揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)與分析
篇一：喇叭揚(yáng)聲器
設(shè)計(jì)
與制作分析
喇叭
設(shè)計(jì)
-揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)與制作分析
1. 揚(yáng)聲器常用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
GB/T9396-1996 《揚(yáng)聲器主要性能測(cè)試方法》
GB/T9397-1996 《直接輻射式電動(dòng)揚(yáng)聲器通用規(guī)范》
GB9400-88 《直接輻射式揚(yáng)聲器尺寸》。
GB7313-87 《高保真揚(yáng)聲器系統(tǒng)最低性能要求及測(cè)量方法》
GB12058-89 《揚(yáng)聲器聽(tīng)音試驗(yàn)》2. 揚(yáng)聲器主要電聲特性
額定阻抗 Znom
總品質(zhì)因數(shù) Qts
等效容積 Vas
共振頻率 Fo
額定正弦功率 Psin
額定噪聲功率 Pnom
長(zhǎng)期最大功率 Pmax
額定頻率范圍 Fo-Fh
平均聲壓級(jí) SPL
3. 揚(yáng)聲器主要零部件尺寸設(shè)計(jì)
3.1 揚(yáng)聲器口徑
揚(yáng)聲器口徑必須符合客戶要求，若客戶沒(méi)有具體要求，則優(yōu)先采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB9400-88《直接輻射式揚(yáng)聲器尺寸》。
3.2 支架
支架外形尺寸及安裝尺寸應(yīng)能滿足客戶需要，除此之外還需考慮鼓紙、彈波、華司等尺寸選擇與配合問(wèn)題，一般大功率低頻率的揚(yáng)聲器要求支架有效高、底高、彈波接著徑、華司鉚接徑等均較大。
3.3 磁體
磁體尺寸優(yōu)選常用系列值，具體尺寸需按性能要求確定。
常用鐵氧體尺寸：
32*18*6,35*18*6,40*19*8,45*22*8,50*22*8,55*25*8,60*25*8,60*32*8,
65*32*10,70*32*10,80*40*15,90*40*15,100*45*18,100*60*20,110*60*20120*60*20,130*60*20,140*62*20,145*75*20,156*80*20,180*95*20,
220*110*20
常用標(biāo)準(zhǔn)：
SJ/T10410-93 《永磁鐵氧體材料》
3.4 音圈
音圈中孔尺寸優(yōu)選常用系列值，具體尺寸(如卷寬、線徑)需按性能要求確定，骨架高度還需考慮到與鼓紙、支架的配合。
常用音圈中孔尺寸：
13.3 14.3 14.7 15.4 16.3 18.4 19.4 20.4 25.5 25.9 30.5 35.5 38.6 44.5 49.5 50.5 65.5 75.5 80.0 100.0 127.0
3.5 各種零件的尺寸配合
支架、磁體、音圈等零件的主要尺寸確定后，其他零件的主要尺寸選擇余地就受到限制，因?yàn)楦鞣N零件的尺寸必須相互配合，同時(shí)其性能參數(shù)也要相互配合。
3.5.1 支架與鼓紙
鼓紙外緣與支架膠合面一般需大于2 mm (微型揚(yáng)聲器不受此限制，下同)，鼓紙外徑必須小于支架內(nèi)徑 1 mm以上，鼓紙次外徑不能小于支架次外徑 3 mm 以上、也不能大于支架次外徑 2 mm 以上，鼓紙有效高必須小于支架有效高 0.5 mm 以上。
3.5.2 支架與彈波
彈波外緣與支架膠合面一般需大于 2 mm ，彈波外徑必須小于支架的彈波接著徑 0.5 mm 以上，彈波有效高必須小于支架有效高與鼓紙有效高的差值 0.5 mm 以上。
3.5.3 支架與華司
配合尺寸主要取決于支架與華司的鉚接工藝，總的要求鉚接應(yīng)牢固，內(nèi)鉚支架尤其要注意材料厚度。
3.5.4 音圈與鼓紙
鼓紙中孔尺寸一般要大于音圈骨架外徑 0.2~0.9 mm ，小口徑、小音圈取值小些。
3.5.5 音圈與彈波
彈波中孔尺寸一般大于音圈骨架外徑 0.1~0.4 mm ，太大會(huì)漏膠、太小難裝配。
3.5.6 音圈與T鐵
音圈中孔尺寸一般大于T鐵中柱外徑 0.3~0.6 mm ，小音圈取值相應(yīng)小些。
3.5.7 音圈與華司
華司中孔尺寸(內(nèi)鉚的為鉚后尺寸)一般要大于音圈最大外徑(為繞線部位) 0.3~0.6 mm ，間隙太小容易碰圈、影響到裝配合格率，間隙太大又會(huì)降低磁性能、從而導(dǎo)致靈敏度下降。
3.5.8 鼓紙與彈波
鼓紙中孔與彈波中孔的距離，中小口徑的揚(yáng)聲器以 0.5~2 mm 為佳，大口徑可以加大到 2~5 mm ，距離大些定位效果會(huì)更好、更能承受大功率，只是鼓紙中心膠和彈波中心膠需分開(kāi)打。
4. 揚(yáng)聲器關(guān)鍵零部件的性能設(shè)計(jì)
4.1 磁路
4.1.1 磁路設(shè)計(jì)的目的與方法
篇二：喇叭揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)與制作分析
聲學(xué)和揚(yáng)聲器基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)大綱
一、要求:掌握音頻聲學(xué)的基礎(chǔ)理論和電\磁\機(jī)械學(xué)中與喇叭有關(guān)的基本知識(shí),了解揚(yáng)聲器測(cè)試的要求和T/S參數(shù)的計(jì)算的原理和方法.
