扬声器基础知识介绍课件.ppt

1、a1众家兴业股份有限公司（台湾）众家兴业股份有限公司（台湾）东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司苏州东立电子有限公司苏州东立电子有限公司扬声器基础知识介绍 讲解人：顾代猛东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司a2东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司节目源节目源的制造的制造放声设备放声设备扬声器扬声器及系统及系统电源及系统电源及系统间连接间连接周边设备周边设备听音环境听音环境听众构成听众构成音音 响响 链链a3东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司扬扬 声声 器器 的的 分分 类类A A按辐射方式分类直接辐射式扬声器间接辐射式扬声器海尔式D D按振膜形状分类锥+圆形扬声器锥+椭圆形扬

2、声器球顶扬声器带形扬声器平板扬声器B B按工作原理分类电动式电磁式静电式压电式离子式气动式E E按外形结构分类圆形扬声器椭圆形扬声器号筒形扬声器平板形扬声器C C按重放频带宽度分类全频带扬声器低频扬声器中频扬声器高频扬声器F F按用途分类高保真扬声器监听扬声器扩声用扬声器乐器用扬声器电视收音录音用扬声器报警用扬声器水中用扬声器船舶用扬声器汽车用扬声器a4东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司扬声器的作用我们生活在充满各种声音的世界里。人们相互交谈声、各种乐器的演奏声、工厂里机器的轰鸣声以及马路上人来人往的喧闹声等，无论你愿意与否，每时每刻都将听到。任何一种声音都是由物体的振动产生的，物体的振

3、动使周围的空气的传播媒介发生相应的疏密变化，空气的这种疏密变化传到人的耳朵就会使耳朵里的鼓膜发生相应的振动，从而使我们可以利用传声器（即我们平常所说的话筒）将需要的传颂的各种声音转变成微弱的电信号，然后通过功率放大器将这些微弱的电信号放大至具有足够功率的电信号，最后使用一种称为扬声器的器件将放大器输出的电信号还原成原来的声音。例如大型演出厅为为了使后排观众也能清晰地聆听到舞台月对各种乐器的演奏，通常都在演出厅的不同位置悬挂一定数量的音箱，尽量保证演出厅里每个座位上的观众都能得到相同的听觉感。a5东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司用量最广电动式扬声器电动式扬声器实际上是一种电力声能量转按器

4、。当音频信号电流流经扬声器的音圈时，音圈中音频电流产生的交变磁场与永久磁体产生的强恒磁场相互作用使音圈发生机械振动，即将电能转换成了机械能，而音圈的上下振动则带动振膜，使周围的空气出现相应振动，将机械能再转换成声能，电动式扬声器具有结构简单、频响宽和失真小的特点，因此在扬声器系统中应用最为广泛。目前市场上电动式扬声器的品种很多，有些扬声器的外形虽然十分相似，但由于其中某些零部件材料的不同，常常会使它们之间的性能指标出现很大的差异，价格也相差很大。早期生产的高频扬声器基本上都是些纸盆高频扬声器，后来相继出现了性能优异的球顶高频扬声器和平板高频扬声器，近年来又出现了带式高频扬声器。最早的低频扬声器

5、几乎全部是纸盆扬声器，虽然目前大部分的低频扬声器仍使用纸盆，但现在的纸盆在材料和制作工艺已经有了很大的改进，纸盆的材料中添加了一些长纤维物质，使纸盆扬声器的整体性能有了明显的提高。a6东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司电动式外磁扬声器结构图a7东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司电动式内磁扬声器结构图a8东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司內磁外磁之特點內磁外磁之特點內磁結構 設計較小之体積,且可獲得較大磁力強度(Br.11.4T); 受溫度影響很大,即溫度系數很低; 本身具有防磁功能; 因体積設計小,產品適應於筆記本電腦、LCD MONITOR等. 外磁結構 磁回体積設計可不受

6、限制,方可獲得較大磁力強度; 溫度系數較高; 要有特別設計才有防磁功能; 因体積設計大,產品適應於大口徑之揚聲器.a9东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司 我们已经知道，声音是由物体的振动产生的。当我们打开功放和CD唱机的电源，播放一段美妙动听的乐曲时，如果我们用手轻轻地摸下扬声器的锥盆，就会感觉到扬声器发声时它的锥盆在前后振动。那么，扬声器足如何将输入扬声器的音频电流转换成锥盆的振动，从而发出我们所听到的声音呢？这就涉及到一个如何将电信号转换成声信号的问题，要达到这个目的，关键在于如何将输入扬声器的电信号转换成振膜的机械振动。a10东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司我们知道，载流导

