BassBox带通音箱设计-性能评估

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理想情况下,锥盆偏移不应超过 Xmax(从锥盆的静止位置单向偏移)。如果是这样,非线性失真将会增加。可以说,这是这个设计中最薄弱的部分。然而,有几个因素可以降低这个问题的严重性。首先,我们不打算把音箱一直开到最大功率。事实上,我们甚至不会以半功率持续驱动它。然而,在 100W 的功率下,1 米 SPL 仍有 111dB,在 28Hz 之前偏移不会超过 Xmax,而且永远不会超过 1mm。其次,机械偏移极限(膜片在达到悬架极限或音圈前冲击后板前所能走的距离)将大于 Xmax。这使得振膜可以移动得比 Xmax 更大而没有损坏的风险。第三,当偏移超过 Xmax 时增加的非线性失真是很细微的,大多数听众在它变得严重之前是听不到的。

使用“I”图形选项卡(Ctrl+F7)选择系统阻抗图。它显示了扬声器系统的阻抗。

BassBox带通音箱设计-性能评估

第一个峰值在 32.9Hz 是单元在箱体中的谐振。在 64.1Hz 的最小值是箱体的系统共振。第二个峰值为 87.7Hz,是风管本身的谐振。注:单元的谐振频率在箱体中总是比在自由空气中(Fs)高。有时很难确定一个峰或谷的精确位置。提示:阻抗的相位应该在两个峰值之间的最小值(谷)处通过 0 度(除非两个峰值间隔很近)。

系统阻抗图有用的原因有两个。如果扬声器系统直接连接到放大器,它将成为放大器 “驱动”的负载。在这种情况下,放大器必须能够驱动一个 4 欧姆负载。如果扬声器将包括一个无源分频网络,该图显示了加上分频网络 “显示”的阻抗。这在设计分频网络时非常重要,因为我们通常希望看到一个平坦的阻抗。

使用“P”图形选项卡(Ctrl+F8)选择相位响应图。它显示出从扬声器系统发出的声波有多少会滞后于输入信号。这个延迟用角度表示为相位角,它实际上是输入信号的相位和输出信号的相位之间的差。

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注意低频声波的滞后幅度不会超过 360°。这意味着输出信号不会比输入信号落后一个以上的全波长。注:290Hz 以上相位响应低于 0°是低音扬声器的音圈感抗导致的。

理想情况下,相位响应应该是一条完全平直的线,具有 0°的相移。幸运的是,上面所示的相位角的逐渐变化不会对保真度造成很大的影响。然而,相位角的急剧和突然变化是一个严重的问题,应该尽可能避免。

使用“GD”graph 选项卡(Ctrl+F9)选择群延迟图。它非常类似于相位响应图,因为它还显示出从扬声器发出的声波将落后于输入信号多少。然而,这个图将这个信息表示为以毫秒为单位的延迟,它是由相位响应的斜率导出的。

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理想情况下,不应有延时。在实际中,一个渐进的变化的群延时不会显著地损害保真度。然而,群延迟的急剧和突然变化是一个严重的问题,应该尽可能避免。我们的设计中有一个有点“起伏”的群延迟区域,会稍微降低瞬态响应。但总的来说,群延迟并不糟糕。

在我们结束性能评估之前,还有一个项目需要检查。这一项是风管的“管道”谐振,它是由风管产生共振并产生附加谐波的自然趋势引起的。为了说明这一点,让我们回到归一化振幅响应图(Ctrl+F1)并更改其绘图颜色。然后从图形弹出菜单(Ctrl+V)中选择“Include > Vent Resonance peak”命令,重新绘制图形,如下图所示。

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橙色的曲线反映了没有风管共振峰时的振幅响应。黄色曲线包含了风管共振峰。注意两个共振峰是可见的。最高的是 843Hz,低于通带电平 13dB。这两个峰值似乎都在足够低的水平,可以被汽车的其他扬声器系统掩盖,所以他们可以安全地忽略。还请注意,在响应曲线的上线拐点附近,电平下降了 2 dB。如果共振峰更大,电平更高,他们是可以听到的,我们将不得不考虑以下两种可能的补救措施之一:1)减少风管的大小或 2)添加一个低通滤波器衰减共振峰。有关更多信息,请参见“风管”选项卡主题。

  • 本文由 发表于 2023年9月19日
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