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。     

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。      

PIV在膜蒸馏系统流场测量研究中的应用

空气隙膜蒸馏系统热容腔内料液的流动状态直接影响到温度和浓度边界层效应,决定系统的膜通量。本文采用三根沿圆周平均分布的入流管,喷管是鸭嘴形,应用PIV系统测试膜面附近流动状态。在5种喷管中心线与热容腔径向夹角β和3种喷管前端和膜面间距离δ下,测试得到膜面附近的速度场数据,并计算得到涡量场信息。结果表明,所研究的膜组件结构参数β和δ对热容腔内料液的流动状态影响很大,适当的热容腔结构参数可以有效地改善温度极化边界层和浓度极化边界层的影响,增大膜通量。研究结果为空气隙膜蒸馏系统热容腔入流装置的优化设计提供了实验数据和研究经验。     

两端开口圆柱形液腔低频谐振辐射特性

为研究两端开口圆柱形液腔的低频谐振辐射特性,建立了其在低频近似条件下的分布参数模型,由电-力-声类比得到了等效振动模型,给出了无声负载下的谐振频率表达式。随后利用“长度等效方法”建立了液腔在辐射条件下的自辐射等效模型和声场辐射等效模型,给出了液腔的修正长度、谐振频率及指向性函数,并讨论了弹性壁条件下的情况。结合有限元法研究了刚性(弹性)壁条件下,圆管结构特征参量对液腔一阶谐振频率的影响规律,给出了自辐射等效模型满足求解精度的条件,并利用压电效应激励液腔一阶谐振,讨论了其声场辐射特性。对比结果表明:液腔一阶谐振频率的等效模型计算值与有限元仿真值符合较好,误差低于5%;液腔的修正长度为4a/π,液腔在一阶谐振下近似呈“∞”型指向性。此模型将两端开口圆柱形液腔类比为“液体圆棒”,即可将液腔视作液腔类水声换能器结构的一部分,提供了从分布参数模型角度分析此类换能器工作机理与辐射特性的理论支撑。     

直接辐射式扬声器系统的低频效率计算公式*

效率是扬声器系统的重要性能指标,然而常用的标称效率在低频范围并不适用。本文研究直接辐射式扬声器系统的低频效率,推导了基于TS参数的低频效率计算公式。针对封闭式扬声器系统和倒相式扬声器系统,开展实验验证,结果表明本文提出的计算公式得到的低频效率与实验测量得到的低频效率较为相符。进一步对比分析低频效率和标称效率,结果表明低频效率能够适用于低频,能准确地展示扬声器系统参数对效率的影响。利用本文提出的计算公式,有助于进一步优化提升扬声器系统的低频效率。     

采用全面最小二乘法测量开口箱扬声器系统低频特性参数

本文分析并建立了开口箱扬声器系统的自回归平均（ＡＲＭＡ）模型参数与低频特性参数的关系，采用全面最小二乘（ＴＬＳ）法辨识开口箱扬声器系统的ＡＲＭＡ模型参数，从而在时域上测出了开口箱扬声器系统的低频特性参数、阻抗曲线和低频响应曲线，取得了较好的结果。     

无内共振时的扬声器分谐波

研究了驱动频率低于扬声器辐射体薄壳轴对称模态最低固有频率的扬声器1/2分谐波失真。采用以位敏探测器作为光电传感器的激光三角法实验观测扬声器振膜的振动位移和模态,确定了参与的非轴对称模态的周向波数。采用多尺度法求解了扬声器的非线性模态方程。给出了扬声器分谐波的阈值电压公式。结果表明扬声器辐射体薄壳的分谐波失真源于直接激励的轴对称模态耦合激发了非轴对称模态的振动,这种耦合激励表现为参数激励。增大扬声器振膜材料的损耗因子、杨氏模量和厚度可提高产生分谐波的阈值电压。      

近场声全息成像方法的研究

本文对近场声全息成像方法的基本理论及特点做了简单介绍。针对声源重建问题的不适定性,提出一种新的空间频率域滤波方法——带约束条件的最小二乘法,改善了重建结果的稳定性。运用近场声全息成像的数字方法,对圆板的振动及其辐射声场进行了计算机模拟研究并验证了滤波处理的效果。本文还用自制的32阵元线阵扫描实验系统,对一个在空气中辐射400赫声波的小型扬声器的振动及声场进行了近场声全息成像研究,给出初步实验结果。     

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...     

用激光自混合干涉测量扬声器的Q值

用激光自混合干涉方法测量扬声器振动,从扬声器振动引起的自混合干涉信号测量扬声器振动速率.由正弦波激振扬声器测量振速的幅频特性曲线,谐波中包含扬声器谐振频率的方波激振扬声器测量振速衰减曲线,分别按谐振法和衰减法测量得到扬声器的品质因数约13.3和10.2.由于方波激励时扬声器有谐波振动成分,由方波激励获得的衰减曲线测量得...     

扬声器中涡流的热效应

通过分析和比较两种扬声器涡流电学模型和两种扬声器热模型，提出一种分频段的非线性热模型类比线路，给出了对应的音圈稳态温度公式，并在高频段运用逐点测温的方法研究，论证了扬声器涡流随频率变化的规律及其对扬声器热效应的影响。     

可控三模纠缠相干态的产生

采用量子理论,考虑边界振动的微腔与腔内的三模辐射场构成的系统,给出了系统的时间演化算符及其变换,得到了系统的态函数随时间的演化关系.结果表明,当振动边界回到初态时,三模腔场处于纠缠相干态,并且可以调控不同纠缠相干态的产生.给出了九个不同的三模纠缠相干态,这些态中含有不同的相位因子,这些相位因子充分体现了场和振动边界的相互作用和相互影响.这些结果为可控纠缠相干态的实验制备提供了重要的理论依据.     

边界振动的微腔中的二能级原子

采用全量子理论，对注入腔内的二能级原子、单模腔场和振动边界(视为频率为ω_m的量子谐振子)构成的系统，在相互作用绘景中，求解了该系统的态函数随时间的演化关系，在此基础上得到了原子布居数随时间的演化关系，结果显示布居数在初始值附近振荡，这说明边界的振动是周期性的，它对原子布居数的影响也是周期性的. 关键词： 边界振动的微腔 二能级原子 布居数