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在音频系统设计中会遇到一个扬声器的参数值——Q值，往往不仔细的时候会被混淆，因为在扬声器系统中被称作Q值的有两个： 扬声器指向性因数 概念：扬声器在给定的轴线方向上某点的声强级与在该点上由一个全向性点声源辐射相等的声功率时产生的声级之差；  这里的Q值就是指扬声器的指向性因数，针对不同方向上的辐射，其声压频率特性不同，这种特性称为扬声器的指向性。 该参数与扬声器的口径大小有关，口径大时指向性尖，口径小时指向性宽，指向性还与频率有关，一般而言，对250Hz以下的低频信号，没有明显的指向性。对1.5kHz以上的高频信号则有明显的指向性。 对于一个点声源来说，其辐射角度为一个球体，Q值为1，当用一个无限大的面，将扬声器辐射面分割为一半时，则Q值为2，当再次被分为1/4时，则为4，1/8球体时为8，以此类推，如下图：  以上算法是基于理想情况下的，可用于快速计算，做为一个大体参考值使用，但是如果需要详细计算出其指向性因数，则需要借助公式计算：  其中参数H为扬声器水平覆盖角度，V为扬声器垂直覆盖角度； 例如：假设有扬声器，其水平辐射角为75度，垂直辐射角为50度，则：  扬声器品质因数 概念：在扬声器共振频率点处声阻抗的惯性抗（或者弹性抗）与纯阻之比；这个概念仅适用于电动扬声器单元及闭箱系统。 扬声器品质因数Q值的大小与频率响应，瞬态失真有密切的联系，如果Q值太大，扬声器纸盆低频共振频率f0处出现很高的峰值，从而频率响应变差，而且扬声器的瞬态失真增大； 扬声器减小瞬态失真可以使得其低频响应平直展宽，因此，一般Q值取0.3~0.45之间。 同样，扬声器品质因数也有对应的计算公式，可用于精确计算：  其中：Q是扬声器品质因数；f0是扬声器共振频率；r0是f0 处扬声器的最大阻抗Zmax的模值与扬声器直流电阻RDC之间的比值； 依照上式，其中参数理解还需要借助于另一个概念——扬声器的阻抗曲线，如下图所示：  扬声器的阻抗曲线并不是一条平直的直线，而是随着频率的变化而变化的曲线，其中在f0处最高，该点表示扬声器的共振频率点，其阻抗值也为扬声器的最大阻抗值点。 结合上图，再回头看前面的Q值计算公式，就不难理解了！ 其中，扬声器阻抗曲线的理论推导参见前文，公众号中也有关于《扬声器阻抗曲线的测量》详细介绍；扬声器直流电阻RDC则可通过万用表直接测量得出； 通过上述两步得出数值，计算其比值，可得出r0，再结合前面曲线，不难得出扬声器最终品质因数Q值。 |
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