二、文化基礎(chǔ)要求:高中
三、內(nèi)容與學(xué)時(shí)安排：
第一章 音頻聲學(xué)基礎(chǔ)
1.1 聲波的產(chǎn)生
1.2 描述聲學(xué)的物理量
1.3 聲級(jí),分貝及運(yùn)算
1.4 聲波的傳播特征
第二章 人耳聽(tīng)覺(jué)特征
2.1 響度與頻響曲線
2.2 音調(diào)與倍頻音程
2.3 音色
2.4 波的分解,付氏解析法
2.5 失真與失真察覺(jué)
2.6 哈斯效應(yīng)
2.7 屏蔽效應(yīng)
第三章 電、磁、機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)
3.1 電學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)
3.2 磁場(chǎng)與電磁感應(yīng)
3.3 交流電路中的電容
3.4 交流電路中的電感
3.5 復(fù)阻抗
3.6 諧振電路
3.7 機(jī)械振動(dòng)
3.8 電機(jī)類比
第四章 揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)與參數(shù)測(cè)試
4.1 喇叭結(jié)構(gòu),名稱(磁場(chǎng),間隙,短路環(huán),音圈,錐盒,指向性,防塵帽,音架,彈
波,邊,磁流液)
4.2 Thiele和Small參數(shù)測(cè)試類比電路圖
4.3 揚(yáng)聲器阻抗曲線及其物理解釋
4.4 阻抗測(cè)試
4.5 質(zhì)量測(cè)試
4.6 BL測(cè)試,力順測(cè)試
4.7 品質(zhì)因素Q的計(jì)算
4.8 等效容積 Vas 的計(jì)算---P67
4.9 效率與靈敏度的測(cè)試
4.10 揚(yáng)聲器基本參數(shù)及T/S參數(shù)匯總
4.11 基于PC的揚(yáng)聲器測(cè)試信號(hào),相位,clio, Sound check,Klippel, LMS.
第五章 音箱,分頻器的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.1 音箱的設(shè)計(jì)
5.2 無(wú)限平板上的喇叭負(fù)載
5.3封閉音箱中的喇叭
5.4 填充物的作用
5.5 倒相音箱的設(shè)計(jì)和計(jì)算
5.6分頻器的種類與計(jì)算
第一章 音頻聲學(xué)的基礎(chǔ)
1.1波動(dòng)和聲波
1.1.1波動(dòng)的數(shù)學(xué)描述
振動(dòng)產(chǎn)生波，如繩子的振動(dòng)能量以波的形式傳播。常用繩子多點(diǎn)的位移來(lái)描述繩子波的傳動(dòng)，一個(gè)波動(dòng)可用正弦函數(shù)來(lái)表示。
正弦函數(shù)：y = A sin ?
