微型扬声器摆动模态的分析与优化

发布时间：2020-12-25 03:57

　　不同于常规的电动式扬声器,微型扬声器由于空间限制,通常缺少定位支片等部件。在微型化、高声压级的发展趋势下,微型扬声器及其系统的摆动模态问题尤为突出,严重影响微型扬声器及其系统的性能提升。本文基于有限元法,在考虑激发根因的基础上,建立了微型扬声器摆动模态的有限元分析模型,探究了由质量、劲度、磁场不对称等因素导致的摆动模态对微型扬声器振动特性的影响。本文从实验的角度出发,探究了摆动模态对微型扬声器辐射特性的影响。针对当前广泛应用的侧出声结构,本文建立了声负载不对称条件下微型扬声器系统振动的有限元模型,探究侧出声结构微型扬声器系统的摆动模态,并提出了改善方法,为微型扬声器及其系统的设计提供指导。本文主要工作包括为三部分:第一部分通过有限元法建立微型扬声器摆动模态的有限元分析模型,在准确建模的基础上,本文通过有限元计算,分析了微型扬声器摆动模态对其振动特性的影响。第二部分为微型扬声器摆动模态对其辐射特性的影响研究。通过激光传感器采集微型扬声器振膜上各点的振动信息,从实验的角度,探究了微型扬声器摆动模态对其辐射声场的影响。第三部分主要针对侧出声结构下微型扬声器系统的摆动模态问题进行分析。基于有限... 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１微型扬声器摆动模态（绕短轴方向摆动）??

２．１基于刚体运动假设的模态分析法??完整的摆动模态可以分成三个部分：描述沿ｚ轴方向的平移量和描??述１、＞；轴倾角的转动量厂、，如图２．１所示，假设振膜质量集中在点Ｃ．Ｇ处，??劲度尺？，，和力阻圪，集中分布在折环上。??ｘ??图２．１微型扬声器参数分布??扬声器生产过程中的缺陷，如振膜材料或厚度分布不均匀，悬置部件形状和材??料的变化，以及磁场的差异性等，都会产生力矩。在这些力矩的综合作用下扬声??器会绕某一旋转轴转动，产生一个大小为Ｌ的倾角，如图２．２所示，这就是摆动??模态。此时扬声器受四部分力：促使它振动的系统机械力不会产生力矩，仅??使扬声器发生沿ｚ轴方向的平移；磁场差异产生的力矩仏％位于音圈前端与振膜??接触的任意位置处，劲度不对称产生的力矩出现在悬置部件与振动部件之间，??质量分布不均匀产生的力矩可以看作振膜质心的改变，即图２．１中点Ｃ．Ｇ不??在振膜中心点。下面对各个力矩逐一进行分析。??５??

造成质量不均匀的原因有很多，如振膜材料、厚度不均匀，胶水涂抹不均匀??等。扬声器两边的质量差Ａｗ使振膜受到大小为的力矩，从而产生倾角为？的??转动，如图２．３所示。??＼??ｍｍ???丨丨丨?丨丨卜?＾??ｉ１?Ｉｕｒ￣?￣ｉ＾?Ｉ?＊１??？?—??Ｉ??图２．３质量不均匀??质心处质量为ｃ／ｍ的部分受到的力和力矩为：??／ｍ?＝?Ｊ?（ｘｃｏｉｌ?＋?￡Ｔｍ?）ｄｍ?＝?Ｍｍｓｘｃｏｉｌ?＋?Ａｍｒｍ?（２．１）??Ｍｍ?＝?｛｛ｘｃｏｉｌ?＋?ｓｒｍ?）ｓｄｍ?＝?Ａｍｘｃｏｉｌ?＋?Ｉｃｆｍ?（２．２）??假设质量分布在质心附近则可以表示为振膜两端的??质量差，￡为两端距离，瞬时转动惯量Ａ?＝＃从？？。此时振膜受两个力作用：促??使振膜以加速度，ｘｒａ，．，Ａ＊２上下振动的力人，和产生倾角为＾的力矩。??此力矩作用下产生的倾斜角度的振幅取决于不规则质量分布所产生的重心偏移??量。质量问题是一个动态过程，当扬声器的音圈加速度很高时它在共振频率上起??主导作用。??６??

【参考文献】：
期刊论文
[1]微型扬声器摆动模态对其辐射声场的影响[J]. 毛燕蓉,沈勇.  应用声学. 2019(02)



本文编号：2936914