結論與未來研究方向

fo感度及頻率就會越高；而音箱體積對單體以及低音管的 fo都有很大 的影響，當音箱體積越大，則音管fo與單體 fo感度及頻率就會越低，

而且音箱體積越小中音谷就會越平緩。

最後本文建立音箱設計準則可以針對各種音箱聲傳特性設計不 同的音箱參數，做為日後有關音箱設計之參考。

7-2 未來研究方向

經由本篇的研究以及討論，已經了解音箱各個參數對聲傳的影響，

以及利用振動分析與ANSYS模擬低頻到高頻音箱系統的聲傳表現，

在未來研究方向主要分為兩個方向，設計部分利用本文音箱設計準則 探討如何設計才能讓低音管的共振頻率有頻率低且高感度的表現；分 析部分增大K₂₂修正因子與音箱體積關係之範圍，驗證本文線性公式 是否可運用於其他音箱體積大小，以及改變音箱的幾何形狀，探討本 文方法是否可利用於其他幾何形狀的音箱，最後驗證本文分析方法是 否可利用於被動輻射型音箱。

參考文獻

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表 3-1揚聲器系統ANSYS模擬之材料常數

表4-1 單體揚聲器阻抗參數表

表4-2 含音箱阻抗參數表 巴沙木 碳纖維

E1(GPa) 3.7 138 E2(GPa) 0.055 7.5

G12(GPa) 0.05 4.5

G23(GPa) 0.0083 4.5/6 ν12 0.02 0.03 ν23 0.5 0.3 ρ(Kg/m3) 130 1400

Revc 4.600 Ohm Fo 127.664 Hz Cms 610.593u M/N Mms 2.545 g BL 2.020 T Qts 1.283

Revc 4.600 Ohm Fo 211.664 Hz Cms 216.684u M/N Mms 2.622 g BL 2.020 T Qts 1.832

表5-1 音箱參數表 音箱體積 2.58 10 m× ^{-4 3}

音管長度 10cm 音管孔徑 1.35cm×1.5cm

表 5-2 理論與實驗共振頻率比較表 低音管fo 單體fo

實驗 70Hz 216.5Hz

Helmholtz Resonance 153Hz

本文分析方法 85Hz 215Hz

加入K22修正因子 69.4Hz 215Hz

表 5-3 純單體與加音箱參數比較表 單體 加音箱單體 K 值 1637 N/m 4615N/m

Qts 1.38 1.832

ξ

0.362 0.273

f_o 127.664 Hz 211.16 Hz

damping

α −

^{290 362}

表5-3 各頻率下單體揚聲器與低音管振幅與相角之比較 頻率 單體振幅(m) 單體相角(度) 音管振幅(m) 音管相角(度) 70Hz 9.8×10^-4 -76.6195 1.3×10^-2 92.2608 210Hz 3.16×10^-4 -99.9085 1.9×10^-3 -63.6935 1000Hz 7.91×10^-6 176.97 1.798×10^-6 134.011 5000Hz 3.071×10^-7 179.449 1.144×10^-8 99.5593 15000Hz 3.408×10^-8 179.817 4.168×10^-10 93.2218

表6-1 不同音箱聲傳特性與音箱參數之關係表

音箱體積 音管長度 音管孔徑 低音管f^o頻率低 大 長 小 低音管f^o高感度 小 短 大

單體 f^o頻率低 大 單體 f^o高感度 小 中音谷平緩 小

圖1-1 密閉型音箱圖

圖 1-2 低音回復型音箱圖

圖 1-3 被動幅射式音箱圖

圖1-4 音箱等效電路圖[3]

