扬声器参数计算公式.doc

1.扬声器主要参数综合设计和分析扬声器性能是电学、力学、声学、磁学等物理参数共同作用的结果，由鼓纸、弹波、音圈、磁路等关键零部件的性能共同确定，其中一些参数相互制约相互影响，因而必须综合考虑和设计。扬声器常用机电参数以及计算公式、测量方法简述如下：1.1直流电阻Re由音圈决定，可直接用直流电桥测量。1.2共振频率Fo由扬声器的等效振动质量Mms和等效顺性Cms决定，见公式(5)，Fo可直接用Fo测试仪测量或通过测量阻抗曲线获得。1.3共振频率处的最大阻抗Zo由音圈、磁路、振动系统(鼓纸、弹波)共同决定，可用替代法测量或通过测量阻抗曲线获得。Zo=Re+(BL)2/(Rms+Rmr)(10)1.4机械力阻Rms由鼓纸、弹波的内部阻尼及使用胶水的特性决定，可由测量出机械品质因数Qms后通过下列公式计算：Rms=(1/Qms)*SQR(Mms/Cms)(11)这里SQR()表示对括号()中的数值开平方根，下同。1.5辐射力阻Rmr由口径、频率决定，低频时可忽略。Rmr=0.022*(f/Sd)2(12)1.6等效辐射面积Sd只与口径(等效半径a)有关。Sd=*a2(13)1.7机电耦合因子BL由磁路Bg值和音圈线有效长度L决定，也可通过测量电气品质因数Qes后用下列公式计算:(BL)2=(Re/Qes)*SQR(Mms/Cms)(14)1.8等效振动质量Mms由音圈质量Mm1、鼓纸等效质量Mm2、辐射质量Mmr共同决定，Mms可由附加质量法测量获得。Mms=Mm1+Mm2+2Mmr1.9辐射质量Mmr只与口径(等效半径a)有关。Mmr=2.67*o*a3(16)其中o=1.21kg/m3为空气密度，a为扬声器等效半径。1.10等效顺性Cms是指扬声器振动系统的支撑部件的柔顺度.其值越大,扬声器的整个振动系统越软.单位:毫米/牛顿(mm/N).由鼓纸顺性Cm1、弹波顺性Cm2共同决定，此顺性即是我们所称的变位，只是单位需换算为国际单位制：m/N,而变位可以用变位仪直接测量。Cms可由附加容积法测量获得。Cms=(Cm1*Cm2)/(Cm1+Cm2)(17)1.11等效容积Vas只与等效顺性、等效辐射面积有关。Vas=o*c2*Sd2*Cms(18)此处c为空气中的声速，c=344m/s1.12机械品质因数Qms由振动系统的等效振动质量Mms、等效顺性Cms、机械力阻Rms共同决定，Qms可由阻抗曲线的测量获得。Qms=(1/Rms)*SQR(Mms/Cms)=(Fo/f)*(Zo/Re)(19)f为阻抗曲线上阻抗等于SQR(Zo*Re)所对应的两个频率的差值。1.13电气品质因数Qes由振动系统的等效振动质量Mms、等效顺性Cms、机电耦合因子BL共同决定，由阻抗曲线的测量获得。Qes=Re/(BL)2*SQR(Mms/Cms)=(Fo/f)*SQR(Zo*Re)/(Zo-Re)(20)1.14总品质因数Qts由机械品质因数Qms和电气品质因数Qes共同决定。Qts=(Qms*Qes)/(Qms+Qes)=(Fo/f)*SQR(Re/Zo)(21)1.15参考电声转换效率o由机电耦合因子BL、等效辐射面积Sd、等效振动质量Mms共同决定。o=(o/2c)*(BL*Sd/Mms)2/Re(22)1.16参考灵敏度级SPLo与参考电声转换效率o直接相关。SPLo=112+10lgo(23)1.17参考振幅与参考电声转换效率o、电功率Pe、等效半径a、频率f有关。=0.481*SQR(Pe*o)/(a*f)2以上这些参数现在均可用扬声器计算机测试系统进行测量和计算，常用的测试系统有LMS、CLIO、MLSSA、DAAS、SYSID、LAUD、IMP等。另外，也可利用一些计算机模拟软件进行扬声器参数的基本设计，如LEAP、CALSOD、SpeakerEasy、DLCDesign、AudioCad、SOUNDEASY等。扬声器的功率、失真指标无法直接用公式进行定量计算，只能作些定性分析和探讨。