7-1 結論
橢圓形激震器在磁通密度的分佈上確實有比圓形激震器還要大的優 勢。但橢圓形激震器需要注意其長短軸比值不宜超過 3，否則將使磁通密度 分佈均勻性下降而使推力不均勻造成振動板及音圈容易扭曲變形，另外整 體磁通密度的提升也會在此時漸趨平緩。因此以長短軸比為 2~3 之間為最 佳之橢圓形激震器尺寸。
在改良型態中，蓋子型激震器比一般激震器更能同時顧及氣隙磁區高 度與磁通密度值。由於當選用激震器時若需以足夠高度的氣隙磁區來增加 允許振幅或增加推動效率，同時又不希望磁通密度太小時，蓋子型激震器 便是一種值得考慮的型態。
反磁體對增加磁通密度有極佳的幫助，但當反磁體高度太大時會壓縮 到振動系統的振動空間。而瓶塞型反磁體則有折衷之功用。由於瓶塞型凸 出激震器之高度不多，但其反磁體積相較於凸出高度相同的單純反磁片型 來說為多，因此其反磁能力也較單純反磁片型為好。反過來說，當這兩種 型態的激震器反磁效力相同時，單純反磁片型必然總高度較高或允許振幅 較小，因此瓶塞型反磁體有較佳的適用場合。
激震器雖然是單純的揚聲器動力來源，但因與其交互作用的音圈將連 帶影響到振動系統質量，因此在設計激震器時，仍須考慮到與聲壓相關的 各項因數之全盤考量。
在激震器氣隙磁通密度的改良上，必須建立在與相同音圈的搭配。否
則，若使音圈的有效感應線長減少或使允許振幅下降，都將使得揚聲器的 聲壓感度下降。如此就有違提升氣隙磁通密度的本意了。也就是說在搭配 相同的振動板、懸邊等周邊，而氣隙磁區高度、氣隙寬度、搭配音圈皆相 同的條件下，當氣隙磁通密度較高時，則可以用較低的能量去推動出相同 的振幅與聲壓，此揚聲器也較不易發生因推力不足而使聲壓不足的失真情 形。
7-2 未來研究方向
1. 將橢圓形及改良型態之激震器與揚聲器其他周邊搭配後，實際量測 其聲壓並作進一步的探討。
2. 尋找更好的激震器改良設計，並將之應用在橢圓形激震器的改良。
3. 考量激震器帶來的失真影響，並以減少失真為出發點改善揚聲器的 聲壓感度。
4. 同時考量所有影響氣隙磁通密度的因數，找出更完整的關係曲線及 歸納出通用的經驗公式。
5. 嘗試分析探討不同外形的激震器(如操場中間為矩形而兩側為半圓 形)尋找其相較於橢圓形之優缺點。
參考文獻
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表 3-1 二維收斂模型尺寸表
表4-1 橢圓形激震器實做尺寸
表 4-3a 第一組橢圓形激震器實際量測值(Tesla)
表4-3d 第四組橢圓形激震器實際量測值(Tesla)
表 4-5 圓形激震器分析與量測值比較(Tesla)
二維分析值 三維分析值 實驗量測值(三次平均)
氣隙磁通密度 1.141 1.167 1.128
表5-1 驗證用基本尺寸及磁通密度 尺寸(mm)
GAP 1.5 Rin 14.8
Rout 18.3
t 2 Hup 4
Hmag 8
Hbottom 2
磁通密度 0.921843
表5-2a 具反磁激震器實物材料參數
材料性質 材料種類 空氣 磁體 導磁體
isotropic
Relative Permeability (μr) 1 1.05 6000 Anisotropic
Coercive Force (Hc) A/m 0 7×105 0
表5-2b 具反磁激震器實物尺寸
表 6-2 1000Hz 之聲壓
模擬值 B&K 量測 LMS 量測 聲壓(dB)
78.145944 75.67 78.06
振動板 框架
懸邊
圖 1.1a 電磁動圈式揚聲器上視圖
懸邊
振動板 框架
音圈
激震器
圖 1.1b 電磁動圈式揚聲器側視半剖面圖
振動板
懸邊
框架
音圈
激震器
圖 1.1c 電磁動圈式揚聲器四分之三剖面爆炸圖
圖 2.1 磁性材料的磁化曲線
圖 2.2 永磁材料的退磁曲線
圖 2.3 稀土鈷磁體的矯頑磁力曲線
圖 2.4 各種磁石退磁特性曲線
圖 2.5 內磁式激震器
圖 2.6 在兩種介質的邊界上做一個高斯表面和一條閉和路線
圖 2.7 理想磁路 上導磁片
磁體
導磁體
圖 3.1 內磁式與外磁式激震器
圖 3.2 磁場分析流程
圖 3.3 二維幾何模型
GAP Rin t
氣隙磁區 Hup
Hmag Htotal
Hbottom
Rout
圖 3.4 二維幾何示意圖
模型收斂曲線
1.105 1.11 1.115 1.12 1.125 1.13
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
分割單元長度
最大氣隙磁通密度
圖 3.5 二維模型的元素收斂範圍
圖 3.6 二維收斂元素模型
圖 3.7 三維上視幾何模型
Lout
Sout
Sin 導磁片 Lin
Hup
Hmag
U 形導磁體
磁體
Hbottom
Ltotal
Stotal
圖 3.8 三維幾何示意圖
圖 3.9 三維幾何模型
1.2 1.25 1.3 1.35 1.4 1.45
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 氣隙位置(由長軸處延橢圓路徑至短軸處)
磁通密度
4等分×6等分 6等分×8等分 8等分×10等分
4等分×4等分 2等分×4等分
圖 3.10 三維模型的元素收斂範圍
圖 3.11 三維元素模型
外 U 形導磁鐵
未充磁磁性材料 上導磁鐵
圖 4.1 組裝前之激震器零件
圖 4.2 組裝定位用置具
塗膠區
不塗膠預留排膠區
圖 4.3 上導磁片上膠區域示意圖
防止磁體滑動之硬化樹脂
圖 4.4 餘膠硬化防滑示意圖
圖 4.5a 高斯計主機
圖 4.5b 高斯計探針
圖 4.5c 高斯計探針尖端處
圖 4.5d 輔助歸零器
1mm 墊片
圖 4.6a 量測磁通密度架設(整體)
圖 4.6b 量測磁通密度架設(近照)
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025
