揚(yáng)聲器的原理

揚(yáng)聲器的原理榻馨器雁用了t磁^來把t流^化舄馨音。原來，1流輿磁力有很密切的鼎鼾系。^^把金同富泉有髡在辰^金丁上，然彳爰再接上小1池，你畬畿琨^金丁可以把蔑字夾吸起。富t流通遺^圈畤畬走生磁埸，磁埸的方向就由右手法刖來〉夬定。榻馨器同畤遑用了t磁^和永久磁$載。假言殳現(xiàn)在要播放C言周（^率舄256Hz即每秒振重力256次），唱檄就畬翰出256Hz的交流t,挨句言舌羞兌，在一秒舍童內(nèi)t流的方向畬改燮256次。每一次t流改燮方向畤，t磁^上的^圈所走生的磁埸方向也畬隨著改燮。我仍都知道，磁力是「同桎相拒，巽桎相吸」的，富泉圈的磁桎不停地改燮，輿永久磁$載一畤相吸，一畤相斥，走生了每秒舍童256次的振重力。富泉圈輿一侗薄膜相速，富薄膜輿^圈一起振重加寺，便畬推重力了周圉的空麻。振重力的空麻，不就是馨音嚙？逼就是榻馨器的^作原理了。錐形紙盆揚(yáng)聲器的原理：錐形揚(yáng)聲器是目前應(yīng)用最為廣泛的揚(yáng)聲器之一，錐形揚(yáng)聲器根據(jù)錐盆形狀的不同分為圓形揚(yáng)聲器和橢圓形揚(yáng)聲器兩種，橢圓形揚(yáng)聲器主要是應(yīng)用于電視和收音機(jī)等對安裝空間的需要而設(shè)計(jì)制造的，由于他的結(jié)構(gòu)限制極少被用在高保真音響種。錐形揚(yáng)聲器的標(biāo)稱尺寸是按照他的最大直徑來表示的，而橢圓形揚(yáng)聲器則用它的長短軸來表示；錐形揚(yáng)聲器按照不同的使用頻率范圍來分可以分為低頻揚(yáng)聲器，中頻揚(yáng)聲器，高頻揚(yáng)聲器，以及全頻帶揚(yáng)聲器四種；而根據(jù)準(zhǔn)盆材料的不同又可將錐盆揚(yáng)聲器分為紙盆揚(yáng)聲器，羊毛盆揚(yáng)聲器，聚丙烯揚(yáng)聲器，金屬盆揚(yáng)聲器，復(fù)合盆揚(yáng)聲器等等，在高保真揚(yáng)聲器中憂以聚丙烯揚(yáng)聲器（我們通常稱它為PP盆）使用最為廣泛，因?yàn)椴捎镁郾P(yáng)聲器的錐盆，加工容易，原材料價(jià)格低廉，一致性好，聲音也不錯(cuò)可以按照喜好加工出各種外形的錐盆形狀，比較討人喜歡。從以上幾點(diǎn)可以看出由于錐盆揚(yáng)聲器具有結(jié)構(gòu)簡單以及價(jià)格便宜的特點(diǎn)，因此，被廣泛的應(yīng)用于高保真音響系統(tǒng)中。錐形揚(yáng)聲器是直接輻射式揚(yáng)聲器，由圖一我們可以看出他由12大部分組成。因?yàn)殄F形揚(yáng)聲器的有效振動面積可以做的很大再加上較大的振幅，因此在當(dāng)今各種新式揚(yáng)聲器不斷涌現(xiàn)的情況下，仍以其良好的低頻響應(yīng)在眾多揚(yáng)聲器中獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。除了紙盆的區(qū)別，還有音圈長短的區(qū)別。發(fā)燒揚(yáng)聲器通常采用“長音圈”設(shè)計(jì)。長音圈可以使紙盆運(yùn)動范圍加大，低頻下限進(jìn)一步降低。但是長音圈也會使靈敏度下降，要在二者間找到平衡。定芯支片的軟硬和材質(zhì)也會影響音質(zhì)。磁體的強(qiáng)弱直接影響靈敏度。折環(huán)的材質(zhì)對頻響特性有很重要的影響球頂形揚(yáng)聲器：這是一種在高保真立體聲系統(tǒng)中廣泛采用的揚(yáng)聲器，一般用來放中、高音。球頂形揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)如圖m2-1球頂形揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)（略）所示，這是一個(gè)作中音放音用的球頂型揚(yáng)聲器。作為高音放音揚(yáng)聲器時(shí)，圖中的后腔及吸聲材料是沒有的。從圖中可以看出，這種球頂型揚(yáng)聲器的工作原理與前述紙盆揚(yáng)聲器相同，所不同的是其振膜為近似的半球形球面。為了改善聲壓頻響特性和指向特性，一般在振膜前面還裝有喉塞或擴(kuò)散器。根據(jù)振膜軟硬程度不同，可以分為軟球頂型揚(yáng)聲器和硬球頂型揚(yáng)聲器兩種。這兩種球頂型揚(yáng)聲器在設(shè)計(jì)時(shí)要求是不一樣的。對于硬球頂型揚(yáng)聲器而言，必須做到在相當(dāng)高的音頻段發(fā)聲振動時(shí)其振膜不能產(chǎn)生分割振動，而對軟球頂型揚(yáng)聲器而言，其振膜在產(chǎn)生分割振動時(shí)不應(yīng)出現(xiàn)單一共振，而應(yīng)出現(xiàn)分布的多共振。必須選用適當(dāng)?shù)恼硰椥圆牧虾臀暡牧蟻碜鳛檎衲さ淖枘岵牧?，以獲得平滑的頻響特性。這種揚(yáng)聲器的效率較低，但它的重放頻帶很寬，達(dá)400Hz—12kHz，而且指向特性均勻，瞬態(tài)特性良好。球頂形揚(yáng)聲器的特點(diǎn)是高頻特性很好，指向性較寬，工作時(shí)失真小，所以在高保真揚(yáng)聲器系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。鋁帶式揚(yáng)聲器：鋁帶式揚(yáng)聲器的工作原理與電動式揚(yáng)聲器相同，但用鋁帶來代替音圈和振動膜片。因?yàn)殇X帶極薄，其質(zhì)量極輕，故不需要作用力傳遞，它自己可以直接振動發(fā)聲，而且沒有空氣共振。所以這種揚(yáng)聲器的最高頻率響應(yīng)可高達(dá)200kHz其低頊端的頻率響應(yīng)約為2kHz左右可見這是一種理想的高音發(fā)聲單元。平膜揚(yáng)聲器：這種揚(yáng)聲器又叫全驅(qū)動式平膜揚(yáng)聲器，它的結(jié)構(gòu)比較新穎。它的音圈的制作不采用常規(guī)的方法將導(dǎo)線在骨架上繞制，而是在絕緣的振動膜片上采用真空鍍膜的方法先鍍上一層很薄的鋁膜，然后再用光刻的方法將其腐蝕成一個(gè)附在振膜上的平面線圈，這樣音圈和膜片是一個(gè)整體。再將這種振膜置于一個(gè)均勻的磁場中，就可構(gòu)成一個(gè)完整的平膜揚(yáng)聲器。這種結(jié)構(gòu)的揚(yáng)聲器由于其振膜的尺寸很小，重量也很輕，而且達(dá)到同相位驅(qū)動，所以它的高頻響應(yīng)非常平滑，而且可以展寬至40kHz以上。靜電揚(yáng)聲器：由靜電場產(chǎn)生機(jī)械力的原理制成的揚(yáng)聲器稱靜電揚(yáng)聲器。如果在一個(gè)固定電極和一個(gè)可動電極所組成的一個(gè)電容器上加上一個(gè)固定的直流電壓（即極化電壓）而在兩極之間產(chǎn)生一個(gè)恒定的靜電場的基礎(chǔ)上，再設(shè)法把音頻電壓也加到這個(gè)電容器的兩個(gè)極板上，那么音頻電壓所產(chǎn)生的交變電場將與原靜電場之間產(chǎn)生相互作用，出現(xiàn)一個(gè)與所加音頻電壓相對應(yīng)的交變力，而使得電極之間的距離產(chǎn)生變化?？蓜与姌O將隨著音頻電壓的變化產(chǎn)生振動而輻射聲波。這個(gè)可動的電極通常是在塑料膜片上噴鍍一層導(dǎo)電金屬制成。這種揚(yáng)聲器的高頻響應(yīng)可達(dá)20kHz，并且具有良好的瞬態(tài)響應(yīng)。揚(yáng)聲器:揚(yáng)聲器是-—種電聲轉(zhuǎn)換部件，它將聲音電信號轉(zhuǎn)換成聲音。從發(fā)展的歷史看，曾出現(xiàn)過各種各樣的揚(yáng)聲器，例如：電動式揚(yáng)聲器、電磁式揚(yáng)聲器（即舌簧揚(yáng)聲器）晶體揚(yáng)聲器、靜電揚(yáng)聲器等。