第二章微型揚聲器之原理 - 淡江大學機械與機電工程學系

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1、行政院國家科學委員會補助大專學生參與專題研究計畫研究成果報告＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊微型揚聲器原理與聲質探討＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊執行計畫學生：黃健倫、林群倫、陳德融研究期間：100年2月21日至101年1月2日指導教授：蔡慧駿博士執行單位：淡江大學中華民國101年1月2日I摘要揚聲器的本身是結合了電子學、電路學、電磁學、機械振動、聲學、材料學等重要科目的元件。現代科技因外型追求輕、薄、短、小，而內部元件則必須保持高效能的情況下，微型揚聲器同樣必須

2、在有限的空間及成本下追求高音質、高音壓、高感度、低驅動電壓、保持結構微小、高頻寬、低失真、低成本這些優點。因此我們從微型揚聲器的結構開始進行探討，並對振膜進行分析比對，了解振膜之刻痕及其外觀形狀是否影響頻率響應，從而理解微型揚聲器的問題產生點，並提出可能的改善方案。除此之外，透過查詢資料的過程了解可利用控制器將音訊進行過濾，使其利用泛音來達到原本揚聲器所無法驅動出之低頻聲音，但會提高其微型揚聲器之製造成本。透過本次的專題研究來了解微型揚聲器結構以及缺點，在最後提出一點看法。關鍵字：微型揚聲器、泛音、頻率響應35目錄摘要II目錄III圖目錄V表目錄VII第一

3、章緒論1前言1研究動機1研究架構及流程2研究流程圖3第二章微型揚聲器之原理42.1聲學基本原理42.1.1泛音42.1.2泛音列42.2揚聲器運作原理52.3測量揚聲器之設備以及標準72.3.1無響室72.3.2麥克風82.3.3音源校正器82.3.4音頻功率放大器82.3.5前置放大器92.3.6障板92.3.7量測位置102.3.8Klippel量測系統102.4揚聲器種類102.4.1動圈式(dynamictype)揚聲器112.4.2號角型揚聲器112.4.3壓電式(piezoelectrictype)揚聲器122.4.4電容式(condenser

4、type)揚聲器122.5微型揚聲器內部結構122.5.1音圈(voicecoil)122.5.2永久磁鐵(magnet)122.5.3振動膜(diaphragm)132.5.4振膜材料13352.5.5前蓋(frontcover)132.5.6額定功率132.5.7額定阻抗142.5.8振膜厚度142.5.9指向性(Directivity)14第三章微型揚聲器振膜探討14第一組14第二組18第三組21橢圓形揚聲器23第一組24第二組26總結29第四章微型揚聲器之改善294.1合成低音增強304.1.1高通濾波器304.1.2差音314.2柔性消音314.

5、3揚聲器保護32第五章結論34參考資料3535圖目錄圖2.1：佛萊明左手定則5圖2.2：微型揚聲器剖面圖6圖2.3：揚聲器之基本振動圖6圖2.4：無響室7圖2.5：測試設備配置圖7圖2.6：B&K4191FalconRange1/2”Microphone8圖2.7：標準音源校正器8圖2.8：B&K2716音頻功率放大器8圖2.9：B&K2669L1/2”MicrophonePreamplifier9圖2.10：IEC標準障板9圖2.11：IEC標準障板尺寸圖10圖2.12：Klippel量測系統10圖2.13：傳統電磁動圈式揚聲器11圖2.14：號角型揚聲

6、器11圖2.15：動圈式微型揚聲器剖面圖12圖3.1：AK-2032EB-514圖3.2：AK-2008EB-3515圖3.3：AK-2032EB-5之頻率響應圖16圖3.4：AK-2008EB-35之頻率響應圖16圖3.5：將AK-2032EB-5與AK-2008EB-35之頻率響應圖合併17圖3.6：AK-2608AB-418圖3.7：AK-2608AB-518圖3.8：AK-2608AB-4之頻率響應圖19圖3.9：AK-2608AB-5之頻率響應圖19圖3.10：將AK-2608AB-4與AK-2608AB-5之頻率響應圖合併20圖3.11：AK-

7、2808AA-1W21圖3.12：AK-2808AA-2C21圖3.13：AK-2808AA-1W之頻率響應圖22圖3.14：AK-2808AA-2C之頻率響應圖22圖3.15：將AK-2808AA-1W與AK-2808AA-2C之頻率響應圖合併23圖3.16：此為苙翔科技公司所生產之橢圓形揚聲器AK-402004CC-024圖3.17：AK-402004CC-0之頻率響應圖24圖3.18：橢圓形揚聲器：AK-402008CC-625圖3.19：AK-402008CC-6之頻率響應圖2535圖3.20：將AK-402004CC-0&AK-402008CC-

8、6之頻率響應圖合併26圖3.21&3.22：AK-352008CC