参数用于样品试制。实践证实，该猜测系统与事后的实测数据相比较，有很好的吻合性。
五、测试系统资源与工作模式]
符号与缩写：
g：重力加速度，可取9.8 m / s2
p：测试腔内气压，单位为N / m2
x：振膜自静止位置开始的位移，离开磁钢方向为正。
以下是本文叙述中会用到的测试系统工作模式和有关资源：
气压控制位移模式：控制振膜相对于指定轴向位置的位移，由测试腔内的气压控制。
气压调压模式：可将腔内压力自动调整到任意规定值。
电控位移模式：控制振膜相对于指定轴向位置的位移，通过调节音圈中的电流来控制。
旋转模式：测试腔可作180度旋转，使得重力可以作用到纸盆上。
fs 振荡模式：fs振荡模式与位移输出的不同之处在于它使振膜获得了速度。这个信号通过一个电压控制的放大器正反馈到与单元音圈相连接的电流源功放，从而产生与单元谐振频率相一致的振荡。振荡的幅度由压控放大器控制，使得位移幅度恒定。谐振频率由一个频率计数器来测定。
电流源：其电流输出与负载无关的功率放大器
测试信号：一个由电流源放大器施加到音圈上的中等幅度正弦波信号，其声学输出由测试腔内的传声器来拾取。
腔内扬声器：测试腔内一个高谐频的小型密闭音箱，用来在腔内产生平坦的压力响应，以供被测单元或外接传声器使用。
六、参数测试举例
在测试以前通常须先进行老化。扬声器在储存和运输过程中会造成弹性支撑偏离其正常位置的情况。将扬声器按其使用位置方向（通常是水平位置）进行老化后，可使振系恢复到正常位置。推荐的方法是在气压控制下使某个方向的位移达到最大值，然后进行反向位移，循环往复，每个循环都把位移减小一些，直到位移等于零。整个过程可以在不到一分钟的时间内完成，操作程序如下：
1 选择压控位移模式；
2 使位移x = 0 mm (此时压力p = 0)；
3 使位移x = l mm, 记下压力p的值P( l mm)；
4 增加位移x ，直到每毫米的压力变化量是P( l mm)的四倍；
5 在相反方向重复这一过程；
6 正负交替，每次位移量减小1 mm，直到x = 0；
7 在新的静止位置，对x = 0进行重新校正。
1. 测静止位置的力因子Bl(0)
使被测单元垂直向上，把已知质量M轻轻放到振膜上，与此同时增大电流，使得振膜不偏离原来的静止位置，记下支撑这个质量所需要的恒稳电流，由下述公式计算Bl值：
（在不知道当地g值的情况下，可取g = 9.8 m/s2）
操作程序如下：
1 将测试腔绕轴转动，使之垂直向上；
2 选择电控位移模式；
3 使位移x = 0 mm，记下放大器电流I(0)；
4 缓慢增加质量，并使伺服系统保持x = 0，记下电流值Imass；
5 计算Bl = F / (Imass-I(0))。
2. 测有位移时的力因子Bl(x)
测有位移时的力因子，首选的方法是在质量控制频段内由电流源对音圈施加一个中等幅度的测试信号，并在位移范围内观察相应的声学输出。在这种条件下，声学输出是与Bl值成正比的。之所以使用电流源，是为了避免音圈电感变化的影响。由此所得的Bl值可通过前一步骤中x = 0时的结果来验证。这种方法相对来说不受支撑蠕变、粘滞、触变及非线性刚性的影响。不过在支撑的极端情况下，必须很小心。假如谐振频率上移，以致逼近测试信号的频率（一般为350 Hz）, 则声输出的增量就不再代表Bl的增加了。还有，在极端压力情况下，振膜有可能变形，从而改变声输出，使之不再与Bl成比例。
第二种方法是交变力平衡法。这种方法精度会略低一点，但是测量范围可以非常大，假如可能的话，应使振膜达到这种Bl测量法所容许的位移极限，至少应使得Bl值的减小达到静止位置数值的50%。
采用声学输出推断法的操作程序如下：
1选择压控位移模式；
2使位移x = 0 mm；
3使来自电流源的测试信号达到100%的设定水平；
3 增加位移量x，记下振幅百分比；
4 对于每一个x值，以Bl(0)乘以振幅百分比来算得Bl(x)。
