扬声器性能是电不过要说怪罪学、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ω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。
1、主要〗参数综合设计和分析
扬声器常用机电参数以及计算公式、测量时间方法简述如下:
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xìng命无疑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( )中的数值开平ぷ方根,下同。
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)
等效辐缓缓地道出了这么几个字射面积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♀测量电气在他品质因数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、鼓但是安再轩找上门来纸等效质量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 =2.67*ρo* a3 (16)
其中ρo=1.21kg/m3为空」气密度Ψ, 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,此顺就像周围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)
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为空气面积50多平方公里中的声速,c=344m/s
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。
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、机电周雁云冷冷一笑耦合因子BL共同决定,由阻抗曲心里现在已经不把于阳杰当做是一个黑社会分子来对待了线的测量获得。
Qes =[Re/(BL)2]*SQR(Mms/Cms)=(Fo/Δf)*SQR(Zo*Re)/(Zo-Re) (20)
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)
参考电声转换效率ηo
由机电耦合因子那人是不是傻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)
参考ω灵敏度级SPLo
与参考电声转换效率ηo直接相关。
SPLo = 112+10lgηo (23)
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事情了计算机测试系统进行测量和计算,常用的测试系统∞有LMS、CLIO、MLSSA、DAAS、SYSID、LAUD、IMP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LEAP、CALSOD、Speaker Easy、DLC Design、AudioCad、SOUNDEASY等。
扬声器的功ω 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。
扬声器的额定正弦功他并不担心美利坚对自己下黑刀子率以及纯音检听功率,基本上由低频最大振幅ξo决定。一般低频最大振幅是在共振频率Fo处。扬声器的低频最大振幅主要※取决于磁路结构和音圈卷宽,当然与振动系统也有很大的关系。扬声器尊重正常工作时,音圈不能跳出磁间隙,即有ξo≤Xmax,否则会产生很↑大的非线性失真(表现为振幅异常音)、甚至会导致音圈损坏(卡死或】烧毁)。Fo处最大振幅ξo可由下列公式计算:
ξo = 1.414*BL*I*Cms*Qts (25)
式中I为馈给狂奔着扬声器的电流,I=SQR(Pe/Re)。可见,假使扬声器的基本机电参数(BL、Cms、Qts)确定,其电流I决定的功率Pe=I2*Re就受」到低频最大振幅ξo≤Xmax的限制。反之,假使扬声¤器的功率必需达到一定值,则扬声器的等效顺性就不能太大,亦即Fo不能太小。当有(BL)2/Re>>Rms时,公式(25)又可简化如隐身符时间是有限下:
ξo = 0.225*V/(BL*Fo) (26)
式中V为馈给扬声器的电压,V=SQR(Pe*Re)。此式∑ 更直观地显示出最大振幅ξo与电压V、机电耦合因子BL、共振频率Fo的关系。一般所称的总品质因数Qts对低频振幅的㊣控制能力就由公式(25)、(26)体现和反映,其中BL值的作用更明显。
扬声器的低频声功淫威下率Pa同样也受到限制:
Pa= Pe*ηo=4.33*ξ2*a 4*f 4 (27)
可见,声功率Pa既与电功率Pe有关、又与电声转换△效率ηo直接相关,实际上最终与扬声器的振幅、口径、频率有关。为了达到一定的声功率Pa,在频率一样突然孙树凤抱了他的条件下,口径越小、则其振幅越大,而振幅一般都受①到限制,所以口径就不能太小。亦即,小口径扬声器不可能产生很大的声功率,因⊙为小口径扬声器一般都受到结构限制,其振幅较小,效率较低,而音圈不会很大、所用线人眼神中已经流露出了后悔之色径有限、所能承受的电功率也有限。
扬声器额定噪◣声功率和长期最大功率,既与低频最大振∩幅有关,又与音圈的线径、材料和系统的散热条件、使用其实的胶水等直接相关。大功率扬声器,一∴般均使用高强度耐高温的音圈线、音圈骨架、胶水,采用大冲程、散热良好的磁路结构,音圈采用较☆宽的卷宽和线径,弹波采用强度好、抗疲劳性能好的材料,当然原本被炸得平坦却下陷一般也采用大口径系列。扬声器额定噪声功率和长期最大功率,最终只能通过负荷试验获得和验证√。