A為最大振輻 （m）
?為角度 (相位角)。
在x-y 坐標(biāo)系里，若x代表角度，y代表振幅，畫(huà)出的波形圖叫正弦曲線。一般在電學(xué)、聲學(xué)里，角度都用弧度表示：2π=360度，π/2 = 90度。有時(shí)，x軸取為時(shí)間，y軸為振幅，則可表示振幅隨時(shí)間的變化，這時(shí)，正弦函數(shù)要寫(xiě)成：
y = A sin(ωt)
ω 叫角頻率 ω = 2π/T
T 為振動(dòng)一次所需的時(shí)間，又叫周期。
當(dāng) t = T, ωt = 2π; 當(dāng) t = T/2, ωt = π, 當(dāng) t = T/4, ωt = π/2 所以 ωt就相當(dāng)角度。T 的倒數(shù)，1/T = f, 叫頻率，表示單位時(shí)間(1秒)震動(dòng)的次數(shù)。
有時(shí)， x軸取為距離，y軸為振幅，則可表示振幅隨距離的變化，這時(shí)，正弦函數(shù)要寫(xiě)成：
y = A sin(ωx)
ω 叫角頻率 ω = 2π/λ
λ 為振動(dòng)一次所的長(zhǎng)度，又叫波長(zhǎng)。ωx 就相當(dāng)角度。
在使用表達(dá)式 y = A sin(ωt) 的時(shí)候，往往碰到在t = 0 時(shí)振幅不為 0的情況，這時(shí)，要把表達(dá)式改寫(xiě)成 y = A sin(ωt + ?)，? 角可正，可負(fù)。也常把它稱為相位角。周期T, 波長(zhǎng)λ和頻率f , 它們之間的關(guān)系是： f=1/T,
（波速） C =λ/T =λf
λ = C / f
如： 1Hz 聲波 波長(zhǎng)為344m
10Hz 聲波波長(zhǎng)為34.4m
100 Hz 聲波 波長(zhǎng)為3.44m
1000Hz 聲波 波長(zhǎng)為0.344m
1.1.2 聲波的形成
(波的形成和傳播)
橫波:振動(dòng)方向與傳播方向垂直
縱波:振動(dòng)方向與傳播方向平行
聲波是一種縱波
例如，受活塞作用,空氣密度增加,壓力加大,增大的壓力在管內(nèi)傳播,就形成波動(dòng),在聲波傳輸?shù)慕橘|(zhì)里的某固定點(diǎn)，壓力隨時(shí)間的變化可寫(xiě)成: P =P0 sin(ωt + ? )
P0代表空氣密度增加時(shí)，氣壓的最大增量。
1.2 描述聲波的物理量
1.2.1 聲壓Sound Pressure
聲波的傳播就是大氣壓增壓在彈性介質(zhì)(空氣)中的傳播。
P = P0 sin(ωt + ? )
P0為聲壓振輻 ，單位是帕斯卡Pa (N / m2)
一個(gè)大氣壓為1.0325*105 Pa即 1000 hPa。
??與交流電一樣,常用有效值（RMS）（Root-Mean-Square）表示聲壓. ??如果聲波
與交流電一樣,常用有效值（RMS）（Root-Mean-Square）表示聲壓. ??
如果聲波
的最大振幅為 P0?? ， Prms = 0.707 P0, 即 √2/2 P0
， Prms = 0.707 P0, 即 √2/2 P0
以后我們提到聲壓如無(wú)特殊說(shuō)明,都是指聲壓有效值.??人耳能分辨的最低聲壓為20 μPa (當(dāng)頻率為1000Hz時(shí))
人耳能分辨的最低聲壓為20 μPa (當(dāng)頻率為1000Hz時(shí))
??兩人面對(duì)面交談聲壓為2*10-2 Pa
兩人面對(duì)面交談聲壓為2*10-2 Pa
??織布車間噪聲聲壓為2Pa
織布車間噪聲聲壓為2Pa
> 20Pa時(shí),人耳有痛覺(jué)
最低聲壓20μPa是由弗來(lái)徹和芒森確定的(1000 Hz),500 Hz時(shí),還要低,當(dāng)頻率超過(guò)1000 Hz時(shí),靈敏度會(huì)提高,最靈敏的頻率是3.5K Hz
1.2.2 頻率f
聲源每秒振動(dòng)的次數(shù)稱頻率,單位是Hz,
聲音的頻率可聽(tīng)范圍是20Hz - 20kHz
< 20Hz為次聲
> 20000Hz為超聲
1.2.3 聲速
聲音可在不同介質(zhì)中傳播。固、液、空氣，速度在不同介質(zhì)中不同。 速度: 固體 > 液體 > 氣體
在空氣中,聲速c = 331.6 + 0.6t (m/s), 此處t指環(huán)境溫度。
可見(jiàn)15度時(shí),c為340 m/s左右.
聲速與空氣質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度是不同的概念，大聲說(shuō)話時(shí)，聲壓為0.1Pa, 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度是 p/(ρ
1.2.4 波長(zhǎng)
聲波在傳播過(guò)程中,相鄰的同位相之間的距離為波長(zhǎng)。
C, f, λ的關(guān)系為:
C=λ*f
空氣中聲音是非色散波(不同頻率波速相等),因此,頻率與波長(zhǎng)成反比,頻率低的波長(zhǎng)長(zhǎng).