電動式揚(yáng)聲器發(fā)聲原理是通過交變電流信號的線圈在磁場中運(yùn)動，使與音圈相連的振膜振動，從而牽扯連紙盆振動，再通過空氣介質(zhì)，將聲波傳送出去。電磁式揚(yáng)聲器發(fā)聲是靠通過以交變電流信號的線圈產(chǎn)生交變磁場，吸引排斥磁片，引起振膜、紙盆振動，再通過空氣介質(zhì)傳播聲音。晶體揚(yáng)聲器發(fā)聲是靠晶體片電伸縮效應(yīng)，引起膜片振動，再通過空氣介質(zhì)傳播聲音。靜電揚(yáng)聲器發(fā)聲是靠靜電積累的相吸相斥效應(yīng)，使振膜振動，再通過空氣介質(zhì)傳播聲音。在這些揚(yáng)聲器中，除電動式揚(yáng)聲器外，其他的揚(yáng)聲器都是因?yàn)檩椛渎曇舻念l率范圍窄，輻射聲功率小而被淘汰。剩下的電動式揚(yáng)聲器，由于其輻射頻率范圍可達(dá)整個(gè)音頻范圍，而且聲功率可以做到很大（可通過分頻段制作大功率揚(yáng)聲器，運(yùn)用組合發(fā)聲方法，形成全頻段放聲），因而得到了廣泛的使用。補(bǔ)充：發(fā)出聲音的并不只是紙盆，經(jīng)過幾次的磁感應(yīng)變換后發(fā)出的，例如小小的耳機(jī)的紙盆非常薄，非常小，但是仍然可以發(fā)出聲音，都是通過磁感應(yīng)完成的，現(xiàn)在的紙盆不只是紙做的，還有金屬和陶瓷，效果最好的當(dāng)然是金屬鈦，價(jià)格昂貴，我知道的差不多這些，不只明白了沒有。各種音量的平面揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)與一般的理解相反，平面揚(yáng)聲器既可以是一種產(chǎn)品面板，也可以是優(yōu)質(zhì)音源。關(guān)于如何再現(xiàn)聲音并同時(shí)提供封裝優(yōu)勢，要推翻已有80年歷史的傳統(tǒng)思想，可不是件容易的事情。自從ChesterWRic刮EdwardWKellogg于20世紀(jì)20年代中期在通用電氣公司發(fā)明動圈驅(qū)動部件以來，常規(guī)揚(yáng)聲器一直像活塞那樣工作。它們始終以這種方式工作，而不論它們的換能方法是電磁式，靜電式，或是壓電式。如同水中的槳一樣，它們借助較硬的振動膜使空氣運(yùn)動，并由此發(fā)出聲音。由于這個(gè)原因，多數(shù)揚(yáng)聲器驅(qū)動部件的振動膜是圓錐形，或者，在高頻揚(yáng)聲器中，是圓頂形，這使它們的剛度比您在平面型揚(yáng)聲器中輕松達(dá)到的剛度高得多（見附文《設(shè)計(jì)工具也很特殊》）。實(shí)際上，覆蓋低音和中音頻率的振動膜材料太軟，即使在圓錐形情況下也是如此，無法避免音頻工程師所說的“失控”，即振動膜褶曲。褶曲會導(dǎo)致共振，音頻業(yè)把這種情況看作是優(yōu)質(zhì)聲音再現(xiàn)的一大障礙。在過去50年，揚(yáng)聲器的發(fā)展一直是專注于共振的測量和抑制。然而，活塞式工作有一個(gè)明顯缺點(diǎn)。隨著頻率朝著空氣中的波長可與振動膜尺寸相比的點(diǎn)上升，并超越該點(diǎn)，聲音輸出變得越來越有方向性，并且揚(yáng)聲器開始“發(fā)射音束”。通過把振動膜做得足夠小，可以避免這個(gè)問題，但是，由于在20kHz（聲譜的額定高頻極值）時(shí)，空氣中的波長僅為17mm，這當(dāng)然太小了，無法在較低頻率時(shí)產(chǎn)生有用的輸出。為了產(chǎn)生特定的聲壓水平，振動膜的加速度必須是恒定的，意思就是頻率每減半一次，它的偏移量必須是原先的四倍。這個(gè)現(xiàn)象說明了為什么優(yōu)質(zhì)動圈式揚(yáng)聲器通常有兩個(gè)或更多驅(qū)動部件：一個(gè)大型低頻驅(qū)動器，它可以使足夠多的空氣運(yùn)動來再現(xiàn)低音；一個(gè)較小的高頻驅(qū)動器，由于其直徑較短，因此在高音區(qū)不會變得太有方向性。即使是這樣，由于兩種不需要的效應(yīng)，揚(yáng)聲器的方向性仍然會隨頻率而明顯變化。第一種效應(yīng)最明顯，它限制了聆聽區(qū)，該區(qū)域可保持預(yù)想音質(zhì)。高保真音響迷們從多年的音響調(diào)整經(jīng)驗(yàn)中熟悉了立體聲“最佳座位”概念，但是這個(gè)聲音最佳點(diǎn)概念并不能很好地用于聽音樂或電影，或其它多種在所有頻率都需要寬輸出范圍的應(yīng)用。在大型擴(kuò)音設(shè)備中，復(fù)雜的驅(qū)動部件陣列或特殊形狀的喇叭加載可以解決這個(gè)問題，但其體積太底大，價(jià)格太昂貴，無法普遍應(yīng)用。其次，非恒定的方向性意味著揚(yáng)聲器的“軸上壓力對頻率”響應(yīng)和“功率對頻率”響應(yīng)之間存在差別，它們是在大小為4n球面度的球體立體角上測量的。在正常的混響聆聽環(huán)境中，這種變化導(dǎo)致聽眾所聽到聲音的首先到達(dá)分量、早期反射分量和混響分量之間的聲譜差別，并且這些分量造成了聲染色。NXT公司克服了這個(gè)與頻率有關(guān)的方向性問題，并且還帶來了其它重要優(yōu)點(diǎn)。通過摒棄“必須避免共振”這一教條，該公司實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。NXT的聲音板通過激勵并利用共振，實(shí)現(xiàn)了自己的優(yōu)勢。它們的行為具有固有的模式性，這就是為什么它們的更正式名稱是DML（分布模式揚(yáng)聲器）。圖1，與常規(guī)的老牌揚(yáng)聲器^不同的是，DML方法在聲音板上的關(guān)鍵點(diǎn)使用激勵器，以便利用聲音板的自然共振模式（b。DML通過激勵并利用聲音板材料內(nèi)部的彎曲共振來工作（見附文《DML的歷史》）。通過在板的多個(gè)點(diǎn)放置一個(gè)或多個(gè)激勵器，可以給這些共振輸送能量，激勵器在此激勵聲音板的多種自然模式（見圖1）。聲音板縱橫比的最優(yōu)選擇確保了在很寬的帶寬上都具有良好的模式“填充”，并且，正確設(shè)定聲音板的彎曲剛度、單位面積質(zhì)量和內(nèi)部阻尼的大小，就能融合各種模式來產(chǎn)生近乎平坦的功率響應(yīng)曲線。早期的DML是平面矩形，但NXT公司已經(jīng)開發(fā)了多種方法來設(shè)計(jì)不同形狀和曲率的聲音板。DML聲音板展示了與活塞式揚(yáng)聲器不同的聲音行為，原因是它們在那些明顯高于聲音板基本彎曲模式的頻率上的振動具有十分復(fù)雜的準(zhǔn)隨機(jī)性。極其重要的是，DML一般并不隨頻率的提高而成束發(fā)射其輸出，相反，不論它們多大，它們實(shí)際上都保持恒定的、與頻率無關(guān)的寬方向性，使它們具有獨(dú)特的伸縮性。同樣，由于它們的振動具有復(fù)雜的性質(zhì)，這些聲音板還是散射聲輻射器，并且這種散射性減少了與房間邊界的消極互動（房間邊界起著聲鏡的作用）。在DML的商業(yè)潛力變清晰之后，VerityGrou立即在1996年成立了一家公司，就是現(xiàn)在的NXT公司，以便進(jìn)一步開發(fā)該技術(shù)，并把它授權(quán)給多種應(yīng)用。第一款配備NXT技術(shù)的產(chǎn)品是NEC公司于1997年在日本推出的一款筆記本電腦°NXT一直專注于通過基礎(chǔ)研究來擴(kuò)大其IP（知識產(chǎn)權(quán)）基礎(chǔ)，發(fā)展對被許可方的培訓(xùn)，并研制CAD工具，這些工具使被許可方能自主開發(fā)NXT產(chǎn)品。不過NXT位于英格蘭亨廷頓的技術(shù)中心也提供多種設(shè)計(jì)服務(wù)和原型開發(fā)服務(wù)。NXT起初是用不透明材料來制造其聲音板，但很快就發(fā)現(xiàn)，把DML技術(shù)延伸到透明塑料顯然將開創(chuàng)IP和產(chǎn)品潛力的新紀(jì)元。