7、体在磁场中将受到磁场力的作用，假设我们将一根载流导线放在均匀磁场中，导线的方向与磁场中的磁力线方向垂直，由于磁场中的磁力线方向始终从N极指向S极，当导线中电流的方向自我们流向书本时，根据右手定则，载流导线产生的磁力线方向为顺时针方向。载流导线所产生的磁力线方向在导线上侧与均匀磁场中磁力线的方向相同，从而使总的磁力线变密；载流导线所产生的磁力线方向在导线下侧与均匀磁场中的磁力线方向相反，造成部分磁力线相互抵消，从而使总的磁力线变疏；由于导线上侧磁力线密度高于导线下侧磁力线密度，因此，载流导线在这个均匀磁场中将受到一个向下的作用力，当导线中电流的方向改变时该载流导线在均匀磁场中受到的力也相应改变，

8、这就是我们常说的法拉第定律，目前广泛使用的电动式扬声器就是根据这个原理制成的。 a11东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司揚聲器之工作原理揚聲器之工作原理a12东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司电动式扬声器主要由磁体，上下夹板、极芯、音圈和振膜等部件组成，图中磁体位于上下夹板之间，它的作用是产生一个均匀磁场。上下夹板和极芯组成一个磁回路，上夹板和板芯之间有一个很小的气隙音圈，通常我们称之为磁气隙。圆筒形的扬声器音圈悬挂在磁气隙之间，它的一端与锥盆刚性连接。磁体有两个固定的S、N极，我们假设图中磁体与上夹板接触的一侧为S极，与下夹板接触的一侧为N极，那么，在磁体的作用下，图中极芯和上夹

9、板之间的磁气隙中便产生一个均匀磁场，磁场中磁力线的方向由N极出发流向S极，即由极芯指向上夹板。当音频电流流入扬声器音圈时，假设某一瞬间音圈中音频电流的方向是自我们流入书本。根据弗来明左手定律，将左手手掌朝向N极，使伸直的四指指向与电流方向相同，那么，与四指垂直的拇指方向即为音圈的运动方向，即这时扬声器音圈受到个向下的力F。当音频电流的方向改变时，音圈的受力方向也发生相应变化。这个力F的大小与音圈中流过的电流I、磁气隙中的磁感应密度B和音圈线圈的等效总长度，成正比。即： f=b*l*ilIBF a13东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司扬声器磁气隙中的磁感应密度口和音圈线圈的等效总长度l在扬

10、声器设计制造过程中一经确定即成为常数，因此，当音频信号电流经过扬声器音圈时，音圈将受到一个与音频信号电流i成正比的力，由于扬声器音圈与锥盆刚性地连接在一起。当音圈在磁气隙中随音频电流方向的不断改变而上下振动时，扬声器锥盆将随着音圈的上下振动而振动，锥盆振动的快慢与输入的音频电流的频率有关，锥盆振动的幅度却与输入的音频电流的强弱有关。锥盆振动时激发周围的空气发生同样的振动，形成声波，声波传人的耳就形成我们平时所听到的声音。a14揚聲器的参数介绍揚聲器的参数介绍揚聲器，從字面上理解，揚：揚出、發出之意；聲：指聲音；器：器件，合起來即發出聲音的器件。但大家都知道，揚聲器本身並不能發音，它是在給它通以

11、信號電流的時候才會將電流信號轉換出聲信號的，因此它是通過能量轉換來實現的，所以揚聲器是指將電信號轉換成聲音信號的電聲換能器。揚聲器能量變換的保真度如何，由揚聲器的性能好壞來決定，表示揚聲器性能好壞的量叫特性參數，在後面會著重介紹。东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司a15（一）阻抗（Impedance揚聲器單元的阻抗包括直流阻抗（DCR/Re）和交流阻抗（ACR）a指直流阻抗：即DCR（Re），不受頻率的影響（靜態）。亦即音圈線的阻抗。它在阻抗特性上表現為一條直線。b交流阻抗：即ACR，是指經過頻率測定之公稱阻抗或叫額定阻抗（動態）。东东莞正阳电子有限公司莞正阳电子有限公司a16 揚聲器單

12、元的阻抗特性是指將電信號加到揚聲器輸入端子，如果在保持輸入電壓怛定不變的條件下，變更信號頻率，揚聲器的輸入阻抗會有很大的變化，在圖表上表現為一條曲線。如下圖表。把曲線上高於Fo（最低共振頻率）時的最小阻抗值定義為揚聲器的公稱阻抗（標準阻抗），單位為。公稱阻抗公差一般為15%，稍嚴一點為510%。东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司a17东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司 扬声器的阻抗测试图a18东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司 扬声器的阻抗曲线a19 （二）最低共振周波數或諧振頻率（FO） 是指揚聲器從低音域開始振動時，振動板最強烈振動所在點對應的頻率，在測量揚聲器單元阻抗特

