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1、扬声器低音单元参数之间的关系之一(修订稿)杨定军2015.12前言：本文2002年在某厂的产品研发部门的内部讲课稿,是供有关人员参考的，目的是促进在打样工作中多加思索。重要的是希望研发人员们掌握一种理论与实际相结合的工作方法，而不是单纯地记忆公式和符号。有关参数的解释请参考THIELE及SMALL先生的经典论文.或者阅读扬声器的国标.本文的目的是促进思考,不是标准答案.本文所给出的公式来自WIKI百科网页.本文没提及有关参数的单位,单位制是非常重要的.相信扬声器单元的研发部的工程技术人员对扬声器的测试系统是熟悉和了解的,或至少是经常要读到
2、LMS,CLIO,KLIPPEL,SOUNDCHECK,MLSSA以及其它有效的测试系统的测试报告,在那些报告上易于发现各参数的单位.本文就不在单位制及有关的表达上深入讨论了.1)扬声器单元的谐振频率Fs加大振动系统质量MmS,Fs可以变小，比如：纸盆加重或音圈加重都可以使Fs变小.加大支撑系统的顺性Cms，也可以减小Fs，也就是将纸盆的折环的顺性加大(换折环的材料或换弹波的材料或更改它们的尺寸--例如减小折环的厚度,这样,在同一的一个让振动系统向上或向下位移的外力作用时,位移量变大,其顺性则相应变大)，一般,采用更换折环材料的做法是最有
3、效的。那么，如果要使Fs增加，采用什么办法呢？减小振动系统质量MMS,是个好办法,但是,要注意的是MMS不可太小的.那个极限值是多少呢?待以后有机会再讨论,(前人关于最低的质量的数值已有文献可查阅到),好消息是,当代的纸盆的质量大多是较重的,是大于那些个极限值的.2）扬声器单元的声压灵敏度值.这儿就简写为SPL吧.SPL值与Log成正比（Log是对取对数的意思）ρ为空气的密度，一般随温度而有一点点变化，可以把它当常数看待。BL值是磁通密度B和磁隙中音圈导线长度L的乘积。磁体的性能好，磁体尺寸大，B值就可能取得高值，然而大磁体将提高扬声器单
4、元的成本。那么,实践就需要要设计人员选择一个恰当尺寸和合适性能的磁体。L值牵涉到音圈的设计，那是另一个问题了。总之，BL值越大，SPL值就可能越高，这是我们企盼的事。Re是音圈直流阻，它在上式的分母项上，较小的Re值似乎对SPL的提高有利，然而减小Re必然受到限制，如,额定阻抗为4Ω的单元，Re可设计成3.2Ω或更低一点,但是能设计成2.5Ω或更低吗?那就涉及到系统的要求和来自客户的指标要求,真的要改变的话,需要和客户方商量.MmS是振动系统的质量,增重了可使Fs减低一些，这似乎在低音的追求上带来好处(有时未必是这样的,好的低音涉及到Qt
5、s和Cms,乃至涉及到所配合的箱体的声学特性,不是单纯降低Fs这个单一因素所决定)。然而从SPL的立场出发,较重的MmS意味着较低的SPL值，就不是我们所期望的了。Sd是什么？是纸盆的投影的积，看图图中2a为折环最高点决定的圆周所确定的直径，Sd=πa2那么,由于Sd在上面SPL的分子项，意味着在其它条件相同时，单元尺寸加大则意味着SPL可能增大，那就是说要让小尺寸的低音单元的SPL值比大尺寸的低音单元的SPL值高是非常不容易的追求。3）单元在Fs处的电品质因数Qes单元在Fs处的力学品质因数Qms增加BL值，可有效地减小Qes，那又得在
6、磁体选取和磁路设计上作文章了。Rms代表支撑系统的机械损耗，主要由折环和弹波的材料特性所确定，特别是折环是最主要的，纸边折环、橡胶边折环、泡珠橡胶边折环表现出不同的损耗特性。近二十多年，人们为了减小低音单元的中频谷点，偏好使用橡皮边,其Rms较纸折环的大，以至相应的Qms较纸折环的小。但是近年来有的专家又认为对于低音单元来说，较高的Qms对于低音的重放（特别是冲击力较大的低音）有利，橡皮折环未必是最理想的。大家应该注意到PA（放声系统）用的低音单元所用的折环，又回到纸边折环设计了，或者是某种涂了胶的纤维折环，其目的是既能有较小的损耗又可以
7、有利于减小中频谷点。4）单元在Fs处的总品质因数QtsQts将决定低音单元在音箱中的低音的高低，它是非常重要的。Qts在0.3至0.6之间时,低音单元可适用于低音特性较好的闭箱系统。什么样的单元适合于倒相箱呢？有那么一个评价参数，叫EBP（EfficiencyBand-WidthProduct）,中文叫效率带宽乘积。EBP=Fs/QEs当EBP达100左右时，该单元就非常适宜于倒相箱设计。如果EBP在50附近或更小，表明闭箱设计更为合适。我个人认为用作倒相箱的单元，在作高保真或家庭影院使用时，Qts在0.3至0.6之间为好。至于低挡产品，
8、Qts大一点就比较合算一些了。5)等效的空气容积Vas和支撑系统的顺性Cms的关系.Vas是扬声器单元振动系统的顺性以等效的空气容积所作的数量的表达,对于一个扬声器单元来说,空气密度ρ及声速c
