号筒扬声器简介

号筒扬 击哭 J卫 一 、 号筒的作用 号筒扬声器因号筒而得名。号筒扬声器实质上就是 一 个直接辐射式扬声器加号筒，如图1所示。 扬 口 图1 号筒扬声器 号筒的作用很多，但是要与扬声器其他部分整体发 挥它的作用和影响，单独一个号筒是没有任何作用的。 这里讲 “号筒的作用”只是叙述上的方便，严格地讲应 该讨论号筒在号筒扬声器中的作用。 简介 口 王以真 号筒有如下一些作用。 (1)提高扬声器的效率。直接辐射式扬声器的效率是 很低的，只有百分之几；而由于辐射阻抗的增加，号筒 扬声器的效率大为提高，可达10名～25名，甚至更高。 (2)控制扬声器的指向性。不仅使扬声器的辐射集中 于号筒方向，而且根据号筒的几何形状可适当控制扬声 器的指向性。 (3)决定重放的下限频率。号筒的长度决定重放的下 限频率，即截止频率。 (4)影响电声性能和音质。由于号筒截面的曲线形状 不同，扬声器的电声性能和音质都会发生相应的变化。 (5)号筒可成为扬声器系统的变化元素。扬声器系统 可以利用号筒的存在，进行多种组合和重组，以满足各 种需求。如图2所示，号筒与音箱可组成多种形式。 (6)美学造型的道具。借助号筒可使扬声器的造型更 曲径式 正面加长号筒式 背面加长号筒式 复合号筒式 ／ r lL。，——／ 口亡二 一 f== 基 — k 、 本 结 构 I 一 ， l 图 f 实 圈 I二 、 圊 一 用 ■T l 一 结 『 、 t 构 ● 图 ’ 图2 号筒与音箱的组合 2007年 第 10 维普资讯 http://www.cqvip.com 美观、更具魅力。图3所示即为有名的PLATINUM AIR PLUSE3．1号筒扬声器。这是由5R号筒扬声器组成：上下 两只是低频号筒扬声器，中间则是由具有360。水平指向 性的中低频、中高频和高频号筒扬声器。 二、号筒的材料 用于制造号筒的材料很多，常用的有铝、木材、塑 料、玻璃钢、铁板、人造水晶等。 对材料的基本要求是：坚固；可加工成号筒形状；不 宜过重，以免搬动困难；不宜过轻，以防号筒本身振动。 1．铝号筒 铝号筒又分铝板旋压(焊压)号筒和铝合金压铸号筒。 图4是一只铝号筒扬声器。 这种铝号筒是用铝板制成，加工工艺成熟，可根据 图3 PLATlNUM号筒扬声器 I舯 实用影音技术 图6 号筒扬声器阵 胎具加工成多种形状，材料坚固轻便，能涂覆成各种颜 色。抗环境性能好，材料易得而便宜。在号筒材料中， 铝的应用最多。 铸铝号筒，多用于扩声类号筒扬声器。 2．铁号筒 铁号筒多用于矩形截面号筒，采用酸洗薄钢板。 经裁料、焊接、整形、喷漆制成。图5是一只铁号筒扬 声器。 8R铁号筒扬声器可以组成一个阵列，如图6所示。 3．木号筒 木号筒是用整木(或厚层压板)在车床上车制而成，多 用于H _F 扬声器。自行车制便于控制号筒截面的曲线， 这条曲线往往难于用数学公式描述，是者认为最好 的曲线。一种木号筒如图7所示。这种木号筒要选用优质 图4 铝号筒扬声器 图5 铁号筒扬声器 图7 车制木号筒 图8 扁平木号筒 维普资讯 http://www.cqvip.com 木材，并经长期存放，不会开裂变形。制造木号筒的问是成 本较高，而且选取最佳曲线要经历多次探索，同时还要有一种 悟1l生。 另一种扁平形木号筒如图8所示。 这种木号筒可手工自制。首先设计、绘出详尽的尺寸图， 如图9所示。