细解扬声器的Q值
音箱结构设计计算公式

音箱结构设计计算公式ASW箱体结构计算公式1.开口腔计算公式:VA = (2S x Q。
)2 x VAS(L)通带纹波系数是带通式音箱的重要设计参数。
选取合适的封闭腔带通Q值QB,查表得出fL和fH,用f。
/Q。
分别乘以这两个系,求出音箱频响曲线上下降3dB的两个频率点,要求与设计值相符。
带通Q值越高,音箱的灵敏度越高,但通频带越窄;带通Q值取得越低,音箱的灵敏度越低,但通频带越宽。
导相管的调振频率fB = QB x ( f。
/ Q。
) (HZ)导相管长度L=[(c2S]/(4*3.142*fb2*V)] -0.82*S?22.密封腔计算公式:VB = VAS / a顺性比a = (QB2 / Q。
2) – 1则ASW箱体总容积为V = VA + VB单腔倒相式音箱计算公式1.低频扬声器单元的品质因数Q。
、谐振频率f。
及等效容积VAS是决定音箱低频响应的重要参数。
品质因数Q。
、谐振频率f。
及等效容积VAS由喇叭供应商给出,或自己根护喇叭的基本性能参数进行公式计算,在已知品质因数Q。
、谐振频率f。
的前提下计算VAS。
2.箱体容积计算公式:VB = VAS / a箱体顺性比a值可由倒相音箱设计图表查出(91页图3-9),设QL=7。
也可由下面的简表进行估算,如下表:3.确定倒相管截面积。
4.确定导相管长度,可用公式:L=[(c2S]/(4*3.142*fb2*V)] -0.82*S?25.音箱的调整要点:原则是将倒相箱的谐振频率调整到最合适的频率点,使音箱的低频响应平坦。
调整音箱的系统品质因数,使音箱的低音深沉,听起来即不干涩也不混浊;调整分频网络的分频点和相位特性,使音箱各频段的声压均匀,频率响应曲线平坦。
倒相箱由于增加倒相孔的原因,算出箱体容积后,还要考虑倒相管的长宽等因素。
至于倒相管的形状可以做圆形、矩形、狭缝形,由于位置问题也可以做成弯形。
倒相管可使用单管、双管或多管,当然,做之前要算出气孔的截面积和长度。
扬声器箱体的Q值

1. 喇叭的Q
Qes→为喇叭的电Q值,它反映了单元在Fo时于电磁控制下的谐振能力,数值越低,阻尼越强,系统谐振越小。
Qms→为喇叭的机械Q值。它反映了单元在Fo时于机械结构方面的谐振能力,数值越低,阻尼越强,系统谐振越小。
Qts→为喇叭的总Q值(由Qms和Qes并联耦合而成)它反映了单元在Fo处的谐振能力,数值越低,阻尼越强。
各箱体的特点
我们会见到各类箱子,有大有小,有开孔的,有开缝的,有的背后敞开的,还有各种不常见的名字,它们是怎么个样子,各有什么特点:
1.最经典的密闭箱
它是由无限面板的概念演变过来的,并改变了无限面板造成的喇叭锥盆后面能量浪费的弊病,使音箱可以在相对小的体积内工作,但它仍然是低效的。此箱的优点是小的体积,极小的音染,低频滚降慢,失真小!通常该类箱配用松软锥盆的喇叭(基本等于高Q)。做该箱的要点是注意箱子的密封性!
在号角箱,声音经由一个不断扩大截面积的空腔,能量得到放大,并加强了指向。号角制作的难点在单元和号角的接合处,要防止回响共鸣产生失真。音染也是各问题,低频的号角体积巨大,直角的折叠号角优点是够紧凑。缺点是抑制了高频并引起其失真。该箱仍然利用喇叭的正面声音直接输出,虽然效率比倒相箱要高,但还是最低效率的低频号角箱!
7.前负载折叠号角箱 Front Loaded Folded Horn
经典的W-Bin号角箱就是此类,优点就是高效而又结构紧凑!缺点是带宽较窄、音染大。虽然高效但有人认为低音质量甚至不如倒相箱。
8.带通箱 Band Pass
最近几年才流行起来的箱子设计,一般常见的有4阶和6阶的设计。此类箱的声音质量非常的糟糕,一般不会用于hifi用途!但由于可提升低频并自带低通滤波效果,所以很适合于AV的低音炮设计。
扬声器的的主要参数

扬声器的的主要参数字体: 小中大| 打印发布: 2010-9-26 01:19 作者: 网络转载来源: 互联网查看: 735次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:直流电阻Re由音圈决定,可直接用直流电桥测量。
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。
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)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。
辐射力阻Rmr由口径、频率决定,低频时可忽略。
Rmr = *(f/Sd)2 (12)等效辐射面积Sd只与口径(等效半径a)有关。
Sd =π* a2 (13)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)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辐射质量Mmr只与口径(等效半径a)有关。
Mmr =*ρo* a3 (16)其中ρo=m3为空气密度,a为扬声器等效半径。
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。
用激光自混合干涉测量扬声器的Q值