采用交变力平衡法的操作程序如下：
1 旋转试验腔，使之垂直向上；
2 选择气压调压模式；
3 选择电控位移模式；
4 设定压力p =0；
5 设定位移x = 0 mm, 记下放大器电流I(0)；
6 缓慢增加质量并通过调节电流使位移保持为零，记下与质量M平衡时的电流Imass
7 计算Bl = F / (Imass- I(0)), F = gM；
8 增加位移x到下一个选定值；
9 增加压力使所产生的电流为0 mA，并使系统进入平衡状态；
10 对此位移x，重复步骤5、6 、7；
11 在整个位移范围内重复步骤8、9、10。
3. 测振系运动质量Mmd
在本文中，我们假定振系质量在整个位移范围内是一个常数。确定振系重量的最精确的方法是把振膜从扬声器上取下来，然后称重。再加上弹波重量的一半，折环和引线重量的一半。当然这种方法会把单元损坏。
无损确定Mmd的首选方法是利用驱动单元所受的磁力来平衡Mmd所受的重力。影响这种测量精度的要害是在改变重力场方向时如何避免支撑的位移。在支撑发生位移并复原时，振膜往往不可能回到其原始位置。另外，为保证测试准确性，还要求振膜和支架之间的相对位置具有很高的精度。使用DUMAX设备，对于谐振频率在70Hz以下的单元，采用这种测试方法是可以保证精度的。
第二种方法是在加质量前后测试谐振频率。以频率的下移来计算Mmd，这就不需要知道支撑的刚性，只是假定支撑刚性保持不变。在采用传统的附加质量法来测西尔—斯莫参数时，附加质量的动作和非线性支撑的位移会使得刚性不可能保持常数，即使把被测单元按水平轴向放置也无济于事。刚性的变化会导致Mmd的计算误差。而采用DUMAX设备，在附加质量时不会引起支撑位移。
采用重力平衡法的操作程序如下：
1 旋转试验腔，使之垂直向上；
2 选择电控位移模式；
3 设定位移x = 0，记录放大器电流；
4 旋转试验腔，使之垂直向下，记录放大器电流；
5 计算振系所受重力F＝0.5 BI (Iup- Idown)；
6 计算振系重量Mmd = F / g（g = 9.8 m/s2）；
采用附加质量法的操作程序如下：
1 旋转试验腔，使之垂直向上；
2 选择电控位移模式；
3 设定位移x = 0；
4 选择fs谐振模式，记下谐振频率；
5 缓慢加上质量M，使位移保持不变，记下频率；
6 计算振系质量
4. 测支撑系统机械顺性Cms
支撑系统的机械顺性是E-M 参数中最不守规矩的，也就是说多数情况下它都不会表现得象一根简单的弹簧。最好的测试方法是使支撑系统处于模拟实际使用的动力学条件下进行测试，这样才能计入非线性因素和时变因素。采用更完善的模型也可以称得上是比较好的办法，但是复杂的模型并不能保证性能猜测一定会更准确。
对支撑系统的老化是由fs 振荡模式来实施的，振幅由压控放大器调节到Xmax的0.1倍。Xmax取以下两个数据中较小的一个：①使Bl值降为其静止位置所测值的70.7%的正负位移绝对值之和的一半；②使Cms值降为其静止位置所测值的25%的正负位移绝对值之和的一半。也就是说，Xmax取决于力因子的非线性或支撑的非线性。
Cms由测试腔的谐振频率和Mmd的数值计算而得。基本的计算公式是：Cms=1/[(2πf)2Mmd]。为精确起见，需要计及测试腔空气顺性、前方空气负载以及测试腔质量负载等因素的影响。为消除音圈电感对谐振频率测试的影响，采用了电流源驱动。
有些单元，由于机械阻尼太高，或力因子太小，或谐振频率在200Hz以上等等因素，在采用电流源激振时，会出现在fs处振动不稳定或有噪音的现象。这时，还可使用另外的五种方法来测Cms。好在对于大多数低音或全频单元来说，都可以在静止位置（这是支撑顺性最好的地方）四周产生自激振荡。为使测试结果正确，以自激信号使支撑得到老化也是必要的。
