扬声器结构参数公式及音箱音腔设计实列综合整理精品精编版Word文档下载推荐.docx

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6：

屏蔽罩：

防漏磁的部件，一般为软铁，但是有些低价位扬声器为了降低成本用炭钢，普通铁板制作，防漏磁效果大打折扣，其实这种形式的防漏磁已经效果不好了，还是有少量漏磁的，在严格要求的防漏磁场合，扬声器磁铁是装在T铁的中柱的位置，这样整个磁力线系统闭合，完全没有静态漏磁。

当然这样就要求磁铁的磁通量非常大，加工要求也高，当然成本也高。

7：

引线（以前我们叫猪尾），是编制铜线加棉线构成，主要是在扬声器震动环境下保持音圈和外部导线连接正常。

结构图

在磁屏蔽的地方还有一个镜向磁钢忘了讲了，就是利用正反方向磁场互相抵消减弱漏磁！

在这里再废话几个词：

音箱（大陆叫法）＝喇叭（港台叫法）

扬声器（大陆叫法）＝喇叭（大陆另一种称呼）＝喇叭单元（港台叫法）

由于我是在大陆，所以文章中一律遵循大陆习惯叫法。

继续将剩下的：

中心定位片：

这是喇叭中最重要部件之一，以前的工业没有这么发达的时候，竞找不到人造的东西能胜任这个小小的支片，只有一种植物－葛麻编制然后压制成型－才能获得扬声器中心定位片所要求的理化特性，所以在六七十年代，西方对这种植物制品竟然限制向中国出口，不是中国没有这种麻，而是制作工艺不过关，好在响应毛主席号召，我们的工人兄弟攻克此项难关。

现在的扬声器多是化学高分子织物做的这个支片，特性上已经很接近葛麻但是高档的Hi-Fi扬声器依旧采用葛麻制作。

定位片除了材料要求高，波纹的高低，形状密度曲线各项物理值皆影响音质，并不是随随便便制作的就可以的，有兴趣的朋友可以找更进一步的资料还有粘接中心定位片的胶也很讲究，是织物和金属之间的粘接，在今天高分子化学粘接剂大发展的今天，已经不成问题，关键是现在的扬声器制造商并不重视这个胶，随随便便粘上了事，我见过很多有这方面问题的扬声器。

还有粘接工艺，粘接工艺造成扬声器质量的离散性，这里就不多讲了

盆架：

扬声器盆架主要支撑鼓纸和扬声器其他部件的稳定连接，其刚性对音质影响极大，一般的扬声器会用镀锌钢板冲压而成，在边缘形成弯角立面加强筋或压花加强筋。

为什么要压加强筋，因为处于成本考虑可以用到更薄的材料。

这当然不是高音质扬声器首选。

现在要求高的扬声器一般会用到铸铝盆架，重量轻，刚性好，容易加工成所需形状。

由于扬声器一般是垂直安装，由于地球引力影响，尤其是大磁钢的扬声器，其后部重量非常大，所以在盆架的一边会特别加强以抵消这种由于安装方式上带来的变形，国外的极品扬声器都是安装有上下的，并不会因为是圆的可以360度随便装。

国内HiFi厂家少有注意这个问题，国外的极品音箱把这一点当做商业秘密－这就是为什么一样的用西亚士奥第诗喇叭的国内厂家，却做不出同样好声的音箱（当然因素不仅仅这点）。

倒是在发烧友做的音箱中见到过用板子在喇叭后面做支撑的，我也曾经试验过，不过音质的变化我没有听出来，也许其他因素的影响更大吧。

现在还有用工程塑料做盆架的，但是刚性还是不行，我认为短时间不会成为主流。

中音喇叭盆架除了支撑作用外还是一个小小的音箱，是封闭的，质量良好的喇叭在这个小小的音箱内还会放置吸音棉以改善音质。

防尘罩：

材料五花八门，形状也五花八门，为什么会这样，因为除了防尘作用外，喇叭的美观也要靠它做花样。

其中以丹麦丹拿为代表的超大防尘罩已经成为振膜发声的一部分可谓极限代表。

还有就是国内惠威的软质防尘罩，解决了被人按下上不来的问题，至于音质的改善我不敢苟同。

其中惠威10"