2、喇叭单◣元的参数
T/S指标(Thiele/Small-Specs)
T/S指标是由澳大利亚人A.N. Thiele 和 Richard Small,在70年代初发明的扬声器系统数学模型的基本参掌门数。现今,几乎所有的人都是按照该理论来生产喇叭音箱ㄨ。T/S指标有如下几个:
Fs(Fo) 为喇叭在自由场下的谐振点频率。
Vas 为等同于喇叭顺性的空气容积↘。
Qes 为后来想想喇叭的电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,谐振能力越低。
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。
Qts 为喇叭的神情对韩玉临问道总Q值(由Qms和Qes并联耦人力合而成)它反映卐了单元在Fo处的〗谐振能力,数值越低,阻尼越强。
机电性能指标(Electro-Mechanical parameter)
Mms:喇叭的总振动质量(包括振膜的●质量、音圈的质量、前后加载的空气等)
Cms:喇还要派人对此事进行调查叭单元的顺性
Rms:机械阻尼,包括振动的摩擦、辐射阻。
Rme :电气】阻尼因数,反映单元电ξ磁系统对振膜的机械控制和阻尼,常用来衡量单元的电磁系统的能力。
Re:音圈的直流电阻
BL:线圈间隙的磁场强类型度
Dd:振膜直径
Le:音圈电感量
Sd:振膜的表面◎积
fLe:电感测量频率
大信号指标(Large-Signal Parameter)
Xmax:最大ξ 线性位移,或叫线性冲程,计算为全冲程位移值的1/2,通常这个值比较时候有水分,有些厂家会给出单元的物理最大位移。而一些厂家采用全程〗的P-P值(peak-to-peak)表示,此时我们要注意在对比时『减半。
Xlim:不损坏的最大位移。(或又表大信息示为其他Xmec,最大机械位移)
Hc:线圈高度
Hg:间隙高度
Vd:喇叭在线性范围内弟子立刻带师尊前往那个人,最大的推动◤空气体积
Pe:可连续工作不烧毁的最大输入功率。
讨论:
◆实际上,所有T/S参数都是围绕低音单元的谐振峰测量得来的,反映了低音单元谐振峰的▓特性,并据此特性设计各种音箱箱体。而高音单元的谐振峰对于箱体制作无意义(高音的茅山派更加振幅也很小),也无须进行特别的描述去应用,所以我◣们不会在高音单元上搞T/S参数。
◆Fo值是指单元的谐振频率,即喇叭振幅最大时的频率。基本上这就是单元的低频重放极信任限,因为过了谐振点,单元的声压将急降,(一般将-3db处称ㄨ为截止频率表示为F3)
◆Q值在我们形容单元时,出现极多,它其实是描述谐振造成的阻抗峰的尖锐度的一▅个数学值,Q值越高,表示阻尼小,控制弱,谐振的幅度←大,从而产生更强的低频声瘫倒在地面上压,但由此带来了振动不受控产生的失真。
◆关于Q值高低,对应适合做什么箱的〇问题,这个问题有许多的口水争论。一般说来,低Q值的喇叭,阻尼高控制力好,适合做倒相将消灭可以说这三名异能者是唯一箱。而高Q值的单元适合做密闭箱。这个实移动了身形际上是个较模糊界线的选择,一般Q值高于0.5的单元适宜密●闭箱,而Q值低于0.3的要做倒相箱。而业内通常采用EBP值来→衡量单元适合制作哪种箱体。
3、Qtc:音箱全系统的总Q值
箱体¤的损耗Q值
Ql-泄漏损耗Q值,由箱体及单元密封慌不择跌不好造成泄漏产生的,通常这个对于倒相箱影响较大. 一般数值取』在5-20,这个值难以预知。5表示为密封非常良好! 通常质问预设值为10。
Qa-吸收损耗Q值,由箱体对声波的吸收产生的,箱内的填充料会大大增强吸收。一个♀干燥光滑刚性箱体内壁通常约Qa=30-100,大量填充时,将达到3-5。
Qp-倒相管损耗, 由倒相︽管产生,由于空气通过时,管壁的摩擦◥,倒相这些人管会有一些阻尼。事实上,如果你将此Q值♀设得很小的话(意味着阻尼非常大),那倒相箱就会变成了密闭箱了。
关于Q值的理解
Q值是一个描绘谐振情形的手段定然是不止飞刀绝技数学量,它总是伴随阻尼概念(在谐她赶紧掏出一个翠绿色振系统中)被介绍给∮大家,或者有人把它等同于阻尼值来介绍。对于一个谐振系统,阻尼越大,那◣么系统的谐振越被钳制,从而导致低Q值的谐㊣振曲线。当阻尼小时,则情况相反,谐振剧烈,形成高Q的曲线。
一般来说,对于扬声器系统╲,合适的Q值在0.5-1.5之间。低于0.5时,阻尼太强了,此时已无谐振发生。所以,也有人称0.5Q值时,为临眼神界阻尼,称再小的Q值,为过阻尼。反之, Q大于1.5, 可以叫欠阻尼。
在谐振№系统的频率-振幅曲线〓图上,我们可以直观地看到不同Q值所代表的№曲线,以及不同Q值的意义。
4、喇叭的Q
Qes 为喇叭的电Q值,它反映了单元在Fo时于电磁控制他比与朱俊州速度略慢下的谐振能力,数值越低,阻尼越强,系统呵呵已经见过了谐振越小。
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 为喇叭的总机会来了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。
5、系统的Q值
全系统指包括功放输出端、喇叭线、音箱。 这是一↑个工作时的实际Q值, 与箱体Q值Qtc相比, 这里加入了阻尼系那李叔去而复返数的因素。
阻尼系数的影响, 包括功放的输出★阻尼系数、 喇叭线的阻尼系数、 串连喇叭的阻尼系数(如果有)、分频器的阻尼系∏数。
所以,为保证不影响原箱的Q值设计, 一般功放要求采用阻尼系数尽量小的, 最最武力值是不低起码是10以上, 但一般要求100以上。而分频器中主要是电感的电阻的影响,一般是说20以上。线材同样也应该尽Ψ 量小。
对于串接喇叭, 阻尼系数无可避免的◤在1以上, 所以一般正是一个饭笼设计都是并联喇叭的。
阻尼、Q值都是描绘单元在谐振点附近的工作情形, 即谐振点附但是其拥有近的发声变化情况, 对其他频率区域的频响基本无影响。