内容简介
微型扬声器的设计过程一般可分为：架构设计－结构设计－振膜设计。本书首先介绍了一些微型扬声器和声学指标的基础知识，然后讲述了扬声器架构设计和公差分析的相关知识，接着讲述了用Pro/E设计两款典型振膜的画法。仿真方面讲述了用仿真软件Micro-Cap进行扬声器整体声学性能仿真，用Comsol软件进行BL曲线、Zb曲线和SPL曲线仿真，以及分别用Abaqus和Comsol进行扬声器振膜KMS曲线仿真的方法。本书采用图文并茂的方式，结合理论和实例深入浅出地帮助声学工程师和声学专业学生全面掌握使扬声器达到性能的设计和仿真方法，既给出设计思路又介绍了调试产品所需的经验和仿真辅助方法。
作者简介
韦煜，清华大学机械工程系毕业。在航空航天部门从事了10年机械设计工作，又在外企和上市公司从事了10多年微型扬声器设计工作，有丰富的设计和仿真经验。
已出版著作：《从CAD到CAE设计方法——基于Pro/ENGINEER》(北京航空航天大学出版社，2011)
“微型扬声器行业除了要用3D设计软件进行结构设计，还需要用到多款仿真软件进行声学和结构仿真以优化设计。常用的声学性能仿真软件有Comsol和Micro-Cap，力学仿真软件有Comsol和Abaqus。这几款软件在本书中都将通过实例介绍其操作。”
书中还给出了Micro-Cap的相关实例声学库，是微扬仿真方面不可多得的好书。
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书籍目录
第1章 扬声器和受话器简介
1.1 扬声器和受话器的区别
1.1.1 扬声器和受话器的功能区别
1.1.2 扬声器和受话器的参数区别
1.2 扬声器和受话器的分类
1.2.1 受话器结构简图
1.2.2 扬声器单体结构简图
1.2.3 扬声器盒结构简图
1.3 扬声器和受话器的声学测试指标
1.3.1 灵敏度与响度的关系
1.3.2 系统共振频率与音调的关系
1.3.3 失真度与音色的关系
第2章 扬声器架构设计
2.1 扬声器架构设计需要确定的主要尺寸
2.2 影响扬声器架构设计竖向尺寸的主要因素
2.2.1 线圈的O大运动位移与灵敏度之间的平衡
2.2.2 总运动位移的大小和上、下位移的不对称性
2.2.3 扬声器里零部件的公差和扬声器顶盖的受压变形量
2.3 影响扬声器架构设计横向尺寸的主要因素
2.3.1 内磁横向尺寸与振膜折环宽度之间的平衡
2.3.2 磁铁与线圈之间的间隙
2.4 扬声器公差分析
2.4.1 公差分析的流程和两种算法
2.4.2 用O坏情况模型计算公差
2.4.3 用均方根和模型计算公差
2.4.4 WC模型和RSS模型的计算结果比较
第3章 声学性能的集成参数法仿真
3.1 扬声器的物理模型
3.2 力学模型与电路模型的转换
3.2.1 力学参数与电学参数的转换
3.2.2 扬声器电路部分的模型
3.2.3 没有前腔体的扬声器（非扬声器盒）运动系统类比的电路模型
3.2.4 扬声器盒系统类比的电路模型
3.3 Micro-Cap模型的运行与修改
3.3.1 Micro-Cap模型的运行
3.3.2 Micro-Cap模型的修改
第4章 音圈和磁路的设计与仿真
4.1 音圈的设计
4.1.1 音圈线的主要种类和生产厂家
4.1.2 音圈的制作过程和设计尺寸
4.1.3 音圈设计表的使用
4.2 磁路仿真
4.2.1 磁路仿真中各物理量的关系
4.2.2 线圈在平衡位置时的磁路仿真
4.2.3 线圈运动到不同位置时的B仿真计算
4.2.4 两个常见问题的处理
第5章 振膜的设计与画法
5.1 振膜Kms曲线与扬声器THD曲线的关系
5.1.1 扬声器THD的定义和影响因素
5.1.2 通过仿真来确定影响扬声器THD高低的因素
5.2 振膜形状与产品性能的关系
5.2.1 振膜上的应力分布与振膜形状的关系
5.2.2 振膜Kms曲线对称轴与振膜几何形状的关系
5.3 四款常见振膜的画法
5.3.1 单折环柳叶纹振膜的画法