炭塑聚丙烯扬声器因为在大功率时候防尘罩会吸下去而放弃软防尘罩，只在8"

一下口径使用软的就是这样了。

还是最早的纱质防尘罩最科学，气阻很小有能防尘，还不做为发声的一部分，不会影响已经按照曲面方程设计好的纸盆频响曲线。

再有就是关于子弹头，在国外品牌是以西亚士为代表，97年前后突然在国内热起来，至于对音质改善多大，就是仁者见仁，智者见智了。

有一点可以肯定，这种光滑曲面一定会在空间某个地方形成声焦点，声焦点总是一个好的重放系统要避免的，就像照相技术上的尽量避免杂光点一样的道理。

纸盆喇叭结构图

扬声器的主要参数

扬声器的主要参数有额定阻抗、功率、频率特性、谐振频率、灵敏度、失真度、等效质量、等效顺性、弹性系数、总品质因数等效容积、等效振动半径、磁感应强度、磁通量、线性范围、指向性等。

1．额定阻抗扬声器额定阻抗也称标称阻抗值，即扬声器在共振峰后所呈现的最小阻抗，有4Ω、6Ω、8Ω、16Ω和32Ω等几种。

额定阻抗通常为扬声器音圈直流电阻的1.1倍左右。

2．功率扬声器的功率分为额定功率、最小功率、最大功率和瞬间功率，单位均为W。

额定功率也称标称功率，是指扬声器长时间正常连续工作而无明显失真的输入平均电功率。

最小功率也称起步功率，是指扬声器能被推动工作的基准电功率值。

最大功率也称最大承载功率，是指扬声器长时间连续工作时所能承受的最大输入功率。

瞬间功率也称瞬时承受功率，是指扬声器在短时间内（10ms）所能承受的最大功率，一般为额定功率的8~30倍。

瞬态：

是器材对音乐信号的反应能力

该说器材的电流的供应能力

瞬态好的，音乐比较流畅，反之就拖泥带水

比如功放瞬态差的，推动喇叭就容易显得力不从心 

具体表现就是低音出不来，高音不够干脆

我理解的瞬态反应 

就是功放的电流输出能力 

-

3．频率特性扬声器的频率特性是指当输入扬声器的信号电压恒定不变时，扬声器有参考轴上的输出声压随输入信号的频率变化而变化的规律。

它是一条随频率变化的频率响应（简称频响）曲线，反映了扬声器对不同频率声波的辐射能力。

扬声器的频响曲线是具有许多峰谷点的不规则连续曲线，将扬声器的谐振频率作为低频不限频率，而将频响曲线高频端的交点作为高频上限频率。

低频下限与高频上限之间的频率范围。

称为扬声器的有效频率范围。

扬声器的频响曲线越平坦，说明频率失真越小，有效频率范围越宽。

一般低音扬声器的频率范围在20HZ~3kHZ之间，中音扬声器的频率范围在500HZ~5kHZ之间，高音扬声器的频率范围在2~20kHZ之间。

4．谐振频率（Fs或F0）谐振频率是指扬声器所能重（chong,重新还原：

低音重新播放出来，现场录音后再由CD等载体播放出来，类似于音乐还原））放的最低频率，它与扬声器口径大小有关。

低音扬声器的谐振频率值一般是随其口径的增大而降低，6in（in=0.0254m）低音扬声器的谐振频率为50HZ左右，8in（in=0.0254m）低音扬声器的谐振频率为40HZ左右，10in低音扬声器的谐振频率为30HZ左右，12in低音扬声器的谐振频率为20HZ左右。

