揚(yáng)聲器教學(xué)課件

第六章?lián)P聲器

革一節(jié)揚(yáng)聲器（系統(tǒng)）的分類和技術(shù)指標(biāo)

揚(yáng)聲器的分類

揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)、工作原理及技術(shù)要求

三.揚(yáng)聲器系統(tǒng)的分類

四.揚(yáng)聲器系統(tǒng)的一般特性

+,、揚(yáng)聲器的分類

1.按換能方式分

2.按結(jié)構(gòu)形式分

3.按工作頻段分

4.按用途分

5.按外形分

6.按振膜材料分

L按換能方式分

■電動式揚(yáng)聲器

■電磁式揚(yáng)聲器

■壓電式揚(yáng)聲器

■氣流調(diào)制式揚(yáng)聲器

2,按結(jié)構(gòu)形式分

■單紙盆揚(yáng)聲器

■復(fù)合紙盆揚(yáng)聲器

■號筒揚(yáng)聲器

■復(fù)合號筒揚(yáng)聲器

3■按工作頻段分

n

■低頻揚(yáng)聲器20~800Hz

■中頻揚(yáng)聲器500~6KHz

■高頻揚(yáng)聲器4K~20Kz

■其直徑分別為:

低頻:d>16cm

中頻:16cm>d>8cm

高頻：d<8cm

4■按用途分

■高保真揚(yáng)聲器

■擴(kuò)音用揚(yáng)聲器

■電視用揚(yáng)聲器

■測量用揚(yáng)聲器

5,按外形分

■圓形揚(yáng)聲器

■橢圓形揚(yáng)聲器

■薄形揚(yáng)聲器

■號筒型揚(yáng)聲器

6,按振膜材料分

■紙盆式揚(yáng)聲器

■碳纖維揚(yáng)聲器

■PP盆揚(yáng)聲器

■陶瓷揚(yáng)聲器

二、揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)、工作原理及技術(shù)要求

1.揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

2.揚(yáng)聲器的工作原理

3.揚(yáng)聲器的技術(shù)要求

+L揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

1）揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

2）結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的組成

1）揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

r.

場心柱

紙盆揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)

2）結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的組成

IA/ZTITT

壓邊、口隙1，「有效尺寸

寧斯紙盆

防塵罩I,'折環(huán)

。盆架

包線繞

00匝

導(dǎo)磁夾板

支撐及輔助件場心柱

包括盆架、壓上盔舫聲器結(jié)構(gòu)I出線等.

2■揚(yáng)聲器的工作原理

耳電動機(jī)類似:通電導(dǎo)體在磁場中會受力F=B//

SNS

當(dāng)音頻電流通過音圈通時，引起音圈所受的力

發(fā)生改變.使通電音圈帶動振膜一起運(yùn)動而發(fā)聲.

同時在音圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其感應(yīng)電動勢

的大小為

e=B/v

這個感應(yīng)電動勢反過來對揚(yáng)聲器的性能有一定

影響

3,揚(yáng)聲器的技術(shù)要求

t額定阻抗、阻抗曲線和品質(zhì)因數(shù)

2）特性靈敏度、特性靈敏度級、最大輸出聲壓級

3）額定頻率范圍和有效頻率范圍

4）額定噪聲功率、最大噪聲功率

5）效室

6）非線性失真

7）瞬態(tài)失真

8）指向性

9）

1）額定阻抗、阻抗曲線和品質(zhì)因數(shù)

■額定阻抗

■阻抗曲線

■品質(zhì)因數(shù)

額定阻抗

■在信號源對揚(yáng)聲器輸出額定功率時，常用

一個純電阻代替揚(yáng)聲器負(fù)載，此電阻稱為

額定阻抗.它是系統(tǒng)匹配和測量的依據(jù)。

■常見的額定阻抗值:2C.4dd16c等。

阻抗曲線

抗

t阻

是在揚(yáng)聲器正常工作的情況下，用恒

恒

或

右

如測得的揚(yáng)聲器阻抗模值隨頻率變化曲

O

0

、

由圖可見楊聲器的阻抗隨媽

整

歸

頻率變化而變化，且阻抗的性吧

Zmax

質(zhì)也隨之變化。

|Zf

f<fo阻抗呈感性

4

fovfvfc阻抗呈容性RDC

f>f阻抗呈感性

cf\fofifc頻率/Hz

品質(zhì)因數(shù)

由阻抗曲線可近似計算揚(yáng)聲器的品質(zhì)因數(shù)4：

z

°。/omax

BRDC

2）特性靈敏度、特性靈敏度

級、最大輸出聲壓級

■特性靈敏度

靈敏度表示將揚(yáng)聲器放在消聲室的隔板上,

在其輸入端加上額定功率為工W的粉紅噪聲信

號情況下，在輻射方向上距離該揚(yáng)聲器1m處

所測得的聲壓值，通常用pbar作單位。

特性靈敏度級特性

特性靈敏度級是指用dB為單位表示的特性

靈敏度。二者的關(guān)系如表所示.