1000Hz波長(zhǎng) 0.34 m
100Hz波長(zhǎng) 3.4 m
10Hz波長(zhǎng) 34m
1Hz波長(zhǎng)340 m
不同波長(zhǎng)傳播時(shí)會(huì)發(fā)生不同物理現(xiàn)象.當(dāng)遇到障礙物時(shí),障礙物線度比波長(zhǎng)小,會(huì)有繞射發(fā)生,聲波可自由傳播.當(dāng)障礙物與波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí),發(fā)生散射,在聲波入射方向散射波聲強(qiáng)增加.其他方向減弱,出現(xiàn)指向性.當(dāng)障礙物線度 > > 波長(zhǎng),聲音被反射回去,障礙物后出現(xiàn)聲影區(qū).
0 C0 ) 為2.5*10-4 m/s . 空氣的ρ30 C0為415 N.S/m,
篇三：喇叭揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)與制作分析
聲學(xué)和揚(yáng)聲器基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)大綱
一、要求:掌握音頻聲學(xué)的基礎(chǔ)理論和電\磁\機(jī)械學(xué)中與喇叭有關(guān)的基本知識(shí),了解揚(yáng)聲器測(cè)試的要求和T/S參數(shù)的計(jì)算的原理和方法.
二、文化基礎(chǔ)要求:高中
三、內(nèi)容與學(xué)時(shí)安排：
第一章 音頻聲學(xué)基礎(chǔ)
1.1 聲波的產(chǎn)生
1.2 描述聲學(xué)的物理量
1.3 聲級(jí),分貝及運(yùn)算
1.4 聲波的傳播特征
第二章 人耳聽(tīng)覺(jué)特征
2.1 響度與頻響曲線
2.2 音調(diào)與倍頻音程
2.3 音色
2.4 波的分解,付氏解析法
2.5 失真與失真察覺(jué)
2.6 哈斯效應(yīng)
2.7 屏蔽效應(yīng)
第三章 電、磁、機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)
3.1 電學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)
3.2 磁場(chǎng)與電磁感應(yīng)
3.3 交流電路中的電容
3.4 交流電路中的電感
3.5 復(fù)阻抗
3.6 諧振電路
3.7 機(jī)械振動(dòng)
3.8 電機(jī)類比
第四章 揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)與參數(shù)測(cè)試
4.1 喇叭結(jié)構(gòu),名稱(磁場(chǎng),間隙,短路環(huán),音圈,錐盒,指向性,防塵帽,音架,彈
波,邊,磁流液)
4.2 Thiele和Small參數(shù)測(cè)試類比電路圖
4.3 揚(yáng)聲器阻抗曲線及其物理解釋
4.4 阻抗測(cè)試
4.5 質(zhì)量測(cè)試
4.6 BL測(cè)試,力順測(cè)試
4.7 品質(zhì)因素Q的計(jì)算
4.8 等效容積 Vas 的計(jì)算
4.9 效率與靈敏度的測(cè)試
4.10 揚(yáng)聲器基本參數(shù)及T/S參數(shù)匯總
4.11 基于PC的揚(yáng)聲器測(cè)試信號(hào),相位,clio, Sound check,Klippel, LMS.
第五章 音箱,分頻器的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.1 音箱的設(shè)計(jì)
5.2 無(wú)限平板上的喇叭負(fù)載
5.3封閉音箱中的喇叭
5.4 填充物的作用
5.5 倒相音箱的設(shè)計(jì)和計(jì)算
5.6分頻器的種類與計(jì)算
第一章 音頻聲學(xué)的基礎(chǔ)
1.1波動(dòng)和聲波
1.1.1波動(dòng)的數(shù)學(xué)描述
振動(dòng)產(chǎn)生波，如繩子的振動(dòng)能量以波的形式傳播。常用繩子多點(diǎn)的位移來(lái)描述繩子波的傳動(dòng)，一個(gè)波動(dòng)可用正弦函數(shù)來(lái)表示。
正弦函數(shù)：y = A sin ?
