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标题:扬声器设计入门之八

1楼
电声爱好者 发表于:2005-12-10 22:02:38
精华帖子,目前你无权浏览!
2楼
xiaoxinhua 发表于:2005-12-10 22:10:36
期待下篇......
3楼
电声爱好者 发表于:2005-12-10 22:18:18

上述Fo处的振幅计算公式是在Qts小于0.707时成立,且电流I是按有效值计算的。

最近看到“水仙”已作了修正!

4楼
电声爱好者 发表于:2005-12-10 23:35:15
扬声器振幅计算

“水仙”:


有学员问到扬声器的低频振幅如何计算,不考虑磁路和顺性的非线性,Q值较大(Qts>0.707)时,可用下式计算:

Xpeak = Bli * Cms * [ Qts2/(Qts2-0.25)0.5 ]

概念很直观,位移=力*顺性*修正因子

注意:此处电流i为峰值!

5楼
水仙 发表于:2005-12-11 22:14:11
大家看和用公式时一定要注意前提条件和适用范围!
6楼
电声爱好者 发表于:2005-12-13 14:04:52
以下是引用xiaoxinhua在2005-12-10 22:10:36的发言:
期待下篇......

暂时还没有下篇!

7楼
国明 发表于:2005-12-13 17:42:43
以下是引用电声爱好者在2005-12-10 22:02:38的发言:

一般低频最大振幅是在共振频率Fo处。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(25)又可简化如下:

ξo = 0.225*V/(BL*Fo) (26)

式中V为馈给扬声器的电压,V=SQR(Pe*Re)。此式更直观地显示出最大振幅ξo与电压V、机电耦合因子BL、共振频率Fo的关系。一般所称的总品质因数Qts对低频振幅的控制能力就由公式(25)、(26)体现和反映,其中BL值的作用更明显。

扬声器的低频声功率Pa同样也受到限制:

Pa= Pe*ηo=4.33*ξ2*a 4*f 4 (27)

可见,声功率Pa既与电功率Pe有关、又与电声转换效率ηo直接相关,实际上最终与扬声器的振幅、口径、频率有关。为了达到一定的声功率Pa,在频率一样的条件下,口径越小、则其振幅越大,而振幅一般都受到限制,所以口径就不能太小。亦即,小口径扬声器不可能产生很大的声功率,因为小口径扬声器一般都受到结构限制,其振幅较小,效率较低,而音圈不会很大、所用线径有限、所能承受的电功率也有限。

又来了又来了, Fo处的振幅是最大吗? 以前好像才批判过这个问题呢, 现在又冒出来误导人了.
Fo处阻抗得到极大值,电功率明明最小, 现在摇身一转180, Fo处变成"最大功率"跑来限制你了. 呵呵.

电功率都搞不明白, 后面又搞起声功率来了, 你平时听喇叭时声功率是几瓦? 后面的就不批了吧.

此"入门"系列堪称误人子弟的佳作.

8楼
知春 发表于:2005-12-13 20:54:34
以下是引用电声爱好者在2005-12-10 22:18:18的发言:

上述Fo处的振幅计算公式是在Qts小于0.707时成立,且电流I是按有效值计算的。

最近看到“水仙”已作了修正!

还没理解透,Qts<0.707时是没有振幅最大值的,可能是为了较方便计算比较吧,取Fo比较好记.

对初学者而言,分析得太细就抓不住重点了.

9楼
国明 发表于:2005-12-13 21:18:13
初学者不用学这些东西
10楼
知春 发表于:2005-12-13 21:34:45

声功率和电功率,很多人都分不清.

不考虑指向性(低频时基本成立),声压和声功率可以等价(换算).

11楼
音响初哥 发表于:2005-12-13 21:46:30
以下是引用国明在2005-12-13 17:42:43的发言:

又来了又来了, Fo处的振幅是最大吗? 以前好像才批判过这个问题呢, 现在又冒出来误导人了.
Fo处阻抗得到极大值,电功率明明最小, 现在摇身一转180, Fo处变成"最大功率"跑来限制你了. 呵呵.

电功率都搞不明白, 后面又搞起声功率来了, 你平时听喇叭时声功率是几瓦? 后面的就不批了吧.

此"入门"系列堪称误人子弟的佳作.

不用这么轻易的下断语吧!谁写的东东里没有一两个纰漏呢?有疑问可以提出来,听听原作者是如何解释的!找别人的毛病总是很容易的,因为谁也不是圣人,不信等你老大的文章出来了,给你来找找毛病如何呢?

不能因为一两个错漏,就否定别人的全部工作,这不好!!通篇文章,我个人以为瑕不掩瑜!

因此支持楼主,希望楼主能继续提供资料!

12楼
电声爱好者 发表于:2005-12-13 22:45:42
个别字眼已作了修改!
13楼
国明 发表于:2005-12-13 23:37:42

我没有否定别人的工作,电声爱好者贴的东西本来就比较深,还标榜说是"入门帖"用意何在呢,

无非有两个,一是他的水平高,他的门槛设的比一般人高,一般大学500分就能录取北大要650分,所以都是"门",但级别是不一样的.

第二种可能是他对喇叭不太懂,搞不清什么是基础什么是加深凡是他知道的知识一古脑的就贴上来了.我认为是这些贴子是垃圾贴是

从入门者的角度来考虑的,初学者用得着去考虑什么喇叭的振幅,弹波的顺性,磁路的计算这些复杂的东西吗? 你们见过哪个大客户要求客户提供这些参数的? 如果是初学者,对其不实用, 学了容易走火入魔,如果是提高者,又没详细分析,知道点皮毛也没用. 所以这种教材不行,对哪种人都不合适. 但是,我并不认为垃圾贴就不该贴.多贴一些总是好的,因为这里的人大多数不是初学者,已经是高手
了.分辨能力是有的,但真话还是要有人讲的.

总的说来电声爱好者多贴些东西总比不贴要好.不贴也没法拍砖.

14楼
音响初哥 发表于:2005-12-14 0:28:13

拍砖也是一门艺术啊,老大!现在你拍别人头破血流,不怕日后人家把你拍的哭爹喊娘?

入门者最先应该掌握的是绝不应该是什么几何图形,而是初高中学过的质量块加弹簧的振动模型,如果连这都搞不清楚,设计扬声器,我想连门都找不到(天才除外)!不应该将根据配料单将几个零部件糊在一起的样品制作员当作入门的标准,那离门还远着呢!

15楼
wxwshzff 发表于:2005-12-14 10:36:57
以下是引用国明在2005-12-13 17:42:43的发言:

又来了又来了, Fo处的振幅是最大吗? 以前好像才批判过这个问题呢, 现在又冒出来误导人了.
Fo处阻抗得到极大值,电功率明明最小, 现在摇身一转180, Fo处变成"最大功率"跑来限制你了. 呵呵.

电功率都搞不明白, 后面又搞起声功率来了, 你平时听喇叭时声功率是几瓦? 后面的就不批了吧.

此"入门"系列堪称误人子弟的佳作.

后面的要是能批就批吧,呵呵.

16楼
麦克风 发表于:2005-12-15 13:43:12
好帖!!!
17楼
知春 发表于:2006-1-21 14:26:39
很多入门者想学,个人觉得可供新手参考,欢迎高手批评指正,也欢迎大家提供更好的设计方法和学习教程!
18楼
音响初哥 发表于:2006-2-3 0:04:35
以下是引用国明在2005-12-13 23:37:42的发言:

我没有否定别人的工作,电声爱好者贴的东西本来就比较深,还标榜说是"入门帖"用意何在呢,

无非有两个,一是他的水平高,他的门槛设的比一般人高,一般大学500分就能录取北大要650分,所以都是"门",但级别是不一样的.

第二种可能是他对喇叭不太懂,搞不清什么是基础什么是加深凡是他知道的知识一古脑的就贴上来了.我认为是这些贴子是垃圾贴是

有意思,楼主参加工作的时候,国明应该还在上初中,搞朦朦胧胧的初恋呢!

19楼
电声爱好者 发表于:2006-8-29 23:50:56

扬声器设计值得探讨和学习的地方还有很多。

大家共同进步,中国的电声行业才可能有进步!

20楼
水仙 发表于:2006-9-2 11:40:06

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附近。扬声器的低频极限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ξoXmax,否则会产生很大的非线性失真(表现为振幅异常音)、甚至会导致音圈损坏(卡死或烧毁)。

不考虑磁路和顺性的非线性,Q值较小(Qts0.707)时,没有振幅极值,Fo处的振幅ξo可由下列公式估算:

ξo = 1.414*BLI*Cms*Qts                                      (25)

(在极低频时,ξ= 1.414*BLI*Cms,已经与Qts无关,但此时的意义已经不大)

不考虑磁路和顺性的非线性,Q值较大(Qts>0.707)时,可用下式计算振幅极值:

ξo = 1.414*BLI*Cms*[Qts2/SQRT(Qts2-0.25)]                    (26)

式中I为馈给扬声器的电流有效值,I=SQRT(Pe/Re)=Eg/Re

概念很直观,位移=*顺性*修正因子

根据以上振幅的计算,再对比实际磁路(华司厚度)和音圈卷高及振动系统的极限位移,就能反推出振幅限制时对应的电功率!

可见,假使扬声器的基本机电参数(BLCmsQts)确定,其电流I决定的电功率Pe=I2*Re就受到低频最大振幅ξoXmax的限制。当有(BL)2/Re>>Rms时,公式(25)又可简化如下:

ξo = 0.225*Eg/(BL*Fo)                                        (27)

式中Eg为馈给扬声器的电压有效值,Eg=SQRT(Pe*Re)。此式更直观地显示出最大振幅ξo与电压Eg、机电耦合因子BL、共振频率Fo的关系:Fo越小则最大振幅ξo越大。

一般所称的总品质因数Qts对低频振幅的控制能力就由公式(25)、(26)、(27)体现和反映,其中BL值和顺性Cms的作用更明显。

扬声器的中频声功率Pa同样也受到限制:

Pa= Pe*ηo=4.33*ξ2*a 4*f 4                                    (28)

可见,声功率Pa既与电功率Pe有关、又与电声转换效率ηo直接相关,实际上最终与扬声器的振幅、口径、频率有关。为了达到一定的声功率Pa,在频率一样的条件下,口径越小、则其振幅越大,而振幅一般都受到限制,所以口径就不能太小。亦即,小口径扬声器不可能产生很大的声功率,因为小口径扬声器一般都受到结构限制,其振幅较小,效率较低,而音圈不会很大、所用线径有限、所能承受的电功率也有限。

扬声器额定噪声功率和长期最大功率,既与低频最大振幅有关,又与音圈的线径、材料和系统的散热条件、使用的胶水等直接相关。大功率扬声器,一般均使用高强度耐高温的音圈线、音圈骨架、胶水,采用大冲程、散热良好的磁路结构,音圈采用较宽的卷宽和线径,弹波采用强度好、抗疲劳性能好的材料,当然一般也采用大口径系列。扬声器额定噪声功率和长期最大功率,最终只能通过负荷试验获得和验证。

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