量測高度
磁通密度
分析 實驗
圖 4.7 橢圓形長軸處氣隙磁通密度厚度方向分佈
0
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025
量測高度
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 量測高度
磁通密度
3D 2D 實驗值
圖 4.9 圓形氣隙磁通密度厚度方向分佈
直徑33圓激震器
0
1.05
0
路徑 終點
出發點
圖 5.6c 路徑示意圖
Sout
Aout
Hup
Gap Rin
Hmag
Ltotal
圖 5.7 圓音圈橢圓外磁式激震器幾何模型
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5
0 5000 10000 15000 20000
磁鐵體積(mm3)
磁通密度(T)
縮小內圓半徑 拉大橢圓長軸
圖 5.10 磁體體積與磁通密度關係圖
反磁片厚度
圖 5.11 具反磁片激震器之二維模型
0.9
b
a
圖 5.14a 基本尺寸磁力線分佈圖 Bavg= 0.930479524
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
0 0.001 0.002 0.003 0.004
氣隙量測高度
磁通密度
a b
(m)
圖 5.14b 氣隙磁通密度厚度方向分佈圖
b
a
圖 5.15a 蓋子形導磁片磁力線分佈圖 Bavg= 0.969897143
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
0 0.001 0.002 0.003 0.004
氣隙量測高度
磁通密度
a b
(m)
圖 5.15b 氣隙磁通密度厚度方向分佈圖
b
a
圖 5.16a 組裝不需上膠型磁力線分佈圖 Bavg= 0.972401429
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
0 0.001 0.002 0.003 0.004
氣隙量測高度
磁通密度
a b
(m)
圖 5.16b 氣隙磁通密度厚度方向分佈圖
b
a
圖 5.17a 厚度 1mm 外反磁片磁力線分佈圖 Bavg= 1.072189048
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
0 0.001 0.002 0.003 0.004
氣隙量測高度
磁通密度
a b
(m)
圖 5.17b 氣隙磁通密度厚度方向分佈圖
b
a
圖 5.18a 厚度 1mm 內嵌反磁片磁力線分佈圖 Bavg= 1.028677143
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
0 0.001 0.002 0.003 0.004
氣隙量測高度
磁通密度
a b
(m)
圖 5.18b 氣隙磁通密度厚度方向分佈圖
b
a
圖 5.19a 厚度 1mm 內嵌反磁片磁力線分佈圖 Bavg= 1.05941619
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
0 0.001 0.002 0.003 0.004
氣隙量測高度
磁通密度
a b
(m)
圖 5.19b 氣隙磁通密度厚度方向分佈圖
b
a
圖 5.20a 瓶塞型反磁片磁力線分佈圖 Bavg= 1.123193333
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
0 0.001 0.002 0.003 0.004
氣隙量測高度
磁通密度
a b
(m)
圖 5.20b 氣隙磁通密度厚度方向分佈圖
反磁體 導磁片 磁體 U 形導磁體
圖 5.21 具反磁片激震器之三維模型
0.9 0.95 1 1.05 1.1 1.15 1.2 1.25 1.3
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 沿路徑與出發點距離
磁通密度
無反磁區 876 700 500 300 100 0
圖 5.22 三維具反磁片模型收斂驗證
磁體 導磁片 U 形導磁體
圖 5.23a 蓋子形導磁片模型
0.9 0.95 1 1.05 1.1 1.15
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 沿路徑與出發點距離
磁通密度
基本型 蓋子型導磁片
圖 5.23b 蓋子形導磁片磁通密度分佈情形
U 形導磁體 磁體 導磁片 反磁體
圖 5.24a 厚度 1mm 外反磁片模型
0.9 0.95 1 1.05 1.1 1.15 1.2 1.25
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 沿路徑與出發點距離
磁通密度
基本型 加反磁型
圖 5.24b 厚度 1mm 外反磁片磁通密度分佈情形
0.92
K C
F
0s in w t m
圖 6.1 單一自由度振動響應模型
0 5 10 15 20 25
1 10 100 1000 10000 100000
振動頻率(Hz)
電阻值(Ω)
圖 6.2 頻率阻抗曲線
20 30 40 50 60 70 80 90 100
10 100 1000 10000 100000
頻率(Hz)
SPL(dB)
模擬值 LMS量測值 B＆K量測值
圖 6.3 聲壓曲線
漆包線線圈
捲幅
內徑
圖 6.4 音圈基本幾何模型
允許振幅 1
允許振幅 2
圖 6.5a 捲福高度小於氣隙磁區高度
允許振幅 1
允許振幅 2
圖 6.5b 捲福高度大於氣隙磁區高度
允許振幅
圖 6.5c 捲福高度與氣隙磁區高度相等
圖 6.6 以目標聲壓搭配周邊考慮激震器與音圈流程