T/S參數

揚聲器的發明已有一百多年的歷史，開口箱（或稱倒相箱）和閉箱系統的歷史亦超過半個世紀，其設計理論由THIELE採用濾波器綜合設計法而進入一個相當嚴密的新時期，到了70年代，澳大利亞悉尼大學的斯莫爾（Small）博士發表了著名的系列論文，更將揚聲器系統的設計推進到一個系統化的高度。

1925年，Chester W. Rice和Edward W. Kellogg發表了論文《Notes on the Development of a New Type of Hornless Loud Speaker》 ^[1]  ，推動了無線電和電子技術進步，增加了人們對直接輻射揚聲器的興趣。在1930年，貝爾實驗室的A. J. Thuras獲得了他的“聲音傳遞裝置”（實質上是一個通風的箱體）的專利（美國專利號1869178），這表明當時對許多類型的外殼設計都有興趣。

學術聲學家如Harry F. Olson繼續在聲學類比電路方面進行揚聲器外殼設計和分析的進展，直到1954年，麻省理工學院的Leo L. Beranek出版了《聲學》一書，總結和擴展了當時的電聲學。在1959年的一篇論文中，J. F. Novak使用了新穎的簡化假設，得出了密封和通風箱中給定揚聲器響應的實用解決方案，並通過實驗測量驗證了它們的適用性。 ^[2]  1961年，A. N. Thiele在一份澳大利亞期刊的發表中，大量借鑑Novak的工作，描述了一系列密封和通風箱的“匹配”（即基於電氣濾波器理論的外殼設計，具有良好的特性，包括頻率響應、功率處理、圓錐體行程等）。這篇論文在澳大利亞以外的地區相對較少人知道，直到1971年被重新發表在《音頻工程學會雜誌》上。值得注意的是，Thiele的工作忽略了外殼損失，雖然濾波器理論的應用仍然重要，但由於忽略了外殼損失，他的匹配表在現實世界中幾乎沒有實用性。

在1960年代和1970年代初，許多人繼續發展揚聲器外殼設計的各個方面。從1968年到1972年，J. E. Benson在一份澳大利亞期刊上發表了三篇文章，對密封、通風和被動輻射器設計進行了全面分析，都使用了相同的基本模型，包括外殼、泄漏和通風口損失的影響。從1972年6月開始，Richard H. Small在《音頻工程學會雜誌》上發表了一系列非常有影響力的關於直接輻射揚聲器系統分析的文章，包括封閉箱、通風箱和被動輻射器揚聲器系統，並對Thiele的工作進行了重新闡述和擴展。 ^[3]  這些文章最初也是在澳大利亞發表的，他在那裏上研究生，導師是J. E. Benson。Benson和Small的工作有很多重疊之處，但區別在於Benson使用計算機程序進行工作，而Small使用模擬模擬器。Small還分析了包括外殼損失在內的系統。Richard H. Small和JBL的Garry Margolis在《音頻工程學會雜誌》（1981年6月）上發表了一篇文章，將此前發表的許多工作重新加以整理，以適應當時的可編程計算器。 ^[4] 

作為揚聲器單元，斯莫爾理論總結了4個最基本的小信號參數。即：

1.fs為揚聲器單元的振動系統的諧振頻率；

2.VAS為揚聲器單元的聲順的等效容積；

3.Qms為揚聲器單元的機械阻尼因數，為振動系統的電等效對反動生電抗在fs處的比值；

4.Qes為音圈的直流阻抗對反動生電抗在fs處的比值。揚聲器單元的電磁阻尼因素。

這4個參數易於由測量取得，在揚聲器系統的設計中起支配作用。事實上，確定這4個參數的揚聲器單元的物理參數是：

1.音圈直流阻Re，

2.磁隙中的磁通密度B，

3.磁場中的音圈導線的長度L，

4.振膜的有效投影面積Sd（=πa2），

5.振動系統的力順Cms，

6.包括音箱和空氣負載的機械質量Mms，

7.振動系統的力阻Rms。

揚聲器單元的物理參數是客觀存在的，小信號參數與它們有確定的關係，但在分析和設計中TS參數更為方便。

（1）Pe（max）：揚聲器單元的散熱能力所確定的最大功率額定值。斯莫爾認為，揚聲器系統的功率控制能力將受到揚聲器單元的音圈的散熱能力的限制。

（2）Vd（=SdXmax）：振膜在最大振幅時所推動的體積。Sd為振膜面積，而Xmax為最大振幅值。斯莫爾認為，揚聲器單元在低音頻段的振幅較大，其振幅的頻率特性與揚聲器系統的設計有關，亦即和音箱的設計有關，與其相關的振幅限定的輸入功率能力的額定值也是系統特性，而不只是單元特性，該額定值往往小於Pe（max）。為了對揚聲器單元有所要求，Vd的數值是很重要的。

有了上述4個小信號參數和兩個大信號參數，採用濾波器綜合法來設計揚聲器系統即為相當程序化的工作了，揚聲器單元的靈敏度已隱含在上述參數中，斯莫爾以電聲轉換效率來表達，從而更加高效。