专业音箱中压缩高音的技术和产品演进

压缩高音简介

• 压缩高音之所以叫压缩高音(或者压缩驱动器)，是因为通过相位塞和号角对扬声器单元驱动的空气进行压缩，提升其输出声功率

• 下图是简单的原理和结构说明。其压缩比为Sd/St。

有效工作频段和膜片分割振动

3寸钛膜，激光扫描

压缩高音结构

目前主要有两种压缩高音结构：

•向后辐射球顶振膜压缩高音。

•振膜材料以纯钛膜或钛膜+复合边为主。

•向前辐射环状振膜压缩高音

•振膜材料以PEN，Kapton等材料为主。

频率响应下限

频率响应上限

常规相位塞设计

•振膜和相位塞之间的间隙应尽可能小，在考虑振膜的位移以及部件和装配的公差前提下。

•在号角喉口增加相位塞后，振膜各处到达出口出的声学路径差减小了很多。

•障碍尺寸最好小于最高频率波长的一半，否则声波之间会产生不必要的干涉。声速按340m/s，那么20kHz声波波长为17mm，波长一半为8.5mm。一般尽可能做到10mm以下。

压缩高音相位塞设计

•为得到良好的频率响应，除了增加膜片强度/密度和阻尼外

•还需要综合考虑相位塞通道数量，通道宽度和通道形状

•一般采用模态抑制法设计+有限元仿真优化

压缩高音非线性来源

•磁路系统非线性

Ø力系数非线性Bl(x)

Ø电感非线性Le(x)

•振动系统非线性

Ø劲度系数非线性Kms(x)

Ø振膜分割振动

•声场非线性

Ø前腔空气刚度非线性Cmf(x,p)

Ø前腔空气粘性损耗非线性Rmf(x,f)

Ø前腔声质量非线性Mmf(x,p)

Ø号角中声速随高声压变化C(p)

前腔声场非线性

当振膜运动向相位塞或者声压增加时，压缩腔中的空气变得更"硬"(刚度增加)。

当振膜运动向相位塞或者频率升高时，压缩腔中的空气粘性损耗增加

当振膜运动向相位塞或者声压增加时，压缩腔中的空气等效质量也会随之增加。

压缩高音仿真

• 磁力声三场耦合，计算压缩高音在号角或行波管中的频率响应

• 优化压缩高音磁路/膜片/相位塞设计

压缩高音演进