通過從透明聲音板的外圍驅(qū)動它，您可以把揚(yáng)聲器和顯示器的功能融合在一個(gè)元件里。SoundVu聲音板保持了DML工作的所有聲音優(yōu)點(diǎn)，而且它幾乎不占用空間，只是使顯示器的總厚度多了幾mm而已。用戶已經(jīng)把它建入了大大小小的系統(tǒng)中，從家庭多媒體中心一直到手機(jī)，在前種產(chǎn)品中，它把音頻源和視頻源放在同一個(gè)位置，而在后種產(chǎn)品中，把顯示器當(dāng)作揚(yáng)聲器既提高了音質(zhì)，又通過消除常規(guī)微型揚(yáng)聲器及其護(hù)柵，為產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)帶來了機(jī)會。更大的聲音板一般使用動圈式激勵器，但設(shè)計(jì)者們想要一種更緊湊、更高效的方案，用于空間寶貴的那些產(chǎn)品。為了使SoundVu適合這些緊湊的設(shè)備，NXT的科技人員開發(fā)了DMA（分布模式激勵器），這是一種獨(dú)特的壓電式激勵器，它是一種模塊型器件，就像它驅(qū)動的聲音板一樣。在比激勵器的基本彎曲共振頻率更高的共振頻率上操作激勵器，就回避了把位移器件（壓電式換能器）耦合到速度器件（NXT聲音板）這一困難，這種耦合一般需要使用大幅度均衡，并因此在低頻時(shí)需要很大的信號電壓能力。NXT揚(yáng)聲器的一個(gè)基本局限在于它們的工作頻率高于聲音板的基本彎曲共振頻率。大型聲音板的工作頻率可以低于100Hz，但較小的聲音板局限于相應(yīng)更高的頻率。因此，盡管在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，NXT聲音板的帶寬非常寬，一般超過8個(gè)八倍頻程，即2.4個(gè)十倍頻程，但經(jīng)常有必要在全程應(yīng)用中給它們搭配常規(guī)的低音揚(yáng)聲器或亞低音揚(yáng)聲器。NXT的科技人員早就意識到：如果單個(gè)聲音板能在低頻像活塞一樣工作，在高頻像DML一樣工作，那么他們就可以避免這種復(fù)雜局面，從而實(shí)現(xiàn)前所未有的帶寬，并保持很寬的聲音散射范圍。無縫地進(jìn)行這種移交是很困難的，但NXT兩年前成功地研制出這種活塞式/DML混合產(chǎn)品，即AFR（音頻全程）。NXT最近開發(fā)了直徑2.5英寸的Mini-AFR部件供人們在車上使用，它的工作帶寬是120Hz至20kHz以上，并且方向性非常寬，以至于您可以把它幾乎水平安裝在儀表板的頂部。即使車內(nèi)乘客的耳朵與該部件的前軸成80°至0°它仍然能為他們提供這么大的頻率范圍。如果是常規(guī)的驅(qū)動部件，您就無法實(shí)現(xiàn)相當(dāng)?shù)男阅?。利用該產(chǎn)品的外殼和前面板作為優(yōu)質(zhì)音源的能力并非只是理論練習(xí)。該技術(shù)的被許可方包括NEC、3M、AcerComputersDaimlerChrys、e血jitsuTenIntieiLGElectroni、cMatsushitaMEIPioneerSiemen、SonyEricssonMobileCommunicatiTDK和Visteqn并且許多產(chǎn)品已在商店銷售（見圖2）。圖2,NXT公司的DML方法不只是一個(gè)實(shí)驗(yàn)室概念，它已經(jīng)用在了商品化的消費(fèi)產(chǎn)品中，比如這臺膝上型電腦。附文：設(shè)計(jì)工具也很特殊由于NXT聲音板與活塞式揚(yáng)聲器的工作方式差別很大，因此常規(guī)的揚(yáng)聲器CAE工具在聲學(xué)設(shè)計(jì)過程中毫無幫助。NXT公司對DML振動行為的早期研究使用了FEA（有限元分析），并且對于需要異形聲音板的應(yīng)用，這種方法依然是最好的。然而，需要花很長時(shí)間來構(gòu)建和分EA模型，因此在多數(shù)情況下，這種方法并不實(shí)用，即使想使用它的XT被許可方具有必要的專業(yè)知識。圖3,對于設(shè)計(jì)和評價(jià)針對某套材料、尺寸和配置的DML設(shè)計(jì)而言，PanSys設(shè)計(jì)和評價(jià)工具起著關(guān)鍵作用。為了滿足這些需要，NXT開發(fā)了多種專用的CAE設(shè)計(jì)工具，其中最重要的就是PanSys（圖3）。PanSys使設(shè)計(jì)人員能夠在拖放環(huán)境中構(gòu)建虛擬聲音板，然后，它迅速而準(zhǔn)確地仿真它們的性能。輸出包括“聲音板聲功率對頻率響應(yīng)”和“電阻抗對頻率”。最重要的是，PanSys包含一個(gè)數(shù)據(jù)庫，內(nèi)容是認(rèn)可的聲音板材料和激勵器，它們已全部由NXT的技術(shù)中心做了測試，以確保仿真的準(zhǔn)確性。就聲音板材料而言，測試涉及利用激光干涉計(jì)來確定動態(tài)剛度和阻尼值。如果剛度和阻尼與頻率有關(guān)，那么您還可以建立這種行為的模型。PanSys提取激勵器的各項(xiàng)機(jī)電參數(shù)。NXT虛擬原型開發(fā)技術(shù)的新成員幫助更快地試驗(yàn)不同大小、形狀和構(gòu)造的聲音板。一旦規(guī)定了聲音板的尺寸和形狀一一在某一尺度是平坦的或彎曲的一一您就可以從下拉菜單選擇邊界條件，并定義聲音板材料的關(guān)鍵物理屬性?？梢栽陉P(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫中找到材料屬性，可以直接使用它們，或通過一個(gè)復(fù)合模塊來使用，該模塊能處理多層材料。然后，該工具生成各種形式的模型信息，包括聲音板振動周線。您可以查看仿真的功率響應(yīng)和驅(qū)動圖，該驅(qū)動圖幫助確定最佳的激勵器位置。一旦您確定了有前途的聲音板設(shè)計(jì)，您就可以利?Sys來更充分地建立它們的模型。該仿真工具從經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來計(jì)算材料屬性。一個(gè)相關(guān)的模塊分析激光振動計(jì)模式數(shù)據(jù)，來推斷受測聲音板的褶曲模量、切變模量和泊松比值，運(yùn)用各種方法來為PanSys的數(shù)據(jù)庫量化聲音板材料的動態(tài)屬性。它能描述均勻聲音板材料和多層聲音板材料的特征，包括具有非均質(zhì)外皮的多層構(gòu)造。一旦您設(shè)計(jì)出了原型聲音板，這些工具通過實(shí)時(shí)卷積計(jì)算出的聲音板的脈沖響應(yīng)和任何需要的聲音文件，使您能仿真聲音板的聲音再現(xiàn)。因此，您能夠在不構(gòu)建聲音板的情況下，準(zhǔn)確評價(jià)它的音質(zhì)。您是在軟件中進(jìn)行卷積處理，因此該模塊可以工作在任何配有聲卡的電腦主機(jī)上。附文：DML的歷史DML（分布模式揚(yáng)聲器）技術(shù)在20世紀(jì)90年代初期開始出現(xiàn)，當(dāng)時(shí)是作為英國DERA（國防評估與研究署）即現(xiàn)在的QinetiQ的研究項(xiàng)目。研究目的是降低軍用飛機(jī)中的內(nèi)部噪聲水平。作為研究的一部分，DERA的科學(xué)家們嘗試用高剛度多層材料作為座艙的內(nèi)襯，但他們發(fā)現(xiàn)：它們不但沒有降低噪聲水平，反而使它升高了。由于該效應(yīng)可能對揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)具有重要意義，因此他們申請了一項(xiàng)投機(jī)性專利。DERA本身既沒有資源也沒有經(jīng)驗(yàn)來開發(fā)這種應(yīng)用，因此它打廣告尋找音頻業(yè)的合作伙伴，把該專利授權(quán)出去。