图2 划分网格
图3 1012Hz瓣型模态
图4 1502Hz瓣型模态
图5 2166Hz瓣型模态
图6 3982Hz鞭型模态
图7 4407Hz鞭型模态
图8 4926Hz碎模态
图9 762Hz摆模态
通过以上的模态分类我们发现，不同的模态对音质的影响也是不同的。
一、 瓣型模态
仔细观察发现，这些小瓣有凹有凸，当振膜上下运动时，对空气的压力有正有负。部分而不是全部抵消，在频响曲线上我们看到许多小的峰谷。
二、 鞭型模态
出现鞭型模态时，内外圈相位相反，空气荷载大幅下降，输出大幅降低，频响曲线反映出来就是一个大的谷，紧接着出现鞭型甩动，向鞭子一样振幅加大，出现一个大的峰。第一个鞭型模态就是中频谷！随着频率的升高，鞭型模态的起折点从外向内移动，接近根部时，就是扬声器的截止频率。
三、 碎模态
碎模态出现在高频段，一般在截止频率附近或以上，频响曲线出现很多小毛刺。声音听起来比较烦。
四、 摆模态
摆模态出现在低频段，与制造工艺有关。也会出现小的峰谷。
以上主要分析了各种模态对频响曲线的影响。所有模态都造成失真。对谐波失真贡献最大的是摆模态和鞭型模态。这两种模态的变形最大，发出的噪音也最大。对比图19和图20你会发现1500Hz和3000Hz附近的频响曲线有两个谷对应的谐波失真曲线有两个峰。这些峰谷就是鞭型模态造成的。从主观上感觉碎模态发出的噪音更难听。高保真音响一般通过分频器将鞭型模态和碎模态部分滤掉，声音就比较好听。
功率小的时候许多模态还没有被激励起来，这时失真比较小，随着功率的增加，这些模态被逐一激励起来，产生模态共振，谐波失真也就逐渐加大。这就是随着功率的增加，失真加大的原因。
弹性模量相同比重也相同的材料模态数是一样的，阻尼大的材料模态不容易激励起来，失真会小些。弹性模量相同时，比重大的材料模态数也多。比模量高的材料频响好，中频谷向高端移动。
要设计出优秀的扬声器就必须找到模态数少，模态小，在有效频率范围内不出现鞭型模态和碎模态，在有效功率范围内不激励模态共振，对模态共振吸收好的结构和材料。
我们将扬声器振膜分为两大类：一类是传统片状或膜状振膜；一类是加强型振膜，如三明治，泡沫，双层或多层复合材料 ，或采用各种加强筋，我们把它叫做结构性振膜。前者模态多，容易激励模态共振，失真较大。后者对模态抑制有好处，失真较小。这里重点分析结构性振膜。
三明治结构振膜最早应用于平板扬声器，效果不错。但平板振膜的鞭型模态较大，音质不是很好，应用并不广泛，近年来有人将三明治结构用于锥形振膜，效果不错，从理论上说是一种很好的结构，但实际上有两个重大缺陷：1、三明治结构的芯层与面层的粘接面很小，拉伸成型后，粘接面处应力集中，很容易脱胶，用不了多久就会产生局部脱胶，甚至成片剥离，脱胶处振动时会发生碰撞，产生噪音。2、由于芯层和面层粘接困难，成本居高不下。
泡沫结构振膜是提高振膜刚性质量比的好方法，应用于平板扬声器效果不错。泡沫材料主要有低泡，高泡，开口，闭口等，还有一种芯皮结构，芯层发泡，皮层不发泡。没有面层的泡沫结构强度较低，一般采用高发泡加面层的结构。这种结构会出现与三明治结构同样的问题。芯皮结构看起来会好些，但芯皮结构的皮厚一般在1mm左右，两边的皮加起来再加上芯层就太厚了，意义不大。随着材料技术的发展，将来可能会有突破。
三明治结构和泡沫结构的主要问题是：贵，不耐用。
波纹皱褶结构目前广泛应用于微型扬声器和耳机领域。波纹板是一种增加片材强度的方法。波纹结构的增强有取向性。沿着波纹方向会加强，而与之垂直的方向会减弱。整体加强的条件是其悬挂支撑系统必须是刚性的，需要强约束的边界条件。而扬声器的悬挂系统是柔性的，属于弱约束边界条件。波纹结构的特点决定了其在扬声器领域应用的局限性。用模态分析方法可以清楚地看到，虽然其模态数量会减少，一旦出现就是灾难性的，会出现很大的峰谷。而瓣型模态数会大大增加，失真并未减少。频响变坏。下面是直纹振盆的分析，径向强度增加，而环向强度却大大下降，结果在2000Hz附近出现很大的谷。斜纹也好不到哪里去。
加好友 
发短信
Post By：2010-4-4 0:26:16 [显示全部帖子]
