智能音箱揚聲器設計探討

李軍

（歌爾股份有限公司，山東 濰坊 261000）

目前，智能音箱的應用愈加廣泛，而且人們對此智能產(chǎn)品的滿意度也非常高，不斷追求智能、語音交換以及失真較低的音箱，以在應用產(chǎn)品的同時能夠享受到高音質的效果，達到放松身心的目的。對于音箱的音質效果，人們是根據(jù)揚聲器的質量進行判斷的。由此，揚聲器是音箱的重要構件之一，設計人員需要對音箱揚聲器的失真條件、功率條件、磁路要求、部件質量要求等內容進行規(guī)范設定，從而達到人們對智能音箱揚聲器的需求，為人們設計出高質量、高效果的電子產(chǎn)品。

1 音箱揚聲器智能技術簡介

智能音箱，是一種科技時代背景下發(fā)展的新型產(chǎn)物，為人們在網(wǎng)絡上進行語音通信的一種工具，如網(wǎng)絡歌曲點播、網(wǎng)上天氣查詢等，而且此技術產(chǎn)品也能夠對一些職能工具設備進行控制，如冰箱溫度提示、窗簾開關等。智能音箱的功能，為人們提供語言對話，幫助人們減少生活中的困難，為人們提供便捷的智能服務。另外，對于音箱揚聲器智能技術，其特點要能夠消除揚聲器自身的雜聲，具備良好的語音交互功能，而且在智能技術下保證音箱揚聲器的網(wǎng)絡能夠進行有效連接。由此可見，智能技術在音箱揚聲器中的融入，符合當今時代的發(fā)展特色，為人們的生活帶來了高品質的服務。

2 智能音箱揚聲器設計模式

2.1 揚聲器單元構建

關于智能音箱揚聲器的設計，首先要對揚聲器的單元進行構建。在本文研究中，以2in(1in=2.54cm)的全頻揚聲器單元為例。

另外，對于揚聲器部件的單元振動力學數(shù)據(jù)參數(shù)，如表1所示。

表1 揚聲器部件的單元振動力學數(shù)據(jù)參數(shù)表

由此，根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)，設計揚聲器的單元部件。之后，對音箱的整體部件進行選擇。當前，智能音箱被人們廣泛應用，而且人們應用的環(huán)境也多種多樣。因此，在對音箱的整個部件進行設計時，需要考慮到音箱的外部溫度變化。

其中，一般規(guī)模標準的揚聲器，其對溫度的最高要求要達到65℃，對溫度的最低要求要達到-20～-30℃的之間范圍；對于汽車上安裝的揚聲器，其部件設計的要求更加嚴格，其對溫度的最低要求要達到-30℃。在本文設計當中，以更高的溫度環(huán)境為設計標準，將本產(chǎn)品的耐溫度設定到75～-35℃。例如，音箱揚聲器粘膠劑標準是要具備低溫的功能特性，這能夠符合產(chǎn)品的設計標準，而且材料的選擇可以為磁鋼。關于磁鋼的選擇，在本文設計研究中，應用N48以及N48M磁鋼進行音箱揚聲器元部件的設計。

關于音箱揚聲器單元構建，需要結合高溫退磁試驗數(shù)據(jù)進行考慮與設計。

（1）試驗后靈敏度衰減將近1dB，尤其是在1kHz和3～4kHz附近，靈敏度3～4kHz變化較大是主要是振動系統(tǒng)振膜變化所致。

（2）試驗前靈敏度減去試驗后靈敏度所得曲線，試驗后1kHz靈敏度降低0.9dB，而且高頻靈敏度變化不是磁鋼引起的。

（3）N48磁鋼試驗前后靈敏度Delta曲線相比N48M磁鋼音箱，試驗前后靈敏度曲線后的變化差別并不明顯。

（4）試驗前靈敏度減去試驗后靈敏度所得曲線，試驗后1kHz靈敏度降低0.2dB，并且高頻靈敏度變化不是磁鋼所引起的。

在本文研究設計中，智能音箱揚聲器需要穩(wěn)定的特性。因此，此產(chǎn)品在試驗之前和之后，對于靈敏度的波動范圍值應在1dB以下，其NdFeB的數(shù)據(jù)參數(shù)。

