第四次課8-9學時第三次

1、 聲學變量器（截面積突變）（a） 截面積突變管結構示意圖（b） 聲變量器交界面處的聲壓相等=1.揚聲器的等效電路圖eg：信號元的開路輸出電壓 Rg：信號源內(nèi)阻 Le：音圈電感 Rms：懸置系統(tǒng)等效力阻 Cms:懸置系統(tǒng)等效力順 Mms：懸置系統(tǒng)等效質量Mar:輻射聲質量 Rar: 輻射聲阻 機械系統(tǒng)、聲學系統(tǒng)的全部元件用電系統(tǒng)元件來表示。二、錐形揚聲器的等效電路圖電力力聲1. 錐形揚聲器的阻抗特性阻抗的模值隨著頻率變化的曲線稱為阻抗曲線。 揚聲器的阻抗隨著頻率變化而變化。 在額定頻率范圍內(nèi)，阻抗模值的最低值不應低于額定阻抗值的80%。三、錐形揚聲器的電聲特性分析 錐形揚聲器的等效電路錐形揚聲器

2、等效電路圖Res:包含空氣負載等效力阻。Les:包含空氣負載等效力順。Ces:包含空氣負載等效質量揚聲器電阻抗： 揚聲器的電阻抗隨著頻率f的變化而變化低于共振頻率： 遠低于共振頻率：f=0(直流)隨著f的增加，Zes增加，呈感性。 諧振頻率處：f=fs共振頻率處： 頻率f由低到高變化時，出現(xiàn)第一個主要的極大值所對應的頻率，稱為揚聲器的共振頻率。共振峰的尖銳程度表示阻尼的存在對于揚聲器共振的影響程度。共振峰的尖銳程度表示阻尼的存在對于揚聲器共振的影響程度。用品質因數(shù)Qts表示： 在共振頻率處，聲阻抗的慣性抗部分（或者時彈性抗）與純阻部分的比值。品質因數(shù)越高，共振峰越尖銳。高于振頻率處：呈下降趨勢

3、。所以整個揚聲器呈容性。2. 錐形揚聲器的位移特性（1）小信號作用下的位移 小信號作用下?lián)P聲器的振膜位移可以由聲學類比電路圖導出。首先得到振膜的體積速度U，除以S得出振膜速度v，然后通過積分得到振幅位移XD。標稱輸入電功率：靜態(tài)位移靈敏度：歸一化位移函數(shù)：揚聲器位移常數(shù)：信號源開路輸出電壓：信號源內(nèi)阻：音圈直流阻：揚聲器懸掛系統(tǒng)（折環(huán)、定心片）總力順：（2）大信號作用下的位移 大信號作用下?lián)P聲器的振膜最大峰值位移是音圈一個方向的最大“線性”偏移；也指揚聲器諧波失真為10%時所限定的音圈偏移的最大值。這個值需要在自由空間中測量得到。3. 錐形揚聲器的頻響特性分析（1）低頻響應分析 若ka1的時候

4、（a為揚聲器單元振膜的有效半徑），可以將揚聲器視為點源。 此時安裝于無限大障板的揚聲器向半空間輻射，距離揚聲器r處的聲壓可以表示為 錐形揚聲器的聲壓級和聲功率級有效輻射面積：音圈的振速：振動速度關鍵！ 揚聲器的聲壓級SPL可以表示為 揚聲器的聲功率級Lw可以表示為 揚聲器單元的輻射聲功率Wa可以表示為等效到力學端基 本 思 路 低頻響應區(qū)特性錐形揚聲器頻響曲線 圖中的A、B、C三個區(qū)域是揚聲器的低頻響應區(qū)，揚聲器系統(tǒng)可以視為集中參數(shù)系統(tǒng)，用等效電路圖分析。低頻區(qū)的聲壓值可以表示為其中振速可以表示為決定低頻段輸出的聲壓級。決定低頻頻響的形狀。振動系統(tǒng)等效質量： A區(qū)域為力順控制區(qū)域（彈性控制區(qū)）

5、此區(qū)域頻率很低，頻響為力順控制的上升區(qū)域。 振速vc隨f增加而增加，與f成正比，Pr與f的平方成正比，Wa與f的四次方成正比。 B區(qū)域為諧振區(qū)此區(qū)域中Ms與Cms產(chǎn)生諧振，諧振頻率為 振速vc達到極大值，但Pr，Wa不一定是極大值。 C區(qū)域為質量控制區(qū) 從上面的公式可以看出，在質量控制區(qū)其振速、輻射聲壓與聲功率的值與有關Ms。 第二共振區(qū)區(qū) D區(qū)域的頻率更高，可能出現(xiàn)第二共振，D區(qū)域為第二共振區(qū)。此時揚聲器的音圈電感量Le忽略不計。錐形揚聲器頻響曲線與并聯(lián)結構可以改寫為當此項與Ms共振時，有由此可以求出揚聲器在高頻段的第二共振頻率fah。（2）中高頻響應分析 中頻段是指錐型振膜由活塞振動過渡到

6、分割振動的頻率范圍。在此時折環(huán)與振膜的振動會出現(xiàn)相位差，中頻響應曲線會出現(xiàn)峰谷。 中頻區(qū)域 高頻區(qū)域高頻重放上限fb：音圈振動不能傳達到錐體時的頻率。這個頻率與錐體根部的剛度大小有密切的關系，相當于在錐體與音圈之間插入了一個彈簧。當頻率超過fb時，聲壓極具下降。m1:錐體質量（kg）M2:音圈質量（kg）K：錐體根部剛度（N/m）高頻上限頻率：提高錐形揚聲器高頻上限： 減輕錐體和音圈的質量； 選用彈性模量高的錐體材料。4. 錐形揚聲器的參考效率揚聲器單元的效率是指輻射聲功率Wa與We之比，即 直接輻射式揚聲器單元向半空間輻射在距源r處產(chǎn)生的聲壓級SPL為取r=1m，則例：某揚聲器單元Bl=19

7、.2Tm，Re=5,Ms=0.096kg,SD=0.088m2。則Ms=MasSD2Mas：等效聲質量Ms： 振動等效質量5. 錐形揚聲器的失真 由驅動力引起的失真 音圈的驅動力維Bli，導線長度l不會發(fā)生變化，所以造成失真主要是因為磁感應強度B與電流i。主要原因：磁通分布不均勻； 磁導率的非線性。 由磁通分布不均勻引起的失真 在實際情況中，氣隙沿軸向在導磁板內(nèi)，外表面附近有漏磁存在，使得使得該處磁感應強度變?nèi)?。改進方法： 采用短音圈，將音圈的振動范圍局限在磁場均勻的范圍； 采用長音圈，由于音圈的高度比導磁板的厚度大，所以磁通與音圈在振動范圍內(nèi)100%的耦合。 由磁導率的非線性引起的失真 在低頻大振幅時，由于音圈對氣隙的相對位置發(fā)生變化較大，時整個磁路中的磁阻發(fā)生變化，導致了音圈的電感變化，使電流產(chǎn)生失真。改進方法：采用短路環(huán)、采用線性度好的磁性材料。 由懸掛系統(tǒng)的非線性引起的失真懸掛系統(tǒng)：折環(huán)、定位支片 懸掛系統(tǒng)相當于彈簧，在振幅