[发明专利]一种基于平板扬声器的性能优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字家庭技术领域，具体涉及一种基于平板扬声器的性能优化方法。

背景技术

扬声器是一种将电能转换为声能的电声器件，扬声器在消费电子和声学技术的诸多领域发挥着重要作用。按换能方式分类，扬声器可分为电动式（动圈式）、电磁式（舌簧式）、压电式（晶体式）、电容式（静电式）、压缩空气式及离子式等。虽然扬声器的种类繁多，但电动式纸盆扬声器是最主要的扬声器产品。从声辐射特性角度来讲，传统的扬声器都是集中参数扬声器。例如，通常可将电动式纸盆扬声器等效为偶极子声源，如果其后部带有障板，则可等效为单极子声源。

20世纪90年代以来，分布参数扬声器得到迅速发展，引起了人们的广泛兴趣。分布参数扬声器主要表现为平面扬声器的形式（因此也叫做平板扬声器），具体可参阅图1，当然有些可以制作成形状复杂的曲面扬声器，满足特定场合的需要。由于平面扬声器不同于传统扬声器的物理特性（外形和重量）和声学特性，近年来掀起了研发和推广的高潮。目前，在音响产品中，由于平面扬声器的外形加以装饰后具有很强的观赏性，受到消费者的青睐。在其它领域（如水声工程和噪声控制）中，人们注意到它不同于传统扬声器的声辐射性能，在发展新的声学技术中能发挥独特作用，因而受到科研工作者的重视。

目前的研究表明，平板扬声器具有扩散性、频带宽、高频指向性宽等特点，但是在声重放质量上与传统高保真扬声器仍有较大差距。这是因为，平板扬声器工作在高阶振动模态状态中，不像传统扬声器的振膜工作在活塞振动状态，当且仅当振动薄板达到处处振动不相干的理想状态时，平板扬声器的性能才能达到最优；实际应用时，驱动器策动薄板作弯曲谐振，仅在一定程度上达到了理论假设的要求，弯曲谐振的结果将引起声压频率响应曲线起伏较大。采用均衡滤波器可以在一定程度上得到改善，但要从根本上提高其音质，必须从最根本的理论模型出发，研究薄板振动的声辐射机理，然后才能作进一步的分析并抑制平板扬声器响应的起伏，使平板扬声器性能得到理想的发挥。

发明内容

本发明的目的是解决平板扬声器用驱动器性能上的不足，通过得到平板扬声器用驱动器的电-力参数值，为以后的计算、模态仿真等做好准备，提供准确的数据优化方案。

本发明提供一种基于平板扬声器的性能优化方法，所述方法包括：

对上述构造的平板扬声器基于电阻抗模型测量方法，获得驱动器所有的电-力参数；

基于驱动器的电-力参数在平板扬声器的箱内衬微穿孔吸声材料，在箱体内构成至少为前后2个空腔；

采用有限元分析法结合薄板振动的偏微分方程，分别建立以基于模态分析和稳态分析下的平板扬声器理论模型，完成扬声器的性能优化。

所述对上述构造的平板扬声器基于电阻抗模型测量方法，获得平板扬声器驱动器的电阻抗和驱动质量包括：

建立驱动器的电阻模型并测得电阻抗曲线；

利用遗传算法根据电阻抗曲线优化模型元件参数值，使得由模型计算得到的电输入阻抗曲线与实测的电输入阻抗曲线相吻合，得到电参数值；

测得驱动器质量Mm，通过力-电参数的对应关系计算得到扬声器单元的机电耦合系数BI；

根据BI得到全部的电-力参数值。

所述基于驱动器的电-力参数在平板扬声器的箱内衬微穿孔吸声材料，在箱体内构成至少为前后2个空腔包括：基于驱动器的电-力参数优化设计不同的微穿孔参数，所述微穿孔参数包括：穿孔率、孔径、箱体空腔的深度。

所述微穿孔吸声材料为微穿孔板、或者微穿孔膜。

所述完成扬声器的性能优化包括：调节驱动器中的质量、数量、形状、面积。

以上技术可以看出，通过平板扬声器驱动器电-力参数测量方法，基于电阻抗模型，测得平板扬声器驱动器的电阻抗和驱动器质量，就可通过优化计算得到驱动器所有的电-力参数，计算结果精度高，且测量简单方便。根据此方法得到驱动器的电-力参数后，就能作进一步的分析并抑制平板扬声器响应的起伏，提高平板扬声器声性能；提出箱体内衬微穿孔吸声材料的方法分隔箱体，前空腔形成箱内谐振，同时微穿孔材料与后空腔形成特定频段的吸声效果以调节前腔内声场谐振强度，因此受控制的箱内谐振声场对平板的弯曲谐振产生反作用，使得振动平板特定频率处的谐振得到调节，从而使平板扬声器的声性能得到提高；使用基于有限元分析法结合薄板振动的偏微分方程的方法，提出模型，综合各种参数来求取驱动器的位置、质量、驱动等重要参数，以优化平板扬声器的性能。

附图说明