Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

CN111400858B - 多孔材料的预测方法及其系统 - Google Patents

多孔材料的预测方法及其系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111400858B
CN111400858B CN201911295047.4A CN201911295047A CN111400858B CN 111400858 B CN111400858 B CN 111400858B CN 201911295047 A CN201911295047 A CN 201911295047A CN 111400858 B CN111400858 B CN 111400858B
Authority
CN
China
Prior art keywords
porous material
equivalent circuit
flow resistance
electroacoustic
microphone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911295047.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111400858A (zh
Inventor
刘育成
黄锦煌
翁睿楚
雷梓煊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Feng Chia University
Original Assignee
Feng Chia University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Feng Chia University filed Critical Feng Chia University
Publication of CN111400858A publication Critical patent/CN111400858A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111400858B publication Critical patent/CN111400858B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/30—Circuit design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R29/00—Monitoring arrangements; Testing arrangements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/10—Noise analysis or noise optimisation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

本发明公开一种应用于电声组件的多孔材料的预测方法，主要包括以下步骤：(A)取得一电声组件的一多孔材料的至少一声学参数，所述至少一声学参数包括所述多孔材料的流阻值、比流阻值和流阻率；(B)依据所述至少一声学参数计算出所述多孔材料的一实际阻抗值；(C)依据所述电声组件的结构配置关系及材料参数，建立对应所述电声组件的一等效电路模型；以及(D)将所述多孔材料的所述实际阻抗值导入所述等效电路模型，计算出所述电声组件受到所述多孔材料影响的频率响应曲线及阻抗曲线。

Description

多孔材料的预测方法及其系统
技术领域
本发明系关于一种多孔材料的预测方法及其系统，尤指一种应用于如扬声器或麦克风等电声组件的多孔材料的预测方法及其系统。
背景技术
通气材料对于电声组件(例如喇叭、受话器、扬声器以及麦克风等)而言是一个相当重要但物理机制却相对复杂的材料，由于其具有声阻的特性，故能降低各式电声组件中振动系统的振动幅度，进而降低共振频率处的声压表现。此外，由于通气材料对于声音的表现具有一定的影响，故又常称的为调音纸或阻尼纸。
