揚聲器系統設計手冊(第7版修訂)

Vance Dickason是美国扬声器设计师、电声专业作家，同时为众多扬声器厂商提供咨询服务。他是《Voice Coil》杂志的编辑，《Speaker Builder》杂志的特约编辑，以及担任1992年和1994年AES测试与测量分会主席。他于1978年开始出版的《Loudspeaker Cookbook》目前已出到第7版，并以英语、德语、法语、荷兰语、意大利语和葡萄牙语等多种语言出版，同时还出版了扬声器计算机辅助系统设计教程《Loudspeaker Recipes》，在电声专业人员和爱好者群体中受到广泛好评。

目　錄

第0章　揚聲器是怎樣工作的　1

0.1　電動式揚聲器　1

0.2　驅動系統　1

0.2.1　氣隙/音圈結構與Bl　3

0.2.2　短路環及法拉第環　5

0.2.3　音圈——骨架材料與捲繞結構　6

0.3　振膜　8

0.3.1　錐形振膜共振模式　9

0.3.2　錐形振膜指向性　9

0.3.3　錐形振膜形狀　10

0.3.4　防塵罩　10

0.3.5　球頂形狀　13

0.4　支撐系統　13

0.4.1　折環　13

0.4.2　定心支片　15

0.4.3　線性及漸進式支撐系統　15

0.5　揚聲器阻抗建模　15

0.6　功率、效率及房間大小　16

0.7　高 級換能器設計　17

0.7.1　為閉箱設計低頻揚聲器　18

0.7.2　為開口箱設計低頻揚聲器　23

0.7.3　為帶通箱設計低頻揚聲器　24

0.7.4　為緊湊型箱體設計低頻揚聲器　26

0.7.5　加長型導磁柱動力學　28

0.8　高 級換能器分析研究　30

0.8.1　Bl及順性的線性　31

0.8.2　短路環與失真　38

0.8.3　音圈溫度與磁路質量　40

0.8.4　音圈溫度與導磁柱氣孔　42

第 1章　閉箱低頻系統　45

1.1　定義　45

1.2　歷史　46

1.3　揚聲器的“Q ”和箱體響應　46

1.4　低頻揚聲器的選擇與箱體結構　51

1.5　箱體尺寸的決定以及相關參數　52

1.6　其他參數　64

1.6.1　參考效率(η0)　64

1.6.2　位移限制下的聲功率輸出(Par)　65

1.6.3　**大輸入功率(Per)　66

1.7　設計圖表示例　67

1.7.1　**低截止頻率　68

1.7.2　頻率響應的動態變化　68

1.8　箱體內的填充物　71

1.8.1　箱體填充的設計程序　72

1.8.2　箱體填充材料的實驗比較　73

1.9　多低頻揚聲器格式　82

1.9.1　標準式　82

1.9.2　推輓式　84

1.9.3　復合式低頻系統　85

1.10　電子輔助閉箱系統　86

1.11　質量加載技術　88

1.11.1　簡單質量加載調整法　88

1.11.2　被動式輔助質量加載揚聲器　90

1.12　閉後腔帶通式音箱　93

1.12.1　定義　93

1.12.2　補充術語　93

1.12.3　歷史　93

1.12.4　低頻揚聲器單元選擇　94

1.12.5　確定箱體大小　94

1.12.6　設計圖表示例以及電腦模擬　97

1.12.7　帶通箱的類型　100

1.13　非常規閉箱　101

第 2章　開口箱低頻系統　105

2.1　定義　105

2.2　歷史　106

2.3　揚聲器單元的“Q”和箱體響應　106

2.4　低頻揚聲器單元選擇　107

2.5　調整　107

2.6　箱體大小的確定及相關參數　111

2.6.1　箱體損耗　124

2.6.2　設計表2.1～表2.10的用法　125

2.7　計算導聲管尺寸　126

2.7.1　開口諧振與互耦　134

2.7.2　箱體調諧　137

2.8　附加參數　137

2.8.1　參考效率(η0)　137

2.8.2　位移限制下的聲功率輸出(Par)　138

2.8.3　**大電輸入功率(Per)　138

2.9　設計表格示例　139

2.10　QL的測量　140

2.11　調整失當導致的頻率響應變化　141

2.12　次聲濾波　144

2.13　箱體阻尼　145

2.14　雙低頻揚聲器類型　146

2.15　阻力式和分佈式導聲管　146

2.16　電子輔助式開口箱的設計　147

2.17　後開口式帶通音箱　149

第3章　被動輻射式低頻系統　153

3.1　定義　153

3.2　歷史　153

3.3　揚聲器單元“Q”與箱體響應　154

3.4　調整　154

3.5　確定被動輻射器的δ　157

3.5.1　使用設計表3.1　159

3.5.2　被動輻射器的位置和互耦　161

3.5.3　箱體調諧　161

3.5.4　附加參數　161

3.5.5　設計圖表示例　161

3.5.6　QL測量　162

3.5.7　頻率響應變化　162

3.5.8　次聲濾波　162

3.5.9　阻尼　162

3.6　被動輻射器帶通箱　162

3.7　擴大式被動輻射器　164

3.7.1　定義　164

3.7.2　歷史　165

3.7.3　結構　165

3.7.4　低頻揚聲器單元選擇　165

3.7.5　調整　166

3.7.6　箱體尺寸確定　166

3.7.7　使用設計表3.4　166

3.7.8　揚聲器單元與擴大式被動輻射器的互耦　167

3.7.9　箱體調諧程序　167

3.8　附加參數　168

3.8.1　擴大的被動輻射器系統的Vpr　168

3.8.2　設計圖表示例　168

3.8.3　調整失當的響應變化　169

3.8.4　次聲濾波　169

3.8.5　阻尼　169

