声学和扬声器基础知识教学大纲.doc

声学和扬声器基础知识教学大纲一、要求:掌握音频声学的基础理论和电\磁\机械学中与喇叭有关的基本知识,了解扬声器测试的要求和 T/S 参数的计算的原理和方法. 二、文化基础要求:高中三、内容与学时安排: 第一章音频声学基础 声波的产生 描述声学的物理量 声级,分贝及运算 声波的传播特征第二章人耳听觉特征 响度与频响曲线 音调与倍频音程 音色 波的分解,付氏解析法 失真与失真察觉 哈斯效应 屏蔽效应第三章电、磁、机械振动基础 电学基础知识 磁场与电磁感应 交流电路中的电容 交流电路中的电感 复阻抗 谐振电路 机械振动 电机类比第四章扬声器结构与参数测试 喇叭结构,名称(磁场,间隙, 短路环,音圈,锥盒, 指向性, 防尘帽,音架,弹波,边,磁流液) Thiele 和 Small 参数测试类比电路图 扬声器阻抗曲线及其物理解释 阻抗测试 质量测试 BL 测试,力顺测试 品质因素 Q的计算 等效容积 Vas 的计算 效率与灵敏度的测试 扬声器基本参数及 T/S 参数汇总 基于 PC 的扬声器测试信号,相位,clio, Sound check,Klippel, LMS. 第五章音箱,分频器的设计计算 音箱的设计 无限平板上的喇叭负载 封闭音箱中的喇叭 填充物的作用 倒相音箱的设计和计算 分频器的种类与计算第一章音频声学的基础 波动和声波 波动的数学描述振动产生波,如绳子的振动能量以波的形式传播。常用绳子多点的位移来描述绳子波的传动,一个波动可用正弦函数来表示。正弦函数: y=A sin ?A为最大振辐(m) ?为角度(相位角)。在 x-y 坐标系里,若 x 代表角度, y 代表振幅,画出的波形图叫正弦曲线。一般在电学、声学里,角度都用弧度表示: 2π=360 度, π/2=90 度。有时, x 轴取为时间, y轴为振幅,则可表示振幅随时间的变化,这时,正弦函数要写成: y=A sin( ω t)ω叫角频率ω=2π/T T为振动一次所需的时间,又叫周期。当t= T,ωt=2π;当t= T/2, ωt=π,当t= T/4, ωt=π/2 所以ωt 就相当角度。 T的倒数, 1/T = f,叫频率,表示单位时间(1秒)震动的次数。有时, x轴取为距离, y轴为振幅,则可表示振幅随距离的变化,这时,正弦函数要写成: y=A sin( ωx)ω叫角频率ω=2π/λλ为振动一次所的长度,又叫波长。ωx就相当角度。在使用表达式 y=A sin( ω t) 的时候,往往碰到在 t=0 时振幅不为 0的情况,这时,要把表达式改写成 y=A sin( ωt+?),?角可正,可负。也常把它称为相位角。周期 T,波长λ和频率 f,它们之间的关系是: f=1/T, (波速) C=λ/T=λf λ=C/f如: 1Hz 声波波长为 344m 10Hz 声波波长为 100 Hz 声波波长为 1000Hz 声波波长为 声波的形成(波的形成和传播)横波:振动方向与传播方向垂直纵波:振动方向与传播方向平行声波是一种纵波例如,受活塞作用,空气密度增加,压力加大,增大的压力在管内传播,就形成波动, 在声波传输的介质里的某固定点,压力随时间的变化可写成:P=P 0 sin( ωt+?)P 0代表空气密度增加时,气压的最大增量。 描述声波的物理量 声压 Sound Pressure 声波的传播就是大气压增压在弹性介质(空气)中的传播。 P=P 0 sin( ωt+?)P 0为声压振辐,单位是帕斯卡 Pa (N/m 2) 一个大气压为 *10 5 Pa即1000 hPa 。与交流电一样,常用有效值( RMS )( Root-Mean-Square ) P 0, Prms = P 0,即√ 2/2 P 0 以后我们提到声压如无特殊说明, 都是指声压有效值. 人耳能分辨的最低声压为 20μ Pa(当频率为 1000Hz 时)两人面对面交谈声压为 2*10 -2 Pa 织布车间噪声声压为 2Pa > 20Pa 时,人耳有痛觉最低声压 20μ Pa 是由弗来彻和芒森确定的(1000 Hz),500 Hz 时, 还要低, 当频率超过 1000 Hz 时,灵敏度会提高,最灵敏的频率是 Hz 频率 f 声源每秒振动的次数称频率,单位是 Hz, 声音的频率