谐振频率是决定扬声器低频特性的重要参数，该值越低，扬声器重放低音的质感和力度也越好。

谐振频率其实是指喇叭设计时规定的使用频率，不同用途的喇叭设计的使用频率不同。

因此，高音也好低音也好，都要符合设定的频率，不存在其谐振频率大好还是小好的问题

5．灵敏度灵敏度也称输出声压级，主要用来反映扬声器的电-声转换效率。

高灵敏度扬声器，用较小的电功率即可推动它。

扬声器的灵敏度有特性灵敏度级和平均特性灵敏度两种表示方法，前者最常用且误差较小。

6．失真度扬声器的失真主要表现为重放声音与原始声音有差异。

它又分为谐波失真、瞬态失真、互调失真和相位失真。

7．等效质量扬声器的等效质量也称振动质量，是扬声器振动系统的静态质量（指振膜和音圈本身的质量）与同振质量（指振膜两边随之一起振动的部分空气层的质量）之和。

等效质量与扬声器的口径成正比，与扬声器的谐振频率成反比。

8．等效顺性等效顺性也称力顺或声顺，表示扬声器悬置系统的松紧度（指折环和定位支片的柔软程度）或称为受力后位移的顺从性。

9．弹性系数扬声器的弹性系数也称振动系统的等效力劲度，是表示锥盆折环和定位支片刚性的参数，它与扬声器的谐振频率成正比，与振动系统的等效质量成反比。

10．总品质因数扬声器的总品质因数也称Qts值，用来反映其振动系统消耗能量的较慢，即表示振动系统损耗的大小。

11．等效容积扬声器等效容积是指扬声器振动系统顺性的等效空气容积。

扬声器的口径越大，其等效容积也越大。

12．等效振动半径扬声器的等效振动半径也称振膜有效面积，它表示有助于声音辐射的面积，一般指从振膜中心到折环中间处的长度。

13．磁感应强度与磁通量磁感应强度也称磁隙强度，用来表示扬声器空气隙中磁场强度的品质标记。

磁通量等于磁感应强度与空气隙面积平均值的乘积。

14．线性范围扬声器的线性范围是指振膜的最大线性位移。

扬声器工作时，若振膜的位移超过线性范围值，放音失真就会增大。

15．指向性指向性是指扬声器在不同方向的声压辐射能力随频率而变化的特性，或指扬声器声波辐射到空间各个方向的能力。

输入扬声器的信号频率越高，指向性越强。

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=π*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+2Mmr

1.9辐射质量Mmr

Mmr=2.67*ρo*a3（16）

其中ρo=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=ρo*c2*Sd2*Cms（18）

此处c为空气中的声速，c=344m/s

1.12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/Δf）*（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/Δf）*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/Δf）*SQR（Re/Zo）（21）

