主题：扬声器单元的品质因数

扬声器单元的品质因数是设计和制作音箱前必须了解的又一个重要参数。在扬声器单元的阻抗特性曲线上它表示阻抗曲线在谐振频率处阻抗峰的尖锐程度，它在一定程度上反映了扬声器振动系统的阻尼状态，简称Q_０值，扬声器单元的品质因数越高，谐振就越不容易控制。扬声器的低频特性通常由扬声器单元的品质因数Q_０值和谐振频率工决定，其中Q_０值的大小与扬声器单元在f_０处的输出声压有关，Q_０值对f_０处输出声压的影响如图1-14所示。Ｑ_０值过低对扬声器的输出声压还没到f_０处时就迅速下降，扬声器处于过阻尼状态，造成低频衰减过大；f值过高时扬声器的输出声压在f处会出现一个峰，扬声器处于欠阻尼状态，低频得到过分的加强，Q_０值越大，峰值越陡。因此，我们说扬声器的品质因数Q_０既不能过高也不能过低，通常我们取它的临界阻尼值即Q_０等于0.5~0.7作为最佳取值范围。

    扬声器单元的品质因数Q_０通常可以用公式（1-6）表示。式中R_０表示扬声器音圈的直流电阻；B表示磁气隙中的磁感应密度；l表示扬声器音圈的有效长度；M_０表示扬声器振动系统的等效质量；C_０表示扬声器振动系统的顺性，它是我们前面谈到的扬声器振动系统的等效力

　　　　　　　　　　　　　（1-6）劲S_０的倒数。扬声器的折环和定心支片越柔软，扬声器的顺性就越大。从式中我们可以看到扬声器的品质因素与不少因素有关，扬声器生产厂家正是利用这些因素对扬声器的Q_０值进行控制。扬声器的品质因数Q_０与扬声器单元振动系统等效质量m_０的平方根成正比，而与振动系统顺性的平方根成反比，改变扬声器单元振动系统的等效质量和顺性可在一定程度上控制扬声器的Q₀值；由于扬声器的品质因数还与扬声器磁感应密度的平方成反比，因此，改变扬声器单元磁气隙中的磁感应密度可以更有效地控制扬声器的Q₀值。目前扬声器生产厂大多使用这种方法。虽然利用公式（1-6）我们可直接计算出扬声器的品质因数，但由于公式中的一些参数测试起来比较麻烦，所以，扬声器单元的品质因数Q₀大多由下式求得：

　　　　　　　　　　　    （1-7）式中f₀是被测扬声器单元的谐振频率；Z_max是被测扬声器在f₀处的最大阻抗值；f₁和f₂分别是被测扬声器在谐振频率f₀两侧当阻抗值下降至最大阻抗值的0.707倍时的频率；R₀则是被测扬声器音圈的直流电阻。

在计算扬声器的品质因数Q₀前首先应测出扬声器的音圈直流电阻R₀最大阻抗值Z_max以及最大阻抗值下降0.707倍时的频率点f₁和f₂扬声器音圈的直流电阻R₀可用万用表的R×1电阻挡直接测出。为了提高计算的准确性，最好使用精度较高的数字式万用电表。然后按图1-15所示的方法接上被测扬声器，调节音频信号发生器的频率旋钮，使输出频率从20Hz开始上升。这时电子毫伏表上的指针开始上升。仔细观察电子毫伏表上的指针，当指针上升到最大值后即将开始下降时停止改变信号发生器的输出频率，尽量准确地读出这时信号发生器的输出信号频率，必要时可用数字式频率计观察，并记下此时电子毫伏表上的电压值，这时测得的频率值即为f_０，保持信号发生器输出信号的频率和幅度不变，用无感电阻箱替代被测扬声器（业余条件下可用电阻串并联的方法代替无感电阻箱）逐挡仔细调节无感电阻箱的阻值，使电子毫伏表上的电压读数恢复到原来的数值，这时无感电阻箱的阻值即为被测扬声器单元的最大阻抗值Z重新接上被测扬声器，核对扬声器的f值和毫伏表上的电压读数有否漂移，若发生变化应重新测量。缓慢地降低音频信号发生器的输出频率，观察电子毫伏表的读数，当电压值下降到原来电压的0.707倍时，准确地读出这时音频信号发生器的输出信号频率，这个频率点即为我们所需的f_１值。将信号发生器的输出信号频率缓慢上升，当电子毫伏表上的电压重新达到最大值后即开始下降，当电压下降到原来最大值的0.707倍时，准确地读出这时音频信号发生器的输出信号频率，这个频率点即为f_１值。将测得的全部数值代入式（1-7）即可求出被测扬声器单元的品质因数。