揚(yáng)聲器的可靠性技術(shù)分析及試驗(yàn)
1引言
在人們的日�；顒�(dòng)中，經(jīng)常會(huì)涉及到產(chǎn)品的可靠性問(wèn)題。但是可靠性學(xué)科的誕生并不久遠(yuǎn)，一種說(shuō)法是以AGREE——美國(guó)**電子設(shè)備可靠性咨詢組(Ad—visoryGrouponReliabilityofElectronicEquipment)的報(bào)告于1957年7月在美國(guó)的發(fā)表為標(biāo)志。從那時(shí)起，可靠性技術(shù)在4O多年的應(yīng)用和發(fā)展中，經(jīng)歷了萌芽、發(fā)展和成熟的過(guò)程Ⅲ。中國(guó)從2O世紀(jì)5O年代中期開始建立了可靠性試驗(yàn)基地，推動(dòng)了國(guó)產(chǎn)元器件的可靠性進(jìn)程，為今天國(guó)產(chǎn)元器件廣泛地進(jìn)入世界市場(chǎng)打下了良好的基礎(chǔ)。
中國(guó)已經(jīng)成為揚(yáng)聲器制造大國(guó)，但還沒(méi)有成為揚(yáng)聲器制造強(qiáng)國(guó)。隨著產(chǎn)量的劇增，質(zhì)量和可靠性尚有待提高。其實(shí)揚(yáng)聲器的可靠性是中高檔產(chǎn)品的重要特征，對(duì)于這一點(diǎn)，有些揚(yáng)聲器制造商認(rèn)識(shí)是不夠的，概念也很模糊。所以要扭轉(zhuǎn)只重視揚(yáng)聲器性能指標(biāo)設(shè)計(jì)，忽視可靠性設(shè)計(jì)的傾向，充分認(rèn)識(shí)可靠性的內(nèi)涵和意義。
2揚(yáng)聲器的可靠性
2．1可靠性的定義和適用范圍揚(yáng)聲器可靠性的定義是：“揚(yáng)聲器產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。"它是揚(yáng)聲器產(chǎn)品出廠后的時(shí)間質(zhì)量指標(biāo)，用來(lái)描述揚(yáng)聲器在使用過(guò)程中是否易損壞和可靠程度。隨著用戶要求的提高，揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜(如汽車揚(yáng)聲器)，輸出功率越來(lái)越大(如PA揚(yáng)聲器)，使用環(huán)境越來(lái)越嚴(yán)酷(如戶外揚(yáng)聲器)，將會(huì)導(dǎo)致?lián)P聲器產(chǎn)品的可靠性水平下降。同時(shí)如采用新材料、新工藝或新技術(shù)，也會(huì)使揚(yáng)聲器不可靠的因素增多。
揚(yáng)聲器的可靠性還可定義為：“揚(yáng)聲器產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)所允許的故障數(shù)。"數(shù)學(xué)表達(dá)式為平均故障間隔時(shí)間(MTBF)。可認(rèn)為隨機(jī)故障是不可避免和可接受的，也就導(dǎo)致由于設(shè)計(jì)原因或制造過(guò)程引起的故障，只要在允許數(shù)之內(nèi)，往往不再作進(jìn)一步的追溯。為此，早在1995年國(guó)際上就開始對(duì)傳統(tǒng)的可靠性定義和隨機(jī)失效無(wú)法避免的舊觀念提出了質(zhì)疑，同時(shí)在可靠性工程中開始推行失效物理方法。在歐洲也開始用無(wú)維修使用期(MFOP)取代原先的MTBF，故障率浴盆曲線分布規(guī)律隨之被打破[21。因此，結(jié)合失效物理方法和失效分析方法_3_，設(shè)計(jì)出不存在隨機(jī)失效的揚(yáng)聲器產(chǎn)品或許不是一種妄想。有相當(dāng)多的國(guó)外企業(yè)在這方面已進(jìn)行了有成效的工作。
可靠性定義中的“規(guī)定的條件"決定了可靠性的范圍很廣，產(chǎn)品的可靠性與產(chǎn)品的工作狀態(tài)、使用條件、儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)沫h(huán)境條件有很大的關(guān)系。條件可分為使用條件和周圍環(huán)境條件兩大類。使用條件是指進(jìn)入產(chǎn)品內(nèi)部而起作用的應(yīng)力條件，包括各種電應(yīng)力、化學(xué)應(yīng)力和物理應(yīng)力等。周圍環(huán)境條件包括溫度、濕度、氣壓、有害氣體、霉菌、鹽霧、沖擊、振動(dòng)和輻射等各種環(huán)境應(yīng)力條件。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，環(huán)境試驗(yàn)也歸屬可靠性試驗(yàn)范疇。這些應(yīng)力條件可以單獨(dú)施加也可以綜合施加，綜合施加對(duì)揚(yáng)聲器產(chǎn)品的可靠性影響將更為顯著。
2．2可靠性技術(shù)
2．2．1降額設(shè)計(jì)
降額設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)設(shè)計(jì)，使揚(yáng)聲器工作時(shí)，讓對(duì)揚(yáng)聲器可靠性影響較大的關(guān)鍵部件承受的應(yīng)力適當(dāng)?shù)陀诔Ｒ?guī)水平，從而降低其基本失效率。在揚(yáng)聲器系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，降額設(shè)計(jì)應(yīng)用得比較普遍。在揚(yáng)聲器單元設(shè)計(jì)時(shí)，采用較大面積的定位支片、較大口徑的音圈、引線及引線的整形設(shè)計(jì)等都體現(xiàn)了降額設(shè)計(jì)的思想。
2．2．2冗余設(shè)計(jì)
冗余設(shè)計(jì)的思想由于成本的關(guān)系，在揚(yáng)聲器或揚(yáng)聲器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中體現(xiàn)得并不充分。多股編織線的應(yīng)用或雙定位支片的采用或許可以體現(xiàn)一些冗余設(shè)計(jì)的思路。
2．2．3熱設(shè)計(jì)
揚(yáng)聲器的故障率會(huì)隨著工作溫度的增加而上升，為降低失效率，就必須降低工作溫度。HenricksenC．A．從理論上對(duì)揚(yáng)聲器的熱傳導(dǎo)機(jī)理作了討論[41。揚(yáng)聲器的發(fā)熱原因主要是音囤的發(fā)熱，所以降低揚(yáng)聲器工作溫度可以從降低音圈的發(fā)熱和提高音圈和磁路的散熱著手。揚(yáng)聲器的熱沒(méi)計(jì)方法有：(1)通過(guò)在極芯、定位支片、盆架、紙錐根部、音圈骨架上設(shè)計(jì)通孑L形成散熱通道。同時(shí)也須注意防止設(shè)計(jì)不良產(chǎn)生氣流噪聲。
