很多小伙伴都有个疑问,为什么著名品牌的高端音响开发周期如此的长,要花费大量精力,不就是把喇叭装进箱子里吗?
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下面我们就带你了解下音响是如何被设计出来的,专业品质的高等级音响与普通音响设备的差别。
研发工程师们接到一项研发任务,可能是一个产品构想或产品要求,这个构想可能会描述产品的目标市场和用户、产品的应用场景、功能需求和性能指标,这些问题是着手研发之前需要初步明确的。
在产品构想和要求比较明确之后,研发团队开始“编译”——把文字或数字表述的产品要求编译成产品雏形。比如对于一款音响来说,需要考虑它是点声源还是线声源?单元的构成如何?有源分频还是无源分频?箱体的外形尺寸如何?指向角度多少度?研发团队会根据经验并借助一些设计软件,做一个初步的规划。
借助WinISD、BassBox Pro这一类软件,工程师可以根据备选的扬声器单元参数和箱体类型(密闭式、倒相式等)计算得到箱体的重要参数,包括容积、尺寸等。这一“编译”过程是研发初期最重要的步骤,一般由研发团队的负责人——声学研发总监亲自指导完成。这时候,产品虽然八字还没有一撇,但是它的大致样貌已经存在于声学研发总监的脑海中了。
有了初步的设计思路后,结构工程师可以开始建模工作,TA要把研发总监的想法用图纸和模型体现出来。借助Creo、Solidworks、3Dmax、Rhino这类3D设计软件,结构工程师可以设计出音箱的造型和结构,把研发总监脑海中的产品雏形表现到电脑屏幕或者图纸上,产品的样貌得以直观呈现出来。
接下来可以根据模型制作“白箱”了,研发工程师们口中的“白箱”是研发阶段的样箱,由于后续装配和调试过程可能要对样箱反复修改,甚至重做多个版本的样箱,因此这些样箱不需要做表面的喷涂处理,被叫做白箱。
有了箱体之后,可以往里面安装扬声器单元、号角等部件了。对于单元、号角、波导管这类部件的选择,可以选用市面上已有的现成单元,也可以自行研发或者向扬声器厂家定制研发。
而在研发喇叭单元和号角这些核心部件时,还可以采用先进的计算机仿真技术 — COMSOL多物理场建模与仿真软件,对箱体、扬声器单元、号角、吊挂件等物理特性做仿真模拟,可在软件中提前发现一些结构和声学上的问题,提高的设计的可行性、可靠度,并缩短研发周期,降低研发成本。
COMSOl软件中的号角仿真设计
通过仿真软件排除潜在问题之后,还需要用到大量的研发测量手段来进行全面评估。在音响系统应用中,音响师常用Smaart或者SysTune这类测量软件来调试音响系统,主要测量项目为频率响应或者房间声学特性,而对研发工程师来说,这几项测量还远远不够。研发工程师们还需要知道扬声器单元的T-S参数、阻抗响应、灵敏度、功率、最大声压级、指向性,这些指标对测量环境和测量工具有更高的要求。
很多电声参数需要在自由场条件下测得,这就需要在消声室中测量,比如音箱的指向性,需要在消声室中使用3D转台或者机械臂,采用特定的紧固件将待测音箱与转台或机械臂固定,通过转台或机械臂实现旋转,以测量音箱在不同辐射角度时的频率响应等电声参数,并据此生成音箱指向性极坐标图或者气球图等。需要用到CLIO,EASERA等测量软件进行测量,并用SpeakerLab生成音箱指向性图。



除了电声指标,音响系统的电子部分也需要做很多的测量,比如分频板的设计和调试,需要测量各种元器件的参数,示波器、数字电桥、万用表是较为常见的电子测量仪器;如果测量DSP和功率放大器的性能,则不得不提音频电子测量界的事实标准——AudioPrecision测试仪,自1984年以来,AP 提供了高性能的声学和音频分析仪器及应用,具有市场领先的THD + N性能,广泛的数字接口,将功能与易用性相结合的 APx500 测试软件,帮助世界各地的工程师设计和制造从半导体设备到消费电子、汽车和专业声学和音频产品的创新解决方案。可以说,APx500系列测试仪,是当前各个音频厂商研发室内必备工具。
关于喇叭单元和音箱的研发测试设备,德国的KLIPPEL可以说是在这个领域的强者。
KLIPPEL的测量系统主要分为三个系列:RD研发系统, QC品质管控系统,PWT功率测试系统。
其中RD研发系统,功能最为强大。包括小信号和大信号线性参数测量、非线性参数测量、磁路扫描、悬挂系统部件测量(单元的弹波和折环),振膜激光扫描和模态分析,极坐标远场和近场测量(用于生成3D指向性数据),大信号失真测量,线性、非线性仿真和温度仿真等等众多功能的模块。
QC品质管控系统可实现超快的(<200ms)生产线在线测量,自动化测试频响,极性,异音,谐波失真,阻抗曲线,T/S参数等品质管控参数。PWT功率测试系统可以对喇叭单元和音箱进行IEC、AES、EIA等各种标准的功率实验测试,并实现电压电流温度和失效的实时监控。在量产前可以准确地确定设计的样品能否达到设计的功率要求,量产后也方便随时抽检。