再根据设计图分成若干部件，分别将木料部件制 成，再粘接镶拼。成为整体后，进一步修饰、完善。这里需要 的工具有木工手工工具、夹具等，适合动手派。 4．塑料号筒 多种塑料都可以制造号筒。但应用最多的是ABS树脂。 ABS是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)3种单体的共聚物。丙烯 腈提供耐化学性和热稳定性，丁二烯提供韧性和冲击强度，苯 乙烯则赋予ABS良好的刚性和加工性。 图10 ABS号简 图11 ABS球面号筒 ABS树脂不透明，外观呈浅象牙色(有的号筒就 是这种本色)，能配成任何颜色。ABS无毒、无臭、 坚韧、质硬、呈刚性，并且具有较好的耐温性和耐 蠕变形；ABS不透水，常温下吸水率小于堋，表面 可抛光：ABS有极好的冲击强度，而且在低温下也 不迅速下降 耐磨性好，有良好的尺寸稳定性。这 些对做号筒都是不可多得的优点。图10就是用ABS 制成的号筒喊话器。 德国有名的AVANTGRADE扬声器系统主要由号筒 扬声器构成，被称之为喇叭花的球面号筒就是由 ABS树脂制成，如图1】所示。这种体积大(直径 830mm)、厚度薄、精度高的塑料注塑，其难度可想 而知。对模具、注塑机都有特殊要求。而JBL的K2 扬声器系统则采用了透明的人造水晶号筒。 5．墙土号筒 LINKS等设计建造了一对超级号筒，长9．5m，号 筒喉口面积2．2m 。每只号筒用8只 470ram扬声器推 动。灵敏度级可达¨0dB／l l m。据称下限频率可 达1OHz。这样一只号筒难以用一般传统号筒材料制 作。设计者别出心裁，在地下挖出lm深坑，再用砖 砌成号筒形，如图12和图1 3#h示。 6．玻璃钢号筒 玻璃钢号筒是将涂有环氧树脂的玻璃纤维布， 在号筒模具上固化而成。此种玻璃钢号筒轻而坚 固，背面稍粗糙。 图12 砖砌号筒 (一) 图13 砖砌号筒 (二) 2007年 第 l0期 4l> 维普资讯 http://www.cqvip.com 互、号筒杨声器白ll结构和工作原理 1．号筒扬声器的结构 号简扬声器的结构如图14所示。号简扬声器的工作 原理与锥形扬声器相同，都是利用截流导线在磁场受力， 推动振膜振动。为了使振膜容易同号简连接，也为使振 膜刚性加大，大多采用球顶振膜或环形振膜。制作振膜 的材料，采用铝、钛、铍及其合金以及聚酯塑料，或热 压成型的浸酚醛树脂的布类。折环和振膜有一体化的， 亦有分体式。折环有圆形折环、皱折折环和切线折环， 如图1 5N示。 圈14 号筒扬声器的结构 (n)圆形折环球顶及顶视图 (6)矢形折环球顶及顶视图 ! — 八 r { (d)中部折纹凹球顶 (e)中间固定V形折环 ∽ 自由V形折环 圈15 不同形状的折环 实用影音技术 对于具有高弹性模量的硬球顶振膜，折环常用较软 材料制成，如用聚酯类材料单独制成皱折折环，再与硬 球顶粘在一起。 如图16所示，当振膜直径较大时，振膜中心部分发 出的声波与周围部分发出的声波，在喉口部分两者相位 产生差异。在半波长与振膜半径相等的频率以上时，喉 口的声输出下降，重放频段受到限制，为了消除这种相 位干涉，采用喉塞(相位塞)对扩大号筒扬声器高声频重放 频段是行之有效的办法。如图1 7所示为有无喉塞时特性 的变化。有喉塞时，高声频要比无喉塞时宽很多，另外 喉塞也能提高振膜的效率。 2．