而目前对于应用于电声组件上的通气材料的选择仍采用试误法(Try&Error)，贴附不同的通气材料于电声组件上，并利用传统实际听测的方式进行选定，不仅费时费工且缺乏科学根据。因此，如何能够针对应用于电声组件的通气材料的选择，建构一种具有科学数据的仿真预测系统及其方法，是本发明的主要目的。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种可用于电声组件中多孔材料的预测方法，针对未知参数的多孔材料元进行模拟预测及分析，便利产品设计者于产品开发前，有效地仿真出电声组件受多孔材料影响的频率响应曲线及阻抗曲线。
本发明的多孔材料的预测方法，主要包括以下步骤：(A)取得一电声组件的一多孔材料的至少一声学参数，所述至少一声学参数包括所述多孔材料的流阻值、比流阻值和流阻率；(B)依据所述至少一声学参数计算出所述多孔材料的一实际阻抗值；(C)依据所述电声组件的结构配置关系及材料参数，建立对应所述电声组件的一等效电路模型；以及(D)将所述多孔材料的所述实际阻抗值导入所述等效电路模型，计算出所述电声组件受到所述多孔材料影响的频率响应曲线及阻抗曲线。
除此的外，本发明更提出一种多孔材料的预测系统，包括：电声组件，具有一多孔材料；一等效电路模型建立模块，与所述电声组件连接，所述等效电路模型建立模块依据所述电声组件的结构配置关系及材料参数，建立一等效电路模型；一流阻量测模块，与所述电声组件连接，所述流阻量测模块量测所述电声组件的至少一声学参数；以及一仿真计算模块，与所述等效电路模型建立模块和所述流阻量测模块连接，所述仿真计算模块依据所述至少一声学参数计算出所述多孔材料的一实际阻抗值，并导入所述等效电路模型以仿真出所述多孔材料影响的频率响应曲线及阻抗曲线。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明较佳实施例的动圈式扬声器的剖面图。
图2为本发明较佳实施例对应第一图所示的动圈式扬声器的等效电路模型示意图。
图3为本发明较佳实施例的电容式麦克风的剖面图。
图4为为本发明较佳实施例对应第一图所示的电容式麦克风的等效电路模型示意图。
图5为本发明较佳实施例的多孔材料的预测系统示意图。
图6为本发明较佳实施例的的多孔材料的预测方法流程图。
附图标号说明：
10、电容式麦克风的等效电路模型；11、空气辐射阻抗的等效电路；12、多孔材料的声学等效电路；13、麦克风单体的机械等效电路；15、麦克风单体的前空腔等效电路；17、麦克风单体的后空腔等效电路；19、麦克风单体的电学等效电路；100、电容式麦克风；105、多孔材料；107、前盖；109、铜环； 111、振动膜；113、绝缘纸；115、背极板；117、塑环；119、铜支架；121A、前空腔；121b、后空腔；123、场效晶体管；125、电容；127、电路板；200、动圈式扬声器；20、动圈式扬声器的等效电路模型；21、扬声器单体的电学等效电路；23、扬声器单体的机械等效电路；25、扬声器单体的前空腔声学等效电路；27、扬声器单体的后空腔声学等效电路；201、塑轭；203、通气孔；205、多孔材料；207、前盖；209、音圈；211、振动膜；213、上磁盘；215、磁铁； 217、下片；219、前空腔；221、后空腔；300、多孔材料的预测系统；310、电声组件；330、流阻量测模块；331、压差计；333、流量计；350、等效电路模型建立模块；370、仿真计算模块；(A)-(D)、步骤。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出一种用于电声组件中多孔材料的预测方法及其系统，所述预测方法可有效地仿真出电声组件受多孔材料影响的频率响应曲线及阻抗曲线，以精确掌握产品的效能，节省产品开发时间及成本。
首先，请同时参照第一图及第二图，第一图为本发明较佳实施例的动圈式扬声器的剖面图，第二图为本发明较佳实施例对应第一图所示的动圈式扬声器的等效电路模型示意图。动圈式扬声器200的等效电路模型20是利用等效电路法来建立，并可用以模拟分析动圈式扬声器200内部组件及结构的特性以及对声音传送的影响，进而可针对不同的动圈式扬声器200特性进行模拟分析。
动圈式扬声器的等效电路模型20包括扬声器单体的前空腔声学等效电路 25、扬声器单体的后空腔声学等效电路27、扬声器单体的机械等效电路23以及扬声器单体的电学等效电路21。扬声器单体的前空腔声学等效电路25、扬声器单体的后空腔声学等效电路27、扬声器单体的机械等效电路23以及扬声器单体的电学等效电路21可通过变压器相连接且转换能量。
扬声器单体的电学等效电路21可由「Zeb」(代表电学端阻挡电阻抗)与「V」(代表驱动电压)串联。麦克风单体的机械等效电路23则是以「ZD」(代表振动膜机械阻抗)来模拟出振动膜的质量、阻力与柔顺度效应。
扬声器单体的前空腔声学等效电路25包括「ZCA_f」(代表振动膜211前方的前盖207的声容抗)、「ZAc_f」(前盖207开孔的声阻抗)以及「ZARAd_f」(前盖207前方声辐射学阻抗)。具体地说，振动膜前方的前盖的声容抗「ZCA_f」，并联与前盖开孔的声阻抗「ZAc_f」和前盖前方声辐射学阻抗「ZARAd_f」所形成的串行电路。
而所述扬声器单体的后空腔声学等效27电路则包括「ZCA_R」(代表振动膜 211后方的轭塑201的内部空气声容抗)、「ZAc_R」(代表轭塑201后方通气孔 203厚度的空气声阻抗)、「Zp」(代表轭塑201后方通气孔203的多孔材料 205的声学阻抗)以及「ZARAd_f」(代表轭塑201后方声辐射学阻抗)。具体地说，振动膜后方的轭塑的内部空气声容抗「ZCA_R」，并联与轭塑后方开孔厚度的空气声阻抗「ZAc_R」、轭塑后方开孔出口处的多孔材料的声学阻抗「Zp」和轭塑后方声辐射学阻抗「ZARAd_f」所形成的串行电路。
另外，多孔材料205是通过本发明的流阻量测模块来分析多孔材料205进出口两端的压力差，并依据所述压力差推算出多孔材料205的声学参数，包括所述多孔材料205的流阻值(R)、比流阻值(Rs)和流阻率(R)，进而取得所述多孔材料205的一实际流阻值(Rp)，亦相当于动圈式扬声器的等效电路模型20中多孔材料的实际阻抗值「Zp」。
如上所述，扬声器单体的前空腔等效电路25与扬声器单体的机械电路23 通过转换比例为1：AD_f的变压器进行耦接及能量转换。扬声器单体的后空腔声学等效电路27与扬声器单体的机械电路23通过转换比例为1：AD_r的变压器进行耦接及能量转换；其中，「AD_f」代表振动膜211前方的面积，「AD_r」代表振动膜211后方的面积。
通过上述的说明，本技术领域具有通常知识者可得知如何推导及简化动圈式扬声器的等效电路模型，例如通过转换因子进行能量转换及复数等效电路组件的串、并联电路，进行回路及等效电路分析(例如方程式的推导)与模拟。
值得一提的是，在本实施例中虽以动圈式扬声器为等效电路模型的实施方式，然等效电路法亦可适用于其他种类的扬声器，如号角型扬声器、电容式扬声器或压电式扬声器等，以及其他具扩音功能的电声组件。除此的外，本技术领域具通常知识者应知实际等效电路架构会因扬声器单体的种类及实体架构而变化，且应可由第二图的等效电路模型推知其他种类的扬声器，或其他具扩音功能的电声组件的等效电路模型的建构方式。因此，第二图仅为一动圈式扬声器的等效电路模型示意图，并非用以限定本发明。
另外，请同时参照第三图及第四图，第三图为本发明较佳实施例的电容式麦克风的剖面图，第四图为本发明较佳实施例对应第一图所示的电容式麦克风的等效电路模型示意图。电容式麦克风100的等效电路模型10是利用等效电路法来建立，并可用以仿真分析电容式麦克风100内部组件及结构的特性以及对声音传送的影响，进而可针对不同的电容式麦克风100特性进行仿真分析。
电容式麦克风的等效电路模型10包括空气辐射阻抗的等效电路11、多孔材料的声学等效电路12、麦克风单体的前空腔声学等效电路15、麦克风单体的后空腔声学等效电路17、麦克风单体的机械等效电路13以及麦克风单体的电学等效电路19。麦克风单体的前、后空腔声学电路(15、17)、麦克风单体的机械等效电路13以及麦克风单体的电学等效电路19的间可通过变压器相连接且转换能量。
进一步而言，收音孔空气压力「P」代表外部声压(例如使用者发出的声音)的强度。空气辐射阻抗的等效电路11用以表示外部声压(即收音孔空气压力P)产生时，声压推动空气所产生出辐射阻抗(Radiation Impedance)的等效电路。多孔材料的声学等效电路12则为多孔材料等效电路模型，用以代表多孔材料105对应声压所产生的效应。麦克风单体的前、后空腔声学等效电路(15、17)、麦克风单体的机械等效电路13及麦克风单体的电学等效电路 19为麦克风单体等效电路模型，用以代表麦克风单体内部结构、尺寸及材料特性对应声压而产生的效应。
具体而言，如第四图所示，空气辐射阻抗的等效电路11是由声学辐射阻尼(Acoustic Radiation Impedance)，例如等效电阻「ZArAd」的电路来表示。
多孔材料的声学等效电路12则包括多孔材料105因声压产生的声学阻抗。多孔材料105的声学阻抗可以阻抗等效电路组件来表示，例如等效电阻「Zp」的电路来表示。另外，多孔材料105是通过本发明的流阻量测模块来分析多孔材料进出口两端的压力差，并依据所述压力差推算出多孔材料105的声学参数，包括所述多孔材料105的流阻值(R)、比流阻值(Rs)和流阻率(r)，进而取得所述多孔材料105的一实际流阻值(Rp)，亦相当于等效电路模型中多孔材料的实际阻抗值「Zp」。
麦克风单体的前空腔声学等效15电路包括声压通过前盖107的收音口于孔洞管壁内所产生的声学质量和声学阻尼，以及声压经过振动膜111前方所产生的声学元素(例如声学质量)。请参考第四图所示，于孔洞管壁内所产生的声学质量(Acoustic Mass)及声学阻尼(Acoustic Resistance)可以「Zco」来表示，代表收音口处前盖后方所构成空间的声阻抗。另外，声压经过振动膜前方所产生的声学元素可以「Zcring」来表示，代表于振动膜前方与前盖构成空间(即前空腔121A)的声容抗。
收音孔空气压力串联空气辐射阻抗的等效电路11和多孔材料的声学等效电路12，且与麦克风单体的前空腔声学等效电路15相并联。具体地说，收音孔空气压力「P」与所述空气辐射阻抗的等效电路「ZArAd」和所述多孔材料的声学等效电路「Zp」串联；收音孔空气压力「P」与空气辐射阻抗的等效电路和多孔材料的声学等效电路的串行电路，更并联「Zco」及「Zcring」所形成的串行电路。
另外，麦克风单体的后空腔声学等效电路17包括用以仿真声压推动振动 111膜挤压空气缝隙(Air Gap)所产生的阻尼效应、模拟空气流经设于背极板 115上音孔产生的声学质量与阻尼效应，以及流经后空腔121b产生的声学柔顺度效应。据此，麦克风单体的后空腔声学等效电路17是由「ZAg」(代表振动膜111与背极板115构成空间的声阻抗)、「ZApp」(背极板115厚度构成的声阻抗)以及「ZCb」(后空腔121b空间构成的声容抗)相互串联所形成对应于麦克风单体内部结构的等效电路。麦克风单体的机械等效电路13则是以「ZD」 (代表振动膜机械阻抗)来模拟出振动膜的质量、阻力与柔顺度效应。
麦克风单体的电学等效电路19则可由电容「ZCeo」(代表振动膜与背极板构成的电容)与「ZCeo」串联以仿真所感测的麦克风单体的电性信号eoc，且电学等效电路是以开回路(open circuit)作表示。
如上所述，麦克风单体的前空腔等效电路15与麦克风单体的机械电路13 通过转换比例为1：AD的变压器进行耦接及能量转换。麦克风单体的机械电路 13与麦克风单体的后空腔等效电路17通过转换比例为AD：1的变压器进行耦接及能量转换；其中，「AD」代表振动膜111的面积。麦克风单体的机械电路与麦克风单体的电学等效电路通过转换比例为的变压器进行耦接及能量转换。
通过上述的说明，本技术领域具有通常知识者可得知如何推导及简化电容式麦克风的等效电路模型，例如通过转换因子进行能量转换及复数等效电路组件的串、并联电路，进行回路及等效电路分析(例如方程式的推导)与模拟。
值得一提的是，在本实施例中虽以电容式麦克风为等效电路模型的实施方式，然等效电路法亦可适用于其他种类的麦克风，如压电式麦克风、动圈式麦克风或微机电麦克风等，以及其他具收音功能的电声组件。除此的外，本技术领域具通常知识者应知实际等效电路架构会因麦克风单体的种类及实体架构而变化，且应可由第四图的等效电路模型推知其他种类的麦克风，或其他具收音功能的电声组件的等效电路模型的建构方式。因此，第四图仅为一电容式麦克风的等效电路模型示意图，并非用以限定本发明。
接续，请同时参照第五图及第六图，第五图为本发明较佳实施例的多孔材料的预测系统示意图，第六图为本发明较佳实施例的多孔材料的预测方法流程图。所述用于电声组件中多孔材料的预测方法及其系统可利用等效电路法 (Equivalent Circuit Method,ECM)快速且精确地对电声组件受多孔材料的影响进行模拟预测及分析。
