Speaker-Training

NWInG-ACDConfidentialPage:18YS課程各學員配合事項一﹑學員需準時進入課堂并簽到二﹑聽課過程中請將手機調為震動模式三﹑聽課過程中請勿隨意走動﹔如有急事需要離開﹐請與會議主持主管說明離開原因四﹑聽課過程中請保持安靜﹐請勿玩手機﹑打磕睡﹑相互交談五、課後請填寫試卷問答并簽退六、望各學員遵守以上內容，本次課程將計入人資學分為保持課堂紀律﹐達到課堂預定目標﹐請各學員配合以下事項﹕NWInG-ACDConfidentialPage:2八勇士課程相關單位DRI簡介課程：Speaker產品介紹講師：黃柏森時間：2011/08/1116：00~18：00地點：G11-2F會議室一上課單位主管：QE--劉金水課長製造--熊智平課長協助單位主管：人資--曾昭毅專理總務--萬孝平副理督導--王宇寧副理NWInG-ACDConfidentialPage:3Acoustics,SpeakerBasicTrainingNWInG-MH-ACDNWInG-ACDConfidentialPage:4大綱1.聲學基礎2.揚聲器基礎3.揚聲器分類4.揚聲器不良分析5.揚聲器的製造NWInG-ACDConfidentialPage:5聲學基礎NWInG-ACDConfidentialPage:6聲音的傳遞SourcePropagationReceiverVibratingBodyLoudspeakerOtherMechanismMicrophoneEarVibro-acousticsisawavephenomenonSoundPath&AbsorptionAirborneStructure-borneMixedNWInG-ACDConfidentialPage:7dB的定義與聽覺的關係NWInG-ACDConfidentialPage:8波長與頻率的關係cf20105210.20.10.051020501002005001k2k5k10kFrequency,f[Hz]Wavelength,[m]Speedofsoundc=344m/s,at200CExample:f=1000Hz,=0.34mf=10Hz,=34.4mNWInG-ACDConfidentialPage:9聲音與距離的關係NWInG-ACDConfidentialPage:10聲音的相加NWInG-ACDConfidentialPage:11聲音指向性NWInG-ACDConfidentialPage:12等響度曲線NWInG-ACDConfidentialPage:13揚聲器基礎NWInG-ACDConfidentialPage:14理想的揚聲器•TheidealSpeaker:OriginalSound=SpeakerOutputSound•Toapproximatetheidealspeaker:平坦的曲線LowerFo低失真HighRatedPowerHighExcursionNWInG-ACDConfidentialPage:15揚聲器的特性參數：功率NWInG-ACDConfidentialPage:16揚聲器的特性參數：頻率響應和有效頻率範圍NWInG-ACDConfidentialPage:17揚聲器的特性參數：諧波失真NWInG-ACDConfidentialPage:18揚聲器的特性參數：阻抗曲線OhmHzZE=CoilResistanceDCresistance(Zo)Z=Zo+ZE+ZEMZo:DCResistanceZE:CoilResistanceZEM:ResistanceduetocoilmovingNWInG-ACDConfidentialPage:19揚聲器的特性參數：Rub&Buzz(1)2nd10thNWInG-ACDConfidentialPage:20揚聲器的特性參數：Rub&Buzz(2)0.3%Rub&Buzz0.02%Rub&BuzzResultingspectrumforapuretoneexcitation(f)at200Hz•Uppercurveshowsadistortionspectrumofanormallyfunctioningloudspeaker.THD=6%,Rub&Buzz=0.02%•Lowercurveshowsadistortionspectrumcontaininghighorderharmonicsresultingfroma“rubbing”voicecoilcausedbyabentframe.THD=2%,Rub&Buzz=0.3%NWInG-ACDConfidentialPage:21揚聲器的特性參數：FoNWInG-ACDConfidentialPage:22Testwithacontinueratedpowerinputforperiodtime(ex.96hrs)WhiteNoiseEachfrequencycontainequalenergyPinkNoiseEachoctavebandcontainequalenergy–moreenergyconcentrateatlowfrequency揚聲器壽命試驗NWInG-ACDConfidentialPage:23揚聲器測試架構圖PC&SoftwareSoundCheckV9.1(x1)PC:WinXPProwithExcel&Firewire1394interface,鍵盤+滑鼠+UPSSoundCardRME:MULTIFACE2(x1)HeadphoneAmplifierRANEHC4S(x1)Mic:GRAS40AO(x4)MicPreamplifier:GRAS26CF(x4)TestFixture/Box(x2)MicrophonePowerAmplifierGRAS12AT(x1)AnechoicBoxNWInG-ACDConfidentialPage:24揚聲器分類NWInG-ACDConfidentialPage:25ElectrostaticSpeakerQuadElectrostatic（ESL）揚聲器靜電喇叭的工作原理：庫倫定律(Coulomb'slaw)靜電式喇叭基本的構造(推挽型)推挽型靜電式喇叭：使用兩個固定電極，然後在兩個固定電極之間，置一可動電極的振動膜片，由於可變振動膜片位於中央位置，故所受偏壓之靜電力大小相等，方向相反正好平衡，且可將低頻延伸，可用於低音及中音，故一般靜電型喇叭均採用此種形式。