振動(dòng)對高頻揚(yáng)聲器音質(zhì)的影響

振動(dòng)對高頻揚(yáng)聲器音質(zhì)的影響

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1、驗(yàn)證振動(dòng)對高頻揚(yáng)聲器音質(zhì)的影響(聲學(xué)樓版)摘要:通過實(shí)驗(yàn)來驗(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)制從主觀聽音來看,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,高音聽起來變得粗糙。本試驗(yàn)通過給一個(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)對高音單元

2、進(jìn)行失真參數(shù)測試,通過測試的數(shù)據(jù)來說明前障板振動(dòng)或共振對高頻揚(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。在這些失真類型中又以諧波失真和互調(diào)失真對聲音音質(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“缺乏層次”和“生硬的毛刺感”。我們可以通過觀察箱體板在發(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)角度來說明振動(dòng)對高頻揚(yáng)聲器音質(zhì)的影響。3.實(shí)驗(yàn)條件:①.實(shí)驗(yàn)選材:Φ180mm中低頻揚(yáng)聲器1P

3、CS,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)書架音箱1PCS,長540*寬520*高500mm測試基座(音箱支持平臺(tái))1PCS。②.實(shí)驗(yàn)條件:測試房間:長5.7*寬3.8*高3米,房間略做聲學(xué)處理。測試儀器:諧波失真用CLIO測試儀,共振激勵(lì)信號用低頻信號發(fā)生器,振幅測試使用CLIO傳感器和振動(dòng)測試儀測試位置:箱體緊密固定在測試基座上,麥克風(fēng)距高頻揚(yáng)聲器正面軸25CM,離地面85CM。2011年5月17日測試方法:使用低頻揚(yáng)聲器做為共振激勵(lì)源,通過輸入1~5W共振激

4、勵(lì)功率,對高頻揚(yáng)聲器諧波失真進(jìn)行測試、對比。4.實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果分析4.1前障板共振頻率選取采用低頻信號發(fā)生器作為信號源,對標(biāo)準(zhǔn)箱低頻揚(yáng)聲器輸入正弦波激勵(lì)信號,使用CLIO傳感器在高頻揚(yáng)聲器處箱體板掃描出曲線最高峰時(shí)對應(yīng)的頻率,作為高頻揚(yáng)聲器諧波失真測試的共振激勵(lì)頻率。如圖1:4.2實(shí)驗(yàn)條件對諧波失真測試結(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)生的聲波對諧波失真測試的影響,我們使用CLIO測試儀/FFT&RTAAnalysis功能對房間本底噪音與加振動(dòng)后的頻譜曲線進(jìn)行了分

5、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,而我們試驗(yàn)所需的高頻響應(yīng)在1kHz以后的兩條曲線基本重疊,證明此振動(dòng)源對1kHz以后高頻響應(yīng)影響甚微。見圖2:箱體振動(dòng)源響應(yīng)—紅線為房間本底噪音,—黑色線為加振動(dòng)源后曲線2011年5月17日接下來的實(shí)驗(yàn)用于確定振動(dòng)源發(fā)出的低頻聲波對高頻揚(yáng)聲器諧波失真測試的影響。我們在實(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高音諧波失真測試進(jìn)行干涉。從圖3中可以看出,加聲波干涉前后的高頻揚(yáng)聲器諧

6、波失真曲線基本重合,說明低頻聲波對諧波失真測試結(jié)果的影響非常小,可以忽略。見圖3—紅線為無振動(dòng)時(shí)高頻揚(yáng)聲器諧波測試曲線—綠色線為加聲波干涉后高頻揚(yáng)聲器諧波測試曲線4.3諧波失真測試結(jié)果對比分析: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,測試的結(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)測試數(shù)據(jù)THD1THD2THD3THD平均值最大值與無振動(dòng)比值5.0W0.05615.36%12.26%12.21%13.28%7.424.0W0.05310.03%9.47%9.03%9.51

7、%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信號測試2011年5月17日圖4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(振幅單位mm)圖5標(biāo)準(zhǔn)箱共振激勵(lì)功率1~5W時(shí)高頻揚(yáng)聲器THD諧波失真絕對值曲線圖6標(biāo)準(zhǔn)箱

8、共振激勵(lì)功率1~5W時(shí)高頻揚(yáng)聲器總諧波失真測試曲線2011年5月17日當(dāng)?shù)皖l揚(yáng)聲器無激勵(lì)信號時(shí),標(biāo)準(zhǔn)箱前障板無附加振動(dòng),高頻揚(yáng)聲器總諧波失真最大值為2.07%(圖六紅色線)。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)。標(biāo)準(zhǔn)箱共振激勵(lì)功率1W時(shí),高頻揚(yáng)聲器的總

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