如第五图所示，本发明较佳实施例的多孔材料的预测系统300包括一电声组件310，具有一多孔材料105、205(可参照第一图及第三图)；一等效电路模型建立模块350，与所述电声组件310连接，所述等效电路模型建立模块350 依据所述电声组件310的结构配置关系及材料参数，建立一等效电路模型10、 20(可参照第二图及第四图)；一流阻量测模块330，与所述电声组件连接310，所述流阻量测模块330量测所述电声组件的至少一声学参数；以及一仿真计算模块370，与所述等效电路模型建立模块350和所述流阻量测模块330连接，所述仿真计算模块370依据所述至少一声学参数计算出所述多孔材料105、205 的一实际阻抗值，并导入所述等效电路模型10、20，以模拟出所述多孔材料 105、205影响的频率响应曲线及阻抗曲线。
在本实施例中，所述电声组件310可以是具有扩音功能的扬声器，如动圈式扬声器200(可参照第一图)、号角型扬声器、电容式扬声器或压电式扬声器，或是其他具有扩音功能的电声组件；另外，所述电声组件310亦可以是具有收音功能的麦克风，如电容式麦克风100(可参照第三图)、压电式麦克风、动圈式麦克风或微机电麦克风，或是其他具有收音功能的电声组件。
纵使扬声器和麦克风的原理及其内部结构的配置关系有所不同，然而其内部皆包括有一具备声阻特性的多孔材料105、205，可降低电声组件310振动膜的振动幅度，进而降低共振频率处的声压表现。而本实施例的电声组件310(包括扬声器和麦克风)除了多孔材料的声学参数为未知外，电声组件310的内部结构配置、相对尺寸关系以及材料等参数均为已知，例如可由电声组件设计制造商取得的内部组件各项参数。换言的，多孔材料的预测系统300可将已知的电声组件300利用前述等效电路架构建立对应的电声组件310的等效电路模型 10、20(可参照第二图及第四图)，并经由量测取得多孔材料105、205的声学参数后计算出所述多孔材料的一实际阻抗值，再导入所述等效电路模型10、 20即可得知电声组件310受多孔材料105、205影响的频率响应曲线及阻抗曲线。
其中，所述多孔材料105、205包括通气纸、调音纸、不织布或网布，可降低电声组件振动膜的振动幅度，进而降低共振频率处的声压表现。
所述等效电路模型建立模块350依据所述电声组件310的结构配置关系及材料参数，建立一等效电路模型。如第二图即为依据动圈式扬声器件的结构配置关系及材料参数，建立动圈式扬声器的等效电路模型20；如第二图则是依据电容式麦克风的结构配置关系及材料参数，建立动圈式扬声器的等效电路模型10。
所述流阻量测模块330包括有一压差计331及一流量计333，用以量测所述电声组件310中多孔材料105、205的至少一声学参数，而所述至少一声学参数包括所述多孔材料105、205的流阻值、比流阻值和流阻率。
所述仿真计算模块370则依据所述至少一声学参数(流阻值、比流阻值和流阻率)计算出所述多孔材料105、205的一实际阻抗值，并导入等效电路模型(如动圈式扬声器的等效电路模型20或电容式麦克风的等效电路模型10 等)，以仿真出所述多孔材料105、205影响电声组件310的频率响应曲线及阻抗曲线。其中，所述仿真计算模块370是通过Mathematica或MATLAB软件所实现。
第六图为前述的多孔材料预测系统的预测方法流程图，其中本实施例的电声组件(包括扬声器和麦克风)除了多孔材料的声学参数为未知外，电声组件的内部结构配置、相对尺寸关系以及材料等参数均为已知。
首先，在步骤(A)中，取得一电声组件的一多孔材料的至少一声学参数，且所述至少一声学参数包括所述多孔材料的流阻值、比流阻值和流阻率。其中，所述电声组件可以是具有扩音功能的扬声器，如动圈式扬声器(可参照第一图)、号角型扬声器、电容式扬声器或压电式扬声器，或是其他具有扩音功能的电声组件；另外，所述电声组件亦可以是具有收音功能的麦克风，如电容式麦克风(可参照第三图)、压电式麦克风、动圈式麦克风或微机电麦克风，或是其他具有收音功能的电声组件。其中，所述多孔材料包括通气纸、调音纸、不织布或网布。
