振動(dòng)對(duì)高頻揚(yáng)聲器音質(zhì)的影響

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1、驗(yàn)證振動(dòng)對(duì)高頻揚(yáng)聲器音質(zhì)的影響（聲學(xué)樓版）摘要：通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證低頻揚(yáng)聲器工作的時(shí)候引起的前障板振動(dòng)對(duì)高頻揚(yáng)聲器音質(zhì)產(chǎn)生的影響。1.引言：眾所周知，揚(yáng)聲器會(huì)在揚(yáng)聲器安裝點(diǎn)上通過(guò)磁體的反作用產(chǎn)生振動(dòng)加速度。振動(dòng)的能量會(huì)耦合到箱體，引起前障板的振動(dòng)或共振。在幾只揚(yáng)聲器共用一塊障板（音箱面板）時(shí)，振動(dòng)必然從一個(gè)揚(yáng)聲器耦合到另一個(gè)揚(yáng)聲器。這種調(diào)制從主觀聽(tīng)音來(lái)看，會(huì)影響放音的清晰度，使瞬態(tài)響應(yīng)模糊，重放的動(dòng)態(tài)范圍受到影響，高音聽(tīng)起來(lái)變得粗糙。本試驗(yàn)通過(guò)給一個(gè)普通的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的箱體一個(gè)附加低頻振動(dòng)，在音箱前障板發(fā)生共振時(shí)

2、對(duì)高音單元進(jìn)行失真參數(shù)測(cè)試，通過(guò)測(cè)試的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明前障板振動(dòng)或共振對(duì)高頻揚(yáng)聲器音質(zhì)產(chǎn)生的影響。2.與高頻揚(yáng)聲器音質(zhì)相關(guān)的原因影響高頻揚(yáng)聲器音質(zhì)的因數(shù)有很多，例如揚(yáng)聲器系統(tǒng)的諧波失真、互調(diào)失真、瞬態(tài)失真、相位失真等。在這些失真類(lèi)型中又以諧波失真和互調(diào)失真對(duì)聲音音質(zhì)的影響最大。諧波失真可以影響到基頻的“清晰度”、給人感覺(jué)“缺乏層次”和“生硬的毛刺感”。我們可以通過(guò)觀察箱體板在發(fā)生低頻振動(dòng)或共振前后高頻揚(yáng)聲器諧波失真的變化，從諧波失真這一個(gè)角度來(lái)說(shuō)明振動(dòng)對(duì)高頻揚(yáng)聲器音質(zhì)的影響。3.實(shí)驗(yàn)條件：①.實(shí)驗(yàn)選材：Φ180

3、mm中低頻揚(yáng)聲器1PCS，銀笛Hi-Vi-25A軟球頂高頻揚(yáng)聲器1PCS，寬230*深305*高430mm標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)書(shū)架音箱1PCS，長(zhǎng)540*寬520*高500mm測(cè)試基座（音箱支持平臺(tái)）1PCS。②.實(shí)驗(yàn)條件：測(cè)試房間：長(zhǎng)5.7*寬3.8*高3米，房間略做聲學(xué)處理。測(cè)試儀器：諧波失真用CLIO測(cè)試儀，共振激勵(lì)信號(hào)用低頻信號(hào)發(fā)生器，振幅測(cè)試使用CLIO傳感器和振動(dòng)測(cè)試儀測(cè)試位置：箱體緊密固定在測(cè)試基座上，麥克風(fēng)距高頻揚(yáng)聲器正面軸25CM，離地面85CM。2011年5月17日測(cè)試方法：使用低頻揚(yáng)聲器做為共振

4、激勵(lì)源，通過(guò)輸入1~5W共振激勵(lì)功率，對(duì)高頻揚(yáng)聲器諧波失真進(jìn)行測(cè)試、對(duì)比。4.實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果分析4.1前障板共振頻率選取采用低頻信號(hào)發(fā)生器作為信號(hào)源，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)箱低頻揚(yáng)聲器輸入正弦波激勵(lì)信號(hào)，使用CLIO傳感器在高頻揚(yáng)聲器處箱體板掃描出曲線(xiàn)最高峰時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率，作為高頻揚(yáng)聲器諧波失真測(cè)試的共振激勵(lì)頻率。如圖1：4.2實(shí)驗(yàn)條件對(duì)諧波失真測(cè)試結(jié)果的影響在使用低頻揚(yáng)聲器做振動(dòng)源時(shí)，當(dāng)?shù)皖l揚(yáng)聲器開(kāi)始工作就會(huì)產(chǎn)生聲波。為排除振動(dòng)源產(chǎn)生的聲波對(duì)諧波失真測(cè)試的影響，我們使用CLIO測(cè)試儀/FFT&RTAAnalysis功能對(duì)