這則廣告引起了VerityGrou的FaradAzima的注意，他最初在1994年取得了一份非獨(dú)占許可證，把初始研發(fā)工作委托給了VerityLahs后者在為MissionElectron公司設(shè)計(jì)常規(guī)揚(yáng)聲器方面擁有相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn)。在這個(gè)初期階段，科學(xué)家們幾乎不了解后來被稱作DML的技術(shù)是如何工作的，并且原型產(chǎn)品遠(yuǎn)遠(yuǎn)不具備商業(yè)可行性。第一步是確定聲音板的振動行為，然后建立這種行為的數(shù)據(jù)模型，這樣他們可以優(yōu)化它的物理屬性和激勵方法。提供各種音量的平面揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)與一般的理解相反，平面揚(yáng)聲器既可以是一種產(chǎn)品面板，也可以是優(yōu)質(zhì)音源。關(guān)于如何再現(xiàn)聲音并同時(shí)提供封裝優(yōu)勢，要推翻已有80年歷史的傳統(tǒng)思想，可不是件容易的事情。自從ChesterWRic刮EdwardWKellogg于20世紀(jì)20年代中期在通用電氣公司發(fā)明動圈驅(qū)動部件以來，常規(guī)揚(yáng)聲器一直像活塞那樣工作。它們始終以這種方式工作，而不論它們的換能方法是電磁式，靜電式，或是壓電式。如同水中的槳一樣，它們借助較硬的振動膜使空氣運(yùn)動，并由此發(fā)出聲音。由于這個(gè)原因，多數(shù)揚(yáng)聲器驅(qū)動部件的振動膜是圓錐形，或者，在高頻揚(yáng)聲器中，是圓頂形，這使它們的剛度比您在平面型揚(yáng)聲器中輕松達(dá)到的剛度高得多（見附文《設(shè)計(jì)工具也很特殊》）。實(shí)際上，覆蓋低音和中音頻率的振動膜材料太軟，即使在圓錐形情況下也是如此，無法避免音頻工程師所說的“失控”，即振動膜褶曲。褶曲會導(dǎo)致共振，音頻業(yè)把這種情況看作是優(yōu)質(zhì)聲音再現(xiàn)的一大障礙。在過去50年，揚(yáng)聲器的發(fā)展一直是專注于共振的測量和抑制。然而，活塞式工作有一個(gè)明顯缺點(diǎn)。隨著頻率朝著空氣中的波長可與振動膜尺寸相比的點(diǎn)上升，并超越該點(diǎn)，聲音輸出變得越來越有方向性，并且揚(yáng)聲器開始“發(fā)射音束”。通過把振動膜做得足夠小，可以避免這個(gè)問題，但是，由于在20kHz（聲譜的額定高頻極值）時(shí)，空氣中的波長僅為17mm，這當(dāng)然太小了，無法在較低頻率時(shí)產(chǎn)生有用的輸出。為了產(chǎn)生特定的聲壓水平，振動膜的加速度必須是恒定的，意思就是頻率每減半一次，它的偏移量必須是原先的四倍。這個(gè)現(xiàn)象說明了為什么優(yōu)質(zhì)動圈式揚(yáng)聲器通常有兩個(gè)或更多驅(qū)動部件：一個(gè)大型低頻驅(qū)動器，它可以使足夠多的空氣運(yùn)動來再現(xiàn)低音；一個(gè)較小的高頻驅(qū)動器，由于其直徑較短，因此在高音區(qū)不會變得太有方向性。即使是這樣，由于兩種不需要的效應(yīng)，揚(yáng)聲器的方向性仍然會隨頻率而明顯變化。第一種效應(yīng)最明顯，它限制了聆聽區(qū)，該區(qū)域可保持預(yù)想音質(zhì)。高保真音響迷們從多年的音響調(diào)整經(jīng)驗(yàn)中熟悉了立體聲“最佳座位”概念，但是這個(gè)聲音最佳點(diǎn)概念并不能很好地用于聽音樂或電影，或其它多種在所有頻率都需要寬輸出范圍的應(yīng)用。在大型擴(kuò)音設(shè)備中，復(fù)雜的驅(qū)動部件陣列或特殊形狀的喇叭加載可以解決這個(gè)問題，但其體積太底大，價(jià)格太昂貴，無法普遍應(yīng)用。其次，非恒定的方向性意味著揚(yáng)聲器的“軸上壓力對頻率”響應(yīng)和“功率對頻率”響應(yīng)之間存在差別，它們是在大小為4n球面度的球體立體角上測量的。在正常的混響聆聽環(huán)境中，這種變化導(dǎo)致聽眾所聽到聲音的首先到達(dá)分量、早期反射分量和混響分量之間的聲譜差別，并且這些分量造成了聲染色。NXT公司克服了這個(gè)與頻率有關(guān)的方向性問題，并且還帶來了其它重要優(yōu)點(diǎn)。通過摒棄“必須避免共振”這一教條，該公司實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。NXT的聲音板通過激勵并利用共振，實(shí)現(xiàn)了自己的優(yōu)勢。它們的行為具有固有的模式性，這就是為什么它們的更正式名稱是DML（分布模式揚(yáng)聲器）。圖1,與常規(guī)的老牌揚(yáng)聲器（a不同的是，DML方法在聲音板上的關(guān)鍵點(diǎn)使用激勵器，以便利用聲音板的自然共振模式（b。DML通過激勵并利用聲音板材料內(nèi)部的彎曲共振來工作（見附文《DML的歷史》）。通過在板的多個(gè)點(diǎn)放置一個(gè)或多個(gè)激勵器，可以給這些共振輸送能量，激勵器在此激勵聲音板的多種自然模式（見圖1）。聲音板縱橫比的最優(yōu)選擇確保了在很寬的帶寬上都具有良好的模式“填充”，并且，正確設(shè)定聲音板的彎曲剛度、單位面積質(zhì)量和內(nèi)部阻尼的大小，就能融合各種模式來產(chǎn)生近乎平坦的功率響應(yīng)曲線。早期的DML是平面矩形，但NXT公司已經(jīng)開發(fā)了多種方法來設(shè)計(jì)不同形狀和曲率的聲音板。DML聲音板展示了與活塞式揚(yáng)聲器不同的聲音行為，原因是它們在那些明顯高于聲音板基本彎曲模式的頻率上的振動具有十分復(fù)雜的準(zhǔn)隨機(jī)性。極其重要的是，DML一般并不隨頻率的提高而成束發(fā)射其輸出，相反，不論它們多大，它們實(shí)際上都保持恒定的、與頻率無關(guān)的寬方向性，使它們具有獨(dú)特的伸縮性。同樣，由于它們的振動具有復(fù)雜的性質(zhì)，這些聲音板還是散射聲輻射器，并且這種散射性減少了與房間邊界的消極互動（房間邊界起著聲鏡的作用）。在DML的商業(yè)潛力變清晰之后，VerityGrou立即在1996年成立了一家公司，就是現(xiàn)在的NXT公司，以便進(jìn)一步開發(fā)該技術(shù)，并把它授權(quán)給多種應(yīng)用。第一款配備NXT技術(shù)的產(chǎn)品是NEC公司于1997年在日本推出的一款筆記本電腦。NXT一直專注于通過基礎(chǔ)研究來擴(kuò)大其IP（知識產(chǎn)權(quán)）基礎(chǔ)，發(fā)展對被許可方的培訓(xùn)，并研制CAD工具，這些工具使被許可方能自主開發(fā)NXT產(chǎn)品。不過NXT位于英格蘭亨廷頓的技術(shù)中心也提供多種設(shè)計(jì)服務(wù)和原型開發(fā)服務(wù)。NXT起初是用不透明材料來制造其聲音板，但很快就發(fā)現(xiàn)，把DML技術(shù)延伸到透明塑料顯然將開創(chuàng)IP和產(chǎn)品潛力的新紀(jì)元。通過從透明聲音板的外圍驅(qū)動它，您可以把揚(yáng)聲器和顯示器的功能融合在一個(gè)元件里。SoundVu聲音板保持了DML工作的所有聲音優(yōu)點(diǎn)，而且它幾乎不占用空間，只是使顯示器的總厚度多了幾mm而已。用戶已經(jīng)把它建入了大大小小的系統(tǒng)中，從家庭多媒體中心一直到手機(jī)，在前種產(chǎn)品中，它把音頻源和視頻源放在同一個(gè)位置，而在后種產(chǎn)品中，把顯示器當(dāng)作揚(yáng)聲器既提高了音質(zhì)，又通過消除常規(guī)微型揚(yáng)聲器及其護(hù)柵，為產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)帶來了機(jī)會。