圖 2-1 低音回復式音箱示意圖

圖2-2 雙自由度振動系統圖

圖2-3 單體揚聲器牛頓第二定律受力圖

圖2-4 音管牛頓第二定律受力圖

圖 2-5 被動輻射型音箱示意圖

圖 2-6 主動單體揚聲器牛頓第二定律受力圖

圖 2-7 被動揚聲

圖2-8

聲器牛頓第

揚聲器結

第二定律受

結構圖

受力圖

圖

2-圖 3-1

-9 含音箱

1 含音箱

箱單體揚聲

ANSYS 有

聲器數學模

有限元素 模型

素模型

圖3-2 內磁式激振器剖面圖

圖 3-3 揚聲板聲壓量測示意圖

圖 4-1 組裝完成之平面揚聲器

圖4-2 切割機

圖 4-3 音箱肋條

圖 4-4 低音回復式音箱完成圖

圖 4-5 單體揚聲器阻抗圖

圖4-6 聲壓量測示意圖

圖4-7 音箱量測聲壓實驗圖

圖4-8 阻尼量測實驗

圖5-1 純單體與加音箱實驗比對

圖5-2 K22修正因子為0.645 體積2.58×10^-4m³實驗理論比對

圖5-3 不改變 K₂₂音管長度8cm實驗與理論比對

圖5-4 不改變K₂₂音管孔徑1.5×1.5cm²實驗與理論比對

圖5-5 音箱體積2.82×10^-4m³圖

圖5-6 不改變 K22音箱體積2.82×10^-4m³實驗與理論比對

圖5-7 K₂₂修正因子為0.616 體積2.82×10^-4m³實驗理論比對

圖5-8 音箱體積2.14×10^-4m³圖

圖5-9 K22修正因子為 0.7體積2.14×10^-4m³實驗理論比對

圖5-10 音箱體積 1.42×10^-4m³圖

圖 5-11 K22修正因子為0.81體積2.14×10^-4m³實驗理論比對

圖5-12 四個不同音箱體積與 K22修正因子之關係圖

0.81

0.7 0.645

0.616

y = ‐1386.x + 1.003

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

0.00E+00 5.00E‐05 1.00E‐04 1.50E‐04 2.00E‐04 2.50E‐04 3.00E‐04

K22修正因子

音箱體積(m³)

圖5-13 音箱體積 3.03×10^-4m³圖

圖5-14 K22修正因子為0.59體積 2.14×10^-4m³實驗理論比對

圖 圖 5-15 音箱體積9.24×10^-5m³圖

圖5-16 K22修正因子為0.91體積 9.24×10^-5m³實驗理論比對

圖5-17 六個不同音箱體積與 K22修正因子之關係圖

圖5-18 音箱體積 5.04×10^-5m³圖

0.91 0.81

0.7

0.645 0.616

y = ‐1493x + 1.033 0.59

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

0.00E+00 5.00E‐05 1.00E‐04 1.50E‐04 2.00E‐04 2.50E‐04 3.00E‐04 3.50E‐04

K22修正因子

音箱體積

(m

³

)

圖5-19 K22修正因子為0.956 體積5.04×10^-5m³實驗理論比對

圖 5-20 音箱體積3.34×10^-4m³圖

圖5-21 K22修正因子為0.565 體積3.34×10^-5m³實驗理論比對

圖5-22 八個不同音箱體積大小與不同K 22修正因子關係圖

0.956

0.91

0.81

0.7 0.645 0.616

0.59 0.565

y = ‐1438x + 1.025

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

0.00E+00 5.00E‐05 1.00E‐04 1.50E‐04 2.00E‐04 2.50E‐04 3.00E‐04 3.50E‐04 4.00E‐04

K22修正因子

音箱體積(m³)

圖5-23 純單體 ANSYS有限元素模型

圖 5-24 純單體理論與實驗比對

圖5-25 含音箱揚聲板實驗與理論比對

圖5-26 純單體與含音箱分析比對

圖5-27 含音箱低頻到高頻分析與實驗比對

圖6-1 不同音箱體積實驗聲壓曲線比較

圖6-2 音管長度10cm與8cm比對

圖6-3 不同音管長度實驗聲壓曲線比對

圖 6-4 管徑1.35×1.5cm²與1.5×1.5cm²

圖6-5 不同音管孔徑實驗聲壓曲線比對

在文檔中 應用力學方法探討含音箱平面揚聲器之聲傳行為 (頁 47-80)