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扬声器热功率压缩

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01


热功率压缩


理想的扬声器,灵敏度会随输入的功率线性增加。但功率越大,音圈温度升高, 直流电阻上升, 造成扬声器的灵敏度下降。这就是扬声器的功率压缩现象。


输入扬声器的电功率的绝大部分转化为热功率。包括音圈热功率和铁芯中涡流的热功率。小部分成为有效的声辐射功率 。剩余的消耗于空气阻尼,机械阻尼等。


非线性功率压缩下次讨论。


02


估算


电阻与温度换算公式 Rt=R20*(1+α(t-20))

R20为20℃时的导体电阻,Rt为在温度为t时测得的电阻值,α为导体的电阻温度系数,铜取0.00393,铝取0.00403。t为测量时的温度。


按直阻随温度变化,估计扬声器灵敏度功率压缩。


可以看出来基本上接近线性变化。



 

03



仿真

扬声器的阻抗是频率的函数。音圈的温升造成的扬声器灵敏度功率压缩 , 在整个频率范围内也是变化的。


可以使用有限元仿真对比不同温度情况下的频响曲线。


尝试两个简单的模型。


阻抗曲线随温度变化


阻抗变化差值



频率响应曲线随温度变化


灵敏度压缩不同频率的值




可以很明显看到,在扬声器Fs附近,其灵敏度的压缩是最小的。在Fs附近音圈振动速度最大,散热更好。



和公式估算的结果有个大致的对照。



扬声器的功率压缩是与热的耗散直接有关的 , 输入的功率越大 , 散热条件又差。音圈及磁体的温升越高 , 功率压缩越明显 。


要减少功率压缩 , 必须要有良好的散热设计 , 以降低音圈和磁体的温升。



来源:声学号角
振动非线性热设计
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首次发布时间:2022-11-01
最近编辑:2年前
声学号角
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