弯曲振动型平板扬声器辐射声场研究

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1、弯曲振动型平板扬声器辐射声场研究弯曲振动型平板扬声器辐射声场研究一、引言作为一种将电能转化为声能的电声器件，扬声器在消费电子和声学技术的诸多领域发挥着重要作用。20世纪90年代以来，弯曲振动型平板扬声器（简称平板扬声器）得到迅速发展，引起了人们的广泛兴趣。平板扬声器是一种振膜作弯曲振动而辐射声音的电声换能器，是采用不同于动圈式扬声器的工作原理和传统扬声器声辐射概念的新型扬声器。当前国内外市场上销售的由英国NXT公司授权生产的NXT扬声器就是一种弯曲振动型平板扬声器。平板扬声器的振膜是一块薄板，与空气不同，它是一种频散

2、媒质。弯曲振动型平板扬声器振膜，在音频范围内近似作无规振动，也就是不作刚性振动。这种振膜就好象是由许多微型单元振膜构成，多个微型单元独立振动，这时多个微型单元振膜附近的空气也以无规则方式运动，所以空气负载也就降低了。这种现象意味着即使采用很大的薄板也不会在高频段形成指向性辐射[1]，这样就可以设计出具有扩散型扬声器。本文通过ANSYS模拟平板受力振动，采用点声源模型，以数学方法推导出薄板音板振动辐射声场的宽指向性。二、音板振动模拟弯曲振动型平板扬声器行的结构是音板和激励器。在激励器的激励下，平板作弯曲振动从而辐射发声

3、。其中音板的振动形态决定了其辐射声场的性质。为了解平板扬声器在外加激励情况下的具体振动模型，我们针对薄型平板扬声器在单点激励情况下，采用ＡＳＮＹＳ对某些频率进行了受力分析。图11000HZ平板受力振动图图1是在薄型平板表面施加强度为10N，频率为1000Hz的点作用力时平板的振动图，可以看出平板的表面在进行振动。通过对平板施加不同频率、大小的力，可以看出平板在激励力的作用下，振动本身在板的表面分布并不均匀，无法找出板表面振动的规律。因此可由模拟结果得知，平板在外加点作用力的情况下，表面进行无规律的振动。因此要想研究板

4、在声辐射的规律，就必须定性地从统计学的角度进行分析。三、脉动球源的辐射脉动球源是进行着均匀涨缩振动的球面声源，也就是在球源表面上各点沿着径向作同振幅、同相位的振动。（一）球面声场设有一半径为r0的球体，其表面作均匀地微小涨缩振动，也就是它的半径在r0以微量ξ=dr作简谐的变化，从而在周围的媒质中辐射了声波。因为球面的振动过程具有各向均匀的脉动性质，因而它所产生的声波波阵面是球面，辐射的是均匀球面波。我们取球面坐标系，坐标原点为球心，如图2。因为波阵面是球面的，所以在距离r处的波阵面面积是球面面积

5、S=4πr2。在这种情况下运用特殊形式的波动方程[2]（1）P为声压，S为波