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本文首发于微信公众号「声学号角」 吹个牛吧:对恒指向性号角和线阵波导以及压缩高音的开发和理解深度，即便是在国际上也是一流水准。 可能有些人觉得我做扬声器仿真很厉害，其实我最拿手的还是产品开发和研究。 下面是我公众号公开的一些恒指向性号角和线阵波导以及压缩高音的原理、技术和资料。点击链接即可跳转之前的文章。 线阵列音箱上使用的波导管优化 号角和波导的技术演变 【扬声器系统设计与仿真】压缩驱动头以及号角仿真 【资料分享】号角扬声器相关AES论文 评估号角扬声器的效率和灵敏度 压缩高音相位塞设计 压缩高音技术演变 压缩高音非线性 压缩高音相位塞设计-模态抑制法 介绍一款B&C压缩高音DE360 基于环形膜片和侧面辐射腔体的压缩高音 共用单磁铁专业同轴扬声器 压缩高音振膜仿真 其实还有好多舍不得放出来的好东西。先存在脑袋里。以后慢慢公开。 也希望国内在这块能尽快赶上国际水平。 春节期间，随便吹吹。共勉之。 放几款之前开发的恒指向性号角以及波导的实测结果。 这是一款100°-70°，供KTV使用的恒指向性号角。 下面是一款100°-50°，供电影院环绕箱使用的恒指向性号角。 电影院还重视指向性因子DI的指标。DI与语音清晰度有关。非常恒定。 再一款是线阵上使用的一体波导+号角 做了不同的样品对比 8个通道 双压缩高音单元 指向性控制一侧120°，一侧10°。用在小型线阵是非常合适的。

本文首发于微信公众号「声学号角」 以一种向前辐射环状压缩高音振膜为例说明如何进行仿真： 其他形状也有很多，仅作案例参考。 下表是上述模型不同厚度的，不同边宽的高分子振膜第一阶响应频率f0和第二阶响应频率。 一般来说，都是希望第一阶频率越低越好，第二阶频率越高越好。很明显，这两个是存在矛盾的，只能做一个平衡。 其他模态，比如分割振动之类的，需要确保其大于可用的频段，比如大于20kHz之类。 下面再看看另一种向前辐射球顶状压缩高音振膜： 振膜f0 1021Hz。由于一般压缩高音材料单一且均匀，所以其f0的计算相对通常的扬声器会更准确。下图模型中已添加音膜胶水模型，以更接近真实情况。 某频率点下，磁声固耦合状态下，振膜的振动情况： 可以看到骨架强度不够，需要加厚。 其他向后辐射的压缩高音振膜，或者其他种类的，都可以做类似的仿真分析。 上面是我的个人微信，加我的时候请表明身份，注明来意。

本文首发于微信公众号「声学号角」 01 — 同轴扬声器 同轴扬声器种类很多。有两单元，低音配高音的，或者中音配高音的。也有三单元的，相对少点。 同轴扬声器的应用也很广泛。从消费类音箱，汽车音箱，专业音箱，耳机上都有应用。主要的优势在于不同单元的声中心可以尽可能接近，且相对来说，整个系统可以更为小巧。 关于声中心，可以参考以前的文章。 扬声器声中心 英国天朗(TANNOY）和KEF的同轴扬声器单元比较出名。 三单元同轴 02 — 专业同轴扬声器 最简单的方式就是把低音和压缩高音直接塞到一起。高音放在低音磁路后面，再通过低音磁路中孔和纸盆作为号角传递声音。 这样很明显不够简练 03 — 共用单磁铁专业同轴扬声器 共用单磁铁后，总的磁路零部件会减少，装配工序也会减少。 类似下图是比较经典的形状 更清晰的方式可以看下图。这个是目前专业扬声器同轴的最主流的做法。相当于磁路分成两个磁间隙。 下面是BMS提出新磁路结构。在上面的形状中增加一个可以分配低音和高音磁间隙磁感应强度的结构。这样对高低音性能的设计和调配更灵活。 外铁氧体版 外钕铁硼版 内钕铁硼版 实物图 上面是我的个人微信，加我的时候请表明身份，注明来意。

