[發明專利]一種基于平板揚聲器的性能優化方法

無效

• 申請號: 201210264345.9
• 申請日: 2012-07-27
• 公開（公告）號: CN102769817A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 莊宏東
• 申請（專利權）人: 廣州長嘉電子有限公司
• 主分類號: H04R31/00
• 分類號: H04R31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及數字家庭技術領域，具體涉及一種基于平板揚聲器的性能優化方法。

背景技術

揚聲器是一種將電能轉換為聲能的電聲器件，揚聲器在消費電子和聲學技術的諸多領域發揮著重要作用。按換能方式分類，揚聲器可分為電動式（動圈式）、電磁式（舌簧式）、壓電式（晶體式）、電容式（靜電式）、壓縮空氣式及離子式等。雖然揚聲器的種類繁多，但電動式紙盆揚聲器是最主要的揚聲器產品。從聲輻射特性角度來講，傳統的揚聲器都是集中參數揚聲器。例如，通常可將電動式紙盆揚聲器等效為偶極子聲源，如果其后部帶有障板，則可等效為單極子聲源。

20世紀90年代以來，分布參數揚聲器得到迅速發展，引起了人們的廣泛興趣。分布參數揚聲器主要表現為平面揚聲器的形式（因此也叫做平板揚聲器），具體可參閱圖1，當然有些可以制作成形狀復雜的曲面揚聲器，滿足特定場合的需要。由于平面揚聲器不同于傳統揚聲器的物理特性（外形和重量）和聲學特性，近年來掀起了研發和推廣的高潮。目前，在音響產品中，由于平面揚聲器的外形加以裝飾后具有很強的觀賞性，受到消費者的青睞。在其它領域（如水聲工程和噪聲控制）中，人們注意到它不同于傳統揚聲器的聲輻射性能，在發展新的聲學技術中能發揮獨特作用，因而受到科研工作者的重視。

目前的研究表明，平板揚聲器具有擴散性、頻帶寬、高頻指向性寬等特點，但是在聲重放質量上與傳統高保真揚聲器仍有較大差距。這是因為，平板揚聲器工作在高階振動模態狀態中，不像傳統揚聲器的振膜工作在活塞振動狀態，當且僅當振動薄板達到處處振動不相干的理想狀態時，平板揚聲器的性能才能達到最優；實際應用時，驅動器策動薄板作彎曲諧振，僅在一定程度上達到了理論假設的要求，彎曲諧振的結果將引起聲壓頻率響應曲線起伏較大。采用均衡濾波器可以在一定程度上得到改善，但要從根本上提高其音質，必須從最根本的理論模型出發，研究薄板振動的聲輻射機理，然后才能作進一步的分析并抑制平板揚聲器響應的起伏，使平板揚聲器性能得到理想的發揮。

發明內容

本發明的目的是解決平板揚聲器用驅動器性能上的不足，通過得到平板揚聲器用驅動器的電-力參數值，為以后的計算、模態仿真等做好準備，提供準確的數據優化方案。

本發明提供一種基于平板揚聲器的性能優化方法，所述方法包括：

對上述構造的平板揚聲器基于電阻抗模型測量方法，獲得驅動器所有的電-力參數；

基于驅動器的電-力參數在平板揚聲器的箱內襯微穿孔吸聲材料，在箱體內構成至少為前后2個空腔；

采用有限元分析法結合薄板振動的偏微分方程，分別建立以基于模態分析和穩態分析下的平板揚聲器理論模型，完成揚聲器的性能優化。

所述對上述構造的平板揚聲器基于電阻抗模型測量方法，獲得平板揚聲器驅動器的電阻抗和驅動質量包括：

建立驅動器的電阻模型并測得電阻抗曲線；

利用遺傳算法根據電阻抗曲線優化模型元件參數值，使得由模型計算得到的電輸入阻抗曲線與實測的電輸入阻抗曲線相吻合，得到電參數值；

測得驅動器質量Mm，通過力-電參數的對應關系計算得到揚聲器單元的機電耦合系數BI；

根據BI得到全部的電-力參數值。

所述基于驅動器的電-力參數在平板揚聲器的箱內襯微穿孔吸聲材料，在箱體內構成至少為前后2個空腔包括：基于驅動器的電-力參數優化設計不同的微穿孔參數，所述微穿孔參數包括：穿孔率、孔徑、箱體空腔的深度。

所述微穿孔吸聲材料為微穿孔板、或者微穿孔膜。

所述完成揚聲器的性能優化包括：調節驅動器中的質量、數量、形狀、面積。

以上技術可以看出，通過平板揚聲器驅動器電-力參數測量方法，基于電阻抗模型，測得平板揚聲器驅動器的電阻抗和驅動器質量，就可通過優化計算得到驅動器所有的電-力參數，計算結果精度高，且測量簡單方便。根據此方法得到驅動器的電-力參數后，就能作進一步的分析并抑制平板揚聲器響應的起伏，提高平板揚聲器聲性能；提出箱體內襯微穿孔吸聲材料的方法分隔箱體，前空腔形成箱內諧振，同時微穿孔材料與后空腔形成特定頻段的吸聲效果以調節前腔內聲場諧振強度，因此受控制的箱內諧振聲場對平板的彎曲諧振產生反作用，使得振動平板特定頻率處的諧振得到調節，從而使平板揚聲器的聲性能得到提高；使用基于有限元分析法結合薄板振動的偏微分方程的方法，提出模型，綜合各種參數來求取驅動器的位置、質量、驅動等重要參數，以優化平板揚聲器的性能。

附圖說明