使用集总参数进行压缩驱动器的建模

集总参数

集总参数建模压缩驱动器

建模一个压缩驱动器，出口S4直径1.4英寸（约36mm），球顶膜片直径86mm。示意图如上。

膜片有效面积S0，相位塞入口面积S3，其压缩比S0/S3。S1代表膜片折环。

磁场用B表示，磁场驱动通电音圈上下运动，F为洛伦兹力。

V0代表前腔容积，V1代表折环下的密闭腔体容积。

如果给驱动单元增加行波管，再测试分析。行波管会提供一个稳定的辐射负载。

其中ρ为空气密度，c为声速，S4是行波管管口面积。

首先忽略所有声学组件，专注电学和力学模型。和常规的动圈扬声器一样。不做过多阐释。

电磁力驱动音圈

力学振动模型

电力耦合模型

检查模型，和实测的阻抗对比。谐振频率Fs=625Hz。

简单的声固耦合模型

前腔声学顺性，V为容积

忽略相位塞的复杂结构，以及假设相位塞通道横截面面积线性增加。

波数k=w/c，相位塞通道长度L，Smo为出口面积，Sth为入口面积。

先不考虑增加号角或行波管进行测试，直接自由辐射。使用声学边界元BEM对辐射进行建模。

压缩驱动器的简化建模

仿真实测的频响和阻抗对比

更精确的模型。考虑后腔的声学路径，会增加额外的声质量。

可以看到阻抗的吻合程度更好，说明是有效的

可以看到高频的频率响应匹配还不够好。

使用激光对膜片振动进行测量，发现膜片在高频段发声了分割振动，不再是活塞振动。

将测量到的膜片速度均一化后，得到下图绿色的曲线。对仿真得到的频响曲线进行补偿。发现吻合程度提升了很多。

集总参数建模的优点是计算速度，以及可以快速优化设计。缺点是精度受限。实际研发中要灵活使用。