扬声器设计与分析
声学、扬声器设计与分析基础知识
一、要求:掌握音频声学的基础理论和电\磁\机械学中与喇叭有关的基本知识,了解
扬声器测试的要求和T/S参数的计算的原理和方法.
二、文化基础要求:高中
三、内容与学时安排：
第一章音频声学基础
1.1 声波的产生
1.2 描述声学的物理量
1.3 声级,分贝及运算
1.4 声波的传播特征
第二章人耳听觉特征
2.1 响度与频响曲线
2.2 音调与倍频音程
2.3 音色
2.4 波的分解,付氏解析法
2.5 失真与失真察觉
2.6 哈斯效应
2.7 屏蔽效应
第三章电、磁、机械振动基础
3.1 电学基础知识
3.2 磁场与电磁感应
3.3 交流电路中的电容
3.4 交流电路中的电感
3.5 复阻抗
3.6 谐振电路
3.7 机械振动
3.8 电机类比
第四章扬声器结构与参数测试
4.1 喇叭结构,名称(磁场,间隙,短路环,音圈,锥盒,指向性,防尘帽,音架,弹
波,边,磁流液)
4.2 Thiele和Small参数测试类比电路图
4.3 扬声器阻抗曲线及其物理解释
4.4 阻抗测试
4.5 质量测试
4.6 BL测试,力顺测试
4.7 品质因素Q的计算
4.8 等效容积Vas 的计算
4.9 效率与灵敏度的测试
4.10 扬声器基本参数及T/S参数汇总
4.11 基于PC的扬声器测试信号,相位,clio, Sound check,Klippel, LMS. 第五章音箱,分频器的设计计算
5.1 音箱的设计
5.2 无限平板上的喇叭负载
5.3封闭音箱中的喇叭
5.4 填充物的作用
5.5 倒相音箱的设计和计算
5.6分频器的种类与计算
第一章音频声学的基础
1.1波动和声波
1.1.1波动的数学描述
振动产生波，如绳子的振动能量以波的形式传播。常用绳子多点的位移来描述绳子波的传动，一个波动可用正弦函数来表示。
正弦函数：y = A sin ?
A为最大振辐（m）
?为角度(相位角)。
在x-y 坐标系里，若x代表角度，y代表振幅，画出的波形图叫正弦曲线。一般在电学、声学里，角度都用弧度表示：2π=360度，π/2 = 90度。有时，x轴取为时间，y轴为振幅，则可表示振幅随时间的变化，这时，正弦函数要写成：
y = A sin(ωt)
ω叫角频率ω= 2π/T
T 为振动一次所需的时间，又叫周期。
当t = T, ωt = 2π; 当t = T/2, ωt = π, 当t = T/4, ωt = π/2 所以ωt 就相当角度。T 的倒数，1/T = f, 叫频率，表示单位时间(1秒)震动的次数。
有时，x轴取为距离，y轴为振幅，则可表示振幅随距离的变化，这时，正弦函数要写成：
y = A sin(ωx)
ω叫角频率ω= 2π/λ
λ为振动一次所的长度，又叫波长。ωx 就相当角度。
在使用表达式y = A sin(ωt) 的时候，往往碰到在t = 0 时振幅不为0的情况，这时，要把表达式改写成y = A sin(ωt + ?)，?角可正，可负。也常把它称为相位角。周期T, 波长λ和频率f , 它们之间的关系是：f=1/T,
（波速） C =λ/T =λ f
λ= C / f
如：1Hz 声波波长为344m
10Hz 声波波长为34.4m
100 Hz 声波波长为3.44m
1000Hz 声波波长为0.344m
1.1.2 声波的形成
(波的形成和传播)
横波:振动方向与传播方向垂直
纵波:振动方向与传播方向平行
声波是一种纵波
例如，受活塞作用,空气密度增加,压力加大,增大的压力在管内传播,就形成波动,在声波传输的介质里的某固定点，压力随时间的变化可写成: P = P0 sin(ωt + ? )
P0代表空气密度增加时，气压的最大增量。
1.2 描述声波的物理量
1.2.1 声压Sound Pressure
声波的传播就是大气压增压在弹性介质(空气)中的传播。
P = P0sin(ωt + ? )
P0为声压振辐，单位是帕斯卡Pa (N / m2)
一个大气压为1.0325*105 Pa 即1000 hPa。
与交流电一样,常用有效值（RMS）（Root-Mean-Square）表示声压. 如果声波与交流电一样,常用有效值（RMS）（Root-Mean-Square）表示声压. 如果声波
的最大振幅为P0 ，Prms = 0.707 P0, 即√2/2 P0
，Prms = 0.707 P0, 即√2/2 P0
以后我们提到声压如无特殊说明,都是指声压有效值. 人耳能分辨的最低声压为20 μPa (当频率为1000Hz时)
人耳能分辨的最低声压为20 μPa (当频率为1000Hz时)
两人面对面交谈声压为2*10-2 Pa
两人面对面交谈声压为2*10-2 Pa
织布车间噪声声压为2Pa
织布车间噪声声压为2Pa
> 20Pa时,人耳有痛觉
最低声压20μPa是由弗来彻和芒森确定的(1000 Hz),500 Hz时,还要低,当频率超过1000 Hz时,灵敏度会提高,最灵敏的频率是3.5K Hz
1.2.2 频率f
声源每秒振动的次数称频率,单位是Hz,
声音的频率可听范围是20Hz - 20kHz
< 20Hz为次声
> 20000Hz为超声
1.2.3 声速
声音可在不同介质中传播。固、液、空气，速度在不同介质中不同。
速度: 固体> 液体> 气体
在空气中,声速c = 331.6 + 0.6t (m/s), 此处t指环境温度。
可见15度时,c为340 m/s左右.
声速与空气质点运动速度是不同的概念，大声说话时，声压为0.1Pa, 质点的运动速度是p/(ρ0 C0 ) 为2.5*10-4 m/s . 空气的ρ0 C0为415 N.S/m3,
1.2.4 波长
声波在传播过程中,相邻的同位相之间的距离为波长。
C, f, λ的关系为:
C=λ*f
空气中声音是非色散波(不同频率波速相等),因此,频率与波长成反比,频率低的波长长.
1000Hz波长0.34 m
100Hz波长 3.4 m
10Hz波长34 m
1Hz波长340 m
不同波长传播时会发生不同物理现象.当遇到障碍物时,障碍物线度比波长小,会有绕射发生,声波可自由传播.当障碍物与波长相当时,发生散射,在声波入射方向散射波声强增加.其他方向减弱,出现指向性.当障碍物线度> > 波长,声音被反射回去,障碍物后出现声影区.
1.2.5 声强
声音的传播是空气质量在平衡位置附近来回振动的能量(动能和势能)的传播.常用声强来定量描述声能的传播.
定义:单位时间内通过垂直于传播方向单位面积的平均能量.用I表示，单位：W/m2.(N*s/ m2)
I是矢量,有大小和方向.
I 与声压的关系:I = P2/(ρ0 C0)
ρ0是声传波媒体的密度，空气密度为：ρ0 =1.21 kg/ m3 （在20度时）C0是声传波的速度, 当温度为20度，C0为344m/s.
ρ0 C0 在声学里是一个非常重要的概念,称为媒体的特性阻抗，当温度为20度，C0为344m/s, ρ0 =1.21 kg/ m3,空气的ρ0 C0为415 N/s.m2对水来说，密度为1000kg/m3, 声速为1480m/s, ρ0 C0为1.48*106 N/s.m2
声波碰到特性阻抗不同的媒体的界面，会发生反射。
一个球面的震动体(喇叭可近似看成球面一部分)在向外辐射声音时,会受到声音的反作用力,称为辐射阻抗,它可写成:R =ρ0 C0*S,此处S 是辐射面的面积, 这在以后当讨论压缩驱动器(Compression Driver) 时要涉及到.
