第六章 小型扬声器系统
小型扩音系统信息技术教案
小型扩音系统信息技术教案
标题:小型扩音系统信息技术教案
正文:
教学目标:
1. 了解小型扩音系统的基本原理和组成部分。
2. 掌握小型扩音系统的安装和调试方法。
3. 学会使用小型扩音系统进行音乐演奏和语音教学。
教学内容:
1. 小型扩音系统的基本原理和组成部分。
2. 小型扩音系统的安装和调试方法。
3. 小型扩音系统的应用和注意事项。
教学步骤:
1. 讲解小型扩音系统的基本原理和组成部分。
a. 小型扩音系统的组成:麦克风、放大器、扬声器。
b. 小型扩音系统的工作原理:声音通过麦克风转换成电信号,经过放大器放大后,由扬声器发出。
2. 演示小型扩音系统的安装和调试方法。
a. 安装麦克风和放大器。
b. 连接扬声器和放大器。
c. 调试扬声器的音量和音色。
3. 应用小型扩音系统进行音乐演奏和语音教学。
a. 使用小型扩音系统进行音乐演奏。
b. 使用小型扩音系统进行语音教学。
c. 引导学生探究小型扩音系统的应用领域。
教学评价:
1. 学生是否能够正确安装和调试小型扩音系统。
2. 学生是否能够使用小型扩音系统进行音乐演奏和语音教学。
3. 学生是否能够理解小型扩音系统的基本原理和组成部分。
拓展:
1. 讲解小型扩音系统的故障排除方法。
2. 探究小型扩音系统的未来发展和应用。
3. 组织学生进行小型扩音系统的设计和应用比赛,鼓励学生创新和实践能力。
6第六章 扬声器
品质因数
由阻抗曲线可近似计算扬声器的品质因数Q0:
Z max f0 f0 Q0 B f 2 f1 RDC
2)特性灵敏度、特性灵敏度 级、最大输出声压级
特性灵敏度 灵敏度表示将扬声器放在消声室的隔板上, 在其输入端加上额定功率为1W的粉红噪声信 号情况下,在辐射方向上距离该扬声器1m处 所测得的声压值,通常用μbar作单位。 特性灵敏度级特性 特性灵敏度级是指用dB为单位表示的特性 灵敏度。二者的关系如表所示. 最大输出声压级
2.
3.
1.扬声器的结构
1)扬声器的结构 2)结构系统的组成
1)扬声器的结构
2)结构系统的组成
磁路系统:永磁体,导磁板,缝隙. 缝隙1~2mm 磁通密度>10000高斯 振动系统。 振动元件音圈,用0.1~0.2mm的漆包线绕 成,60~100匝两层重2g左右.辐射元件振膜常用 各种合成纤维做成,重几毫克~十几克.定心支片。 支撑及辅助件 包括盆架、压边、防尘罩、引出线等.
电路处于稳态时,i1(t)=I1ejωt。对于稳态情况, 则有: 1 e1 ri1 j L1i1 i1 1 j C1
1 ( r1 j L1 )i1 j C1 Z1i1
式中Z1=r1+jωL1+1/jωC1为串联回路的总阻抗
2)并联电路的组成
微型扬声器知识
微型扬声器知识讲义
编著整理:游少林
随着通信事业的发展,近几年以来我国通讯终端产品产量增长很快。扬声器越来越趋向微型化,而微型扬声器体积小,质量轻,所以在性能设计上有很大的局限性,设计一款优秀的微型扬声器,给消费者带来优质的听觉享受,是我们电声工程师孜孜不倦的追求。根据电声前辈们积累下来的精华结合本人对微型扬声器的实践经验,编写了本讲义。不妥之处敬请各位批评指正。
一.微型扬声器的结构
主要由这几部分组成(盆架,磁钢,极片,音膜,音圈,前盖,接线板,阻尼布等)
耳机喇叭结构如下图:外径为15mm
手机喇叭结构如下图:外径为20mm
二微型扬声器的发声原理
1 应用的基本原理-------电,磁,力
