声学知识入门级-01Jun2012.ppt

声学基础知识,,1st Jun 2012 Version A,入门篇,目录,声音概况 声学参数 参数要求 设计要求 影响音质的因素 后音腔的要求 前音腔的要求 出音孔的要求 密闭性的要求 防尘网的要求,声音概况,声音是发声源通过声波在媒介（空气）中传播作用于人耳产生振动引起，声波属于纵波，即振动方向和传播方向一致；声音传播速度最慢是空气，最快的金属，常温下空气中声速为344m/s 一般来说，人耳可听的声音范围为20Hz～20KHz，从人的听觉性来讲，低音是基础音，这部份对听觉的影响很大，如果声压级太低会显得音色单纯，缺乏力度；而中频段是人耳听觉最灵敏度的区域，适当提升此频段有利于增强放音的临场感和层次感；高频段主要是体现声音的细节部份，提升此频段可以使音色更活泼些，听起来声音更明晰和细腻。 人耳听力范围一般在0dB～140dB之间，注意0dB（相当于声压2*10-5Pa ）不是指没有声音，0dB是为听阀，指人耳刚好能听到的声音；大于120dB为痛阀，人耳开始会感到疼痛，会损伤人的听力。一般人们居住环境在40dB左右，正常说话在70dB左右，交响乐在90dB，飞机起落则大约在120dB,声学参数,常用声学参数 SPL（声压级）：指声压与基准声压（2*10-5Pa）之比，取10为底的对数乘以20称为声压级，单位为dB FR（频率响应）：指喇叭输出特性（声压级）随频率变化的曲线 THD(总谐波失真)：是一种非线性失真，指信号通过重放设备后产生新的谐波分量的波形失真，以输出信号的谐波成分与总输出声音信号之比来表示其大小 Impedance(阻抗)：喇叭阻抗是随频率变化的曲线，在谐振频率处为最大阻抗，单位为欧姆 Rub & Buzz(异音)：与纯音（有规律的振动）相比，异音是一种没规律，不和谐，听起来令人烦躁或不安的声音，通常是高次谐波（10次以上）产生引起，单位是Pa/S,FR Plot,参数要求,对于FR，一般要求在有效频段范围内曲线越平坦越好，声压级越高越好，特别在人耳比较敏感频率区域（1KHz-4KHz）不能有很大的衰减，另外第一个峰值出现越早越好，说明低频特性比较好并且有效频率范围会更宽,THD Plot,对于THD，要求数值越低越好，一般要求频率大于1KHz时数值小于10%，对高保真音响要求<3%，一般计算取到5次谐波的失真；另外从峰值出现的不同位置可以在一定程度上判断音腔的密封性好坏和可能出现漏气的区域,Impedance Plot,对于Impedance，要求在第一个峰值（阻抗最大）时谐振频率F0越小越好，说明低频特性好；曲线要光滑过渡，第一个峰值的尖锐程度在一定程度上也反映音腔密封性的好坏，太尖锐是过阻尼则容易产生谐振，太平坦是则欠阻尼，说明喇叭顺性不好，低频会变差,Rub & Buzz Plot,对于Rub & Buzz，要求数值越低越好，曲线斜率也越低越好，不同的电声产品有不同的上限界定，一般我们取10个好的样品和一个人耳刚好能听到异音产品来界定上限值；此种测量方法是NTI公司的发明专利，所以很多细节并没有对外公布,设计要求,设计要求 如需要选用两个或以上喇叭时，电声性能参数应保持一致，否则相位特性和声压频率特性不同产生声像移位和干扰 特别是两喇叭的正负极性要保证一致，这很重要 两个喇叭最好不要靠得太近，否则声场会变小，左右声道容易产生干扰，也没有立体声的效果 音腔设计时，注意两个后腔要相互隔开且密封设计 如不能做到完全密闭，则泄漏孔要尽量远离speaker Speaker出音孔及声腔内部设计要圆滑过渡，尽量避免尖角，锐角，否则容易产生异响 圆形speaker用于设计最好采用圆形出音孔，否则振动体与出音孔差异会引起频率特性变化使声音变得尖锐,影响音质的因素,影响音质的主要因素有后音腔，前音腔，出音孔，密闭性，防尘网五个因素，如下示意图：,后音腔要求,后音腔要求 后音腔设计要尽量大（理想情况下），但由于设计上限制，后音腔要为声音形成一个低频共振，使声音得到加强，后音腔设计参考如下表。 后音腔内部过渡要平滑，不要有尖角，锐角，以及声音泄露。 如后音腔设计不能达到完全密闭，则泄漏孔要尽量小，并尽量远离speaker。,前音腔要求,前音腔要求 前音腔设计要尽量小（频响曲线在理想情况下），但由于speaker参数的缺陷，前音腔要为声音形成一个高频的谐振，使得声音更加清晰明亮，一般设计前音腔高度在1.5mm～3.5mm之间 前音腔内部过渡在平滑，最好采用倒锥形和指数性结构，可以提高speaker的效率，起到提升高中频的作用。,出音孔要求,出音孔要求 一般前声腔越大，声孔面积也相应越大；当出声孔小于一定值时，整个频响曲线SPL值急剧下降，高频性能变差。 出音孔面积大约占SPEAKER面积的10%～20%比较合适。 出音孔面积影响高频的截止频率，中低频的灵敏度。 Ø2.0mm以上或Ø0.8mm以下出声孔尽量避免，建议设计孔径为Ø0.8mm ～Ø1.0mm，因Ø2.0mm以上容易进异物和损伤振膜的风险； Ø0.8mm以下模具不好实现及后注塑容易发生异常。 出音孔过渡要平滑，这样声音不会听起来刺耳。,密闭性要求,密封性要求 如下左图，当后音腔密封性不好有声泄露时，声音会显得比较小，低频效果差。 要求前音腔和后音腔要完全隔开，不能发生相通以免前后声音发生干涉使音质严重变差。 当有两个或以上后音腔时要保证各自音腔密封，以防发生干扰。 有时考虑到内外声压平衡会特意设计泄漏孔，但要尽量小，并尽量远离speaker；如采用倒相式设计音腔则可参考右下图结构图。,防尘网要求,防尘网要求 防尘网一般低频峰值影响较大；声阻值越大对峰值的衰减越明显。 防尘网还可以起到保护speaker不受灰尘和外界因素对振膜的损伤风险。 一般防尘网采用250#～350#之间，声阻值在10Ω以下对speaker影响很小，建议采用300#的网格布。 建议最好不要采用不织布，虽然价格较低，但因为不织布往往薄厚不均匀，会影响到声音的性能。,