[发明专利]一种基于有限元法的扬声器联合仿真方法

权利要求书

1.一种基于有限元法的扬声器联合仿真方法，其特征是，利用Cadence中OrCADCapture和Pspice A/D进行电路设计和仿真实验，得到功放电路，产生交流正弦波信号，利用MATLAB对正弦波信号进行采样后输入到COMSOL，作为进入COMSOL扬声器模型中的激励信号；最后进行扬声器的声学，固体力学和电磁学的仿真实验；包括以下步骤：

步骤1、选取与当前实验所用扬声器相匹配的D类功率放大器；

步骤2、根据所选的D类功率放大器，利用OrCAD Capture搭建电路模型，绘制功率放大器电路的原理图；

步骤3、利用Cadence中Pspice A/D基于原理图进行仿真实验；

步骤4、将Cadence中获得的仿真结果，进行Pspice与MATLAB的综合电路仿真与分析；

步骤5、进行MATLAB与COMSOL的联合仿真；

步骤6、在COMSOL中建立扬声器模型，进行扬声器各项参数测试；

步骤1所述D类功率放大器满足以下条件：

A、功率放大器的不失真输出功率应不小于扬声器额定功率的总和；

B、功率放大器的阻抗与扬声器阻抗相等；

C、功率放大器的电频率的频带宽度应当远大于扬声器的声频率响应宽度；

D、功率放大器与扬声器的阻尼系数应当匹配；

步骤3所述仿真实验包括在Pspice A/D中进行参数设置、时域参数分析，以及检验仿真结果；

步骤4的实现包括在MATLAB中建立新的电路模型，调用其中的slps模块，得到进一步采样转化后的谐波电压信号；

步骤5所述进行MATLAB与COMSOL的联合仿真包括将Cadence中获得的仿真结果导入MATLAB中进行采样转化，得到输入COMSOL的采样信号；从而实现MATLAB与COMSOL的数据传递；

步骤6的实现包括从MATLAB中调用函数到COMSOL中建立模型，设置边界条件，求解各项参数；或直接将MATLAB采样转化后的谐波信号传入到COMSOL中，作为其扬声器仿真的激励源，对扬声器振动时的有效磁导率，线圈瞬时电压，感应电流密度，封闭线圈电感，声压级，灵敏度，总阻抗进行测试。