带有电流的导线切割磁力线,会受到磁场的作用力。
导线在磁场中的受力方向符合左手定律。
作用力大小F=BLI(B为磁感应强度,L为导线长度,I为电流)
2微型扬声器的发声原理
A 扬声器的磁路系统构成环形磁间隙,其间布满均匀磁场(磁感应强度的大小与方向处处相同的磁场)。
B. 扬声器的振动系统由导线绕成的环形音圈和与之相连的振膜。
C. 音圈被馈入信号电压后,产生电流,音圈切割磁力线,产生作用力,带动振膜一起上下运动,振膜策动
空气发出相应的声音。
D. 整个过程为:电—力---声的转换。
3 馈入信号与发出声音的对应
A. 磁场恒定,音圈受到的电动力随着电流强度和方向的变化而变化,
B. 音圈在磁间隙中来回振动,其振动周期等于输入电流周期,振动的幅度则正比于各瞬时作用的电流强弱。
B.音圈有规则的带动振膜一起振动,策动空气发出与馈入信号相对应的声音。
扬声器及扬声器系统课件
6) 非线性失真 扬声器的非线性失真是指在放声过程中,出现了输 入信号中没有的频率成分。非线性失真包括谐波失真、 互调失真和分谐波失真等。
(1)谐波失真。当扬声器输入某一频率的正弦信号 时,在它的输出信号中,除了输入信号的基波成分外, 又出现了二次、三次谐波成分,这种现象称为谐波失真。
(2) 互调失真。当扬声器同时重放使音圈作大振幅 振动的低频信号fL和音圈作小振幅振动的高频信号fH时, 重放声中除了有fL、fH及其谐波成分外,还会有fH±nfL 的新的频率成分,n=1,2,3,…,这种失真称为互0调失真。
图5―5 几种典型的扬声器结构及特性曲线
Βιβλιοθήκη Baidu
图5―5 几种典型的扬声器结构及特性曲线
1.有限大障板型音箱
为了反映和丰富音乐的低频效果,常需要将扬声
器装在无限大障板上,最大限度地发挥扬声器的潜能,
这是最理想的情况。但实际上是不可能做到的。实际
应用中都采用有限大障板。障板尺寸大小与声压及声
频的关系为
LV f
表示扬声器辐射方向性有两种方法:一是指向性 频率响应曲线。即在偏离参考轴指定范围内的不同角 度上所测得的一组频响曲线。如图5―3所示。二是指 向性图。即指扬声器辐射声波(不同频率)的声压级随辐 射方向变化的曲线。如图5―4所示。
图5―3 扬声器指向性频率响应
图5―4 扬声器的指向性图
微电声--微型扬声器标准设计规则(2010)
Φci = Φci-2×(0.10~0.30)mm, Φei= Φco+2×(0.10~0.30)mm,
且(Φci- Φci)-(Φei- Φco)=0~0.05mm, 以保证音圈胶层远离极芯片, 提高 量产时的纯音合格率! • 振膜edge(外R)及dome(球顶)的高度: 这是振膜设计中的两个关键性尺寸, 材质 一定的前提下, edge(外R)高度直接影响谐振点, 在0.30~0.50mm的范内, edge(外 R)高度越大,谐振点也越高; 当edge(外R)高度高于0.50mm时, 存在着相反的趋势.
绝对不允许d2, d3, d4中任一尺寸<0.30mm!
★正因为存在上述较多的设计约束性, 所以我们在实际振膜设计中, 除了改变
edge(外R)及球顶高度, 还常常通过edge及dome上的放射筋的设置,选用不同振 膜材质及厚度来调节谐振点及球顶强度. 本规则仅对对振膜的径向及轴向尺寸设计作出一定的标准化规定, 对振膜面内 设计(如筋的数量, 角度, 宽度, 深度等)及多元曲面设计, 未给出定量的规定, 我们建 议通过实际声学试验来探求最适合用户需求的设计方案.