本文首发于微信公众号「声学号角」 01 — 异常现象 有一款18寸的超低音喇叭测试DIS的时候，发现输入功率较大时，直流偏移异常大，上下的行程非常不对称。出现了输入电压越大，向下的行程越小，甚至根本不会向下运动。 不同电压激励下，上下位移分布 不同电压激励下，直流偏移 02 — 原因分析 按常规理论来说，直流偏移主要来源于BL(x)，Kms(x)，Le(x)的上下非对称性。 所以检查非线性参数曲线。发现对称性还不错。 BL(x) Kms(x) Le(x) 所以，用我自己开发的扬声器非线性仿真工具做了下研究。 扬声器系统低频谐波失真仿真 V1.0发布 导入Klippel LSI测试结果。 确实复现到了Klippel DIS的实测结果。 直流偏移的最大点在约2倍Fs附近。一般来说这个频率点附近的直流偏移和BL(x)关系比较大。 在仿真工具中，将BL(x)假设为完全线性。发现直流偏移减小很多。 所以最终可以确定是BL(x)的非线性造成的直流偏移异常。 03 — 改善方法 尝试重新设计音圈，增加BL(x)的线性。其他地方不做变更。 仿真出来的直流偏移小很多。 虽然样品还没最终做出来，但是我非常有信心可以解决改善这个问题。 当然，最根本的原因我没写出来。留作供思考。比如，为什么直流偏移是向上，而不是向下？即便上下完全对称。 上面是我的个人微信，加我的时候请表明身份，注明来意。

本文首发于微信公众号「声学号角」 音箱低频响应对重放的音质有较大影响。所以如何正确测试和评估扬声器低频响应是很重要的。 常用的一些方法: 自由空间 在一个非常空旷的地方进行测试。将周边物体的反射影响减到最小。 20Hz时，声波波长约17m。扬声器/音箱和麦克风都得离其他东西，包括地面很远。 原理上可行，但是实际操作会比较困难。基本上很少。 半空间 把扬声器/音箱埋入地下朝上放置。通过换算，可以得到自由场的结果。 地面反射 利用了地面的镜面反射。所以地面需要非常平，且光滑。 消音室 这是最常用的方法。但对低频测试来说，还是很困难。要建造一个截止频率低于20Hz的消音室，从技术难度和成本来说，都不太现实。可以对频率响应的低频做一些修正和校准，但同样很难通用所有产品。 近场 先测出振膜附近近场响应PN(f),然后换算成远场响应PF(f)。 公式如下，a0是膜片有效半径，r是测试的远场距离。 这个是非常常用的音箱低频测试方法，尤其对倒相箱或者无源辐射器。 当然这个方法的局限在于一次只能评估一个辐射源。比如对倒相箱来说，只能单独测量倒箱管和单元的响应，再进行叠加。 测加速度 通过测量纸盆在低频段做整体活塞运动时的加速度响应，然后用公式换算成远场响应。如下，其中α是纸盆加速度，ρ0是空气密度。 其本质和近场测试类似。 猝发声 给扬声器一个猝发声信号作为激励。这种测试方法信噪比高。可以在一个很大的房间里测试低频。缺陷是只能一个一个频率点测，测量速度慢。 还有其他很多方法，感兴趣的可以自行了解。 上面是我的个人微信，加我的时候请表明身份，注明来意。

本文首发于微信公众号「声学号角」 01 — 来源 本文主要来源于klippel公司William Cardenas, Wolfgang Klippel发表的论文《Optimal Material Parameter Estimation by Fitting Finite Element Simulations to Loudspeaker Measurements》 下载链接 http://www.klippel.de/fileadmin/klippel/Files/Know_How/Literature/Papers/Optimal%20Material%20Parameter%20Estimation%20by%20Fitting%20Finite%20Element%20Simulations%20to%20Loudspeaker%20Measurements.pdf 嫌复制链接麻烦的，可以点击文末左下角“阅读原文”跳转下载。 Klippel官网上有相当多扬声器/音箱的原理/设计/测试等资料。强烈建议有学习欲望的朋友多看看。 看英文有困难的朋友可以优先看中文资料。 http://www.klippel.de/material-in-other-languages/chinese-%E4%B8%AD%E6%96%87%E8%B5%84%E6%96%99.html 02 — 材料参数的测试 频率响应和指向性等与扬声器音质直接相关的重要特性，主要由振膜悬边等部件的尺寸，几何形状，材料参数等决定。 尺寸和几何形状比较容易通过一些手段来测量和验证。 关于一般性的材料参数的测试，我之前有专门写过文章。 材料参数测试 这种方法的局限在于，测试样品和最终成型的产品材料参数可能会发生变化。且材料参数很多时候是和激励频率相关的。 文章通过将FEA模型拟合到现有的激光振动测量仪来解决该问题并提供最佳材料参数。 03 — 拟合有限元模拟和扬声器实测结果 根据某些经验，我们知道，材料参数中杨氏模量和阻尼实际是会随频率发生变化的。 Klippel公司正在准备新的模块来拟合有限元模拟和扬声器实测结果，来得到实际产品中杨氏模量和阻尼和频率的关系。 下图左侧是预估的材料参数模拟和实测的对比结果，右侧是校准过材料参数的模拟实测结果。可以看到吻合的效果非常好。 下图是在不同频率下，仿真和实测的膜片振动情况的对比。 上面是我的个人微信，加我的时候请表明身份，注明来意。

