自由场与无限大障板

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声学测试中，在自由场和无限大障板条件下，扬声器的频响有什么区别？

在实际测试过程中，理想的自由场并不存在，固定扬声器的支架，麦克风等都会对自由场产生一定干扰；微型扬声器一般在障板条件下进行测试，但实际应用环境却是自由场，因此，在设计扬声器时会根据障板测试（或仿真）数据粗略估算自由场频响；一个比较常见的方法是，障板测试数据+6dB=自由场数据。

那么，6dB是从哪里来的？

根据《声学基础》(杜功焕）中对无限大刚性壁前放置一个小球源的辐射声场的讨论，扬声器在障板测试下，可以等效成无限大刚性壁前放置一球源，此时在扬声器正前方，垂直于障板方向上的声压应该是自由空间下对应点声压的两倍，即相差6dB。

但是，在实际测试（或仿真）时，自由场频响+6dB会大于障板频响。

  · 自由场条件并不理想，扬声器本身具有体积（后腔），该体积会产生一定的散射，散射声场会增大自由场的声压。

  · 在扬声器高频辐射时，并不能简化为球源模型，此时扬声器的指向性很强，自由场与障板测试数据接近。

上述测试默认为远场测试。根据文献[1中结论，等效后腔半径为d 的扬声器，自由场与障板测试结果可以简化为如下公式。

不同半径d 对应的差值曲线

上述文献是根据大尺寸扬声器研究的，对微型扬声器具有类比意义。

参考文献：

[1]《声学基础》杜功焕
[2] Loudspeaker Free-Field Response（pdf)
[3] Kinsler, Frey, Coppens, Sanders: Fundamental of Acoustics, J. Wiley, New York, 2000.

来源：腊八鸭微信公众号（ID：AverageJ1117），作者：AverageJ。