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降低扬声器系统设计中的失真(2)
 
慧聪网   2005年5月23日11时30分   信息来源:慧聪网音响灯光行业频道    

    2.失真的机理

    扬声器中大多数的非线性是众所周知的。图1示出了一个典型扬声器的截面图。图中有两个部位会使非线性增大,这是:支撑(支片和折环)以及音圈和磁场相互作用。

图1  典型扬声器的截面图

图1 典型扬声器的截面图

  显然,在支撑中当锥盆的位移超出一定范围时非线性就产生了。当要求扬声器在低频处产生高声压级时,这种情况就会发生。但是,扬声器的最大位移是设计参数,过分超出是否应该考虑使用不当,所以,我们只考虑位移受到限定的那种情形,当达到极限时会发生什么呢?

  在锥盆达到位移极限时在向内的冲程上(在图1上向左运动),通常不是音圈底部将会撞击后夹板就是支撑折环用尽位移量。在第一种情况下,失真是严重的,而且还非常令人讨厌,而音圈骨架可能损坏。在第二种情况下,失真不是那么严重,而且支片可能撕裂或支片波纹永久申长变形。

  幸运的是,有着第三种可能性。假如零件尺寸选得正确,支片和锥盆粘结到音圈的胶液结合处将首先冲击后夹板,而永久性损坏可以通过采用一个薄的硅橡胶圈或适当的"冲击吸收体"加到后夹板上部来预防。使得胶液结合处首先撞击吸振材料。

  这种预防措施可保护扬声器,而且当扬声器打底时能略微降低失真产生的烦恼声。

  支撑非线性的第二个源头在折环内,由于折环事实上是非对称结构,因此,折环的向内冲程和向外冲程的刚性是略有不同的。这个结果是偶次谐波失真(也伴随着调制失真)。

  实际上,在图1示出的折环形状常被称作"m"形折环,而且它与其他大多数折环相比已更线性。大家熟悉的折叠形折环是非线性的,但是,他能引起部分折环锥盆发生不受控制的震荡,从而在窄频带上出现失真。最近,一种新的折环方案(像一个反周期的半圆,作一个大致上的圆周行程)已经取得了专利。

  事实上,折环的非对称性并不会引起严重的失真,倒是支片对支撑刚性影响最大。支片线性不良对失真的影响是最大的。举例来说,某种家用采用4"低音扬声器,4升容积的开口箱支片很硬时,在某些频率上产生的总谐波失真大于4%(图2)。根据IEC581-7的要求,谐波系数应≤2%,这是不符合的。图3为更换合理支片后侧得的失真响应曲线,显然可达到目的了。

  在扬声器采用很小的箱体情况下,箱内空气提供很大的支撑刚性,而且空气的压缩/松驰循环也是非线性的。 

图2 支片很硬时的失真曲线

图2 支片很硬时的失真曲线 

图3 调整支片后的失真曲线

图3 调整支片后的失真曲线

  

 
 
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