MicroCap声学仿真介绍（一）

news2024/11/19 12:33:33

MicroCap是一款基于电路分析的仿真软件，基于集总参数的电力声的转换，我们可以用这个软件完成常用的声学仿真工作。目前这个软件已经开源了，免费使用，最新版已经到MC12，但里面不自带声学库，后来找到了MC8，里面自带声学库。

MicroCap仿真的优势在于仿真速度快，能看到频响曲线的趋势，缺点在于仅仅在中低频仿真结果精确，在高频处仿真结果就不精确了。原因是在高频时，扬声器振膜出现分割振动，不再属于集总参数范畴，所以用MicroCap仿真出来的结果便不可靠。在这种情况下，可以采用精度更高的有限元仿真来达成目的。

扬声器发声时，需要将电信号转换成线圈的振动，这个过程是将电能转换为机械振动。线圈振动带动振膜开始振动，这是将机械振动转换为声振动。于是声音就从喇叭传出来，被耳朵接收到。

根据上面描述，我们可以将扬声器仿真分成两部分，第一部分是仿真电能-机械能转换，第二部分是仿真机械能-声能的转换。

在了解MicroCap仿真前，建议大家先通读一下《声学原理》里面的“电-力-声类比”这一章，这样会对MicroCap仿真的理解更深。

Microcap工作界面：

上图中，1是选择部件；2是进行仿真的模块，可以选择瞬时分析和交流分析等等；3是声学部件，是声学仿真中常用的部件

MicroCap仿真模块介绍

Component模块介绍

Component是用来选择部件的模块，如上图所示，声学仿真常用到的是“Electroacoustic Macros AC”、“Electroacoustic Macros TR”、“NXP Transducers”以及“NXP HD components”。

在实际的仿真过程中，为了更方便地找到想要的部件，可以使用搜索部件的功能：
“find component”

部件搜索界面：
在这里插入图片描述

假定我们想搜索电源，可以输入“sin”，点击“find”，结果如下图，可以选择想要的电源类型，然后点击“OK”：

Analysis模块

Analysis模块是进行仿真分析的模块

在Analysis中常使用的功能是“Transient”和“AC”功能，即“瞬时分析”和“交流分析”。瞬时分析可以用于仿真扬声器失真性能，交流分析用于仿真扬声器的频响、阻抗曲线、振膜幅值曲线等等。

交流分析:
点击“AC”，进入下一界面

在这里插入图片描述

1-run，运行交流分析；

2-Add，增加交流分析通道；

3-Delete，删除交流分析通道；

4-Stepping，对某些参数执行步进分析；

5-频率上下限选择，需要注意的是，第一个数字是上限，第二个数字是下限，如果填反了，会有报错提示；下三角可以选择“Auto”、“linear”、“log”和“list”，设置的是频率点之间的距离和频率点的数量。当选择“Auto”时，频率点的总数量默认为51个，当选择其他选项时，可以自己选择频率点的数量。频率点的数量越多，分析的结果越精确，用时也越长，反之亦然。

6-频率点的总数量，当频率上下限选择“Auto”时，频率点总数量默认为“51”，不可选；

7-图形显示设置，该步骤可以选择曲线的颜色、显示方式、网格显示、X轴显示方式（线性或对数显示）等等；

8-交流分析通道设置，可以填入1、2、3、4等等，分别对应第1、2、3、4个通道。当不输入任何数字时，则不显示该通道；

9-X轴表达式；

10- Y轴表达式；

11- X轴上下限设置，当不知道上下限时，可以鼠标右键单击该位置，在弹出菜单中选择“AutoAlways”；

12- Y轴上下限设置，当不知道上下限时，可以鼠标右键单击该位置，在弹出菜单中选择“AutoAlways”；