1.2.6 声功率
声源在单位时间内辐射的总的声能量叫声源辐射功率（即声功率）,单位W。
声功率很小,人讲话20μW , 扬声器由电功率转换为声功率,效率仅为千分之
几。
若一点声源在自由空间辐射声波,与点声源距r的球面上,声强I都相同。
则W=I*4πr2
1.3 声级、分贝及运算
人耳感受到的声压,从20μPa一直到有痛感的20Pa,跨越了106倍,即100万倍。
人耳的“感觉响度”与强度，或声压有关。听觉响了一倍，实际上强度大了十倍，所以更接近于与强度的对数成正比。因此在声学中,常用对数坐标来表示声压，声强和声功率。
复习---对数，对数是指数的逆运算。
y = a x log a y = x （称为：x是y以a为底的对数）以10为底的对数叫常用对数，以e=2.73..为底的叫自然对数。
100 = 102 log10100 = 2
对数运算法则：
log(a*b) = log a + log b
例如：log 2*100 = log2 + log 100 = 0.3010+2 = 2.3010
log a/b = log a – log b
例如：log 1000/100 = log 1000 – log 100= 3 – 2 = 1
log A x = x* log A
例如：log 100 2 = 2* log100 = 4
log 1 = 0 因为A0 = 1 log 1/100 = log 1 –log 100= 0-2 = -2 对数尺度：把某一量取对数以后标在线性尺度上叫对数尺度logarithmic scale.
1 2 3 4 5 6
10 100 1000 10000 100000
1.3.1 分贝
上世纪初，贝尔（Bell）发明电话，当信号经过放大器，信号功率增加/减少的对数就是贝尔，Bel.
Bel.无单位，如输入1W，放大后为2W.
Bel = log(2w/1w)=0.30103
1/10贝尔定义为分贝，decibel(dB)。
所以,增加了一倍,即增加了10*lg(2/1)=3.0103 dB,即增加了3分贝.
没有增益10*lg(1/1) = 0 dB.若不是增加,而是减少了为原来的一半,
10lg(0.5/1) = 10 lg(1/2) = 10*(0-0.3) = 10 *-0.3 = -3 dB
三个重要的数字:
+3 dB =2*…..
+10 dB =10*……..
0 dB =1*…….
所以,若0 dB~ 1W 3 dB~ 2W 6dB~ 4W
9dB~ 8W 10dB~ 10W 12dB~ 16W
20dB~ 100W 30dB~ 1000W 33dB~ 2000W
-10dB ~ 0.1W, -2OdB ~ 0,01W -30 dB~ 0.001W
（即：每增加三个dB，则输出增加为输入的2倍。
1.3.2 声压级. Sound pressure level.(SPL)
声压级定义：声压的有效值P与基准声压P0之比取10为底的对数再乘以20。
即Lp = 20*lg(P/P0)(dB)
P0=20μPa=2*10-5 Pa
例如,喇叭A比喇叭B声压大了一倍,问声压级提高了多少分贝?
Lp = 20 lg( Pa/Pb) = 20* lg 2 = 6 dB.
计算声压级的时候，要乘20，是因为声功率与声压的平方成正比。即声压增大一倍（为原来的二倍），声功率为原来的四倍（就像电压增大为原来的二倍，电功率为原来的4倍）。
例1：喇叭测试信号电压的峰值因子为6dB,问峰值时功率为平时的多少倍？
电压的峰值因子为6Db （相当于电压级为6dB ），说明峰值电压比有效值大一倍，所以电功率为有效值的4倍。
例2：用Clio 测谐振频率，3阶谐振频响曲线在提高了30分贝以后，在大于200Hz 以后与总的相应曲线高度接近，问3阶谐振的声振动能量与整体比，为整体的多少？
答: -30 dB = 10*lg(X/1) -3 = lgX X = 0.001 =0.1%
1.3.3 声强级
某声强与基准声强I 0之比取对数乘10 L I =10 lg (I/I 0 ) dB
式中I 0 = 10-12 w/m 2，又声强与声压的平方成正比。故 在常温常压下，声强级与声压级相等。
声强级与声压级数值上相等，所以，声强级概念不常用。 1.3.4 声功率级
Lw= 20lg w/w 0(dB) w 0 = 10-12W (1000Hz) 1.3.5 声压级的叠加和平均
声强级，声压级，声功率级与声强，声压，声功率是不同的概念。以分贝为单位的各“级”只有相对的意义，无量纲，其大小与基准数有关。在一定条件下，声压级，声功率级，声强级数值上是相等的，三者统一用"声级"表示。 声强 W/m2 声功率W 声压 Pa 声级dB 102 102 200 140 747起飞 1 1 20 120 耳朵痛阈 10-2 10-2 2 100 织布机房 10-4 10-4 0.2 80 汽车喇叭
020
02
lg 20)lg(10}lg{100
lg 10220
p p p p c p c p I I
L o
o I ====ρρ
10-610-62*10-260 相距1米交谈
10-810-82*10-340 轻声耳语
10-1010-102*10-420 静夜室内
10-12 10-122*10-50 最低可听阈
问题：两个不同的声源，各个发出声压级为60 dB，Lp1 = Lp2 =60 dB总声压级为多少?
从声音传播的角度看，对于不相干的声源，空间某点的声压叠加，实际上是平均能量的叠加。单位时间内通过垂直于传播方向单位面积的平均能量。用声强I表示。单位：W/m2
I 与声压的关系：I = P2/(ρ0 C0)
所以计算点声压级应是：将声压级转换成声压，再平方相加，得到总的均方根声压值，再根据声压级公式求得总声压级。
总声压计算公式为：P2(t)=p12(t)+ p22(t)
计算方法：
60=20 lg p1/p0
3=lg p1/p0 p1=1000 p0
p2=1000 p0
P2(t)=p12(t)+ p22(t) =2* (1000P02)
P= √2* 1000P0
Lp = 20lg(√2* 1000P0/P0)= 20 lg (√2* 1000)
= 20 (lg√2 +log 103)= 20 (1/2 lg2 + 3 )
= 3 + 60 = 63 dB
∴1人说话60dB, 2人说话63 dB, 4人说话66 dB , 8人说话69 dB, 10人说话70 dB，100人80 dB，1000人90 dB，1万人100 dB
例：歌舞厅内四对音箱单独开时，在某点点声压级为78、81、84、78 dB。问一起开时为多少?
两个78分贝喇叭合在一起为78+3=81，81与81合在一起为84，84与84合在一起为87分贝
1.4 声波的传播特性 1.4.1 声波在自由空间的传播
若声源的尺寸与声波波长相比很小，可将声源看成点声源,则离开声源r 处的声强为：I=W/（4πr 2）。
声强与距离的平方成反比,而I 与P 2又成正比, I=P 2/(ρ
0 C 0)
r p r
p r I P I 1,11
,222
2∞
∞∞
∞
∴P 与r 成反比，据离点声源越远，声压越小。
假设离开点声源r1、r2处的声压分别为P1、P2，则r2与r1处的声压级差是多少？
因为声压与距离成反比， 所以 P1/P2 = r2/r1, 或者 P2/P1 =r1/r2。 r1处的声压级 20lg(p1/p0), r2处的声压级 20lg(p2/p0) 声压级之差 20（lg p1 – lg p0 – lg p2 + lg p0）= 20 lg (p1/p2)
20 lg (p1/p2) = 20 lg (r2/r1)
即 ΔL = 20 lg r1/r2
如果 r2 = 2 r1,则 ΔL = -6 dB
可见：距离增加一倍，声压级下降6 dB （即声压为原声压的1/2），声强为原声强的1/4。 (声压随距离的变化)
人在距离喇叭8米处声压级为108 dB ；则16米处为102 dB ；32米处为96 dB ；64米处为90 dB 。
问题：在0.2米处测的喇叭的SPL= 100 dB ，问在1 米处SPL 是多少？
答： 100 + 20*lg 0.2/1.0 = 100 + 20lg 2/10 = 100 + 20*(0.3 – 1 )=100 + 20*
(-0.7)=86dB
（声压与距离成反比）。 1.4.2 声音在管中的传播。 ① 能量集中，传播较远。
在截面均匀的管中传播的声波，因不向四周扩散，保持一个平面波，能量集中传播很远(通风管不作吸声处理，噪声能带进各房间)。对有限长的管子，到管口，
面积有突变（这种面积变化，相当于声阻抗发生变化）声波一部分向外辐射，一部分反射回去。为减少反射，在管子末端做成喇叭口，使阻抗有比较缓慢的变化，声波大部分向外辐射出去。
在扬声器音箱中常用倒相管，使喇叭后的辐射能有效地利用。
②当L = nλ/4时, 辐射功率较高。
当管子的长度与波长可比较时，理论分析发现管子的长度正好为1/4波长的整数倍时，管子的辐射功率可以得到很大提高(笛子即用手指按孔改变管子长度的)。
人耳有 2.5cm的耳道，共鸣波长为4×2.5=10cm, 10cm波长的频率为344/0.1=3.44kHz，即人耳最灵敏频率。
1.4.3 声音在房间内传播。
室内听到的声音是直达声与反射声之和。
室内听到的声音比户外要响，取决于反射声的强弱，直达声与反射声之和。
反射声小的叫消声室。反射声强，并且房间各点声强密度均匀,相位差无规律的叫扩散声场。扩散声场实验室叫混响室。
混响时间：室内声场达稳定以后，切断声源，室内声压衰减60 dB所需的时间。
公式为：T60 = 0.161V/(S*α)
T：混响时间(s)
V:房间容积(M3)
S:房内表面积(M2)
α:房间平均吸声系数.
