用等效RLC电路模拟扬声器
如果你正在处理任何与音频相关的项目，最不关心的组件是扬声器，但扬声器是必不可少的…
如果您正在与任何音频相关项目，最不受关注的部件是扬声器，但扬声器是任何音频相关电路的重要组成部分。一个好的扬声器可以覆盖噪音并提供平滑的输出，而一个坏的扬声器可以破坏你的所有努力，即使电路的其他部分非常好。
因此，选择合适的演讲者很重要，因为这是为最终受众制作最终输出的演讲者。但是，众所周知，在制作电路时，所有组件并不总是现成的，有时我们无法确定如果我们选择特定的扬声器，或者有时我们有扬声器但没有外壳，输出会是什么。因此，这是一个很大的问题，因为在不同类型的声学环境中，扬声器的输出可能完全不同。
那么，如何确定在不同的情况下说话者会做出什么反应呢？或者，电路结构是什么？好吧，这篇文章将涵盖这个主题。我们会理解的扬声器如何工作，并将构建扬声器的RLC等效模型。该电路也将作为在某些特定应用中模拟扬声器的好工具。
扬声器的构造
发言者充当能量转换器，将电能转换为机械能。扬声器有两个层次的结构，一个是机械结构，另一个是电气结构。
在下图中，我们可以看到扬声器的横截面.
我们可以看到扬声器框架或支座其在内部和外部保持部件。这些部件包括防尘盖、音圈、振膜锥、扬声器蜘蛛、极和磁铁。
这个膈膜是振动并将振动推向空气从而改变空气压力的最终物体。由于其锥形，隔膜被称为隔膜锥体.
这个蜘蛛是扬声器振膜正确移动的重要部件。它可以确保当圆锥体振动时，它不会接触到扬声器框架。
而且环绕，是橡胶或泡沫状材料，为圆锥体提供额外的支撑。隔膜锥与电磁线圈该线圈可以在磁极和永磁体内部的上下位置自由移动。
这个线圈是扬声器的电气部分。当我们向扬声器提供正弦波时音圈改变磁极并上下移动，从而在锥体中产生振动。通过拉动或推动空气并改变空气压力，振动进一步传递到空气中，从而产生声音。
将扬声器建模为电路
扬声器是所有音频放大器电路从机械角度讲，扬声器可以与许多物理组件。如果我们列出一个清单，那么考虑点将是-
- 暂停合规性–这是材料的特性，其中材料在受到外力时会发生弹性变形或体积变化。
- 悬架阻力–这是负载，锥体在从悬架上移动时正对着。它也被称为机械阻尼。
- 移动质量-它是线圈、圆锥体等的总质量。
- 空气负荷其正在推动通过驱动器。
以上四点都来自于演讲者的机械因素。有另外两个因素是电气性的,
- 线圈电感.
- 线圈电阻.
因此，通过考虑所有要点，我们可以做出扬声器的物理模型使用很少的电子器件或电气元件。以上6个点可以使用三个基本无源元件进行建模：电阻器、电感器和电容器，表示为电容电路.
A.扬声器的基本等效电路可以只使用两个组件：电阻器和电感器。电路看起来像这样-
在上面的图像中，只有单个电阻器R1和单个电感器L1与AC信号源连接。该电阻器R1表示音圈电阻，电感器L1提供音圈电感这是扬声器模拟中使用的最简单的模型，但肯定有局限性，因为它只是一个电气模型，没有范围来确定扬声器的能力以及它在涉及机械部件的实际物理场景中的反应。
扬声器等效RLC电路
因此，我们已经看到了扬声器的基本模型，但为了使其正常工作，我们需要在扬声器等效模型中添加具有实际物理组件的机械部件。让我们看看如何做到这一点。但在理解这一点之前，让我们分析一下需要哪些组件以及它们的用途。
对于暂停合规性，可以使用电感器，因为Suspension Compliance与通过音圈的电流的某些变化有直接联系。
下一个参数是悬架阻力由于这是一种由悬架产生的负载类型，因此可以为此选择电阻器。
我们可以为移动质量，包括线圈，锥体的质量。此外，我们可以再次为气动负载这也增加了锥体的质量；它也是创建说话人等效模型的一个重要参数。
所以我们为悬架顺应性选择了一个电感器，为悬架电阻选择一个电阻器，为空气负载和运动质量选择了两个电容器.