用激光自混合干涉测量扬声器的Q值胡险峰【摘要】用激光自混合干涉方法测量扬声器振动,从扬声器振动引起的自混合干涉信号测量扬声器振动速率.由正弦波激振扬声器测量振速的幅频特性曲线,谐波中包含扬声器谐振频率的方波激振扬声器测量振速衰减曲线,分别按谐振法和衰减法测量得到扬声器的品质因数约13.3和10.2.由于方波激励时扬声器有谐波振动成分,由方波激励获得的衰减曲线测量得到的品质因数要小些.激光自混合干涉方法可以不扰动且直接地测量扬声器振动的Q值.【期刊名称】《物理实验》【年(卷),期】2011(031)004【总页数】4页(P18-20,23)【关键词】振动测最;品质因数;激光二极管;自混合干涉【作者】胡险峰【作者单位】四川大学物理科学与技术学院,四川,成都,610064【正文语种】中文【中图分类】TH744.3激光器出射光反射回激光器的谐振腔,会引起激光器出光强度和光频发生变化,反射光的光程变化时,激光器出光强度会发生类似双光束干涉形成的光强变化,这一现象被称为激光自混合干涉.激光自混合干涉包含外部反射面运动的信息,可以用于位移直接测量,微小机械振动的无接触直接测量,以及速度和表面形貌测量,等等,而且所用的光学系统简单,光路调节简便[1-7].不同于反射面振动引起反射光位移来测量振动[8],自混合干涉可以利用干涉条纹数与激光波长的关系,直接标定自混合干涉信号与振动幅度的关系.本文介绍用激光二极管电光特性及自混合干涉微振动测量仪[6],观测扬声器的振动特性,测量扬声器谐振曲线和衰减曲线,用谐振法和衰减法测量扬声器的品质因数. 扬声器振动为膜片振动,用激光自混合方法测量,激光束照射到扬声器纸盆中间的磁隙罩上,用磁隙罩上装饰用反射膜做外腔反射面,测量该反射面的振动.在弱反馈和适度反馈时,与双光束干涉情况一样,一个自混合干涉条纹对应反馈光光程变化半个光波长.正弦振动的速率振幅变化ΔAv与干涉条纹数变化ΔN的关系为ΔAv=πλfeΔN,f e为激励信号的频率,λ为激光波长;测量仪输出信号幅值U sp与速率振幅成正比[6].在扬声器激励信号的频率为扬声器谐振频率时,改变扬声器激励信号的幅度,用示波器测量自混合干涉信号的干涉条纹数变化ΔN,并记录测量仪输出信号幅值变化ΔU sp;用光栅测量得到激光波长约为653 nm.标定出振动速率幅值与输出信号幅值的关系为Av≈5.79 U sp mm/s,其中U sp的单位为V.在磁隙罩下,动圈与纸盆相连,磁隙罩处是外力施加处[7],相对于纸盆边缘(重载荷处)为轻载荷处,将该处的振动看为振子,在正弦波激励下振子振动速率的幅频特性为[9] 式中 F0为激振力的振幅,m为振子的质量,ω0=2πf0,f0为振子的固有振动频率,ωe=2πf e,β为阻尼因数.以正弦波激励扬声器振动,用 PICM IO-16E-1型A/D 卡和LabView软件模拟函数记录仪,手动改变测量仪中信号源的频率,从200~680 Hz测量得到600个实验点,平均间隔约0.5 Hz,谐振峰处振动速率幅值约10.5 mm/s.测量得到DYS57H-32P-019扬声器振动速率幅值与激励信号频率的归一化关系,如图1所示.图中光滑曲线为(1)式拟合曲线,相关因子大于0.993,扬声器固有振动频率f0≈449.7 Hz,速率谐振峰半峰全宽Δf ev≈32.3 Hz.用方波激励扬声器振动,在扬声器谐振频率的1/9,约为49.90 Hz处的速率谐振峰,如图2所示.图中左侧存在11分频对应的谐振峰,右侧则是7分频对应的谐振峰[6],与7分频和11分频对应的谐振峰的侧边部分叠加,9分频处的谐振峰出现宽化.直接从实验数据最大值的0.707处测量得到速率谐振峰半峰全宽Δf ev≈5.9 Hz.以扬声器谐振频率的1/9,约为49.90 Hz的方波激励扬声器振动,用PIC-M IO-16E-1型A/D卡和LabV IEW软件模拟示波器,记录测量仪输出信号得到扬声器振速衰减曲线,如图3所示.图中峰和谷对应的时间和速率,见表1.用函数Av=Av0 e-β′t对表1中峰和谷的数据分别做拟合,得到峰的阻尼因数β≈136 s-1,相关因子大于0.998;谷的阻尼因数β≈141 s-1,相关因子大于0.997,峰和谷的平均阻尼因数β≈139 s-1.在振动损耗较小时,阻尼振动的Q值可以写为[10]由∂Av/∂ωe=0,或对(1)式右边分子和分母同除以ωe,从(1)式得到速率谐振角频率ωrv=ω0,即速率谐振角频率等于固有振动角频率.速率谐振峰高度为 Arv=F0/2βm,令 A2v=A2rv/2,代入(1)式,当β2≪ω20时,速率谐振峰的半峰全宽为Δωe≈2β,代入(2)式,Q值也可以写为将由图1得到的扬声器速率谐振频率f rv=f0≈449.7 Hz,拟合数据得到的速率谐振峰半峰全宽Δf ev≈32.3 Hz,代入(2)式得到Q≈13.9.将由图2得到的谐振频率49.90 Hz和速率谐振峰的半峰全宽Δf ev≈5.9 Hz,代入(2)式得到Q≈8.4.将由图3的衰减曲线得到的平均阻尼因数β≈139 s-1,振动速率最大值为10.4 mm/s时,扬声器的速率谐振频率约449.7 Hz,代入(3)式得到Q≈10.2.品质因数定义为[10]其中W为最大储存能量,ΔW为1个周期损耗的能量.在一定频率下由(4)式可以得到品质因数为复弹性模量的实部与虚部之比,(2)和(3)式是在弱损耗情况下实际测量采用的等式.在谐振频率附近,近似认为损耗与振动频率无关,即(1)式分母中根号里第二项与频率无关,由文献[10]可以得到采用谐振法测量时采用衰减法测量时比较(2)和(5)式,ωr/Δωe≈13.9,采用(2)式得到的Q偏小约0.06%;比较(3)式和(6)式,ωr/2β≈10.2,采用(3)式得到的 Q偏大约0.2%.文献[7]对5.5英寸动圈式泡沫边低音扬声器测量得到ω0=420 s-1,β=97.4 s-1,分别代入(3)和(6)式得到Q≈2.16和Q≈2.04,相差约6%.因此得到大致的误差估计,在Q≥10的情况下,(2)和(3)式引起的方法误差可以接受,在 Q值足够大时通常采用(2)式或(3)式测量振动的Q值. 用谐振法和衰减法测量得到的Q值相差约36%,这与扬声器振动的情况有关.在谐振法测量时,用正弦波激励扬声器振动,扬声器做单一频率的阻尼振动.在衰减法测量时,用方波激励扬声器振动,方波的频率是扬声器谐振频率的9分频,从自混合干涉信号的干涉条纹分布周期与扬声器谐振周期一致可以判断扬声器主要按谐振频率振动[6],与正弦激励扬声器发声相比较,方波激励时可以听到扬声器振动还包含高频成分,因而,造成振动损耗要大些.从扬声器谐振频率的9分频处测量得到的谐振峰的半峰全宽约5.9 Hz,得到该谐振峰处Q的值约8.4,也说明用扬声器谐振频率的9分频方波激励引起的损耗要大些.用扬声器谐振频率的9分频的方波激励扬声器,衰减法测量到的主要是按谐振频率振动时的损耗,因而,得到的Q值比扬声器谐振频率的9分频处用谐振法测量得到的Q值要大些.扬声器振动为膜片振动,用激光自混合方法测量,激光束照射到扬声器纸盆中间的磁隙罩上,测量纸盆上外力施加处的振动,可将该处的振动看为振子.测量中不需对扬声器做改动,对扬声器的振动不产生干扰,也没有声波传感器自身存在幅频响应特性问题,直接测量扬声器振动的Q值.正弦激励下扬声器为单一频率的阻尼振动,振动损耗相对较小.方波激励下扬声器振动包含多种频率成分,振动损耗相对较大.【相关文献】[1]Giuliani G,Bozzi-Pietra S,Donati S.Self-mixing laser diodevibrometer[J].Meas.Sci.Technol.,2003,14:24-32.[2]Servagent N,Bosch T,Lescure M.A laser displacement sensor using the self-mixing effect for modal analysis and defect detection[J].IEEE Trans.Instrum.Meas.,1997,46(4):847-850. [3]芦汉生,古寺博,角正雄.基于频率分析的激光多普勒微小振动测量[J].北京理工大学学报,2002,22(2):231-233.[4]季新昕,刘劲松,王程,等.利用自混合干涉效应的条纹计数法对扬声器振动特性的实验研究[J].应用光学,2007,28(1):97-101.[5]胡险峰.从激光二极管自混合干涉信号重建振动信号[J].中国激光,2009,36(6):1498-1502.[6]胡险峰.激光二极管自混合干涉实验仪和微振动研究[J].物理实验,2009,29(2):4-8.[7]胡险峰.激光二极管自混合干涉和微振动的实验观测[J].大学物理,2006,25(11):44-48.[8]甯青松,马小龙,杨振.激光窃听实验探究[J].物理实验,2009,29(12):38-41.[9]漆安慎,杜婵英.力学[M].北京:高等教育出版社,2005:315.[10]Nowick A S,Berry B S.Anelastic relaxation in crystalline solids[M].New York and London:Academic Press,1972:10-23.。
专业音响师必知的EQ调整小技巧

