
【電】 logarithmic horm
logarithm
【計】 logarithmic
【經】 logarithm
ceremony; formula; model; pattern; ritual; style; type
【化】 expression
【醫】 F.; feature; formula; Ty.; type
bugle; horn; loudspeaker; speaker; trump; trumpet
【電】 horn
對數式喇叭(Logarithmic Horn),在聲學工程中特指一種喇叭形狀設計,其橫截面積沿軸向(長度方向)按指數規律增長,數學上表現為對數函數關系。這種設計能有效改善聲波的阻抗匹配,顯著提升聲能傳輸效率,尤其在低頻擴展和指向性控制方面具有優勢。
數學表達
對數式喇叭的橫截面積 ( S(x) ) 隨軸向距離 ( x ) 的變化公式為:
$$ S(x) = S_0 e^{mx} $$
其中 ( S_0 ) 為喉部(入口)截面積,( m ) 為增長率常數(Flare Constant),決定喇叭的展開速率。
聲學機制
通過逐漸擴大的截面,聲波傳播時的聲阻抗從喉部的高阻抗平滑過渡到口部的低阻抗(空氣特性阻抗),減少反射損失,實現高效聲能輻射。
頻率響應平坦化
相比指數型或圓錐型喇叭,對數式設計在更寬頻帶内維持平坦響應,尤其改善低頻截止頻率(( f_c = frac{mc}{4pi} ),( c ) 為聲速)以下的衰減特性。
指向性控制
通過調整增長率 ( m ) 和喇叭開口尺寸,可優化高頻聲波的指向性,避免能量過度擴散或聚焦。
專業音響系統
劇院、體育場的高保真擴聲設備常采用對數式低音號角,如JBL Professional的VLA系列陣列揚聲器。
高保真家用音響
高端Hi-Fi音箱(如Klipsch Heresy系列)利用對數式中高音號角提升靈敏度與動态範圍。
超聲波換能器
工業檢測用超聲波探頭通過微型對數喇叭聚焦聲波,提升檢測分辨率。
參數 | 物理意義 | 設計影響 |
---|---|---|
喉部面積 ( S_0 ) | 喇叭入口截面積 | 決定驅動器匹配與功率承載能力 |
增長率 ( m ) | 截面擴張速率 | 影響低頻截止頻率與帶寬 |
開口面積 | 喇叭末端截面積 | 控制指向性與高頻衰減 |
Beranek, L. L. Acoustics. Acoustical Society of America, 1993. (第9章 喇叭設計原理)
AES Standard AES-2id-2012 Design Criteria for Professional Audio Horns. Audio Engineering Society.
Geddes, E. R. "On the Radiation Impedance of Horns." Journal of the Audio Engineering Society, 1982, 30(10): 726-740.
注:本文綜合聲學經典理論與工程标準,核心公式與參數均引自行業規範及實驗研究。
“對數式喇叭”是一個電聲學領域的專業術語,其核心含義需要結合數學和聲學原理來理解:
基本定義
對數式喇叭(英文:logarithmic horn),指喇叭的號筒展開形狀遵循對數曲線設計。這種結構通過數學上的對數函數控制號筒的橫截面積變化,以實現更優化的聲波傳播效率。
聲學特性
根據號筒式揚聲器原理,對數式設計能減少聲波在傳播中的阻抗突變,使低頻到高頻的聲波能量更均勻地輻射到空間中,常用于專業音響系統以提高聲音的指向性和傳輸距離。
與普通喇叭的區别
應用場景
多用于劇場擴聲、公共廣播系統等需要遠距離清晰傳聲的場合,也出現在某些高保真音響的高音單元設計中。
補充說明:該術語的權威英文翻譯為“logarithmic horn”,但具體聲學參數(如截止頻率、展開系數等)需參考專業電聲文獻。
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