内部激励源二自由度结构扬声器振动特性分析

有别于多数基于简单振子结构的扬声器,针对一类内部激励源二自由度(IE2DOF)结构的扬声器,用类比线路图法建立集总参数模型,计算分析了这种结构的频率响应,同时计算了其固有共振频率和固有反共振频率。使用叠加法分析内部激励源对频响的影响。最后实际测量和理论计算吻合,进一步支持了理论模型,揭示了IE2DOF结构扬声器的振动特性。     

振动体及其辐射场的近场声全息实验研究

本文介绍我们自行研制的空气中近场声全息成像实验系统。用这一系统对单个扬声器，双扬声器及振动圆板等声源及其辐射场进行了测量，获得一些有意义的结果．这些结果与理论分析和计算机模拟良好地符合，表明近场声全息可以作为研究振动及其辐射场关系的有效手段．     

封闭式扬声器系统空气劲度的非线性研究

从理想气体多变过程的状态方程出发,推导了封闭式扬声器系统的非线性空气劲度的理论公式。研究发现,封闭式扬声器系统的非线性空气劲度与音圈运动位移、有效辐射面积、箱体有效容积和多变系数等主要因素有关。通过实验,分别测量了封闭式扬声器系统与扬声器单元的非线性劲度,二者相减获得封闭式扬声器系统的非线性空气劲度。实测数据与理论计算得到很好的吻合。     

扬声器的优化设计

基于有限元法发展了扬声器的计算机辅助设计，由此分析了扬声器的振动特征，讨论了各参数对扬声器振动及声辐射的影响，最后地其声压频响的优化措施作了探讨。     

气流扬声器振动系统的设计原理

本文用等效电路方法分析了电动气流扬声器振动系统的特性,求得了气流扬声器的输入阻抗和位移振幅的频率特性,并把结果用于典型扬声器,说明用等效电路分析指导气流扬声器设计的作用。气流扬声器振动系统所需的电功率与其机械共振频率的四次方成正比,其声辐射主要限于共振频率以下,因而高频特性较差。求得了在共振频率以下,频率响应平直的最佳条件,实验表明,在最佳条件下,气流扬声器的高频特性随着磁隙中的磁感应强度的增加仍稍有提高。实验结果符合理论分析,测得气流扬声器喇叭喉部的声压级在不同情况下达181分贝或184.8分贝(零分贝等于2×10^-5牛顿/米²)。     

微型扬声器振动系统阻尼频率特性研究

受材料黏弹性的影响,微型扬声器振动系统的力阻与频率有关。通过理论推导建立了力阻与频率之间的模型,得到了微型扬声器振动系统力阻的计算公式,利用激光测振法测量得到的微型扬声器阻抗曲线和位移曲线可以方便地得到微型扬声器振动系统力阻频率响应,表明了其随频率增加而减小的频率特性。实验表明,采用该频率相关力阻模型计算阻抗曲线、位移曲线和频率响应曲线,与测量值吻合很好,明显好于传统频率非相关力阻模型所得曲线。     

光学双稳性的强迫振动模型

本文提出一个新的光学双稳性模型.基于平均场近似,慢变振幅近似和绝热近似的思想,把光学双稳系统看成一个“黑箱”,类比非线性振动理论,指出不同的光学双稳过程(包括不同的工作物质和不同的腔(F-P腔或环腔)),能用一个恰当的强迫振动方程统一地描述.方程中所包含的都是可测量的宏观参量,使得可能直接用实验拟合,与理论结果进行定量对照.用振动理论的方法,把方程演变成自治方程组,从而方便地得到光学双稳性稳态和动态解的一般形式.并用若干已报道的具体例子验证了这个模型的普适性.     

基于条纹投影的振动扬声器形变测量

动态傅里叶变换轮廓术是将结构光投影和傅里叶变换理论相结合的三维面形测量技术,它只需一帧变形条纹就可以恢复物体的三维面形,且速度快、精度高、易于实现,被广泛应用于各领域的动态三维测量。利用动态傅里叶变换轮廓术对扬声器在给定激励源频率下的振动过程进行动态测量,得到扬声器纸盆不同频率振动的三维面形数据。结合扬声器发声的机理,通过对振动扬声器三维面形数据的处理和分析,得到扬声器纸盆局部任意时刻的形变量,分析了产生纸盆自身形变量可能的原因,探究了纸盆振动对扬声器性能的影响,为扬声器的设计和改进提供依据。     

振膜与音圈粘结间隙对高频截止的影响*

利用声学理论及Comsol仿真对电动式高音扬声器声压级高频进行分析,重点研究了高音振膜与音圈的粘结状态对声压级高频截止的影响。根据实例分析,当音圈与振膜之间的粘结间隙被中心胶填充时,Klippel测试的声压级高频提前截止。通过对中心胶粘结位置相关的类比线路图分析可知,扬声器高频截止频率主要受振膜和中心胶的刚性影响,当中心胶粘结位置存在间隙时,因中心胶材料与骨架材料比模量的差异,Cglue变大,此时整体刚性变小,会使振动能量由音圈骨架传递到振膜材料时的传递速率受到削减,表现为高频截止频率降低。Comsol仿真分析表明,音圈骨架与振膜粘结位置存在间隙时,高频振动模态发生弯曲,影响振动能量的传递,高频提前截止,与实例分析的结果一致。     

扬声器辐射体旋转薄壳的非线性振动方程

推导了扬声器辐射体旋转薄壳的离散非线性振动方程。从虚功原理出发,选用扬声器辐射体旋转薄壳的本征模态对连续体进行离散。薄壳的几何非线性采用Sanders非线性薄壳理论的应变一位移关系。方程系数由有限元方法确定。方程表明轴对称模态由驱动力直接激励,非轴对称模态由轴对称模态非线性耦合激励,该耦合激励表现为参数激励。方程揭示了扬声器非线性失真的机制,可用于分析扬声器辐射体薄壳非线性引起的谐波失真、分谐波失真和互调失真。