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直接辐射式扬声器的1/2分谐波失真

孟庆照  
【摘要】: 扬声器及扬声器系统作为音响设备重放的终端,其质量的好坏,将直接影响整个音响系统音质效果的发挥。随着数字音频技术的发展,市场对扬声器的品质提出了更高的要求。中国是一个扬声器的产量大国而非质量强国,扬声器生产工艺和技术水平还较低,因此,对扬声器分析波失真机理的探究有助于扬声器生产工艺的提高和改进;同时扬声器薄壳是典型的旋转薄壳结构,对壳体非线性振动的研究可以丰富非线性动力学的内容,因而具有较强的实践意义和理论意义。基于此,在阅读相关文献的基础上,在硕士期间主要开展了以下工作: 1.采用Sanders薄壳理论和虚功原理推导了闭合旋转薄壳的几何非线性模态方程;编制了专门的有限元程序用于确定其系数计算公式;用实例验证了结果的正确性。 2.选用1个轴对称模态和1个非轴对称模态给出了可揭示扬声器参数激励分谐波产生机制的运动方程。其中的轴对称模态由驱动力直接激励,而非轴对称模态由轴对称模态非线性耦合激励,激励方式表现为参数激励。当激励频率为非轴对称模态固有频率的约2倍时,非轴对称模态在合适的条件下可被激发,从而产生1/2分谐波。 3.实验确定了所分析扬声器的材料参数、电磁参数和几何参数;在此基础上,利用有限元程序确定了分析扬声器的轴对称振动和非轴对称模态耦合运动方程的系数。 4.采用多尺度法和谐波平衡法解析求解了所得方程,并用Runge-Kutta数值方法进行了验证和扩展,提出了提高扬声器分谐波产生阈值的3个途径。


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