1.4.4 高低音的效果。
人的听觉从20Hz~20kHz。20Hz只有20岁以下的人可听。做听觉测试时，最高测听频率是8kHz。
声音传播时，高频比低频衰弱快。在100m远，10Hz比1Hz声压弱小30~35 dB。但比起低频，高频比较有方向性，高频波长短，受阻不会转弯；低频波长长，可绕过障碍物，所以高音音箱放低音音箱前,不受影响。
高频有方向性，通过人耳有细微的时间差，可辨别声音方向。对低频来说，
波长较长，如200Hz时波长为 1.72m。而人耳距离为10~12 cm，无法辨别。
知道高低频方向性不同，所以高低音喇叭不必放一起，应不影响方向的感觉。
1.4.5 男女对音频的反应.
在30岁以前，男女对高低频灵敏度一样。30岁以后，男性对高频灵敏度衰减快。如到了60岁，女性对4kHz只有-15 dB的衰减；而男性有-40dB的衰减。这可能与男人毛发脱落(人耳蜗管中小毛脱落)有关(男女听觉)。
1.4.6 声波的反射、透射、折射与互相干涉
声波在传播的过程中，遇到不同的媒体会发生反射和折射，还能透过障碍物。
不同的媒体的特性是由特性阻抗ρ0 C0决定的, 特性阻抗不同的两种媒体声波传播到介面上，就会发生反射，在水下不容易听到水上人的讲话，就因为反射大透射小的缘故。
在管道中传播的声波，遇到管口突然放大或缩小，也会发生反射。要减小反射,要做成喇叭口。
下面是声波在大气中折射的例子。
声波的叠加：两列频率相同位相不同的声波叠加的结果如下图。
当两个相同频率的声波，但一列比另一列有延迟就会产生梳齿波形的频率分布。
两列具有相同频率，固定相位差的声波叠加在一起的时候，会发生互相干涉。这和水面上看到的波的干涉是一样的。当两列相同频率但以相反方向行进的声波叠加后。这时各位置的质点都作相同位相震动。但是有的地方振幅很大，称为声压波腹；有的地方振幅很小，称为声压波节。这种看上去停留在固定地方不动的波叫驻波。也叫定波，(波的干涉)
第二章人耳听觉特性
2.1 响度与等响曲线.
人耳对声音分辨非常灵敏，从20微帕的0dB到120dB，声强的变化范围高达100万倍，
但人耳对强度相同，频率不同的声音有不同的响度感觉。对低频最不灵敏，高频次之，中频最灵敏。
下图为等响曲线图，用某频率信号与一定响度的1000Hz信号交替变换，听者感到响度相同时就把该频率的声强标在相应的位置。最下一条为可听阈，最上为痛阈。(等响曲线图)
用1000Hz的声压级表示响度级,单位为"方"(phon).
结论：
1.曲线0代表可听阈。低于此线之下不可闻。
2.响度级低时，各频率声压级相差很大。可差50dB以上。
3.当响度级别较高时，等响曲线近似水平(高保真放声在高声时，高低音都丰厚)。
4.在高频段曲线间隔相同，说明声压级变化时，响度级变化几乎相同。在低频段等响曲线间隔小，等响曲线对声压变化很灵敏。如80Hz，声压从60dB~80 dB，响度从30~70方。响度级只反映不同频率的声音的等响感觉，不能表示一个声音比另一个声音响多少倍的主观感觉。
响度：是描述声音大小的主观感觉量，响度的单位是"宋"(sone)。
定义：1000Hz纯音，声压级为40 dB时的响度为1宋；2宋的声音是40方声音响度的2倍；4宋为40方声音响度的4倍。多次人平均，响度级每增10方，响度增加一倍。也就是说，声压级增加10dB，响度增加一倍。
如：10把小提琴同时演奏，比一把声强增加10倍，相应声压级增加10 dB，响度级也增加了10方，而主观响度只增加1倍。
人耳对响度的感觉随声压级变化。声压级低时，分辨率差；声压级高，分辨率提高。声压级在50dB以上，人耳的声压、响度变化最小，大约1dB。小于40 dB时，声压级要1~3dB以上才觉察出来。一个乐队演奏时，假如低、高音都以100 dB的声压级录音，此时等响线曲差不多平直，低高音听起来有差不多的响度。如果重放时声压级较低，假如50dB，这时50Hz的低音刚能听到，而1000Hz的声音却有50dB，高音也同时听上去很弱，结果原有的音色都改变了。这时要想让
50Hz的声音听起来与1000Hz的声音有大致相同的响度，必须将其提升20 dB左右。因此声音以低于原始声(录音时)的声压级重放，必须通过均衡器(Equalizer)来提升低音和高音以保持原有音色平衡。
2.2 音调与倍频音程.
2.2.1 音调
音调或称音高，是人对声音频率高低的主观评价尺度。
人耳对音调变化的感觉不是线性的。如钢琴（88键钢琴，白52黑36，最低27.50Hz,最高4186.01Hz）A4键440Hz，升高八度到A5键f=880Hz，再升高八度，不是880+440=1320 Hz，而是880×2=1760 Hz。即相邻等音程之间的频率关系是对数关系。F2/f1 = 2，f3/f2 = 2，f4/f3 = 2 或者log(f n+1/f n) = log f n+1-log f n = 常数。
例如：
log880-log440=2.94-2.64=0.30
log1760-log880=3.25-2.94=0.30
∴我们说人耳对音调变化的感受是对数关系。
2.2.2 音程,
在频率轴上两个音高之间的距离称为音程。一个8度音程称为倍频音程(Octave)。人耳听觉范围可分为10个倍频音程。
20-40-80-160-320-640-1280-2560-5120-10240-20480
每个倍频程分为12个半音，每个半音可分100音分。
∴一个倍频音程有1200音分。
钢琴最低27.50Hz，最高4186.01Hz。
每一倍频音程有12个半音，相邻两个半音频率之比为2的1/12次方21/12=1.059。
2.2.3 分数倍音程
在喇叭测试信号中，还常用分数倍频。如1/3 Octave，1/6 Octave，1/12 Octave。他们把一个倍频音程再分成3份、6份或12份。在分的时候，仍要求相邻频率之比为常数。例如f4 = 2* f1。f1到f4为倍频音程，分成3份，则有f1 →f2, f2→f3, f3 →f4且f4 /f3 = f3/f2 = f2/f1 = D =const。
所以F4 = D*f3 =D*D*f2 = D*D*D*F1。
已知f4/f1 = 2。即D*D*D =2，D 等于2的1/3次方。
则D=1.26
如果F1=40、F4=80，则：
F2=40*1.26=50
F3=50*1.26=63
F4= 63*1.26=80
1/6 Octave 相邻频率之比为2的1/6次方，为1.125。
1/12 Octave相邻频率之比为2的1/12次方，为1.06。
人耳对频率的分辨能力，高音差2音分已经能分辨，差8个音分大多数能分辨。专业工作者可区分相差0.1Hz的两个音叉。钢琴调音师能准确的把27.50 Hz 调到26.8~27.2Hz，以满足人们的听觉。
2.2.4 粉红噪声
在音频测量中常用粉红噪声作测试信号。而不用纯音，因为粉红噪声的峰值因子更接近语言或音乐的峰值，它的频谱更符合人耳的听觉特性。
白、红噪声之比较：
白噪声频谱曲线很平，对任意固定的f2-f1频率范围能量是定常的；粉红噪声，
其能量在任一固定的频率比上是定常的。对相同的20-20kHz的能量，粉红噪声频谱必定开始值较大，随频率增高而下降，在632Hz处粉红噪声与白噪声能相等，然后下降。
对每单位频率来说,白噪声能量是一定的。1K-900Hz与200-100Hz的能相等。
粉红噪声能量每等比频率上是相等的。如10K-1K的能量(10:1)与1K-100Hz(也为10:1)的能量相等。因此以单位频率的能量而言，高频能量比低频能量小(10K-1K有9000个单位频率，1K-100有900个单位频率)。(白,红噪声之比较)
2.3 音色
音色是指乐音信号的频谱结构。它取决于乐器的激励、谐振和共鸣系统。
根据音色，人耳可鉴别出不同的乐器，甚至把基频略去，仍可分辨出来。如小收音机，扬声器下限频率为300Hz，但仍可听出鼓声。
2.3.1 激励
乐器是受到激励发声的，激励指摩擦，打击，吹奏这些激励有丰富的频率成分的乐器。乐器通过谐振，共鸣，有选择的放大某些频率，抑制某些频率从而构成不同乐器的特征。
2.3.2 谐振
如弦乐，在受弓的激励后，产生波的频率为：
f= n*1/(2L)*(T/ρ)1/2
ρ为弦线的线密度
T为弦的张力
L为弦长
n为1，2，3…
1为基频，2，3为2次谐频，3次谐频…n次谐频。
2.3.3 共鸣
共鸣箱决定了哪种谐频能有效放大，形成代表乐器的共振峰区。没有谐音，单纯的基频信号是没有乐感的。人耳一般只涉及最初的6-7个谐音，更高阶的谐音对音色贡献不大。实验证明，7阶以上的奇次谐波使声音变得粗糙、刺耳。2.4 波的分解.付氏分析法.（Fourier Transform.）
根据付氏级数的规则,任何周期函数.满足一定的规律即可分解成一个无穷的三角级数之和.
