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辐射分析

特性:

KLIPPEL R&D系统
半空间中产生的远场SPL响应SCN, NFS, POL, RMA, HMA
方向性指数、声功率响应SCN, NFS, POL, HMA
极坐标图和气球图NFS, POL
同相分量 (对SPL的有益贡献)SCN, RMA, HMA
反相分量 (对SPL的有损贡献)SCN, RMA, HMA
正交分量 (对SPL无贡献)SCN, RMA, HMA

以足够分辨率在辐射器表面r点处扫描的传递函数Hc(jω, ρ, rc)和几何结构是使用边界元法或者简化法来预测远场声压的基础。瑞利方程是进行辐射分析的基础,显示出辐射体表面上每个点对远场声压的贡献,同时也显示出各个模式 (例如径向和圆周)的贡献。此信息对于检测引起SPL和功率响应大幅下降的抵消问题的原因以及优化扬声器的方向性非常重要。


KLIPPEL R&D系统 (开发)

模组

备注

扫描测振仪系统 (SCN)

SCN模组通过扫描的辐射体的几何结构和机械振动来预测远场中任意一点处的声压级。该数据是计算极平面辐射特性、声功率和方向性指数的基础。数据分析可以作为后处理进行,而无需硬件部分 (只需要加密狗).

近场扫描仪 (NFS)
极平面远场测量 (POL)
高阶模态分析 (HMA)
摇摆模式分析 (RMA)

示例:

上图显示了与声压有关的分解技术,其中将总振动分为同相、反相和正交分量,这些分量在总声音中分别提供了建设性、破坏性或无贡献。
上图显示了与声压有关的分解技术,其中将总振动分为同相、反相和正交分量,这些分量对声场中的总声音中分别提供了建设性、破坏性或无贡献。
虽然声压响应 (左图中的蓝色曲线)有明显的下降,但累积加速度级AAL (左图中的棕色曲线)还足够高,这揭示了体积速度q1和q2之间的声学抵消
虽然声压响应 (左图中的蓝色曲线)有明显的下降,但累积加速度级AAL (左图中的棕色曲线)还足够高,这揭示了由辐射体 (右图)外部和内部部分产生的体积速度q1和q2之间的声学抵消。
上图显示了对纸制音盆进行辐射分析的结果。产生声压的同相分量的SPL响应总是比反相分量高15 dB,反相分量对总输出有破坏性贡献
上图显示了对纸制音盆进行辐射分析的结果。产生声压的同相分量的SPL响应总是比对对总输出有破坏性贡献的反相分量高15 dB。同相分量占据音盆的内部部分,但是尺寸随着频率的增加而缩小,从而增加了辐射阻抗。


标准

音频工程学会
AES2 Recommended practice Specification of Loudspeaker Components Used in Professional Audio and Sound Reinforcement (AES2推荐的用于专业音频和声音增强的扬声器组件的实用规范)
AES56 Standard on acoustics – Sound source modeling – Loudspeaker polar radiation measurement (AES56 声学标准 - 声源建模 - 扬声器极平面辐射的测量)

国际电工委员会
IEC 60268-5 Sound System Equipment, Part 5: Loudspeakers ( IEC 60268-5声音系统设备,第5部分: 扬声器)




论文和预印本

W. Klippel, et al., “Distributed Mechanical Parameters of Loudspeakers Part 2: Diagnostics,” J. of Audio Eng. Soc. 57, No. 9, pp. 696-708 (2009 Sept.).

F. J. M. Frankort, “Vibration Patterns and Radiation Behavior of Loudspeaker Cones,” J. of Audio Eng. Soc., Volume 26, No. 9, pp. 609-622 (September 1978).

W. Klippel, et al., “Distributed Mechanical Parameters of Loudspeakers Part 1: Measurement,” J. of Audio Eng. Soc. 57, No. 9, pp. 500-511 (2009 Sept.).

A. J. M. Kaizer, “Theory and Numerical Calculation of the Vibration and Sound Radiation of Cone and Dome Loudspeakers with Non-Rigid Diaphragms,” presented at the 62nd Convention of the Audio Eng. Soc., March 1979, Preprint 1437.

J. Backman, “Low-frequency Polar Pattern Control for Improved In-room Response,” presented at 115th Convention of Audio Eng. Soc., October 2003, Paper no. 5867.

J. Baird, et al., “The Analysis, Interaction, and Measurement of Loudspeaker Far-Field Polar Patterns,” presented at 106th Convention of Audio Eng. Soc., May 1999, Paper no. 4949.

M. Karjalainen, et al., “Comparison of Numerical Simulation Models and Measured Low-Frequency Behavior of a Loudspeaker,” presented at the 104th Convention of the Audio Eng. Soc., May 1998, Preprint 4722.

J. Wright, “Finite Element Analysis as a Loudspeaker Design Tool,” Paper MAL-11; Conference: AES UK Conference: Microphones & Loudspeakers, The Ins & Outs of Audio (MAL); March 1998.

A. Kaizer, “Calculation of the Sound Radiation of a Nonrigid Loudspeaker Diaphragm Using the Finite-Element Method,” J. of Audio Eng. Soc., Volume 36, No. 7/8, pp. 539-551; July 1988.

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