BassBox无源辐射器音箱设计实例-性能评估

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使用“EP”图形选项卡(Ctrl+F4)选择最大电力输入功率图。它是由最大声功率图推导出来的,它显示了扬声器在达到其位移或热极限之前能够处理多少放大器的功率。

BassBox无源辐射器音箱设计实例-性能评估

这张图向我们展示了扬声器应该能够处理从放大器到 85Hz 的 100W 功率,当然前提是放大器的输出信号没有严重失真或“削波”。明智的做法是用高通滤波器保护单元,使其避免工作在 39Hz以下,因为快速截止频率低于这一点。这也将保护低音扬声器成为“空载”的被动辐射器。

使用“CD”图形选项卡(Ctrl+F5)选择锥盆位移图。它显示了在指定的输入功率下,低音扬声器的膜片和音圈的位移。它还显示了被动辐射器的膜片的位移,以响应单元的振动。我们使用 100W 作为输入功率,因为这是 DRV 8 的最大功率级别。

BassBox无源辐射器音箱设计实例-性能评估

当我们第一次绘制这张图时,曲线在 24Hz 以下是超出范围的。我们想要看到整个绘图线的形状,所以我们从 graph 弹出菜单中选择了“Scale > Vertical: Expanded”命令。这使垂直比例尺增加了一倍,并产生了上图所示的图形。

请注意,有两条标线,一条用于低音扬声器,另一条用于上面标记的被动辐射器。当低音扬声器标线上升到 5.6 mm 的 Xmax 水平以上时,它会改变颜色深浅,以显示低音扬声器何时会超过其线性偏移峰值极限。虽然这第一次发生在 75Hz 左右,但它不会超过 Xmax 太多,直到约 35Hz 的箱体谐振之后。如前所述,35Hz 以下的高偏移强调了需要添加高通滤波器来保护低音扬声器。无源辐射器标线看起来很棒,因为它从来没有超过其机械偏移限制 31mm。

理想情况下,低音扬声器的膜片的运动不应超过 Xmax(离其静止位置的一个方向)。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,我们不打算把扬声器一直开到最大功率。然而,在 50W 时,1 米声压级仍然是 108dB,低音扬声器的偏移在 33Hz 之前不会超过 Xmax。其次,机械偏移极限(振膜在达到悬架极限或音圈前冲击后板前可移动的距离)应大于 Xmax。这使得振膜可以移动得比 Xmax 更远而没有损坏的风险。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。

如果将偏移问题反转到被动辐射器超过其偏移极限而不是低音扬声器的位置,结果仍然是非线性失真的增加,但这种增加将是剧烈的、突然的,而且听起来会不一样。这是因为无源辐射器没有 Xmax——它的偏移极限是 Xmech,机械偏移极限。当到达 Xmech 时,无源辐射器的膜片突然无法移动,因此无源辐射器位移不能变得更大。

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。

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第一个 24Hz 的峰值是箱内无源辐射器的谐振。在 38.5Hz 的最小值是箱体系统谐振。第二个峰值在 60.8Hz,是单元在箱体里的谐振。注意:单元或被动辐射器在箱中的共振频率总是高于自由空气中的谐振(Fs)。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。如果扬声器将直接连接到放大器,它将显示放大器必须“驱动”的负载。在这种情况下,放大器必须能够驱动一个 8 欧姆负载。如果扬声器将包括一个无源分频网络,该图显示了加入分频网络后“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。

  • 本文由 发表于 2023年9月22日
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