本文首发于微信公众号「声学号角」 在Comsol最新2018年在瑞士Lausanne的年会上，Harman欧洲有工程师F. Malbos, M.K. Bogdanski , M. Strauss公开了一篇论文。用Comsol建了扬声器包括闭箱和开口箱的线性/非线性APP。从描述来看，应该是调用了部分matlab编码。如果仅用Comsol来搭建这个模型的话，求解时间会比较长。 文档下载地址: http://cn.comsol.com/paper/download/570631/bogdanski_poster.pdf http://cn.comsol.com/paper/download/570621/bogdanski_paper.pdf 当然，这个APP问题点也还是有的。比如，没有考虑无源辐射器。应该来说可以考虑倒相箱，类比到无源辐射器是比较简单的。再比如输出不够丰富，比如倒相管风速，未考虑倒相管非线性，无源辐射器Kmp(x)等非线性的影响。而且从文章中提供的案例实测仿真对比结果看起来，失真吻合程度还差点 哈曼公司内部有建立一个Virtual Product Development (VPD)的小组，来进行一些扬声器仿真相关的工作。并搭建了一个Virtual Works的平台，把他们的工作整理成APP，供扬声器和音箱开发工程师使用。这是一个非常好的举措。可以提升公司技术竞争力，加快设计效率和质量。因为开发扬声器，不仅需要知识和经验，同样需要高效可靠的工具。唯一的缺陷就是费钱费人，需要大量的投入，一般的企业肯定是支撑不起。 上面是我的个人微信，加我的时候请表明身份，注明来意。

本文首发于微信公众号「声学号角」 01 — 话题引入 话题来源于一次微信群的探讨。 我引出了一个问题。比如说有两个同样产品，除了悬挂系统不一样，其余一样。下图中是两种方案的Kms(x)对比。大家觉得哪种更好？ 请各位忽略我灵魂画手的画风。 假设图中最大位移就比较接近额定功率时候扬声器的最大位移。 02 — 谈论 在群里大家各抒己见，谈论算是比较热烈。 我个人倾向于蓝色方案。红色方案小功率状态下失真很低。但大功率下Kms在某个位移下急剧突变。会造成大功率下失真增加较多。 而且不只是二三次谐波失真的问题。可能会造成高次谐波增加。对人耳听感造成不适。 一个例子就是当弹波没限幅时，出现的扯边声。也有些叫“牛音”。折环被拉到极限就会出现Kms(x)突变。 下图是俞锦元先生在他的著作《扬声器设计与制作》中的对这种现象的描述。 一般来说，常见的解决方案是增大折环冲程，或者减小弹波冲程，以避免这种异常的声音。 03 — Klippel的说明 后来，有朋友在微信群里贴出了Klippel教授一份PPT中关于类似话题的探讨。 从图中可以看到。位移5mm以下，硬限幅三次谐波失真更高。如果高于5mm，有可能刚好会反过来。 另外要注意的是，硬限幅在位移较大的时候，高次谐波会比软限幅明显高。这种现象对听感的影响是很明显的。 和前面我们的定性分析也是接近的。 严格来说，回到最前边的话题。软限幅和硬限幅并不能完全说哪一种最好。还是要结合产品的使用条件来进行判断。 这个话题主要是提醒大家善用非线性的分析结果。不是光把左右做对称，中间做平就行。需要多维度综合考量。 （比心） 上面是我的个人微信，加我的时候请表明身份，注明来意。

