浅谈扬声器设计

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浅谈扬声器设计

本人从事扬声器及其系统开发已经15年，一个偶然的机会与声学楼结下一段缘分，于是我驻足良久，想籍此结交一些扬声器个中高手以做切磋，甚而我有更远大之理想：

为提高整个中国之扬声器制造业水平而略尽绵力！我国是世界公认的电声器件第一生产大国和出口大国，但却不是强国，总体上处于OEM的阶段，只有少数企业进入ODM阶段这也是长期努力的结果！究竟是什么原因导致我泱泱大国的扬声器“大”而不“强”呢？我时常苦思这个问题：

论市场我们有；论技术我们有；论廉价劳动力我们也有！可我们的产品却总比不过人家！

我们对自身的素质要求太低啦；

我们的技术交流太少啦；

我们都太保守啦！！！

集多年的研发经验，现将一些心得与诸君分享，以期拋砖引玉：

1．音圈的感抗：

音圈的感抗是由于音圈在磁场中上下运动切割磁力线产生感应电动势，这个感应电动势中的感应电流对音圈的电流产生反作用，从而产生音圈的感抗。对于一个扬声器来说：

感抗弊大于利，固我们在扬声器的开发中都尽量避免音圈感抗的产生。要消除音圈的感抗最常用的方法有两种：

1．1在T铁的顶部加一个铜套；

1．2在T铁的底部加一个铜环；

2．力撑系统的顺性在阻抗曲线上的表现（列图）：

经验值（相对）：

A属于xx扬声器

B属于低顺性扬声器

3．产生如下曲线的原因及改进之方案：

经验值：

此应为力撑系统的粘接不良产生共振从而产生曲线上的峰谷，改进之方案应该从制造的工艺上去想办法。

1．目的：

Bm×Hm達到最大值

2．方案：

2．1氣隙磁場無漏磁

Bg Ag = Bm Am

Hg Lg = Hm LmBm/Hm =Lm/Am Ag/Lg = tgαVm = Am Lm = BgAg/Bm HgLg/Hm = Bg2Vg/BmHm

Ld = BgLg√

Br/

HcBdHd

Ad = BgAg√

Hc/

Br BdHd

2．2氣隙磁場有漏磁FbgAg = BmAm

FHgLg = HmLm

3．目前我公司採用

2."1設計方案。

1．目的：

使震動系統産生極小的橫震動與極大的縱震動。

2．原理：

F = Blie = BLv

F =αie =αv

3．方案：

3．1材料的密度ρ要小

3．2材料xx模量E要大

3．3具有適當的內阻尼

3．4採用複合泡沫邊紙盆

3．5採用耐高溫音圈系統

3．6採用絹布彈波系統

2.10电动式扬声器介绍电动式扬声器工作原理、应用、测量，音箱设计和分频器设计。电动式扬声器是目前主要的扬声器类型，包括低音，中音和高音，基本工作原理如下:

电流通过音圈产生电磁场和磁隙中永久磁场相互作用使音圈受到力的作用，使与之相连的振动板产生机械振动，正如JBLMarkGrander指出，要想产生

声音，必须移动空气。其机械构造与电动机相似，只不过电动机的转子被扬声器的音圈振动系统所代替。图

2."1是典型的动圈式扬声器的剖示图。当永久磁场中的音圈通有电流时，根据右手定则在磁隙永久磁场内部会产生一个电磁场，磁场相互作用，由此所产生的机械力使得锥体式振膜或球顶式振膜沿着垂直于磁缝的方向运动。并带动了振膜两旁的空气运动。

电动式扬声器由三个独立但又组装在一起协调工作的系统组成：

1.驱动系统：

由磁体，中心导磁柱，上导磁板和音圈组成。

2.振动系统：

由振动板，防尘罩或者球顶振膜组成。

3.支撑系统：

由定心支片和折环组成。

2.20驱动系统：

驱动系统由五个基本部件组成，包括组成磁隙的上导磁板和导磁柱，磁体，音圈和后导磁板。上下导磁板和导磁柱由高导磁材料如纯铁制作，它们为磁场提供一条路径。磁体通常由钡铁氧体材料类制作，并且形状一般为圆环形状。磁路通过磁隙构成回路。

在磁隙空气中产生非常高的磁场强度。如果交流电流通过音圈，例如60Hz 正弦波，当在正半周时，通过音圈电流将会使音圈朝一个方向运动，当在负半周时，电流反向，产生电磁场反向，音圈改变运动方向，这就是两个磁场作用产生推拉的结果。为了准确重放由正弦波输入产生的运动，音圈在磁隙两个方向移动应相等。为了保证这点，磁隙磁场的对称性非常重要，这样在两个不同方向上才能获得相同的驱动力。如果不这样，就会产生信号失真。

如果磁场磁力线被限制在非常窄的磁隙中，可以认为磁场是对称的，不需要考虑它的影响。

但是，磁力线会跑出磁隙空间范围，在磁隙两边产生漏磁场，通常有很多方法可以保证漏磁场对称，见图

2."2。图

2."2中A为普通圆柱型导磁柱，由于结构不对称，所以产生不对称的漏磁场，虽然应用广泛，但是这种结构最差。图

2."2中B为将导磁柱加工成工字形，所以产生对称的磁场。惠威现在D系列,早期S系列均采用上述磁路结构。图

2."2xxC为导磁柱加工成一个角度，同

2."2中A相近，但漏磁场对称性要好一些。惠威现在PLUS系列采用这个磁路结构。电流通过音圈产生机械力，用BL值表示。BL为一定圈数的导线长度L 乘以单位面积磁通密度B。BL是衡量驱动系统强度一个参数，单位用TM/N。怎样测量BL数值可以参看扬声器测量部份。

2.21磁隙几何形状和BL值：

在扬声器中，通常用两种基本的磁隙/音圈几何组合，短音圈方式和长音圈方式。图

2."3的两种方式中，长音圈方式应用要普遍得多。图中Xmax表示的距离代表音圈朝一个方向可以运行的距离，在这个移动范围内，音圈在磁隙中切割磁场的音圈匝数没有变化。Xmax等于音圈卷宽减去磁隙高度再除以

2。"图

2."4显示了两种不同方式BL值随着音圈位移增加（单向）变化结果。当输入扬声器电压增加时，音圈位移越来越偏离磁隙，直到超过Xmax。此时，音圈在磁隙中匝数减少，总的BL值减少。一个扬声器当它的音圈匝数在磁隙中恒定时，称为工作在线性范围内，如果当它的音圈匝数在磁隙中减少或变化时，称为工作在非线性范围内。短音圈方式在一个短的距离内，得到相当线性的驱动