详解扬声器中品质因数Q值

ｏｕｄｓｐｅａｋｅｒ

扬声器与传声器

ａｎｄＭｉｃｒｏｐｈｏｎｅ

文章编号：１００２－８６８４（２００６）０８－００２６－０３

详解扬声器中品质因数Ｑ值

叶希鹏

（国光电器股份有限公司，广东深圳５１８０３５）

【摘

论文

要】从理论计算入手，详细分析了扬声器机械品质因数、电品质因数及总品质因数的本质意义，特别是对于

不经常使用的机械品质因数及其相关的影响因数，更是从各个方面进行了分析。【关键词】扬声器；Ｔ－Ｓ参数；品质因数；阻尼；阻抗【中图分类号】ＴＮ９１１．７２

【文献标识码】Ａ

ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＱｕａｌｉｔｙＦａｃｔｏｒｏｆＬｏｕｄｓｐｅａｋｅｒ

ＹＥＸｉ－ｐｅｎｇ

（ＧｕｏｇｕａｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏ．Ｌｔｄ．，ＳｈｅｎｚｈｅｎＧｕａｎｇｄｏｎｇ５１８０３５，Ｃｈｉｎａ）

【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｑｕａｌｉｔｙｆａｃｔｏｒ，ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｑｕａｌｉｔｙｆａｃｔｏｒａｎｄｔｈｅｔｏｔａｌｑｕａｌｉｔｙｆａｃｔｏｒａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｉｎ

ｄｅｔａｉｌ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｆｏｒｔｈｅｍｅｃｈｎｉｃａｌｑｕａｌｉｔｙｆａｃｔｏｒｗｈｉｃｈｉｓｎｏｔｕｓｅｄｉｎｃｏｍｍｏｎ．

【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ｌｏｕｄｓｐｅａｋｅｒ；Ｔｈｉｅｌｅ－Ｓｍａｌｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｑｕａｌｉｔｙｆａｃｔｏｒ；ｄａｍｐｉｎｇ；ｉｍｐｅｄａｎｃｅ

在扬声器的Ｔｈｉｅｌｅ－Ｓｍａｌｌ参数中，品质因数Ｑ作为评价低频性能和低音箱体设计的关键参数，经常被大家提起和引用。但作为一个数学模型的辅助参量，Ｑ值的概念非常抽象，远不如Ｆｓ（谐振频率），Ｖａｓ（等效容积）等参数容易认识。笔者将通过不同的角度来分析和阐释Ｑ值的意义，希望能加深大家对Ｑ值的理解。

２

阻抗曲线的数学模型

考虑到扬声器Ｑ值与阻抗Ｚｅ密不可分的关系，在

具体分析Ｑ值前，先简单了解一下扬声器阻抗曲线。

在阻抗型电声类比中，扬声器的等效阻抗为

－１

Ｚｅ＝Ｒｅ＋ｊ!Ｌ＋（１／Ｒｅｓ＋ｊ!Ｃｍｅｓ＋１／ｊ!Ｌｃｅｓ）

（１）

１

基本概念

根据Ｔ－Ｓ参数的定义，品质因数（ｑｕａｌｉｔｙｆａｃｔｏｒ）Ｑ

其中，Ｒｅ为扬声器的直流阻抗，Ｌ为音圈线圈的感抗；Ｒｅｓ为振动系统的力学等效阻抗，Ｒｅｓ＝（ＢＬ）２／（Ｒｍｓ＋

２Ｒｍｒ），Ｒｍｓ为振动系统的力阻，Ｒｍｒ为扬声器振膜单面的辐射力阻，ＢＬ为磁场间隙的磁感应强度与音圈在磁场中的有效线长乘积（单位：Ｔ ｍ）；Ｃｍｅｓ为质量抗，Ｃｍｅｓ＝

表示的是在谐振频率（Ｆｓ）处，扬声器振动系统（悬挂系统）对振动的控制情况；从另一个角度来说，它直接反映了扬声器振动系统的阻尼状态。在Ｔ－Ｓ参数中，Ｑ又分为Ｑｍｓ，Ｑｅｓ和Ｑｔｓ。

Ｍｍｓ／（ＢＬ）２，Ｍｍｓ为扬声器的等效振动质量（单位：ｇ）；Ｌｃｅｓ为弹性抗，Ｌｃｅｓ＝Ｃｍｓ×（ＢＬ）２，Ｃｍｓ为支撑系统的顺性（单位：!ｍ／Ｎ）。

当频率为Ｆｓ时，动生阻抗达到最大值；同时由于在低频阶段，音圈感抗相当小，基本上可忽略，因此有［２］

Ｑｍｓ为机械Ｑ值，反映的是机械系统的阻尼，主要体现在扬声器支片、折环等支撑系统对能量的消耗、吸收以及音盆、音圈、防尘帽等质量系统对能量的内在消耗；Ｑｅｓ为电Ｑ值，反映的是电气系统的阻尼；主要体现在音圈直流电阻对电能的消耗；Ｑｔｓ为总Ｑ值，为Ｑｍｓ和

Ｚｍａｘ＝Ｒｅ＋｜Ｒｅｓ｜其进行直观的理解。

（２）

图２为Ｍｌｓｓａ对某款扬声器的测试结果，可以对

Ｑｅｓ的并联，即Ｑｔｓ＝ＱｍｓＱｅｓ／（Ｑｍｓ＋Ｑｅｓ）［１］。

扬声器Ｑｔｓ对低频声压特性的影响如图１所示，这在很多参考书上都有描述，这里不作讨论。

Ｏ

ＳＰＬ

２．０００

１．１００１．００００．７０７０．５００

３Ｑ值与阻抗Ｚｅ的关系

根据Ｑｍｓ＝ωＭｍｓ／（Ｒｍｓ＋２Ｒｍｒ），由ω＝２πＦｓ以及Ｆｓ＝

图１

!／!０

Ｑｔｓ对扬声器低频声压特性的影响

Ｒｅｓ１，得到Ｑｍｓ＝２"!ｍｓｍｓ（ＢＬ）

同样，对于Ｑｅｓ和Ｑｔｓ有

!

Ｍｍｓ

。ｍｓ

%电声技术２００６－０８$#

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