微型扬声器的数值仿真分析
微电声--微型扬声器标准设计规则(2010)
•d6:音圈底面与磁罩底面之间距;
•d7:磁罩压圈底面轴向包塑厚度; •d8:PCB粘合面塑料厚度; •d9:PCB粘合面与磁罩底端之间距;
•d10:PCB面与磁罩底端之间距;
•d11:极芯片厚度; •d12磁钢厚度.
2010-12-2
2010@， All Rights Reserved
6
5
标准化结构设计--功能性尺寸的总体描述(3)
音圈(Voice coil)
2010-12-2
2010@ All Rights Reserved
4
3
标准化结构设计--功能性尺寸的总体描述(1)
径向尺寸
•Φ0:产品外径; •Φ1: 支架振膜台阶档外径; •Φ2:支架振膜台阶档内径; •Φ3:支架尾端直径; •Φei:振膜音圈档外径; •Φd:振膜音圈档内径; •Φm:磁钢外径; •Φp:极芯片外径; •Φci:音圈内径; •Φco:音圈外径;
3.4 支架尾端转角处的强度: 必须遵循d7>0.50mm, 否则应考虑加上加强型二台
阶, 如下图所示:
2101-12-2
2010@， All Rights Reserved
15
14
机械结构标准化设计—支架及下振动空间设计
3.5 支架尾端包塑厚度d1≥0.30mm, 否则会产生缺塑; 3.6 下振动空间设计: • d5: 对音圈档与振膜粘结档共面的振膜而言, 下振动空间首先通过d5的设计来保 证, 详见表《磁间隙距离与d5,dc-s, dc-p之间的对应关系》; 对音圈档高于振膜粘 结档的振膜,表《磁间隙距离与d5,dc-s, dc-p之间的对应关系》中给出的d5值中可 以减去音圈档高出振膜粘结档的尺寸,作为音膜台阶相对于磁回路平面的高度的设 计值; • 正如2.1中所述的, 下振动空间的另一个重要的设计值是音圈的打底距离 d6≥0.60mm, 这个数值已经将音圈高度的偏差, 振动系统的自重所引起的局部 下垂等都考虑了进去; 3.7 背通气孔: 本规则暂不推荐具体的定量设计值, 只要求孔的分布尽量对称于横 轴和纵轴,以降低THD(低频).
消声器的数值仿真分析(硕士论文)200607
§7.1
全文总结 ····································································································· IV §7.2 对消声器研究的未来展望 ···································································V 致谢 ·························································································································· VI 参考文献 ·················································································································VII 摘要 ·························································································································· IX ABSTRACT·········································································································· XIII
关键词：排气消声器，噪声、振动及声振粗糙度，传递损失，模态分析
吉林大学硕士学位论文
目录
第一章 §1.1 §1.2 §1.3 §1.4 §1.5 §1.6 第二章 §2.
动圈式扬声器数值分析方法研究-Comsol
10
与测量标准一致，计算误差相对较小，但要获得多个频率点的失真数据，其计算效率较低。 2.5ms
V0 0
U(t )=V0sin(t )
V0：音圈端电压最大值， ω ：激励信号角频率。
……
0.1s
……
-V0
0.1s
单频脉冲填充信号（频率 400Hz ）
分析结果
0.4
X (mm)
0.2 0 -0.2
前沿特性
三场耦合
提供驱动力
带动空气振动 形成声波
磁路
音圈振动产生 反电动势
振动系统
对振动系统表面每一点 形成变化的加载力
声场
CONFIDENTIAL
Excerpt from the Proceedings of the 2014 COMSOL Conference in Shanghai
4
移动网格
使用移动网格技术能够实时、准确地计算得到不同音圈位移的 Bl （x） 和L（x）等。
未使用移动网格
使用移动网格（非重剖网格）
使用移动网格（重剖网格）
3.5
3.0
测量结果 仿真结果
2.5
Bl(N/A)
2.0
1.5
1.0
0.5 -4 -2 0 x(mm) 2 4
Bl值的仿真分析结果与测量结果
音圈位移x(t)
驱动力系数Bl (t)
CONFIDENTIAL