例如:如图的方波f(ωt )可写成:
其中,只出现奇次谐波,偶次为零,一般情况,奇偶都有.( 波的分解)
如果给喇叭一个纯波(常是单一正弦波)信号，喇叭发出也是一个纯波,则喇叭无失真.出来的波形无变化. 常常是给一个纯波后，出来的波形发生变化，对输出波进行分解,可以看到除了原输入的基波外,还产生出许多高次谐波,所谓的谐波就是与基波频率成比例的波，谐波如果比纯波基波的比例大,即失真严重. 在谐波分析中,有一种可用较快速度求出各次(各阶)谐波的方法，叫快速付氏分析法.
FFT (Fast Fourier Transform)
在喇叭测试中,常用 总谐波失真来表示失真的大小，定义为： Total Harmonic Distortion
其中 H 1 表示基波的振幅，下标2，3，。。。n 表示2，3，n 次谐波。阶数n(不是倍频),如基波为50Hz, H1 =50, H2=100, H3=150, h4=200,…… 用振幅的平方，因为波动的能量与振幅的平方成正比。 THD 一般只有百分之几。
一般喇叭中听到的杂音（Rub & Buzz ）可用大于9次谐波,在总波中比例来表示。
????????????+++++=
)9sin(91
)7sin(71)5sin(51)3sin(31)(sin(4
)(t t t t t t f ωωωωωπω100
(2)
2
32
22
122322?+++++=
N
N
H H H H H H H THD
音频功率放大器的设计与制作
电子技术课程设计报告 设计课题：音频功率放大器的设计与制作 拔河游戏机的设计与制作
模电部分 音频功率放大器的设计与制作 一、设计任务与要求 1）话筒放大器和前置放大器由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20kΩ（也有低输出阻抗的话筒如20Ω，200Ω等），所以话筒放大器的作用是不失真的放大声音信号（最高频率达到20kHz）。其输入阻抗应远大于输出阻抗。前置放大器要求失真小、通频带宽。 2）电子混响器电子混响器的作用是用电路模拟声音的多次反射，产生混响效果，使声音听起来具有一定的深度感和空间立体感。该部分电路有专用电路可以选用，不作设计要求。 3）音调控制器音调控制器的作用是控制、调节音响放大器输出频率的高低，音调控制器只对低音频或高音频的增益进行提升或衰减，中音频增益保持不变。这部分参考电路较多，要求通过仿真进行选取，并进行必要的计算。 4）功率放大器功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能的大，输出信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能高。功率放大器的常见电路形式有单电源供电的OTL电路和正负双电源供电的OCL 电路。有专用集成电路功率放大器芯片。可采用由集成运算放大器和晶体管组成的功率放大器，要求进行必要的计算和计算机仿真。 设计参数 ①放大器的失真度<1%。 ②放大器的功率>1W。 ③放大器的频响为50Hz—20kHz。 ④音调控制特性为自选。 （3）设计要求 1）调研，查找并收集资料。 2）总体设计，画出框图。
3）单元电路设计。 4）电气原理设计---绘制原理图。 5）参数计算——列元器件明细表。 6）用EWB对设计电路进行仿真实验，并给出仿真结果及关键点的波形。 7）撰写设计说明书。 8）参考资料目录。 二、方案设计与论证 2.1 音响模块流图 图2－1电路整体框图 话音放大器：话音放大器的作用是不失真地放大音频信号。 电子混响器：电子混响器是用电路模拟声音的多次反射，产生混响效果，使声音听起来具有一定的深度感和空间立体感。 混合前置放大器：混合前置放大器的作用是将音乐信号和电子混响后的声音信号混合放大。 音调控制器：音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性。 功率放大器：功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL提供一定的输出功率 电路方案的比较与论证 2.2话音放大电路的比较与论证 方案一：采用uA741运算放大器设计电路，uA741通用高增益运算通用放大器，早些年最常用的运放之一。应用非常广泛，双列直插8脚或圆筒8脚封装。工
扬声器设计指导书剖析
扬声器设计指导书
1. 扬声器常用国家标准 GB/T9396-1996 《扬声器主要性能测试方法》 GB/T9397-1996 《直接辐射式电动扬声器通用规范》 GB9400-88 《直接辐射式扬声器尺寸》 GB7313-87 《高保真扬声器系统最低性能要求及测量方法》 GB12058-89 《扬声器听音试验》 2. 扬声器T/S参数: 磁力系数BL 额定阻抗Z n om电气品质因数Qes 机械品质因数Qms 总品质因数Q ts等效容积V as共振频率 F o额定正弦功率P sin额定噪功率P nom长期最大功率P max额定频率范围F-F ho平均声压级SPL
3. 扬声器主要零部件尺寸设计 3.1扬声器口径 扬声器口径必须符合客户要求，若客户没有具体要求，则优先采用国家标准GB9400 《直接辐射式扬声器尺寸》。 3.2支架 支架外形尺寸及安装尺寸应能满足客户需要，除此之外还需考虑鼓纸、弹波、华司等寸选择与配合问题，一般大功率低频率的扬声器要求支架有效高、底高、弹波接着径华司铆接径等均较大。 3.3磁体 磁体尺寸优选常用系列值，具体尺寸需按性能要求确定。 常用铁氧体尺寸： 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*2 30*60*20,140*62*20,145*75*20,156*80*20,180*95*20, 220*110*20 常用标准： SJ/T10410-93 《永磁铁氧体材料》
小型音响的设计与制作
小型音响的设计与制作 摘要 随着电子技术，特别是随大规模集成电路的产生而出现的微型计算机技术的飞速发展，人类生活发生了根本性的改变。如果说微型计算机的出现使现代科学研究得到了质的飞跃，那么可以毫不夸张地说，单片机技术的出现则是给现代工业领域带来了一次新的技术革命。 伴随着社会的进步，媒体电脑技术突飞猛进，慢慢改变着人们的工作、生活、学习和交流方式，它的应用给社会带来了巨大的进步，很多人认为音箱只要能发声就行，但实际上不管是家庭影院还是个人电脑，购买时一般都会配上音箱，假如没有了音箱，多媒体只能是一句空话。 在人们的生活娱乐中，音响的存在必不可少。例如：电视机、收音机、家用电脑等许多领域，都需要用到音响来给人们带来听觉的效果。专业的音响系统主要由听觉系统（人的耳朵）、硬件系统（器材）、软件系统（信号源）及听音环境组成。音响系统主要技术指标有：频率特性、信噪比、动态范围、瞬态响应、立体声分离度、立体声平衡度。 这些都是组成音响的主要成分。 本次研究的课题，小型音响的制作，比起专业的来讲，简单得多，但功能并不比专业的逊色。该设计制作使用扩音机电路电压放大器和功率放大器，还介绍了其性能指标和测试方法、故障检修等。 Abstract Minitype computer art with electron technology, especially, following the large-scale integrated circuit creation but appearing's ultimacy happened in development , human being life at full speed changing. If the microcomputer appearing has made modern study of science get a qualitative leap, can
浅谈扬声器设计
浅谈扬声器设计 xx喇叭|来源: 本站|查看:98次|字号: 小中大 浅谈扬声器设计 本人从事扬声器及其系统开发已经15年，一个偶然的机会与声学楼结下一段缘分，于是我驻足良久，想籍此结交一些扬声器个中高手以做切磋，甚而我有更远大之理想： 为提高整个中国之扬声器制造业水平而略尽绵力！我国是世界公认的电声器件第一生产大国和出口大国，但却不是强国，总体上处于OEM的阶段，只有少数企业进入ODM阶段这也是长期努力的结果！究竟是什么原因导致我泱泱大国的扬声器“大”而不“强”呢？我时常苦思这个问题： 论市场我们有；论技术我们有；论廉价劳动力我们也有！可我们的产品却总比不过人家！ 我们对自身的素质要求太低啦； 我们的技术交流太少啦； 我们都太保守啦！！！ 集多年的研发经验，现将一些心得与诸君分享，以期拋砖引玉： 1．音圈的感抗： 音圈的感抗是由于音圈在磁场中上下运动切割磁力线产生感应电动势，这个感应电动势中的感应电流对音圈的电流产生反作用，从而产生音圈的感抗。对于一个扬声器来说： 感抗弊大于利，固我们在扬声器的开发中都尽量避免音圈感抗的产生。要消除音圈的感抗最常用的方法有两种：
