KLIPPEL SCN结果介绍

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SCN扫描系统可以通过三角激光传感器精确测量辐射体表面的振动情况和几何尺寸，这些特性包含重要信息，可以导出描述扬声器振动和辐射行为的二级参数，而SCN分析软件将这些数据可视化，用于扬声器的设计和诊断。

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*****声压*****

除了用麦克风直接测量，也可以利用喇叭单元的分布式力学参数和声边界几何特征（如箱体、号角等），用数值分析工具去预测声压，其中有限元分析法FEA和边界元分析法BEM获得的预测精度较高。Kirchhoff方程（见下图）是BEM分析的基础，观察点处的声压可以通过扬声器表面满足振膜和刚性箱体边界条件的单极子和偶极子来预测。

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SCN分析软件中采用瑞利积分，仅使用单极子来预测远场声压，是BEM的快速近似替代方案。通过单极子声源的振动速度ν(rc)和相对应的面积dSc所组成的体积流，dQ=ν(rc)dSc, 即可得到振动面Sc上每个点rc的声辐射，进而计算得出振动面在观测点所产生的声压p(ra)。

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上式中的第一瑞利积分对于安装在无限障板上的浅层辐射体给出了足够准确的近似。但是，当辐射体的发射源与远场中的接收点之间不存在自由传播条件时，这个积分近似就不适用了。另外，此近似也忽略了衍射现象，而这也是声传播的重要部分。

有了远场声压后，就可以计算出很多声学相关参数了，包括声压级、声功率、指向性指数等等，其相互关系见下图：

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*****累积加速度级AAL*****

AAL（Accumulated Acceleration Level）是SCN分析软件中一个非常重要的参数，定义为：

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其中Paa(ra)为声压势能：

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上式中振膜上加速度的绝对值由所有点rc在辐射面积Sc上积分得到，而其他常数和在远场参考点ra处计算声压（忽略相位信息）类似。由此看来，AAL其实描述了振膜的整体机械振动（整体能量，通过绝对值计算把负向的运动能量也计入其中）；它可比于声压级，但是绝不会小于声压级（声压级考虑了相位信息，会产生抵消效应）；在低频段，振膜做活塞运动，所有点处的相位一致，此时AAL和SPL相等，高频段后，振膜开始分割振动，有的点向上振动，有点向下振动，出现相位不一致情况，因而产生抵消cancellation，声压级会小于AAL。如下图：

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*****轴对称分解*****

大部分情况下扬声器振膜形状是圆形的，我们可以把总体振动分解成径向和周向两部分。

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其中，径向上的模式传播可通过将振动v对角度φ平均得出径向速度来计算，而周向模式则为总振动量与径向振动量的差值。两个分量的SPL和AAL都能进行定量评估并在SCN软件中进行动画演示。

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一般而言，周向的AAL会随着频率的增加而提高，具有高振幅的周向模式将会导致显著的非线性失真，同时也会降低径向的声压级输出。另外，周向模式会产生显著的旁瓣，使得指向性指数降低。如果低频处的周向模式明显很高，很可能是该频率处产生了摇摆问题，从而导致音圈擦圈。

*****声压相关分解*****

总振动可以依据它对声压输出的不同贡献（正向，负向，无影响）分解成三部分：

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同相(in-phase)分量Vin(rc)对观测点ra的声压(p(ra))是有正向的贡献。反相(anti-phase)分量Vanti(rc)负向的贡献，并会造成声压(p(ra))的下降。正交(quadrature)分量Vquad(rc)利用辐射源表面上其它点的贡献完全补偿，并且不会影响到观测点ra的声压(p(ra))。

上述声压相关分解的三个分量可利用下图对其AAL和SPL响应的比较进行更详细的说明：

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同相分量SPLin=AALin可能大于总SPL但不会超过总AAL。在振膜分裂前，也就是不考虑反相和正交分量的情况下，二者曲线是重合的。
反相分量产生的SPLanti和AALanti相同，在分裂频率处二者的值快速上升，但不会超过同相分量SPLin和AALin的值。然而，如果同相分量和反相分量之间的差异较小，就会引起总SPL曲线上的一个谷值（声抵消）。
正交分量不会产生声压，AALquad可能会超过同相分量但不会大于总AAL。在380Hz处的峰值预示着摇摆模态。

*****有效辐射面积Sd*****

有效辐射面积Sd对于描述声波辐射来说是一个重要的集总参数，因为它决定了电声换能单元的声学输出（SPL、声功率）以及效率。该参数通常可以从辐射器的几何尺寸推导出来，通过读取折环区域中间的直径d。

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该近似方法需要假设音盆呈刚体运动，且折环大小不宽于外径do的10%。对于使用大折环的低音扬声器，其折环面积相对于振膜来说较大，并且弯曲的几何外形相对于折环的偏移有非线性衰减；还有高音扬声器、耳机、号角压缩驱动单元以及微型扬声器，它们利用振膜本身的外部部分作为悬挂系统，使用该近似则会有误差。有效辐射面积Sd的精确测量则必须通过机械/声学传感器测量总体积速度q来计算。

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该计算是将整个辐射面（包括音盆、折环等）当作刚体活塞，其振动速度是音圈速度vcoil的平均值，活塞表面积Sd产生的体积速度q与辐射面积Sc产生的体积速度相等。在SCN软件中计算Sd时需要输入计算半径rcoil，其大小应该接近于实际音圈半径以代表单元在活塞模式下的线圈运动。如果指定的半径过大，速度随半径增加而降低，那么音圈速度将小于实际大小，导致有效辐射面积Sd大于实际值。

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