电动式扬声器的设计步骤

1、电动式扬声器的设计步骤电动式扬声器的设计步骤如 : 客户要求 3”全音域 45W Fs:100HZ Qts:0.6 Vas:1.2L SPL:86Db THD<5%本人构想的设计步骤如下1. 计算出 Cms来分配出弹波的 Cd 与鼓纸的 Cs.2. 计算出 Mmd 来分配出音圈的质量 Mv 与鼓纸的质量 .Mc3. 先后计算出 no、 Qes、BLBL 值求出后遇到问题 如何分出 B 与 L ，L 是指在磁隙中的铜线长度吗？4. 依 L 设计出音圈芯数与卷幅、最大外径 ,考虑 THD 决定华司的厚度 , 相应得出磁间隙5. 依 B 值与磁铁性能、上述以知值求出磁铁尺寸6. 依高频截止频率

2、、 Mv 、Mc 、模拟的纸锥厚度、 E 值计算出锥顶角 ，采用反抛物线形考虑 THD EdgE 采用聚醚泡棉，纸盆采用 UKP 70% 18°SR BKP30% 24°SR.采用扣在音圈上的 n 形纸帽，音圈骨架采用 PSV7. 以上只是主要的设计步骤，尚未描叙辅助系统等等请各位 DX 们帮偶解决步骤和思路没错 ,还需一个假设即 Rms 是多少 ,如此 T/S 参数全部可以计算出来 .BL 值怎么实现 , 可以采用尝试法计算 .1. 根据功率初步确定音圈的口径 (可认为是最小值 ,也先选最小值 ).2. 根据常用的磁路初步确定 B 值.3. 根据 BL 值算出 L值,此

3、L值为等效长度 ,一般可考虑为华司厚度加 20% 内的音圈线长度4. 看看此音圈是否实用和可行 ,若不可行则考虑改用大一些的口径 .你的思路好是好 ,但是太复杂 , 喇叭设计三步就能出结果 ,1. 决定振动系统2. 决定磁路系统3. 音质的考虑与修正WILSON, 一般来说楼主的设计思路你可以考虑 ,一般设计师达到他那个水平已经很不简单了 我只是点出了细节部分 ,属于比较高层次的技巧完美化 .喇叭的设计主要看用途 ,这点很重要 ,我把他们分为高效率型的和高功率型两种,各自对应的不同的设计思路 .高效率型的设计一般从振动部分的计算入手 ,首先考虑振动质量 ,再考虑其他部分 . 高功率型的设计一般

4、从马达驱动的计算入手 ,首先考虑音圈磁路 .再考虑其他部分 .识别高功率和高效率两种类型很关键 ,灵敏度是相对概念 ,对于 6.5 吋喇叭 88dB 就可以视作 高效型的 , 而对于 10 吋喇叭 92dB 也不算高效率 . 一个简单的概念要记住的就是高效率型 的振幅都不可能大 ,为什么 ? 因为振幅一大失真就会大 . 而高功率型的振动质量一般都做得 很重 ,振幅的要求就比较重要 .关于振幅 ,也就是最大位移 : 有两种方法 :第一种是你通过计算音圈算出卷幅 ,卷幅减去华司厚度除以 2 算出 Xmax( 这个应该都懂吧 ?算音圈从口径和 线径去考虑 ) 然后取最大位移 =2*Xmax 一般都不

5、会错 .第二种是用公式 X=Bli/( *Zm), BLi 是音圈驱动力 , Zm 是振动系统复阻抗的模值 ,它等于(Rm2+( Mm-1/( Cm)2)0.5,Rm 是力阻 ,这需要估计一下 , 是角频率等于 2 f.Mm是系统振动质量 Cm 是系统顺性 ,2 代表平方 ,而0.5 代表开根号 ,这都懂吧 ?注意不要去考虑 X的最大值什么的 ,在低频阶段 X都很大,所以考虑 Fo或比 Fo 低一点 的频率就行了 , 喇叭实际都工作在 Fo 以上的 .Fo 以下没什么输出 .我不推荐用第二种来考虑位移 ,(就是前面南大人推荐的那个算振幅的贴子 ) 因为如果第一种方法你已经可以 算得很准 ,第二