1．1在T铁的顶部加一个铜套； 1．2在T铁的底部加一个铜环； 2．力撑系统的顺性在阻抗曲线上的表现（列图）： 经验值（相对）： A属于xx扬声器 B属于低顺性扬声器 3．产生如下曲线的原因及改进之方案： 经验值： 此应为力撑系统的粘接不良产生共振从而产生曲线上的峰谷，改进之方案应该从制造的工艺上去想办法。 1．目的： Bm×Hm達到最大值 2．方案： 2．1氣隙磁場無漏磁 Bg Ag = Bm Am Hg Lg = Hm LmBm/Hm =Lm/Am Ag/Lg = tgαVm = Am Lm = BgAg/Bm HgLg/Hm = Bg2Vg/BmHm Ld = BgLg√ Br/ HcBdHd Ad = BgAg√ Hc/
扩音器的设计与制作
Xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx(大学)扩音器的设计与制作 院系：电子工程学院 专业：电子科学与技术 班级： 组员： 指导老师：
摘要 扩音机是生活中很常见的一类电子产品，使用非常广泛。扩音机电路是把微弱的声音信号放大成能推动扬声器的大功率信号，电路结构主要分为麦克风信号输入、前置放大器、有源带通滤波器、功率放大器等部分，前置放大主要完成小信号的放大，一般要求输入阻抗高，输出阻抗低，频带宽，噪声要小。在本次设计中前置放大级分为两级，第一级为共源放大电路，整个电路的放大倍数主要靠第一级；第二级为射级跟随器，保证音调控制电路有较好的效果，给音调控制电路以较小的信号源内阻。音调控制主要是实现对输入信号高、低音的提升和衰减；由于集成运算放大器具有电压增益高、输入阻抗高等优点，用它制作的音调控制电路具有电路结构简单、工作稳定等优点。 关键词：扩音机；前置放大；音调控制
ABSTRACT Megaphone is very common life of a class of electronic products, the use of it is very extensive. Amplifier circuit is put the faint sound amplification can push into the high-powered signal, circuit structure is mainly divided into the preamplifier, tone control two parts. Preamplifier main perform small signal amplifier, general requirement high input impedance, output impedance low, wide frequency band, the noise is small. In the design of preamplifier level are divided into two levels, the first level for common source amplifier circuit, the whole circuit amplification depend mainly on the first level; The second grade level is shot with, ensure tone control circuit has good effect, to the tone control circuit with a small signal source resistance. Tone control mainly is the realization of the input signal is high, the bass ascension and attenuation; Due to the integrated operational amplifier has voltage gain high input impedance, higher advantages, and use it to make the tone of the control circuit has simple structure, stable circuit, etc. Key words:Megaphone; Preamplifier; tone control
汽车扬声器设计的基本方法
汽车扬声器设计的基本方法 随着汽车工业的快速发展，人们对汽车音响的要求越来越高。用于汽车上的扬声器，由于使用条件的变化；（高速运动的汽车上，封闭的空间）对扬声器提出了一些新要求，相应地在设计结构上也带来一些新变化。 一、对汽车扬声器的要求 1、具有家用高保真扬声器同样的音质； 2、具有汽车所能接收的较小体积、薄型、小型化。 3、具有防护面罩，可靠性要好；耐高温、防震、防尘、防潮阻燃。 4、具有互换性，安装便捷。 5、汽车用扬声器的指向性，要配合扬声器安装位置；来达到满意的结果。 二、汽车扬声器的特点 汽车内是一个特殊的声场，和一般家庭听音声场相比，其面积和体积较小；总的来说有以下特点。 1、扬声器在车内安装，由于助手席和驾驶席的关系，听音位置并不对称。 2、在车内有的扬声器安装在后车箱中，造成声音从后面传来。 3、汽车内声学条件也与一般房间不同。 提及扬声器的设计，在过去的主要方法是在理论指导下凭籍扬声器工作经验而设计。目前，计算机的设计广泛应用，各种扬声器软件；供设计者选用。在实际上还有一种，选配式设计方法，由于扬声器部件的种类，品种、规格充足和多样，设计者可根倨用户的要求，适当地选配；相应地调整。 扬声器的设计方案还取决于对扬声器的要求，及它的用途和使用场合。它具体体现在一些技术指标和要求之中，在扬声器的设计中应考虑解决如下问题。 1、扬声器的类型； 2、扬声器的口径，有效辐射面积、高度。 3、扬声器音圈口径，材料、圈数。 4、扬声器振膜的几何形状； 5、扬声器振膜的弹性模量，密度、内阻尼。 6、振膜折环的材料与形状； 7、扬声器磁路结构和性质； 8、扬声器结构及其他部件的选定； 9、扬声器音质特色的保证； 10、扬声器的工艺选定，生产管理，质量保证。 三、参考同类产品的开发经验制定初始设计方案 设计和制造一个理想的扬声器，这是销费者、扬声器制造者、设计者，共同关心的问题。在进行产品设计时，首先要把顾客的要求放在首位，根据客户要求制订设计目标，使开发的产品，均能满足顾客要求。通过用户装车，经过道路试验各项性能指标符合《汽车扬声器技术条件》。 （一）磁路的设计方法 1、设计的依据和要求 磁路设计大致有以下几个要点 ①分析设计要求。预先确定本磁路的用途，对磁性能的要求，对使用环境的要求，结构上的要求，价格的要求以及其他的要求。
一个简单功放设计制作与电路图分析
一个简单功放设计制作与电路图分析|电路图 - dickmoore的日志 - 网易博客 默认分类 2009-11-09 19:01 阅读32 评论0 字号：大中小 一个简单功放设计制作与电路图分析|电路图 电子资料 2009-11-06 11:15 功放电路图 一个简单功放设计制作与电路图分析 我的电脑音响坏了快一年了，每次看电影都用耳机,每次用的耳朵都痛,很不爽.因此就想亲手做一个小功放用用,前几天又去了趟电子市场发现有LM386，很便宜，所以干脆用386做了一个单声道的功放先用着,有时间把另外一个声道也加上.在这里把功放设计到调试基本完成的过程写写,纪念这个过程. 1.设计 我们是听听就算的门外汉,对20~20K的音域也不是完全敏感.所以幅频特性不用考虑太多,但是自己要用得爽声音一定要大,因此LM386一般的输出功率肯定是不够拉(好像极限功率也就1W左右,具体还是看芯片资料吧),所以就浪费些多加个LM386做成BTL电路,提高一倍再说.设计出来的电路就是这个样子,原理很简单,就不说了 2.调试 a. 两个104的电容本来是用来隔直的,不过好像电脑主板和声卡上出来的音频都不带直流成份,而且用104时输入电平 比较高的时候声音有失真,(估计是低频过滤在输入电平高的时候人听起来比较明显).于是去掉两个104的电容. b. 在这个时候上电(我用的是12V),接上我的MP3一听,嗯!还不错,可是就是杂声比较厉害,调了调R1的大小,当R1被 调到最大的时候杂声没有了,最小的时候也没有了(这不是废话么,最小的时候输入都没有了 .把连接到功放的音频线拔了也没杂音了,原因可能有两个音频线上有电容在输入电阻R1比较小的时候,和LM386自激产生杂音,一放大就不得了了.于是决定R1就直接调到50K,音量就让MP3调去吧. c. 好像一切都没有问题了,拿到电脑上吧,刚接上去,嗯声音停大,不错!!刚以为要完事,电脑里一首歌就放完了,本来该是安静的却听见喇叭里噼噼啪啪,这个噪声奇了怪了,开始还是以为是R1的问题,索性就把R1去掉(反正LM386也不希罕从前级得到能量),噪音仍然存在,怀疑是主板上的高频噪声,于是在输入端并上一个102的电容---不起作用.这个电容也不敢并大了,大了要影响高频特性.又怀疑是功率大了C1吃不消,于是又在电源上并了一个100uF的电容,还是不行....... d. 就在这个时候用手一抓我的功放输入端的焊点,好了!没杂音了,仔细一想,原来是这样:我从电脑接出来的线是一个声
常见音箱结构设计及选用-参考模板
