結論
揚聲板受到激震時，揚聲板的變形以上下左右皆對稱的振動模態混合
，同時音圈的質量及產生的外力皆會附加揚聲板上，影響揚聲板的變
。在聲傳方面，中音谷產生的原因是在第一個板彎曲模態和第一個板剛 變形模態互相混合產生造成的。影響中音谷的原因是揚聲板的變形，所 材料常數、外力施加方式及揚聲板本身共振模態節線位置都會 影響
節線位置激震，來抑制中音谷的產生。
但會 7-1
為主 形 體
以揚聲板的
，揚聲板的材料常數以及受激震後的共振模態節線位置皆在揚聲板成 型後就固定了，只有外力位置會對揚聲板之共振模態造成影響，若施力愈 靠近模態的節線，這個模態對聲壓的不良影響就愈小，所以選擇適當的激 震位置，就能有效降低中音谷。
當揚聲系統為單一激震器時，音圈位置多半位於揚聲板幾何中心位 置，也就是施力位置位於揚聲板的中心。加上本文所使用之揚聲板幾何形 狀為狹長型，當揚聲板中心受到激震後，彎曲變形勢必相當明顯。觀察揚 聲板產生中音谷時之共振模態，可發現節線位置位於揚聲板中心之兩側。
所以本文便採用雙激震器的方式於
對聲壓造成不良影響之模態有許多種，如何找出最佳的激震位置，使 所有模態對聲壓之不良影響減至最小，便是本文主要探討的問題。
利用最佳化方法，可以有效率的針對需求去設定限制條件以及目標函
數。本文利用最佳化方法之概念針對全音域之聲壓曲線的平滑去找出雙激 震器揚聲系統最佳之激震位置，使聲壓曲線趨於平滑，並且與實驗結果比 較，均有相同之趨勢。也藉由最佳化方法得到揚聲板長寬比與最佳激震位 置之關係，因此本文所使用之模型可作為將來設計雙激震器揚聲器時，設 計激
同，所以未來研究方向可以儘量使兩者更加一致。
第六章所討論之多激震器揚聲系統的激震數目設定為兩個，將來可
激震數目之關係作更進一步之探討，對於實務上設計 會更
震位置之參考。
7-2 未來研究方向
本文使用ANSYS建立模型分析聲壓，再與實驗比較，對中音谷的模
擬部分雖然十分相似，但仍有誤差產生，產生的誤差之原因可能為ANSYS 模擬與實際量測環境不
在
針對揚聲板長寬比與
有幫助。在揚聲板材料的選擇上，針對心層希望能找到與巴爾沙木一 樣輕但材料性質穩定、內部無孔洞且強度更高之材料，除了能降低實驗與 模擬之誤差，亦使整體揚聲系統之聲壓曲線更加平滑。
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表3-1 音圈規格表
項目 規格 公差 項目 規格 公差
BOBBIN 材質 KAPTON 補強紙一 宣花紙/0.06
厚度 0.075
內徑 H 25.4 ±0.03
全高 A 10.4 ±0.2
DCR(at 20C) 7.6 ±0.38
線材 SV 銅線
線徑 0.12
繞法/層數 普通繞線/2 層 錦線規格 3 股耐熱銅絞
圈數 58.2 ± 5 錦線長度 D 60 ±5
卷幅 G 4.5 ±0.3 錦線高度 F 上沿距頂1.5
最大外徑 I 26.24 MAX 出線類型 C d:同正向出線間隔
下餘白 J .1-0.50 錦線寬度 E 13 ±1
上餘白 K 0-0.5
表4-1 巴爾沙木之材料常數 巴爾沙木
E1 3.7GPa
E2 0.055GPa
E3 0.055GPa
PRXY 0.02
PRYZ 0.5
PRXZ 0.02
G12 0.055GPa
G23 0.055GPa/6
G13 0.055GPa
density 170kg/m3 thickness 2mm
表
玻纖預浸材
4-3 玻纖預浸材之材料常數
E1 38GPa
E2 8.27GPa
E3 8.27GPa
PRXY 0.26
PRYZ 0.3
PRXZ 0.26
G12 4.14GPa
G23 4.14GPa/6
G13 4.14GPa
density 1680kg/m3 thickness 0.125mm
表 4-2 碳纖預浸材之材料常數 碳纖預浸材
E1 146.503GPa
E2 9.223GPa
E3 9.223GPa
PRXY 0.306
PRYZ 0.25
PRXZ 0.306
G12 6.8355GPa
G23 6.8355GPa/6
G13 6.8355GPa
density 1550kg/m3 thickness 0.125mm
表6-1 長寬比6.44之揚聲板受單激震器激震之結果
音谷發 率(Hz)
谷聲壓落 差(dB)
揚聲板變形量 (mm)
節線位置 (mm) 中 生頻 中音
純巴爾沙 木板
440 14.296 0.344 51
碳纖三明 治板
1080 25.671 0.0664 51.7
部份加勁 板
0.1695 51.4 720 13.616
i 1 3 5 6 7 8 9 10
表 6-2 全 2
音域聲壓分析 4
時所抓取之頻率
Hz 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
i 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Hz 3800 5600 7400 9200 11000 12800 14600 16400 18200 20000