Excerpt from the Proceedings of the 2014 COMSOL Conference in Shanghai
600
800
1000
P(t)
用于中高端扬声器设计的完整仿真分析方法 - Comsol
用于中高端扬声器设计的完整仿真分析方法
陆晓1, 温周斌1, 徐楚林1, 岳磊1
1浙江中科电声研发中心
Abstract
扬声器仿真分析方法越来越受到电声企业关注，已成为扬声器设计的重要手段和发展方向。
要想设计中高端扬声器，就必须建立一套完整的仿真分析方法。
本文介绍一种基于COMSOL Multiphysics的用于中高端扬声器设计的仿真分析方法。
该方法不仅包含了扬声器磁路、振动系统（结构）和声场的耦合分析，还模拟了温度对磁性材料和振动部件材料特性的影响。
由于扬声器振动部件材料的粘弹性等特性，因此必须建立更为准确的材料模型。
利用COMSOL Multiphisics软件丰富的第三方软件接口和二次开发功能，经数据后处理可得到声障板等条件下的声压级、谐波失真和互调失真等。
采用本方法可有效指导中高端扬声器的仿真设计，准确预估扬声器的声压级、谐波失真和温度场等关键指标，对扬声器产品的理解和设计水平亦将达到新的高度。
Reference
无
Figures used in the abstract
Figure 1。
COMSOLMultiphysics微型扬声器分析设计解决方案_郭枝权
S oftWare软件世界COMSOL Multiphysics微型扬声器分析设计解决方案□中仿科技（CnTech）公司郭枝权安琳一、背景分析在中国乃至世界范围内，消费数码产业在过去十年间发展迅猛。
2001年前后，M P3出现。
M P3引起的风潮刺激了市场，带来了需求，也催生了更多诸如MP4、MP5这样的产品。
今天，智能手机、平板电脑、笔记本电脑都把影音播放功能作为卖点之一，价格几百乃至几千的耳塞／耳机在公交车或者地铁上随处可见。
就连手机的外放和配套耳机，也开始注重音效。
另一方面，汽车消费在中国的强劲增长，更是大大推动了小型扬声系统产业的发展和扩大。
当前世界正处于刺激消费、拉动增长的主旋律之中。
中国市场如果排除投资性增长的因素，国民消费几乎全部集中于房产、教育、医疗、汽车、数码电子这几大领域。
微型扬声器产业面对的市场异常庞大而且充满机会。
1.扬声器分析技术背景扬声器设计离不开声学分析，从技术上说，这是一个波动问题的求解过程，在我们选择分析方法的时候，频率（或者是波长）是一个很重要的参考量。
如果分析的结构尺寸远远大于波长，这个时候波动性的体现并不明显，工程计算一般采用路径追迹的方法，也才有人把这称为几何声学的方法。
即认为声波在均匀介质中沿直线传播，并按照已知的立体角发散；遇有介质突变的界面时，声波按照可预测的角度发生反射，同时存在可描述的功率衰减。
这种追迹的方法，业内通常喜欢使用Matlab一类的工具，用几行代码即可实现。
如果分析的结构尺寸远远小于波长，这个时候的波动性也不明显。
弹性波动现象在这个时候弱化为弹性振动，问题变成了结构的动态力学分析过程。
只有当分析的结构尺寸与波长可比拟时，波动效应（衍射、散射）体现得最为突出。
空气中的声速为340m/s，一般的乐声和人声的频率范围约为200~4 000H z，换算成波长即为85mm~1.7m。
这正是我们常见的微型、小型扬声器，乃至家用级音箱的结构尺寸范围。
扬声器声学特性的数值分析和优化研究
扬声器声学特性的数值分析和优化研究随着科技的发展，扬声器作为声音输出的重要部件，已经成为各种电子设备中不可缺少的一部分。
从手机、电视、电脑到公共广播系统，扬声器的用途已经无处不在。
因此，研究扬声器声学特性，进行数值分析和优化，对于提高扬声器的音质和性能，具有非常重要的意义。
首先，扬声器的声学特性包括声场、频率响应、谐波失真、直流偏置等方面。
声学特性的好坏与扬声器的材料、结构、设计有关。
对于不同类型的扬声器，其声学特性也会存在差异。
在进行扬声器声学特性的数值分析和优化研究时，需要使用一些专业的软件和工具，例如：ANSYS、COMSOL Multiphysics等。
这些软件可以帮助研究者模拟扬声器的声学特性，并进行优化。
同时，这些工具还可以提供一些辅助工具，例如自动化模型构建和网格划分，使得分析和优化更加高效和准确。
在对扬声器进行声学特性研究时，需要从以下几个方面入手。
1.材料和结构扬声器的材料和结构是影响声学特性的重要因素。
在材料选择方面，需要考虑材料的密度和硬度等物理参数，并根据合适的材料性能作为扬声器的主要材料。
在结构设计方面，需要考虑扬声器的振动构造和振膜形状等因素。
根据材料和结构设计出一种优越的扬声器，可以提高其音质和性能。
2.声场特性扬声器的声场特性可以通过模拟扬声器的声场分布来进行分析。
声场分析可以帮助了解扬声器的辐射特性和声波传输情况，从而优化扬声器声学特性。
3.频率响应扬声器的频率响应是衡量其音频输出能力的重要参数。
频率响应可以通过扬声器的声学模型和电气模型来分析。
根据频率响应，可以优化扬声器的电气特性和设计，以得到更好的音质和性能。
4.谐波失真谐波失真是扬声器不可避免的问题之一。
通过在设计和制造过程中进行谐波失真分析和控制，可以显著改善扬声器的音质。
总之，扬声器声学特性的数值分析和优化研究，能够提高扬声器的音质和性能，优化其声学特性。
因此，这个领域的研究具有非常重要的意义。
