浅谈扬声器设计
浅谈音箱设计
音箱的作用就是配合扬声器发出更好的声音，一款优秀的箱体设计能够将扬声器单元的性能发挥到极致。
最初的音箱设计是为了减少或杜绝扬声器单元的声短路现象，由于相位相反的声波干涉，尤其会使具有较强绕过能力的低频声波由于干涉造成声压的大幅度降低，这样一来扬声器的低频表现能力就会减弱，使听感下降。
于是人们想到了用障板来阻碍声波的干涉，但是为了达到一定的低频响应，障板就要做的非常的大，至少要大于低频下限频率的二分之一波长。
后来人们在这个基础上进行改进发展形成了我们熟悉的音箱系统。
1.敞开式音箱：敞开式音箱的思路是将障板折叠起来，形成一个背后敞开的箱体，和障板的原理一样，不过这样的做法使音箱的摆放变得更加容易，但是由于空间的限制，箱体也不能做得很大，仍然会有部分低频绕过箱体到达前方产生声短路现象，这种音箱的低频下限也会比较高，并且单元的位置也不可以开在面板的正中心。
2.密封式音箱：在敞开音箱的基础上，人们将其后方进行密封，这样完全阻隔了背面声波对前方的干涉，但是只利用扬声器单元前方的辐射使音箱的效率大幅度的降低，并且由于扬声器内外运动时的气压差产生的空气气压力使扬声器的顺行降低从而提高了谐振频率使低频下限升高。
从热力学气压的角度考虑，当箱体内部容积越大时，气压力对扬声器震动的阻碍就越小，低频下潜也就越深，这需要在扬声器的频率范围之内才有效，但同时扬声器的瞬态表现也在下降，会使生意变得拖泥带水。
通常将音箱系统的Q值设计在0.7到1.2之间的时候便可以较好的兼顾瞬态与低频的响应。
箱体容积确定后，箱体的具体尺寸与形状也会对箱体的驻波共振问题产生影响，选择无理数比例和杜绝平行面的方法可以有效的阻止不良能量干涉的产生。
值得一提的是，在密封音箱设计中引入了吸音棉的使用，在理论上，良好的吸音棉材料可以将箱体的容积等效的扩大40%，同时增加了箱体的阻尼，这也是利用了热力学原理。
如果家里密封式音箱的低频感觉差点并且瞬态表现不错的，可以选择适当的增加吸音棉材料加以改善。
扬声器音腔设计
优秀案例二：影院扬声器音腔设计
总结词
沉浸式音效
详细描述
影院扬声器音腔设计注重营造沉浸式的音效体验，通过大型 低音喇叭、环绕立体声技术以及特殊音腔结构，实现宽广的 音场和深沉的低音效果，让观众仿佛置身于电影场景之中。
优秀案例三：便携式扬声器音腔设计
总结词
轻便与音质兼备
详细描述
便携式扬声器音腔设计追求轻便与音质的高度结合，通过采用先进的材料和音腔结构优 化技术，减小体积和重量，同时保持出色的音质表现，方便用户在外出时随时随地享受
扬声器音腔设计
目录 CONTENT
• 扬声器音腔设计概述 • 音腔结构设计 • 材料选择与声学特性 • 优化与改进 • 案例分析
01
扬声器音腔设计概述
设计概念与目标
设计概念
扬声器音腔设计是指对扬声器内 部结构的规划和优化，旨在提高 扬声器的声音品质和性能。
设计目标
通过合理的音腔设计，实现更清 晰、更纯净的声音输出，同时减 小失真和噪音，提升扬声器的整 体表现。
实验测试
通过实验测试，验证仿真结果的准确性，并对音 腔设计进行进一步分析，找出差异 原因，提高仿真精度。
参数调整
根据实验结果，调整仿真模型中的参数，使仿真 结果更接近实际表现。
用户反馈与持续改进
用户调研
收集用户对扬声器性能的反馈，了解用户需求和期望。
迭代改进
总结词
材料的非线性行为是导致声音失真的主要原因。