1.15参考电声转换效率ηo

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。

ηo=（ρo/2πc）*（BL*Sd/Mms）2/Re（22）

1.16参考灵敏度级SPLo

与参考电声转换效率ηo直接相关。

SPLo=112+10lgηo（23）

1.17参考振幅ξ

与参考电声转换效率ηo、电功率Pe、等效半径a、频率f有关。

ξ=0.481*SQR（Pe*ηo）/（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。

扬声器的额定正弦功率以及纯音检听功率，基本上由低频最大振幅ξo决定。

一般低频最大振幅是在共振频率Fo处。

扬声器的低频最大振幅主要取决于磁路结构和音圈卷宽，当然与振动系统也有很大的关系。

扬声器正常工作时，音圈不能跳出磁间隙，即有ξo≤Xmax，否则会产生很大的非线性失真（表现为振幅异常音）、甚至会导致音圈损坏（卡死或烧毁）。

Fo处最大振幅ξo可由下列公式计算：

ξo=1.414*BL*I*Cms*Qts（25）

式中I为馈给扬声器的电流，I=SQR（Pe/Re）。

可见，假使扬声器的基本机电参数（BL、Cms、Qts）确定，其电流I决定的功率Pe=I2*Re就受到低频最大振幅ξo≤Xmax的限制。

反之，假使扬声器的功率必需达到一定值，则扬声器的等效顺性就不能太大，亦即Fo不能太小。

当有（BL）2/Re>

>

Rms时，公式（25）又可简化如下：

ξo=0.225*V/（BL*Fo）（26）

式中V为馈给扬声器的电压，V=SQR（Pe*Re）。

此式更直观地显示出最大振幅ξo与电压V、机电耦合因子BL、共振频率Fo的关系。

一般所称的总品质因数Qts对低频振幅的控制能力就由公式（25）、（26）体现和反映，其中BL值的作用更明显。

扬声器的低频声功率Pa同样也受到限制：

Pa=Pe*ηo=4.33*ξ2*a4*f4（27）

可见，声功率Pa既与电功率Pe有关、又与电声转换效率ηo直接相关，实际上最终与扬声器的振幅、口径、频率有关。

为了达到一定的声功率Pa，在频率一样的条件下，口径越小、则其振幅越大，而振幅一般都受到限制，所以口径就不能太小。

亦即，小口径扬声器不可能产生很大的声功率，因为小口径扬声器一般都受到结构限制，其振幅较小，效率较低，而音圈不会很大、所用线径有限、所能承受的电功率也有限。

扬声器额定噪声功率和长期最大功率，既与低频最大振幅有关，又与音圈的线径、材料和系统的散热条件、使用的胶水等直接相关。

大功率扬声器，一般均使用高强度耐高温的音圈线、音圈骨架、胶水，采用大冲程、散热良好的磁路结构，音圈采用较宽的卷宽和线径，弹波采用强度好、抗疲劳性能好的材料，当然一般也采用大口径系列。

扬声器额定噪声功率和长期最大功率，最终只能通过负荷试验获得和验证。

2.喇叭单元的参数1，T/S指标（Thiele/Small-Specs）

T/S指标是由澳大利亚人A.N.Thiele和RichardSmall，在70年代初发明的扬声器系统数学模型的基本参数。

现今，几乎所有的人都是按照该理论来生产喇叭音箱。

T/S指标有如下几个：

Fs（Fo）为喇叭在自由场下的谐振点频率。

Vas为等同于喇叭顺性的空气容积。

Qes为喇叭的电Q值，它反映了单元在Fo时于电磁控制下的谐振能力，数值越低，阻尼越强，谐振能力越低。

Qms为喇叭的机械Q值。

它反映了单元在Fo时于机械结构方面的谐振能力，数值越低，阻尼越强。

Qts为喇叭的总Q值（由Qms和Qes并联耦合而成）它反映了单元在Fo处的谐振能力，数值越低，阻尼越强。

2.1机电性能指标（Electro-Mechanicalparameter）

Mms：

喇叭的总振动质量（包括振膜的质量、音圈的质量、前后加载的空气等）

Cms：

喇叭单元的顺性

Rms：

机械阻尼，包括振动的摩擦、辐射阻。

Rme：

电气阻尼因数，反映单元电磁系统对振膜的机械控制和阻尼，常用来衡量单元的电磁系统的能力。

Re：

音圈的直流电阻

BL：

线圈间隙的磁场强度

Dd：

振膜直径

Le：

音圈电感量

Sd：

振膜的表面积

fLe：

电感测量频率

2.2大信号指标（Large-SignalParameter）

Xmax：

最大线性位移，或叫线性冲程，计算为全冲程位移值的1/2，通常这个值比较有水分，有些厂家会给出单元的物理最大位移。

而一些厂家采用全程的P-P值（peak-to-peak）表示,此时我们要注意在对比时减半。

Xlim：

不损坏的最大位移。

（或又表示为其他Xmec，最大机械位移）

Hc：

线圈高度

Hg：

间隙高度

Vd：

喇叭在线性范围内，最大的推动空气体积

Pe：

可连续工作不烧毁的最大输入功率。

讨论：

◆实际上，所有T/S参数都是围绕低音单元的谐振峰测量得来的，反映了低音单元谐振峰的特性，并据此特性设计各种音箱箱体。

而高音单元的谐振峰对于箱体制作无意义（高音的振幅也很小），也无须进行特别的描述去应用，所以我们不会在高音单元上搞T/S参数。

◆Fo值是指单元的谐振频率，即喇叭振幅最大时的频率。

基本上这就是单元的低频重放极限，因为过了谐振点，单元的声压将急降，（一般将-3db处称为截止频率表示为F3）

◆Q值在我们形容单元时，出现极多，它其实是描述谐振造成的阻抗峰的尖锐度的一个数学值，Q值越高，表示阻尼小，控制弱，谐振的幅度大，从而产生更强的低频声压，但由此带来了振动不受控产生的失真。

◆关于Q值高低，对应适合做什么箱的问题,这个问题有许多的口水争论。

一般说来，低Q值的喇叭，阻尼高控制力好，适合做倒相箱。

而高Q值的单元适合做密闭箱。

这个实际上是个较模糊界线的选择，一般Q值高于0.5的单元适宜密闭箱，而Q值低于0.3的要做倒相箱。

而业内通常采用EBP值来衡量单元适合制作哪种箱体。

3.Qtc：

音箱全系统的总Q值

3.1箱体的损耗Q值

Ql-泄漏损耗Q值.由箱体及单元密封不好造成泄漏产生的，通常这个对于倒相箱影响较大.一般数值取在5-20，

这个值难以预知。

5表示为密封非常良好!

通常预设值为10。

Qa-吸收损耗Q值，

由箱体对声波的吸收产生的，箱内的填充料会大大增强吸收。

一个干燥光滑刚性箱体内壁通常约Qa=30-100，大量填充时，将达到3-5。

Qp-倒相管损耗，由倒相管产生，由于空气通过时，管壁的摩擦，倒相管会有一些阻尼.

事实上，如果你将此Q值设得很小的话（意味着阻尼非常大），那倒相箱就会变成了密闭箱了，呵呵。

3.2题外话，---关于Q值的理解：

（Q值一般直译成品质因数）

Q值是一个描绘谐振情形的数学量,它总是伴随阻尼概念（在谐振系统中）被介绍给大家，或者有人把它等同于阻尼值来介绍。

对于一个谐振系统，阻尼越大，那么系统的谐振越被钳制，从而导致低Q值的谐振曲线。

当阻尼小时，则情况相反，谐振剧烈，形成高Q的曲线。

一般来说，对于扬声器系统，合适的Q值在0.5-1.5之间。

低于0.5时，阻尼太强了，此时已无谐振发生。

所以，也有人称0.5Q值时，为临界阻尼，称再小的Q值，为过阻尼。

反之，Q大于1.5,可以叫欠阻尼。

在谐振系统的频率-振幅曲线图上，我们可以直观地看到不同Q值所代表的曲线，以及不同Q值的意义。

4.喇叭的Q

Qes为喇叭的电Q值，它反映了单元在Fo时于电磁控制下的谐振能力，数值越低，阻尼越强，系统谐振越小。

它反映了单元在Fo时于机械结构方面的谐振能力，数值越低，阻尼越强，系统谐振越小。

5.系统的Q值

全系统指包括功放输出端、喇叭线、音箱。

这是一个工作时的实际Q值，与箱体Q值Qtc相比，这里加入了阻尼系数的因素。

阻尼系数的影响，包括功放的输出阻尼系数、喇叭线的阻尼系数、串连喇叭的阻尼系数（如果有）、分频器的阻尼系数。

所以，为保证不影响原箱的Q值设计，一般功放要求采用阻尼系数尽量小的，最最起码是10以上，但一般要求100以上。

而分频器中主要是电感的电阻的影响，一般是说20以上。

线材同样也应该尽量小。

对于串接喇叭，阻尼系数无可避免的在1以上，所以一般设计都是并联喇叭的。

阻尼、Q值都是描绘单元在谐振点附近的工作情形，即谐振点附近的发声变化情况，对其他频率区域的频响基本无影响。

扬声器的种类繁多，而且价格相差很大。

音频电能通过电磁、压电或静电效应，使其纸盆或膜片振动周围空气造成音响。

按换能机理和结构分动圈式（电动式）、电容式（静电式）、压电