力阻抗的匹配 音频电流通过在该磁场的音圈，使振膜振动，但效 率很低。锥形扬声器的效率只有1％左右。 (6)有喉塞的情况 圈16 喉塞的作用 圈17 喉塞对频率特性曲线的影响 维普资讯 http://www.cqvip.com 对于号筒扬声器来说，号筒具有的声加到振膜上相当于 负载，而号筒喉口截面积压缩得比振膜面积小，压缩比使振 膜的负载声阻抗变大，所以必须使振膜负载声阻抗尽可能地 同振膜本身的力阻抗值相近，这就叫阻抗匹配。其次，号筒 的截面积愈大，号简口与空间之间的阻抗匹配愈好，效率也 愈高。因此号筒相当于电路的变压器。振膜与喉塞之间形成 一 个狭窄的间隙，这个间隙的大小必须保证，在低声频段振 膜大振幅时也不能同喉塞接触。但是间隙太大又会使振膜与 喉塞之间形成的空腔劲度减小，不利于高声频段的重放，会 降低高声频重放上限。 } 厂，振膜 、 r ＼ 垫圈 磁体 (口)无喉塞音头 (6)有喉塞音头 磁体 ／I 1'I I、＼ (e)反向V形振膜音头 一 体 (g)多通道喉塞音头 置 音圈 喉塞 振膜 垫圈 (d)反向音头 磁体 ∽ V形振膜音头 图18 各种音头的构造 3．号筒扬声器的种类 (1)音头的种类。下面是音头的基本分类。 按声辐射方向分类{詈薯 萎 i无喉塞式 按喉塞分类{单缝隙式 !多缝隙式 i球顶形 按振膜形状分类{反球顶形 I球形 按磁路分类{ 萎 图18是号筒扬声器各种音头的构造。图18(a)是具 有球顶形振膜无喉塞的前辐射式音头，是最具代表性 的音头。目前较少采用。现在广泛使用的音头为图18 (b)所示，这种音头实际上是在图(a)的音头上配置一个 相位塞，提高了振膜面积与喉口面积之比，提高了压 缩比和效率，也就扩大了重放频带。图1 8(C)是一个凹球 顶振膜。图18(d)是一个采用铁氧化磁体的音头 [(a)、 直线 S=S1(c osha+Tsinha) 抛物线 S=Sl8“ 指数线 图19 按截面形状分类的号筒种类 图20 圆形号筒 2007年 第 10期 维普资讯 http://www.cqvip.com (b)、(c)高音头都是采用铝、镍、钻磁体]，这种音头价格 便宜，得到了广泛应用，并且巧妙地利用了后辐射式。 图18(e)是采用了环形振膜的音头，它在构造上的特点是 采用反射式声道，这种环形振膜，称为V形振膜。由图可 见，它的截面是两个V形。图18(f)和图18(e)基本相同， 也是采用环形振膜，区别在于声道不是反射式的，而是 直接向前面辐射的。这种音头音圈处于环形振膜中心线 上，振膜有效面积小，因而主要用于高频扬声器。图18 (g)是后辐射球项扬声器音头，采用环形内磁式磁体，在 大功率音头中广泛应用。 (2)号筒种类。号筒按截面形状分，有平行、抛物线、 直线、指数线、双曲线声管等，如图l9所示。 号筒形状更花色繁多，最常见的是圆形号筒。这种 号筒设计简单，但是指向性尖锐，多用于广播号筒扬声 器，如图2O所示。 为了改善指向性可采用如图21所示的扇形号筒或如 图22所示的矩形号筒。 图23是多格号筒，它由几个小型号筒组成。这些小 型号筒所朝的方向指向性好，但是这些小型号筒之间有 强烈的相互干扰，要控制好指向性有～定难度。图24是 几种折叠式号筒。图25是几种特殊形状的号筒，分别为 阶梯形号筒、多段结合号筒、凹状号筒。网 、：44> 实用影音技术 维普资讯 http://www.cqvip.com