详细描述
当声音强度达到一定水平时，许多材料会表现出非线性行为，这意味着它们的声学特性不再是线性的 ，而是随着声音强度的增加而发生变化。这种非线性行为会导致声音失真，使音质变差。因此，在扬 声器音腔设计中，选择具有较低非线性行为的材料可以减少声音失真，提高音质。
关于扬声器设计特点和结构
关于扬声器设计特点和结构大家有没有看到，我们系统所使用的扬声器（也称为音箱），其设计基本不外乎箱体与单元的结合，以及内部所使用的分频器组件和连接线材。
世界各地厂商所推出的产品，也按照这个规律、法则和传统一直进行演变、升级和突破。
但是经历过百年发展的电声领域，我们发现当前的扬声器形态，基本成熟和定型。
这一点跟计算机领域很相像，无论如何实现超高的集成，计算机所需要的运算器、控制器、存储器、输入输出设备环节是缺一不可，今天笔记本和平板电脑尽管已经看不到这些环节，但是整个架构依然按照这个规则运作。
影音系统也按着这种硬件制式运行，但是往往过高集成的器材和系统，以及更小体积的产品，对高保真的体验都是大打折扣的，这个道理放到扬声器上也是如此。
那么对于市场上最为主流的动圈式产品，它们的设计又有什么样的共同和特别之处。
首先关于箱体材料，这个环节对于不同品牌产品来说都十分讲究。
如果对于发烧两声道来说，当中对箱体的要求自然更高。
我们电脑很普通的扬声器也使用那种塑料壳的扬声器，声音听上去十分不厚实，不时还发出很嘈杂的共鸣声，这就是单元运动以及内部声音处理不干净所导致的，这些问题在多媒体系统中最为常见。
注重高保真还原的扬声器，在箱体上甚是讲究，当今使用最为普遍的是MDF中密度板材，部分还会使用HDF高密度板材，但是并非材料密度越高就越好，这样可能会导致声音表现过于沉闷，因此箱体密度的考量是至关重要的，这一点跟很多木制乐器道理一致。
当然，密度越高的箱体，在谐振的抑制上有着天然的优势，如果希望依然能保持最出色的声音活跃性，内部调音十分重要。
鉴于这种重要经验，曾经火热的定制影院扬声器都纷纷设计上厚实的“声箱”可选配件，甚至是一体式产品，达到精致的产品质素和最好的声音保证。
为定制安装而生的uandksound（英国之声）除了箱体之外，驱动单元就是扬声器普遍的形态，锥盆材质最常见的有以下几种：纸盆，又有敷胶纸盆、纸基羊毛盆、紧压制盆等几种，纸盆音色自然、廉价、较好的刚性、材质较轻灵敏度高，缺点是防潮性差、制造时一致性难以控制，但是在很多顶级系统中用纸盆制造的比比皆是，因为声音输出非常平均，还原性好，防弹布，有较宽的频响与较低的失真，是酷爱强劲低音者之首选，缺点是成本高、制作工艺复杂、灵敏度不高轻音乐效果不甚佳，羊毛编织盆，质地较软，它对柔和音乐与轻音乐的表现十分优异，但是低音效果不佳，缺乏力度与震撼力，除此之外还有PP(聚丙烯)盆，它广泛流行于高档音箱中，一致性好失真低，各方面表现都可圈可点。
扬声器系统设计与应用分析
扬声器系统设计与应用分析扬声器系统设计与应用分析扬声器不光起到扩声的作用，同时还能协调音质，达到完美和音的功能，为保证扬声器系统的正常使用，下面是由店铺为大家分享扬声器系统设计与应用分析，欢迎大家阅读浏览。
一、工程设计时考虑要周到扬声器系统要高质量的重放各种音乐节目，那么根据音乐信号的特点，动态范围达45dB以上，交响乐的动态范围甚至超过60dB，其频率范围从40Hz~15000Hz,谐波成分夫复杂，音乐丰富多采。
