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研究生： 王琮瑜
論文名稱： 柔性喇叭聲學特性研究與最佳化設計
指導教授： 王志宏
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年： 2009
畢業學年度： 97
語文別： 中文
論文頁數： 81
中文關鍵詞： 柔性喇叭 、靜電喇叭
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    • 本研究對象為工研究設計之新型靜電喇叭。它有別於以往「推、拉」式(Push and Pull)靜電喇叭，將靜電荷預先施於振膜上，並將一電極板轉化為金屬薄膜並附於振膜上。這樣的設計使新型靜電喇叭擁有較傳統靜電喇叭更加輕薄之體積，並使產品之成本大幅低。
    本研究之主要目標在透過實驗與理論分析，了解這種新型喇叭之動態特性，並了解各種設計變數對其特性之影響，以期能設計出效率更高，失真更小的平面柔性喇叭。實驗結果顯示，在輸入電壓介於10到80伏特時，聲壓與電壓呈線性之關係，而在低於第一峰值(1300Hz)之低頻其總諧波失真(THD)相當明顯。另外適當增大負偏壓(使靜態變形增大)可提升喇叭在高頻的效率，並降低低頻之總諧波失真(THD)，且在500Hz附近最為明顯。
    藉由數值模擬結果顯示，若將原柔性喇叭之外型與支撐間隔之形狀作改變，可得到較好的改善方案。在相近的靜變形下圓形振膜模型有較好的低頻效率，而加大支撐間隔並保持變形後與背板之距離，亦能獲得低頻部份之效率改善。此外，在維持喇叭厚度與單一喇叭單體相近下，不論是喇叭堆疊或是增加一背腔，都難以有效提升聲壓之輸出。若空間允許，則以20mm之背腔有較好的聲壓提升。

    摘 要 i 目 錄 ii 圖目錄 iv 表目錄 vii 第1章 前 言 1 1-1 研究動機 1 1-2 文獻回顧 3 1-3 研究目標 4 第2章 理論分析方法 5 2-1 邊界元素法之介紹 5 2-1-1. 直接邊界元素法(DBEM) 5 2-1-2. 間接邊界元素法(IBEM) 7 2-2 多孔板之聲學特性 9 第3章 喇叭動態特性量測 11 3-1 頻率響應函數(FRF)量測 11 3-1-1. 實驗儀器與架設 11 3-1-2. 實驗(一)柔性喇叭效率之步驟 13 3-1-3. 實驗(二)柔性喇叭THD之實驗步驟 13 3-1-4. 實驗(一)柔性喇叭效率之結果與討論 14 3-1-5. 實驗(二)柔性喇叭THD之結果與討論 17 3-2 偏壓對頻率響應之影響 25 3-2-1. 實驗儀器與架設 25 3-2-2. 實驗(三)偏壓對柔性喇叭效率影響之步驟 25 3-2-3. 實驗(四)偏壓對柔性喇叭THD影響之步驟 25 3-2-4. 實驗(三)偏壓對柔性喇叭效率影響之結果與討論 26 3-2-5. 實驗(四)偏壓對柔性喇叭THD影響之結果與討論 30 3-3 實驗結果總結 36 第4章 理論模型之建立與改善方案 38 4-1 原始喇叭理論模型 38 4-2 其他喇叭理論模型 45 4-2-1. 長方形支撐理論模型 45 4-2-2. 圓形振膜理論模型 46 4-3 理論模型分析之結果 47 4-3-1. 靜力分析 47 4-3-2. 模態分析 49 4-3-3. 簡諧分析 57 4-4 背板孔洞對聲學特性之影響 59 4-5 多層堆疊對喇叭聲學特性之影響 62 4-5-1. 簡化模型 62 4-5-2. 完整喇叭模型 69 4-6 背腔對喇叭聲學特性之影響 72 第五章 結 論 78 參考文獻 80 附錄A 零偏壓下各頻率之時域訊號 A-1 附錄B 負偏壓下各頻率時域訊號 B-1

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