13、性時，阻抗曲線上阻抗值第一次達到最大值時（即Zmax）所對應的頻率稱為該揚聲器單元的諧振頻率或共振頻率，簡稱FO。 共振：即策動力的頻率與振動物體的固有頻率相等時，振動物體的振幅最大，此種現象稱為共振。 頻率： 聲源每秒振動的次數稱為頻率。單位是HZ。东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司a20 綜合一下有三點： 最強烈的振動對應頻率點 低音重放下限頻率點 阻抗曲線峰值對應頻率點 出力音壓（SPL） 英文：Output Sound Pressure Level，是指輸出音壓基準，又叫效率或靈敏度或聲壓級。 日本國家標準（JIS）規定揚聲器的出力音壓是指在指定的頻帶或功率上，饋給揚聲器1W的輸

14、入功率，在參考軸上距離參考點1m處的聲壓極的平均值，通常取頻率特性曲線上的4個點的平均值，用dB表示。出力音壓反映的是聲音的大小，與音質的好壞沒有必然聯繫东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司a21东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司 扬声器的音压曲线a22东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司正弦信号法测试频响曲线a23 要理解SPL，我們首先來學習一下聲音。聲音是由機械振動產生的。當一物體振動時，會激勵它周圍的媒質發生振動。如媒質具有壓縮性，則在媒質的相互作用下，周圍的媒質就會產生交替的壓縮和膨脹，並且逐漸向外傳播。因此凡具有彈性的物質，如水，氣體、鋼鐵、混凝土等彈性物質，都能傳播

15、聲波。並且媒質密度越大聲波速度越快。聲音有強弱之分，聲能量有大小之別。声音有强弱之分，声能量有大小之别，下面我们从物理上定量地来描述声音。东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司a24 實效周波數帶域（Efeective Frequency Band） 實效周波數帶域又叫實效頻寬或有效頻寬，就是頻率回應的有效範圍，通常是從低音諧振Fo到高音域的有效部分。按照日本工業標準（JIS）規定，從Fo到中頻段，平均聲壓級向高頻段延伸並下降10dB處的頻率止，這個頻率定義為揚聲器的有效重放頻率範圍。通常簡稱重放頻率範圍。也有人把-10 dB處水平線與頻響曲線兩個交點間的頻率範圍叫做有效頻寬。东莞正阳电子有

16、限公司东莞正阳电子有限公司a25 定格入力與最大入力 英文：Peted Power Input Max Power Input 1 、定格入力亦稱標準額定輸入功率，就是指揚聲器的額定承受標準功率，是指揚聲器能保證長時間連續工作而不產生明顯失真的輸入平均功率，又稱額定功率。揚聲器工作于額定功率時，音圈不會產生過熱及機械振動超載現象，發出聲音沒有明顯失真，在實際音樂信號中，峰值脈衝功率會超出額定功率很多倍（310倍），由於脈衝持續時間很短，不會損壞揚聲器，但要得到好的音質，必須使這些峰值脈衝不出現失真，因此揚聲器必須留有充分的功率餘量。在畸變試驗和連續負載試驗中，都有依擬此項額定輸入功率為基準來進

17、行了。 东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司a26东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司额定噪声功率测试图a27 2 、最大輸入功率是指喇叭所能承受的最大功率，一個揚聲器在某一瞬間所能承受的最大功率，一個揚聲器在某一瞬間所能承受的峰值功率，稱為最大功率或峰值功率。亦即突然輸入時間極短（一般為幾個周波）的正弦波信號而不損壞揚聲器的最大輸入電功率。一般揚聲器能承受的最大輸入功率約為標稱功率的1.2-1.5倍。 要獲得好的音質，輸入給揚聲器的平均電功率應小於揚音器的標稱功率。 物理公式：P=UI=U2/R=W/t东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司a28 失真（Distortion） 亦稱

18、高調波歪率。從揚聲器輻射出去的聲音，理應只有所加信號的重現，但實際上輻射出來的聲音中除基頻信號聲外，還有其他頻率的聲音出現，使聲音聽起來有異常的感覺，這種現象叫失真。 失真率一定要定量的音壓輸出作比較才能正確，但則以不超過5%為准。失真率=多餘成分/純音100%。 失真主要起因於驅動力（磁束分佈不平的電流變形，輸入超過額定輸入功率）、支援部分（彈波與振動板的凸緣部分）、振動板活塞運動與分割運動等三個重要原因。 东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司a29东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司正弦信号法测试失真曲线图a30 正阳SPEAKER测试参数东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司a31听音培训资料东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司a32国标东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司a33音箱设计参考文献东莞正阳电子有限公司东莞正阳电子有限公司