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研究生:陳惠雯
研究生(外文):Hui-Wen Chen
論文名稱:小型密閉式揚聲器頻率響應平坦度之參數研究
論文名稱(外文):Parametric Studies on the Flatness of Frequency response level of a Small Closed-Box Loudspeaker
指導教授:蔡明忠蔡明忠引用關係徐茂濱徐茂濱引用關係
指導教授(外文):Ming-Jong TsaiMaupin Hsu
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:自動化及控制研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:111
中文關鍵詞:小型密閉式揚聲器頻率響應曲線平坦度一次因子實驗法田口實驗法
外文關鍵詞:mall-sized loudspeakerfrequency response flatness
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摘 要

頻率響應曲線平坦度為揚聲器之重要性能指標,本研究主要探討不同揚聲器設計參數,在實效頻寬內對頻率響應曲線平坦度之影響。
本研究中,將小型化音箱最大內容積設定為1.5倍之標準內容積,實效頻寬範圍設定為103 ~20k Hz。首先以一次因子實驗分析法,分別探討小型密閉式揚聲器音箱之內容積、材質、及厚度之單一參數對小型密閉式揚聲器平坦度的影響。其次,再以田口實驗設計法及變異性分析法來求得較佳的頻率響應曲線之平坦度參數組合。
由實驗結果,一次因子實驗法及田口實驗法可得到較佳之頻率響應曲線平坦度之參數,分別為內容積為1.5倍,材質為鋁合金,厚度為12 mm,以及依變異數分析影響頻率響應曲線平坦度品質因子為內容積(53%)、其次為厚度(26%)及材質(20%)。
小型密閉式揚聲器之不同音箱參數選擇,對頻率響應曲線平坦度有不同的影響,希望此研究能提供小型揚聲器相關產業在音箱設計上之參考與應用。
Abstract
Frequency response curve is a crucial factor for the performance of a loudspeaker. This study aims to investigate the influence of different design parameters for a loudspeaker on the frequency response flatness within the effective bandwidth. In this study, the biggest inner volume of a small-sized loudspeaker was chosen as 1.5 times standard volume. The effective bandwidth range is 103-20k Hz. Firstly, the One-factor-at-a-time method is applied to evaluate the influence of single parameter (such as inner volume, material and thickness) on the frequency response flatness for a loudspeaker. Next, the Taguchi's Experimental Method and Analysis of Variance method are adopted to obtain the parameters combination for better flatness of frequency responses.
After adopting One-factor-at-a-time and Taguchi's Experimental Method, the better parameters for the flatness of frequency responses can be obtained. They are 1.5 times inner volume, Aluminum material, thickness of 12mm. Besides, according to the Analysis of Variance of the flat level of frequency responses, we obtain the quality factors of: inner volume (53%), thickness (26%) and material (20%).
Different parameters of a small-sized loudspeaker do have different influence towards the flatness of frequency responses. We hope that this study can be useful for the audio industry in the future design of a small-sized loudspeaker.
第一章 緒論
1.1 研究動機...........................................1
1.2研究目的 ...........................................2
1.3文獻回顧與整理 .................................... 2
1.4本文架構............................................5

第二章 密閉式揚聲器的介紹與田口實驗法概要..............7
2.1聲壓位準定義........................................7
2.2密閉式揚聲器的基本結構..............................7
2.2.1 電聲單體.........................................8
2.2.2 分音器...........................................9
2.2.3 音箱.............................................9
2.3實效頻寬...........................................11
2.4平坦度的介紹與定義.................................12
2.5電聲單體小信號參數設計密閉式揚聲器.................13
2.6密閉式揚聲器系統等效回路...........................15
2.7田口式實驗設計法...................................17
2.7.1控制因子及雜訊因子...............................20
2.7.2 信號雜訊比(S/N比)之特性.........................20
2.7.3 直交表..........................................22
2.7.4 交互作用........................................23
2.7.5田口式實驗法的基本步驟...........................24
2.7.6 變異數分析 .....................................26
2.7.7確認實驗.........................................29

第三章 小型密閉式揚聲器之製造與品質量測
3.1小型密閉式揚聲器製造...............................31
3.2音箱結構設計.......................................32
3.2.1 低音電聲單體規格................................32
3.2.2 揚聲器規格......................................32
3.3音箱製作...........................................34
3.4小型密閉式揚聲器組立...............................35
3.4.1規格零件.........................................35
3.4.2 小型密閉式揚聲器組立............................35
3.5量測實驗設備介紹...................................36
3.5.1測試前的接線準備.................................39
3.5.2頻率響應測試系統電壓設定.........................40
3.5.3頻率響應量測步驟.................................40
3.6 共振頻率量測步驟..................................42
3.6.1測試前的接線準備.................................42
3.6.2共振頻率響應量測步驟.............................43

第四章 實驗結果與討論
4.1 前言..............................................44
4.2 參數選擇..........................................45
4.2.1 一次因子實驗法(一):不同內容積...................46
4.2.2 一次因子實驗法(二):不同材質.....................50
4.2.3 一次因子實驗法(三):不同厚度.....................54
4.2.4 一次因子實驗法四):不同形狀......................58
4.3 田口實驗法........................................62
4.3.1 控制因子及水準的選定............................61
4.3.2 頻率響應平坦度品質之判定........................66
4.3.3平均數分析 ......................................68
4.3.4變異數分析.......................................73
4.3.5確認實驗(一).....................................77
4.3.6確認實驗(二).....................................82
4.3.7 Mediadesk與田口實驗7最適化揚聲器之品坦度比較....85
4.3.8 小結........................................86

第五章 結論與建議
5.1 結論..............................................88
5.2 建議 .............................................90
參考文獻..............................................92
附錄一................................................95
附錄二...............................................108
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