而声学参数的取得方式是通过预测系统中的流阻量测模块进行量测，其量测方法是流量计控制将量测管内的环境空气控制于一流速条件下，并经由压差计计算多孔材料两端的压力差。其中，所述流速可借于0.2至0.8m/s，较好的流速为0.5m/s。
在取得所述多孔材料的压力差后，及可依据多孔材料以知的厚度与面积条件下，推算出多孔材料的声学参数(即流阻值、比流阻值和流阻率)。其中，流阻值(R)、比流阻值(Rs)和流阻率(r)个别的定义如下：
(1)流阻值(R)，单位为(Acoustic Ohm)或(Pa-s/m3)
其中，A为多孔材料量测时的表面积；v为量测管内环境空气的流速；Δp 为多孔材料两端的压力差。
(2)比流阻(Rs)，单位为(rayl/m)或(Pa-s/m2)
(3)流阻率(r)，单位为(rayl)或(Pa-s/m)
其中，d为多孔材料量测时的厚度。
在步骤(B)中，仿真计算模块依据所述至少一声学参数计算出所述多孔材料的一实际阻抗值，而所述实际阻抗值的计算方式是将前述的比流阻除以电声组件后开孔中单一开孔的面积(Ar)，并除以实际开孔数(N)，进而取得所述用于电声组件的多孔材料的实际阻抗值(Rp)，亦可用于等效电路模型中代表所述多孔材料的阻抗(Zp)。
其中，Ar为电声组件后开孔中单一开孔的面积；N为电声组件的开孔数量。
接续，在步骤(C)中，仿真计算模块依据所述电声组件的结构配置关系及材料参数，建立对应所述电声组件的一等效电路模型。如第二图即为依据动圈式扬声器件的结构配置关系及材料参数，建立动圈式扬声器的等效电路模型；如第四图则是依据电容式麦克风的结构配置关系及材料参数，建立电容式麦克风的等效电路模型。其中，仿真计算模块是通过Mathematica或MATLAB 软件所实现。
最后，在步骤(D)中，将所述多孔材料的所述实际阻抗值(Rp)(或(Zp)) 导入所述等效电路模型中，即可计算出所述电声组件受到所述多孔材料影响的频率响应曲线及阻抗曲线。举例而言，将所述多孔材料的实际阻抗值导入如第二图的动圈式扬声器的等效电路模型，则可得知动圈式扬声器受到所述多孔材料影响的频率响应曲线及阻抗曲线；而将所述多孔材料的实际阻抗值导入如第四图的电容式麦克风的等效电路模型，则可得知电容式麦克风受到所述多孔材料影响的频率响应曲线及阻抗曲线。
综上所述，借此可针对未知参数的多孔材料元进行应用于电声组件的仿真预测及分析。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种多孔材料的预测方法，其特征在于，包括：
(A)取得一电声组件的一多孔材料的至少一声学参数，所述至少一声学参数包括所述多孔材料的流阻值、比流阻值和流阻率；
(B)依据所述至少一声学参数计算出所述多孔材料的一实际阻抗值；
(C)依据所述电声组件的结构配置关系及材料参数，建立对应所述电声组件的一等效电路模型；以及
(D)将所述多孔材料的所述实际阻抗值导入所述等效电路模型，计算出所述电声组件受到所述多孔材料影响的频率响应曲线及阻抗曲线；
在步骤(A)中，所述至少一声学参数的取得方式是将环境空气控制于一流速条件下，经由一流阻量测模块对所述多孔材料两端的压力差进行计算；
其中，所述流阻量测模块与所述电声组件连接。
2.根据权利要求1所述的多孔材料的预测方法，其特征在于，所述流速为0.2至0.8m/s。
3.根据权利要求1所述的多孔材料的预测方法，其特征在于，所述电声组件为电容式麦克风、压电式麦克风、动圈式麦克风或微机电麦克风。
4.根据权利要求1所述的多孔材料的预测方法，其特征在于，所述电声组件为动圈式扬声器、号角型扬声器、电容式扬声器或压电式扬声器。
5.根据权利要求1所述的多孔材料的预测方法，其特征在于，所述多孔材料包括通气纸、调音纸、不织布或网布。
6.一种多孔材料的预测系统，其特征在于，包括：
一电声组件，具有一多孔材料；
一等效电路模型建立模块，与所述电声组件连接，所述等效电路模型建立模块依据所述电声组件的结构配置关系及材料参数，建立一等效电路模型；
一流阻量测模块，与所述电声组件连接，所述流阻量测模块量测所述电声组件的至少一声学参数；以及
一仿真计算模块，与所述等效电路模型建立模块和所述流阻量测模块连接，所述仿真计算模块依据所述至少一声学参数计算出所述多孔材料的一实际阻抗值，并导入所述等效电路模型以仿真出所述多孔材料影响的频率响应曲线及阻抗曲线；