■最大輸出聲壓級

\dB

0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

863.9904.0364.0834.1304.1784.2274.2764.3254.3854.426

874.4774.5294.5814.6344.6884.7424.7974.8534.9094.966

885.0235.0825.1405.2005.2605.3215.3835.4455.5085.572

895.6365.7025.7685.8345.9025.9706.0396.1096.1806.252

906.3236.3976.4716.5466.6226.6996.7766.8556.9347.015

917.0967.1787.2617.3457.4307.5167.6037.6917.7807.870

927.9628.0528.1478.2418.3378.4338.5318.6308.7308.831

938.9339.0309.1419.2479.3549.4629.5729.6839.7959.908

9410.0210.1410.2610.3810.510.6210.7410.8610.9911.12

9511.2511.3811.5111.6411.7811.9112.0512.1912.3312.47

續(xù)表

I

\dB

0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

9612.6212.7612.9113.0613.2113.3713.5213.6813.8414.00

9714.1614.3214.4914.6614.8315.0015.1715.3515.5215.70

9815.8916.0716.2616.4416.6316.8317.0217.2217.4217.62

9917.8218.0318.2418.4518.6618.8819.119.3219.5419.77

10020.0020.2320.4620.7020.9421.1821.4321.6821.9322.18

10122.4422.7022.9623.2323.5023.7724.0424.3224.624.89

10225.1825.4725.7626.0626.3626.6726.9827.2927.6127.93

最大輸出聲壓級

L最大輸出聲壓級是指當(dāng)揚(yáng)聲器工作在最大功

率時，在與特性靈敏度同樣測試條件下所產(chǎn)

生的聲壓級。即：

SPLmax=$k+o101mgaFxF

式中：5PLmax表示最大輸出聲壓級(dB)

耳為揚(yáng)聲器的特性靈敏度級(dB)

爆ax為最大輸入功率(傷

3）額定頻率范圍和有效頻率范圍

有效頻率范圍

4）額定噪聲功率、最大噪聲功率

■額定噪聲功率

指在揚(yáng)聲器額定頻率范圍內(nèi)，用規(guī)定的噪聲

信號測試后所確定的功率值。

■最大噪聲功率

指在額定頻率范圍內(nèi)饋給揚(yáng)聲器以規(guī)定的模

擬信號，不產(chǎn)生熱和機(jī)械損壞的最大功率。最大

噪聲功率通常是額定噪聲功率的2~3倍。

5）效率

十

設(shè)4表示輻射的聲功率，生表示饋給揚(yáng)聲

器的電功率，則效率為：尸

r/=——x100%

電動式揚(yáng)聲器的效率一般很低，僅有百分之

幾，而號筒式揚(yáng)聲器的效率較高，可達(dá)百分之十

幾。

6）非線性失真

-J—

揚(yáng)聲器的非線性失真是指在放聲過程中，出現(xiàn)了

輸入信號中沒有的頻率成分。非線性失真包括諧波失

真、互調(diào)失真和分諧波失真等。

當(dāng)加給揚(yáng)聲器強(qiáng)純音時，由于振膜的非線性會在

中低聲頻段產(chǎn)生頻率為信號頻率T/2或1/3等的模糊

聲音，這種現(xiàn)象稱為分諧波失真。對揚(yáng)聲器來說，非

線性失真越小其性能就越好。

7）瞬態(tài)失真

瞬態(tài)失真是由于揚(yáng)聲器的振動系統(tǒng)跟不

上快速變化的電信號而引起的輸出波形與輸

入波形之間的差別，這種現(xiàn)象就稱為瞬態(tài)失

真。它與頻響曲線上的峰谷有關(guān)，在振膜的

諧振點(diǎn)處瞬態(tài)失真較為嚴(yán)重。

8）指向性

指向性是表征揚(yáng)聲器在不同方向上輻射

聲波的能力，通常與頻率有關(guān)與楊聲器的口

徑有關(guān).頻率越高指向性越尖銳，口徑越大指向

性越尖銳.表示揚(yáng)聲器輻射方向性有兩種方法:

一是指向性頻率響應(yīng)曲線。即在偏離參

考軸指定范圍內(nèi)的石同角度上所測得的一組

頻響曲線。如圖1所示。

二是指向性圖。即指揚(yáng)聲器輻射聲波（不

同頻率）的聲壓級隨輻射方向變化的曲線。如

原2所示。

9）純音

+

純音是一個主觀指標(biāo)，它反映揚(yáng)

聲器工作中純音信號的質(zhì)量,使用壽命

和可靠性.

