主题：音箱箱体板的振动

  （原创）音箱振动随想录（3）

 

                            音箱的箱体板的振动（1）

一、  音箱的箱体板，在激励力的激励下，会发生振动。音箱箱体在工作过程中的受的力有：

1.      静态力：扬声器单元的质量产生的重力，通过扬声器的盆架作用在前障板上。力的大小和方向是固定的。

2.      电磁力：扬声器单元在工作期间发生的力，其大小和扬声器单元接受到的信号的大小成正比，方向和扬声器单元振膜的受力方向相反。

3.      扬声器单元向后的声波的压力：即音箱内声波的压力。

4.      合力：扬声器单元工作过程中以上各个力的合力，是一个大小和方向随着扬声器单元的信号而改变的力。

 

二、  前障板受力分析：

前障板是音箱里受力最大和力的变化最复杂的一部分，也是最为我们所重视的的一部分；

除了和其它障板一样，都会受到扬声器单元工作时候发出的声波的压力外，扬声器单元的重力和单元工作时产生的压力和拉力会形成一个大小和方向都不断变化的合力。

这个合力的方向，不再是垂直障板，而是和障板形成一个夹角，而且随着扬声器单元信号的大小，对障板进行拉、压和扭曲。

三、  音箱的箱体板的振动幅情况：

音箱在一般情况下是一个相当坚固的结构，从纯力学的角度来说甚至是太坚固了。

所以，在一般的情况下，音箱的箱体板振动的振幅都很小，不会由于箱体板的振动产生声波而造成有害辐射。

但是，由于作用在音箱的箱体板的激励力的频率非常丰富，而且也有足够的周期和强度，所以在很多频率点上会引发箱体板的共振。

当共振发生的时候，箱体板的振动就很激烈，振幅就会变得很大。

我们所说的音箱的箱声，主要就是这种振动引起的。

其实，我们所说的音箱振动，基本上就是说音箱的共振。这是一个基本的了解或理念。

音箱的共振问题解决了，也就是振动问题解决了。

四、  音箱的箱体板的共振和规律：

音箱的各个箱体板，按照它在音箱的位置的不同、结构上的不同和材料及支撑等等条件的不同，会有自己的固有频率。

除了一些特殊的金属材料外，箱体材料（如常用的MDF板、木板等）都有较大的阻尼，这个时候发生的共振是属于有阻尼情况下的受迫振动。

我们最关心的是共振发生的时候振动的幅度，并希望尽可能的减少这个幅度。

从机械振动学的一些基本的原理可以知道：：

1、            受迫振动的振幅与初始条件无关；

2、            稳态强迫振动的振幅，与系统在激励力的作用下的静位移成正比，与外界激励力的频率和箱体板的固有频率的比有关：

3、            当激励力的频率远小于箱体板的固有频率的时候，振动的振幅等于静位移；当激励里的频率接近箱体板的固有频率的时候，振幅将急剧增加，并得到最大值，即发生共振。当激励力的频率远大于箱体板的固有频率的时候，箱体板的振幅将趋近零。

4、            系统阻尼的影响：

系统无阻尼的情况下，发生共振的时候，振幅将趋于无穷；随着阻尼的增大，共振的振幅也相应减少。

5、            在共振区外，阻尼对振动的振幅影响较小，特别是当激励力的频率远大于系统的固有频率大的时候（这个时候，也不是共振了），阻尼对振幅的影响非常接近无阻尼的情况。所以，计算振幅的时候，可以近似地不计阻尼的影响。

这就是一些专业研究振动的教科书里有关阻尼振动的基本论述，而且是一种“简化版”。至于具体的推导过程比较繁复，需要一点高等数学方面的知识，在此从略。需要追根问底的可以参考相关的专业书。

但这些方向性的知识，在音箱的箱体板的振动中可以得到很好的应用。