专业音响师必知的EQ调整小技巧专业音响师必知的EQ调整小技巧均衡器是一种可以分别调节各种频率成分电信号放大量的电子设备,通过对各种不同频率的电信号的调节来补偿扬声器和声场的缺陷,补偿和修饰各种声源及其它特殊作用,一般调音台上的均衡器仅能对高频、中频、低频三段频率电信号分别进行调节。
下面一起跟店铺来了解下具体情况吧。
分类均衡器分为三类:图示均衡器,参量均衡器和房间均衡器。
图示均衡器亦称图表均衡器,通过面板上推拉键的分布,可直观地反映出所调出的均衡补偿曲线,各个频率的提升均衡器均衡器和衰减情况一目了然,它采用恒定Q值技术,每个频点设有一个推拉电位器,无论提升或衰减某频率,滤波器的频带宽始终不变。
常用的专业图示均衡器则是将20Hz~20kHz的信号分成10段、15段、27段、31段来进行调节。
这样人们根据不同的要求分别选择不同段数的频率均衡器。
一般来说10段均衡器的频率点以倍频程间隔分布,使用在一般场合下,15段均衡器是2/3倍频程均衡器,使用在专业扩声上,31段均衡器是1/3倍频程均衡器,多数有在比较重要的需要精细补偿的场合下,图示均衡器结构简单,直观明了,故在专业音响中应用非常广泛。
参量均衡器亦称参数均衡器,对均衡调节的各种参数都可细致调节的均衡器,多附设在调音台上,但也有独立的参参量均衡器参量均衡器量均衡器,调节的参数内容包括频段、频点、增益和品质因数Q值等,可以美化(包括丑化)和修饰声音,使声音(或音乐)风格更加鲜明突出,丰富多彩达到所需要的艺术效果。
房间均衡器用于调整房间内的频率响应特性曲线的均衡器,由于装饰材料对不同频率的吸收(或反射)量不同以及简正共振的影响造成声染色,所以必须用房间均衡器对由于建声方面的频率缺陷加以客观地补偿调节。
频段分得越细,调节的峰越尖锐,即Q值(品质因数)越高,调节时补偿得越细致,频段分的越粗则调节的峰就比较宽,当声场传输频率特性曲线比较复杂时较难补偿。
1、均衡器的调整方法超低音:20Hz-40Hz,适当时声音强而有力。
音箱结构计算公式

ASW箱体结构计算公式1.开口腔计算公式:V A = (2S x Q。
)²x V AS(L)通带纹波系数是带通式音箱的重要设计参数。
选取合适的封闭腔带通Q值Q B,查表得出f L和f H,用f。
/Q。
分别乘以这两个系,求出音箱频响曲线上下降3dB的两个频率点,要求与设计值相符。
带通Q值越高,音箱的灵敏度越高,但通频带越窄;带通Q值取得越低,音箱的灵敏度越低,但通频带越宽。
导相管的调振频率fB = Q B x ( f。
/ Q。
) (HZ)导相管长度L=[(c²S]/(4*3.14²*f b²*V)] -0.82*Sˆ²2.密封腔计算公式:V B = V AS / a顺性比a = (Q B² / Q。
²) – 1则ASW箱体总容积为V = V A + V B单腔倒相式音箱计算公式1.低频扬声器单元的品质因数Q。
、谐振频率f。
及等效容积V AS是决定音箱低频响应的重要参数。
品质因数Q。
、谐振频率f。
及等效容积V AS由喇叭供应商给出,或自己根护喇叭的基本性能参数进行公式计算,在已知品质因数Q。
、谐振频率f。
的前提下计算V AS。
2.箱体容积计算公式:V B = V AS / a箱体顺性比a值可由倒相音箱设计图表查出(91页图3-9),设QL=7。
也可由下面的简表进行估算,如下表:3.确定倒相管截面积。
4.确定导相管长度,可用公式:L=[(c²S]/(4*3.14²*f b²*V)] -0.82*Sˆ²5.音箱的调整要点:原则是将倒相箱的谐振频率调整到最合适的频率点,使音箱的低频响应平坦。
调整音箱的系统品质因数,使音箱的低音深沉,听起来即不干涩也不混浊;调整分频网络的分频点和相位特性,使音箱各频段的声压均匀,频率响应曲线平坦。
教你看懂扬声器的构造图

教你看懂扬声器的构造图作为音箱最基本的组成部分,扬声器单元(简称单元)对于普通读者来说是既简单又复杂的。
为什么这么说呢?因为单元的工作原理似乎很简单,往复运动的振膜不停的振动,带动空气形成声波,似乎就这么简单。
不过本文也没有让您一下子就能肉眼辨别单元好坏的妙方,只能先为大家揭秘这么个看似简单的单元,内部究竟是个什么样,各部件有何功能等等。
惠威M200MKIII原木豪华版扬声器的爆炸图(分解图):惠威M200MKIII原木豪华版:低音单元爆炸图将单元按照中轴及大致的装配顺序进行分解排列的说明图被行业人士称为爆炸图,上图便是典型的扬声器爆炸图。
锥形扬声器的特点及其内部组成:锥形扬声器是我们最常的扬声器类型,它的结构相对简单、容易生产,而且本身不需要大的空间,这些原因令其价格便宜,可以大量普及。
其次,这类扬声器可以做到性能优良,在中频段可以获得均匀的频率响应,因此能够满足大部分普通消费者的常规听感需求。
最后,这类扬声器已有几十年的发展史,而其工艺、材料也在不断改进,性能与时俱进,这也令这两款扬声器能够获得成为主流的持续的原动力。
惠威M200MKIII原木豪华版:低音单元锥形扬声器的结构可以分为三个部分:1、振动系统包括振膜、音圈、定型支片、防尘罩2、磁路系统包括导磁上板、导磁柱、导磁下板、磁体等3、辅助系统包括盆架、压边、接线架、相位塞等下面我们将为大家逐一介绍锥形扬声器内部的主要部件。
最新扬声器内部解构:惠威M200MKIII原木豪华版:低音单元爆炸图具体到上图,根据序号,他们分别是:1.防磁罩、2&4.磁体、3.导磁下板、5.导磁上板、6.盆架、7.定心支片(弹拨)、8.音圈、9.振膜+折环、10.防尘帽。
振膜:电动式扬声器,当外加音频信号时,音圈推动振膜振动,而振膜则推动空气,产生声波。
常见的锥盆有三种形式:直线式锥盆振膜、指数式锥盆振膜和抛物线式锥盆振膜。
振膜在振动频率较高时,会出现分割振动,在振膜锥形斜面上增加褶皱可以改变分割振动的状态,如果设计得当,可以改善单元的高频特性,还可以增加振膜的强度及阻尼。
扬声器(SPEAKER)概要