微电声标准化结构设计规则 --- 微型动圈式扬声器
联创宏声电子有限公司深圳研发中心
2010-12-2
2010 @, All Rights Reserved
1
2010-12-2
小型扬声器音圈的设计
通过以上⑤-⑦的计算可以清楚的看到,产品阻抗 8Ω ,采用φ 0.045 的音圈 线,取额定噪声功率为 0.5W 时, ,此时导线通过的电流强度为 150 A/ mm2 。 取 0.7W 时,通过的电流强度为 180 A/ mm2 。取 1W 时,通过的电流强度为 200 A/ mm2 。 这就是目前一些产品的实际情况,音圈的内径在φ 7.3-φ 8.7,音圈内径大的,磁 结构相对大,散热条件也相对好,音圈的承受功率就会高一点。这些产品能够 通过寿命试验是过去想都不感想的,功劳只能归功于音圈线材性能提升的结果, 如:超高张力 215℃线等。也就是说新材料的使用,是小型产品性能突破的首要 条件。 例 2: 产品阻抗 32Ω , 采用φ 0.025 的音圈线 (音圈内径φ 2) ,额定噪声功率为 10mW,
微型扬声器音圈的设计
音圈是扬声器的重要部件,其设计合理与否,对扬声器能否满足其客户所 提出的电声指标:如阻抗、功率、灵敏度、失真度和频响等影响甚大。过去对 于音圈的设计是采用定性分析、定量估算和工艺三结合的设计方法。现在有了 计算机设计软件如 Finemotor2.5,实现了扬声器的总体设计, 此软件的应用可以让 我们直观的看到:在调整音圈线径时,音圈在缝隙磁场中的相对位置,以及对 灵敏度和对于 TS 参数的影响。非常快捷。可以说设计软件的应用好比给设计人 员插上了翅膀,加速了新产品的研发进程。 音圈是扬声器的心脏,是承受功率的第一要素,它制约着扬声器的寿命, 它决定着扬声器各项指标中最重要的指标—可靠性。随着使用条件的逐渐升级, 所以音圈要具有相当的热强度,要能承受规定的噪声功率和长期最大功率,同 时它还要具有足够的刚度和精度,并能经受 85℃以上高温、-40℃以下低温和冷 热冲击的考验。可以说对于小型扬声器所使用的音圈的设计提出了极高的要求。 下面分别从阻抗、功率、灵敏度、失真度和频响讨论音圈的设计。 1. 音圈与扬声器的阻抗
扬声器及其系统基础分析
扬声器及其系统基础分析
概述:
扬声器是将电信号转换为声音的装置,广泛应用于音响设备、电视、
无线电通信等领域。扬声器系统由扬声器单元、驱动器电路、预放大器等
组成。本文将对扬声器及其系统的基础原理进行分析。
一、扬声器
扬声器是将电能转换为声能的电声转换器件。其工作原理是通过电动
机效应,即电磁铁的磁场与电流互相作用产生力矩,使振动系统发生振动,进而产生声音。扬声器通过振动膜片将电信号转换为声音。
扬声器的工作原理基于电磁感应定律和振动理论。当电流通过扬声器
的线圈时,线圈会在磁场中受到力的作用,使得线圈及其连接的振动系统
发生振动。振动系统通常由振动膜片和音圈等组成。振动膜片的振动会产
生声音,而音圈的作用是辅助磁场的形成和聚焦。
二、扬声器系统
扬声器系统是由扬声器单元、驱动器电路、预放大器等组成的。扬声
器单元是指安装在扬声器箱体中的扬声器装置,主要由振动系统和线圈组成。驱动器电路是用于提供电信号给扬声器的电路,通常由功率放大器和
滤波器等组成。预放大器则是用于对音频源进行放大和处理的电路。
驱动器电路的设计对扬声器系统的功率输出、频率响应和失真等性能
有着重要影响。其关键是要提供足够的电源电流和电压来驱动扬声器,在
不产生过大失真的情况下实现较高的音质和音效。
预放大器的作用是对音频源进行放大和处理,调节音频信号的音量、
音调和效果等。预放大器通常包括音量控制器、均衡器、混音器等功能模块,可根据用户需求进行调节,以达到理想的音质和音效效果。
三、扬声器系统的优化
为了优化扬声器系统的性能,可以从以下几个方面进行考虑:
第六章 音响工程技术专业音响系统的安装PPT课件
第二节 音响设备的安装与调试
• 一、传声器安装与调试 • 二、 音箱系统的安装
13
传声器布局要点
• (1)传声器的布置应远离音箱,以减少声反 馈
• (2)采用强指向性传声器 • (3)采用强指向性音箱,使音箱的指向性辐
射范围背离传声器位置,其辐射声波不会影响 传声器的正常工作 • (4)传声器和反射墙面应有一定距离,此距 离至少应在3m以上,避免反射声太强,引入声 源反馈,影响语言清晰度或出现啸叫
• (4)当拾取多声源时,应避免在拾取某一声源信号时, 过多拾取其它声源信号,使整个演出的声平衡难以处理 (5)多只传声器不宜并联使用。
15
提问与解答环节
Questions And Answers
16
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
14
使用多只传声器拾音时应遵循 下述三个原则
• (1)使用多只传声器拾音时,传声器之间的距离(L), 应至少等于声源到传声器的距离(D)的3倍(L≥3D)
• (2)当使用心形指向性传声器时,使其主轴灵敏度区 偏离声源的主轴方向,以减少声反馈。
• (3)当使用一对传声器拾取单声源信号时,应尽量将 两只传声器靠拢,使之距离远远小于声源至传声器的距 离
以减小屏蔽内阻。 (4)平衡式传输电缆的两根传输线应相互绞合、以抑制磁耦合。 (5)把交流电源线的火线和零线绞合起来,可减轻其对音响系统的干扰。 (6)接地导线应尽量使用相同的金属材料,以避免不同金属材料之间产
微型扬声器设计(修改)
圈数 30 43 57 75 94 29 35 30 47 55
层数 2 2 4 4 4 2 2 2 4 4
卷宽 mm 0.54 0.92 0.69 1.02 1.43 0.96 1.27 1.19 1.01 1.24
华司厚度 mm 0.3 0.4 0.4 0.4 0.5 0.8 0.4 1 0.5 0.5
最大外径 mm 8.54 8.57 8.78 8.82 8.87 8.66 8.69 12.06 9.06 9.10
有效长度 m 0.652 0.743 1.340 1.189 1.336 0.957 0.438 1.424 0.967 0.913
线重 g 0.0039 0.0079 0.0137 0.0250 0.0401 0.0146 0.0214 0.0312 0.0402 0.0560
扬声器参数 Cms Mms Fo Bg L Re Rms Qms Qes Qts SPL ηo ξo BL Mm1 Mmr Mm2 Mg Mms Sd a D Vas Zo ξ Pa Z Pe I V f ρo c Dv H Md Mv E ρ t W μ Fh
数值 2.2022 0.0198 761.9504 1.1741 0.8440 7.4000 0.0220 4.3114 1.7378 1.2386 81.2545 91.2545 0.0842 0.3041 0.6355 0.0027 0.0006 0.0146 0.0013 0.0198 103.8688 1.0387 5.7500 11.5000 3.3822 25.7591 0.0746 0.4219 0.4211 8.0000 0.5000 0.2500 2.0000 2000.0000 1.2100 343.0000 8.4000 0.5000 0.0039 0.0159 6.2000 1360.0000 0.0190 2.2500 0.3300 6.6155
6.15 跨学科主题:小型扩音系统 课件 六下信息科技赣科学技术版
创新精神
4.汇报形式好,能够引起大家的注意 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆
和思考
5.分享过程没有科学性错误,且时间 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆
控制合理
评分说明:请根据各组汇报情况,在相应的位置涂“☆”,“非常好”涂☆☆☆☆☆,“好”
涂☆☆“还需努力”涂☆。
五 项目拓展
(3)你自己主动学习了哪 (4)你在老师的指导下学 (5)你与同学协作学习
些知识?
习了哪些知识?
有何 收获?
(6)你对这次项目的学习满意度 (7)你的感想与体会
O ΩΩΩΩ
四 项目实施
(五)交流评价与反思
2.小组评价 自在各小组分享的过程中,每位同学都需要认真听讲,并对每个小组的 分享进行评价, 小组分享评价表
三 项目清单
图形化编程平台
四 项目实施
( 一)观察流程图,理解小型扩音系统的运行流程
在扩音系统中,最关键的技术就是 实现对音量的控制,我们希望能够通 过对滑轨的控 制完成对音量的连续控 制,只有结合正确的逻辑判断,才能 实现这一功能。
同学们在开始编程之前,先通过观 察小型扩音系统的运行流程图,如图 所示, 了解小型扩音系统的运行逻辑 结构与运行原理,参考该流程图对程 序进行编写。
程序验证 运行程序,进入角色场景进行控制
程序调试 测试程序运行结果,如果与预期不符,返回 修改程序
第6章电声器件-精品文档
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6.3 传声器
根据输出阻抗的不同,传声器为低阻型和高阻型两类,一般 将输出电阻小于2kΩ的称作低阻传声器,将输出阻抗大于 2kΩ是称作为高阻传声器;
6.1.1 扬声器的分类
扬声器的种类较多,外形各种各样,其分类方式有多种,常 见的有:
按换能方式不同,扬声器可分为电动式、压电式、电磁式、 气动式等;
按结构不同,扬声器可分为号筒式、纸盆式、球顶式、带式、 平板式、组合式等多种;
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6.1 扬声器
按工作频段不同,扬声器可分为高音扬声器、中音扬声器、 低音扬声器、全频扬声器等;
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6.3 传声器
2.输出阻抗 传声器的输出阻抗是指传声器输出端的交流阻抗(在1kHz
频率下测量)。选用传声器时,应是传声器的输出阻抗与扩 音设备大体匹配。 大部分传声器将其灵敏度与输出阻抗直接标示在传声器上, 如图6-8所示。 3.频率响应 传声器的频率响应是指传声器的灵敏度随输入的声音频率变 化的规律。普通传声器的频率响应为100Hz~10kHz,质 量优良的传声器的频率响应为20Hz~20kHz。一般而言, 频率响应范围宽的传声器其音质也好。
扬声器系统设计通用规范
修改状态0
文件页数共3页第1页拟制审核批准生效日期2006年5月31日
1、目的
本规范规定扬声器系统设计开发的技术要求、试验方法、检验规则、包装、运输和贮存等。
2、适用范围
本规范适用于THOMSON A V研发部设计开发的扬声器系统。
3、职责
A V研发部负责扬声器系统的设计和开发。
4、工作程序
4.1、引用标准
下列标准所包含的条文,通过在本规范中引有而构成本规范的条文:
SJ/T11218-2000《家庭影院用组合扬声器系统通用规范》(下文简称《通用规范》)
GB/T9396-1996《扬声器主要性能测试方法》
GB/7313-1987《高保真扬声器系统最低性能要求及测量方法》
4.2、定义
本规范采用《通用规范》中第3章的定义和GB/T9396-1996中的规定。
4.3、技术要求
4.3.1、命名
命名由产品规范规定,在产品规范及说明书中必须明示系统的组成。
4.3.2、外观与机械质量
外观与机械质量的要求应符合《通用规范》中4.2章的规定。
扬声器系统铭牌上应标明商标、型号、制造厂名及额定阻抗、额定噪声功率、
额定频率范围、额定特性灵敏度级等内容。有源扬声器系统标志还应符合
GB8898-1997中第5章规定。
4.3.3、纯音检听
在20Hz~20KHz频率范围内馈以正弦信号进行纯音检听,不应出现垃圾声、
碰圈声、机械声及其它严重民常声。
纯音检听的电功率按《通用规范》中4.3章的规定。
有源扬声器系统以额定特性源电动势对应的电压加到音频输入端,音量和可
调带装置位于最大位置时进行纯音检听。
4.3.4、电声参数
按《通用规范》中4.4章的规定执行。
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+
������atc
=
������������������������ ������������������������������
1 ������������c
(������������
+
1
1 ������������������������c������atc
+
������������a���t���cc)
前后声波在相位上相差 180 度。在低频时候,满足 kr<<1(即波长线度远大于扬声器线度),纸
盆前后不同相位区靠的是如此之近,在低频振动时相位的空间变化又如此之慢,以至于压缩
区的媒质质点来得及向稀疏区流动从而抵消了区域的形变,这样总的声辐射就变弱了,这种
效应也称为声短路。现代高质量放声系统中,为了避免声短路现象,理论上可以将扬声器单
=
������������������ 1 + ������
α
=
������������������ ������������������
=
������������������ ������������
则封闭式扬声器系统的谐振频率为
1
1
1 1 + ������
������sc = 2������ √������������������������������������������ = 2������ √������������������������������������ = ������������√1 + ������
带入声压幅值表达式最终可化简得到
������ ������������ ∝ ������(������) =
√������1���2��������� + (������ − 1������)2
其中
������ z = ������������������
������������������ = ������������√1 + ������
=
√1
+
������
������
=
������������������ ������������������
可见,要想系统的谐振频率能趋近扬声器单元的谐振频率,那么就要尽量用容积大的箱
体。
6.4 箱体的选择
根据给定扬声器单元选择封闭箱或者开口箱是每个设计师都需要考虑的问题,早在 1972
到 1973 年间,博士 R.H.Small 发表了一系列文章对开口箱与封闭箱的设计因素进行了量化,
经推导发现一个简单的针对特定低频扬声器单元选择箱体的方法,即 EBP 判定法。EBP 定义
6.2 扬声器系统的 Thiele-Small 参数
Thiele-Small 参数,又简称为 T-S 参数,是 A.N.Thiele 与 R.H.Small 提出的扬声器系统 的基本参数,虽然早在他们之前就有部分有用的相关参数被其他人定义过,但是 Thiele 跟 Small 将少量新的参数跟这些被定义过的参数作为一个整体整合到一起,并且容易测量与设 计。现如今,T-S 参数在扬声器系统的设计当中的指导作用已经被国内外同行所普遍认同与 接受。
α
=
������������������ ������������������
=
������������������ ������������
因此可见,声压的幅频函数是一个二阶高通滤波器(12dB/oct),可以看出封闭箱的频响
形状由 Qtc、fs、������������������、������������四个参量决定。下面是封闭箱的低频响应曲线。
������atc
=
������������������ ∙ ������������������ ������������������ + ������������������
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
������������
=
������������������������c
+
������������
1 ������������������atc
=
(������������������������������
3
)
(������������������������������������
)
������������������ (������������������+������������������)
带入以下各式
������������������ ������������
大信号参数: (1)Xmax:音圈在一个方向上最大的线性位移 (2)Vd :扬声器单元在最大线性位移时对应的最大体积位移,Vd = Sd ∙Xmax (3)Wemax:扬声器单元的标称输入电功率
6.3 扬声器与箱体的基本作用
南京大学金陵学院
毕业设计
扬声器纸盆向前振动时,纸盆前面的空气被压缩,纸盆后面的空气就会变的稀疏,因此
频扬声器单元适合于封闭箱设计;当50 < EBP < 100 的时候,既可以用封闭箱也可以用倒相
箱;当EBP ≥ 100 的时候,则适合于倒相箱。当违反该规律的话,系统的效率将变得低下。
6.4.1 密闭箱的低频响应分析
在低频段远场,近似有k������0 ≪ 1,因此扬声器可以近似为点声源,在距离为 r 辐射声压幅值
线性失真中包括幅度失真,相位失真。 (1) 幅度失真:扬声器的信号源一般不是单频信号,而是多频信号,并且扬声器系统
对于不同的频率成分一般具有不同的增益,比如一组时域信号由两个单频组成, 而由于扬声器系统带宽限制对其中一个单频增益大于另一个的单频增益,那么输 出波形在幅值上相对于输入波形就会发生变化。 (2) 相位失真:扬声器系统如果对不同频率的时延不同,那么不同频率成分的相位关 系便不再协调一致,那么输出信号也会失真。 (3) 瞬态失真:指的是输出跟不上输入的变化所产生的失真。也是由于系统的抗性具 有“惯性”,因此不会瞬时开始或者瞬时停止。 总而言之,幅度失真、相位失真、瞬态失真都是由于系统的线性抗性原件引起的。由于 线性抗性原件本身的特征,它对不同的频率成分只会产生增益上的不同与延时上的不同,本 身并不产生新的频率分量,因此幅度失真与相位失真又统称为频率失真。 6.1.2 非线性失真 非线性失真分为谐波失真,互调失真。而谐波失真又可以细分为总谐波失真,n 次谐波失 真,特性谐波失真。互调失真又可以细分为差频失真,n 次调制失真,调制失真。 (1)谐波失真是指当输入为单频 f 时,输出中产生了 2f,3f,4f,∙∙∙∙∙等频率分量,如果 要量化谐波失真程度的话,可以用输出的谐波分量有效值与总输入基频信号有效值之比来表 达,其中总谐波失真以百分比计为:
������(������) = √������1���2��������� + (������ − 1������)2
定义������3为封闭箱扬声器系统的低频截止频率,指的是归一化频响曲线下降 3dB 时候对应 的频率,对应上式中
解得
(������2)2
+
(2
−
1 ���������2��������� )
南京大学金陵学院
毕业设计
第六章 小型扬声器系统
6.1 扬声器系统的失真特性
失真指的是输入波形与输出波形不一致的现象,分为两大类:线性失真、非线性失真。 在线性失真中输出信号不会产生输入信号中所没有的频率分量。而与此相对的是非线性失真, 非线性失真时输出信号会产生输入信号中所没有的频率分量。 6.1.1 线性失真
������2
−
1
=
0
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z
=
������3 ������������������
=
√(2���1������2���������
−
1)
+
√(2���1������2���������
−
2
1)
+
1
当Qtc = 0.5 的时候, ������3 = 1.55������������������,系统处于临界阻尼状态,瞬态响应最佳; 当Qtc = 1/√3的时候, ������3 = 1.27������������������ ,系统具有贝塞尔最平延时响应; 当Qtc = 0.707时候, ������3 = ������������������ ,系统具有巴特沃兹最大平坦幅频响应;
������������������������������������
=
√∑ ������������2 ������������
×
100%
其中������������代表 n 次谐波成分声压。同理,n 次谐波失真以百分比计为
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������������
=
������n ������������
=
4������2 ������3
������������3������ ������������������ ������������������ ������������������ (������������������ +������������������ )
������������ ������
元置于无限大障板上,而实际操作中常常采用开口箱(如管道倒相箱,带通箱等)与封闭箱。
在封闭箱中,由于扬声器声顺跟箱体的声顺串联,则总的声顺为
其中,定义声顺比为
������atc
=
������������������������������������ ������������������ + ������������������
z = ������0
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当响应下降 3dB 的时候,
可以求得
1 ������ ∙ 2∆������
lim
������→������0
������
(������
−
������)
=
������0
=1
EPB
=
2∆������
=
������0 ������
然而这个判定不是绝对意义的,R.H.Small 在相关文献中指出,当 EBP≤ 50 时候,此低
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从图中可以看出,Qtc 变大时,频响曲线的峰值也变大,由分析知道: 当Qtc ≫ 0.707的时候,系统欠阻尼,低频段有效带宽下降,低频模糊 ; 当Qtc ≪ 0.707的时候,系统过阻尼,低频难以重放;
6.4.2 封闭箱系统的低频截止频率
由上一章可知,封闭式扬声器系统的低频声压幅频为 ������
为:扬声器单元的谐振频率与电路 Qes 的比值 EBP = ������������
Qes
EBP 的单位为赫兹,表征的是有效带宽。给出简单推导:在 RLC 串联电路中电阻端的响
应函数为 其中
1 |������(������������)| =
√1 + [������ (������ − 1������)]2 ������
×
100%
(2)调制失真,是指输入信号中不同频率成分互相调制而生成新的频率成分而产生的失
真。例如输入信号为:f1、f2、f3,∙∙∙∙∙,而输出中产生了������1������1 + ������2������2 + ������3������3 +∙∙∙(其中������1、������2、������3为 整数)的频率分量。
为������������
~
������������ 4������������
|������������
|
其中������������ 代表封闭箱中扬声器单元的振动容积速度。由封闭箱的声学类比线路图可知
因此在低频段的容积速度
(������������)2 ������atc = ������������������������������2 + ������������������ + ������������������
6.4.3 封闭箱系统的参考效率
参照扬声器单元的参考效率如果用 T-S 参数描述的话为[]
������
=
4������2 ������3
������������3������������������ ������������������
可以类比的推导出封闭箱的参考效率
两个式子相除得到
������������
根据信号类型,T-S 参数分为小信号参数与大信号参数,其中小信号参数为: (1)fs :自由空间扬声器单元的谐振频率 (2)Qts:扬声器系统的总品质因数,包括扬声器单元的所有损耗 (3)Qes:电学品质因数,仅考虑电阻 Re (4)Qms:机械品质因数,仅考虑非电阻部分 (5)Veq:扬声器系统单元的力顺所对应声顺而转化成的等效空气容积 (6)Re :扬声器单元音圈的直流电阻 (7)Sd :扬声器振膜的有效辐射面积 (8)η :扬声器半空间的参考效率