本文首发于微信公众号「声学号角」 01 — 声学楼 前几天参加了声学楼十三周年年会。下面是我当时做得分享报告。欢迎指正。 这篇报告是基于之前在公众号有分享过的一篇文章深入分析而来的。 复合边褶皱的初步探究 折环，悬边，复合边，surround，edge… 这个部件目前并没有统一的名称，大家知道是什么就行了。 为方便手机端阅读，版面有做调整。 02 — 内容简介 •扬声器折环褶皱现象•褶皱现象有限元仿真•仿真注意事项•理想模型分析•解决思路 03 — 扬声器折环褶皱现象 现在的扬声器产品要求越来越高。 同样口径的情况下，都希望谐振频率Fs越低越好，扬声器冲程越大越好。所以折环相对于音盆的尺寸越来越大。 基于目前的状况，根据实践经验，我们经常发现有些扬声器折环在大位移时会发生褶皱的现象。 尤其是厚度较薄的橡胶边和PU边。且一般发生在单R形状折环中。 这种褶皱现象可能造成大功率下扬声器晃动擦圈，失真增大等风险。 褶皱是呈现周向近似周期性的，比较规律。目前这块的分析研究较少。 在位移较大产品，比较薄的橡胶边，PU边等容易出现此类现象。 04 — 褶皱现象有限元分析 最开始觉得非常奇怪，为什么轴对称的产品会出现非轴对称性形变？而且形变这么明显。 到底是因为材料达到一定应力的时候呈现各向异性？还是材料厚度生产工艺厚薄不一造成的？ 采用有限元计算可以复现到这种现象。说明是产品设计的结构本身就存在这样的风险。 10mm位移的形变 10mm位移的应力 用有限元仿真的方式复现了与实践经验相符的类似的结果。 通过查找相关资料，以及和同行业朋友之间的相互交流。大体可以确认这种现象的来源是复合边发生了屈曲，从而造成大形变时复合边形状的不稳定。 位移(动态图） 应力(动态图） 05 — 仿真注意事项 •模型采用实体。如果是等厚材料，尤其是带加强筋的折环，建议采用壳模型，划分网格更容易，以减小计算开销。•激励可以加载力，或者加载位移。相对来说，一般加载位移，计算更容易收敛。 •网格划分需要在考虑计算能力的前提下，尽可能精细。要体现出细小结构（比如加强筋等）。并且分布比较均匀。 06 — 理想模型分析 下图是一个理想的常规半圆单R折环模型。 为方便分析，将折环模型抽象，暂时不考虑其厚度的影响。 图中标识的变量： 折环内半径a，半径R，直径D=2*R。 z , r代表坐标系。 我们先做最理想化的分析，假设折环可以被完全拉直。 半圆弧实线代表折环原形状，下面的直实线代表折环变形后的形状。 可以看到悬边某些点会被压缩，某些点会被拉伸。即r坐标值发生了变化。 需要从3维上来理解，2维轴对称的点对应到3维就是线。图中点的对应的长度为2π*r。 由于折环被拉伸或压缩，会造成折环状态不稳定，出现褶皱。 通过仔细推导，可以得到以下折环的压缩/拉伸比例的函数。 在上述表达式中，其中theta0=acos(2/pi)，x0代表所在点的r坐标值，R是折环半径，pi= π。 修改模型中R和a的数值即可得到压缩/拉伸比例曲线。 以一款折环半径R=5mm，折环内半径40mm为例进行说明。 ...

本文首发于微信公众号「声学号角」 01 — 简介 介绍最新AES New York 2018，145th International Pro Audio Convention 仍然是之前介绍新AES大会的文中提到的一篇文章。 “Evaluation of efficiency and voltage sensitivity in horn drivers”（评估号角扬声器的效率和灵敏度）。 仍然是Alexander Voishvillo的汇报。重新评估了号角扬声器的效率和灵敏度。 按传统理解，当号角扬声器声负载阻抗等于音圈直阻时，输出效率最大为50%。 这样就可以得到效率最高时的相位塞入口的面积。 Sd/St即为压缩高音的压缩比。 但声辐射阻抗并不能仅仅等同于电阻，会随频率变化。 2004年 Don Keele 在AES 上发布了论文 “Maximum Efficiency of Compression Drivers”（压缩驱动器的最大效率）。 02 — 建模和测试 文中挑选了JBL一款压缩高音2432K来进行建模和测试。这款高音有用到JBL最新的线阵VTX A8和A12中。 在行波管中实测的频响曲线 单元效率 单元的效率用输出声功率/输入电功率表示。 最大效率大致在820Hz附近，22%。 在行波管中仿真的频响曲线。和实测比较吻合。高频峰谷的差异，主要是没有考虑膜片的分割振动影响。 在行波管中仿真的单元效率。和实测比较吻合。 当把磁间隙中的B值从1.85T提升到最理想的2.2T时，在行波管中仿真的频响曲线如下图。所以一般来说，压缩高音需要尽可能提升磁间隙中B值。 效率的差异 上面是我的个人微信，加我的时候请表明身份，注明来意。