音响系统的开发,当然还要经过大量的听音对比,这也是最考验研发能力的环节,研发工程师综合其经验、听觉审美、市场取向、产品定位等诸多因素来决定声音听起来怎么样。
在电声性能达到目标的同时,产品的机械性能和外观也要同步改进优化。比如音箱在使用中的运输、安装配件的设计,如果考虑不周或者设计不当,可能会给用户带来种种不便。而音箱的外形、表面处理、面网、工艺等有关外观的因素,也要不断地打磨。
当产品的性能和外观都达到设计目标后,可以做小批量的试产了。为了评估音响系统的在各种应用环境中的可靠性,还需要做一系列的环境模拟试验,较为常见的项目包括跌落、振动、盐雾、高低温、防水防潮、太阳辐射等,每一项都需要对应的试验装备。比如高低温试验箱、盐雾试验箱、振动模拟台、跌落试验机等。
能够经受这一系列“摧残”考验的产品,才能进入下一步的小批量试产并投入试用。经过一段时间的试用客户的实地使用、反馈和改进之后,最终得到一个可以大规模生产的定型产品。
当然,即便量产上市了,研发过程也并未终结,由于种种的内外因素,产品在上市后依然可能会有改版或者升级,意味着研发还要继续。

到此为止,本篇文章只是粗略走地介绍了音响研发过程中的一些技术、装备和工具,而落实到操作中,还有无数复杂的具体问题。如想知道怎么设计出优秀的音响产品请立即报名本月24-25日在广州举行的“
“携手音响设计名师,揭秘高质量电声设计精髓——电声精英(广州)研修班”
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学习核心的研发理论和技术,掌握电声软硬件的使用需要长年的钻研学习,建立听觉审美更要靠十年、乃至数十年的积累,研发所需的巨大经济投入则让很多中小企业望而却 步 内容转载至:金牌调音师。
由深圳市音响行业协会、声学楼主办,2024电声行业高层次人才研修班正式启动招生工作,将于2024年5月24日-25日在广州正式开班。
在这个快速发展的时代,电声行业面临着前所未有的机遇与挑战。为了应对这些挑战,我们需要更多的高层次人才来引领行业创新,推动技术进步。因此,我们于5月24-25在广州特别开设了这次高级研修班,旨在为电声行业企业和个人提供一个学习、交流、合作的平台。
本次研修班将邀请行业内知名专家、学者和具有丰富经验的高级工程师授课,他们将分享最新的电声技术、行业趋势和成功经验。同时,课程期间我们还将组织学员参观全球最大规模2024国际专业音响展览会并参加同期举行的声学楼(广州)技术研讨会,参与和多位行业技术大咖与会分享智能音频技术研讨活动,让学员们深入了解行业前沿动态,拓宽视野,增强创新能力。
本次培训将致力于通过传授声学理论知识,力求将理论与实践相结合,实现知识的融会贯通与学以致用。我们的目标是培养一批既懂理论、又懂设计、更懂创新的电声行业高级技术人才,为电声及相关领域的企业输送优秀人才,推动音频行业的持续发展与进步。针对企业电声技术专业人才对应的知识、能力、素质、技能内容,为音频行业发展培训高级电声技术人才,强化音频行业新时期发展需要需要的理论与技术结合,创造良好企业高质量发展运行环境,深圳市音响行业协会与声学楼联合举办“电声行业高层次研修班”。
1、电声企业负责人、主管核心技术人员,研发工程师;
2、电声产业链关键岗位主要负责人、技术主管等
电声行业高层次人才研修班计划分成理论培训与实践设计模块内容
1、声学基础知识
2、电力声类比电路
3、扬声器设计
4、扬声器系统测量及经典案例
5、音响系统设计及经典案例
6、音频产品主客观评测
7、电声仿真设计及案例
8、智能语音、家庭影院系统系列专题讲座
大师亲临授课
化解点拨提高
1、著名声学专家、金耳朵培训首席讲师、前哈曼国际高级声学总监 李胜波
2、著名声学专家 、广州大学 教授博导 王杰
3、电声仿真专家 陈植文
培训时间:2024年5月24-25日
培训地点:广州市中国进出口商品交易会展馆会议室
人民币 1980元/人,培训费用包含两天培训、论坛及活动费用、教材费用、培训证书制作费和杂费等,含两天培训期间午餐。(报名参加本次培训异地学员由主办机构负责提供培训期间免费酒店住宿)培训学员将可获得《深圳市音响行业协会电声行业高层次人才研修班结业证书》(非学历证书)。报名培训可提供增值税电子普通发票。
仅限40位名额,额满即止。
报名方式:
长按识别下方报名登记二维码,获取报名表,按要求填妥后发送至邮箱:
szaacn@126.com
经审核通过后,工作人员将以电话、短信或微信方式通知报名联系人。
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