初识扬声器

Stylophone · 发表于 2005-10-9 19:02:00

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扬声器简介

　　英文名称：Loudspeakers

　扬声器在音响设备中是一个最薄弱的器件，而对于音响效果而言，它又是一个最重要的部件。扬声器的种类繁多，而且价格相差很大。音频电能通过电磁，压电或静电效应，使其纸盆或膜片振动并与周围的空气产生共振（共鸣）而发出声音。按换能机理和结构分动圈式（电动式）、电容式（静电式）、压电式（晶体或陶瓷）、电磁式（压簧式）、电离子式和气动式扬声器等，电动式扬声器具有电声性能好、结构牢固、成本低等优点，应用广泛；按声辐射材料分纸盆式、号筒式、膜片式；按纸盆形状分圆形、椭圆形、双纸盆和橡皮折环；按工作频率分低音、中音、高音，有的还分成录音机专用、电视机专用、普通和高保真扬声器等；按音圈阻抗分低阻抗和高阻抗；按效果分直辐和环境声等。

　　扬声器分为内置扬声器和外置扬声器，而外置扬声器即一般所指的音箱。内置扬声器是指MP4播放器具有内置的喇叭，这样用户不仅可以通过耳机插孔还可以通过内置扬声器来收听MP4播放器发出的声音。具有内置扬声器的 MP4播放器，可以不用外接音箱，也可以避免了长时间配带耳机所带来的不便。

扬声器特征

（1）扬声器有两个接线柱（两根引线），当单只扬声器使用时两根引脚不分正负极性，多只扬声器同时使用时两个引脚有极性之分。

　　（2）扬声器有一个纸盒，它的颜色通常为黑色，也有白色。

　　（3）扬声器的外形有圆形、方形和椭圆形等几大类。

（4）扬声器纸盆背面是磁铁，外磁式扬声器用金属螺丝刀去接触磁铁时会感觉到磁性的存在；内磁式扬声器中没有这种感觉，但是外壳内部确有磁铁。

　　（5）扬声器装在机器面板上或音箱内。

扬声器解析

　　扬声器是一种把电信号转变为声信号的换能器件，扬声器的性能优劣对音质的影响很大。

（一）扬声器的种类

　　扬声器的种类很多，按其换能原理可分为电动式（即动圈式）、静电式（即电容式）、电磁式（即舌簧式）、压电式（即晶体式）等几种，后两种多用于农村有线广播网中；按频率范围可分为低频扬声器、中频扬声器、高频扬声器，这些常在音箱中作为组合扬声器使用。

　　（1）低频扬声器

　　对于各种不同的音箱，对低频扬声器的品质因素——Q0值的要求是不同。对闭箱和倒相箱来说，Q0值一般在0.3~0.6之间最好。一般来说，低频扬声器的口径、磁体和音圈直径越大，低频重放性能、瞬态特性就越好，灵敏度也就越高。低音单元的结构形式多为锥盆式，也有少量的为平板式。低音单元的振膜种类繁多，有铝合金振膜、铝镁合金振膜、陶瓷振膜、碳纤维振膜、防弹布振膜、玻璃纤维振膜、丙烯振膜、纸振膜等等。采用铝合金振膜、玻璃纤维振膜的低音单元一般口径比较小，承受功率比较大，而采用强化纸盆、玻璃纤维振膜的低音单元重播音乐时的音色较准确，整体平衡度不错.

　　Q0：扬声器单元的品质因数是设计和和制作音箱前必须了解的一个很重要的参数。在扬声器单元的阻抗特性曲线上它表示，阻抗曲线在谐振频率处阻抗峰的尖锐程度，它在一定的程度上反映了扬声器振动系统的阻尼状态，简称Q0值，扬声器单元的品质因数越高，谐振频率就越难控控制。扬声器的低频特性通常由扬声器单元的品质因数值和谐振频率决定，其中品质因数的大小与扬声器单元在谐振频率处输出的声压有关。Q0值过低时扬声器的输出声压还没有到F0处时就迅速的下降，扬声器处于过阻尼状态，造成低频衰减过大。Q0值过高时扬声器处于欠阻尼状态，低频得到过份的加强。Q0值越大峰值越陡。因此我们说扬声器的品质因数即不能过高也不能过低，通常我们取它的临界阻尼值Q0等于0。5—0。7作为最佳的取值范围。