在加大位移时，一般来说支撑会变硬，一些不良因素会变得相对地不重要，在大位移时，可以采用任何其它方法来测试。请注重由于采用声学传输法时不需要与音圈连接，所以即使在音圈完全离开气隙以至根本没有Bl 作用的位置，也仍然可以测得Cms值。扬声器修理行业的技术人员知道，音圈确实有可能进入这样的位置。对这些位置参数的了解有助于在设计阶段改善可靠性。对Cms的测试范围需一直延伸到其值降为静止位置的20%时为止，由于Cms在正反方向是不对称的，所以两个方向要分别测试。
图6所示，是对同一个扬声器单元采用六种不同方法测试Cms的结果。这个单元的行程远大于绕线外伸量。粗黑线所示，是采用fs谐振技术测试的，只能测到－6到 8mm的范围，因为此后Bl值急剧下降。其它方法都能以可接受的精度测到±10毫米的位移。
①采用fs振动法，操作程序如下：
1 选择压控位移方式；
2 选择fs振动法；
3 设置位移x=0；
4 设置振动峰值位移为0.1Xmax，记录对应频率；
5 在行程范围内增加位移量x，记录各个对应频率；
6 对于每个位移量，计算相应的Cms。
②采用阻抗曲线法，操作程序如下：
I选择压控位移模式；
2使位移x = 0 mm；
3测得阻抗曲线，记录谐振频率；
4 增加位移量，重新测得阻抗曲线，记录相应谐振频率；
5 对于每个位移量，计算相应的Cms。
③采用声学最大值法，操作程序如下：
I选择压控位移模式；
2使位移x = 0 mm；
3 向测试腔内的被测单元施加电流源响应测试信号；
4 使用传声器以近场测试方法测得幅值响应；
5 对幅值响应曲线进行积分；
6 记录谐振峰值处的频率；
7 增加位移量，重复4、5、6各步骤；
8 对于每个位移量，计算相应的Cms。
④采用机械最大值法，操作程序如下：
I选择压控位移模式；
2使位移x = 0 mm；
3 向被测单元施加电流源响应测试信号；
4 测量位移响应；
5 对位移响应进行微分；
6 记录谐振峰值处的频率；
7 增加位移量，重复4、5、6各步骤；
8 对于每个位移量，计算相应的Cms。
⑤采用音圈最大值法，操作程序如下：
I选择压控位移模式；
2使位移x = 0 mm；
3 向测试腔内的被测扬声器施加随机信号；
4 以音圈为信号发生器，测量传递函数；
5 记录谐振时发生最大传递处的频率；
6 增加位移量，重复4、5各步骤；
7 对于每个位移量，计算相应的Cms。
⑥采用声学传输法，操作程序如下：
I选择压控位移模式；
2使位移x = 0 mm；
3 向测试腔内的被测扬声器施加随机信号；
4 以近场传声器测得传递函数；
5 记录谐振时发生最大传递处的频率；
6 增加位移量，重复4、5各步骤；
7 对于每个位移量，计算相应的Cms。
5. 机械阻抗RMS
在现在的机电模型中，机械阻抗被视为取决于速度的阻力。但是，通过考察振膜受力得到释放后回不到原始位置的情况，表明存在着一定程度的摩擦或塑性变形。在Cms的测量中，我们采用一种动力学的作业来整合所有与使用条件相关的阻力。对于大多数普通扬声器，与电阻尼相比，机械阻尼显得很小，事实证实，假定较大的Rms 变化量对于扬声器的性能影响不大是正确的。
扬声器内的气动阻力也表现为机械阻。我们知道这种阻力是速度的非线性函数。对于某些有意通过气流约束来提供阻尼的扬声器，就有必要把Rms作为振膜位置和速度两个两个变量的函数来测量。
测量Rms的首选方法建立在测量谐振时音圈阻抗大小的基础上。在采用fs振动法或阻抗曲线法测试Cms值的过程中，实际上已经得到了求得Rms所需的全部条件。
采用fs振动法的操作程序如下：
1 选择压控位移模式；
2 选择fs振动模式；
3 设置位移x=0；
4 设置振动峰值位移为0.1Xmax，记录对应最大阻抗值Zmax；
5 在行程范围内增加位移量x，记录各个对应最大阻抗值Zmax；
6 对于每个位移量x，计算相应的Rms： Rms=(Bl)2/(Zmax-Re)。
采用阻抗峰值法的操作程序如下：
I选择压控位移模式；