因此舞台上演出音乐时，就要注意使用的扩声设备能否保持其原有音色，要具有相应的宽频率和较小的谐波失真，更要有足够的功率余量，以表达和满足音乐高潮到来的气氛。
从保证音质这个角度来说，功放应在此动态范围内不发生任何限幅情况，即功放的最大输出功率应是扬声器额定功率的3倍~4倍，这样的功率配置音质故然很好，但其投资也会增加。
有鉴于此，在工程设计阶段，通常会把这个功率配比定在扬声器额定功率的1.5倍-3倍。
1、最低配比在一些技术要求不高，而资金不富裕的工程，功放的功率为音箱的额定功率的1倍。
但要非常注意保持声音不失真。
功放功率过小时，每留有功率余量，输入信号增大就容易产生过载削波失真，输出功率信号就会产生大量高次谐波和直流分量。
高次谐波较多时会造成高音单元的烧毁，直流分量较多时会损坏音箱的低音单元;2、中档配比一般工程建议功放的功率为扬声器的额定功率的1.5倍~2倍。
而低音部分还要更大些，这样才能获得足够的力量感;3、高档配比要求较高的场所，例如音乐厅、剧场等，功放功率至少应为音箱功率的2.5倍;4、选用带有保护功能的扬声器系统目前许多新型扬声器系统采取了多种保护性措施，这些措施可分为两种：一类是提高扬声器单元的.散热力，使其在过载时不发生过热损坏;另一类是在扬声器箱中安装限幅保护装置，当驱动功率和峰值电平超过扬声器的额定值时，限幅器把超过的功率电平用非线性电阻(灯泡)对音圈进行阻止。
这些措施，提高了扬声器抗过载的能力，但也影响了声音的动态范围，使音域不够宽广，音色感觉模糊和暗淡;5、使用压限制器此设备通常用于自动控制那些过高和突发的高电平信号，限制功放输入功率的突然增加，以避免对系统设备(如扬声器和功放)造成损害，同时也能减缓声音信号的大幅度失真。
扬声器原理及音腔设计
SPL[dB]
120 110 100
90 80 70 60
100
φ14扬声器背面容积変化时的频率特性変化（0.2W/0.1m）
容積可 変
1000 0.5cc
Frequnecy[Hz]
10000
1cc 3cc 5cc 45cc
100000
Ⅱ- 2）背面容积和 Fo 的变化
由于φ14,16,18扬声器容积変化Fo変化的数据 （扬声器的Fo为800Hz）
２）F h（高域限界周波数）： 表示高域再生能力 (Hz)
３）S P L(音压)
： 表示声音的大小 (dB)
３)手机实装时的特性变化
Ⅰ- 1）扬声器背面密封的必要性 通常扬声器的背面都有密封。从扬声器振动板上面产生的声波和其下面产生的声波的相差
为１８０度。因此若不遮断其上下声波就会由于相差干扰而使声音消失。特别是波长长的低 频是很显著的。因此理想的方法是完全遮断背面声波，使其不再有相差干扰。 ⇒ 手机实装时、若前盖后盖的卡合部或转轴等其他连接部有间隙，背面声波就会漏音、尤 其是波长长的低音会消失、低音质感也会耗损。
4000
3500 3000 2500
・容积和Ｆｏ的关系如下图表所示：3cc以下的时候 突然变化很大。 ⇒容积３ｃｃ时为重要背景 （３ｃｃ时勉强在１ｋHz的再生帯域）
Foc[Hz]
2000
1500
1000
500
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Cavity[cc]
φ14ス扬ピ声ー器カ
φ16ス扬ピ声ー器カ
在干扰 部分声 音消失
密封盒
