WinISD入门之T/S参数的含义

这篇是结合WinISD软件中需求的T/S参数来介绍。

在这些WinISD帮助文章中不断提到的Thiele/Small参数是两个澳大利亚人的产品。。。即A.N.Thiele和Richard Small，他们早在60年代末和70年代初就将滤波器合成方法应用于音箱箱体设计。在此之前，这是一个试错和一些经验法则的过程！

他们通过将箱体里的低音扬声器类比于电子低通或高通滤波器来实现这一点。虽然他们不是第一个发现上述类比的人，但他们确实是最多产的。如此之多，以至于即使在今天，扬声器的设计也几乎完全基于他们的研究、数学和公式。。。例如，你经常听到的Thiele/Small 参数。

以下是扬声器单元编辑器中遇到的各种扬声器参数的说明：

Thiele/Smal 参数部分

• Qes 

电品质因数，较低的值意味着较高的阻尼。它描述了扬声器基于电气方式在fs下谐振的控制能力。

• Qms

机械品质因数（值越低表示阻尼越高）。它描述了一种基于机械手段在fs下产生共振的扬声器控制能力。

• Qts

总品质因数（Qms和Qes的并联耦合），1/Qts = 1/ Qes + 1/ Qms 。

• Vas

等效容积，等效于Cms（顺性）的空气体积。

• Fs

谐振频率，扬声器的自由空气共振频率。

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机电参数部分

Mms

扬声器振动部分的机械质量，包括空气负载。

Cms

扬声器的顺性（弹簧劲度的倒数）。

Rms

机械阻尼，鼓纸振动时机械摩擦引起的机械阻尼，包括辐射负载的电阻部分。Rms可以与Rme进行类比，并且Rms类似地与Qms相关。Qms越大，Rms越小。对于低音扬声器来说，这通常是需要的，因为折环和弹波的工作更接近完美的弹簧。

• Re

音圈的直流电阻。

• BL

磁感应与气隙中的导线长度乘积（矢量运算）。

• Dd

振膜直径。

• Le

音圈电感量。

• Sd

振膜的振动面积。

• fLe

要确定Le和KLe的频率。

• KLe

共振之后的音圈半电感，单位为[H·sqrt（Hz）]

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大信号参数部分

• Xmax

最大线性位移，通常计算为 abs（Hc-Hg）/2 ，有时乘以一个因子（1.15或0.87，取决于可接受的失真程度）。WinISD不会与任何这些因子相乘。一些制造商错误地将Xmax作为损坏极限，请参阅Xlim。WinISD需要将其作为峰值。

• Xlim

损坏极限位移，也是一个峰值。

• Hc

线圈的高度。

• Hg

气隙高度。

• Vd

体积位移，扬声器在其线性范围内可以移动的空气量。

• Pe

热限制下最大连续电功率。如果一个扬声器在Pe以上持续振动，那么它最终会损坏。

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其他参数部分

• no

效率（n应为希腊字母“eta”），单位为百分比[%]。

• Znom

扬声器的标称（额定）阻抗（未在模拟中使用）。

• USPL

以分贝为单位的灵敏度（SPL=声压级），单位为[dB/2.83V]dB/2.83伏（类似于8欧姆负载中的1W）。此SPL测量值与SPL类似，但给出不同的值。这展示了扬声器的工作能力。对于8欧姆扬声器，2.83V可提供1W，两个数字（SPL和USPL）将相似，但在较低的阻抗下，USPL将增大。USPL是所谓的电压灵敏度，更接近于功率放大器的应用。在一定程度上，您可以将扬声器系统的单元与此因素相匹配。

• SPL

以分贝为单位的效率值（SPL=声压级），单位为[dB]，与驱动功率直接相关，但在应用中绝对不是一个“准确”的数字。换句话说，如果扬声器单元由制造商指定为其他值，则不要将该值用于WinISD，除非需要它来计算一些Thiele-Small参数，并且近似值总比完全没有值好。WinISD假设距离为1米，辐射进入半空间（2*pi），电压为driv。SPL是所谓的功率灵敏度，与应用无关，使用相同功率放大器时，如果您想比较两个具有不同标称阻抗的类似扬声器，则可能会变得相关。

