扬声器主要参数之间的关系

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1、扬声器主要参数之间的关系 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。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

2、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=0.022*(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

3、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=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。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(

4、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。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(

5、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、机电耦合因子BL共同决定，由阻抗曲线的测量获得。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)(2

6、1)参考电声转换效率ηo由机电耦合因子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

7、。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、SpeakerEasy、DLCDesign、AudioCad、SOUNDEASY等。扬声器的功率、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

8、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