5、房間本底噪音與加振動(dòng)后的頻譜曲線(xiàn)進(jìn)行了分析。從圖中可以看出，除了在共振基頻有較大響應(yīng)外，二次、三次、五次處的影響已經(jīng)非常小，而我們?cè)囼?yàn)所需的高頻響應(yīng)在1kHz以后的兩條曲線(xiàn)基本重疊，證明此振動(dòng)源對(duì)1kHz以后高頻響應(yīng)影響甚微。見(jiàn)圖2：箱體振動(dòng)源響應(yīng)—紅線(xiàn)為房間本底噪音，—黑色線(xiàn)為加振動(dòng)源后曲線(xiàn)2011年5月17日接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)用于確定振動(dòng)源發(fā)出的低頻聲波對(duì)高頻揚(yáng)聲器諧波失真測(cè)試的影響。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)箱上安裝了銀笛Hi-Vi-25A軟球頂高頻揚(yáng)聲器，在實(shí)驗(yàn)箱旁邊附加與振動(dòng)源同功率的低頻聲波對(duì)高音諧波失真測(cè)試進(jìn)行干

6、涉。從圖3中可以看出，加聲波干涉前后的高頻揚(yáng)聲器諧波失真曲線(xiàn)基本重合，說(shuō)明低頻聲波對(duì)諧波失真測(cè)試結(jié)果的影響非常小，可以忽略。見(jiàn)圖3—紅線(xiàn)為無(wú)振動(dòng)時(shí)高頻揚(yáng)聲器諧波測(cè)試曲線(xiàn)—綠色線(xiàn)為加聲波干涉后高頻揚(yáng)聲器諧波測(cè)試曲線(xiàn)4.3諧波失真測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析：標(biāo)準(zhǔn)箱低頻揚(yáng)聲器上輸入1~5W的正弦波共振激勵(lì)信號(hào)，測(cè)試的結(jié)果如下：功率高頻揚(yáng)聲器處振幅（mm)標(biāo)準(zhǔn)箱高頻揚(yáng)聲器總諧波失真（THD）測(cè)試數(shù)據(jù)THD1THD2THD3THD平均值最大值與無(wú)振動(dòng)比值5.0W0.05615.36%12.26%12.21%13.28%7.4

7、24.0W0.05310.03%9.47%9.03%9.51%4.843.0W0.0498.85%8.18%7.86%8.30%4.272.0W0.0427.30%6.16%5.87%6.44%3.521.0W0.0296.53%5.54%4.58%5.55%3.15無(wú)功率02.07%1.99%1.81%1.96%1.00備注：麥克風(fēng)距高頻揚(yáng)聲器正面參考軸25CM，離地面85CM，諧波失真使用1W信號(hào)測(cè)試2011年5月17日?qǐng)D4標(biāo)準(zhǔn)箱共振激勵(lì)功率1~5W時(shí)高頻揚(yáng)聲器處的箱體板振幅曲線(xiàn)(振幅單位mm)圖5標(biāo)

8、準(zhǔn)箱共振激勵(lì)功率1~5W時(shí)高頻揚(yáng)聲器THD諧波失真絕對(duì)值曲線(xiàn)圖6標(biāo)準(zhǔn)箱共振激勵(lì)功率1~5W時(shí)高頻揚(yáng)聲器總諧波失真測(cè)試曲線(xiàn)2011年5月17日當(dāng)?shù)皖l揚(yáng)聲器無(wú)激勵(lì)信號(hào)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)箱前障板無(wú)附加振動(dòng)，高頻揚(yáng)聲器總諧波失真最大值為2.07%（圖六紅色線(xiàn)）。當(dāng)?shù)皖l揚(yáng)聲器輸入共振激勵(lì)功率為1W時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)箱前障板高頻揚(yáng)聲器處箱體板振幅值為0.029mm，高頻揚(yáng)聲器總諧波失真最大值為6.53%（圖六綠色線(xiàn)）。標(biāo)準(zhǔn)箱共振激勵(lì)功率1W時(shí)，高頻揚(yáng)聲器的總