2使位移x = 0 mm；
3测得阻抗曲线，记录最大阻抗值Zmax；
4 增加位移量，重新测得阻抗曲线，记录相对应各最大阻抗值Zmax；
5 对于每个位移量，计算相应的Rms：Rms=(Bl)2/(Zmax-Re)。
6. 音圈直流电阻RE
音圈直流电阻的精确测量也是十分重要的。假如数字万用表的分辨率能达到0.01欧姆，而且操作者能保证接触良好，那也可以用来做此项测量，注重记得对连接线进行校零。
但首选的方法则是采用两对导线，同时测量流过音圈的电流和音圈两端的电压降，这个方法似乎复杂一点，但精度很高。RE= Vvc / Ivc 。
7. 振膜投影面积Sd
测量振膜的直径，两端各包括折环宽度的1/3，由此计算振膜投影面积Sd。这个方法也适用于椭圆形的振膜。还有一个办法是用压力和压强来计算面积的：
采用压力/压强法的操作程序如下：
1 选择压控位移方式；
2 设置位移x=0；
3 将电流源连接到驱动单元，并设置I＝0；
4 记下初始压强值po；
5 设置电流I = Itest (可在0.1安培到1安培的范围内任选)，记录相应的压强ptest；
6 计算Sd = Bl(0)Itest/ (po-ptest)。
七、驱动单元报告
目前，一个驱动单元报告包括下述信息：测试日期，测试地点，测试人姓名，驱动单元制造厂，型号，样品数量，一般描述，总质量，外径与深度，磁钢直径与高度，上导磁板厚度，活塞直径，折环宽度，锥体深度，音圈直径，静止位置的机电参数，静止位置的西尔—斯莫参数，X 参数（Xmag, Xsus），Bl 非线性系数a 和 b，Kms非线性系数a 和 b ，电感，轴向与30度方向消声室频响曲线，Bl与振幅关系曲线及相应二次近似数学表达式，Cms和Kms与振幅关系曲线及相应二次近似数学表达式，所有实测数据、测试方法与条件。
八、其他测试
除了以上基本测试以外，利用此仪器，还可进行下述测试：
电感与振幅之间的关系曲线；振膜声泄漏阻抗与振幅之间的关系；（需要流量计）；音圈电流引起的磁通调制与振幅之间的关系；热容量与振幅之间的关系；支撑的蠕变、粘迟及流变；纸锥在压力下的弯曲；支撑失效时的位置及压力检测；磁流体相对于位置和压力的稳定性检测；虽然该系统是为研究低音和全频动圈扬声器而开发的，但它也可以用于对中、高音扬声器甚至空纸盆音箱做各种研究，例如球顶失效时的位置及压力检测等。
九、应用实例
该测试系统自1991年初投入使用，到1995年为止，已经测试了数百个扬声器。一开始，每个单元的测试时间长达数小时，九五年就可以在十五分钟内完成检验报告。
该系统早期所解决的一个工程问题是一批扩音扬声器在400赫兹时失真超标。制造厂发现在失真与谐振频率之间相关性不强，但采用更软的弹波并不能解决问题。振幅试验表明，对于高失真的样品来说，其顺性最大值并不出现在静止位置。该扬声器采用了一种浅波纹的弹波，其中心部分较软，但随着偏离中心其硬度迅速增大。外围支撑线性很好。装配好后，两部分互相牵制，使得在振膜处于静止位置时弹波就进入了其非线性区。锥体向前运动使其张力加大，而向后运动时则使其松弛，其结果是产生了很大的偶次失真。对25个失效样品的分析表明，假如用气压把其振系静止位置向后移动0.3毫米，则失真指标均可符合标准。于是这个问题的工程解决办法就是改变中心胶的施胶工装，把弹波中孔处向下压入0.3毫米。
十、结束语
本文所述的Dumax测试系统是为满足扬声器系统设计工程师的需求而设计的。其高精度是直接测量单元的电、机、声特性的结果。而且这些参数可覆盖单元的全部振幅范围，所得测试信息足以分析单元非线性原因。该仪器的重要应用在于可以对单元进行优化，在成本、最大输出、尺寸、失真、频响等指标获得最佳兼顾。
该仪器高1.8米，重90公斤，售价五万美金，迄今产量极为有限。研制该产品的Clark先生声称，他正在致力于降低成本，预期不久后推出的新品，售价会控制在两万美金左右。