5.3.2 双折环柳叶纹振膜的画法
5.3.3 双折环波浪纹振膜的画法
5.3.4 双折环双排交错纹振膜的画法
第6章 用Abaqus进行振膜的仿真
6.1 影响微型扬声器失真的主要因素
6.2 扬声器共振频率的仿真
6.2.1 输入模型
6.2.2 设置零件的材料
6.2.3 装配模型
6.2.4 创建频率分析步
6.2.5 设定零件间的相互作用
6.2.6 设定载荷
6.2.7 划分网格
6.2.8 创建计算任务
6.2.9 提取频率计算结果
6.3 振膜Kms曲线的静态仿真法
6.3.1 创建静态分析步
6.3.2 创建加负载点与线圈的耦合
6.3.3 创建正向位移作为载荷
6.3.4 创建正向位移的静态分析任务
6.3.5 运行正向位移的静态仿真
6.3.6 创建负向位移作为载荷
6.3.7 创建负向位移的静态分析任务
6.3.8 运行负向位移的静态仿真
6.3.9 静态仿真结果的后处理
6.4 振膜Kms曲线仿真的施加动态质量仿真法
6.4.1 简化仿真模型
6.4.2 装配模型
6.4.3 模型划分网格
6.4.4 定义显示分析步
6.4.5 给模型定义材料
6.4.6 设置耦合条件
6.4.7 设定约束和载荷
6.4.8 创建计算任务并计算
6.4.9 动态仿真结果的后处理
6.5 通过振膜仿真检验振膜运动安全空间
6.5.1 导出变形后的振膜模型
6.5.2 在Pro/E中输入并修改变形后的振膜模型
6.5.3 在Pro/E中装配并测量变形后的振膜与顶盖的距离
6.6 计算系统整体的Kms曲线
6.6.1 求振膜的有效辐射面积
6.6.2 将振膜仿真结果输入计算整体Km曲线的表中进行计算
第7章 带电流的磁场仿真
7.1 扬声器灵敏度用Comsol软件仿真的方法
7.2 输入磁路模型
7.2.1 将Pro/E里的磁路模型转存为STEP格式文件
7.2.2 在Comsol里建立磁路仿真模型
7.3 在Comsol里添加材料信息
7.3.1 将空气属性加入模型
7.3.2 将软铁材料加入模型
7.3.3 将音圈线材料加人模型
7.4 在Comsol里设置磁场属性
7.4.1 定义内磁属性
7.4.2 定义外磁属性
7.4.3 定义极片属性
7.4.4 定义线圈属性
7.5 定义Bl计算参数
7.5.1 找到表征洛伦兹力的变量
7.5.2 对线圈上的洛伦兹力积分
7.5.3 定义Bl值的计算变量
7.6 模型网格化
7.7 设置研究步骤
7.8 提取Bl
第8章 扬声器Zb曲线仿真
8.1 电磁阻抗的分析方法
8.2 集肤深度的计算和相应的网格设置
8.3 用Comsol软件磁场模块仿真扬声器Zb曲线
8.3.1 在Comsol里建立磁路仿真模型
8.3.2 在Comsol里添加材料信息
8.3.3 在Comsol里设置OO个物理场属性
8.3.4 在Comsol里设置第二个物理场属性
8.3.5 在Comsol里添加第二个研究
8.3.6 模型网格化
8.3.7 求解磁场分布
8.3.8 求解Zb曲线
8.3.9 Zb曲线后处理
第9章 扬声器灵敏度曲线仿真
9.1 仿真用3D模型的建立
9.2 在Comsol软件里建立SPL仿真模型
9.2.1 建立几何模型
9.2.2 在Comsol里定义变量和几何集
9.2.3 在Comsol里定义材料属性
9.2.4 压力声场-频域物理场设置
9.2.5 固体力学物理场设置
9.2.6 壳物理场设置
9.2.7 设置多物理场耦合
9.2.8 模型网格化
9.3 求解和后处理
9.3.1 单频点求解
9.3.2 多频点求解
第10章 用Comsol进行振膜仿真
10.1 导入模型
10.2 设置全局材料属性
10.3 定义振膜几何集
10.4 设置组件中的材料属性
10.5 设置“壳”物理场中的属性
10.6 设置“固体力学”物理场中的属性
10.7 模型网格化
10.8 模型特征频率的求解和结果查看
10.9 设置音圈的位移
10.10 求解振膜反作用力
10.11 振膜曲面的虚拟化