(內部教學示範用,模擬資料)

如何設計好一個汽車音響音箱

2025年6月27日 18:04

揚聲器在汽車音響的功能為音樂,人聲的表現要清晰、均衡、舒適喇叭一般在汽車內的聲音表現好壞,基本上要先從喇叭的頻響、T-S參數、諧波失真、相位等等的測試資料去做分析。

頻率響應曲線

頻率響應曲線,一致認為頻響曲線,音壓對頻率的分布圖越平坦,沒有劇烈的高低起伏的變化為佳。

T/S 參數

T-S參數:T-S 參數是由喇叭單體在自由空間的阻抗曲線加上已知附加質量於振盆的中心周邊均勻分布的另一個阻抗曲線而計算出來,其參數內容主要為:

  • 音圈的直流電阻 Rdc
  • 自由空間的低頻諧振頻率 Fs
  • 音盆、璇邊、彈波、防塵蓋、音圈振動材的懸吊柔順性 Cms
    Cms=1/((2*pi*Fs)^2*Mms)(um/N). Mms : Kg M: Meter N : Newton
  • 第三項的加總及組合膠水的質量 Mmd
  • 第四項的質量加上音盆在Fs點震動時推動的前後空氣質量:Mms =(Mmd+2*Mair) =Mmd+575*Sd^1.5 Sd:喇叭有效震動面積(cm^2)

  • 在Fs點所推動的空氣容積 Vas=355*(Sd/pi)/ (Fs^2*Mms). Sd: cm cm/2. Mms : gr.

  • 從阻抗曲線在 Fs 阻抗峰值 Zmax 的兩側對稱曲線計算得出的三個參數:

  • 機械阻尼Qms=Fs/delta F*(Zmax/Rdc)^0.5
  • 電氣阻尼 Qes=Qms/[Zmax/(Rdc-1)]
  • 總阻尼 Qts=Fs/delta F/(Zmax/Rdc)^0.5
  • 推力因素 BL=(2*pi*Fs*Mms*Rdc/Qes)^0.5
  • 機械抵抗 Rms=2*pi*Fs*Mmd/Qms (kg/sec.) 另可算出加速度因素「=BL/Mmd/Rdc(TM/kg-ohm)
  • 能量轉換成聲能之效率 No=[9.64* (10)^( 10)](Fs)^3* Vas/Qes
  • 在自由空間的理論音壓值 S.P.Lo = 112+10*log (No).

 

如何選擇音箱型式?

從以上的參數測試數據就可以應用到音箱的設計從 EBP=Fs/Qes 值,以70 為界限,70以下適合密閉式.一般適合A 柱中音音箱。

密閉式音相計算

音箱淨容積Vb=Vas/[(Qtc/Qts)^2-1]

裝箱後系統低頻諧振頻率 Fc=(Qtc/Qts)*Fs

裝箱後系統低頻-3dB 點

反射式音箱設計:適合於超低音系統

反設式音箱設計的選擇有很多種,但以選擇低頻延伸之斜率為24dB/8

度音程(24dB/Octave)為控制力最佳,它的計算式如下:

  1. 淨音箱容積 Vbb=15*Vas*Qts^2.87 (Liter)
  2. 系統之調諧頻率 Fbb=0.42*Fs/Qts^0.9 (Hz.)
  3. 系統之 -3dB點(有效截止點)Fb3=0.26*Fs/Qts^1.4 (Hz.)
  4. 風管尺寸:長度L=[94250/(Vbb*Fbb^2)]* 2 1.595r.

r為圓形風管內徑(cm)實務上,長度為上式計算值 *0.9為恰當.

5.Sdport= 風管截面積.

與低音喇叭有效發生面積 Sd 的比例:Sdport/Sd=0.15~ 0.4為恰當,一般設計時要考慮最終的承受功率 Per 的大小,若Per 大,則此面積比就要大較好

開口式的最大有效音樂功率 Par=3.0×Fb34× Vd2

開口式的最大有效電氣功率 Per=Par/No.

開口式的最大有效聲壓 SPLO=112+10log10n0

判別喇叭的聲音頻值良好度從阻抗曲線衍生的相位曲線在Fs 以下為電感性(+),在Fs至Fzmin 為電容性(-),若FL及FH為相位值P之峰值,則:

1.a.FL 越低 PFL 越高(60。或以上),代表其低頻溫暖度、深沉度表現越佳。

b.FH 越低 PFH 越低(-60。或以下)則代表低頻強勁及清晰度越佳。

2. 從加速度因素「 值得到:

「越高,則聲音清晰度越高

但「值太高則對低頻的延伸時間會較短(深沉度不佳),也就是強勁度高而温暖度充足.

3. 從參數 Qms/Qts 值以6為界限,則a.6以下:為低音的勁度較差,清晰度較差。

b.6以上:為低音的勁度可接受,清新度可以。

C. 若此值在15以上,則聲音的品質趨向於粗糙尖銳。