音圧 [dB] 音圧 [dB]
设计与分析扬声器阵列的技术应用
设计与分析扬声器阵列的技术应用随着科技的发展，音频技术也越来越受到人们的关注。
扬声器阵列作为一种高级别的音频技术，已经广泛应用于各种场合，如演唱会、会议室、体育场馆等。
然而，如何设计和分析扬声器阵列仍是一个挑战。
本篇文章将会探讨设计与分析扬声器阵列的技术应用。
一、什么是扬声器阵列扬声器阵列是由多个扬声器组成的系统，通过组合和控制单个扬声器的声音输出来创造出全新的声场。
为了实现最佳的音效，扬声器阵列中的每个扬声器都必须实现完美的同步。
同时，需要对声场进行全方位的控制，以实现全方位的音效。
二、扬声器阵列的设计在设计扬声器阵列时，需要考虑如下的因素：1.扬声器的数量和位置: 扬声器的数量和位置直接影响声音的传播。
在安装扬声器时，要确保它们之间的距离合适，以确保声音输出的均匀性和自然性。
2.环境因素: 通过确定使用场所的尺寸、形状和材质，可以决定扬声器的布局和位置，以实现更好的声音输出。
3.声音损失: 在设计扬声器阵列时，需要确保声音的损失最小化，这意味着需要做好音质调整和准确定位。
三、扬声器阵列的分析在分析扬声器阵列时，需要考虑如下的因素：1.声音输出: 声音输出是扬声器阵列的关键指标，因为它直接决定了听众体验到的音效。
因此，需要精确地定位和控制各个扬声器的声音输出，以实现最佳效果。
2.声音扩散: 声音在空间中的扩散是影响扬声器阵列性能的另一个关键因素。
需要对扬声器阵列中的每个扬声器进行分析，以确保它们的输出声音在空间中的扩散角度和声音质量都尽可能一致。
3. 扬声器阵列的辐射模式: 辐射模式指扬声器阵列在不同方向上的辐射模式和辐射强度。
这是影响扬声器阵列性能的最重要因素之一，需要通过模拟和分析来确定最佳的设计和布局方案。
四、结论设计和分析扬声器阵列需要密切关注各种因素，并进行系统性的模拟和分析。
对于最终用户来说，能够享受到更为真实和高品质的音效，对于商业运营和文艺演出来说，也更能激发听众的兴趣和热情。
大功率扬声器设计要点
大功率扬声器设计要点俞锦元高级工程师扬声器的承受功率是扬声器最重要的技术指标之一。
尤其是最大功率和最大额定噪声功率的大小是直接影响产品成本和可靠性的大问题。
大功率汽车扬声器也在此范畴里。
在承受功率方面，音圈是扬声器的心脏，是承受功率的第一要素，所以我们先谈谈音圈。
其次谈谈最大振幅和胶粘剂等问题。
（1）音圈线径设计因为音圈在极大程度上决定了扬声器的承受功率，而音圈的口径基本上正比于热功率容量。
音圈口径越大，承受功率也越大。
在音圈口径决定的情况下，起决定因素的就是音圈线径了。
我们从扬声器等效电路可知反电动势BLX的概念了，应明白，此时的音圈线径不是电工学中的概念!在资料[1]启发及长期实践中，我们得到音圈线径设计公式如下：J=（1）式中：J—音圈容许通过的电流强度；A/mm2。
对于纸骨架音圈，2-LOCK线等条件时J=70，其它条件时J=80-90。
设计高音扬声器时也取J=90。
P e—扬声器的标称功率；W。
这是扬声器测非线性失真时馈给扬声器的电功率。
顺便指出，扬声器功率标示的名堂是很多的。
我们认为，主要是三个功率：Pe，P R，Pmax。
其中，P R—额定噪声功率，也称最大额定噪声功率，长期使用功率。
是在IEC60268-5，GB9396-96标准中要做100小时负荷试验，没有不可恢复的热和机械损伤的功率。
