揚聲器參數(shù)計算公式.doc

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1.揚聲器主要參數(shù)綜合設(shè)計和分析 揚聲器性能是電學、力學、聲學、磁學等物理參數(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。 揚聲器常用機電參數(shù)以及計算公式、測量方法簡述如下： 1.1直流電阻Re 由音圈決定，可直接用直流電橋測量。 1.2共振頻率Fo 由揚聲器的等效振動質(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。 1.3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)2/(Rms+Rmr)](10) 1.4機械力阻Rms 由鼓紙、彈波的內(nèi)部阻尼及使用膠水的特性決定，可由測量出機械品質(zhì)因數(shù)Qms后通過下列公式計算： Rms=(1/Qms)*SQR(Mms/Cms)(11) 這里SQR()表示對括號()中的數(shù)值開平方根，下同。 1.5輻射力阻Rmr 由口徑、頻率決定，低頻時可忽略。 Rmr=0.022*(f/Sd)2(12) 1.6等效輻射面積Sd 只與口徑(等效半徑a)有關(guān)。 Sd=π*a2(13) 1.7機電耦合因子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后用下列公式計算: (BL)2=(Re/Qes)*SQR(Mms/Cms)(14) 1.8等效振動質(zhì)量Mms 由音圈質(zhì)量Mm1、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 1.9輻射質(zhì)量Mmr 只與口徑(等效半徑a)有關(guān)。 Mmr=2.67*ρo*a3(16) 其中ρo=1.21kg/m3為空氣密度，a為揚聲器等效半徑。 1.10等效順性Cms 是指揚聲器振動系統(tǒng)的支撐部件的柔順度.其值越大,揚聲器的整個振動系統(tǒng)越軟.單位:毫米/牛頓(mm/N). 由鼓紙順性Cm1、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)/(Cm1+Cm2)(17) 1.11等效容積Vas 只與等效順性、等效輻射面積有關(guān)。 Vas=ρo*c2*Sd2*Cms(18) 此處c為空氣中的聲速，c=344m/s 1.12機械品質(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/Δf)*(Zo/Re)(19) f為阻抗曲線上阻抗等于SQR(Zo*Re)所對應的兩個頻率的差值。 1.13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、機電耦合因子BL共同決定，由阻抗曲線的測量獲得。 Qes=[Re/(BL)2]*SQR(Mms/Cms)=(Fo/Δf)*SQR(Zo*Re)/(Zo-Re)(20) 1.14總品質(zhì)因數(shù)Qts 由機械品質(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/Δf)*SQR(Re/Zo)(21) 1.15參考電聲轉(zhuǎn)換效率ηo 由機電耦合因子BL、等效輻射面積Sd、等效振動質(zhì)量Mms共同決定。 ηo=(ρo/2πc)*(BL*Sd/Mms)2/Re(22) 1.16參考靈敏度級SPLo 與參考電聲轉(zhuǎn)換效率ηo直接相關(guān)。 SPLo=112+10lgηo(23) 1.17參考振幅ξ 與參考電聲轉(zhuǎn)換效率ηo、電功率Pe、等效半徑a、頻率f有關(guān)。 ξ=0.481*SQR(Pe*ηo)/(a*f)2 以上這些參數(shù)現(xiàn)在均可用揚聲器計算機測試系統(tǒng)進行測量和計算，常用的測試系統(tǒng)有LMS、CLIO、MLSSA、DAAS、SYSID、LAUD、IMP等。另外，也可利用一些計算機模擬軟件進行揚聲器參數(shù)的基本設(shè)計，如LEAP、CALSOD、SpeakerEasy、DLCDesign、AudioCad、SOUNDEASY等。 揚聲器的功率、失真指標無法直接用公式進行定量計算，只能作些定性分析和探討。