[發明專利]一種針對含有多個單頻分量的低頻噪聲的薄型吸聲結構的設計方法

有效

• 申請號: 201610778268.7
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN107786926B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 叢超楠;陶建成;邱小軍
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H04R9/06
• 分類號: H04R9/06;H04R3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種針對含有多個單頻分量的低頻噪聲的薄型吸聲結構的設計方法，其特征在于多頻吸聲結構由電感L₁(1)、電容C₁(2)、負電阻-R_E1(3)串聯構成的分支電路1，與電感L₂(4)、電容C₂(5)、負電阻-R_E2(6)串聯構成的分支電路2......與電感L_N(7)、電容C_N(8)、負電阻-R_EN(9)串聯構成的分支電路N相并聯，串聯負電阻-R_E(10)構成分流電路后連接在動圈式揚聲器單元(11)兩端，針對低頻處的3個單頻分量進行設計，設定3個目標頻率：f₁、f₂、f₃，它的設計流程如下：

步驟一、查閱產品說明書，選擇開路共振頻率f₀在目標頻率f₁與f₂之間，等效力阻R_ms滿足R_ms/Sρ₀c₀≈1的閉箱揚聲器，其中ρ₀是空氣的密度，c₀是空氣的聲速，S是等效表面積，測量該揚聲器的TS參數以及箱體背腔的體積V；

步驟二、使用負阻抗轉換器實現負電阻-R_E(10)，其中R_E為揚聲器單元的直流阻；

步驟三、設計電感L₁(1)、電容C₁(2)和負電阻-R_E1(3)的初值：

初始設置電感L₁(1)、電容C₁(2)，使諧振支路的共振頻率在目標頻率f₁與開路共振頻率f₀之間，將負電阻-R_E(10)、電感L₁(1)、電容C₁(2)和負電阻-R_E1(3)串聯構成分流電路，連接在動圈式揚聲器單元(11)兩端，計算揚聲器振膜處的聲阻抗Z，

式中，R_ms是揚聲器單元懸置系統的等效力阻，M_ms是揚聲器單元振動系統的等效質量，C_ms是揚聲器單元懸置系統的等效力順，ω為角頻率，j為復數符號，Bl是力電耦合因數，后腔的等效聲容C_ab＝V/ρ₀c₀²，將式(1)代入式(2)計算正入射吸聲系數，

式中，Re(Z)是聲阻抗Z的實部，Im(Z)是聲阻抗Z的虛部，觀察公式(2)計算獲得的吸聲系數，若第一個吸聲共振頻率小于目標頻率f₁，減小電感L₁(1)或電容C₁(2)，若該頻率大于f₁，增加電感L₁(1)或電容C₁(2)，使第一個吸聲峰出現在目標頻率f₁處，測量電感L₁(1)的直流阻R_E1，使用負阻抗轉換器實現負電阻-R_E1(3)；

步驟四、設計電感L₂(4)、電容C₂(5)和負電阻-R_E2(6)的初值：

初始設置電感L₂(4)、電容C₂(5)，使該諧振支路的共振頻率在目標頻率f₂與f₃之間，將負電阻-R_E(10)、電感L₂(4)、電容C₂(5)和負電阻-R_E2(6)串聯構成分流電路后，連接在動圈式揚聲器單元(11)兩端，計算揚聲器振膜處的聲阻抗Z，

代入公式(2)，觀察計算獲得的吸聲系數，若吸聲系數的第二個吸聲共振頻率小于目標頻率f₃，減小電感L₂(4)或電容C₂(5)，若該頻率大于f₃，增加電感L₂(4)或電容C₂(5)，使第二個吸聲峰出現在目標頻率f₃處，測量電感L₂(4)的直流阻R_E2，使用負阻抗轉換器實現負電阻-R_E2(6)；

步驟五、聯調電感L₁(1)、電容C₁(2)、負電阻-R_E1(3)或電感L₂(4)、電容C₂(5)、負電阻-R_E2(6)：

將電感L₁(1)，電容C₁(2)、負電阻-R_E1(3)串聯構成的分支電路，與電感L₂(4)，電容C₂(5)、負電阻-R_E2(6)串聯構成的分支電路相并聯，串聯負電阻-R_E(10)構成分流電路，連接在動圈式揚聲器單元(11)兩端，計算揚聲器振膜處的聲阻抗Z，

代入公式(2)，觀察計算獲得的吸聲系數，若第二個吸聲峰對應的頻率低于f₂，減小電感L₁(1)、電容C₁(2)或電感L₂(4)、電容C₂(5)，若該頻率高于f₂，增加電感L₁(1)、電容C₁(2)或電感L₂(4)、電容C₂(5)，使第二個吸聲峰出現在目標頻率f₂處，測量電感L₁(1)的直流阻R_E1，使用負阻抗轉換器實現負電阻-R_E1(3)，測量電感L₂(4)的直流阻R_E2，使用負阻抗轉換器實現負電阻-R_E2(6)；

步驟六、微調各電路參數：電感L₁(1)、電容C₁(2)、負電阻-R_E1(3)，電感L₂(4)、電容C₂(5)、負電阻-R_E2(6)，使目標頻率f₁，f₂，f₃處的吸聲系數均大于0.9。