内容简介

本书主要介绍了动圈式扬声器和Mems扬声器用障板、自由场、711耦合器、人头和躯干模拟器测试频响曲线等声学指标的仿真方法，以及用有限元与边界元相结合的方式和电路集总参数法来减少计算时间的方法。

目录

目录
第1章Micro-Cap单体和扬声器盒仿真
1.1微型扬声器的物理模型
1.2力学模型与电路模型的转换
1.2.1力学参数与电路参数的转换
1.2.2扬声器里电路部分的模型
1.2.3扬声器单体(没有前腔体)的运动系统类比电路模型
1.3建立带后腔的Micro-Cap单体模型的实例
1.3.1背腔刚度对灵敏度曲线和F0的影响
1.3.2计算背腔刚度公式的推导
1.3.3建立带后腔的12×12×3.5扬声器单体仿真模型
1.3.412×12×3.5扬声器单体仿真结果与实测结果对比
1.4建立带前腔的Micro-Cap扬声器盒模型的实例
1.4.1扬声器盒系统类比的电路模型
1.4.22014扬声器盒的电路模型
1.4.3三种常用的扬声器测试方法图标
第2章用Comsol做单体灵敏度仿真
2.1用Comsol软件仿真扬声器灵敏度曲线的方法
2.2仿真2009扬声器单体障板测试
2.2.1仿真用3D模型的处理
2.2.2在Comsol里建立2009单体仿真模型
2.2.3在Comsol里添加材料信息
2.2.4定义完美匹配层、变量和计算公式
2.2.5压力声学,频域物理场设置
2.2.6固体力学物理场设置
2.2.7设置多物理场耦合
2.2.8模型网格化
2.2.9单频点求解
2.2.10声压级曲线求解
第3章用Comsol做扬声器盒声压级仿真
3.1比较2009扬声器盒与单体仿真得到的声压级曲线
3.2仿真2009扬声器盒自由场测试
3.2.1在Comsol里建立2009扬声器盒仿真模型
3.2.2创建零部件几何集
3.2.3给零件添加材料信息
3.2.4定义完美匹配层、变量和计算公式
3.2.5固体力学物理场设置
3.2.6压力声学,频域物理场设置
3.2.7设置多物理场耦合
3.2.8模型网格化
3.2.9单频点求解
3.2.10声压级曲线求解
3.2.11计算空气球外的声压级曲线
第4章711高泄露测试声压级仿真
4.1比较用Comsol和Micro-Cap进行0615单体711高泄露测试仿真得到的灵敏度曲线
4.1.1关于711耦合器和高泄露工装的介绍
4.1.2Comsol 711高泄露测试的模型及与Micro-Cap仿真结果的对比
4.1.3几种不同的Comsol 711耦合器模型仿真结果对比
4.2建立0615扬声器单体711高泄露测试仿真模型
4.2.1在Comsol里建立0615扬声器单体仿真几何模型
4.2.2创建零部件几何集
4.2.3给零件添加材料信息
4.2.4定义完美匹配层、变量和计算公式
4.2.5压力声学，频域物理场设置
4.2.6固体力学物理场设置
4.2.7壳物理场设置
4.2.8设置多物理场耦合
4.2.9模型网格化
4.30615单体711高泄露测试仿真模型的求解和后处理
4.3.1单频点求解
4.3.2声压级曲线求解
第5章人头和躯干装置测试声压级仿真
5.1仿真模型简介
5.2将扬声器盒几何模型输入人头测量装置的Comsol仿真模型
5.2.1打开人头测量装置的Comsol仿真模型
5.2.2输入要仿真的扬声器盒几何模型
5.2.3调整扬声器盒几何模型的位置
5.3用人头测试装置测量扬声器盒灵敏度的Comsol仿真模型设置
5.3.1创建零部件几何集
5.3.2给零件添加材料信息
5.3.3添加仿真所需物理场
5.3.4定义变量和计算公式
5.3.5压力声学,边界元物理场设置
5.3.6压力声学，频域物理场设置
5.3.7固体力学物理场设置
5.3.8壳物理场设置
5.3.9设置多物理场耦合
5.3.10模型网格化
5.4扬声器盒人头测试仿真模型的求解和后处理
5.4.1单频点求解
5.4.2声压级曲线求解
5.4.3漏音值测量
第6章用有限元和电路参数仿真声压级
6.1仿真模型简介
6.1.1扬声器盒实物和仿真用的几何模型
6.1.2Comsol集总参数电路模型原理说明
6.1.3仿真频响曲线与样品实测结果对比
6.2建立2014扬声器盒仿真模型
6.2.1在Comsol里建立2014扬声器盒仿真模型
6.2.2创建零部件几何集
6.2.3给零件添加材料信息
6.2.4定义完美匹配层和电路参数
6.2.5压力声学,频域物理场设置
6.2.6电路物理场设置
6.2.7模型网格化
6.32014扬声器盒仿真模型的求解和后处理
第7章Mems扬声器频响曲线仿真
7.1Mems扬声器简介
7.1.1Mems扬声器结构和发声原理
7.1.2Mems扬声器频响曲线仿真与实测结果的对比
7.2仿真Mems扬声器频响曲线
7.2.1在Comsol里建立Mems扬声器仿真模型
7.2.2创建零部件几何集
7.2.3给零件添加材料信息
7.2.4定义完美匹配层和变量
7.2.5压力声学,频域物理场设置
7.2.6固体力学物理场设置
7.2.7壳物理场设置
7.2.8静电物理场设置
7.2.9设置多物理场耦合
7.2.10模型网格化
7.2.11频响曲线求解
第8章音箱频响曲线仿真
8.1扬声器声场的方向性和频响曲线对比
8.1.1微型扬声器方向性图
8.1.2带倒向孔音箱的频响曲线

