扬声器空气随动质量计算

在扬声器振膜于空气中运动时，扬声器整体质量受到空气反作用力的影响，通常被称为空气随动质量或者空气附加质量。尽管此效应在小口径扬声器单位影响不大，但是对于具有较大振动面积的扬声器，如8英寸以上的低音扬声器，准确计算空气随动质量对于设计高保真音箱尤为关键。

自由场测试中，常见的计算公式为：

\[ M_{air} = 2.67 \times p \times a^3 = 0.394D^3 = 0.566 \times S_d^{1.5} \]

其中，\( p \)为空气密度（在20℃时为1.18 kg/m^3），\( a \)为振膜半径，D为直径，\( S_d \)为振膜的有效辐射面积。然而， Klippel测试系统有其特别的考量方式，认为扬声器的上下两面各有不同质量。




使用无限大障板的情境中，理论上扬声器需以上下两侧不同质量来计算其空气随动质量：


\[ M_{air} = 1.13 \times S_d^{1.5} \]

扬声器放入音箱效果下的空气随动质量变化幅度变得明显，这可能受到内外形状和边界条件的复杂性影响。Beranek提供了一种近似计算方法：

对于振膜前部：

\[ M_{airfront} = 0.408 \times S_d^{1.5} \]

对于振膜后部：

\[ M_{airrear} = 0.667 \times K_m \times S_d^{1.5} \]

其中 \( K_m \) 的计算依赖于振膜面积和障板面积的比值，其表达式为：

\[ K_m \approx 10^{(0.462\beta  0.057)} \]

这里，\( \beta \) 是振膜面积与障板面积之比。