这个功率的英文为：Rating Noise Power。
一般地说，P R=（1.5-3）Pe。
而Pmax—最大功率，也称短期最大功率，音乐功率，瞬间功率。
一般地说，Pmax=（5-10）P R。
R—扬声器的标称阻抗；Ω。
S0—音圈裸导线的截面积；mm2。
举例说明：有某一标称阻抗8Ω，标称功率7W，额定噪声功率为20W的扬声器用纸骨架音圈，2-LOCK线时求该扬声器音圈的线径？据（1）式可得：70=S0=0.0134,因S0=故d==0.13mm。
算出音圈线径为0.13mm。
值得一提的是，式（1）也可用作判断该扬声器承受多少功率的依据。
扬声器设计和布点规范
1. 广播扬声器的选用背景音乐系统的主要作用是掩盖噪声并创造一种轻松和谐的听觉气氛，要求扬声器分散均匀布置，无明显声源方向性，且音量适宜，不影响人群正常交谈。
背景音乐的音量应高于现场噪音3dB。
声场强度的确定应与各区的背景噪音密切相关，但背景音乐的播放应能超过本底噪声3dB为宜，语言的广播应超过本底噪声6-10dB方能保证清晰度。
声压级均匀，变化范围在±3dB左右为好。
原则上应视环境选用不同品种规格的广播扬声器。
例如，在有天花板吊顶的室内，宜用嵌入式的、无后罩的天花扬声器。
这类扬声器结构简单，价格相对便宜，又便于施工。
主要缺点是没有后罩，易被昆虫、鼠类啮咬。
在仅有框架吊顶而无天花板的室内（如开架式商场），宜用吊装式筒型音箱或有后罩的天花扬声器。
但由于天花板相当于一块无限大的障板，所以在有天花板的条件下使用无后罩的扬声器也不会引起线路短路及达到较好的音质效果。
在无吊顶的室内（例如大堂、地下车库），则宜选用壁挂式扬声器或室内音柱。
2. 广播扬声器的配置计算方法：1、扬声器的布距（如图）扬声器的扩散角大小可决定扬声器的布距。
S1=2×(H-h)×tan(Q/2)其中，S1：布距参考值H：设备安装的吊顶高度h：设定的闻听高度Q：扬声器的扩散角计算得到：S1=2 × (3000-1500) × tan (165/2)，约22米。
由此可知，每个扬声器最大的辐射直径为22米，半径为11米。
由于背景音乐的设置要求扬声器分散均匀布置，无明显声源方向性，分布位置如图：为保证辐射范围内的声音均匀，此次分布方式采用“中心到中心”方式。
根据实际经验，背景音乐扬声器的分布一般在6-8米最佳。
如图示意：2、公共广播系统是以听音的人能听到、清晰准确的声音作为设计目标。
其设计指标为：室内声压级均匀；半均声压级-噪声声级±6~10dB；频带在110~6000Hz，重放特性比较平直，频带外希望急剧下降；根据前述噪声声级可确定本设计声级的平均声压级（在亚洲噪声声级一般应增加5~10dB）。
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浅谈扬声器设计发布:2009-1-05 09:27 | 作者:廖喇叭| 来源:本站| 查看:98次| 字号: 小中大浅谈扬声器设计本人从事扬声器及其系统开发已经15年，一个偶然的机会与声学楼结下一段缘分，于是我驻足良久，想籍此结交一些扬声器个中高手以做切磋，甚而我有更远大之理想：为提高整个中国之扬声器制造业水平而略尽绵力！我国是世界公认的电声器件第一生产大国和出口大国，但却不是强国，总体上处于OEM的阶段，只有少数企业进入ODM阶段这也是长期努力的结果！