揚聲器之基本參數
1. SPL(Sound Pressure Level): 輸出音壓位準, 記錄音壓(Sensitivity)通常是以dB 作為單位, 那麼先就dB 加以說明。dB 是decibel 的縮寫, 用以表示增益或損耗及相關功率位準的標準單位,中文的名稱叫做"分貝",當以1 毫瓦功 率為基準時,則用dBm 表示之。 分貝亦指功率輸入對功率輸出之比: dB = 10 log10( P1/P2 ) 更簡單的加以說明:
Global QRA Center / VQM / VQA Driving For Excellence Confidential 6
揚聲器之基本參數
5. Frequency Response ( 頻率響應 ) 頻率響應 (Frequency Response) 就是實效頻寬(EfeectiveFrequeney Band)的有效範圍,通常是從 低音諧振(fo)到高音域的有效部份。如圖5 所示,是fo (120Hz) ~ 20kHz,但是到20kHz 的SPL 已 減低到85dB,如按高音域的高峰計算,當為120Hz ~ 18,000Hz。一般說來,實效頻寬的峰面平 坦者為佳(如圖5),但圖6 所示的峰面击凹不平,尤其中音谷凹下過低,是如此形態的頻率饗應, 則非上品。
Confidential 11
單體的特性
單體是由紙盆、磁鐵、線圈等材質組成,其各項材質零件對單體的特性曲線及 品質好壞都有重要的影響,因此常聽見有人光以外表的振膜材質及單體尺寸, 就斷定其音色的好壞,事實上這是非常錯誤的。例如,有兩支皆採相同紙盆但 尺寸不同的低音單體,其並非以尺寸較大的單體就能獲得較多的低頻特性,因 為可能尺寸較小的單體,其內部採用較大的磁鐵,擁有較高的磁數密度,因此 能比尺寸大的單體有更好的低頻特性。以下我們就單體的結構與種類加以分析: 一、高音單體 ◎結構分類: ◆ 前振膜式: 為一般喇叭所採用。將振膜直接置於前方,可看見振膜材質。其發聲是將聲音 直接經振膜振盪後,釋放至空氣中。 ◆ 後振膜壓縮式號角單體: 將振膜直接置於後方,無法看見振膜材質,其發聲方式是將振膜振盪出的聲音 經由壓縮導管將聲音予以擠壓,使聲音能均勻擴散至空氣中,聆聽者能獲得較 佳的定位與較清晰的高解析音質。此外,其可將分頻點分至較中頻部份,因此 採用壓縮式高音號角的喇叭能獲得較佳之中音,較厚實之人聲。
扬声器的的主要参数

扬声器的的主要参数字体: 小中大| 打印发布: 2010-9-26 01:19 作者: 网络转载来源: 互联网查看: 735次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+2Mmr1.9 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。
细解扬声器的Q值

细解扬声器的Q值在扬声器的T hiele-Small参数中,其品质因素Q值作为评价低频性能和低音箱体设计的关键参数,经常被大家提起和引用;但作为一个数学模型的辅助参量,Q 值的概念是非常抽象的,远远不如Fs(谐振频率)、Vas(等效容积)等参数容易得到感性的认识。
下面,本文将通过不同的角度,来分析、阐释Q值的意义,希望能够加深大家对Q值的理解。
基本概念根据T-S参数的定义,Q(qualit y factor)是描述扬声器阻尼系数(dampin g factor)的一组参数。
在T-S参数中,Q值分为Qm s,Qes和Qt s。
Qms为机械系统的阻尼,体现了扬声器支片、边等支撑系统对能量的消耗、吸收和音盆、音圈、防尘帽等质量系统对能量的内在消耗;Qes为电力系统的阻尼,主要体现在音圈直流电阻对电能的消耗;Qts为总阻尼,为上述两者的并联。
即Qts=Qms*Qes/(Qms+Qes)。
扬声器Qts对低频声压特性的影响如图(1)所示,这在很多参考书上都有描述,这儿不再讨论。
图(1)Qts对扬声器低频声压特性的影响阻抗曲线的数学模型考虑到扬声器Q值与阻抗Ze密不可分的关系,在具体分析Q值前,我们简单了解一下扬声器阻抗曲线。
在阻抗型电声类比中,扬声器的等效阻抗为:其中,Re为扬声器的直流阻抗,L为音圈线圈的感抗;Res为振动系统的力学等效阻抗,Res=(BL)²/(Rms+2Rmr),Rms振动系统的力阻,Rmr为扬声器振膜单面的辐射力阻;Cmes为质量抗,Cmes=Mms/(BL)²;Lces为弹性抗,Lces=Cms*(BL)²。
当频率在Fs的时候,动生阻抗达到最大值;同时由于在低频阶段,音圈感抗相当小,基本上可以忽略,所以我们有:Zmax=Re+|Res|参考下面Ml ssa对某款扬声器的测试结果,我们可以对其进行直观地理解。
Q值解析

细解扬声器的Q值在扬声器的Thiele-Small参数中,其品质因素Q值作为评价低频性能和低音箱体设计的关键参数,经常被大家提起和引用;但作为一个数学模型的辅助参量,Q值的概念是非常抽象的,远远不如Fs(谐振频率)、Vas(等效容积)等参数容易得到感性的认识。
下面,本文将通过不同的角度,来分析、阐释Q值的意义,希望能够加深大家对Q值的理解。
基本概念根据T-S参数的定义,Q(quality factor)是描述扬声器阻尼系数(damping factor)的一组参数。
在T-S参数中,Q值分为Qms,Qes和Qts。
Qms为机械系统的阻尼,体现了扬声器支片、边等支撑系统对能量的消耗、吸收和音盆、音圈、防尘帽等质量系统对能量的内在消耗;Qes为电力系统的阻尼,主要体现在音圈直流电阻对电能的消耗;Qts为总阻尼,为上述两者的并联。
即Qts=Qms*Qes/(Qms+Qes)。
扬声器Qts对低频声压特性的影响如图(1)所示,这在很多参考书上都有描述,这儿不再讨论。
图(1)Qts对扬声器低频声压特性的影响阻抗曲线的数学模型考虑到扬声器Q值与阻抗Ze密不可分的关系,在具体分析Q值前,我们简单了解一下扬声器阻抗曲线。
在阻抗型电声类比中,扬声器的等效阻抗为:其中,Re为扬声器的直流阻抗,L为音圈线圈的感抗;Res为振动系统的力学等效阻抗,Res=(BL)²/(Rms+2Rmr),Rms振动系统的力阻,Rmr为扬声器振膜单面的辐射力阻;Cmes为质量抗,Cmes=Mms/(BL)²;Lces为弹性抗,Lces=Cms*(BL)²。
当频率在Fs的时候,动生阻抗达到最大值;同时由于在低频阶段,音圈感抗相当小,基本上可以忽略,所以我们有:Zmax=Re+|Res|参考下面Mlssa对某款扬声器的测试结果,我们可以对其进行直观地理解。
图(2)扬声器的阻抗曲线Q值与阻抗Ze的关系根据Qms的定义,有Qms=ωMms/(Rms+2Rmr)。
扬声器参数