在本文研究中，是對一般情況下的磁路失真要求進行分析，確保揚聲器的功率狀態(tài)穩(wěn)定，并且失真不變。由此，在本設計中音箱揚聲器所要遵循的要求是其失真功率要在15%以上，而且數(shù)值達到80～30kHz，10W?；谝话愦怕返脑O計，在試驗中通過增加音箱揚聲器的加線面，以完善大動態(tài)下音箱揚聲器的失真。但是，在此過程當中，要根據(jù)揚聲器振動質量的變化，適當對系統(tǒng)進行調節(jié)。之后，需要根據(jù)音圈位置的偏移情況，進行不同組別的試驗，從而在其中選擇出合適的數(shù)據(jù)。

2.2 音箱揚聲器磁路優(yōu)化

在本文研究設計過程當中，對鐵氧體磁路以及NdFeB磁路進行模擬，以及相關數(shù)據(jù)對比，以進一步改善音箱揚聲器失真。之后，對兩種磁路B值曲線仿真進行數(shù)據(jù)形式的對比分析。

在音箱揚聲器磁路優(yōu)化過程當中，結合兩種磁路的音頻得出：兩個磁路的音頻差異并不明顯，但是相比而言，實際情況鐵氧體磁路的音頻效果較好些，磁路顯得清晰，而且此磁路的音箱揚聲器失真較小，所呈現(xiàn)出的整體效果是相對較好的。但是，鐵氧體磁路存在一個問題，就是其高頻并不是十分明亮。對此，可在磁路中增加一些短路環(huán)設計，以降低磁路之間的互感，提升聲音的品質以及播放效果。鐵氧體磁路的數(shù)據(jù)值與NdFeB磁路數(shù)據(jù)相比略顯低頻，但二者之間并無過多的明顯差距。對此，關于音箱揚聲器的磁路優(yōu)化方式，可通過曲線的調節(jié)，實現(xiàn)音箱揚聲器的最佳失真效果。

3 基于智能模式下音箱揚聲器的設計體會

基于智能模式下音箱揚聲器的設計，其設計方式順應了新科技發(fā)展潮流，實現(xiàn)了人機交互的形式，并且在一定層面上創(chuàng)新了語言交互的發(fā)展技能，而且此技術能夠體現(xiàn)技術功能的便利性，這種設計與普通音箱產(chǎn)品或者一般智能產(chǎn)品相比，更能彰顯出技術的專業(yè)性能。由此，智能模式下的音箱揚聲器設計是對傳統(tǒng)技術發(fā)展的一種沖擊，為互聯(lián)網(wǎng)絡的發(fā)展創(chuàng)造了新的空間，并且也為智能音箱的發(fā)展開辟了新的路徑。因此，對于智能音箱揚聲器設計而言，其未來更應該順應科技時代的創(chuàng)新，結合人們對產(chǎn)品需求的特點，從而設計出功能性更強的智能音箱揚聲器產(chǎn)品。

智能音箱是新時代發(fā)展背景下推行的產(chǎn)物，在系統(tǒng)的硬件設計當中，此設計對于揚聲器單元構建、音箱揚聲器失真設計、音箱揚聲器磁路優(yōu)化等內容進行分析，以提高產(chǎn)品功能以及完善產(chǎn)品質量，設計出符合人們需求的新型產(chǎn)品。另外，產(chǎn)品設計部門基于智能模式的設計，對智能音箱進行了芯片的融入，這使得產(chǎn)品的功能性質得到了有效提升。由此，智能模式下的音箱揚聲器設計效果非常顯著，值得在生產(chǎn)領域進行有效推廣。

4 結語

綜上所述，本文在研究智能音箱揚聲器的設計步驟時，從揚聲器單元構建、音箱揚聲器失真設計、音箱揚聲器磁路優(yōu)化等三方面進行分析，對鐵氧體磁路和NdFeB磁路的測試靈敏度、THD數(shù)據(jù)等進行分析，以優(yōu)化音箱揚聲器磁路的設計。另外，在選擇單元部件時，設計人員除了綜合考慮溫度以及環(huán)境影響因素之外，還需要對音箱揚聲器的部件材質問題進行分析，以保證設計中所應用到材料的準確性。本文在對智能音箱揚聲器的設計過程進行研究時，得出此智能設計方法順應了科技的發(fā)展特色，符合產(chǎn)品的更新特點，為人們的生活帶了便捷性服務，也在一定程度上提高了人們的生活品質。由此可見，智能模式的音箱揚聲器這一產(chǎn)品應用技術具有先進的功能特性以及積極作用。對此，設計人員在對音箱揚聲器進行設計時，需要注意相關的操作事項，以進一步對設計操作流程進行深入研究。