究竟是什么原因导致我泱泱大国的扬声器“大”而不“强”呢？我时常苦思这个问题：论市场我们有；论技术我们有；论廉价劳动力我们也有！可我们的产品却总比不过人家！我们对自身的素质要求太低啦；我们的技术交流太少啦；我们都太保守啦！！！集多年的研发经验，现将一些心得与诸君分享，以期拋砖引玉：1．音圈的感抗：音圈的感抗是由于音圈在磁场中上下运动切割磁力线产生感应电动势，这个感应电动势中的感应电流对音圈的电流产生反作用，从而产生音圈的感抗。
对于一个扬声器来说：感抗弊大于利，固我们在扬声器的开发中都尽量避免音圈感抗的产生。
要消除音圈的感抗最常用的方法有两种：1．1在T铁的顶部加一个铜套；1．2在T铁的底部加一个铜环；2．力撑系统的顺性在阻抗曲线上的表现（列图）：经验值（相对）：A属于高顺性扬声器B属于低顺性扬声器3．产生如下曲线的原因及改进之方案：经验值：此应为力撑系统的粘接不良产生共振从而产生曲线上的峰谷，改进之方案应该从制造的工艺上去想办法。
1．目的：Bm×Hm達到最大值2．方案：2．1 氣隙磁場無漏磁Bg Ag = Bm AmHg Lg = Hm Lm Bm/Hm =Lm/Am Ag/Lg = t gαVm = Am Lm = BgAg/Bm HgLg/Hm = Bg2Vg/BmHmLd = BgLg√Br/HcBdHdAd = BgAg√Hc/Br BdHd2．2 氣隙磁場有漏磁FbgAg = BmAmFHgLg = HmLm3．目前我公司採用2.1設計方案。
1．目的：使震動系統産生極小的橫震動與極大的縱震動。
2．原理：F = Bli e = BLvF = αi e = αv3．方案：3．1 材料的密度ρ要小3．2材料楊氏模量E要大3．3具有適當的內阻尼3．4採用複合泡沫邊紙盆3．5採用耐高溫音圈系統3．6採用絹布彈波系統2.10电动式扬声器介绍电动式扬声器工作原理、应用、测量，音箱设计和分频器设计。
电动式扬声器是目前主要的扬声器类型，包括低音，中音和高音，基本工作原理如下: 电流通过音圈产生电磁场和磁隙中永久磁场相互作用使音圈受到力的作用，使与之相连的振动板产生机械振动，正如JBLMarkGrander指出，要想产生声音，必须移动空气。
其机械构造与电动机相似，只不过电动机的转子被扬声器的音圈振动系统所代替。
图2.1是典型的动圈式扬声器的剖示图。
当永久磁场中的音圈通有电流时，根据右手定则在磁隙永久磁场内部会产生一个电磁场，磁场相互作用，由此所产生的机械力使得锥体式振膜或球顶式振膜沿着垂直于磁缝的方向运动。
并带动了振膜两旁的空气运动。
电动式扬声器由三个独立但又组装在一起协调工作的系统组成：1.驱动系统：由磁体，中心导磁柱，上导磁板和音圈组成。
2.振动系统：由振动板，防尘罩或者球顶振膜组成。
3.支撑系统：由定心支片和折环组成。
2.20驱动系统：驱动系统由五个基本部件组成，包括组成磁隙的上导磁板和导磁柱，磁体，音圈和后导磁板。
上下导磁板和导磁柱由高导磁材料如纯铁制作，它们为磁场提供一条路径。
磁体通常由钡铁氧体材料类制作，并且形状一般为圆环形状。
磁路通过磁隙构成回路。
在磁隙空气中产生非常高的磁场强度。
如果交流电流通过音圈，例如60Hz正弦波，当在正半周时，通过音圈电流将会使音圈朝一个方向运动，当在负半周时，电流反向，产生电磁场反向，音圈改变运动方向，这就是两个磁场作用产生推拉的结果。