未来，随着科技的不断发展，研究者们还将在扬声器声学特性的研究及优化领域做出更加深入的探索和研究。
微型扬声器谐波失真分析
微型扬声器谐波失真分析李绩科;尚新春;金明昱【摘要】总谐波失真(THD)是评价一个扬声器好坏的主要参数,而谐波失真产生的原因是来自于扬声器振膜的非线性振动.针对一类典型的微型扬声器的谐波失真问题进行了研究.首先根据扬声器的结构特点和力学分析建立了振膜非线性振动的数学模型.其次,应用四阶龙格-库塔法和傅里叶变换法给出了此扬声器总谐波失真的数值计算结果.并且采用KLIPPEL声学测量仪器,在消声试验室中测试测得此扬声器样品的总谐波失真数据.总谐波失真的数值计算结果与实验测量值符合较好,佐证了本文理论模型和数值方法的正确性.最后,通过数值模拟讨论了减小扬声器谐波失真优化设计的可能性.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2014(038)011【总页数】6页(P26-30,37)【关键词】微型扬声器;谐波失真;非线性效应;声学实验;数值模拟【作者】李绩科;尚新春;金明昱【作者单位】北京科技大学应用力学系,北京100083;北京科技大学应用力学系,北京100083;楼氏(北京)电子有限公司研发部,北京100176【正文语种】中文【中图分类】TN6431 引言小微型扬声器已经成为人们日常生活中不可缺少的一部分。
为了给手机等移动通信设备提供性能优良的小微型扬声器设备，就要对其性能做具体的分析和改善。
小微型扬声器的总谐波失真（THD）则是评价一个扬声器性能是否优良的最主要参数。
在扬声器谐波失真问题的相关研究中，主要有两种分析方法[1－4]。
一种是在分析小信号激励响应中，将扬声器的振膜刚度和磁场强度等参数进行常数化处理;另一种方法是在大信号激励响应分析时，将扬声器的参数视为其音圈振动位移和输入电流的函数。
前者是针对振膜微小振动特征进行线性化近似分析。
理论上讲如果输入电流是谐波信号，则振膜（音圈）的振动位移是谐响应的;后一方法主要针对较大振幅的振膜振动，分析过程中必须考虑非线性效应。
对小微型扬声器来说，其非线性声学特点主要体现在:在输入信号的激励下，响应信号中包含有不同于输入信号频率的信号成分。
COMSOL Multiphysics在微型扬声器热效应分析中的应用
场 的二 维 和 三 维 分 布 图 形 、 内部 流 体 速 度 场 的 分 布 情 况 以 及 内部 不 同部 件 的 温 升 对 比 图 。得 出 的结 论 为 微 型 扬 声 器
的设 计 和 研 究 提 供 一 定 的 理 论参 考 。
关 键 词 ：音 圈 ； Ｃ ＯＭＳ Ｏ Ｌ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ； 热 力 学 分 析 中 图分 类 号 ：Ｔ Ｎ９ １ ２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 国 家标 准学 科 分 类代 码 ：５ １ ０ ． １ ０ ５ ０
绍， 运 用 有 限元 法 对 扬 声 器 工 作 过 程 中的 温 度 场 进 行 数 值 求 解 。在 Ｃ ＯＭＳ Ｏ Ｌ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ 有 限 元 分 析 软 件 中建 立 微 型扬声器模型 ， 并 对 其 进 行 网格 划 分 ， 仿真分析扬声器工作 时内部的温度 分布情况 ， 可 以得 到 扬 声 器 工 作 过 程 中温 度
言
常 见 的微 型扬 声 器就 是 电动 式扬 声器 ， 它 是利 用磁 场 对 于
品， 在大 部分 的 电子 设 备 中 都 有 应 用 ， 如 电视 机 、 平 板 电 单 ， 性 能方 面较 为 良好 ， 品种 也 比较 多 ， 是 现在 应 用最 广 泛 脑、 移 动 电话 、 音 响等 常见 的 电子设 备 中都 有它 的存 在 ， 它
ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｆ ｌ ｏ ｗ ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ａ ｓ ｔ ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｐ ａ ｒ ｔ ｓ
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微型扬声器的数值仿真分析
朱孟1, 吴德武1, 许精元1, 雷为缘1
1江西联创宏声电子股份有限公司
Abstract
微型扬声器数值仿真分析包括对零件、扬声器单体、扬声器箱体仿真，按照物理场可细分为电磁、力学、声学仿真。
微型扬声器结构较为复杂，不同于大喇叭成轴对称分布，仿真中若将电磁、力学、声学耦合会大大加长求解时间，也极难收敛；基于此，可以将几何简化并对仿真模型进行分部处理后再耦合。
Comsol的灵活建模方式为产品设计及分析提供理论计算平台,可大幅减小产品开发周期及成本；进一步的将探索振幅对称性、振动模态分析、音圈发热及产品散热等可靠性评估。
Figures used in the abstract
Figure 1: 通过仿真预测六种不同改善的方案，并可以对比选择最优方案
Figure 1。