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扬声器参数计算公式

編輯:   瀏覽:63   發布時間:2021-09-27下載完整文檔

1.扬声器主要参数综合设计和分析  

    扬声器性能是电学、力学、声学、磁学等物理参数共同作用的结果,由鼓纸、弹波、音圈、磁路等关键零部件的性能共同确定,其中一些参数相互制约相互影响,因而必须综合考虑和设计。  

    扬声器常用机电参数以及计算公式、测量方法简述如下:  

    1.1直流电阻Re  

    由音圈决定,可直接用直流电桥测量。  

    1.2共振频率Fo  

    由扬声器的等效振动质量Mms和等效顺性Cms决定,见公式(5) Fo可直接用Fo测试仪测量或通过测量阻抗曲线获得。  

    1.3共振频率处的最大阻抗Zo  

    由音圈、磁路、振动系统(鼓纸、弹波)共同决定,可用替代法测量或通过测量阻抗曲线获得。  

    Zo = Re+[(BL)2/(Rms+Rmr)] (10)  

    1.4 机械力阻Rms  

    由鼓纸、弹波的内部阻尼及使用胶水的特性决定,可由测量出机械品质因数Qms后通过下列公式计算:  

    Rms =(1/Qms)*SQR(Mms/Cms) (11)  

    这里SQR( )表示对括号( )中的数值开平方根,下同。  

    1.5 辐射力阻Rmr  

    由口径、频率决定,低频时可忽略。  

    Rmr = 0.022*(f/Sd)2 (12)  

    1.6 等效辐射面积Sd  

    只与口径(等效半径a)有关。  

    Sd =π* a2 (13) 

    1.7 机电耦合因子BL  

    由磁路Bg值和音圈线有效长度L决定,也可通过测量电气品质因数Qes后用下列公式计算:  

    (BL)2 =(Re/Qes)*SQR(Mms/Cms) (14)  

    1.8 等效振动质量Mms  

    由音圈质量Mm1、鼓纸等效质量Mm2、辐射质量Mmr共同决定, Mms可由附加质量法测量获得。  

    Mms=Mm1+Mm2+2Mmr  

    1.9 辐射质量Mmr  

    只与口径(等效半径a)有关。  

    Mmr =2.67*ρo* a3 (16)  

    其中ρo=1.21kg/m3为空气密度, a为扬声器等效半径。  

    1.10 等效顺性Cms  

    是指扬声器振动系统的支撑部件的柔顺度.其值越大,扬声器的整个振动系统越软.单位:毫米/牛顿(mm/N).  

    由鼓纸顺性Cm1、弹波顺性Cm2共同决定,此顺性即是我们所称的变位,只是单位需换算为国际单位制:m/N,  

    而变位可以用变位仪直接测量。Cms可由附加容积法测量获得。  

    Cms=(Cm1*Cm2)/(Cm1+Cm2) (17)  

    1.11 等效容积Vas  

    只与等效顺性、等效辐射面积有关。  

    Vas =ρo*c2*Sd2*Cms (18)  

    此处c为空气中的声速,c=344m/s  

    1.12 机械品质因数Qms  

    由振动系统的等效振动质量Mms、等效顺性Cms、机械力阻Rms共同决定,Qms可由

阻抗曲线的测量获得。  

    Qms =(1/Rms)*SQR(Mms/Cms)=(Fo/Δf)*(Zo/Re) (19)  

    f 为阻抗曲线上阻抗等于SQR(Zo*Re)所对应的两个频率的差值。  

    1.13 电气品质因数Qes  

    由振动系统的等效振动质量Mms、等效顺性Cms、机电耦合因子BL共同决定,由阻抗曲线的测量获得。  

    Qes =[Re/(BL)2]*SQR(Mms/Cms)=(Fo/Δf)*SQR(Zo*Re)/(Zo-Re) (20)   

    1.14 总品质因数Qts  

    由机械品质因数Qms和电气品质因数Qes共同决定。  

    Qts =(Qms*Qes)/(Qms+Qes)=(Fo/Δf)*SQR(Re/Zo) (21)  

    1.15 参考电声转换效率ηo  

    由机电耦合因子BL、等效辐射面积Sd、等效振动质量Mms共同决定。  

    ηo =(ρo/2πc)*(BL*Sd/Mms)2/Re (22)  

    1.16 参考灵敏度级SPLo  

    与参考电声转换效率ηo直接相关。  

    SPLo = 112+10lgηo (23)  

    1.17 参考振幅ξ  

    与参考电声转换效率ηo、电功率Pe、等效半径a、频率f有关。  

    ξ = 0.481*SQR(Pe*ηo)/(a*f)2  

    以上这些参数现在均可用扬声器计算机测试系统进行测量和计算,常用的测试系统有LMSCLIOMLSSADAASSYSIDLAUDIMP等。另外,也可利用一些计算机模拟软件进行扬声器参数的基本设计,如LEAPCALSODSpeaker EasyDLC DesignAudioCadSOUNDEASY等。  

    扬声器的功率、失真指标无法直接用公式进行定量计算,只能作些定性分析和探讨。

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