主题：为什么相同功率下低频振幅比高频大？？

为什么相同功率下低频振幅比高频大？？

这个问题，那要看你所说的功率是多大，这个大小对高频低频的影响可能不一样大，因为他们对其的灵敏性不一样。

很简单的道理：

辐射声压正比于频率和速度的乘积，即频率的平方和位移的乘积！

说的有道理

辐射声压正比于频率和速度的乘积，即频率的平方和位移的乘积！当频率越高，则音盆的位移就相应大大减小。

相同功率下低频振幅比高频大,这句话不完全对.在共振频率点附近,低频和高频的振幅都要小于共振点振幅,在高于共振点的频率段:相同功率下低频振幅比高频大.

上面的解答得都不好,基本上都是在背公式, 没有从物理的角度去思考问题.

要解释相同功率下低频振幅要大于高频振幅. 可以先设想高频,低频信号在同一振幅的情形, 因为高频来回振动的步调快, 它的速率就必然比低频的大.
因此带有的动能就大,转换成的声能也相应大.现在振幅相同, 已知高频能量要大过低频, 为了要将两者拉平, 高频的幅度要调小一点,让它速度慢一点,
所以功率相同时, 高频的振幅自然小于低频振幅.

此主题相关图片如下：低频时的一些简化分析.jpg

另外,从上面的公式也能大致看出:
谐振频率附近,振幅跟力阻成反比.

因而,对于微型扬声器可以采用增加声阻的办法(加阻尼网或减小背孔)来减小振幅,从而降低失真(改善纯音).

  对于高音,可以采用添加磁液的办法来增加力阻减少异音.

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

 振动速度大与小其实不是这里讨论的重点,重点是振幅的大小与功率的关系. 
 我只是借用振速对能量进行一般性的说明. 初哥的讨论只是对特殊问题的讨论,也即对扬声器的振动速度进行讨论. 在Fo处振速是出现了谐振达到最大值, 然而, 出现速度极值的前提是振动系统必须有品质因素一个Qm, 该值是一个固定值. 楼主提出的问题是针对一般性的振动的,即可以没有Q.比如我手拿一个扇子扇风,这个系统因为不存在Cm,因此不存在Q, 所以没有一个固有频率,也就是说只要我有力气,想扇多快都可以. 根据 V_A=ω·ξ_A 可知, 固定振幅下, 频率越高,振速是越快的.

同时, 一般扬声器的Q都小于0.707, 所以没有振幅极值,在这种情况下频率越低, 振幅越大, 如下图所示, 一个扬声器单元分别在输入电功率1W时,闭箱和倒箱里的振幅随频率的模拟,这一现象也是符合楼主提出的论题----同振幅下频率越低,功率越大.而倒相箱由于其特殊设计, 谐振处振幅出现极小值,属于例外,但除了这个Fo点以外,其他频段的功率与振幅关系,仍然合乎前理.

 
<sub>此主题相关图片如下：cb excursion new project.gif


此主题相关图片如下：vb excursion new project2.gif</sub>

 

楼主的问题好比问：为什么死人不能说话！
国明的回答就好比是：假如死人能说话，他一定没死！

反证有时候不一定是有效的证明方法！

估计楼主的问题是:
为什么相同电功率下扬声器低频振幅比高频大？？

国明举的扇扇子的例子值得商榷,对于一阶系统,振动速度的大小于策动力有关系,如果策动力简谐的,速度随频率升高,速度还是降低的.

 
 任何理论都只有在一定前提下成立.
 扇扇子的问题, 振幅恒定的前提下, 速度与频率是成正比的.我前边说,
"根据 V_A=ω·ξ_A 可知, 固定振幅下, 频率越高,振速是越快的"
 你看贴子一向只看半句话吗?

为什么相同功率下低频振幅比高频大？？

这个问题本身就隐藏着“陷阱”。输入一个“相同功率”并不一定就获得相同的洛伦兹力作用力，磁间隙磁场强度不一样，洛伦兹力作用力（效率）就不一样。

【假设】输入一个“相同功率”获得了相同的洛伦兹力作用力，振盆（振膜）和音圈等的质量不同，驱动速度也会不同；再加上辐射抗、辐射阻、材料阻尼损耗等等，实际上驱动速度很难确定。

频率（以简单的正弦波为例）是单位时间里完成往返振动的次数，单位是（Hz/s）；如果驱动速度已知，单位是（m/s）；撇开其他影响因素，振动幅度=（m/s）/（Hz/s），如果驱动速度（m/s）相同，频率越低，振幅自然就越大。哪怕驱动速度不相同，如果驱动速度相差不是很大，趋势仍然是频率越低，振幅越大。

聲音的傳遞是靠空氣中氣體分子彼此間的碰撞過程江影響(聲波)逐漸往外傳
聲波是空間中小區域氣體粒子集體來回振動的表現 (音量不同對應振動的幅度)
此氣體集體運動的速度 遠小於每個氣體分子本身的速度
因此並不會因為振幅的不同 影響聲音傳播的速率

 学习了