现在，下一个重要的事情是如何将所有这些连接起来扬声器的电气等效模型。电阻（R1）和电感器（L1）是串联的，这是初级的，并且使用并联的机械因子是可变的。所以，我们将把这些组件和R1和L1并联起来。
最后的电路是这样的-
我们添加了和R1和L1并联的组件。C1和C2将分别表示移动质量和空气负载，L2表示悬架顺应性，R2表示悬架阻力。
所以使用RLC的扬声器的最终等效电路如下所示。这张图片显示了使用电阻器、电感器和电容器的扬声器的精确等效模型。
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扬声器设计中的Thiele/小参数
现在我们得到了等效模型，但如何计算组件的值。为此，我们需要Thiele小参数扬声器。
当输入阻抗与谐振频率相同并且扬声器的机械行为有效地为线性时，从扬声器的输入阻抗导出小参数。
Thiele Parameters将提供以下内容-
ding="0" cellspacing="0">| 参数 |
描述 |
单元 |
| 问题 |
总Q系数 |
无单位的 |
| 质量管理体系 |
机械Q系数 |
无单位的 |
| 电品质因数 |
电气Q系数 |
无单位的 |
| Fs公司 |
谐振频率 |
赫兹 |
| 房间 |
悬架的阻力 |
N秒/米 |
| 嗯 |
总移动质量 |
公斤 |
| 标准偏差 |
有效驾驶员区域 |
平方米 |
| 瓦斯 |
等效音量 |
铜 |
| 最大间隙 |
音圈的线性行程 |
M |
| 前 |
频率响应 |
Hz或kHz |
| 电压 |
驱动器单元体积位移 |
铜 |
| 修订版 |
音圈的电阻 |
欧姆 |
| 莱维克 |
线圈电感 |
亨利或米利·亨利 |
| Bl公司 |
作用力系数 |
特斯拉/米 |
| 厘米 |
驾驶员悬架合规性 |
米/牛顿 |
根据这些参数，我们可以使用简单的公式创建一个等效的模型。
的值钢筋混凝土和Lc公司可以直接从线圈电阻和电感中选择。对于其他参数，我们可以使用以下公式：
Cmens=毫米/百分位数2. Lsc=厘米*Bl2. Rsr=白细胞2./房间
如果房间如果没有给出，那么我们可以从下面的方程中确定-
Rms=（2*π*fs*Mmd）/Qms 校准=（8*p*广告3.)/（3*Bl2.)
[其中Ad是圆锥体的有效半径=（Sd/3.14）的平方根和p是空气的密度25摄氏度=1.184千克/米3.]
用实际数据构建RLC等效扬声器电路
当我们学习了如何确定组件的等效值时，让我们使用一些真实数据并模拟扬声器。
我们选择了12月30日BMS扬声器。这是相同的链接。
http://www.bmsspeakers.com/index.php?id=12s330_thiele-小型
对于扬声器Thiele参数是
根据这个Thiele参数，我们将计算等效值，
因此，我们计算了要用于12月30日等效模型。让我们在Pspice中制作模型。
我们为每个组件提供了值，并将信号源重命名为V1。我们创建了一个模拟配置文件-
我们配置了直流扫描，以便从5赫兹到20000赫兹在100对数刻度的每十年点数。
接下来，我们将探头连接到等效扬声器模型输入端-
我们在音圈的电阻Rc上添加了电压和电流轨迹。我们将检查这个电阻器的阻抗。要做到这一点，正如我们所知，V=IR，如果我们用流经电阻器Rc的电流除以交流电源的V+，我们将得到阻抗。
所以，我们添加了一个跟踪V（V1:+）/I（Rc）公式
最后，我们得到了12S330等效扬声器模型的阻抗图。
我们可以看到阻抗图以及扬声器阻抗如何根据频率变化-
我们可以根据需要改变价值观我们现在可以使用这个模型来复制实际的12S330 发言者