更大的聲音板一般使用動圈式激勵器，但設(shè)計(jì)者們想要一種更緊湊、更高效的方案，用于空間寶貴的那些產(chǎn)品。為了使SoundVu適合這些緊湊的設(shè)備，NXT的科技人員開發(fā)了DMA（分布模式激勵器），這是一種獨(dú)特的壓電式激勵器，它是一種模塊型器件，就像它驅(qū)動的聲音板一樣。在比激勵器的基本彎曲共振頻率更高的共振頻率上操作激勵器，就回避了把位移器件（壓電式換能器）耦合到速度器件（NXT聲音板）這一困難，這種耦合一般需要使用大幅度均衡，并因此在低頻時(shí)需要很大的信號電壓能力。nxt揚(yáng)聲器的一個(gè)基本局限在于它們的工作頻率高于聲音板的基本彎曲共振頻率。大型聲音板的工作頻率可以低于100Hz，但較小的聲音板局限于相應(yīng)更高的頻率。因此，盡管在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，NXT聲音板的帶寬非常寬，一般超過8個(gè)八倍頻程，即2.4個(gè)十倍頻程，但經(jīng)常有必要在全程應(yīng)用中給它們搭配常規(guī)的低音揚(yáng)聲器或亞低音揚(yáng)聲器。NXT的科技人員早就意識到：如果單個(gè)聲音板能在低頻像活塞一樣工作，在高頻像DML一樣工作，那么他們就可以避免這種復(fù)雜局面，從而實(shí)現(xiàn)前所未有的帶寬，并保持很寬的聲音散射范圍。與一般的理解相反，平面揚(yáng)聲器既可以是一種產(chǎn)品面板，也可以是優(yōu)質(zhì)音源。關(guān)于如何再現(xiàn)聲音并同時(shí)提供封裝優(yōu)勢，要推翻已有80年歷史的傳統(tǒng)思想，可不是件容易的事情。自從ChesterWRic刮EdwardWKellogg于20世紀(jì)20年代中期在通用電氣公司發(fā)明動圈驅(qū)動部件以來，常規(guī)揚(yáng)聲器一直像活塞那樣工作。它們始終以這種方式工作，而不論它們的換能方法是電磁式，靜電式，或是壓電式。如同水中的槳一樣，它們借助較硬的振動膜使空氣運(yùn)動，并由此發(fā)出聲音。由于這個(gè)原因，多數(shù)揚(yáng)聲器驅(qū)動部件的振動膜是圓錐形，或者，在高頻揚(yáng)聲器中，是圓頂形，這使它們的剛度比您在平面型揚(yáng)聲器中輕松達(dá)到的剛度高得多（見附文《設(shè)計(jì)工具也很特殊》）。實(shí)際上，覆蓋低音和中音頻率的振動膜材料太軟，即使在圓錐形情況下也是如此，無法避免音頻工程師所說的“失控”，即振動膜褶曲。褶曲會導(dǎo)致共振，音頻業(yè)把這種情況看作是優(yōu)質(zhì)聲音再現(xiàn)的一大障礙。在過去50年，揚(yáng)聲器的發(fā)展一直是專注于共振的測量和抑制。然而，活塞式工作有一個(gè)明顯缺點(diǎn)。隨著頻率朝著空氣中的波長可與振動膜尺寸相比的點(diǎn)上升，并超越該點(diǎn)，聲音輸出變得越來越有方向性，并且揚(yáng)聲器開始“發(fā)射音束”。通過把振動膜做得足夠小，可以避免這個(gè)問題，但是，由于在20kHz（聲譜的額定高頻極值）時(shí)，空氣中的波長僅為17mm，這當(dāng)然太小了，無法在較低頻率時(shí)產(chǎn)生有用的輸出。為了產(chǎn)生特定的聲壓水平，振動膜的加速度必須是恒定的，意思就是頻率每減半一次，它的偏移量必須是原先的四倍。這個(gè)現(xiàn)象說明了為什么優(yōu)質(zhì)動圈式揚(yáng)聲器通常有兩個(gè)或更多驅(qū)動部件：一個(gè)大型低頻驅(qū)動器，它可以使足夠多的空氣運(yùn)動來再現(xiàn)低音；一個(gè)較小的高頻驅(qū)動器，由于其直徑較短，因此在高音區(qū)不會變得太有方向性。即使是這樣，由于兩種不需要的效應(yīng)，揚(yáng)聲器的方向性仍然會隨頻率而明顯變化。第一種效應(yīng)最明顯，它限制了聆聽區(qū)，該區(qū)域可保持預(yù)想音質(zhì)。高保真音響迷們從多年的音響調(diào)整經(jīng)驗(yàn)中熟悉了立體聲“最佳座位”概念，但是這個(gè)聲音最佳點(diǎn)概念并不能很好地用于聽音樂或電影，或其它多種在所有頻率都需要寬輸出范圍的應(yīng)用。在大型擴(kuò)音設(shè)備中，復(fù)雜的驅(qū)動部件陣列或特殊形狀的喇叭加載可以解決這個(gè)問題，但其體積太底大，價(jià)格太昂貴，無法普遍應(yīng)用。其次，非恒定的方向性意味著揚(yáng)聲器的“軸上壓力對頻率”響應(yīng)和“功率對頻率”響應(yīng)之間存在差別，它們是在大小為4n球面度的球體立體角上測量的。在正常的混響聆聽環(huán)境中，這種變化導(dǎo)致聽眾所聽到聲音的首先到達(dá)分量、早期反射分量和混響分量之間的聲譜差別，并且這些分量造成了聲染色。nxt公司克服了這個(gè)與頻率有關(guān)的方向性問題，并且還帶來了其它重要優(yōu)點(diǎn)。通過摒棄“必須避免共振”這一教條，該公司實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。NXT的聲音板通過激勵并利用共振，實(shí)現(xiàn)了自己的優(yōu)勢。它們的行為具有固有的模式性，這就是為什么它們的更正式名稱是DML（分布模式揚(yáng)聲器）。圖1,與常規(guī)的老牌揚(yáng)聲器（a不同的是，DML方法在聲音板上的關(guān)鍵點(diǎn)使用激勵器，以便利用聲音板的自然共振模式（b。DML通過激勵并利用聲音板材料內(nèi)部的彎曲共振來工作（見附文《DML的歷史》）。通過在板的多個(gè)點(diǎn)放置一個(gè)或多個(gè)激勵器，可以給這些共振輸送能量，激勵器在此激勵聲音板的多種自然模式（見圖1）。聲音板縱橫比的最優(yōu)選擇確保了在很寬的帶寬上都具有良好的模式“填充”，并且，正確設(shè)定聲音板的彎曲剛度、單位面積質(zhì)量和內(nèi)部阻尼的大小，就能融合各種模式來產(chǎn)生近乎平坦的功率響應(yīng)曲線。早期的DML是平面矩形，但NXT公司已經(jīng)開發(fā)了多種方法來設(shè)計(jì)不同形狀和曲率的聲音板。DML聲音板展示了與活塞式揚(yáng)聲器不同的聲音行為，原因是它們在那些明顯高于聲音板基本彎曲模式的頻率上的振動具有十分復(fù)雜的準(zhǔn)隨機(jī)性。極其重要的是，DML一般并不隨頻率的提高而成束發(fā)射其輸出，相反，不論它們多大，它們實(shí)際上都保持恒定的、與頻率無關(guān)的寬方向性，使它們具有獨(dú)特的伸縮性。同樣，由于它們的振動具有復(fù)雜的性質(zhì)，這些聲音板還是散射聲輻射器，并且這種散射性減少了與房間邊界的消極互動（房間邊界起著聲鏡的作用）。在DML的商業(yè)潛力變清晰之后，VerityGrou立即在1996年成立了一家公司，就是現(xiàn)在的NXT公司，以便進(jìn)一步開發(fā)該技術(shù)，并把它授權(quán)給多種應(yīng)用。第一款配備NXT技術(shù)的產(chǎn)品是NEC公司于1997年在日本推出的一款筆記本電腦。NXT一直專注于通過基礎(chǔ)研究來擴(kuò)大其IP（知識產(chǎn)權(quán)）基礎(chǔ)，發(fā)展對被許可方的培訓(xùn)，并研制CAD工具，這些工具使被許可方能自主開發(fā)NXT產(chǎn)品。不過NXT位于英格蘭亨廷頓的技術(shù)中心也提供多種設(shè)計(jì)服務(wù)和原型開發(fā)服務(wù)。