所述至少一声学参数的取得方式是将环境空气控制于一流速条件下，经由所述流阻量测模块对所述多孔材料两端的压力差进行计算。
7.根据权利要求6所述的多孔材料的预测系统，其特征在于，所述电声组件为电容式麦克风、压电式麦克风、动圈式麦克风或微机电麦克风。
8.根据权利要求6所述的多孔材料的预测系统，其特征在于，其中所述电声组件为动圈式扬声器、号角型扬声器、电容式扬声器或压电式扬声器。
9.根据权利要求6所述的多孔材料的预测系统，其特征在于，所述多孔材料包括通气纸、调音纸、不织布或网布。
10.根据权利要求6所述的多孔材料的预测系统，其特征在于，所述仿真计算模块是通过Mathematica或MATLAB软件实现。
11.根据权利要求6所述的多孔材料的预测系统，其特征在于，其中所述流阻量测模块包括一压差计及一流量计。
CN201911295047.4A 2019-01-03 2019-12-16 多孔材料的预测方法及其系统 Active CN111400858B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108100132 2019-01-03
TW108100132A TWI694252B (zh) 2019-01-03 2019-01-03 多孔材料的預測方法及其系統

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111400858A CN111400858A (zh) 2020-07-10
CN111400858B true CN111400858B (zh) 2023-09-19

Family

ID=71403804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911295047.4A Active CN111400858B (zh) 2019-01-03 2019-12-16 多孔材料的预测方法及其系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11347912B2 (zh)
CN (1) CN111400858B (zh)
TW (1) TWI694252B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114245282B (zh) * 2021-12-10 2023-07-21 深圳市精泰达科技有限公司 一种喇叭模拟电路及音频放大器的检测方法
CN115297422B (zh) * 2022-10-08 2022-12-20 武汉珈声科技有限公司 一种用于分析微型扬声器声学增强材料性能的方法
CN118175499B (zh) * 2024-05-16 2024-09-13 苏州声学产业技术研究院有限公司 一种具有前腔和网罩结构的扬声器频率响应预测方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201340733A (zh) * 2012-03-19 2013-10-01 Universal Scient Ind Shanghai 用於收音系統之等化前處理方法及其系統
CN105870782A (zh) * 2014-12-19 2016-08-17 曹小玲 一种放电装置和一种开关
CN108897929A (zh) * 2018-06-13 2018-11-27 郑州云海信息技术有限公司 一种电源平面频域阻抗仿真方法、系统及终端
JP2018197965A (ja) * 2017-05-24 2018-12-13 学校法人 関西大学 小型スピーカの設計支援装置及びスピーカの設計支援方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI539836B (zh) * 2012-08-23 2016-06-21 逢甲大學 揚聲器振膜結構及其製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201340733A (zh) * 2012-03-19 2013-10-01 Universal Scient Ind Shanghai 用於收音系統之等化前處理方法及其系統