圖2

圖

揚(yáng)聲器指向性頻率響應(yīng)

三、揚(yáng)聲器系統(tǒng)的分類

L按供電方式分

2?按分頻方式常分

3,按用途及外形分

4.按基本結(jié)構(gòu)分

+L按供電方式分

■有源音箱

■無源音箱

2■按分頻方式常分

■單分頻音箱

■二分頻音箱

■三分頻音箱

■四分頻音箱

■多分頻音箱

■超低音音箱

+3,按用途及外形分

落地式、監(jiān)聽式、電影立體聲、大

功率擴(kuò)聲、有線廣播、防水、迷你型、

返送式、帶角架型、對講型、球型無指

向式、高音半固定式等音箱

4.按基本結(jié)構(gòu)分

■有限大障板型背面敝開型

■封閉式倒相式

■對稱驅(qū)動型空紙盆型

■克爾頓型聲迷宮型

■前向號筒型背向號筒型

■組合號筒型等多種結(jié)構(gòu)音箱。

各種結(jié)構(gòu)揚(yáng)聲器系統(tǒng)的特點(diǎn)

有限大障板型音箱

4

1音箱的作用克服低頻聲短路

展寬頻帶.有限大障板型音箱如右

圖示：

障板尺寸大小與聲壓及聲頻

的關(guān)系為：U

L=-----

f

式中：f分界頻率,L障板大小,C聲

速.

背向敝開式音箱

背向敝開式音箱，這種形式的音箱

是前一種音箱的變形.它可有效減少障

板的體積.如圖示：

封閉式音箱

I封閉式音箱的目的是要把揚(yáng)聲器背面

二標(biāo)輻射的聲波完全隔絕，從而避免低頻時

反相聲波的互相干涉，使低頻性能更加完

美。為了防止箱體內(nèi)駐波的產(chǎn)生，常常在

箱體內(nèi)壁填加吸聲材料。如圖示：

倒相式音箱

,倒相式音箱利用倒相管將裝在箱子上揚(yáng)

聲器背面的聲輻射相位改變180。，從而使

揚(yáng)聲器振膜前后的輻射聲波得到加強(qiáng)，提高

了低音單元的輻射效率，改善了低頻性能。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

四、揚(yáng)聲器系統(tǒng)的一般特性

■額定阻抗與阻抗曲線

■特性靈敏度級、最大輸出聲壓級

■額定頻率范圍和有效頻率范圍

■非線性失真

■指向性

■純音

■主觀試聽

額定阻抗與阻抗曲線

■揚(yáng)聲器系統(tǒng)中由于有多個不同類型的揚(yáng)聲器使其阻抗特性

I變的較為復(fù)雜.如圖示：

■當(dāng)阻抗特性不理想時，將嚴(yán)重影響放音效果,下面是幾種不

良的特性阻抗曲線,由圖可見阻抗曲線有著起伏變化.

/二節(jié)揚(yáng)聲器電、力、聲類比方法

電一力一聲類比的基本方法

電動式紙盆揚(yáng)聲器的電一力一聲類比

■、電-力-聲類比的基本方法

A.電學(xué)的串聯(lián)電路與并聯(lián)電路的互換原理

B.力學(xué)阻抗型類比線路與導(dǎo)納型類比線路的互換

C聲學(xué)阻抗型類比線路與導(dǎo)納型類比線路的互換

A.電學(xué)的串聯(lián)電路與并聯(lián)電路的互換原理

1）電學(xué)串聯(lián)電路

2）電學(xué)并聯(lián)電路

3）二者的比較

+1）電學(xué)串聯(lián)電路

■串聯(lián)電路的組成

■回路電壓方程

串聯(lián)電路的組成

■串聯(lián)電路的電路組成如圖示：圖中芻ej3t為

信號電壓，G為電阻，。為電感，。為電容,

為信號電流。

回路電壓方程

里圖可直接列出回路電壓方程：

di.（，）1,

J

L}----+不⑺+--f仆Q）dt=Exe=ex

dtG」

■電路處于穩(wěn)態(tài)時，對于穩(wěn)態(tài)情況,

則有：1

，=D+jsL/i+----------Z]

jsG

1

=（。+jsL、+------居

jsG

=NJ]

■式中心二.+訕^+工/^^為串聯(lián)回路的總阻抗

+2）并聯(lián)電路的組成

?并聯(lián)電路的組成

11路的電流方程

并聯(lián)電路的組成

并聯(lián)電路電路如圖示：圖中與加皿為信號電壓,

G為電阻，4為電感，G為電容，〃（鄉(xiāng)為信號電流。

電路回路電流方程

+由圖可以得出穩(wěn)態(tài)時并聯(lián)回路的電流方程：

11

%=jCDCf2+—4+^2

丫2jsL2

11

=(一+jcoC2+----------)e2

G7^2

=皂

■式中4=1/了是并聯(lián)回路的總阻抗，

Y=1/jcoG+工/j3G為回路中的總導(dǎo)納。

二者的比較

4=G^=—

仁1—L2，=%2]=^2

比較二者，不難看出，只要將兩電路的元件值和電路

的電流、電壓按上面的等式設(shè)計，則可以使串聯(lián)電路和并

聯(lián)電路的方程式等效起來。

結(jié)論：只要參數(shù)選擇合適，串聯(lián)電路就可變?yōu)橐粋€并

聯(lián)電路。同樣，也可以將并聯(lián)電路變?yōu)橐粋€串聯(lián)電路。即

:串聯(lián)電路和并聯(lián)電路是可以互換的。

B、力學(xué)阻抗型類比線路與

+導(dǎo)納型類比線路的互換

i.力學(xué)系統(tǒng)中的基本元件

2.基本系統(tǒng)的類比

+1?力學(xué)系統(tǒng)中的基本元件

1）質(zhì)量元件

2）順性元件

3）損耗元件

4）杠桿元件

1）質(zhì)量元件

■質(zhì)量元件是指具有一定質(zhì)量的剛體。剛體受外

力作用時，可用下列方程來描述：

.du

Z(O=尸e=——

dt

■穩(wěn)態(tài)時，上式變?yōu)椋?/p>

F="皿J

2)順性元件

我們把在外力作用下能發(fā)生形變的力學(xué)元件稱

為順性元件。一個理想的順性元件在外力作用下其

形變大小與外力的大小成正比即：

J6Jt

f(t)=Fe=K?X

我們定義順性元件的彈性系數(shù)K的倒數(shù)為順性

系數(shù)的也稱“力順”：啖

于是上式可寫為：/Q)=---x=---fudt

J

CMCM

1

F=----------V

j3cM

接下頁,

接下頁

+式中出現(xiàn)的f(t)是施加于順性元件上的外力;

X是運(yùn)動點(diǎn)的位移瞬時值；V是順性元件兩個端點(diǎn)

的相對速度；口是外力和速度的角頻率；碗彈性

系數(shù)6M是順性系數(shù)。

■順性元件的特點(diǎn)：

1.順性元件的速度等于兩端點(diǎn)的相對速度：

吁匕一％

2.順性元件可借助彈力將力由一端大小不變的傳

導(dǎo)到另一端.

3)損耗元件

I損耗元件指的是物體運(yùn)動時與旁邊的粘滯系統(tǒng),

玨氣體、液體發(fā)生的摩擦損耗。粘滯損耗稱為力阻,

用舄表示。在外力作用下，有：

J6Jt

f(t)=Fe=RMv

穩(wěn)態(tài)時，有：

F二R/

上面式中，f(t)=Femt是外力瞬時值，月是其幅

值；v是運(yùn)動物體速度瞬時值，V是其幅值；RM是力

阻，舄的國際單位是N?s/m(kg/s)o

接下頁

接下頁

+在實際計算中常使用力阻的導(dǎo)數(shù)6,稱為力導(dǎo),

并定義為：

1

MG-------

RM

因此，f（t）=FemJRMV和F二RMV式可以寫成:

（瞬態(tài)）

或：v二%/（穩(wěn)態(tài)）

力導(dǎo)的單位為m/N?s

杠桿元件

4）fl

杠桿元件如圖示：它是\

理想無重量的杠桿!L\L1

原理圖。根據(jù)力矩平衡A彩

原理有：

f1L1=f2L2

當(dāng)杠桿運(yùn)動時，有下面的平衡關(guān)系:

24

%L2

上兩式與電學(xué)中理想變壓器的兩個等式等效。

即:

yn卜

-i接下頁

%%

接下頁

式中：11〃%為變壓器初、次級的端

-電壓；k線離內(nèi)電流；〃1、電％匝數(shù)。

因此可以用理想變壓器來類比杠桿元

件。杠桿元件的阻抗型力-電類比線路(a)

和杠桿的導(dǎo)納型力一電類比線路(b),如圖

所示：

+2）基本系統(tǒng)的類比

■基本系統(tǒng)

■與電學(xué)的類比

■注意事項

基本系統(tǒng)

?個基本力學(xué)系統(tǒng)組成如右圖所示:

在外力/U）二代作用下產(chǎn)生運(yùn)動。對于這樣

一個力學(xué)系統(tǒng)，其平衡方程為：

ci1

/=.M-----十尺”+-------J

山CM」

=+)8MM+---------------)D

j80M

+與電學(xué)的類比

和電學(xué)量作類比：/類比于q；V類比于

；舄類比于巧；跖類比于4；的類比于G。這

時兩個方程完全相同，總的力阻抗4就類比

于總的電阻抗4,這種類比稱為阻抗型類比。

于是，可以畫出力學(xué)系統(tǒng)的阻抗型類比線

路圖.或?qū)Ъ{型類比線路圖.

阻抗型類比線路圖

1

圖中力f和速度V分別對應(yīng)電學(xué)中的電壓

e和電流九這個圖就叫做力學(xué)振動系統(tǒng)的

阻抗型力電等效線路或等效力學(xué)線路。

導(dǎo)納型類比線路圖

圖中力f和速度V分別對應(yīng)電學(xué)中的電

壓e和電流人這個圖就叫做力學(xué)振動系統(tǒng)

的導(dǎo)納型力電等效線路或等效力學(xué)線路。

注意事項

■f-u分析力的作用效果，幾個效果即幾個

分壓.

■v-i分析元件的運(yùn)動狀態(tài)，速度相同相當(dāng)于

電流,各力之間應(yīng)該串聯(lián).

C聲學(xué)阻抗型類比線路與

+導(dǎo)納型類比線路的互換

1.聲學(xué)元件的類比

2.基本聲學(xué)系統(tǒng)的類比

1.聲學(xué)元件的類比

1）聲質(zhì)量元件

2）聲順元件

3）聲損耗元件

1）聲質(zhì)量元件

聲質(zhì)量元件：空氣受力不壓縮的元件稱作聲

質(zhì)量元彳.如圖示：空氣柱是圓柱體形，細(xì)管長

度為L截面積為S,空氣靜態(tài)密度為00,等效質(zhì)

量為時,則氣柱在外壓力f作用下，管中空氣的聲

壓為:

s

1clD

=—

Sdts

clD

2

Sclt

二妾下以

接下頁

+設(shè)MA=MM/S2=PO〃S,MA稱為聲質(zhì)量，又稱聲

fflo單位為kg/m2。因此，有：

dv

P6=Ma―-

dt

穩(wěn)態(tài)時變?yōu)椋篜=jCOhdJa

上面公式中，MA為管中空氣的聲質(zhì)量，p⑴是

管中空氣兩端的聲壓差，P是其幅值；VA是管中任

一截面的體積速度，V是其幅值；3是聲壓和速度

的角頻率。

+2）聲順元件

■定義

■狀態(tài)方程

■聲順元件的特性

定義

當(dāng)一個封閉的氣體容積，其尺寸比聲波

波長小得多時，從容積任一地方開一個小洞,

并由此小洞輸入聲壓，可以認(rèn)為腔內(nèi)各處的

聲壓則與開口處聲壓相同，開口的影響不計,

則該氣體容積可近似地看作是一個集中參數(shù)

的聲學(xué)元件。由于氣體具有彈性，因此聲學(xué)

元件應(yīng)該是一個彈性元件，稱為聲順?？捎?/p>

理想氣體的絕熱狀態(tài)方程可推導(dǎo)出。

狀態(tài)方程

卜由理想氣體的絕熱狀態(tài)方程可推導(dǎo)出：

p-yR-----

式中，P為腔內(nèi)聲jf;P。、V是容積內(nèi)氣體的靜

壓強(qiáng)和腔的容積；AV是腔內(nèi)容積的變化量，可看

成是氣體體積位移它是容積速度VA對時間的積

分，即：人上=**=7是氣株的定壓比熱

與定容比熱兩者的比值（空氣的4）。于是，

十聲順元件的特性

■聲順元件開口處加一聲壓，它可以把

聲壓大小不變的傳到各處.

■聲順元件的體積速度為各開口處體積

速度之和.

接上頁

+

源稱為該空氣容積的聲順，它與容積的形狀

無關(guān)，僅與容積大小有關(guān)，聲順的單位為R15/N。

穩(wěn)態(tài)時，上式可變?yōu)椋?

p=-----匕

jcoCA

式中：夕是空氣內(nèi)的聲壓；VA是空氣容積的

體積速度；品是容積的聲順；口是聲壓和速度的

角頻率。

3）聲損耗元件

-聲損耗指聲質(zhì)量元件或聲順元件在運(yùn)動過程中，會與管

壁或腔壁產(chǎn)生粘滯摩擦，因而就產(chǎn)生了聲能損耗，相應(yīng)就有了

聲損耗元件，產(chǎn)生的聲阻抗為仆（聲導(dǎo)納為用）：

p

上式中，夕為加于聲損耗元件兩端的聲壓差瞬時值；人為通過

損耗元件的體積速度瞬時值；%為損耗元件的聲阻；6為損

耗元件的聲導(dǎo)納.

接下頁

接上頁

十穩(wěn)態(tài)時，有:

p

匕

J_=—

凡尸

上式中：/為損耗元件的聲導(dǎo)納。聲

阻的國際單位為N?s/m5,聲導(dǎo)的國際單位

為rri5/N?s。

+2.基本聲學(xué)系統(tǒng)的類比

1）系統(tǒng)的組成

2）狀態(tài)方程

3）基本聲學(xué)系統(tǒng)的類比

4）電、力、聲類比表

1）系統(tǒng)的組成

力I圖所示的聲腔就是一個基本聲學(xué)系統(tǒng).叫做赫

姆霍茲共鳴器

1

■當(dāng)聲波波長遠(yuǎn)大于管半徑、管長L和尸，并且空氣

室體積遠(yuǎn)大于管中空氣體積同時，則共鳴器各聲

學(xué)量可以看成集中參數(shù)聲學(xué)系統(tǒng)。

L

2）狀態(tài)方程

從力學(xué)系統(tǒng)的角度入手，可以把它看成一個

具有彈性的質(zhì)量元件，空氣質(zhì)量為叫、力順為R、

力阻為舄，在細(xì)管口作用一個p二PeJ”的聲壓，

則該振動系統(tǒng)的運(yùn)動方程為：

(RM1、

y+jco一旦+-----------(vS)=p

2J22

、

VsSjJ3cMMsy,

式中:

故有:

1

(&+jcoM+---------)□=p

JTLJTL"AJCL

p=Z/N

其中VA=VS稱為容積速度，單位為rrr/s,

1

=凡+CD+

zAJMA

j3cA

ZA稱為總聲阻抗，單位為N?s/m5,RA稱為聲阻，

MA稱為聲質(zhì)量，CA稱為聲順。

3）基本聲學(xué)系統(tǒng)的類比

T將聲容積速度VA類比電流七聲壓席比于電

壓聲質(zhì)量類比于電感聲順品類比于電

容G；聲阻凝類比于電阻〃工,這樣，就可以用電

學(xué)的方法來描述聲學(xué)問題。顯然有阻抗型和導(dǎo)

納型兩種聲類比線路.

4）電、力、聲類比表

力學(xué)聲學(xué)

電學(xué)

阻抗型類比元件及符號導(dǎo)納型類比元件及符號阻抗型類比元件及符號導(dǎo)納型類比元件及符號

恒壓源E年恒力源尸產(chǎn)g恒壓源pp§恒流源K心

恒速源r

r@-re-r0—rO-

恒流源/；1恒速源V；'恒力源產(chǎn)!F恒流源/：'恒壓源p\P

流過元件的量電流/速度V力尸體速度0聲壓P

元件兩端的直電壓E力尸速度V聲而體速度么

電感L彳卜質(zhì)MM卜Mk聲質(zhì)量a@p聲順CA回

力順CM回

電容C；杼聲順。C^\P聲質(zhì)量風(fēng)；必卜

力順CMcjp質(zhì)量%

電Hi/?R,卜力瞰M3j1聲導(dǎo)GAM.

力導(dǎo)GM;n聲阻&RA『|P

:、電動式紙盆揚(yáng)聲器的電-力-聲類比

1.基本結(jié)構(gòu)

2?受力分析

3,類比電路

4.電路的簡化

L基本結(jié)構(gòu)

I電動式紙盆揚(yáng)聲器的原理結(jié)構(gòu)及對應(yīng)的

%學(xué)元件量如圖所示：

2.受力分析

第一，穿過音塵圈防帽質(zhì)量元件MM〔與慣性系

平衡，終止于地。

第二，穿過紙盆質(zhì)量元件MM2與慣性系平衡，終

止于塘國

三，颯紙盆機(jī)環(huán)力順gi與彈性力平衡，終

止于剛性壁（地）。

第四，穿過中心盤力順32與彈性力平衡，終止

于剛，性壁（地）。

第五、第六、第七分別穿過振動系統(tǒng)的力阻品、

紙盆兩面輻射阻0R、終止于剛性壁；

第八、第九分別穿過紙盆兩輻射面的同振質(zhì)量

元件MMR、MMR與輻射力平衡,,終止于地。

3、類比電路

以上分析有揚(yáng)聲器的電、力、聲等效線路如圖示:

