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1、声学和扬声器基础知识教学大纲一、要求:掌握音频声学的基础理论和电磁机械学中与喇叭有关的基本知识,了解扬声器测试的要求和T/S参数的计算的原理和方法.二、文化基础要求:高中三、内容与学时安排：第一章音频声学基础1.1声波的产生1.2描述声学的物理量1.3声级,分贝及运算1.4声波的传播特征第二章人耳听觉特征2.1响度与频响曲线2.2音调与倍频音程2.3音色2.4波的分解,付氏解析法2.5失真与失真察觉2.6哈斯效应2.7屏蔽效应第三章电、磁、机械振动基础3.1电学基础知识3.2磁场与电磁感应3.3交流电路中的电容3.4交流电路中的电感3.5复阻抗3.6谐振电路3.
2、7机械振动3.8电机类比第四章扬声器结构与参数测试4.1喇叭结构,名称(磁场,间隙,短路环,音圈,锥盒,指向性,防尘帽,音架,弹波,边,磁流液)4.2Thiele和Small参数测试类比电路图4.3扬声器阻抗曲线及其物理解释4.4阻抗测试4.5质量测试4.6BL测试,力顺测试4.7品质因素Q的计算4.8等效容积Vas的计算4.9效率与灵敏度的测试4.10扬声器基本参数及T/S参数汇总4.11基于PC的扬声器测试信号,相位,clio,Soundcheck,Klippel,LMS.第五章音箱,分频器的设计计算5.1音箱的设计5.2无限平板上的喇叭负载5.3封闭音箱中的喇
3、叭5.4填充物的作用5.5倒相音箱的设计和计算5.6分频器的种类与计算第一章音频声学的基础1.1波动和声波1.1.1波动的数学描述振动产生波，如绳子的振动能量以波的形式传播。常用绳子多点的位移来描述绳子波的传动，一个波动可用正弦函数来表示。正弦函数：y=AsinϕA为最大振辐（m）ϕ为角度(相位角)。在x-y坐标系里，若x代表角度，y代表振幅，画出的波形图叫正弦曲线。一般在电学、声学里，角度都用弧度表示：2π=360度，π/2=90度。有时，x轴取为时间，y轴为振幅，则可表示振幅随时间的变化，这时，正弦函数要写成：y=Asin(ωt)ω叫角频率ω=2π/TT为振动一
4、次所需的时间，又叫周期。当t=T,ωt=2π;当t=T/2,ωt=π,当t=T/4,ωt=π/2所以ωt就相当角度。T的倒数，1/T=f,叫频率，表示单位时间(1秒)震动的次数。有时，x轴取为距离，y轴为振幅，则可表示振幅随距离的变化，这时，正弦函数要写成：y=Asin(ωx)ω叫角频率ω=2π/λλ为振动一次所的长度，又叫波长。ωx就相当角度。在使用表达式y=Asin(ωt)的时候，往往碰到在t=0时振幅不为0的情况，这时，要把表达式改写成y=Asin(ωt+ϕ)，ϕ角可正，可负。也常把它称为相位角。周期T,波长λ和频率f,它们之间的关系是：f=1/T,（波速）C
5、=λ/T=λfλ=C/f如：1Hz声波波长为344m10Hz声波波长为34.4m100Hz声波波长为3.44m1000Hz声波波长为0.344m1.1.2声波的形成(波的形成和传播)横波:振动方向与传播方向垂直纵波:振动方向与传播方向平行声波是一种纵波例如，受活塞作用,空气密度增加,压力加大,增大的压力在管内传播,就形成波动,在声波传输的介质里的某固定点，压力随时间的变化可写成:P=P0sin(ωt+ϕ)P0代表空气密度增加时，气压的最大增量。1.2描述声波的物理量1.2.1声压SoundPressure声波的传播就是大气压增压在弹性介质(空气)中的传播。P=P0s
6、in(ωt+ϕ)P0为声压振辐，单位是帕斯卡Pa(N/m2)一个大气压为1.0325*105Pa即1000hPa。与交流电一样,常用有效值（RMS）（Root-Mean-Square）表示声压.如果声波的最大振幅为P0，Prms=0.707P0,即√2/2P0以后我们提到声压如无特殊说明,都是指声压有效值.人耳能分辨的最低声压为20μPa(当频率为1000Hz时)两人面对面交谈声压为2*10-2Pa织布车间噪声声压为2Pa>20Pa时,人耳有痛觉最低声压20μPa是由弗来彻和芒森确定的(1000Hz),500Hz时,还要低,当频率超过1000Hz时,灵敏度会提高,最
7、灵敏的频率是3.5KHz1.2.2频率f声源每秒振动的次数称频率,单位是Hz,声音的频率可听范围是20Hz-20kHz<20Hz为次声>20000Hz为超声1.2.3声速声音可在不同介质中传播。固、液、空气，速度在不同介质中不同。速度:固体>液体>气体在空气中,声速c=331.6+0.6t(m/s),此处t指环境温度。可见15度时,c为340m/s左右.声速与空气质点运动速度是不同的概念，大声说话时，声压为0.1Pa,质点的运动速度是p/(ρ0C0)为2.5*10-4m/s.空气的ρ0C0为415N.S/m3,1.2.4波长声波在传播过程中,相邻的同位相之间的距