常见音箱结构设计及选用 1、音箱设计流程 产品规划与造型设计：确认音箱用途、定位、使用场景与方式、外形大小等——声学设计：音箱总体方案设计、扬声器选型、音质效果评估——结构设计：音箱的箱体设计、扬声器结构设计——开模具——样机：音箱性能测试与评价、音箱性能优化与改进——音箱系统音质调试 2、音箱的分类及简要特性 音箱又称扬声器系统，是将扬声器装到专门设计的箱体内，并用分频网络把输入信号分频以后分别送给相应的扬声器的一种系统。因此，音箱由扬声器、分频网络、扬声器箱共同组成。 音箱按伴音模式分为：单声道、立体声（2.0系统）、2.1声道系统、3.0/3.1声道系统、家庭影院（5.1、7.1等环绕声）系统； 按产品形态可以分为：有源音箱、无源音箱； 按用途分为：书架式、落地式、监听式、电影立体声、大功率扩声、有线广播、防水、迷你型、返送式、带角架型、对讲型、拐角式、球型无指向式、高音半固定式、调相式等音箱。 按扬声器箱分为： 封闭箱：固定式、书架式； 倒相式：倒相管式、阻尼倒相式、分布倒相式、R-J式、卡鲁逊式、曲径式、后加载号筒式、折叠号筒式、空纸盆式 号筒障板式、前加载号筒式 利用反射的扬声器箱：角隅式、JBL式 指向性的扬声器箱：无指向性障板、球形箱、声柱； 最为普及的是封闭式声箱和倒相式声箱。封闭式声箱是为了达到隔离扬声器
后面声波的目的，而将扬声器的后面完全封闭起来的声箱；倒相式声箱是将扬声器后面所发声波加以充分利用的一种声箱。
扬声器中使用最广泛的是电动式纸盆扬声器，由于其振膜面积可以做得比较大，能够得到比较大的振幅，所以具有低声频重放下限频率低的特点，同时结构简单、成本低，多年以来都是扬声器生产中的主流。 3、音箱设计的总体技术要求（倒相箱） 3.1 音箱发声的指向性 声波在传播中会产生反射, 绕射和干涉等现象, 并具有一定的传播规律。扬声器辐射声波的波长随频率的增加而变短。当声波的波长与扬声器的几何尺寸可比拟时，由于声波的绕射特性及干涉特性，扬声器辐射的声波将出现明显的指向性。扬声器的指向性是表征扬声器在不同方向上辐射声波的能力，且与频率有关，高频声音具有较强的指向性，低频声指向性相对较弱。 超重低音、重低音音箱，扬声器的发声方向无限制，音箱可以放置于听音区的任何位置。 全频、中高频、高频音箱，扬声器的发声方向尽量正对听音位置。若因结构、外观形态等限制，无法正对听音者位置，需要设计声音反射装置，以减小指向性带来的声音衰减。 扬声器发声方向与听音者方向不大于90°，可采用以下声波反射装置。
53扩音机的设计
5．3扩音机的设计 扩音机不仅仅是音响设备，这类放大器还广泛用于控制系统和测量系统中。本课题介绍了一种具有收音、拾音、话筒等输入的功率扩音机的设计。通过完成本课题，要求掌握音响电路的前置级，音调级，集成分立元件功放的设计与主要性能参数的测试方法，并掌握小型电子电路的装调技术。 一、扩音机电路的原理 扩音机一般由下列三级组成： 前置放大级，可兼作频率均衡级； 音调控制级，作高低音调调节用； 功率输出级，输出足够的功率以推动负载工作。 Ui1:话筒输入Ui2:收音输入Ui3:拾音输入 5-3-1扩音机框图 功率放大极决定了整机的输出功率P o ,非线性失真系数γ,以及-3dB 带宽的下限频率.功放级可采用负反馈以改善其性能.负反馈弱,增益大,但对性能改善程度也差;负反馈强,则反之.通常根据输出功率增益的大小来决定负反馈的深度. 音调控制级决定了整机的音调控制功能，该级电压增益不是主要的,一般取中频增益A o =1(也便于电路设计计算).但需要考虑电路中的损耗,实际略小. 前置放大级决定了整机的灵敏度.因此应有足够大的增益,并且能适应不同输入. 整机参考图见图5-3-2 E c +30V R 100R 100 R 10k R 10k (一) 功率放大级 图5-3-2电路中的功放级为分立元件、准互补推挽式OTL 电路,也可用3.8节集成功放电路代替.下面仅就分立元件功放电路做介绍.电路中T 5和T 7组成NPN 复合管,由单电源V CC 供电,输出通过耦合电容C 5接到负载,C 5起一个0.5V CC 电源的作用,T 4和R 9、R 10组成恒压偏置电路,为末级提供一定的直流偏置以消除交越失真,R 13和R 15为泄
音箱制作
第一章设计篇 一、设计目标 “发烧”是一项个性化很强的活动，但科学“发烧”和理性“发烧”应该是烧友们追求的境界。在开始DIY 之前，设定合理的目标是有必要的，可以避免出现盲目的行为。 1、预算：2000-3000元 在DIY音箱的各个环节中，具有一定素质且符合设计要求的扬声器单元是其中的核心，投资应当占到预算的一半以上；箱体也不能马虎，声学效果和视觉效果都很重要；分频器的关键在于设计和调试；箱内连接线、接线 柱等配件可以量力而行。 2、音质要求：真实、自然、耐听，适合重放人声和轻音乐 满足这些条件并不容易，需要音箱系统失真低，频率响应平坦、宽阔，单元之间有良好的衔接，各频段均 衡连贯，不能有明显的音染。 3、适用环境：主要在家庭环境使用 这个条件在一定程度上降低了对系统的要求，也就是说，可以不用过多地关注功率承受能力、灵敏度、最高声压级等指标，对指向性的要求也有所放宽。当然，在家庭听音环境和中小音量下要做到各频段的平衡也是很有 难度的。 二、结构设计 1、分体3路3单元 为了达到平衡的听感，充足而准确的低音是必须的，因此有必要使用10寸以上的低音单元。虽然设计良好的小型音箱系统也可以有丰富的低音感量，但是和大型系统相比，表达出来的信息会存在很大差别。 最终确定采用分体3路3单元结构。低音单元用12寸，独立制作成大箱体，专门重放超低频段（150Hz以下）；中低音单元采用6.5寸锥盆，和1寸球顶高音制作成可以单独使用的小箱体。 2、箱体结构和分频点 密闭箱和倒相箱各有特色，但根据设计目标，密闭箱在本系统里更加适合一些。虽然在低音下潜、效率等指标上不如倒相箱，但密闭箱的瞬态响应好，声音清晰，质感真实，而且设计、调试都相对简单，在业余制作条件 下容易取得成功。 中低音单元用了6.5寸，其高频段频响和指向性不如小一些的单元，因此分频点最好能取低一些。但这样也有很多问题，比如高音单元的失真会加大，功率承受能力的要求也要提高。综合考虑下来，分频点初步定在 2k-2.5kHz。 低音箱的低通滤波分频点在150Hz左右。整个系统可以尝试2.5分频结构，也就是小箱在低频段不作衰减，直接和大箱衔接。如果试听结果有问题，则小箱在150Hz左右进行高通滤波。 三、单元选择： 密闭箱要求低音单元有很好的顺性和低的f0，Q值可以高一些。密闭箱内的空气相当于在单元上附加了一 个弹簧，所以装箱后f0和Q值都会有所上升。 1、中低音
课程设计——MINI音响的制作1(新)
××大学××学院××系 ××课程设计 MINI音响的制作 学生姓名 学号 所在系 专业名称 班级 指导教师 成绩 ××大学××学院 二○一一年十二月
摘要：随着电子技术的发展，音箱越来越受到人们的关注和使用。音响是将电信号还原成声音信号的一种装置，还原真实性将作为评价音箱性能的重要标准。有源音箱就是带有功率放大器的音箱系统。把功率放大器与扬声器系统做成一体，可直接与一般的音源（如随声听、CD机、影碟机等）搭配，构成一套完整的音响组合。而迷你音箱就是一款简单的有源音响，本文主要介绍了迷你音响的构成、功能、及工作原理，它主要是由TDA2822芯片所组成的集成功放电路构成。本身具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点。是一种可普遍用于家庭音响系统、立体声唱机等电子系统中，便于携带，适用性强。 关键字：音响，TDA2822，晶体管，电解电容 Abstract: With the development of electronic technology, sound box by the people more and more attention and use. Audio is reductive into electrical signals will be the voice signal a device, restore authenticity as a performance evaluation of the speakers will be important standard. Active speakers with power amplifier is the speaker system. Put the power amplifier and the speaker system into an organic whole, can be directly with general of the audio source (such as sound with listening, CD, DVD player, etc) is tie-in, form a complete set of sound system. And mini speaker is a simple active acoustics, this paper mainly introduces the mini audio the structure, function, and working principle, which is mainly composed of TDA2822 chip of integrated amplifier circuit to form. Itself has the power supply voltage range wide, static power consumption is small, can a single power use, price is low wait for an advantage. Is a commonly used to family sound system, stereo, and other electronic system CD player, easy to carry, applicability. Key words:Audio, TDA2822, transistors, electrolytic capacitors