6、种通常不会出入太大 ,而力阻 Rm 是比较难精确化的参数 ,所以第二种你不能保证很准 ,只是用 来做参考的 .如果你要估计 Rm,我提供一个方法 , 用 Qm=(1/Rm)*(Mm/Cm)0.5 这个公式来反求出 Rm. 喇叭的Qm一般在2-10之间,一般Qm对其他参数影响不大 ,你用Qm取4.5-8 之间的一个数做初步估算 一般差不了太远的 .这里再声明一点喇叭的振动幅度 X 实际上不是那么重要 ,振动幅度过大会出现很多异常因素 ,一般的 做法都是用弹波来对喇叭做限幅 ,我们知道大动态大功率时 ,当喇叭失真已经很大时 , 再大的位移是 没有必要的 ,用弹波来做限幅 , 限制音圈振动是一个很聪

7、明的方法 ,当然这是你要考虑音圈的散热 , 比如功率要求比较大你就在音圈上钻两个孔 ,或 T 铁背后加孔什么的 .一句话 , 功率做够了 ,喇叭就设计 成功了.我讲得都是非常实用的东西 ,都是同你们客户的要求最相关的东西 ,那些什么 Hi-Fi 之类的, 不要去考虑那么多 ,你们没有那么多成本去考虑那些问题的 .不要去相信 Xmax 多一点或少一点对喇叭的 音质有什么提高 ,一个喇叭 ,Xmax=3mm, 和另一个喇叭 Xmax=5mm, 听上去 Xmax=5mm 的确实好一些吗 实际上你听不出来 .如果你有一定基础 ,看到这里应该豁然开朗了 , 如果没基础只在论坛上听个三言两语 很难获得系统

8、的认识 .具体还是要多读两本书 ,去书店多找找 ,自己去钻一下就行了 . 比上什么培训班要强得多 .不要去上什么培训 班, 我没上过任何培训班 , 都是自己看书的 .推荐书目 : 高保真扬声器音箱制作技术 - 张继虞著 实用扬声器技术手册 - 王以真著 电声基础 管善群著有条件的可以继续研究一下南大出的声学基础,但这个是声学理论上的 ,同喇叭关系不大 ,比较深需要有比较强的高数知识 ,一般没必要去读 .菜鸟犯了概念性错误： “关于振幅 ,也就是最大位移 ”，振幅是指在特定信号下的振动系统位移响应幅值！ 最大位移即常说的 Xmax 是指振动系统能保持线性响应情况下的最大位移。 这两个概念有关系，

9、 但不相等！ 找你老师搞清楚概念再来！基本概念错了，其他也就不用细看了！自己还没学会呢，就想在这做老师，可 笑，可笑！记得经验值告诉我们 , 倒相管横截面积应为喇叭有效振动面积的 1040% ，这样说来，假设一支 12”的 oofer ，其有效振动面积为 0.05m. 这样算来 , Port 的面积就为 0,0050.02 之间 . 换成最直接的直径就为 约 80160mm 之间音圈卷高近似计算公式音圈卷高近似计算公式(适用珀韵圆铜线线径为0.1m 1mm 的两层音圈)已知：音圈內径为 (mm) ，直流电阻为 Re ()，铜线直径为 D (mm)则有铜线长度 L= 44.8×Re&#

10、215;(D 0.0032)2 (m)铜线重量(含漆包层) W= 316.3×Re×(D 0.0004)4 (g)含漆包层线径 Dm= 1.04D+0.022 (mm)音圈卷高 H= 7415× Re ×(D+0.0046)3 (mm附加容积法测公式 ()在 Q 值较大时还有一个有趣的现象，即 Fpeak 与 Fs 不相等，Fp=Fs*sqrt(1-0.5/Qt2) 这与有些人认为的并不相同，很多人误认为阻抗峰最大处振幅也最大，其实频响峰与阻抗峰也不会相同。 扬声器单体的振幅频响实际上是一个二阶的低通函数， Qt 实际上反映的就是振动系统的阻尼状况，等于

11、 0.707 时(为典型的二阶 Butterworth 响应)和小于 0.707 时，位移响应的平直区都为最大值，只有大于 0.707 时，才有出现极值的可能性。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 值较大时 , 可用下式计算 :Xpeak=Bli*Cms*(Qts2/sqrt(Qts2-0.25) 概念很直观 ,位移= 力*顺性*修正因子扬声器 Qt<0.7 因此最大振幅就用如下计算就可以了： X (max)=Eg/(Ws*Qe*BL)总结一下：扬声器振幅计算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