NXT起初是用不透明材料來制造其聲音板，但很快就發(fā)現(xiàn)，把DML技術(shù)延伸到透明塑料顯然將開創(chuàng)IP和產(chǎn)品潛力的新紀(jì)元。通過從透明聲音板的外圍驅(qū)動它，您可以把揚(yáng)聲器和顯示器的功能融合在一個(gè)元件里。SoundVu聲音板保持了DML工作的所有聲音優(yōu)點(diǎn)，而且它幾乎不占用空間，只是使顯示器的總厚度多了幾mm而已。用戶已經(jīng)把它建入了大大小小的系統(tǒng)中，從家庭多媒體中心一直到手機(jī)，在前種產(chǎn)品中，它把音頻源和視頻源放在同一個(gè)位置，而在后種產(chǎn)品中，把顯示器當(dāng)作揚(yáng)聲器既提高了音質(zhì)，又通過消除常規(guī)微型揚(yáng)聲器及其護(hù)柵，為產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)帶來了機(jī)會。更大的聲音板一般使用動圈式激勵器，但設(shè)計(jì)者們想要一種更緊湊、更高效的方案，用于空間寶貴的那些產(chǎn)品。為了使SoundVu適合這些緊湊的設(shè)備，NXT的科技人員開發(fā)了DMA（分布模式激勵器），這是一種獨(dú)特的壓電式激勵器，它是一種模塊型器件，就像它驅(qū)動的聲音板一樣。在比激勵器的基本彎曲共振頻率更高的共振頻率上操作激勵器，就回避了把位移器件（壓電式換能器）耦合到速度器件（NXT聲音板）這一困難，這種耦合一般需要使用大幅度均衡，并因此在低頻時(shí)需要很大的信號電壓能力。NXT揚(yáng)聲器的一個(gè)基本局限在于它們的工作頻率高于聲音板的基本彎曲共振頻率。大型聲音板的工作頻率可以低于100Hz，但較小的聲音板局限于相應(yīng)更高的頻率。因此，盡管在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，NXT聲音板的帶寬非常寬，一般超過8個(gè)八倍頻程，即2.4個(gè)十倍頻程，但經(jīng)常有必要在全程應(yīng)用中給它們搭配常規(guī)的低音揚(yáng)聲器或亞低音揚(yáng)聲器。NXT的科技人員早就意識到：如果單個(gè)聲音板能在低頻像活塞一樣工作，在高頻像DML一樣工作，那么他們就可以避免這種復(fù)雜局面，從而實(shí)現(xiàn)前所未有的帶寬，并保持很寬的聲音散射范圍。揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)入門之一揚(yáng)聲器常用國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9396-1996《揚(yáng)聲器主要性能測試方法》GB/T9397-1996《直接輻射式電動揚(yáng)聲器通用規(guī)范》GB9400-88《直接輻射式揚(yáng)聲器尺寸》。GB7313-87《高保真揚(yáng)聲器系統(tǒng)最低性能要求及測量方法》GB12058-89《揚(yáng)聲器聽音試驗(yàn)》揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)入門之二揚(yáng)聲器主要電聲特性額定阻抗Znom總品質(zhì)因數(shù)Qts等效容積Vas共振頻率Fo額定正弦功率Psin額定噪聲功率Pnom長期最大功率Pmax額定頻率范圍Fo-Fh平均聲壓級SPL還有總諧波失真.衡量揚(yáng)聲器性能參數(shù)的指標(biāo)還有很多,如指向性、瞬態(tài)響應(yīng)等，設(shè)計(jì)可能就不是入門水平能勝任的了！還有漏磁,定量設(shè)計(jì)比較困難！能用公式計(jì)算的參數(shù)不是很多！額定頻率范圍Fo-Fh沒說明是怎么規(guī)定的，但一般揚(yáng)聲器不是音箱，也不是中高音）是從Fo算起的，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)（非高保真）按T0dB算.揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)入門之三1.1磁路設(shè)計(jì)的目的與方法磁路設(shè)計(jì)的目的主要有兩種：一是給定磁體規(guī)格已知材料性能和尺寸)設(shè)計(jì)出磁路結(jié)構(gòu)，使其工作氣隙磁感應(yīng)密度Bg值為最大,Bg值的大小對揚(yáng)聲器的靈敏度及電氣品質(zhì)因數(shù)Qes影響很大；二是給定Bg值，設(shè)計(jì)出磁路結(jié)構(gòu)，使所用磁體尺寸為最小，從而達(dá)到節(jié)約成本的目的。磁路設(shè)計(jì)的方法有多種，這里采用的是經(jīng)驗(yàn)公式法。1.2磁路設(shè)計(jì)基本公式Kf*Bg*Sg=Bd*Sm(1)Kr*Hg*Lg=Hd*Lm(2)相關(guān)說明如下：Bg：工作氣隙中的磁感應(yīng)密度Bd:磁體內(nèi)部的磁感應(yīng)密度Sg：工作氣隙截面積Sm:磁體截面積Kf：漏磁系數(shù)(總磁通與工作氣隙磁通之比)Hg：工作氣隙中的磁場強(qiáng)度Hd:磁體內(nèi)部的磁場強(qiáng)度Lg：工作氣隙寬度Lm：磁體高度Kr：漏磁阻系數(shù)(總磁阻與工作氣隙磁阻之比)這里所有單位均采用國際單位制,即千克、米、秒制。1.3-些參數(shù)的選取與設(shè)定對于內(nèi)磁結(jié)構(gòu)的磁路:Kr=1.1~1?5Kf=1.8~2.5導(dǎo)磁板厚度:Tp=5*Lg導(dǎo)磁板直徑:Dp=4.1*Tp對于外磁結(jié)構(gòu)的磁路:Kr=1.1~1.5Kf=2.0~4.0華司厚度:Tp=5*Lg中柱外徑:Dp=4.3*Tp華司外徑=磁體外徑襁體厚度/2Sg=n*(Dp+Lg)*TpBg=〃。*Hg(3)Ao=4n*10-7H/m為真空磁導(dǎo)率.根據(jù)磁體材料退磁曲線和最大磁能積曲線，可以確定最佳工作點(diǎn)的Bd和Hd值,在此工作點(diǎn),磁體體積最小(給定Bg值時(shí))工作氣隙中的磁感應(yīng)密度最大給定磁體尺寸時(shí))。Bg2=(〃*Sm*Lm*Bd*Hd)/(Kr*Kf*Sg*Lg)(4)o1.4磁路設(shè)計(jì)的驗(yàn)證選擇了一種磁路結(jié)構(gòu)后，驗(yàn)證很方便，只需將磁路充磁，測量其工作氣隙中的磁感應(yīng)密度Bg就行。磁感應(yīng)密度Bg的測量方法有兩種:一是用帶超薄霍爾探頭的特斯拉計(jì)高斯計(jì)）直接測量；二是用帶標(biāo)準(zhǔn)線圈的韋伯表（磁通表）測量磁通饑然后換算成磁感應(yīng)密度，Bg=?/S這里的S為標(biāo)準(zhǔn)線圈在磁場中切割磁力線的有效面積。磁感應(yīng)密度Bg的測量方法有兩種:一是用帶超薄霍爾探頭的特斯拉計(jì)高斯計(jì)）直接測量；二是用帶標(biāo)準(zhǔn)線圈的韋伯表（磁通表）測量磁通饑然后換算成磁感應(yīng)密度，Bg=?/S這里的S為標(biāo)準(zhǔn)線圈在磁場中切割磁力線的有效面積。建議首選第二種方法，很精確.KfBgSg=BmSm要命的是Kf,資料上說Kf在2到4之間已經(jīng)差了兩倍Kf兩倍的誤差放到Bg上就是100%的誤差并且Kf是不是在2--4之間鬼才知道，說不定是2到10呢.不是說公式不對，是不符合實(shí)用,用這種公式我曾算出外徑80x40x15mm的磁體（Y35就可以得到1.2T的磁束有點(diǎn)常識的就能明白這可能嗎揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)入門之四1音圈主要參數(shù)設(shè)計(jì)音圈的直流電阻Re一般要預(yù)先設(shè)定，或按額定阻抗Znom確定：Znom=(1.05?1.10)*Re音圈的直徑Dvc根據(jù)磁路結(jié)構(gòu)確定，同時(shí)要考慮功率承受能力以及揚(yáng)聲器的靈敏度、品質(zhì)因數(shù)等電聲參數(shù)。