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展的新型產物，為人們在網絡上進行語音通信的一種工具，如網絡歌曲點播、網上天氣查詢等，而且此技術產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據參數，如表1所示。

表1 揚聲器部件的單元振動力學數據參數表

由此，根據表1中的數據，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，以更高的溫度環境為設計標準，將本產品的耐溫度設定到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據進行考慮與設計。

（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定的特性。因此，此產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的數據參數。

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穩定，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，而且數值達到80～30kHz，10W。基于一般磁路的設計，在試驗中通過增加音箱揚聲器的加線面，以完善大動態下音箱揚聲器的失真。但是，在此過程當中，要根據揚聲器振動質量的變化，適當對系統進行調節。之后，需要根據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據。

2.2 音箱揚聲器磁路優化

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，以及相關數據對比，以進一步改善音箱揚聲器失真。之后，對兩種磁路B值曲線仿真進行數據形式的對比分析。

在音箱揚聲器磁路優化過程當中，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。鐵氧體磁路的數據值與NdFeB磁路數據相比略顯低頻，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化方式，可通過曲線的調節，實現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展潮流，實現了人機交互的形式，并且在一定層面上創新了語言交互的發展技能，而且此技術能夠體現技術功能的便利性，這種設計與普通音箱產品或者一般智能產品相比，更能彰顯出技術的專業性能。由此，智能模式下的音箱揚聲器設計是對傳統技術發展的一種沖擊，為互聯網絡的發展創造了新的空間，并且也為智能音箱的發展開辟了新的路徑。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新，結合人們對產品需求的特點，從而設計出功能性更強的智能音箱揚聲器產品。

智能音箱是新時代發展背景下推行的產物，在系統的硬件設計當中，此設計對于揚聲器單元構建、音箱揚聲器失真設計、音箱揚聲器磁路優化等內容進行分析，以提高產品功能以及完善產品質量，設計出符合人們需求的新型產品。另外，產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數據等進行分析，以優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展特色，符合產品的更新特點，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。