今天介绍一下基于TS参数的扬声器仿真,在实际应用中,智能手表、喇叭单体障板测试、封闭式音箱的仿真工作均采用这种方式进行。
假设我们手头有一款喇叭单体,将其放置于容积为180cc的后腔中,我们来仿真这种情况下的喇叭声压级和阻抗曲线。
喇叭的TS参数如下表所示:
假设这个喇叭在1W的功率下工作,则输入电压U为Square(W*R)=2(V),后腔容积为180ml。
仿真需要的条件我们都列出来了,接下来我们来进行仿真的工作。
打开Microcap:
点击“文字“模块,如下图:
鼠标单击工作区,弹出如下界面:在弹出的界面中输入“.define Re 3.82 “,点击”确定“按钮
鼠标再次单击工作区,按照上面的步骤输入“Mms“的值:
按照同样的步骤输入其他参数:
点击“电源”模块,如下图:
将“电源“模块放置到工作区,如下图:
在弹出的界面中,设置电源电压为Volt,如下图:
电压值输入完成后,鼠标点击“Param:Hz=“,按照上一步骤,填入0,如下图:
点击左下角的“OK“按钮,”电源“模块设置完成,如下图:
以上操作都完成后,软件界面如下:
点击“电阻“模块,如下所示:
将“电阻“模块放置到工作区,弹出如下界面:
在“Value“里面输入“Re”,点击“OK”,如下图:
此时软件主界面如下:
此时工作区的电阻是竖直的,为了方便,我们需要将其变成水平的。首先鼠标单击工作区的电阻,然后同时按下键盘的ctrl+R,便可以调整方向:
鼠标左键按住电阻部件不松手,直到拖动到目标位置,如下图:
鼠标单击“BL”模块,如下图:
将“BL”模块放置到工作区,弹出如下界面:
在“Value”里面输入“BL_value”,并点击“OK”:
此时软件主界面如下:
点击“连线”模块,如下图:
将工作区的三个部件给连起来,如下图:
单击“接地”模块,如下图:
将接地模块放置于工作区电源的负极,如下图:
分别将电阻模块、电容模块、电感模块放置于主界面:
此时主界面如下:
双击新放置的“电阻”模块,在弹出的界面中输入阻值“Rms”,点击OK,如下图:
双击新放置的“电容”模块,在弹出的界面中输入阻值“Cms”,点击OK,如下图:
双击新放置的“电感”模块,在弹出的界面中输入阻值“Mms”,点击OK,如下图:
鼠标单击“IDEALTRA3”模块,如下图:
将“IDEALTRA3”模块放置到工作区,弹出如下界面:
在“Value”处输入“Sb”,点击OK:
点击OK后,主界面如下:
点击菜单栏中的“Component”,在弹出的选项中选择“Find Component”,如下图:
弹出如下界面:
在输入栏中输入“charge sensor”,点击“find”,如下图:
点击OK,将“charge sensor”模块放置到工作区,弹出如下界面:
点击OK,用“连线”模块,将新增加的几个模块连接起来:
单击“接地”模块,将接地模块放置到主界面:
点击“VOL”模块,将“VOL”模块放置到工作区,将扬声器后腔的体积输入到“Value”中,本次仿真后腔容积为180ml,输入完成后,点击OK,如下图:
点击OK后,鼠标单击工作区的“VOL”模块,同时按下ctrl+R,调整这个模块的方向,如下图:
单击“障板”模块,如下图:
将“障板”模块放置到工作区,“Param:AREAm2=”是指的是障板孔的面积,一般可以输入喇叭的面积Sb;“Param:DISTm=”指的是测试麦克风与障板的距离,这里我们可以填入1米,小喇叭可以填入0.1m;“Param:angledegrees=”是麦克风与障板的角度,一般测试麦克风都位于障板的正前方,所以一般这里填零就行;填入完成后,界面如下:
点击OK,点击“连线”模块,将新增加的模块连起来:
点击“文字”模块,在主界面输入“out”,如下图:
将“out”用鼠标拖到障板模块附近,如下图:
鼠标单击“analysis”菜单,在弹出的选项中选择“AC”
其中,频率范围为20~20KHz,仿真点数为500个点,先仿真频响曲线和相位曲线,点击左上角的run,界面如下
还可以仿真出阻抗曲线,可以按照下面界面设置:
从阻抗曲线可以看出,增加后腔后,F0从196Hz升高到了240Hz。
还可以仿真振膜的移动距离,在charge sensor输入DIS
可以把频响、相位、阻抗曲线、振膜位移同时显示,如下图: