智能音箱 功放与喇叭选型 参考
文章目录
- 基础电声
- 声音短路效应 （Acoustic Short Circuiting）
- 声音三要素
- 音调(Pitch):
- 音量（Volume）：
- 音色（Tone):
- 声音频谱（Acoustic Spectrum）
- 功放
- 功率放大器:
- 功放指标：
- PSRR 电源纹波抑制比(power supply rejection rate)
- THD 总谐波失真(total harmonic distortion)
- POCM 最大输出功率
- 关断电流(Shutdown current)
- 扬声器选型（喇叭）
- 频响曲线
- SPL
- 低频谐振点f0
- 平坦度
- f0 处响度值
- 失真度曲线
- 寿命
- 谐波失真
- 关注
基础电声
声音短路效应 （Acoustic Short Circuiting）
当喇叭振膜振动时，喇叭前后都会有声波产生，且声波相位刚好相反，由于低频之指向性超过180°，接近无指向性，因此当声波向外成环状扩散时，喇叭前后逆向低频声相交，声音短路，因声波相位同相增，逆向相减之故，造成低频之输出音压衰减，为了阻止声波之回响，需要切断前后传播的路径，实际设计喇叭音腔时采取前后腔隔离的方法，如果采用立体声设计，左右音腔需要远离，且隔离。
声音三要素
由音调（Pitch），音量（Volume）,音色（Tone）三要素构成。
音调(Pitch):
实际指声音的频率（Frequency）高低，单位为Hz。
音量（Volume）：
声音振幅（Amplitude)大小,通常表示的单位dB（Decibel 的缩写）它是以正常人听1000Hz 频率之纯音，所能听到的最弱声音，其音压为0.0002 微巴（u bar)当作0dB。
音色（Tone):
在声波而言，仅知道它是由谐波（Harmonic Wave)造成，但究竟那些谐波怎样组成声波。
声音频谱（Acoustic Spectrum）
人声：男低音60Hz~女高音2500Hz
打击乐器：鼓…. 60Hz~200Hz
弦乐器：钢琴、大小提琴、吉他….27.5Hz～4086Hz
管乐器：小喇叭、伸缩喇叭、竖笛…80Hz～1800Hz
喇叭之有效截止频率必须大于上列之声音基础之高频频率3倍较佳
功放
经常遇到D类功放，到底什么是D类？
功率放大器:
分为A 类，B 类，AB 类和D 类，A 类即使没有信号输入时，也工作在偏置区，效率最低，理论效率只有25%；B 类如果没有信号输入，几乎不消耗功耗，理论效率78%；AB 类效率与B类相当，但相对于B 类，失真更小；D 类利用极高频频率的转换开关电路来放大音频信号，具有很高的效率，通常能够达到85%以上。
功放指标：
输出功率，电源纹波抑制比(PSSR)，总谐波失真加噪声(THD+N)，关闭电流(Shutdown current), 工作电压（Power supply）
PSRR 电源纹波抑制比(power supply rejection rate)
音频放大器的输入测量电源电压的偏差偶合到一个模拟电路的输出信号的比值。PSRR 反映了音频功率放大器对电源的纹波要求，PSRR 值越大越好，音频放大器输出音质就越好.
THD 总谐波失真(total harmonic distortion)
指一个模拟电路处理信号后，在一个特定频率范围内所引入的总失真量。噪声(noise)是指通常不需要的信号。有时是由于热或者其他物理条件产生的在线路板上的其它电气行为(干扰).从THD+N 的定义不难看出总谐波失真和噪声越小越好.
POCM 最大输出功率
输出功率反映了一个音频功率放大器的负载能力，通常音频放大器厂家会提供产品的在工作电压一定条件和额定负载下的的最大输出功率.
关断电流(Shutdown current)
关断电流越小，说明在待机条件下的放大器功耗小。输出偏移电压小有利于电池寿命的延长。
功放选型表：
| 公司 | 型号 | 规格书 | 实际测量 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 工作电压(V) | 输出功(mW) | PSPR(dB) | 声道数(个） | 关闭电流(uA) | 效率(%) | 输出功率(mW) | 关闭电流(uA) | 效率(%) | 频率响应(dB) | ||
扬声器选型（喇叭）
喇叭的性能一般可以从频响曲线、失真度和寿命三个方面进行评价.
频响曲线
反映了喇叭在整个频域内的响应特性，是最重要的评价标准.
主要从四个方面进行评价：
SPL 值、低频谐振点f0、平坦度和f0 处响度值。
SPL
SPL 值一般是在1K～4KHz 之间取多个频点的声压值进行平均，反映了在同等输入功率的情况下， 喇叭 输出声音强度的大小，它是频响曲线最重要的指标。
低频谐振点f0
低频谐振点f0 反映了喇叭 的低频特性，是频响曲线次重要的指标。
平坦度
平坦度反映了喇叭 还原音乐的保真能力，作为参考指标。
f0 处响度值
f0 处响度值反映了低音的性能。
失真度曲线
反映了在某一功率下， 喇叭 在不同频率点输出信号的失真程度，它是次重要指标，一般情况下，当失真度小于10％时，都认为在可接受的范围内.
寿命
反映了喇叭 的有效工作时间.
谐波失真
在开发过程中，要处理谐波失真。
谐波失真是由振幅非线性引起的一种失真，当扬声器输入某一频率的正弦信号时，扬声器输出的声信号中，除了原输入之基波信号外，还出现了2 倍，3 倍….于基波频率的信号。一个声音的音色由它的成分音构成决定，由于扬声器的振动系统或磁路系统的非线性，导致各成分音产生谐波失真和互调失真，使得频谱改变，因而音色也发生变化。
产品要求THD一般少于1% ，产品规格书一般为0.1%
扬声器的失真一般以二次谐波失真和三次谐波失真表示，三次谐波失真对音质的影响最大。比较失真必须在扬声器输出声功率相等的条件下进行；一般而言输出声功率较大时，失真也较大。
喇叭选型参考表：
| 公司 | 型号 | 规格书 | 实际测量 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 厚度(mm) | 阻抗(Ω） | 谐振频率Fo(HZ) | 额定功率(W) | 最大功率(W) | SPL(dB) | 谐振频率Fo(HZ) | SPL(dB) | ||
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