NWInG-ACDConfidentialPage:26FlexibleSpeaker紙喇叭做成的隨身包收音機產品紙喇叭主要以兩張紙為基材，上面輔以金屬薄膜做前、後電極，中間夾一層經特殊處理、可永久帶一極性電荷的震動薄膜。當電子訊號透過音源線來到兩片塗有金屬薄膜的紙片時，假設前、後電極分別輸入正電壓與負電壓，而薄膜帶負電，則薄膜會與前電極相吸，與後電極相斥而向前電極移動；當電源訊號方向改變時，薄膜便會往後電極移動，由此形成震動，壓縮空氣發出聲音NWInG-ACDConfidentialPage:27Carbon-Nano-TubeSpeaker圖1.CNT薄膜揚聲器。(a).在4吋晶元上的CNT薄膜陣列，拉出CNT薄膜，並在兩端放置電極，成為CNT揚聲器；(b).在電子顯微鏡下，CNT薄膜排列的方向；(c).A4大小的CNT揚聲器；(d).圓柱型CNT薄膜揚聲器(直徑為9公分，高度為8.5公分)能在各個方向發出聲音。圖2.測試CNT揚聲器的聲學性能。(a).實驗的架設圖；(b).單層(紅色)與4層(藍色的)SPL與失真，帶測物與麥克風的量測距離為5公分，個別的輸入功率為單層3W，4層12W；(c).在4層CNT揚聲器中，音壓與輸入功率呈現性關係；(d).輸入即時訊號於4層CNT揚聲器，用麥克風接收音壓，說明了音壓的頻率是輸入電壓的兩倍，在輸入電壓與輸出音壓的相位偏移是由於聲音的傳遞是由CNT薄膜到麥克風。目前發現提供交流電給厚度很薄的納米碳管薄膜，能夠發出響亮的聲音。這個現象可以歸因於熱聲效應。納米碳管薄膜在每單位面積的極小熱能就可以發出寬頻域與高感度的聲音。根據這個發現，我們實際製作一納米碳管薄膜揚聲器，具有以下點：1.納米級厚度，2.透明，3.韌性，4.延展性，5.免用磁鐵。這樣由納米元素所製作的薄膜揚聲器可以做成任何獨立的形狀、尺寸，或是放在任何的表面，可以應用在揚聲器與其他聲學設備。NWInG-ACDConfidentialPage:28Carbon-Nano-Tube/Electrostatic/FlexibleSpeakerCompare名稱耐米碳管喇叭Carbon-Nano-TubeSpeaker靜電喇叭ElectrostaticSpeaker可撓式喇叭FlexibleSpeaker發明人/時間富士康清華耐米研究中心德國弗勞恩霍夫製造技術與自動化研究所2008年英國PeterWalker1957年(商品化的靜電揚聲器)台灣工研院2008年原理利用熱聲效應(Thermo-acousticEffect)而發出聲音利用靜電原理，由兩片金屬材質組成電極，必須通電才有靜電利用靜電原理，主要以兩張紙為基材，上面輔以金屬薄膜做前、後電極，中間夾一層經特殊處理、可永久帶一極性電荷的振動薄膜優點1.納米級的厚度，透明，可以做成任何獨立的形狀、尺寸2.高頻性能良好3.雙面發音1.金屬材質2.雙面發音3.中高頻失真低4.高頻性能良好1.振膜採駐極體材料，其它組成結構可為薄金屬、塑膠、紙，可撓曲，可任意裁切形狀2.高頻性能良好3.雙面發音4.中高頻失真低缺點1.需高壓(50~500V)，依應用而有所不同，需做好絕緣措施2.低頻響應差，音壓與面積成正比1.需高壓(1000~5000V)，依應用而有所不同，需做好絕緣措施2.低頻響應差，音壓與面積成正比1.需高壓(500~1000V)需做好絕緣措施2.低頻響應差，音壓與面積成正比NWInG-ACDConfidentialPage:29壓電式平面喇叭-逆壓電效應+-+-++--逆壓電效應―施加電壓在壓電材料上會產生應變。NWInG-ACDConfidentialPage:30動圈式揚聲器驅動原理佛來明左手定則（Fleming'slefthandrule，又稱電動機定則）當置於磁場中的導体有電流流過時,導体就會受到一個與磁力線垂直方向的力:F=BLIF:導体受的力B:磁場之磁通密度L:導体有效長度I:流過導体之電流NWInG-ACDConfidentialPage:31CircularMicroSpeakerDriverExplodedViewDiaphragmCircularVoiceCoilWasherMagnetMetalFrame(Yoke)PCBNon-WovenCloth(tuner)TechnologyIntegrationEllipseDiaphragm&CircularVoiceCoilCircularMicroSpeakerD:12mmRatingPower:1WHighRatingPowerStrengthofdiaphragmiskeypointNWInG-ACDConfidentialPage:32SquareMicroSpeakerExplodedViewSquareDiaphragmPlateFrontCoverMagnetYokeSquareVoiceCoilContactHousingStrengthofdiaphragmiskeypointPreciseformofvoice-coiliskeypointPrecisesize&materialiskeypointNWInG-ACDConfidentialPage:33PiezoelectricCeramic/DynamicSpeakerCompare名稱PiezoelectricCeramicSpeakerTraditionalDynami