)-------，>----------?，■■

}CMI］尢［

“Ml“M2]R」“MR

1------------

?11.............■d-->----，?卜一

圖中，Pg表示信號電動勢(V)；6表示信號內(nèi)阻(Q)；L表示音圈電

感(H)；RE表示音圈直流電阻(Q)；B表示氣隙中磁感應(yīng)密度

(W/b/m2)；俵示磁場對音圈的作用力(N)；v表示音圈的振動速度

(m/s)o

4、電路的簡化

上圖進(jìn)一步簡化，可等效為下圖的形式:

R

屋BlTl-

Rg+4+j3L8

c睜口f

圖中:

圖中:

C7=U”I//MR

AdA<f1CM2

________JuyVflc

c+Jc"2

M=AdT+M

MM\TVf2

U

N”=一

f

ZM為總的力導(dǎo)納。通過等效類比線路，可以根據(jù)

實際工作情況分別研究揚(yáng)聲器在某一聲頻區(qū)的工作狀

態(tài)和特性，并可計算出相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)。

三節(jié)揚(yáng)聲器系統(tǒng)（音箱）的設(shè)計原理

一、開口揚(yáng)聲器系統(tǒng)（音箱）的設(shè)計原理

二、封閉式揚(yáng)聲器系統(tǒng)（音箱）的設(shè)計原理

三、倒相式揚(yáng)聲器系統(tǒng)（音箱）的設(shè)計原理

四、組合揚(yáng)聲器系統(tǒng)（音箱）的設(shè)計原理

五、分頻器的簡單設(shè)計

一、開口揚(yáng)聲器系統(tǒng)（音箱）的設(shè)計原理

工為防止低頻聲短路，要求聲程差d不小于聲波

半波長，假設(shè)聲程差就等于圓障板的直徑d（半

徑為“，那么，截止頻率外為：

因為：c

2一2九

34017085

有：,

2"2dd"

式中，的單位為的單位為Hz。

開口揚(yáng)聲器系統(tǒng)的低頻下限頻率為:

85

fL=1(Hz)

L

二、封閉式揚(yáng)聲器系統(tǒng)（音箱）的設(shè)計原理

■封閉式揚(yáng)聲器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

■封閉式揚(yáng)聲器系統(tǒng)電■力■聲類比圖

■封閉式揚(yáng)聲器的設(shè)計步驟

封閉式揚(yáng)聲器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

封閉式揚(yáng)聲器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖如左圖所示：在設(shè)計過程

中應(yīng)注意解決兩個問題：

一是聲短路問題；

二是低頻性能問題。

在此系統(tǒng)中，揚(yáng)聲器裝

在完全封閉的箱體內(nèi)，把揚(yáng)

聲器背面所輻射的聲波完全

隔絕，從而避免了低頻時揚(yáng)

聲器背面聲波的干涉，以利

改善低頻效果，免除了聲短

路現(xiàn)象。

封閉式揚(yáng)聲器系統(tǒng)電■力■聲類比圖

右1式揚(yáng)聲器系統(tǒng)電?力?聲類比圖如圖示；

RMBRM

圖中總質(zhì)量"用

揚(yáng)聲器力順cMY=-^—"

M\+CM2

+封閉式揚(yáng)聲器的設(shè)計與步驟

L設(shè)計步驟

2.低頻損失的補(bǔ)償

L設(shè)計步驟

i.測揚(yáng)聲器未裝箱的力諧振頻率f。

2.計算總的等效質(zhì)量MMX

3.求楊聲器本身的力順CMY和音箱的空氣力順CMB

4.求裝箱后的諧振頻率心

2,低頻損失的補(bǔ)償

封閉式音箱有以下特點(diǎn)：

一—=1+L

4VJV丁

由上式可見裝箱后會影響低頻的重現(xiàn),

般采用以下措施來提高低頻效果：

■采用小口徑的揚(yáng)聲器

■采用高順性的揚(yáng)聲器

■增大揚(yáng)聲器的線性工作區(qū)

■采用好剛性的紙盆

■采用密封性能好的音箱

三、倒相式揚(yáng)聲器系統(tǒng)

十（音箱）的設(shè)計原理

：!■?基本結(jié)構(gòu)

2,倒相式音箱的類比線路

3.設(shè)計時的注意事項

4.倒相式揚(yáng)聲器的特點(diǎn)

L基本結(jié)構(gòu)

