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-- 作者:风的指纹 -- 发布时间:2012-6-2 12:23:18 -- [原创] 倒相箱/倒相管 探析
● 倒相箱原理并非“驻波”(波导)——而是“亥姆霍茨共鸣器”,两者有本质区别——前者(驻波)属于“分布参数系统”振动,产生“并联共鸣”;后者属于“集中参数系统”振动,产生“串联共鸣”。
● 倒相箱——f = fop时(阻性),为“力阻控制区”,气流速度v与f无关;f>fop时(感性),为“质量控制区”,加速度a与f无关;f<fop时(容性),为“弹性控制区”,振幅A与f无关。
倒相箱“串联共鸣”fop时(力阻控制区),Rm为主导,v=F / Rm——故↑Rm,气流速度v ↓(F一定),则雷诺数Re↓(Re =ρv d /μ),“湍流”↓。
“↓湍流”——是倒相箱设计的主要难题之一,湍流可产生“气流噪声”/ ↑失真,↑能耗/↓效率——↓湍流,关键在于↓倒相管气流速度v。
采用矩形或不规则形状的倒相管可以↑Rm,↓“气噪”——Rm↑,速度v↓,Re↓——但处理不当容易发生“转捩”,↑湍流(尤其输入功率PIN↑时) 。
B&W 600系列倒相管采用流线型设计,表面“凹孔”内空气阻尼D可↑Rm /↓气流速度v ——则湍流↓,噪声↓,失真↓。
Ma<1,则S↓/v↑(流体“连续性方程”)——S↓,则管径d↓;v↑,则p ↓(伯努利方程)——故d↓/ p↓/v↑。
实际上,综合采用“↑压强P /↑Rm”的方式,控制气流速度v以↓湍流——比单纯“↑Rm”更有效——d↑/ p↑/v↓,v ↓,则Re↓/湍流↓。
● 倒相管管径d↓——管壁粘滞层对气流速度的影响↑,则Rm↑/ v ↓;但d↓/ p↓/v↑,Re↑——故细管比粗管易产生“气噪”(湍流↑) 。
倒相管管长L↑——管壁Rm↑,沿程损失↑,则v ↓,故短管比长管易产生“气噪”。
故应综合Rm / v / p等因素考虑,才能化解矛盾,获得一种平衡——相对于均匀管,“变压管”Rm / v / p等不断变化,如果处理不当,更容易发生“转捩”,湍流↑。
●“声短路”(Acoustic Short Circuit)——振动方向相反的两列声波在空间相遇后相互抵消的现象,声压级SPL为零。 由两个相距很近,以相同振幅/相反相位(相差180°)的小球源组成的“声偶极子”可以产生“声短路”(尤其是低频)——“声短路”会导致电声转换效率下降。
由于“声短路”问题,一般扬声器系统都采用封闭式音箱结构(相当于无限大障板)——虽然避免了“声短路”——但却无法利用扬声器背面的辐射声能,效率低。
低频扬声器系统大多采用“亥姆霍兹共鸣器”(如倒相箱)改善低频响应,同时利用扬声器背面的辐射声能——但声辐射效率提升的带宽很窄,仅限于共鸣频率附近。
实际上,倒相箱共鸣频率之外——扬声器振膜正面与背面声辐射其它频率的声波,都可能会通过倒相管发生“声短路”。 “声短路”会导致辐射效率下降/低频响应变差——“声短路”还会影响到音质与音色(如结像力/解析度/声音质感/层次感/动态范围等方面)。
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-- 作者:skyla03 -- 发布时间:2012-6-3 13:16:46 -- 学习了 |
-- 作者:风的指纹 -- 发布时间:2012-6-3 16:08:54 --
由于个人能力有限,只能“发现问题”,提出来而已,远没有解决——权当抛砖引玉罢了 。 |
-- 作者:hzjxl163 -- 发布时间:2012-6-4 9:14:35 -- 很不错的资料 |
-- 作者:风的指纹 -- 发布时间:2012-6-4 11:13:45 -- 班门弄斧—— |
-- 作者:风的指纹 -- 发布时间:2012-6-4 15:42:01 -- 曾经从网上下载了许多资料,将自己的学习体会也发回去,总觉得这样才会心安理得。
——这或许就是网络的一种“游戏规则”吧。
[此贴子已经被作者于2012-06-05 08:44:32编辑过]
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-- 作者:xiushuicunren -- 发布时间:2012-6-4 21:30:23 -- 弱弱的问一句:
“倒相箱原理并非\'驻波\'(波导)”,什么意思?
驻波=波导? |
-- 作者:水仙 -- 发布时间:2012-6-4 22:55:07 -- 倒相管气流速度,是需要关注的话题。
这里楼主好在没搞混几个“控制区” |
-- 作者:Sted_Zero -- 发布时间:2012-6-5 0:09:03 -- 给你总结下,说到底就在说一个公式:Re=ρ v d/η=ρ Q/ (η ε),Q为流量,d应理解为周长的线度,ε反映的是面积周长比。
流量代表了声辐射能力,不宜降低,可行的方法是增大面积周长比,最简单就是开口大点。 |
-- 作者:风的指纹 -- 发布时间:2012-6-5 8:45:20 --
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-- 作者:风的指纹 -- 发布时间:2012-6-5 8:46:57 -- 以下是引用水仙在2012-06-04 22:55:07的发言:
倒相管气流速度,是需要关注的话题。
这里楼主好在没搞混几个“控制区”
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-- 作者:风的指纹 -- 发布时间:2012-6-5 8:49:14 -- 以下是引用xiushuicunren在2012-06-04 21:30:23的发言:
弱弱的问一句:
“倒相箱原理并非\'驻波\'(波导)”,什么意思?
驻波=波导?
驻波≠波导——波导(管乐器)空气柱会产生驻波。
“并联共鸣”——由声质量Ma/声顺Ca/声阻Ra(包括Rm/Rr)并联组成的系统(波导),如管乐器,在外加声压P的作用下,共鸣于 f0——即“驻波”共鸣。
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-- 作者:风的指纹 -- 发布时间:2012-6-5 8:50:14 -- 以下是引用Sted_Zero在2012-06-05 00:09:03的发言:
给你总结下,说到底就在说一个公式:Re=ρ v d/η=ρ Q/ (η ε),Q为流量,d应理解为周长的线度,ε反映的是面积周长比。
流量代表了声辐射能力,不宜降低,可行的方法是增大面积周长比,最简单就是开口大点。
一般都采用↓Rm方式来↓湍流——但↓Rm会使倒相管Qp↓,效率↓。
音质与效率似乎无法兼得——而只能牺牲效率来提升音质。
请指点——
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