3.8.6　雙低頻揚聲器單元結構　169

3.9　聲杠桿　169

第4章　傳輸線低頻系統　174

4.1　定義　174

4.2　歷史　175

4.3　管線阻尼的有關事項　182

4.4　傳輸線音箱調整表　186

4.5　設計成功的論文　187

第5章　箱體結構：形狀與阻尼　190

5.1　箱體形狀與頻率響應　190

5.2　中頻箱體　203

5.3　箱體形狀與駐波　204

5.4　箱體阻尼　205

第6章　揚聲器障板：揚聲器單元位置、分佈及其他註意事項　210

6.1　揚聲器單元障板位置引起的聲壓級的變化　210

6.2　揚聲器單元間隔導致的響應變化　234

6.3　障板面積(階狀響應)引起的響應變化　242

6.4　障板阻尼　245

6.5　衍射作用的主觀評價　247

第7章　被動及主動式分頻網絡　256

7.1　被動式分頻網絡　256

7.2　分頻器基本原理　257

7.2.1　2路高、低通分頻網絡的合成頻率響應　260

7.2.2　全通及線性相位分頻器　261

7.2.3　聲合成：揚聲器單元聲中心和零遲延平面　262

7.2.4　分頻網絡功率響應　266

7.3　2路分頻器的特性　267

7.4　3路分頻器網絡　288

7.4.1　3路分頻濾波器的特徵　289

7.4.2　3路全通分頻(APC)網絡設計公式　289

7.4.3　分頻器公式的應用　294

7.4.4　分頻器應用示例　297

7.4.5　分頻器設計的頻率響應測量　302

7.5　揚聲器單元負載補償電路　303

7.5.1　串聯陷波濾波器　303

7.5.2　阻抗補償電路　304

7.6　揚聲器單元衰減電路　305

　　 L型電路設計　317

7.7　響應形狀調整電路　317

7.8　分頻網絡電感　321

7.8.1　分頻網絡中的電容　324

7.8.2　揚聲器單元帶寬與分頻頻率　325

7.8.3　2路與3路分頻方案　326

7.8.4　界面響應與分頻頻率　327

7.9　揚聲器調聲　328

7.10　主動式分頻網絡　335

第8章　揚聲器測試　339

8.0　引言　339

8.1　術語定義　339

8.2　老化　340

8.3　測量諧振頻率(fs)　342

8.3.1　測量阻抗　344

8.3.2　測量復數阻抗　346

8.4　計算揚聲器單元空氣負載質量　348

8.4.1　測量揚聲器單元質量　349

8.4.2　計算揚聲器單元順性　350

8.4.3　測量揚聲器單元Bl　351

8.5　計算揚聲器單元音圈電感LC　352

8.6　計算放大器的電源內阻RG　353

　　 計算總串聯電阻Rx　354

8.7　計算揚聲器單元順性等效空氣體積Vas　354

8.8　測量揚聲器單元“Q ”——Qts、Qes和Qms　355

8.8.1　頻率響應測量技術　359

8.8.2　頻率響應測量設備　362

8.8.3　相位測量　365

8.8.4　測量用傳聲器　365

8.8.5　箱體機械振動測量　366

8.8.6　測量音圈溫度-時間關系　367

8.9　可能用得到的換算關系　368

第9章　揚聲器系統設計以及揚聲器-房間界面的CAD軟件　372

9.1　揚聲器系統設計軟件　372

9.2　房間設計軟件　388

9.3　聲卡房間分析儀　391

第 10章　家庭影院揚聲器　397

10.1　家庭影院與Hi-Fi　397

10.2　家庭影院揚聲器系統概述　399

10.3　左/右前置音箱　400

10.4　屏蔽要求　401

10.5　中央聲道音箱　402

10.6　垂直指向性控制　406

10.7　後聲道環繞聲音箱　407

10.8　Dolby Digital Surround EX-7.1聲道　411

10.9　超低頻　413

第 11章　汽車音響揚聲器　415

11.1　汽車音響揚聲器與家用揚聲器　415

11.2　密閉場與自由場聲學空間　415

11.3　低頻揚聲器單元在密閉場中的低頻性能　416

11.4　密閉場表現的電腦模擬　418

11.5　中央聲道聲像表現的設計　425

11.6　噪聲控制　428

第 12章　2路系統設計實例：家庭影院音箱及錄音室監聽音箱　430

12.1　LDC6家庭影院系統　430

12.2　前置音箱　431

12.2.1　中、低頻揚聲器單元　431

12.2.2　高頻揚聲器單元　434

12.2.3　分頻器模擬　435

12.2.4　成品　437

12.2.5　裝配細節　440

12.3　中置揚聲器箱設計　441

12.3.1　低頻揚聲器單元　441

12.3.2　高頻揚聲器單元　443

12.3.3　分頻器模擬　443

12.3.4　成品　445

12.3.5　裝配細節　447

12.4　後置環繞聲揚聲器箱設計　448

12.4.1　低頻揚聲器單元　448

12.4.2　高頻揚聲器單元　450

12.4.3　分頻器模擬　451

12.4.4　成品　453

12.4.5　裝配細節　454

12.5　有源超低頻音箱設計　455

12.5.1　揚聲器單元模擬　456

12.5.2　成品　458

12.5.3　裝配細節　458

12.6　LDC6家庭影院揚聲器系統的表現　459

12.7　LDC6監聽音箱設計　459

12.7.1　低頻揚聲器單元　459

12.7.2　高頻揚聲器單元　463

12.7.3　分頻器模擬　463

12.7.4　成品　465

12.7.5　裝配細節　467

12.8　LDC6監聽揚聲器箱的主觀性能　468

後記　469

附錄　常用計量單位的轉換　470