扩音器的设计-毕业设计
扩音器的设计 学生：XXX 指导老师：XXX 内容摘要：近几年来，计算机技术进入了前所未有的快速发展时期，随着电子信息技术的发展关于音响放大器在电子技术基础中所处的位置越来越重要，它不仅是电子信息专业的一个重要部分，而且在其他类专业工程中也是不可缺少的。放大器电路做为子系统的应用，发展更是迅速，已成为新一代电子设备不可缺少的核心部件，其现实生活中的运用也是非常普遍和广泛。扩音机电路是把微弱的声音信号放大成能推导尿管扬声器的大功率信号，主要由运算放大器和集成音频功率放大器构成。电路结构分为前置放大，音频控制，功率放大三部分。前置放大主要完成小信号的放大，一般要求输入阻抗攻，输出阻抗低，频带宽，噪音要小，音频控制主要是实现对输入信号高、低音的提升和衰减；功率放大器决定了整机的输出功率大。 关键字：扩音器功率放大器音频控制
The design of the amplifier Abstract:In recent years, computer technology into an unprecedented period of rapid development, the development of electronic information technology for the audio amplifier an increasingly important location in the electronic technology, it is not only an important part of the Electronic Information andin other types of professional engineering is also indispensable. The amplifier circuit as a subsystem of the application, to develop more rapidly and has become indispensable to the core components of a new generation of electronic devices, their use in real life is also very common and widespread. The amplifier circuit is weak voice signal amplification can push the catheter speaker's high-power signal is mainly composed of operational amplifiers and integrated audio power amplifier. The circuit structure is divided into pre-amplification, audio controls, power amplifier parts. The preamp to complete small-signal amplification, and general requirements for the input impedance of the attack, low output impedance, wide band, noise, the audio control to achieve the input signal, bass enhancement and attenuation; power amplifier determines the overall output power Keywords: amplifier power amplifier tone control
扩音机电路的设计
课程设计报告 课程名称：模拟电子技术基础 设计名称：扩音机电路设计 姓名： 学号: 班级： 成绩： 指导教师： 起止日期：2009年12月28日至2010年1月1日
课程设计任务书
扩音机电路的设计 一、 设计的目的和意义 (一)、实验目的 1，了解扩音机电路的形成和用途。 2，掌握音频放大电路的一种实现方法。 3，提高独立设计电路和验证试验的能力。。 (二)、意义：对以后的毕业设计打下基础，锻炼个人的学习和查阅资料的能力以及对课外相关本专业知识的了解。 二、 设计原理 扩音机电路的工作原理与音频功率放大器的工作原理相似，具有放大音频先好并将其还原纯真声音信号的电子装置。扩音机电路时一个典型的多级放大器，其原理如下图所示。 前置级主要完成对小信号的放大。一般要求输入阻抗要高，输出阻抗低，频带宽度要宽，噪声要小。音调控制级主要实现对输入信号高、低音的提升和衰减。功率放大器决定了整机的输出功率、非线性失真系数等指标，要求效率高、失真尽可能小、输出功率大。首先根据技术指标要求，对整机电路作适当安排，确定各级的增益分配，然后对各级电路进行具体的设计计算。 因为P0max=8W 。所以此时的输出电压：V0=RL P m ax *0 =8V 。要使输入为5mv 的信号放大到8v 的输出，所需要的总放大倍数为1600倍，扩音机中各级增益的分配为：前置级电压放大倍数为80；音调控制级中频电压放大倍数为1；功率放大级电压放大倍数为20。 三、 详细设计及实验步骤 1、 前置放大级 由于信号源提供的信号非常微弱，因此在音调控制器前面要加一级前置放大级。该前置放大级的下限频率要小于音调控制器的低音转折频率，前置放大器的
无线话筒的电路设计与制作
工学院毕业设计（论文） 题目：无线话筒的电路设计与制作 专业：电子信息工程 班级：07（2） 姓名：祝天名 学号：1665070233 指导教师：徐朝胜 日期：2011.5.4
目录 引言 (2) 1概况及现状分析 (2) 1.1概况 (2) 1.1.1简易无线话筒系统 (2) 1.1.2无线话筒的分类 (3) 1.1.3简易无线话筒的发展过程 (4) 1.2现状分析 (4) 2总体设计 (5) 2.1总体设计要求 (5) 2.2设计方案选择 (6) 2.2.1发射部分机构框图 (6) 2.2.2接收部分结构框图 (6) 2.3总体设计原理 (7) 2.3.1发射部分设计改进方案 (7) 2.4电路工作原理 (9) 2.5元器件说明 (10) 2.5.1话筒MIC： (10) 2.5.2高频振荡调制电路: (10) 2.5.3电感制作: (10) 2.6结构设计 (10) 2.6.1发射机的主要技术指标: (13) 4 PCB印刷电路板的实现 (16) 5设计实现 (17) 5.1注意事项 (18) 5.2电路调整与改进 (18) 6设计心得 (18) 7总结 (19) 8致谢 (19) 参考文献 (20)
无线话筒的电路设计与制作 电子信息工程专业07级2班学生祝天名 指导老师徐朝胜 摘要：话筒又叫传声器，是一种电声器材，属于传声器，是声电转换的换能器，原理是通过声波作用到电声元件上产生电压，然后转化为电能。随着数字技术的广泛使用，无线话筒 成为越来越多用户的首选对象。 无线话筒按调制方式可分为调频式和调幅式，前者由于具有通频带宽、动态范围大、传输距离远和抗扰性强等特点，所以应用较多。调频无线话筒的原理是将声波信号通过麦克风转化 为音频电信号，通过改变结电容来改变高频振荡器的输出频率，产生调频波，通过高频放大与 选频，最终由天线辐射。 简易的无线话筒设计结合了高频电子技术、电子线路设计、模拟电子技术等知识，设计及实现这个实用性很强的课题，既可以在实践中巩固许多知识点，又可以根据自己的兴趣开发新 功能，从而学习到新的知识点。整个电路使用Protel99se 软件设计，该设计具有电压低，受 话灵敏，制作简易等特点，可运用于教学，无线广播，助听器，及各种声控设备当中。 关键词：调频、振荡电路、无线话筒原理，电路设计 引言 市面上话筒种类繁多。分析话筒的电路主要需掌握以下两点：（1）信号传输回路分析：分析各种话筒输入插口电路。（2）话筒信号放大器分析：话筒放大器是一种小信号低噪声音频放大器，分析话筒电平控制电路。 相信每一个电子爱好者都希望通过自己动手实现与外界的实时通讯或是远程遥控。下面我介绍的这个无线话筒（发射机）就十分适合我们对所学电子知识进行熟悉和巩固。 Protel99SE：通用电子设计自动化EDA（Electronic Design Automation）已成为时代潮流，EDA的设计思想因此普及。Protel设计系统是一套建立于IBM兼容PC环境下的EDA电路集成设计系统；Protel设计系统是世界上第一套将EDA环境引入Windows环境的EDA开发工具，是具有强大功能的电子设计CAD软件，以高度的集成性著称于世。Protel公司2001年推出的具有PDM功能的EDA综合设计环境Protel 99 SE，是基于Windows 98/200/NT/XP 环境的电路原理图辅助设计与绘制软件，是具有原理图设计、PCB电路板设计、层次原理图设计、电路仿真及逻辑器件设计等功能，是电子设计的有用软件之一。 1概况及现状分析 1.1概况 1.1.1简易无线话筒系统
