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
...
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
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图2 号筒与音箱的组合
2007年 第 10
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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
描述,是设计者认为最好
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
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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
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
多种工程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,
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>
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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
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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
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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
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(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
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