为了准确重放由正弦波输入产生的运动，音圈在磁隙两个方向移动应相等。
为了保证这点，磁隙磁场的对称性非常重要，这样在两个不同方向上才能获得相同的驱动力。
如果不这样，就会产生信号失真。
如果磁场磁力线被限制在非常窄的磁隙中，可以认为磁场是对称的，不需要考虑它的影响。
但是，磁力线会跑出磁隙空间范围，在磁隙两边产生漏磁场，通常有很多方法可以保证漏磁场对称，见图2.2。
图2.2 中A为普通圆柱型导磁柱，由于结构不对称，所以产生不对称的漏磁场，虽然应用广泛，但是这种结构最差。
图2.2中B为将导磁柱加工成工字形，所以产生对称的磁场。
惠威现在D系列,早期S系列均采用上述磁路结构。
图2.2中C为导磁柱加工成一个角度，同2.2中A相近，但漏磁场对称性要好一些。
惠威现在PLUS系列采用这个磁路结构。
电流通过音圈产生机械力，用BL值表示。
BL为一定圈数的导线长度L乘以单位面积磁通密度B。
BL是衡量驱动系统强度一个参数，单位用TM/N。
怎样测量BL数值可以参看扬声器测量部份。
2.21磁隙几何形状和BL值：在扬声器中，通常用两种基本的磁隙/音圈几何组合，短音圈方式和长音圈方式。
图2.3的两种方式中，长音圈方式应用要普遍得多。
图中Xmax表示的距离代表音圈朝一个方向可以运行的距离，在这个移动范围内，音圈在磁隙中切割磁场的音圈匝数没有变化。
Xmax等于音圈卷宽减去磁隙高度再除以2。
图2.4显示了两种不同方式BL值随着音圈位移增加（单向）变化结果。
当输入扬声器电压增加时，音圈位移越来越偏离磁隙，直到超过Xmax。
此时，音圈在磁隙中匝数减少，总的BL值减少。
一个扬声器当它的音圈匝数在磁隙中恒定时，称为工作在线性范围内，如果当它的音圈匝数在磁隙中减少或变化时，称为工作在非线性范围内。
短音圈方式在一个短的距离内，得到相当线性的驱动力，但是通常同长音圈方式相比，具有比较低的BL值，（因为增加了磁隙高度所以要求比较强的磁场，短的音圈则意味着轻的音圈质量）。
长音圈方式优点在于合理的线性范围以及更高的效率（虽然音圈重量增加），所以这种方式受到制造商普遍采用。
不同的音圈卷宽配合不同的磁隙高度，可以获得相同的Xmax。
但是当位移超过Xmax时，非线性表现却不一样。
例如:一个12mm卷宽音圈配合8mm磁隙同一个8mm卷宽音圈配合4mm磁隙，他们具有相同Xmax=2mm。
虽然他们Xmax一样，但是磁隙高度同Xmax 之比例却大不一样。
12mm为4:1。
但8mm卷宽音圈只有2:1。
音圈位移超过Xmax 时，这个比值同BL值减少有一定关系。
图2.5给出了具有相同Xmax值，但是不同磁隙高度/Xmax 比例情况下，上述例子BL非线性特性曲线。
请看图，BL在超过最大线性位移Xmax之后，开始逐步下降，到了大约两倍Xmax时开始急剧下降，当磁隙高度/Xmax 比值大时，同磁隙高度/Xmax比值小的相比，BL值下降要慢一些。
在位移极限位置附近，也就是当音圈离开磁隙一个很大距离时，当位移变化时，BL值本身变化不大，曲线变得很低，并且BL值趋近0。
虽然BL值在两倍Xmax之内下降缓慢，但是失真却首先反映出来，在满足失真要求下，音圈最大位移通常在Xmax基础之上再加15%。
在增加音圈电压时，通过测量三次谐波失真可以决定最大线性位移。
此时，由于位移增加，并且超过Xmax，三次谐波失真开始增加。