CN105870782A (zh) * 2014-12-19 2016-08-17 曹小玲 一种放电装置和一种开关
JP2018197965A (ja) * 2017-05-24 2018-12-13 学校法人 関西大学 小型スピーカの設計支援装置及びスピーカの設計支援方法
CN108897929A (zh) * 2018-06-13 2018-11-27 郑州云海信息技术有限公司 一种电源平面频域阻抗仿真方法、系统及终端

Also Published As

Publication number Publication date
US20200218841A1 (en) 2020-07-09
TW202026635A (zh) 2020-07-16
TWI694252B (zh) 2020-05-21
US11347912B2 (en) 2022-05-31
CN111400858A (zh) 2020-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111400858B (zh) 多孔材料的预测方法及其系统
US8054983B2 (en) Method for parameter identification and parameter optimization of microspeakers
WO2022000630A1 (zh) 振动传感器及具有其的音频设备
CN105516873A (zh) 一种传声器灵敏度和频响曲线测试装置及方法
US20170111731A1 (en) Microphone assembly with suppressed frequency response
CN107071684A (zh) 扬声器t/s参数测试方法和测试装置
US20090323995A1 (en) Miniature Planar Acoustic Networks
CN206923046U (zh) 扬声器t/s参数测试装置
CN109151145A (zh) 一种音频通道的检测方法及装置
EP3225038B1 (en) Low frequency active acoustic absorber by acoustic velocity control through porous resistive layers
CN201066931Y (zh) 微型单指向电容传声器
CN111970616A (zh) 一种扬声器模组及电子设备
Bai et al. Optimization of microspeaker diaphragm pattern using combined finite element–lumped parameter models
CN103327427B (zh) 用于收音系统的等化前处理方法及其系统
CN106197882A (zh) 判断微型喇叭模组密闭性的方法
WO2017220816A1 (en) Method for simulating total harmonic distortion of a loudspeaker
CN204442674U (zh) 一种扬声器模组
TWI483624B (zh) 用於收音系統之等化前處理方法及其系統
RU110212U1 (ru) Эквивалент нагрузки усилителей сигналов звуковой частоты
Lei et al. A Study on the Effect of Ventilation Materials on Sound Quality of In-ear Earphones
CN205040031U (zh) 一种传声器灵敏度和频响曲线测试装置
Huang et al. Insert earphone modeling and measurement by IEC-60711 coupler
CN210225661U (zh) 密闭式音箱和包括它的显示装置
CN103686579B (zh) 喇叭异常声检测方法及利用该方法的喇叭检测装置
CN203504545U (zh) 一种带无源辐射器的收音机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant