聲學(xué)知識(shí)入門(mén)級(jí)-01jun2012

1、聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),,1st Jun 2012Version A,入門(mén)篇,目錄,聲音概況聲學(xué)參數(shù)參數(shù)要求設(shè)計(jì)要求影響音質(zhì)的因素后音腔的要求前音腔的要求出音孔的要求密閉性的要求防塵網(wǎng)的要求,聲音概況,聲音是發(fā)聲源通過(guò)聲波在媒介（空氣）中傳播作用于人耳產(chǎn)生振動(dòng)引起，聲波屬于縱波，即振動(dòng)方向和傳播方向一致；聲音傳播速度最慢是空氣，最快的金屬，常溫下空氣中聲速為344m/s一般來(lái)說(shuō)，人耳可聽(tīng)的聲音范圍為20Hz～20KHz，從人

2、的聽(tīng)覺(jué)性來(lái)講，低音是基礎(chǔ)音，這部份對(duì)聽(tīng)覺(jué)的影響很大，如果聲壓級(jí)太低會(huì)顯得音色單純，缺乏力度；而中頻段是人耳聽(tīng)覺(jué)最靈敏度的區(qū)域，適當(dāng)提升此頻段有利于增強(qiáng)放音的臨場(chǎng)感和層次感；高頻段主要是體現(xiàn)聲音的細(xì)節(jié)部份，提升此頻段可以使音色更活潑些，聽(tīng)起來(lái)聲音更明晰和細(xì)膩。人耳聽(tīng)力范圍一般在0dB～140dB之間，注意0dB（相當(dāng)于聲壓2*10-5Pa ）不是指沒(méi)有聲音，0dB是為聽(tīng)閥，指人耳剛好能聽(tīng)到的聲音；大于120dB為痛閥，人耳開(kāi)始會(huì)感到疼痛

3、，會(huì)損傷人的聽(tīng)力。一般人們居住環(huán)境在40dB左右，正常說(shuō)話在70dB左右，交響樂(lè)在90dB，飛機(jī)起落則大約在120dB,聲學(xué)參數(shù),常用聲學(xué)參數(shù)SPL（聲壓級(jí)）：指聲壓與基準(zhǔn)聲壓（2*10-5Pa）之比，取10為底的對(duì)數(shù)乘以20稱(chēng)為聲壓級(jí)，單位為dBFR（頻率響應(yīng)）：指喇叭輸出特性（聲壓級(jí)）隨頻率變化的曲線THD(總諧波失真)：是一種非線性失真，指信號(hào)通過(guò)重放設(shè)備后產(chǎn)生新的諧波分量的波形失真，以輸出信號(hào)的諧波成分與總輸出聲音信號(hào)之比

4、來(lái)表示其大小Impedance(阻抗)：喇叭阻抗是隨頻率變化的曲線，在諧振頻率處為最大阻抗，單位為歐姆Rub & Buzz(異音)：與純音（有規(guī)律的振動(dòng)）相比，異音是一種沒(méi)規(guī)律，不和諧，聽(tīng)起來(lái)令人煩躁或不安的聲音，通常是高次諧波（10次以上）產(chǎn)生引起，單位是Pa/S,FR Plot,參數(shù)要求,對(duì)于FR，一般要求在有效頻段范圍內(nèi)曲線越平坦越好，聲壓級(jí)越高越好，特別在人耳比較敏感頻率區(qū)域（1KHz-4KHz）不能有很大的衰減，另

5、外第一個(gè)峰值出現(xiàn)越早越好，說(shuō)明低頻特性比較好并且有效頻率范圍會(huì)更寬,THD Plot,對(duì)于THD，要求數(shù)值越低越好，一般要求頻率大于1KHz時(shí)數(shù)值小于10%，對(duì)高保真音響要求<3%，一般計(jì)算取到5次諧波的失真；另外從峰值出現(xiàn)的不同位置可以在一定程度上判斷音腔的密封性好壞和可能出現(xiàn)漏氣的區(qū)域,Impedance Plot,對(duì)于Impedance，要求在第一個(gè)峰值（阻抗最大）時(shí)諧振頻率F0越小越好，說(shuō)明低頻特性好；曲線要光滑過(guò)渡，第一

6、個(gè)峰值的尖銳程度在一定程度上也反映音腔密封性的好壞，太尖銳是過(guò)阻尼則容易產(chǎn)生諧振，太平坦是則欠阻尼，說(shuō)明喇叭順性不好，低頻會(huì)變差,Rub & Buzz Plot,對(duì)于Rub & Buzz，要求數(shù)值越低越好，曲線斜率也越低越好，不同的電聲產(chǎn)品有不同的上限界定，一般我們?nèi)?0個(gè)好的樣品和一個(gè)人耳剛好能聽(tīng)到異音產(chǎn)品來(lái)界定上限值；此種測(cè)量方法是NTI公司的發(fā)明專(zhuān)利，所以很多細(xì)節(jié)并沒(méi)有對(duì)外公布,設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)要求如需要選用兩個(gè)或

7、以上喇叭時(shí)，電聲性能參數(shù)應(yīng)保持一致，否則相位特性和聲壓頻率特性不同產(chǎn)生聲像移位和干擾特別是兩喇叭的正負(fù)極性要保證一致，這很重要兩個(gè)喇叭最好不要靠得太近，否則聲場(chǎng)會(huì)變小，左右聲道容易產(chǎn)生干擾，也沒(méi)有立體聲的效果音腔設(shè)計(jì)時(shí)，注意兩個(gè)后腔要相互隔開(kāi)且密封設(shè)計(jì)如不能做到完全密閉，則泄漏孔要盡量遠(yuǎn)離speakerSpeaker出音孔及聲腔內(nèi)部設(shè)計(jì)要圓滑過(guò)渡，盡量避免尖角，銳角，否則容易產(chǎn)生異響圓形speaker用于設(shè)計(jì)最好采用圓形出音

8、孔，否則振動(dòng)體與出音孔差異會(huì)引起頻率特性變化使聲音變得尖銳,影響音質(zhì)的因素,影響音質(zhì)的主要因素有后音腔，前音腔，出音孔，密閉性，防塵網(wǎng)五個(gè)因素，如下示意圖：,后音腔要求,后音腔要求后音腔設(shè)計(jì)要盡量大（理想情況下），但由于設(shè)計(jì)上限制，后音腔要為聲音形成一個(gè)低頻共振，使聲音得到加強(qiáng)，后音腔設(shè)計(jì)參考如下表。后音腔內(nèi)部過(guò)渡要平滑，不要有尖角，銳角，以及聲音泄露。如后音腔設(shè)計(jì)不能達(dá)到完全密閉，則泄漏孔要盡量小，并盡量遠(yuǎn)離speaker。,前

9、音腔要求,前音腔要求前音腔設(shè)計(jì)要盡量?。l響曲線在理想情況下），但由于speaker參數(shù)的缺陷，前音腔要為聲音形成一個(gè)高頻的諧振，使得聲音更加清晰明亮，一般設(shè)計(jì)前音腔高度在1.5mm～3.5mm之間前音腔內(nèi)部過(guò)渡在平滑，最好采用倒錐形和指數(shù)性結(jié)構(gòu)，可以提高speaker的效率，起到提升高中頻的作用。,出音孔要求,出音孔要求一般前聲腔越大，聲孔面積也相應(yīng)越大；當(dāng)出聲孔小于一定值時(shí)，整個(gè)頻響曲線SPL值急劇下降，高頻性能變差。出音孔

10、面積大約占SPEAKER面積的10%～20%比較合適。出音孔面積影響高頻的截止頻率，中低頻的靈敏度。Ø2.0mm以上或Ø0.8mm以下出聲孔盡量避免，建議設(shè)計(jì)孔徑為Ø0.8mm ～Ø1.0mm，因Ø2.0mm以上容易進(jìn)異物和損傷振膜的風(fēng)險(xiǎn)； Ø0.8mm以下模具不好實(shí)現(xiàn)及后注塑容易發(fā)生異常。出音孔過(guò)渡要平滑，這樣聲音不會(huì)聽(tīng)起來(lái)刺耳。,密閉性要求,密封性要求如下左圖，當(dāng)后

11、音腔密封性不好有聲泄露時(shí)，聲音會(huì)顯得比較小，低頻效果差。要求前音腔和后音腔要完全隔開(kāi)，不能發(fā)生相通以免前后聲音發(fā)生干涉使音質(zhì)嚴(yán)重變差。當(dāng)有兩個(gè)或以上后音腔時(shí)要保證各自音腔密封，以防發(fā)生干擾。有時(shí)考慮到內(nèi)外聲壓平衡會(huì)特意設(shè)計(jì)泄漏孔，但要盡量小，并盡量遠(yuǎn)離speaker；如采用倒相式設(shè)計(jì)音腔則可參考右下圖結(jié)構(gòu)圖。,防塵網(wǎng)要求,防塵網(wǎng)要求防塵網(wǎng)一般低頻峰值影響較大；聲阻值越大對(duì)峰值的衰減越明顯。防塵網(wǎng)還可以起到保護(hù)speaker不受