　　（2）中频扬声器

　　一般来说，中频扬声器只要频率响应曲线平坦，有效频响范围大于它在系统中担负的放声频带的宽度，阻抗与灵敏度和低频单元一致即可。有时中音的功率容量不够，也可选择灵敏度较高，而阻抗高于低音单元的中音，从而减少中音单元的实际输入功率。中音单元一般有锥盆和球顶两种。只不过它的尺寸和承受功率都比高音单元大而适合于播放中音频而已。中音单元的振膜以纸盆和绢膜等软性物质为主，偶尔也有少量的合金球顶振膜。

　　（3）高频扬声器

　　高音单元顾名思义是为了回放高频声音的扬声器单元。其结构形式主要有号解式、锥盆式、球顶式和铝带式等几大类。

Stylophone · 发表于 2005-10-10 06:35:00

（二）电动式扬声器的结构和工作原理

　　电动式扬声器应用最广泛，它又分为纸盆式、号筒式和球顶形三种。这里只介绍前两种。

　　1、纸盆式扬声器

　　纸盆式扬声器又称为动圈式扬声器。

　　它由三部分组成：①振动系统，包括锥形纸盆、音圈和定心支片等；②磁路系统，包括永义磁铁、导磁板和场心柱等；③辅助系统，包括盆架、接线板、压边和防尘盖等。当处于磁场中的音圈有音频电流通过时，就产生随音频电流变化的磁场，这一磁场和永久磁铁的磁场发生相互作用，使音圈沿着轴向振动，由于扬声器结构简单、低音丰满、音质柔和、频带宽，但效率较低。

　　2、号筒式扬声器

　　号筒式扬声器的结构，它由振动系统（高音头）和号筒两部分构成。振动系统与纸盆扬声器相似，不同的是它的振膜不是纸盆，而是一球顶形膜片。振膜的振动通过号筒（经过两次反射）向空气中辐射声波。它的频率高、音量大，常用于室外及方场扩声。

（三）扬声器的主要性能指标

　　扬声器的主要性能指标有：灵敏度、频率响应、额定功率、额定阻抗、指向性以及失真度等参数。

　　1、额定功率

　　扬声器的功率有标称功率和最大功率之分。标称功率称额定功率、不失真功率。它是指扬声器在额定不失真范围内容许的最大输入功率，在扬声器的商标、技术说明书上标注的功率即为该功率值。最大功率是指扬声器在某一瞬间所能承受的峰值功率。为保证扬扬器工作的可靠性，要求扬声器的最大功率为标称功率的2~3倍。

　　2、额定阻抗

　　扬声器的阻抗一般和频率有关。额定阻抗是指音频为400Hz时，从扬声器输入端测得的阻抗。它一般是音圈直流电阻的 1.2~1.5倍。一般动圈式扬声器常见的阻抗有4Ω、8Ω、16Ω、32Ω等。

　　3、频率响应

　　给一只扬声器加上相同电压而不同频率的音频信号时，其产生的声压将会产生变化。一般中音频时产生的声压较大，而低音频和高音频时产生的声压较小。当声压下降为中音频的某一数值时的高、低音频率范围，叫该扬声器的频率响应特性。

　　理想的扬声器频率特性应为20~20KHz，这样就能把全部音频均匀地重放出来，然而这是做不到的。每一只扬声器只能较好地重放音频的某一部分。

　　 4、失真

　　扬声器不能把原来的声音逼真地重放出来的现象叫失真。失真有两种：频率失真和非线性失真。频率失真是由于对某些频率的信号放音较强，而对另一些频率的信号放音较弱造成的，失真破坏了原来高低音响度的比例，改变了原声音色。而非线性失真是由于扬声器振动系统的振动和信号的波动不够完全一致造成的，在输出的声波中增加一新的频率成分。