前言/序言

前言

立讯声学有限公司的产品包括手机、笔记本、Pad、AR/VR设备和耳机里的各种微型扬声器，在消费电子领域里有名的大公司都是我们的客户。客户要求各种新型微型扬声器的尺寸越来越小，性能和可靠性越来越高，而开发周期越来越短，需要妥善考虑磁场、结构力学和声场的多物理场耦合效应，于是能大幅提高开发效率的仿真就成了新型扬声器研发流程中的必备一环。能精确仿真多物理场耦合的Comsol软件和能快速仿真扬声器共振频率和频率曲线的MicroCap软件都是常用的工具。

在开发扬声器时能用Comsol软件做的仿真很多，包括声场分布和灵敏度仿真、磁场仿真、结构件强度和刚度仿真以及零部件跌落仿真等。本书介绍各种测试扬声器共振频率和频响曲线仿真的方法。

为了更贴近实际应用场景，人们开发出了多种扬声器的声场测试方法及设备，也制定了相应的国际测试标准，比如IEC 60318系列标准。常用的扬声器声场测试方法有： 障板测试、自由场测试、711耦合器加高泄露工装测试、人头和躯干模拟器测试。

仿真方法和设备不同，得到的扬声器频响曲线也不同。本书介绍了这四种测试方法的Comsol仿真案例，还有为加快计算速度而采用的有限元边界元相结合的仿真方法和有限元电路集中参数法相结合的仿真方法。

MicroCap软件虽然计算精度不如Comsol软件那么高，但计算速度快，对计算机的配置要求也没有那么高，所以仍是在广泛使用的仿真工具。本书使用了计算F0的新算法，比以往常见的算法更准确，也算作者的一个小创新。

本书不仅介绍了微型动圈式扬声器的仿真，还介绍了Mems扬声器的仿真和音箱的声场仿真。Mems扬声器是使用压电元件驱动的新型扬声器，具有尺寸更小、功率也更小优点，可用作助听器单元和耳机高音单元，是好几个大公司已经开始批量投放市场的新产品。

本书可以看作是一份作者在扬声器设计工作中所用知识和经验的总结，非常感谢一起工作的领导和同事，特别是立讯声学技术委员会同事们的大力支持； 也非常感谢帮助出版的清华大学出版社的领导和编辑！