扬声器的参数是指采用专用的扬声器测试系统所测试出来的扬声器具体的各种性能参数值.其常用的参数主要包括:Z,Fo,η0, SPL,Qts,Qms,Qes,Vas,Mms,Cms,Sd,BL,Xmax,Gap gauss.以下分别是这几种参数其物理意义.1.1 Z:是指扬声器的电阻值,包括有:额定阻抗和直流阻抗.(单位:欧姆/ohm),通常指额定阻抗.扬声器的额定阻抗Z:即为阻抗曲线第一个极大值后面的最小阻抗模值,即图1中点B所对应的阻抗值.它是计算扬声器电功率的基准.直流阻抗DCR:是指在音圈线圈静止的情况下,通以直流信号,而测试出的阻抗值.我们通常所说的4欧或者8欧是指额定阻抗.1.2 Fo(最低共振频率)是指扬声器阻抗曲线第一个极大值对应的频率.单位:赫兹(Hz).扬声器的阻抗曲线图是扬声器在正常工作条件下,用恒流法或恒压法测得的扬声器阻抗模值随频率变化的曲线.1.3 η0(扬声器的效率):是指扬声器输出声功率与输入电功率的比率.1.4 SPL(声压级):是指喇叭在通以额定阻抗1W的电功率的电压时,在参考轴上与喇叭相距1m 点上产生的声压.单位:分贝(dB).1.5 Qts :扬声器的总品质因数值.1.6 Qms:扬声器的机械品质因数值.1.7 Qes:扬声器的电品质因数值.1.8 V as(喇叭的有效容积):是指密闭在刚性容器中空气的声顺与扬声器单元的声顺相等时的容积.单位:升(L).1.9 Mms(振动质量):是指扬声器在运动过程中参与振动各部件的质量总和,包括鼓纸部分,音圈,弹波以及参与振动的空气质量等.单位:克(gram).1.10 Cms(力顺):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).1.11 Sd(振动面积):是指在扬声器的振动过程中,鼓纸/振膜的有效振动面积.单位:平方米(m2).1.12 BL(磁力):间隙磁感应强度与有效音圈线长的乘积.单位:(T*M).1.13 Xmax:音圈在振动过程中运动的线性行程.单位:毫米(mm).1.14 Gap Gauss:间隙磁感应强度值.单位:特斯拉(Tesla).1\Xmax是量出来的,不是测量出来的,需要知道上板厚度PL和音圈圈幅VC,则Xmax=|PL-VC|/23\1.11 Sd(振动面积):是指在扬声器的振动过程中,鼓纸/振膜的有效振动面积.单位:平方米(m2).这个量的时候要注意,一般规定为鼓纸的直径加上1/3的悬边的长度,也有文献说是1/2的边的长度,根据经验来确定首先,我们来谈谈如何认识一个喇叭单元,这是我们每个生产厂家、每个扬声器系统设计人员要面对的一个最基本而又是最重要的问题。
Qms、Qes、Qts各自的意义是什么

