扬声器的谐振频率(Fo)

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所属分类:扬声器系统
摘要

详细介绍扬声器的谐振频率(Fo)的物理意义,数学表达式,测试方法,及影响的条件。

是指扬声器从低音域开始振动时,振动板最强烈振动所在点对应的频率,在测量扬声器单元阻抗特性时,阻抗曲线上阻抗值第一次达到最大值时(即Zmax)所对应的频率称为该扬声器单元的谐振频率或共振频率,简称FO。为了便于理解,我们可以把扬声器的振动系统看成是具有一定质量的惯性体,而把折环和弹波看成一个弹性体,这时扬声器的整个振动系统就象一个悬挂在弹簧上具有一定质量的重物。从物理学中我们知道,它们具有一个固定的谐振点。扬声器单元在谐振频率处振动系统的振幅最大,扬声器音圈在气隙中运动时产生的反向感应电动势也最大。在FO以下,由于受扬声器振动系统劲度的控制,扬声器输出音压以接近12dB/oct的速度下降,因此扬声器的谐振频率点也是重放下限频率点。

关于扬声器的谐振频率Fo综合一下有三点:

①最强烈的振动对应频率点

②低音重放下限频率点

③阻抗曲线峰值对应频率点

扬声器的谐振频率(Fo)

式中:So:是振动系统的等效力劲,即支撑振动系统的鼓纸Edge和弹波等弹簧系统的刚度,其倒数是顺性Cms=1/ So

Cms:即顺性Co,表示上述弹簧系统的柔软度。力劲小,顺性大。(单位为Kg)

Mms:即振动系统的等效质量。是以鼓纸和音圈为主的振动系统等效质量Mmd及振动时附加在鼓纸两侧的附加质量Mmr之和。(单位为Kg)

从上式可以看出,扬声器单元的谐振频率与振动系统的等效力劲的平方根成正比,与振动系统的等效质量的平方根成反比。要降低Fo值,振动系统就要重些,鼓纸边布和弹波要柔软些。

共振:即策动力的频率与振动物体的固有频率相等时,振动物体的振幅最大,此种现象称为共振。

测试Fo值通常是在20℃相对湿度60%的条件下进行,Fo测试用Fo高速测定器,(台湾阳光Sunligh Fo高速测定器Model-7117K)。用自动扫频振荡器(台湾阳光Sunlig自动扫频振荡器Model-7116C)可以粗略的测试其Fo值,但速度很慢,且不够精确。

扬声器的谐振频率(Fo)

业余爱好者可用下恒压法测量扬声器单元的谐振频率。按图连接好,图中的R的阻值应小于扬声器额定阻抗值的十分之一。根据扬声器单元的谐振频率的定义,在谐振频率处扬声器的阻抗值最大,在信号发生器输出电压(大概1.0V)不变的情况下,这时扬声器音圈中的电流将最小。当音频信号发生器输出的信号从20HZ开始上升时,电阻R两端毫伏表的电压值将逐步下降。当毫伏表的电压值下降至最小时,音频信号发生器输出信号的频率即为扬声器单元的谐振频率Fo。

扬声器的谐振频率(Fo)

亦可用下恒流法测量扬声器单元的谐振频率。按图连接好,根据扬声器单元的谐振频率的定义,在谐振频率处扬声器的阻抗值最大,在信号发生器输出电流不变的情况下,在阻抗最大时扬声器两端的电压(U=IR,I为恒定)将最大。当音频信号发生器输出的信号从20HZ开始上升时,扬声器两端AC电压表的电压值将逐步上升。当AC压表的电压值第一次上升至最大时,音频信号发生器输出信号的频率即为扬声器单元的谐振频率Fo。

影响Fo的条件

1.自然条件:温度和湿度,湿度越大,Fo越低。温度越高,Fo越低。

2.原材料:鼓纸的Fo,弹波的柔软度。

3.输入功率:通常在额定输入功率范围以内,输入功率如大时,低音谐振稍许下降,但将输入功率增加大超过额定输入功率之外时,Fo反会升高。

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