• Voicecoils

音圈是一个描述性参数。它只是告诉有多少个音圈。所以普通驱动器有1个，例如DVC扬声器有2个。

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热参数部分

• AlfaVC

AlfaVC是音圈材料的电阻温度系数。它告诉每单位温度下音圈电阻的相对变化是多少。以1/K表示。通常，铜在+20°C时的AlfaVC约为0.0039 1/K。

• R(t)

R(t)是扬声器从音圈到周围空气的热阻，单位为Kelvins/Wat（K/W）。这还没有在模拟中使用。

• C(t)

C(t)是扬声器音圈组件的热容量，单位为焦耳/开尔文。这还没有在模拟中使用。

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“数据指标”参数部分

• SPLmaxLF

SPLmaxLF给出了在20 Hz的最大位移下，扬声器在密闭箱体或无限大障板中进入半空间的声压级。与这个假想障板的距离是1米。它在Vd上给人“感知量”。还要注意，它不适用于开口或任何其他箱体类型。

• SPLmax

以[dB]为单位的最大热限制声压级（在最大Pe下，假设功率压缩=3 dB），辐射到2pi空间

• Rme

电磁阻尼系数，单位为[N·s/m]（粘度的单位），可对电磁机电系统的振膜进行机械控制/阻尼。Rme与Qes的关系类似于Rms与Qms的关系。Rme通常被用作磁机电系统功率的度量，参见Mpow和Mcost。

• Gamma

加速度系数（每安培加速度），单位为[m/（s²·A）]。

• Mpow

机电功率因数，单位为牛顿/平方根瓦特[N/sqrt（W）]。类似于Mcost。曾将Rme视为机电功率的度量，但这只是Rme的平方根，它提供了一个简单的牛顿度量，它似乎以线性方式将实际（主观感知）功率联系起来。平方根瓦特单位可能很难理解，但应解释为伏特*安培的平方根。在这方面，很明显，Mpow独立于扬声器阻抗，因此不优先考虑高阻抗或低阻抗扬声器。Mpow纯粹是机电系统的功率因数。

• Mcost

机电成本系数，单位为[N·s/m]（或[kg/s]）。Mcost表达了机电系统的功率（基于Rme、Xmax和Hc或Hg，取决于音圈是长音圈还是短音圈），Xmax值包括设计中“损失”多少效率的指标。因此，这个因素是对机电系统成本的描述。其他因素也包括在内，如振膜材料、制造公差等。这个版本的Mcost（而不是使用Rme）是基于T.L.Clarke建议的扩展，其中当扬声器是长音圈或短音圈时，在低阻抗下获得高Bl的成本必须更高。

• EBP

效率带宽积，单位[Hz]

• Gloss

Gloss表示如果扬声器水平安装，在Xmax下扬声器锥体将下垂的百分比。这个数字只是近似值，因为周围的空气会将共振频率降低到稍低的值。所以结果在某种程度上有些过于悲观。一般来说，超过5%的数字会提示你，有问题的扬声器不应该水平安装。计算弧垂时使用的重力加速度值为9.80665 m/s²。

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尺寸参数部分

• Thick

盆架的边缘厚度。

• Depth

扬声器的深度。

• Magnet Depth

磁铁深度/高度/厚度（圆柱体高度）。

• Magnet

磁铁直径。

• Basket

盆架开口直径（箱体面板上要切割的孔）。

• Outer

扬声器外径（为扬声器在面板上需要腾出的空间）。

• VCd

音圈直径。

• Dvol

扬声器所占体积。当安装时（磁铁指向箱体内部），大约是扬声器所占据的箱体体积。

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归根结底，扬声器（音箱）设计与其说是一门科学，不如说是一种艺术，因此，在设计扬声器时，你可以挖掘、处理和思考一生的数学、参数和方程。事实上，你可以花1000年的时间设计、计算和计算数据，试图创造出一个“完美”的音箱。然而，即使花了1000年的时间设计，仍有人会发现你的音箱“可能会更好”！

因此，我甚至不会试图在这里涵盖扬声器设计技术的“全部”（我不仅没有能力胜任这项任务，而且这个领域本身也会不断引发争议，我拒绝为此失眠）。

WinISD并不是作为一个“无论你说什么，都是这样”的程序编写/开发的。相反，它旨在为即使是普通的发烧友提供一种方法来构建一个很棒的音箱（使用现有技术）。

只要按照设计使用程序，并享受结果，因为你最终会得到一个很棒的音箱。不用和别人不断的争吵和“比较”！