A為最大振輻 （m）
?為角度 (相位角)。
在x-y 坐標(biāo)系里，若x代表角度，y代表振幅，畫(huà)出的波形圖叫正弦曲線。一般在電學(xué)、聲學(xué)里，角度都用弧度表示：2π=360度，π/2 = 90度。有時(shí)，x軸取為時(shí)間，y軸為振幅，則可表示振幅隨時(shí)間的變化，這時(shí)，正弦函數(shù)要寫(xiě)成：
y = A sin(ωt)
ω 叫角頻率 ω = 2π/T
T 為振動(dòng)一次所需的時(shí)間，又叫周期。
當(dāng) t = T, ωt = 2π; 當(dāng) t = T/2, ωt = π, 當(dāng) t = T/4, ωt = π/2 所以 ωt就相當(dāng)角度。T 的倒數(shù)，1/T = f, 叫頻率，表示單位時(shí)間(1秒)震動(dòng)的次數(shù)。 有時(shí)， x軸取為距離，y軸為振幅，則可表示振幅隨距離的變化，這時(shí)，正弦函數(shù)要寫(xiě)成：
y = A sin(ωx)
ω 叫角頻率 ω = 2π/λ
λ 為振動(dòng)一次所的長(zhǎng)度，又叫波長(zhǎng)。ωx 就相當(dāng)角度。
在使用表達(dá)式 y = A sin(ωt) 的時(shí)候，往往碰到在t = 0 時(shí)振幅不為 0的情況，這時(shí)，要把表達(dá)式改寫(xiě)成 y = A sin(ωt + ?)，? 角可正，可負(fù)。也常把它稱為相位角。周期T, 波長(zhǎng)λ和頻率f , 它們之間的關(guān)系是： f=1/T,
（波速） C =λ/T =λf
λ = C / f
如： 1Hz 聲波 波長(zhǎng)為344m
10Hz 聲波波長(zhǎng)為34.4m
100 Hz 聲波 波長(zhǎng)為3.44m
1000Hz 聲波 波長(zhǎng)為0.344m
1.1.2 聲波的形成
(波的形成和傳播)
橫波:振動(dòng)方向與傳播方向垂直
縱波:振動(dòng)方向與傳播方向平行
聲波是一種縱波
例如，受活塞作用,空氣密度增加,壓力加大,增大的壓力在管內(nèi)傳播,就形成波動(dòng),在聲波傳輸?shù)慕橘|(zhì)里的某固定點(diǎn)，壓力隨時(shí)間的變化可寫(xiě)成: P =P0 sin(ωt + ? )
P0代表空氣密度增加時(shí)，氣壓的最大增量。
1.2 描述聲波的物理量
1.2.1 聲壓Sound Pressure
聲波的傳播就是大氣壓增壓在彈性介質(zhì)(空氣)中的傳播。
P = P0 sin(ωt + ? )
P0為聲壓振輻 ，單位是帕斯卡Pa (N / m2)
一個(gè)大氣壓為1.0325*105 Pa即 1000 hPa。
??與交流電一樣,常用有效值（RMS）（Root-Mean-Square）表示聲壓. ??如果聲波
與交流電一樣,常用有效值（RMS）（Root-Mean-Square）表示聲壓. ??
如果聲波
的最大振幅為 P0?? ， Prms = 0.707 P0, 即 √2/2 P0
， Prms = 0.707 P0, 即 √2/2 P0
以后我們提到聲壓如無(wú)特殊說(shuō)明,都是指聲壓有效值.??人耳能分辨的最低聲壓為20 μPa (當(dāng)頻率為1000Hz時(shí))
人耳能分辨的最低聲壓為20 μPa (當(dāng)頻率為1000Hz時(shí))
??兩人面對(duì)面交談聲壓為2*10-2 Pa
兩人面對(duì)面交談聲壓為2*10-2 Pa
??織布車間噪聲聲壓為2Pa
織布車間噪聲聲壓為2Pa
> 20Pa時(shí),人耳有痛覺(jué)
最低聲壓20μPa是由弗來(lái)徹和芒森確定的(1000 Hz),500 Hz時(shí),還要低,當(dāng)頻率超過(guò)1000 Hz時(shí),靈敏度會(huì)提高,最靈敏的頻率是3.5K Hz
1.2.2 頻率f
聲源每秒振動(dòng)的次數(shù)稱頻率,單位是Hz,
聲音的頻率可聽(tīng)范圍是20Hz - 20kHz
< 20Hz為次聲
> 20000Hz為超聲
1.2.3 聲速
聲音可在不同介質(zhì)中傳播。固、液、空氣，速度在不同介質(zhì)中不同。 速度: 固體 > 液體 > 氣體
在空氣中,聲速c = 331.6 + 0.6t (m/s), 此處t指環(huán)境溫度。
可見(jiàn)15度時(shí),c為340 m/s左右.
聲速與空氣質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度是不同的概念，大聲說(shuō)話時(shí)，聲壓為0.1Pa, 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度是 p/(ρ
1.2.4 波長(zhǎng)
聲波在傳播過(guò)程中,相鄰的同位相之間的距離為波長(zhǎng)。
C, f, λ的關(guān)系為:
C=λ*f
0 C0 ) 為2.5*10-4 m/s . 空氣的ρ30 C0為415 N.S/m,
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揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)與分析
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