音圈直徑太小，則其功率承受能力必然有限,因?yàn)榫€徑?jīng)Q定了其允許通過的電流大小，同時(shí)T鐵中柱太小又影響到其散熱能力；音圈直徑太大，則導(dǎo)致其質(zhì)量加重，同時(shí)Bg值下降,從而導(dǎo)致靈敏度降低，并且增加了材料成本。音圈的卷寬Tvc亦需根據(jù)磁路結(jié)構(gòu)確定，同時(shí)也要考慮功率承受能力以及揚(yáng)聲器的靈敏度、品質(zhì)因數(shù)、最大振幅、失真等電聲參數(shù)。一般低音單元均采取長音圈結(jié)構(gòu)，即音圈卷寬Tvc=(1.4?3.0)*唳!有最大線性振幅Xmax=(Tvc-Tp)/2=(0.2?1.0)*可見大功率大口徑揚(yáng)聲器的音圈卷寬及華司厚度均需較大。根據(jù)導(dǎo)線的電阻率或電阻系數(shù)及所需直流電阻,可以很容易地算出音圈線長Lvc=Re/電阻系數(shù)，則繞線圈數(shù)n=Lvc/￡*(Dvc+2*＜架厚度+層數(shù)*線徑)］卷寬Tvc=n*1.03線徑/層數(shù)，此處線徑指導(dǎo)線的最大外徑。2音圈材料性能與選擇2.1音圈骨架材料常見的有牛皮紙(KraftPaper杜拉鋁(AluminiumDuralum、nNOMEX、TIL、KAPTON等。主要特性如下：牛皮紙(KraftPaper)采用最高連續(xù)工作溫度180oC的電纜紙牛皮紙)，其特點(diǎn)為質(zhì)輕、絕緣好、價(jià)格低廉。其厚度有：0.03).05).07).1(0.13).17杜拉鋁(AluminiumDuralumin)采用加以表面硬化及清潔處理的合金鋁箔，最高連續(xù)工作溫度200oC，具有耐高溫、強(qiáng)度高等特點(diǎn)。鋁箔有黑、白兩種，黑色鋁箔更具有絕緣性能佳、傳熱快等優(yōu)點(diǎn)。其厚度有：0.03).04).05).07).08).1(0.12NOMEX采用芳香族聚酰亞胺制成箔膜，最高工作溫度300oC，具有絕緣、質(zhì)輕、耐高溫、粘接力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。用它制成的揚(yáng)聲器音色柔和圓潤、悅耳動聽。其厚度有：0.03).05).08).12TIL采用玻璃纖維為基材，上面加聚酰亞胺合成，最高連續(xù)工作溫度230oC，其特點(diǎn)為耐高溫、材料強(qiáng)度高、剛性好、不易變形。KAPTON采用聚酰亞胺箔膜，最高連續(xù)工作溫度220oC，具有絕緣、質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐高溫、不易燃燒等特點(diǎn)。KAPTON有褐色、黑色兩種，黑色KAPTON還有散熱快、表面硬度高等優(yōu)點(diǎn)。2.2導(dǎo)線材料常見的有LOCK線、SV線、CCAW（銅包鋁線）、扁線等，其主要特性如下:LOCK線使用溫度在140C，為溶劑型，一般用于小型低功率揚(yáng)聲器。SL線使用溫度在200&，為溶劑型，特點(diǎn)為固化后粘接性能很強(qiáng)，是音圈生產(chǎn)中最常用的線種之一。CCAS__（銅包鋁線）比銅線質(zhì)輕、比鋁線導(dǎo)電率高且拉力強(qiáng)，其高頻時(shí)阻抗與銅線相仿，用它制成的揚(yáng)聲器瞬態(tài)特性好、靈敏度高，是高靈敏度揚(yáng)聲器中常采用的材料。扁線磁場利用率較圓線大（圓線磁場利用率為78%?91%,扁線為96%），特點(diǎn)為換能效率高，適于制作大功率揚(yáng)聲器，扁鋁線更常用于專業(yè)揚(yáng)聲器（大功率、高靈敏度）。音圈所用膠水的耐溫性能也需考慮，還有磁液的應(yīng)用等！卷寬Tvc=n*1.03線徑扈數(shù)小聲地問一下，這個(gè)1,03是經(jīng)驗(yàn)值嗎？關(guān)于聚酰亞胺箔膜的制造方法/1.03系數(shù)應(yīng)是經(jīng)驗(yàn)值，因?yàn)榫€與線之間一定會有間隙！榻馨器常用引富泉：表面處理WAX處理能將單線之間粘緊，使錦絲線整體運(yùn)動，可以起到增強(qiáng)度、易定型、除雜音、不打火花、抗氧化、易助焊、不虛焊等作用。編織類辮壯結(jié)構(gòu)，單線之間相互支撐，故線較硬，適合于端子板和紙盆之間距離較遠(yuǎn)、功率較大的喇叭。絞線類普遍較軟，容易打壓彈波。直絞線為單線直接結(jié)合，如HG4KNHJ、HG7KNHJ該直絞線較軟，不適合長距離使用，只適合小功率揚(yáng)聲器。復(fù)絞線是先4股單線向左絞，后再3根4股向右絞，如HG3X4KNHJ、HG4X4KNHJ在左右方向復(fù)絞時(shí)有相互的支撐，有一定的硬度，適合于中性距離的中檔功率喇叭使用。2C直絞線2C、3C直絞線是單線心線較粗，強(qiáng)度高，再用2層或3層的合金銅箔包繞，銅箔層層相壓，相互保護(hù)。如HG2C3KNHJ、HG2C4KNHJ、HG2C7KNHJ、HG3C7KNHJ有強(qiáng)大的耐屈性能，用于大功率和超重低音及震幅較大的喇叭。鼓紙振動板)鼓紙?zhí)匦灾苯佑绊懼鴵P(yáng)聲器各種電聲參數(shù)、音質(zhì)和使用壽命。鼓紙的性能主要取決于使用材料、設(shè)計(jì)形狀、制造工藝等。鼓紙材料一般要求具有下述三種基本特性：質(zhì)量要輕，即要求材料密度要小，這可以提高揚(yáng)聲器的效率、同時(shí)改善瞬態(tài)特性。強(qiáng)度要高，即要求材料楊氏模量E要大，這可以改進(jìn)揚(yáng)聲器的效率、瞬態(tài)特性，拓寬高頻響應(yīng)。阻尼適當(dāng)，即要求材料內(nèi)部損耗適中，這可以有效地抑制分割振動，藉以降低高頻共振的峰谷，使頻率響應(yīng)平坦、過渡特性良好，同時(shí)改善失真。錐盆常用的鼓紙材料有紙、聚丙烯(PP)、杜拉鋁、玻璃纖維、碳纖維等，球頂高音用振動板材料有絲、鋁、鈦、MYLAR、PEI等。鼓紙的形狀一般為錐形，球頂高音及中音則為半球形。因材料所用不同，其制造工藝也各有不同。紙盆工藝比較特殊，需經(jīng)打漿、抄制、熱壓或烘干等各道工序，代表性的有緊壓、半松壓、非壓等三種類型。聚丙烯盆制作工藝有兩種：吸塑成型、注塑成型。MYLAR、PEI、絲膜等均為熱壓成型，絲膜還需預(yù)先上膠。無論使用何種材料，或多或少均需添加其它材料，作增強(qiáng)或提高內(nèi)部阻尼處理。材料特性總的說來很復(fù)雜，很難定量描述，一般只有通過反復(fù)試驗(yàn)才能確認(rèn)其是否滿足使用要求。鼓紙與電聲特性直接相關(guān)的定量參數(shù)主要有重量、厚度、順性、楊氏模量等，重量、順性等決定了揚(yáng)聲器的低頻特性，重量、厚度、錐頂角度、楊氏模量等則決定了高頻特性。對于錐型揚(yáng)聲器，低頻共振頻率Fo和高頻上限頻率Fh可由下列公式確定：(2nFo)=1/(Mms*Cms)(5)(2nFh)=(Mm1+Mm2)/[(M*Mm2)*Cmh](6)TOC\o"1-5"\h\z相關(guān)說明如下;2 1 2Mms為揚(yáng)聲器的等效振動質(zhì)量，且有Mms=Mm1+Mm2+2Mmr,其中Mm】為音圈質(zhì)量，Mm2^鼓紙等效質(zhì)量，Mmr為輻射質(zhì)量。Mmr=2.67*p。*a，其中Po=1.21kg/m為空氣密度，為揚(yáng)聲器等效半徑。 ° °Cms為揚(yáng)聲器的等效順性，且有Cms=(Cm*Cm)/(Cm+Cm),Cm為鼓紙順性、Cm為彈波順， 1 2<，'1 <2 ] 2性。