12、.707) 时 ,可用下 式计算 :Xpeak=Bli*Cms*(Qts2/sqrt(Qts2-0.25)概念很直观 ,位移=力*顺性*修正因子Qt<0.7 时 Fo处振幅用如下公式计算：Xpeak=Bli*Cms*Qts 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最大位移，就能反推出 实际振幅限制的功率！附加说明：楼上的位移计算公式是中频的。建议原声将公式中 i(电流)置换成( Eg/Rvc) 这样似乎更贴近实际工作状态！再给一个中频位移计算公式：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)/

13、(a*f) 2参考电声转换效率 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/2 c)*(BL*Sd/Mms)2/Re参考灵敏度级 SPLo与参考电声转换效率 o直接相关。SPLo = 112+10 lg o用在封闭箱内 : Xpeak=（Bl）*（Eg/Re）*（Cms*Cb/（Cms+Cb）*（Qtc2/sqrt（Qtc2-0.25）Qtc 为装箱后的总 Q 值,Cms 为扬声器单元的力顺 ,Cb 为腔体的等效力顺 .顺性的影响比共振频率 Fs 更直观 （Fs 还受到 Mms 的影响）以下是引用 WANGFUY在U2005-11-25 21:45

14、:02 的发言：其实，我觉得大家讨论这么激烈，在实际工作中没太多意义。1、以上公式皆是以正弦输入（单频）且在BL 值保持恒定的前提下成立。2、扬声器实际工作中受到的是有一定峰值因数的音乐信号，大部分峰值还很大，特别是低频信号，扬 声器在瞬间电压（电流）作用下，扬声器很快跳离间隙，进入非线性，所以最终的最大位移往往是由瞬间 获得的速度和动量（或说是惯性）以及顺性系统所能提供的恢复力、最大机械冲程决定。当然如果音圈卷 宽足够长，跳不出间隙就会遵循公式。3、早几年在设计一些低音扬声器我也计算过，比如按额定功率去预留冲程，结果总是打底。因为你无 法确定客户使用的功放功率以及音乐信号的峰值因数。4、所以

15、大功率低音设计时一定要注意。呵呵， FUYU兄，怎么会没意义呢？以下是我的一些看法，提出来切磋一下！1）计算振幅不就是为了使设计扬声器能够在预定条件下工作在BL 恒定（或近似恒定区）吗？2）速度和位移同样是各个元件共同作用的结果， 所不同的是速度决定了辐射的声压， 位移却决定辐射 的信号是失真，应该不存在速度决定位移的说法吧？3）再复杂的信号（包括音乐信号）也是由系列的简谐信号组成的，因此用简谐信号分析应该没什么不 妥啊！再说所谓的低频大动态信号之所以称为低频大动态信号，是因为其基波（低频简谐信号）所占能量 权重很高的原因，其实这样的信号可以近似认为是简谐信号。4）主观试听也好，客观测试也罢都

16、是有标准的，那么判断一只扬声器的好坏应该是有据可依的。5）按客户的要求设计也好， 主导设计也罢，最终应达到的指标要求或检验方法应该是供需双方确认好 的，如果不知道客户最终的如何检验或如何使用，那只能是设计条件不充分！fb=1/2*Pi*Sqrt(Cb*Mp)pi=3.14=1/2*Pi*Sqrt 箱体容积 *倒相管有效长度 /（ 倒相管截面积 *声速 2）个人认为，倒相箱设计中，如果通过只改软弹波的方式增大Vas，低频部分量感将增加，但失真将明显增加，实际使用中，由于磁路和弹波悬边的非线性，失真更大；如果只减小倒相管长度，低频 Fb 以上一 段量感将增加，但群延时和失真都将增大。群延时增大，则

17、力度变差，听起来“浑 ”。Leap5 模拟的下图中，蓝线为标准重低音箱的群延时，红线为只把倒相管长度减小 20% ，扬声器不变 的群延时我个人觉得在低音炮时， Vas 增大，一般是改变顺性，顺性变大，一般情况大功率是失真可能也会随之变 大。小功率是可能可以，但是量感增加可能还要试试。但是我觉得扬声器 Fo 做得太低， 有时感觉力度不够。 我个人觉得在低音炮时， Vas 增大，一般是改变 顺性，顺性变大，一般情况大功率是失真可能也会随之变大。小功率是可能可以，但是量感增加可能还要 试试。音箱设计本来就有两种思路 : 箱体确定 , 来选择扬声器单体 , 或者根据扬声器单体来定制箱体 , 如果这点

