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KEF LS50 Meta音箱

英國音箱品牌KEF最近同時推出兩種新的LS50系列的產(chǎn)品,。其中包括LS50 Meta，更新了新的Uni-Q同軸揚聲器單元,。新的揚聲器單元后面新增了一個聲學超構(gòu)材料吸收器,。新的系列命名也是來源于超構(gòu)材料的英文名詞Metamaterial。

這款新型KEF Uni-Q揚聲器應(yīng)該是目前市面上第一個應(yīng)用聲學超構(gòu)材料的消費級音箱產(chǎn)品。之前就有關(guān)注這個技術(shù),，沒想到KEF居然真的整合到實際量產(chǎn)產(chǎn)品中了,。

之前的文章也有介紹過KEF LS50系列的一些技術(shù)。

緊湊型雙通道揚聲器系統(tǒng)KEF LS50的開發(fā)

這個聲學超構(gòu)材料吸收器是與香港的Acoustic Metamaterials Group（AMG）公司合作開發(fā)的,，利用了這家公司的超材料吸收技術(shù)（MAT）,。號稱 這種合成材料具有超強的吸收能力，可以吸收99％的有害聲音,，在這種情況下,，將其應(yīng)用于全新的聲學迷宮中，并進行了調(diào)整,?？梢晕諒暮蟛堪l(fā)出的有害頻率，減少不必要的因為諧振而產(chǎn)生的失真,。

新型超 構(gòu)材料吸收技術(shù)（MAT）迷宮的詳細透視圖,，多個通道是經(jīng)過精心設(shè)計和優(yōu)化的

動態(tài)演示圖

應(yīng)用了MAT吸收器迷宮的新型KEF Uni-Q揚聲器的詳細視圖

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聲學超構(gòu)材料吸收器原理解析

下面兩個圖是早期在中音/高音背面采用倒錐形號角/管，以最大程度地吸收向后的反射,。

采用常規(guī)的聲超 構(gòu)材料吸聲，一般是利用亥姆霍茲諧振或者1/4波長管的諧振,，但存在有效頻帶過窄的問題,。

其中一種有效拓寬作用頻帶的方式是設(shè)計多個諧振器，然后讓作用的頻帶相互疊加,，這個可以提供一個比較寬的整體吸聲,。

這種提供寬帶的連續(xù)吸聲超 構(gòu)材料的阻抗為：

其中Zmeta是其聲表面阻抗，Z0是特征阻抗,，f是頻率,，fc是低頻截止頻率

其吸聲系數(shù)A為：

其吸聲特性和無限長號角對比如下圖所示，是更優(yōu)的,。而且實際工程應(yīng)用不可能做到無限長號角,。

最初的設(shè)計如下圖，是一個柱裝的超 構(gòu)材料,，低頻截止頻率fc為312Hz,。

吸聲系數(shù)：藍色-超 構(gòu)材料，橙色-吸音棉,，紅色-整體綜合結(jié)果

但在實際 Uni-Q同軸揚聲器應(yīng)用時,，會限制低音和高音揚聲器的磁路設(shè)計，而且超 構(gòu)材料的壁面會減小高音背腔的有效容積,。所以考慮做成一個扁狀的超 構(gòu)材料放在低音磁路后面,。位置如下圖所示。

兩種形態(tài)的超 構(gòu)材料3d圖

扁狀超 構(gòu)材料做了雙層，其有效低頻截至頻率為620Hz

每個通道的聲壓響應(yīng)

620Hz的聲壓分布情況

通道數(shù)越多,，其吸聲的響應(yīng)會越平滑,。但同樣總截面積情況下，管道非常多的時候,，說明每根管道會非常細,，這個時候熱粘滯阻尼會變大。

從仿真來看,，30根管道是比較折中的方案,。

實際的Demo，總厚度11mm

仿真和實測的結(jié)果吻合得非常好

倒指數(shù)型號角,，和錐形導管+扁狀超 構(gòu)材料

填充了聚酯纖維的吸聲響應(yīng)對比

對這個聲學超 構(gòu)材料吸收器的仿真結(jié)果直觀展示：