Qms、Qes、Qts各自的意义是什么简单的计算关系, 总Q值Qt=QmQe/(Qm+Qe) 这个大家已经熟知, 大家感兴趣的是, 声音的重放,特别是低音部分的音质, 究竟是与Qm有关,还是与Qt有关呢? 有些人认为, 既然总Qt是机械, 电路两个Q值的加成,Qt就可代表一切, 换句话说,只要Qt结果相同, 无论Qm和Qe取任何值,最后出来的音质不变. 就好像你一个月挣5000元,你老婆挣1000元, 同你挣4000元,你老婆挣2000元, 最后总的效果不是一样吗?家庭的总收入都是6000元.但人们很快就能相通这总家庭总收入外表看起来想同, 内部肯定是有区别的. 扬声器电声转换,声音的辐射最后主要靠力学部分,就像在家里, 力气活, 养家糊口的事, 都要靠男人来做一样, 但女人的作用也不可忽视, 女人通常是在背后起作用, 隐性地起作用, 通过控制男人来控制这世界(Qe通过控制Qm来最终控制Qt,其最终结果Qt偏近Qe, 男人通过自己能力在世界上挣钱打拼,最后忙了一场才发现还是一切只不过是为了女人---最终的品质因数Qt原来几乎就等于Qe), 在扬声器里也是如此, Qe通过电路的控制来控制系统最后的整体瞬态,但其功效是隐性的, 显性的这一块呢,就是力学部分, 直接的振动部分, 直接的将机械能转化为声能的这一部分, 如果这力学部分过于软弱, 声音是出不来的.Qm是问题的根结在于, 声音的辐射由扬声器最后等效电路里正面和背面的辐射力阻来决定(如果用导纳类比则变为辐射力导)听众最后是用耳朵来听空气里的振动形成的声音的, 而不是化成一个灵魂意识流,随电流钻入音圈线圈里流动, 如果是那样,那么Q相同带来的聆听结果才完全相同. Qm高一些的扬声器才能够更有效的辐射低频, 从扬声器的阻抗曲线上也可以看出来,阻抗峰越高, 越陡, 说明Qm越高, 那么此单体必是好单体, 这是鉴别Hi-Fi低频单元最简单的一个通则.如果阻抗峰矮下,通常说明低频出不来.Qm高带来的风险也是有的,显然这同失真有很大关系, Qm越大, 失真的可能性越高, 做任何事都是有代价的.一个人如果太过追求风平浪静的安逸,类似一个低Qm值, 那么他赚到钱的机会就不大,所谓富贵险中求,90年代的"下海"证明了这一论说的正确.但是Q值越高是否越好, 那也不一定, 主要看其失真, 小提琴的Qm值一般在40左右, 但是小提琴有本事做到发出动人的音色, 换句话说只用它的Qm值到达这个水准了,它才能发出如泣如诉的音色, 扬声器就做不到,无法想象扬声器的Qm值到达40以后声音会怎样的恶劣.音圈运动时的反电动势引起的感生涡流,能造成扬声器振动系统"刹车",当然这是比较夸大的说法, 形容扬声器振动受到额外的阻尼,这一由电系统引起的力学系统的刹车, 能够极大的影响Qm值,因此铝骨架圈音圈通常中间要留一条缝,防止铝骨架形成一个导电回路消耗能量, 但就算如此, 仍然会产生电阻尼,比不上使用非导电骨架的音圈效果好,使用铝骨架(带有缝)的Qm值通常只在3-5之间, 而用KAPTON的在5-12之间, 差别相当大,这也可以告诉我们, 为什么一般的专业大喇叭,高功率, PA 用,都不敢用铝骨架来做音圈, 虽然铝骨架导热能力好, 请注意是不敢,而不是不想,因为如此大的低音单体,首先要保证有效的低频辐射,用铝骨架? 虽然散热效果好了一些,但付出的代价太大了, 你因为音圈骨架选材上丧失的4个左右的Qm,想要补回来, 其他材料上要费多少功夫? (有兴趣的可以参考Vance Dickson著的音箱开发圣经LCD6:Loudspeaker Design Cookbook)让我们来看几个例子:这是美国汽车音响巨头MTX的著名的雷霆9500,15"音盆,额定功率号称1000W, 可是Qms只有3.78,很明显它是使用了黑铝音圈设计,只注重于功率,这与该公司一味大功率,高分贝的设计理念相吻合,也符合美国市场. MTX在单体可靠性方面十分有研究,曾推出创新过一些扬声器功率测试标准,但从其设计风格上看其能力也只限于在功率研究这一块了,并不十分懂声学,把消费者往偏路上引.此主题相关图片如下:mtx.jpg这是美国另一汽车喇叭巨头Audiobahn的产品目录摘选,比起MTX来在追求大功率方面有过之而不及,我们看到他的一系列产品中,只有一款Qm高过了7.其他的都是败笔此主题相关图片如下:audiobahn.jpg这是美国另一著名扬声器单体公司AURA的18''单元资料,使用多项专利包括径向磁路,可是Qms值只有令人失望的4.1,可笑其Qts还能做到不可思议的0.19, 该公司的单体设计师更适合到减震器公司去做事. AURA一向以奇形怪状的设计来吸引人的注意, 据称国光GGEC最近还有意对其进行收购.此主题相关图片如下:aura sound 1808.jpg这是JBL的15"单元资料,Qms达到7.2,基本令人满意,在追求功率承受与低音重放方面基本取得了平衡, 属于扎扎实实按声学规则设计的公司.这也是笔者选中、购买的一款单体.此主题相关图片如下:jbl.jpg其实Qm能告诉我们的关于扬声器的秘密还有很多,但需要有心人的眼光, 以下为补充讨论.不像dB做的把Qm比作机械智商, Qe比作是电路智商的智商类比, 我把Qm比作是男人, Qman,(或Qmechanic), 把Qe比作女人,Qelle(elle为法语"她"之意) (详见文章开始部分对Qm,Qe的类比讨论) 那么我的类比就是阴阳类比.那么复杂的物理模型可以简化为现实的东西.现在如果有人如果问你这么个怪问题: 有这么四个扬声器单元1. Qm高但Qe低2. Qm低但Qe高3. QmQe两者皆高4. QmQe两者皆低试对上述四种情况对其重放声音特性进行定性分析.这道题目,如果用抽象模型去像, 大家很容易想到头昏, 搞糊涂了,就算电声高手也未必能答得出, 但你现在使用我做的QmQe阴阳类比.则问题变得极易解决:1. Qm高Qe低----说明男人很强, 但女人控制力强(理财能力强).这样的组合很好. 扬声器方面----声音又好听, 控制力有好, 理想的单体.2. Qm低Qe高----说明男人很衰(没钱没力),女人控制力不强(乱花钱),这样的家庭叫败家. 扬声器方面----低音既出不来, 振动还止不住.没见过这么差的单元了.3. QmQe都高----说明男人很强会赚钱, 但女人也很会花钱,不懂理财, 有意思吧, 这样的组合看实际情况, 如果男人赚的钱够女人花,OK没问题, 如果男人赚的钱不够女人糟的, 那日久仍然会出问题. 用在扬声器方面----要根据具体情况具体讨论, 分析孰强孰弱, 孰为主孰为从,孰占问题的主动方面4. QmQe都低----说明男人衰,赚不到钱, 但女人也扣门, 手头控制得紧(生活, 没办法呀) 这样的家庭组合呢, 日子过得平平淡淡如流水,在扬声器方面,声音听起来就是---干巴巴的毫无个性, 平平淡淡的基本上没什么得失吧.1,4类的情况, 总Qt最后结果是低的,而2,3类的情况, 最后的总Qt为高.可以看出, 同样的Q, 里面的区别还是很大.顺便提一句, 因为很多人不太懂声学, 所以一般扬声器单体设计师设计出来的单体, 2类占居多数,这也不难理解, 想想看, 如果不好好学习,成绩次几乎是一定的, 这也是客观规律.另外要注意: Qm高不仅代表男人能赚钱, 也表示他会花钱, 呵呵这就毫不奇怪了, 现在哪个达官贵人, 发达了后不是大把大把的银票花出去的, 这符合自然规律. 扬声器也是如此, 这样大家就好理解了.进一步的讨论失真, 形象地说可以看做振幅的夸张而脱出了线性控制系统的范围, 也就是通常我们理解的扬声器单元的大振幅大动态下的行为, 从我提出的男女类比上看, 可以巧妙地把失真归结为男人脱离的女人的控制, 抽象地说,即Qm与Qe不匹配, 当出现这种情况时, 失真会产生. 一般说来Qm高的场合更易失真, 回到男女类比, Qm高, 好比男人有能力, 在外能大把大把挣钱, 那么他通常就容易出些问题(具体什么问题大家都知道),男人有了钱就会变坏, 女人就不容易管住他.这就是失真现象的简单形象解释. 当然这样对扬声器失真的讨论显然不够完善,这里只是起一个抛砖引玉的作用,给大家一个启发性的思路.更进阶的讨论通过上面的类比分析讨论,如果你真能理解掌握, 也有助于反过来理解一些社会学问题,如果现在有个社会学者问你: 在这世界上男人与女人的关系是什么? 他们的能力能够简单地相加么?你想起你已经学过QmQe类比, 知道Qm与Qe的关系, 你就理解能够明白原来这世界上男人与女人的关系不是简单的算术相加,而是成倒数相加关系: 男人一碰到女人, 其能力就要打了个折扣, 其原理在此.练习题1: 试证明中国古代谚语:"英雄难过美人关"的正确或谬误证明:用电声学中的QeQm阴阳类比理论, Qe为女,Qm为男,(具体讨论见上,略), 其相遇结果略大于Qe,偏近于Qe, 且其值主要由Qe决定.说明男人易受女人控制, 此论正确, 本题得证.练习题2:中国古代阴阳理论中,阴阳中和后的结果为何? 为零吗?证明:用电声学中的QeQm阴阳类比理论,可知阴阳相遇后结果不为零而偏于阴, 为阴能胜阳,柔能克刚. 证毕。
扬声器参数——精选推荐