18、基本功都没有还搞什么音箱 ?不要动不动就往阻抗曲线上扯 , 要求阻抗曲线有什么用呢 ?音箱设计过程中应该关心的是三个量 :1） 扬声器单体的位移 （ 这个量关系到音箱的安全性及功率指标 ）;2） 管 中的空气速度 （这个量关系到音箱的失真特性 , 我也不知道极限值是多少 ,但设计时应尽可能的降低 , 办法无 非是增大口径之类 , 需要做错误尝试 ）;3） 声压频率响应特性 （ 这个指标是一般音箱设计者最介意的指标 ）. 这 三个量是相互关联的 , 必须综合考虑 .浑, 我的理解是一种失真程度的主观感受 ,那么就去找出低频的失真与哪些因素有关好了 .量感 ,我的理解有两个概念 ,一个幅度的感受

19、,也就是某一频段的声压响应情况 ,另一个是频域的感受 ,也 就是反映频率延伸量的问题 .过分的追求幅度的感受 , 很可能会导致比较浑的现象 !关于调谐频率的高低问题 ,我的理解 , 在条件 （设计输入条件 ）允许的情况下 ,尽量采用低调谐频率是可取 的, 这个观点通过分析倒相箱的位移响应曲线 ,很容易可以得出 .当然 ,扬声器系统工作过程是多参量相互作用的过程,设计时需要尽量做到平衡 ,其实扬声器系统设计很符合儒家的中庸学说 ,主要是 "调""和 "!參照公式2 Fo)= SQR1/(Mms*Cms) ( 2F1) = SQR1/(M1+Mm2+2Mmr

20、)*Cm1 ( 2F2) = SQR 1/(M2*Cm2) Fo = SQR(M1+Mm2+2Mmr)*F1*F1+M2*F2*F2/(Mm1+Mm2+2Mmr)每种乐器都有其独特的频谱、音色，要想提高音乐欣赏的能力，一定要 多做听力对比，即播放一首乐曲时， 音箱系统放出的音色与实际乐器演奏的音色 有哪些不同，偏离多少等。为了进行听力对比， 首先应该了解一些电声学名词概 念、人耳的听觉特性和音响设备的主要技术参数指标。一. 部分电声学名词解释1. 纯音：它有两种含义：（ 1 ）指瞬时声压随时间作正弦变化的声波； （2）指具有明确单一音调的声音。2. 基音：是指复合音中频率最低的成分。3. 泛音

21、：复合音中频率高于基音的成分，其频率可以是基音频率的整倍数， 也可以不是。各种乐器用不同演奏方法能产生数量和强弱各不相同的泛音成分， 即使基音相同也能具有不同的音色。4. 声波：弹性媒质中传播的一种机械波，起源于发声体的振动。声波范围为 20Hz-20KHz，频率高于 20KHz 的声波为超声波，频率低于 20Hz 的声波为次声 波，超声波和次声波一般不能引起听觉，只有频率在两者之间的声波才能听到， 我们把能够听到的声波称为音波或可听声。5. 声场：指媒质中有声波存在的区域。不同的声源和环境可以形成不同的声 场。6. 响度：又称 “音量 ”，人耳对音量大小的一种感受。取决于声强、频率和波 形。7. 音色：又叫 “音品 ”，主要由其谐音的多寡及各谐音的相对振幅所决定。二. 人耳的听觉特性人耳对声音的方位、 响度、 音调及音色的敏感程度是不同的， 存在较大 的差异。1. 方位感：人耳对声音传播方向及距离、定位的辨别能力非常强。人耳的这 种听觉特性称之为 “方位感 ”。2. 响度感：对微小的声音，只要响度稍有增加人耳即可感觉到，但是当声音 响度增加到某一值后， 即使再有较大的增加， 人耳的感觉却无明显的变化。 通常 把可听声按倍频关系分为 3 份来确定低、中、高音频段。即：低音频段 20Hz-160Hz、