　　5、指向特性

　　用来表征扬声器在空间各方向辐射的声压分布特性，频率越高指向性越狭，纸盆越大指向性越强。

（四）扬声器的使用

　　要根据使用的场反和对声音的要求，结合种扬声器的特点来选择扬声器。例如，室外以语音为主的广播，可选用电动式呈筒扬声器，如要求音质较高，则应选用电动式扬声器箱或音柱：室内一般广播，可选单只电动纸盆扬声器做成的小音箱：而以欣赏音乐为主或用于高质量的会扬扩音，则应选用由高、低音扬声器组合的扬声器箱等。

　　在使用扬声和对应注意以下几点：

　　（1）扬声器得到的功率不要超过它的额定功率，否则，将烧毁音圈，或将音圈振散。电磁式和压电陶瓷式扬声器工作电压不要超过30V。

　　（2）注意扬声器的阻抗应与输出线路配合，具体做法可参看扩音机一节。

　　（3）要正确选择扬声器的型号。如在广场使用，应选用高音扬声器；在室内使用，应选用纸盆式扬声器，并选好助音箱。也可将高、低音扬声器做成扬声器组，以扩展频率响应范围。

　　（4）在布置扬声器的时候，要做到声扬匀且足够的声级，如用单只（点）扬声器不能满足需要，可多点设置，使每一位听众得到几乎相同的声音响度，提高声音的清晰度；有好的方位感，扬声器安装时应高于地面3米以上，让听众能够“看”到扬声器，并尽量使水平方位的听觉（声源）一视觉（讲话者）要尽量一致，而且两只扬声器之间的距离也不能过大。

（5）电动号筒式扬声器，必须把音头套在号筒上后才能使用，否则很易损坏发音头。

　　（6）两个人以扬声器放在一起使用时，必须注意相位问题。如果是反相，声音将显着削弱。测定扬声器相位的最简单方法利用高灵敏度表头或万用表的50~250μA电流挡，把测试表与扬声器的接线头相连接，双手扶住纸盆，用力推动一下，这时就可从表针的摆动方向来测定它们的相位。如相位相同，表针向一个方向摆动。此时可把与正表笔相连的音圈引出头作为“十”级。

Stylophone · 发表于 2005-10-10 08:27:00

扬声器构造

　　我们最常见的电动式锥形纸盆扬声器。电动式锥形扬声器即过去我们常说成纸盆扬声器，尽管现在振膜仍以纸盆为主，但同时出现了许多高分子材料振膜、金属振膜，用锥形扬声器称呼就名符其实了。锥形纸盆扬声器大体由磁回路系统（永磁体、芯柱、导磁板）、振动系统（纸盆、音圈）和支撑辅助系统（定心支片、盆架、垫边）等三大部分构成。

　　1．音圈：音圈是锥形纸盆扬声器的驱动单元，它是用很细的铜导线分两层绕在纸管上，一般绕有几十圈，放置于导磁芯柱与导磁板构成的磁疑隙中。音圈与纸盆固定在一起，当声音电流信号通入音圈后，音圈振动带动着纸盆振动。

　　2．纸盆：锥形纸盆扬声器的锥形振膜所用的材料有很多种类，一般有天然纤维和人造纤维两大类。天然纤维常采用棉、木材、羊毛、绢丝等，人造纤维刚采用人造丝、尼龙、玻璃纤维等。由于纸盆是扬声器的声音辐射器件，在相当大的程度上决定着扬声器的放声性能，所以无论哪一种纸盆，要求既要质轻又要刚性良好，不能因环境温度、湿度变化而变形。

　　3．折环：折环是为保证纸盆沿扬声器的轴向运动、限制横向运动而设置的，同时起到阻挡纸盆前后空敢流通的作用。折环的材料除常用纸盆的材料外，还利用塑料、天然橡胶等，经过热压粘接在纸盆上。

　　4．定心支片：定心支片用于支持音圈和纸盆的结合部位，保证其垂直而不歪斜。定心支片上有许多同心圆环，使音圈在磁隙中自由地上下移动而不作横向移动，保证音圈不与导磁板相碰。定心支片上的防尘罩是为了防止外部灰尘等落磁隙，避免造成灰尘与音圈摩擦，而使扬声器产生异常声音。

亚心 · 发表于 2005-10-12 17:40:00

不错 <BR>学习了 <BR>

凯扬 · 发表于 2005-10-14 01:14:00

来学习

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