扬声器和扬声器的基本原理

扬声器和扬声器的基本原理 喇叭及音箱基本原理 扬声器:又称喇叭，是一种将电能转化成声能的器件，根据能量转换的方式，可分为电动式、电磁式、气动式、静电式、离子式和压电式等;按工作频段可分为:高音扬声器、中音扬声器、低音扬声器和全频带扬声器。 一、扬声器的分类 (1)电动式扬声器。在各种类型的扬声器中，运用最多、最广泛的是电动式扬声器，又称动圈式扬声器，它是应用电动原理的电声换能器件，根据法拉第定律，当载流导体通过磁场时，会受到一个电动力，其方向符合弗来明左手定则，力与电流、磁场方向互相垂直，受力大小与电流、导线长度、磁通密度成正比。当音圈输入交变音频电流时，音圈受到一个交变推动力产生交变运动，带动纸盆振动，反复推动空气而发声。 (2)电磁式扬声器。在永磁体两极之间有一可动铁心的电磁铁，当电磁铁的线圈中没有电流时，可动铁心受永磁体两磁极相等吸引力的吸引，在中央保持静止;当线圈中有电流流过时，可动铁心被磁化，而成为一条形磁体。随着电流方向的变化，条形磁体的极性也相应变化，使可动铁心绕支点作旋转运动。可动铁心的振动由悬臂传到振膜(纸盆)推动空气振动。这种电磁式扬声器频带窄，音质欠佳，除了一些特殊场合，目前很少使用。 (3)静电扬声器。利用加到电容器极板上的静电力而工作的扬声器，因正负极相向而成电容器状，所以又称为“电容扬声器”。 (4)压电扬声器。利用压电材料的逆压电效应而工作的扬声器称为压电扬声器。 (5)离子扬声器。在一般的状态下，空气的分子是中性的、不带电。但经过高压放电后就成为带电的粒子，这种现象称游离化。把游离化的空气利用音频电压振动，则产生声波，这就是离子扬声器的原理。 (6)气流调制扬声器，又称气流扬声器。它是利用压缩空气作能源，利用音频电流调制气流发声的扬声器。它的输出功率可达数千到上万声瓦。效率约为15%。气流扬声器主要用做高强度噪声环境试验的声源或远距离广播和对近海船只预报雾警及其他报警项目，作用距离可达10km，其频率范围可达100Hz~10kHz，声压级可达165dB~175dB。 二、喇叭有关知识: 1、 喇叭的工作原理: 由于通电导体(音圈)在磁场中受到力F=BIL作用而带动 振膜直接向周围介质(空气)辐射声波，从而产生声音。 2、 喇叭的结构: 一般动圈式喇叭是由三大部分组成，其中包括:磁路系 统，振动系统和支撑系统。 i. 磁路系统包括:U铁(T铁)、磁铁、华司。 1. 磁铁的作用:产生永久性磁场。 2. U铁(T铁)，华司的作用:形成一个良好的磁回 路，增强磁感应强度B。 ii. 振动系统包括:音圈、弹波、振膜 1. 音圈的作用:音圈是整个振动系统的策动源，起 推动振膜的作用。 2. 弹波的作用:主要是使振膜和音圈的位置相对稳 定，使音圈、振膜在运动过程中不会与其它部件 发生碰撞而变形。 3. 振膜的作用:主要是推动空气而发声。 iii. 支撑系统包括:盆架、垫圈、防尘盖、端子板、引线 1. 盆架的作用:是使各部分(磁路系统、振动系统、 支撑系统)牢固地结合在一起，起着整体附着和 连接的作用。 2. 垫圈的作用:主要是让振膜和盆架更好地粘合在 一起，以及喇叭边缘高度控制的作用。 3. 防尘盖的作用:主要是防止灰尘及其它杂物进入 磁路系统以及美观的作用。 4. 端子板的作用:主要是起焊接外接引线，是外接 线和音圈线的连接部件。 5. 引线:主要起音圈与端子板连接的作用 3、喇叭的基本电气参数: 1、直流阻抗:以静态扬声器来测其阻抗，所以求的的结果是直流阻抗，就是音圈上所绕的铜线总长的阻抗值。直流阻抗不受频率的影响。 2、交流阻抗:在动态的扬声器，即通电以后所求得的交流阻抗值。 3、通常对音圈的公差是?15%，也有的要求是?10%。 4、输入功率:就是扬声器的额定承受功率，通常在扬声器的印章上可以看到几Ω几W。 5、最大输入功率:是指扬声器的最大承受功率。 6. 出力音压(灵敏度):灵敏度也叫特性灵敏度，一 般规定为扬声器放在消声室隔板上输入端加上相 当于在额定阻抗上一瓦电功率的粉红噪音信号电 压时，在参考轴上离参考点一米处产生的音压时， 用分贝“(dB)”单位表示特性灵敏度。扬声器灵 敏度高低与扬声器振动系统的性能及气隙中磁感 应强度B的大小有较大关系。 7. 极性:在扬声器的输入端加上脉冲直流信号，如 果振摸向前推动，则与直流电压正端相接的为喇 叭的正极，反之为负极，如果接反，则喇叭振动 的相位将不正确。 8. FO:喇叭的FO与其振动系统的质量和顺性有关: 当质量、顺性上升时FO下降。 三、音箱有关知识: 1、音箱的原理:为避免扬声器低频时反相声波的互相干扰 从而改善低频辐射性能的原理。目前常用的音箱有倒相式和 封闭式音箱。 (1) 倒相式音箱:当喇叭的振膜振动时，一方面压缩箱 内空气，另一方面又把箱内空气经开口压到箱外。 这样开口就成了被喇叭背面的所策动的“第二振 膜”，它也向周围介质辐射声波，从而提高了低频 改善效果。 (2) 封闭式音箱:是把扬声器背面所辐射的声波与外隔 绝，从而避免了低频时反相声波的互相干涉而改善 低频特性。 四、音质频段的划分: 低、中、高三个频段划分:20~500HZ为低频， 500~4000HZ为中频，4000~20KHZ为高频,但一般来说，高 音喇叭是指能有效重放频率为5000HZ以上声音的喇叭。 五、音质评价的术语 低频:有力度、丰满、干、没力、混浊 中频:响度、明朗、模糊 高频:清脆、悦耳、刺耳、发毛。 六、喇叭与音箱的基本测试仪器