扬声器在障板与自由场条件下频响差异分析和应用

扬声器单元的频响一般在无限大障板条件下测试,而扬声器箱体则在自由场条件下测试。扬声器设计过程中,通常按单元的频响曲线预测箱体的频响曲线,即根据障板条件下的频响计算自由场条件下的频响,按集中参数计算两者差异为6 dB,实际上两者频响的差异在随频率变化而变化,因此,在一些频段上会出现设计与实测不匹配的现象。对此,从扬声器有效振动半径和频率两个主要影响因素出发,通过有限元仿真软件进行不同尺寸扬声器在无限大障板与自由场下频响仿真,获取两者频响差异随频率f的变化曲线ΔSPL(f),将其转换为随相对频率(ka)的变化曲线ΔSPL(ka)。不同尺寸扬声器的ΔSPL(ka)具有一致性,将该曲线补偿应用于集中参数仿真模型。该方法可以提高自由场频响仿真的准确度。对实例进行了仿真与测试的对比验证,证明了该方法的可行性。

振膜与音圈粘结间隙对高频截止的影响

利用声学理论及Comsol仿真对电动式高音扬声器声压级高频进行分析,重点研究了高音振膜与音圈的粘结状态对声压级高频截止的影响。根据实例分析,当音圈与振膜之间的粘结间隙被中心胶填充时,Klippel测试的声压级高频提前截止。通过对中心胶粘结位置相关的类比线路图分析可知,扬声器高频截止频率主要受振膜和中心胶的刚性影响,当中心胶粘结位置存在间隙时,因中心胶材料与骨架材料比模量的差异,Cglue变大,此时整体刚性变小,会使振动能量由音圈骨架传递到振膜材料时的传递速率受到削减,表现为高频截止频率降低。Comsol仿真分析表明,音圈骨架与振膜粘结位置存在间隙时,高频振动模态发生弯曲,影响振动能量的传递,高频提前截止,与实例分析的结果一致。

平面振膜换能器仿真方法研究

针对平面振膜换能器难以用集中参数系统常见的电–力–声类比的方法对其声学性能进行快速预测的问题,本文通过理论–仿真–测试相结合的方式,对圆形平面振膜进行了研究,通过“等效”集中参数的方法,得到了圆膜在强迫力作用下的平均位移、有效辐射面积、等效质量、等效顺性及圆膜振动时的等效同振质量等参数随频率变化的规律,并将该结果应用于平板扬声器的声学曲线计算及仿真中,与实测曲线进行了对比。结果表明,通过该方法计算得到的扬声器的声学曲线与实测曲线有较高的吻合度,具有一定的参考价值。