此順性即是我們所稱的變位，只是單位需換算為國際單位制：m/N,而變位可以用變位儀直接測量，或通過測量鼓紙、彈波的共振頻率來換算。若鼓紙的共振頻率為七、測試附加質(zhì)量為M]，彈波的共振頻率為F2、測試附加質(zhì)量為M2，則有(2nF1)2=1/[(MMm2+2Mmr)*Cm1](2nF；)2=1/(2*Cm2) 'F=SQR{[(M+Mm+2Mmr)*F2+M*F2]/(Mm+Mm+2Mmr)}(7)o 1 2 1 2 2 1 2可見，揚(yáng)聲器的低頻共振頻率由鼓紙的質(zhì)量、順性(頻率)，和彈波的順性(頻率)、音圈的質(zhì)量等確定。公式(6)中，Cmh為鼓紙根部(錐頂部)的等效順性，且有Cmh=sin0/(n*E*t*cOS)(8)其中，E為鼓紙材料的楊氏模量，t為鼓紙根部厚度，。為鼓紙的半頂角?？梢?，揚(yáng)聲器的高頻上限頻率由鼓紙的質(zhì)量、音圈的質(zhì)量，鼓紙根部厚度、半頂角及楊氏模量等揚(yáng)聲器音質(zhì)最主要的就由鼓紙振動板)決定！揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)入門之六彈波定位支片）彈波主要作用有二：一是固定音圈的中心位置，使音圈保持在磁間隙中間，避免音圈與磁路碰觸；二是控制揚(yáng)聲器的低頻共振頻率，限制音圈的最大位移，避免音圈跳出磁路，同時(shí)對振動系統(tǒng)提供適當(dāng)?shù)淖枘幔纳频皖l響應(yīng)及品質(zhì)因數(shù)。一般要求彈波應(yīng)該具有很大的徑向剛性和很大的軸向順性，以保證良好的機(jī)械強(qiáng)度和較低的共振頻率及較小的失真。彈波常用材料有棉布、篩絹、人造絲、nomex纖維布等，一般都是浸漬酚醛樹脂酒精溶液后熱壓成形。常用的形狀為波紋形。布的編織方式、經(jīng)緯密度、紗支粗細(xì)、浸膠濃度、成形熱壓溫度及時(shí)間等，均對彈波的強(qiáng)度、順性、抗疲勞性能有很大的影響；另外，彈波的尺寸、形狀、波紋數(shù)等對其性能也有影響。彈波主要的參數(shù)就是其順性Cm2（或頻率F2），由公式（7）可知其對揚(yáng)聲器的共振頻率影響較大，同時(shí)此值又是可以測量驗(yàn)證的，從而可以控制。彈波順性的經(jīng)驗(yàn)公式如下：Cm2=（A*n*D/（E*b*H））其中，A為修正系數(shù)（其值視波紋形狀而異），n為波紋數(shù)，L為波紋深度，b為折環(huán)所形成的圓周長度，h為材料厚度，E為楊氏模量。由公式（9）可知，波紋數(shù)越多、波紋越深、材料越薄，則彈波的順性越大。而楊氏模量既與材料本身的材質(zhì)（纖維及其編織方式、經(jīng)緯密度、紗支粗細(xì)）有關(guān)，又與上膠濃度有關(guān)，因?yàn)榉尤渲菬峁绦圆牧?，加熱后變性變硬，由此而改變了材料的?qiáng)度、硬度。因受支架、音圈等材料尺寸的限制，彈波的尺寸選擇余地較小，最終其形狀及參數(shù)必須結(jié)合材料工藝等試驗(yàn)的結(jié)果，根據(jù)揚(yáng)聲器整體性能設(shè)計(jì)要求而確定。5.揚(yáng)聲器主要參數(shù)綜合設(shè)計(jì)和分析揚(yáng)聲器性能是電學(xué)、力學(xué)、聲學(xué)、磁學(xué)等物理參數(shù)共同作用的結(jié)果，由鼓紙、彈波、音圈、磁路等關(guān)鍵零部件的性能共同確定，其中一些參數(shù)相互制約相互影響，因而必須綜合考慮和設(shè)計(jì)。揚(yáng)聲器常用機(jī)電參數(shù)以及計(jì)算公式、測量方法簡述如下：5.1直流電阻Re由音圈決定，可直接用直流電橋測量。5.2共振頻率Fo由揚(yáng)聲器的等效振動質(zhì)量Mms和等效順性Cms決定，見公式(5，F(xiàn)o可直接用Fo測試儀測量或通過測量阻抗曲線獲得。5.3共振頻率處的最大阻抗Zo由音圈、磁路、振動系統(tǒng)(鼓紙、彈波)共同決定，可用替代法測量或通過測量阻抗曲線獲得。Zo=Re+[(BL?y(Rms+Rmr)](10)5.4機(jī)械力阻Rms由鼓紙、彈波的內(nèi)部阻尼及使用膠水的特性決定，可由測量出機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Qms后通過下列公式計(jì)算：Rms=(1/Qms)*SQR(Mms/Cms)(11)這里SQR(法示對括號(中的數(shù)值開平方根，下同。5.5輻射力阻Rmr由口徑、頻率決定，低頻時(shí)可忽略。Rmr=0.022*(f/S(12)5.6等效輻射面積Sd只與口徑等效半徑a)W關(guān)。Sd=n*a(13)5.7機(jī)電耦合因子BL由磁路Bg值和音圈線有效長度L決定，也可通過測量電氣品質(zhì)因數(shù)Qes后用下列公式計(jì)算：(BL)2=(Re/Qes)*SQR(Mms/Cms)(14)5.8等效振動質(zhì)量Mms由音圈質(zhì)量Mm]、鼓紙等效質(zhì)量Mm2、輻射質(zhì)量Mmr共同決定，Mms可由附加質(zhì)量法測量獲得。Mms=Mm1+Mm2+2Mmr(15)5.密輻射質(zhì)量Mmr只與口徑(等效半徑a)W關(guān)。Mmr=2.67*po*a(16)其中po=1.21°kg/m為空氣密度，a為揚(yáng)聲器等效半徑。5.10等效順性Cms由鼓紙順性Cm卜彈波順性Cm2共同決定，此順性即是我們所稱的變位，只是單位需換算為國際單位制：m/N,而變位可以用變位儀直接測量。Cms可由附加容積法測量獲得。Cms=(Cm1*Cm2)/(Cnj+Cm2)(17)5.11等效容積Vas只與等效順性、等效輻射面積有關(guān)。Vas=po*c2*Sd2*Cms(18)此處c為空氣中的聲速，c=344m/s5.12機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Qms由振動系統(tǒng)的等效振動質(zhì)量Mms、等效順性Cms、機(jī)械力阻Rms共同決定，Qms可由阻抗曲線的測量獲得。Qms=(1/Rms)*SQR(Mms/Cms)=(Fo/Af)*(Zo/R@9)Af為阻抗曲線上阻抗等于SQR(Zo*Re)所對應(yīng)的兩個(gè)頻率的差值。5.13電氣品質(zhì)因數(shù)Qes由振動系統(tǒng)的等效振動質(zhì)量Mms、等效順性Cms、機(jī)電耦合因子BL共同決定，由阻抗曲線的測量獲得。Qes=[Re/(BL)*SQR(Mms/Cms)=(Fo/Af)*SQR(Zo*Re)/(Zo-Re)(20)5.14總品質(zhì)因數(shù)Qts由機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Qms和電氣品質(zhì)因數(shù)Qes共同決定。Qts=(Qms*Qes)/(Qms+Qes)=(Fo/Af)*SQR(Re/Zo)21)5.15參考電聲轉(zhuǎn)換效率no由機(jī)電耦合因子BL、等效輻射面積Sd、等效振動質(zhì)量Mms共同決定。no=(po/2nc)*(BL*Sd/Mms2/Re(22)5.16參考靈敏度級SPLo與參考電聲轉(zhuǎn)換效率no直接相關(guān)。SPLo=112+10lgo(23)5.17參考振幅E°與參考電聲轉(zhuǎn)換效率n。、電功率Pe、等效半徑a、頻率f有關(guān)。E=0.481*SQR(Pe*/)/(a*f24)o以上這些參數(shù)現(xiàn)在均可用揚(yáng)聲器計(jì)算機(jī)測試系統(tǒng)進(jìn)行測量和計(jì)算，常用的測試系統(tǒng)有LMS、CLIO、MLSSA、DAAS、SYSID、LAUD、IMP等。另外，也可利用一些計(jì)算機(jī)模擬軟件進(jìn)行揚(yáng)聲器參數(shù)的基本設(shè)計(jì)，如LEA