这个问题的确比较基础,但弄懂了这些基本概念对大家来说是很有帮助的!
国明的回帖中认为高频时振膜的速率变大一说需要商榷, 实际情况恰恰相反,扬声器振膜的振动速度在谐振频率出最大,这是扬声器工作的基本原理.
对于这个问题应从声辐射的角度来分析!
我们知道扬声器工作时振膜推动空气从而辐射声波,进而被听者(或接收仪器)接收,振膜和听者之间通过空气这一介质联系在一起,根据牛顿第三定律,当振膜推动空气是必然受到空气同样大小的反作用力阻碍其运动,这就是所谓的辐射阻抗,辐射阻抗有两个部分组成,即辐射抗和辐射阻,
先说辐射抗,因为振膜推动空气,使空气出现运动,从而使空气中出现了一定的能量储存,空气能量储存能力的大小集中体现在辐射抗上,这当然是与频率有关的,熟悉扬声器测试的朋友对于辐射质量Mmr这个参量应该不会陌生的,这正式辐射抗在低频时的集中表现,当然辐射抗不仅仅表现为质量元件特性,因为空气是可以压缩,还有顺性元件的特性,但随着频率升高,辐射抗是急剧下降,这时空气中储存的能量也就变少了,注意要说明一点的是,这里所说的空气储存能量是不会向外传递的.
再说辐射阻,首先辐射阻不是我们平时意义上消耗能量的元件,实际上辐射阻是声能量向远处传递的一个载体;扬声器受馈入的是电能,通过洛伦兹力的作用振膜出现振动,实现电能向机械能转换的过程,(这个过程中电能向机械能的有效转换是通过力阻实现的,不细述),机械能向声能转换正是通过声辐射阻来实现,而辐射力阻和机械力阻的匹配情况反映的正是机械能向声能的转换效率(机械抗元件中储存的能量是不会向外转换的),通过理论分析我们知道振膜辐射阻是和频率成正比的,也就是说,也就是说随着频率的升高,辐射阻加大,意味着振膜的有效负载加大,必然导致振动速度降低,但此时因为机械力阻和辐射阻的匹配程度升高,从而出现,电能转化为机械能的能量虽然减少,但由于机械能转化为声能的比例升高,从而保持声能的总体水平并没有下降(此频段又称为平直区).
由前面的分析我们知道,实际上随着频率的上升,振膜的振动速度是降低的,我们知道对于简谐振动,速度和位移有个简单的对应关系,即:速度v正比于位移与频率的乘积,因为电,力,声三个系统的相互作用导致,随频率上升,速度下降,必然会出现位移的幅度减小(实际上位移和频率的平方成反比).
附:机械功率=Rms*v^2 辐射声功率=Rmr*v^2