扬声器参数1扬声器的阻抗公式Ze---扬声器阻抗m ad ---辐射质量R V ---扬声器⾳圈直流电阻r m ---机械系统的等效⼒阻Lv---扬声器⾳圈电感m d -----振膜质量A----⼒系数m V ---⾳圈质量2r ad --辐射阻S d ---弹波劲度S S ---折环劲度扬声器的阻抗由3部分组成,即⾳圈直流电阻、⾳圈感抗、动⽣阻抗。
(动⽣阻抗是由机械系统反应到电系统的阻抗,是由振动系统振动⽽产⽣的阻抗)2扬声器谐振频率 (HZ)(扬声器谐振频率是指扬声器低频谐振频率或最低谐振频率)o ---扬声器谐振频率S o ---等效劲度s o =s d +s s s d =弹波劲度s s =折环劲度m o ---等效质量m o =m d +2m ad +m v m d =振膜质量 m v =⾳圈质量2m ad =16/3*ρo *a3ρo =空⽓密度a=振膜半径谐振频率的调节加⼤振膜质量,会降低谐振频率,但质量过⼤会使扬声器灵敏度降低增加振膜与弹波的顺性,会降低谐振频率,但顺性太⼤会使振膜振幅加⼤,导致失真加⼤和功率承受能⼒扬声器的⼝径越⼤,其谐振频率越低3扬声器有效辐射⾯积(扬声器振膜的投影⾯积,可认为是锥体与1/2折环的投影⾯积)S D =有效辐射⾯积D=有效辐射直径有效辐射⾯积与辐射质量的关系1.54BL值(T*M)(BL值称为⼒系数,它源于扬声器最基本的公式,即载流导体在磁场中受到的⼒ F=BLI)F=BLIB=磁隙磁通密度L=⾳圈导线长度I=导线电流BL值与扬声器的总品质因数Q TS 的关系如下S D =π(0.5D)22m ad =16/3*ρo *a3=0.575S DZ e=R V +j ωLv+BL=Cms = 1/[( 2πFo )2?Mms]So:是振动系统的等效⼒劲,即⽀撑振动系统的⿎纸Edge和弹波等弹簧系统的刚度,其倒数是顺性Cms=1/ SoCms:即顺性Co,表⽰上述弹簧系统的柔软度。
音箱计算公式

最终取值
35.41
扬声器单元实用边际 (高端)频率Fm
35.41
最终取值
其中:Ds为扬声器单元振膜的有效直径,单位为米。
862.50
863
开口箱导管的允许最 小直径Dmin(米)
其中:Vd为扬声器单元振膜在最大振幅时所推动的
最终取值 体积,单位为立方米。 Xmax为扬声器单元振膜的
0.07
0.08
最大行程,单位为米。 Sd为扬声器单元振膜的有效 面积,单位为平方米。
给定导管的直径(Dv) 箱体的有效容积(Vb)
0.08
0.025
常用计算公式
音箱有效容积(升)
最终取值 其中:Vas为扬声器单元的有效容积,单位为升。
17.86
25.00
Qts为扬声器单元的总Q值。
箱体谐振频率Fb(Hz)
最终取值
其中:Fs为扬声器单元的谐振频率
43.20
0
箱体谐振频率Fb(Hz)
0.2
开口箱导管的允许最小直径Dmin(米)的计算: Dmin=(Fb*Vd)^0.5 Vd=Sd*Xmax
单元在最大振幅时所推动的体积(Vd) 扬声器单元振膜的最大行程(Xmax) 扬声器单元振膜的有效面积
0.000145
0.0058
0.025
开口箱导管的长度(米)的计算: Lp=((2362*Dv^2)/(Fb^2*Vb))-0.73*Dv
音箱常用计算公式
箱体有效容积Vb的计算: Vb=20*Vas*Qts^3.3
扬声器单元有效容积:(Vas) 扬声器单元的总Q值(Qts)
59.6
0.28
箱体谐振频率Fb的计算: Fb=Fs*(Vas/Vb)^0.31
音箱结构计算公式

