隨著現代科技與多媒體應用的蓬勃發展，電聲換能器已深入日常生活的各個角落，從專業錄音室的麥克風、家庭劇院音響、AR/VR裝置，到隨身佩戴的耳機，無不仰賴此關鍵技術進行聲音與電訊號的轉換及重現。本書旨在提供一套系統化且深入的學習資源，完整涵蓋電聲換能器的基礎理論、設計方法與實務應用，協助讀者建構扎實的跨領域專業知識。
本書的核心目標是引導讀者建立完整的電聲換能器知識體系，從基礎物理與數學原理出發，奠定穩固的理論根基，再逐步深入探討具體應用及設計實務。全書依規劃分為兩冊：第一冊為基礎理論與麥克風設計分析（涵蓋第一章至第五章），第二冊為揚聲器、耳機及壓電換能器（涵蓋第六章至第九章）。
本書強調理論與實務並重，具有以下四大特色：
完整的理論基礎：從根本原理出發，搭配詳盡的數學推導與物理解釋，協助讀者深入掌握電聲換能器的核心概念。
理論與實務結合：各章內容均涵蓋實用的分析方法與設計考量，強化讀者將理論應用於實際工程情境的能力。
豐富的實例分析：結合實際案例，提供具體可行的解決方案，提升讀者的工程實踐能力。
搭配本書專屬 AI Agent 工具：本書同步建立專屬的 AI Agent（人工智慧學習輔助系統），讀者可透過簡易對話方式，即時查詢書中關鍵觀念、公式推導、範例說明及應用案例等內容。AI Agent 具備語意理解與主題導引能力，能協助讀者釐清疑問、強化學習成效，並提供延伸閱讀與模擬練習，成為個人化的互動式學習夥伴。
本書適合電聲工程師、音響設計師、聲學研究人員，以及對電聲技術感興趣的工程科系學生閱讀。透過本書，讀者將能夠：
全面掌握電聲換能器的基本原理與設計方法
系統學習建模分析技術與專業量測的基礎知識
深入理解各類電聲產品的聲學特性與設計考量
培養設計與開發電聲換能器的專業能力
目 錄
第一冊
第1章 基本原理與定義
1.1 電聲換能器的定義
1.2 基本方程式與阻抗
1.3 雙埠換能器
1.4 簡諧振盪器
1.5 電路分析法則
1.6 機械元件的模擬電路
1.7 跨變量器轉換
1.8
拉格朗日(Lagrange)方程式
1.9
頻率和波長
1.10
分貝(dB)
1.11
其他dB表示法
1.12
倍頻程與音頻測試信號
1.13
等響度曲線與加權濾波器
參考資料
附錄A 無外力簡諧振盪器
附錄 B 複數運算
附錄 C 平面波與球面波的通解
第2章 聲學元件
2.1 等效電路
2.2 聲學變量器
2.3 基本聲學元件
2.4 輻射阻抗
2.5 均勻管道之聲阻抗
參考資料
附錄A 剛性球面上點聲源的輻射
附錄 B 無限大障板上活塞聲源的輻射
第3章 麥克風原理
3.1 麥克風的分類
3.2 指向性模式
3.3 麥克風規格
3.4 駐極體電容麥克風之換能方程式
3.5 真電容式麥克風的換能方程式
3.6 電-機械模擬電路
3.7 電容麥克風的低頻響應
參考資料
附錄A 振膜的聲波反射模型
附錄 B 振膜的共振頻率
附錄 C 真電容麥克風吸附電壓的推導
第4章 麥克風建模與分析
4.1 駐極體電容麥克風
4.2 電容式麥克風機械與聲學參數量測與研究
4.3 動圈式麥克風
4.4 熱雜訊
4.5 振膜的動力學
參考資料
附錄A
微機電電容式麥克風製程簡介
第5章 聲波導管
5.1 傳輸矩陣法
5.2 分段模型
5.3 聲波導管的等效電路
5.4 聲學傳播的阻尼機制
5.5 三埠換能器
參考資料
第二冊
第6章 動圈式換能器的原理
6.1 互易與反互易系統
6.2 總諧波失真
6.3 互調失真
6.4 動圈式揚聲器等效電路表示法
6.5 動圈式換能器的基本分析
6.6 輻射功率與效率
6.7 動圈式單體電聲參數量測
6.8 T/S 參數
6.9 揚聲器非線性的分析模式
6.10 拉普拉斯轉換與脈衝響應
參考資料
第7章 揚聲器音箱設計
7.1 常見的揚聲器系統
7.2 無限障板揚聲器
7.3 封閉式揚聲器音箱
7.4 低音反射式揚聲器音箱
7.5 被動輻射式揚聲器音箱
7.6 被動輻射式音箱之整合分析模型
7.7 四階帶通揚聲器音箱
7.8 兩個交互作用聲源
參考資料
附錄 A: 推導洩漏損耗
的解析解
第8章 耳機量測、建模及分析
8.1 耳機類型與人工耳
8.2 微型揚聲器的模擬與分析
8.3 內耳式耳機量測與分析
8.4 塞耳式耳機量測與分析
8.5 耳罩式耳機量測與分析
8.6 耳罩式耳機通氣材料量測與模擬
8.7 聲學參數對耳罩式耳機之影響
參考資料
第9章 壓電換能器
9.1 緒論
9.2 壓電本構方程式
9.3 壓電元件的等效電路模型
9.4 壓電加速度計
9.5 超音波換能器
參考資料