浅谈扬声器设计
浅谈扬声器设计 发布:2009-1-05 09:27 | 作者:廖喇叭| 来源:本站| 查看:98次| 字号: 小中大 浅谈扬声器设计 本人从事扬声器及其系统开发已经15年，一个偶然的机会与声学楼结下一段缘分，于是我驻足良久，想籍此结交一些扬声器个中高手以做切磋，甚而我有更远大之理想：为提高整个中国之扬声器制造业水平而略尽绵力！我国是世界公认的电声器件第一生产大国和出口大国，但却不是强国，总体上处于OEM的阶段，只有少数企业进入ODM阶段这也是长期努力的结果！究竟是什么原因导致我泱泱大国的扬声器“大”而不“强”呢？我时常苦思这个问题：论市场我们有；论技术我们有；论廉价劳动力我们也有！可我们的产品却总比不过人家！ 我们对自身的素质要求太低啦； 我们的技术交流太少啦； 我们都太保守啦！！！ 集多年的研发经验，现将一些心得与诸君分享，以期拋砖引玉： 1．音圈的感抗：音圈的感抗是由于音圈在磁场中上下运动切割磁力线产生感应电动势，这个感应电动势中的感应电流对音圈的电流产生反作用，从而产生音圈的感抗。对于一个扬声器来说：感抗弊大于利，固我们在扬声器的开发中都尽量避免音圈感抗的产生。要消除音圈的感抗最常用的方法有两种： 1．1在T铁的顶部加一个铜套； 1．2在T铁的底部加一个铜环； 2．力撑系统的顺性在阻抗曲线上的表现（列图）： 经验值（相对）：A属于高顺性扬声器 B属于低顺性扬声器 3．产生如下曲线的原因及改进之方案： 经验值：此应为力撑系统的粘接不良产生共振从而产生曲线上的峰谷，改进之方案应该从制造的工艺上去想办法。 1．目的：Bm×Hm達到最大值 2．方案： 2．1 氣隙磁場無漏磁 Bg Ag = Bm Am Hg Lg = Hm Lm Bm/Hm =Lm/Am Ag/Lg = t gα Vm = Am Lm = BgAg/Bm HgLg/Hm = Bg2Vg/BmHm Ld = BgLg√Br/HcBdHd Ad = BgAg√Hc/Br BdHd 2．2 氣隙磁場有漏磁
音箱制作全过程汇总
贴预计有以下内容：1、箱体制作。2、油漆。3、分频器制作。4、扬声器。大家或许奇怪：扬声器怎么在最后？原因如下，业余制作，能够要到多少关于扬声器的参数？要是碰到一个卖扬声器老板这样回答你：“用什么说明书？我这里全搞好了，整套的，拿回去接起来就能响！”除了离开以外，我实在是想不出什么其他方法。去厂家邮购或许会好一些，参数量会多一些，虽然这些参数也是成批的产品的。然而却却是这些参数可以起到很重要的参考作用。例：南鲸YD140- 8SXB，推荐容积是6.8升。那么，如果手中有5寸的扬声器做一个6~10L的箱子还是可行的——尽管这个扬声器不知道是什么牌子。当然，我觉得业余做箱子，还是碰运气的成份多一些。但是一些步骤和方法，会提高成功率。以下是正文开始。 1、为什么做？做成什么样的？这个很重要。用来听音乐？还是其他？家里空间大小、功率大小、业余制作的资金投入等等因素都会影响到制作的结果。本例制作是小功率的密闭箱，30W左右，用来听音乐，5寸普通单元，低成本投入——总造价=扬声器低音80元+ 高音60元+油漆35元+漆包线40元+接线盒5元+钉子3元+板材（免费——边上有木工房吗？跑过去上几根烟就可以搞定下脚料，本来这些可能用来烧饭的）+其他若干元，小于250元。而且还有一点就是要有“保护”，不能让小孩撕破单元。 2、箱体制作。要点：结实、尺寸合理。怎样才算是合理的尺寸？如下图，选个你喜欢的。本例用的内尺寸为：15：23.2：25.5，比例图中没有，大致在红线处，净容积8.8L左右，对付5寸单元应该差不多了。要是容积大了，变小容易，小变大可就不那么好办了，吸音材料的“相对变大”也是有限的。相对来说扬声器大，箱子就大，硬是把大的扬声器装入小箱子里不是件好事。封闭箱还是用小扬声器。
实用文档之喇叭扬声器设计与制作分析
实用文档之"喇叭设计-扬声器设计与制作分析" 1. 扬声器常用国家标准 GB/T9396-1996 《扬声器主要性能测试方法》 GB/T9397-1996 《直接辐射式电动扬声器通用规范》 GB9400-88 《直接辐射式扬声器尺寸》。 GB7313-87 《高保真扬声器系统最低性能要求及测量方法》 GB12058-89 《扬声器听音试验》2. 扬声器主要电声特性 额定阻抗Znom 总品质因数Qts 等效容积Vas
共振频率Fo 额定正弦功率Psin 额定噪声功率Pnom 长期最大功率Pmax 额定频率范围Fo-Fh 平均声压级SPL 3. 扬声器主要零部件尺寸设计 3.1 扬声器口径 扬声器口径必须符合客户要求，若客户没有具体要求，则优先采用国家标准GB9400-88《直接辐射式扬声器尺寸》。 3.2 支架 支架外形尺寸及安装尺寸应能满足客户需要，除此之外还需考虑鼓纸、弹波、华司等尺寸选择与配
合问题，一般大功率低频率的扬声器要求支架有效高、底高、弹波接着径、华司铆接径等均较大。 3.3 磁体 磁体尺寸优选常用系列值，具体尺寸需按性能要求确定。 常用铁氧体尺寸： 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 常用标准： SJ/T10410-93 《永磁铁氧体材料》 3.4 音圈 音圈中孔尺寸优选常用系列值，具体尺寸(如卷宽、线径)需按性能要求确定，骨架高度还需考虑到
音响放大器课程设计与制作模电课程设计
课程设计任务书学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 音响放大器设计与制作 初始条件：集成芯片LM324三块，LM386一块，瓷片电容，电解电容，电位器若干，4Ω/扬声器一个。 要求完成的主要任务: （1）技术指标如下： a．输出功率：； b．负载阻抗：4欧姆； c．频率响应：fL~fH=50Hz~20KHz； d．输入阻抗：>20K欧姆； e．整机电压增益： >50dB； （2）电路要求有独立的前置放大级（放大话筒信号）。 （3）电路要求有独立的功率放大级。 时间安排： 2016年1月10日查资料 2016年1月11，12日设计电路 2016年1月13日仿真 2016年1月14日，15日实物调试 2016年1月16日答辩 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要......................................................... ABSTRACT ...................................................... １电路方案的比较与论证........................................ 音响放大器的总设计........................................... 放大电路的比较与论证........................................ 音频功率放大电路的比较与论证................................ 2核心元器件介绍............................................... LM324的介绍................................................. LM386的介绍................................................. 3电路设计 .................................................... 直流稳压电源电路的设计...................................... 话音放大器.................................................. 混合前置放大器.............................................. 音调控制器.................................................. 功率放大电路的设计.......................................... 总电路图 (18) 4用MULTISIM进行仿真.......................................... 话放与混放性能测试.......................................... 单独功放性能测试 (20)