ASW箱体结构计算公式1.开口腔计算公式:V A = (2S x Q。
)²x V AS(L)通带纹波系数是带通式音箱的重要设计参数。
选取合适的封闭腔带通Q值Q B,查表得出f L和f H,用f。
/Q。
分别乘以这两个系,求出音箱频响曲线上下降3dB的两个频率点,要求与设计值相符。
带通Q值越高,音箱的灵敏度越高,但通频带越窄;带通Q值取得越低,音箱的灵敏度越低,但通频带越宽。
导相管的调振频率fB = Q B x ( f。
/ Q。
) (HZ)导相管长度L=[(c²S]/(4*3.14²*f b²*V)] -0.82*Sˆ²2.密封腔计算公式:V B = V AS / a顺性比a = (Q B² / Q。
²) – 1则ASW箱体总容积为V = V A + V B单腔倒相式音箱计算公式1.低频扬声器单元的品质因数Q。
、谐振频率f。
及等效容积V AS是决定音箱低频响应的重要参数。
品质因数Q。
、谐振频率f。
及等效容积V AS由喇叭供应商给出,或自己根护喇叭的基本性能参数进行公式计算,在已知品质因数Q。
、谐振频率f。
的前提下计算V AS。
2.箱体容积计算公式:V B = V AS / a箱体顺性比a值可由倒相音箱设计图表查出(91页图3-9),设QL=7。
也可由下面的简表进行估算,如下表:3.确定倒相管截面积。
4.确定导相管长度,可用公式:L=[(c²S]/(4*3.14²*f b²*V)] -0.82*Sˆ²5.音箱的调整要点:原则是将倒相箱的谐振频率调整到最合适的频率点,使音箱的低频响应平坦。
调整音箱的系统品质因数,使音箱的低音深沉,听起来即不干涩也不混浊;调整分频网络的分频点和相位特性,使音箱各频段的声压均匀,频率响应曲线平坦。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
细解扬声器的Q值
在扬声器的Thiele-Small参数中,其品质因素Q值作为评价低频性能和低音箱体设计的关键参数,经常被大家提起和引用;但作为一个数学模型的辅助参量,Q值的概念是非常抽象的,远远不如Fs(谐振频率)、Vas(等效容积)等参数容易得到感性的认识。
下面,本文将通过不同的角度,来分析、阐释Q值的意义,希望能够加深大家对Q值的理解。
基本概念
根据T-S参数的定义,Q(quality factor)是描述扬声器阻尼系数(damping factor)的一组参数。
在T-S参数中,Q值分为Qms,Qes和Qts。
Qms为机械系统的阻尼,体现了扬声器支片、边等支撑系统对能量的消耗、吸收和音盆、音圈、防尘帽等质量系统对能量的内在消耗;
Qes为电力系统的阻尼,主要体现在音圈直流电阻对电能的消耗;
Qts为总阻尼,为上述两者的并联。
即Qts=Qms*Qes/(Qms+Qes)。
扬声器Qts对低频声压特性的影响如图(1)所示,这在很多参考书上都有描述,这儿不再讨论。
图(1)Qts对扬声器低频声压特性的影响
阻抗曲线的数学模型
考虑到扬声器Q值与阻抗Ze密不可分的关系,在具体分析Q值前,我们简单了解一下扬声器阻抗曲线。
在阻抗型电声类比中,扬声器的等效阻抗为:
其中,Re为扬声器的直流阻抗,L为音圈线圈的感抗;
Res为振动系统的力学等效阻抗,Res=(BL)²/(Rms+2Rmr),Rms振动系统的力阻,Rmr为扬声器振膜单面的辐射力阻;
Cmes为质量抗,Cmes=Mms/(BL)²;
Lces为弹性抗,Lces=Cms*(BL)²。
当频率在Fs的时候,动生阻抗达到最大值;同时由于在低频阶段,音圈感抗相当小,基本上可以忽略,所以我们有:
Zmax=Re+|Res|
参考下面Mlssa对某款扬声器的测试结果,我们可以对其进行直观地理解。
图(2)扬声器的阻抗曲线
Q值与阻抗Ze的关系
根据Qms的定义,有Qms=ωMms/(Rms+2Rmr)。
由ω=2πFs以及
我们不难得到:
同样,对于Qes和Qts有:
对于上述的BL、Cms和Mms,一般的测试软件都可以通过附加已知质量法测得或者通过Fs推算得到,具体的方法及推算过程由于不是本文的内容,这儿就不做介绍。
感性认识Qms
在T-S参数的三项Q值中,大部分人对Qts与Qes非常敏感,而对Qms都不会太过注重。
的确,作为描述低频份量的参数,从图(1)中我们就可以看出Qts 的重要性;更何况在低音箱体设计时,作为判断使用何种箱体以及计算箱体尺寸的重要依据,Qts一直被音箱开发者频繁使用;而对于扬声器单体的开发者,Qts也是经常被客户要求的参数之一。
对于Qes,由于其值比Qms一般都小很多,根据Qms=Qms*Qes/(Qms+Qes),Qes基本上决定了Qts,甚至很多参考书上都直接将Qes当作Qts使用。
所以相对而言,大部分扬声器开发者对Qes和Qts的设计和调整都比较轻车熟路。
而对于Qms,由于使用的频率不高,大部分参考书上也甚少介绍,相当多的人对其本质意义以及控制办法都没有太深的理解。
下面,我们就重点分析一下Qms。
根据前面的分析结果,Qms反映了阻抗曲线上的峰值,即动生阻抗的最大值Res 的大小。
从另一方面说,Res越大,其阻抗峰越尖锐,Qms也就越大。
而对于动生阻抗,顾名思义,其阻抗因动而生。
其产生的根本原因就是音圈在磁场中运动时切割磁力线而产生了感应电动势,而感应电动势对音圈输入电流反向作用的效果,就相当于在音圈中产生了变化的阻抗;感应电动势的大小为:e=BLv;
其中v为音圈的磁场中的运动速度。
显然,v越大,扬声器的感应电动势越强,动生阻抗也就越大;而在振动最快的Fs这一点,动生阻抗也就达到了最大值。
所以间接看来,Qms越高,就表示扬声器振动系统的振动速度越快。
根据扬声器的辐射功率P=v²*2Rmr,我们可以知道Qms越高,扬声器在Fs附近的效率也就越高。
另一方面,v越大,同时意味着扬声器振动系统越容易起动,而一旦振动起来后,却更加难以控制了。
这句话从换个角度理解,就意味着Qms越高,扬声器瞬态的前沿特性就越好,而后沿特性就会比较差;反之,则前沿特性差,而后沿特性比较好。
这点我们可以简单的根据下图理解:
图(4)扬声器的瞬态特性
一些发烧友音质评价术语中,有个词汇叫做“速度快”,从瞬态的角度理解,所谓的“速度快”就是扬声器前沿特性比较好,对信号的反映比较及时,也就是说,Qms比较高。
一般来说,前沿特性的提高必然导致后沿特性的恶化,而后沿特性比较差的扬声器,听起来就会拖尾较长,声音浑浊不清。
按照个人设计经验,由于材料特性的关系,往往Qms都相对比较高;而对个人而言,本人则更倾向于后沿特性好一点的扬声器。
影响Qms和Res的因素
根据我们前面对Qms的计算公式,我们知道与Qms相关共有四个参数:Res,BL、Mms和Cms,其中BL、Cms和Mms的概念比较简单,开发过程中调整起来也相对比较容易,在这儿就不重点讨论了。
对于Res,从前面的介绍中我们已经知道:
Res=(BL)²/(Rms+2Rmr)
在低频段,扬声器振膜做活塞振动,其辐射力阻抗Rmr比较简单,有:
Rmr=ρω²SD²/(2πc)
式中ρ为空气密度,SD为扬声器的有效振动面积,c为空气中的声速。
所以Rmr基本上是仅与振动面积相关的一个参数,在扬声器开发过程中,一旦扬声器的尺寸确定,Rmr基本上就已经确定。
对于Rms,其基本定义为扬声器振动系统的机械力阻。
由于扬声器参与振动的因素较多,各个部分对其作用也各不相同,为了方便理解,我们先来看看扬声器振动系统的结构图。
图(5)扬声器结构
上图中,1为扬声器的折环,2为音盆,3为支片,4为音圈,5为防尘帽。
在上述各个部件中,折环和支片作为支撑系统,对Rms的作用主要体现在自身的内部阻尼消耗能量上,从而抑制振动,所以其材料内部阻尼就特别重要。
限于篇幅,对于材料的内部阻尼我们就不做具体介绍了。
不过对于支片的阻尼,有两点经验,可以给大家分享。
支片的直径越大,相同顺性的情况下,阻尼越高;这点应该比较容易想象,一方面为了保持顺性,直径大的支片必然需要更多的胶水(酚醛树脂)来定型,另一方面,直径大的支片在振动传递过程中,需要更长的距离,其能量消耗自然也就比较大;
部分人的经验,降低支片的顺性可以降低Qms;从前面的分析来看,显然是不对的。
但降低支片的顺性,必然需要更多的胶水定型,其内部阻尼也就更大;所以在某些情况下,内部阻尼的作用大于由顺性带来的影响时,Qms确实是会降低的。
音盆和防尘帽对Rms的作用则有下面几个方面:
利用了空气形成的阻力抑制振动;相对来说,比弹性率E/ρ(弹性模量/密度)大的材料,即刚性好,密度低的材料,对Rms的贡献就比较大;
音盆内部阻尼在传递音圈引发的振动过程中产生的能量消耗;这一点对中高频来说,是影响分割振动的一个重要因素,而对于低频,这种作用则与折环和支片类似;
利用表面阻尼在与空气摩擦产生的损耗。
我们经常看到在一些低音扬声器纸盆的表面涂一层阻尼胶,很大一部分的作用就在于此。
从以上分析可以看出,扬声器品质因素Q作为描述振动系统所受阻尼的参数,与扬声器大部分部件的材料、性能以及结构都相关;实际上,扬声器的很多参数都是互相影响甚至互相矛盾的,扬声器的开发过程就是一个平衡其中各项矛
盾的系统工程。
本文通过对Q值的详细分析,希望能够加深大家对各项相关因素的理解,从而在开发过程中能够更轻松的做出相应调整,找到一个符合自己意愿的平衡点。
相关图片。