2,倒相式音箱的類比線路

+3.設(shè)計時的注意事項

■揚(yáng)聲器的力諧振頻率F。盡可能等于音箱

的速度諧振頻率Fc

■倒相孔的面積應(yīng)是紙盆的有效面積的百

分之四十左右。

■品質(zhì)因數(shù)分別為:一

揚(yáng)聲器：QW1/V3a(0.3-0.5)

音箱：Q>2.5K(5。50)

4.倒相式揚(yáng)聲器的特點(diǎn)

■能擴(kuò)展重發(fā)低頻范圍的下限，使低頻靈

敏度提高。

■能減少低頻重發(fā)聲音的非線性畸變。

■音箱體積減小為封閉式的60%。

■能使系統(tǒng)的下限頻率等于揚(yáng)聲器的下限

頻率。

■缺瞬態(tài)特性梢差。

組合揚(yáng)聲器系統(tǒng)

（音箱）的設(shè)計原理

L組合式揚(yáng)聲器的優(yōu)點(diǎn)

2.組合式揚(yáng)聲器的設(shè)計要求

3.組合式揚(yáng)聲器的設(shè)計原則

L組合式揚(yáng)聲器的優(yōu)點(diǎn)

■頻響寬

■指向性好

■可分頻段組合故非線性失真小

■互調(diào)失真比單個揚(yáng)聲器的小

■瞬態(tài)失真比單個揚(yáng)聲器的小

+2.組合式揚(yáng)聲器的設(shè)計要求

■靈敏度高

■功率大

■失真小

■指向性好

■頻響好（家用：50Hz—15KHZ.專業(yè):

20Hz——20KHz）

3.組合式揚(yáng)聲器的設(shè)計原則

■頻響盡可能寬

■可采用多分頻方式

FL=350Hz—850Hz

FM=3.5KHZ—5KHZ

FH=5KHZ以上

■可采用多種揚(yáng)聲器的組合:號筒式

加紙盆式）

十五、分頻器的簡單設(shè)計

1?分頻器的分頻方式

2?分頻器的類型

3.幾種分頻器的設(shè)計

4,關(guān)于衰減器

5.設(shè)計分頻器時的注意事項

+L分頻器的分頻方式、

■功率后級分頻方式

■功率前級分頻方式

功率后級分頻方式

十

功放

特點(diǎn)：方便、低價格、元件功耗大

+2,分頻器的類型

a?按分頻頻段分

b.按對信號的衰減率分

C.按連接方式分

a?按分頻頻段分

十

■二分頻式

■三分頻式

■四分頻式

b.按對信號的衰減率分

I■每倍頻程-6dB

■每倍頻程TZclB

■每倍頻程-IgclB

c,按連接方式分

一串聯(lián)式

并聯(lián)式

LPF

/WV

L

臚臥

并聯(lián)式

十3.幾種分頻器的設(shè)計

A「6dB/oc柏勺分頻器

B「12dB/oc冊分頻器

+A?-6dB/o詡分頻器

分頻分頻器的設(shè)計

■三分頻分頻器的設(shè)計

二分頻分頻器的設(shè)計

■電路的組成

■參數(shù)的確定

■幅頻特性

電路的組成

PLP低

低

高

高

并聯(lián)式串聯(lián)式

參數(shù)的確定

■由圖有：

W1

8,=乙L=

2兀fc

1

---------=ZC=I

3c°2%,NJ

幅頻特性

+三分頻分頻器的設(shè)計

■電路的組成

■參數(shù)的確定

■幅頻特性

電路的組成

低

6I

Tc低

中

中

TL

4

L高

1u

高0

串

聯(lián)式

并

聯(lián)式

參數(shù)的確定

圖中由/組成￡打電路；C、4組成各;

G組成H打電路。L、必值仍按前式計算，而

4、G則可按下式計算：

Z〕

4=I

2兀

1

G=---------------1

2"Nj

幅頻特性

B「12dB/oc林J分頻器

■二分頻分頻器的設(shè)計

■三分頻分頻器的設(shè)計

十二分頻分頻器的設(shè)計

■電路的組成

■參數(shù)的確定

■幅頻特性

電路的組成

+

參數(shù)的確定

并聯(lián)電路中各元件值的計算如下:

CJOI=J2N1

C乙=

2兀,

1A

=v2

coCcc=

4R

，fc?Nc)

串聯(lián)電路中各元件值計算如下:

N.,—

CJCfl=-r==72N〈.

,2乙一4環(huán)

1—/C

U

GU2W；.N

幅頻特性

三分頻分頻器的設(shè)計

■電路的組成

■參數(shù)的確定

電路的組成

參數(shù)的確定

并

串

聯(lián)

聯(lián)

電

參

路