当三次谐波失真达到大约3%时，位移量大约在Xmax+15%点上。
2.22短路环和法拉利回路：电流通过音圈同样产生一个附加电流，同扬声器音圈电流相反，也就是大家熟悉的反电动势效应，这个反电动势在音圈中产生的电流作用就像发电机转子,这个效应产生的电磁场，同扬声器音圈中信号电流产生交流磁场一起，在磁隙磁场之中产生磁场调制作用。
这个现象在1949年由W.J.Cunningham发现，会产生严重的二次谐波失真。
进一步研究表明，这个对磁场调制现象，当音圈向不同的方向运动时，效果是不同的，换句话说，它是一个不对称的磁场调制效应。
产生这个不对称磁场调制效应部份原因就是导磁柱，作用好像变压器铁芯。
当音圈变换运动方向时，就会同步发生磁场调制。
并且在音圈单向运动超过Xmax时，部份同步的产生磁场调制。
另外发现，音圈磁场同漏磁场相互作用改变漏磁场形状，这个结论，至少部份的解释了在后面我们讨论的推挽结构的优势。
最简单的解决方法是使用高导磁率材料铁芯，这样靠近音圈部份铁芯总是处于饱和状态，可以获得可以忽略的磁场调制电流。
这个技术并不是经常使用，原因在于高导磁率材料非常昂贵。
最普遍的技术方法解决这个磁场调制/涡流问题是采用短路环。
或者叫做法拉利环。
见图2.6。
短路环应用有不同的方法。
但都是通过产生一个同音圈产生的磁场大小相等，方向相反的磁场来达到目的。
图中A为将导体材料如铜覆盖在导磁柱顶部。
图2.6中B为在导磁柱上安装一个铜帽。
图2.6中C为一个铜柱围绕着导磁柱。
图D为一个短路环安装位置图，通常由铝制作，放置在导磁柱底部。
屏蔽导磁柱方法附带着另外一个好处是减少音圈电感效应，通常电感效应会引起高频段响应升高。
屏蔽罩安装位置和大小可以用来调节和控制扬声器单元中频和高频段频率响应。
在导磁柱底部安装一个短路环同屏蔽导磁柱方法一样可以减少二次谐波失真，但是不能影响音圈电感以及高频单元响应。
虽然应用短路法一个主要的好处是可以减少失真，但是控制中频和高频单元响应同样重要。
2.30振动板：解释扬声器振动板物理原理通常通过讨论一个理想的无限大刚性活塞推动空气来理解。
同无限大刚性活塞推动空气相比，扬声器单元振动板运动从频率上来讲是有界的。
在低端由扬声器谐振频率决定（在低于谐振频率的频段，扬声器能量转换受到机械限制），而高频则受到空气辐射阻抗特性所限制。
空气对运动的阻力为辐射阻抗，辐射阻抗随着频率升高而减少直到某一高端频率点，此后即使升高频率，辐射阻抗保持不变。
低于这个高端频率点，能量转换显示稳定的衰减，它是空气辐射阻抗和辐射表面积函数。
小的辐射表面积同大的辐射表面积相比，可以重放更高的频率。
实际上，通常使用不同口径的扬声器来覆盖重放不同的频段。
现实世界中，振动板不是绝对刚体。
并且使用不同的材料制造，形变特性也不一样。
振动板形变对单元高频辐射效率，频率响应和指向特性影响很大。
虽然不同的材料具有不同的硬度，同时内部对振动传递速度2.31振动板谐振模式：振动板有两类振动模式：放射型和同心型被应用于分析扬声器振膜振动。
由图2.7描绘。
放射型振膜振动从振动板中央扩散到振动板边缘。
通常发生在低频段，并且在实际中作用被认为为次要影响的振膜振动。
同心型振膜振动，由围绕振动板中央的一系列波纹或涟漪组成。
这些同心型振动模式，通过全息照相可看到波纹数量随着频率不同而变化，并且当改变频率时，一些波纹被反射回到中部，形成干涉图案。