表6-3 長寬比 6.44之揚聲板之最佳激震位置
rst be ing m de 線
最佳激震位置(mm 受單激震器激震
fi nd o
節 位置(mm)
)
純巴爾沙木板 51 60
碳纖三明治板 51.7 62
部份加勁板 51.4 56
表6-4 碳纖三明治板在不同長寬比下激震位置最佳化之結果
碳纖 三明治板
(mm2)
長寬比
first bending
mode
d(mm)
最佳激震
d/x a/x
a(mm) 節線位置 位置x(mm)
108*27 4 32.1 39 0.823077 0.102564
174*27 6.44 51.7 62 0.833871 0.103871
216*27 8 61.3 74 0.828378 0.108108
270*27 10 82.1 99 0.829293 0.10101
圖 1-1 傳統錐盆式揚聲器
圖1-2 平面揚聲器
圖2-1 三明治結構位移場示意圖
圖 2-2複合材料板座標系統
圖2-3 複合材料板沿厚度方向之合力與合力矩
圖 2-4 複合材料疊層板示意圖
圖 2-5 複合材料板之邊界條件
圖 2-6 頻率-位移圖
圖 3-1 揚聲器示意圖
圖 3-2 揚聲器零件圖
圖 3-3 複合材料揚聲板製作及輔助材料疊層順序
圖3-4 熱壓機
圖3-5 複合材料揚聲板之加熱加壓硬化成型製程圖
圖 3-6 熱壓完成之複合材料揚聲板
圖 3-7 音圈
圖3-8 激震器結構
圖 3-9 激震器尺寸圖
圖3-10 懸邊之製作
圖 3-11 裁切後之懸邊
圖3-12 切割玻纖支承之刀具
圖3-14 組裝完成之平面揚聲器
圖3-15 阻尼量測實驗
圖3-16 聲壓量測實驗
圖3-17 由LMS 量測系統所得之揚聲器各項參數
圖4-1 shell91元素
圖 4-2 三明治選項(變形前)
圖 4-3 三明治選項(變形後)
圖4-4完整揚聲系統模型(包括揚聲板、音圈、彈性支承與懸邊)
圖4-5簡化後之揚聲系統模型(將音圈、彈性支承與懸邊以彈簧元素與質量 元素模擬)
圖4-6 圓形激振器的剖面圖
圖 4-7 ANSYS模擬與實驗結果之比較
圖5-1 懸邊以彈簧元素模擬之聲壓曲線圖
圖5-2懸邊以彈簧元素及質量元素模擬之聲壓曲線圖
圖 5-3 將接腳以彈簧元素模擬之聲壓曲線圖
圖5-4 將接腳以彈簧元素及質量元素模擬之聲壓曲線圖
圖5-5 簡化後與簡化前之模型以及實驗之聲壓曲線比較
圖 6-1 雙激震器揚聲板示意圖
圖 6-2 純巴爾沙木揚聲板受單激震器激震之聲壓曲線
圖6-3 純巴爾沙木板受單激震器激震時 440Hz之共振模態
圖 6-4 碳纖三明治揚聲板受單激震器激震之聲壓曲線
圖 6-5 碳纖三明治板受單激震器激震時1080Hz 之共振模態
圖 6-6 部分加勁揚聲板示意圖
圖6-7 部份加勁揚聲板受單激震器激震之聲壓曲線
圖 6-9 碳纖三明治板受雙激震器於節線位置激震之中音域聲壓曲線與受 單激震器激震之聲壓曲線比較
圖6-10 碳纖三明治板受雙激震器激震於 1050Hz之模態
圖6-11 碳纖三明治板受雙激震器於節線位置激震之聲壓曲線圖
圖6-12 碳纖三明治板受雙激震器激震於 4160Hz之模態
圖6-13 碳纖三明治對整體聲壓曲線平滑之目標函數曲線
圖6-14 碳纖三明治板在激震位置x=68mm之聲壓曲線
圖 6-15 激震位置x=62mm與x=68mm 之曲線比較
圖6-16 碳纖三明治板激震位置x=62mm分析與實驗結果之比較
圖6-17 純巴爾沙木板對整體聲壓曲線平滑之目標函數曲線
圖 6-18 純巴爾沙木揚聲板激震位置x=60mm與x=70mm 之曲線比較
圖6-19 純巴爾沙木揚聲板激震位置x=60mm 實驗與模擬之比較
圖6-20 部分加勁板對整體聲壓曲線平滑之目標函數曲線
圖6-21部份加勁揚聲板激震位置x=50mm與x=56mm之曲線比較
圖 6-22 部份加勁揚聲板激震位置x=56mm分析與實驗結果之比較
圖6-23 長寬比8之碳纖三明治板受單激震器激震之聲壓曲線
圖 6-24 長寬比 8之碳纖三明治板受單激震器激震時在 720Hz之模態
圖6-25 長寬比8之碳纖三明治板激震位置最佳化之目標函數曲線
圖6-26 長寬比8之碳纖三明治板激震位置74mm與單激震器激震之聲壓
曲線比較
圖 6-27長寬比 4之碳纖三明治板受單激震器激震之聲壓曲線
圖6-28 長寬比4之碳纖三明治板受單激震器激震在3080Hz 之模態
圖6-29 長寬比4之碳纖三明治板激震位置最佳化之目標函數曲線
圖6-30 長寬比4之碳纖三明治板激震位置39mm與單激震器激震之聲壓
曲線比較
圖6-31長寬比10之碳纖三明治板受單激震器激震之聲壓曲線
圖6-32 長寬比10之碳纖三明治板受單激震器激震在 480Hz之模態
圖 6-33 長寬比 10之碳纖三明治板激震位置最佳化之目標函數曲線
圖
曲線比較
6-34 長寬比10之碳纖三明治板激震位置99mm與單激震器激震之聲壓