扬声器基础知识

扬声器基础知识培训教材扬声器俗称喇叭，是声音重放系统的终端，它和人类的现代生活密不可分，已进入几乎每个家庭。

扬声器是一种电声换能器，它通过某种物理效应把电能换成声能。

根据换成的不同原理，扬声器可以分成电动（动圈）式扬声器、电磁式扬声器、压电式扬声器、电容式扬声器、气流式扬声器、平板式扬声器、离子式扬声器……电动式扬声器自1925年创制以来，已有70多年的历史。

因其结构简单，性能良好，品种繁多，使用最广而成为当前扬声器生产的主流。

现代生活中实际使用的扬声器，95%以上是电动式扬声器。

本教材以后提到的扬声器均指电动式扬声器。

1．电动式扬声器的基本构成与工作原理1.1 扬声器的基本构成⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧圈 边 压 线） 丝 线（锦 出 引 帽 尘 防 板 线 接 架 盆 . 统 系 助 辅 芯 极 罩 磁 铁T 司） 板（华 夹 上 钢 磁 统 系 路 磁 板） 簧 波、弹 片（弹 支 位 定 盆）音 合 盆、复 膜（纸 振 圈 音 统 系 动 振 成 构 本 基 的 器 声 扬1.1典型扬声器结构示意图：(见封面)1.3 扬声器零部件的作用和要求1.3.1音圈音圈是振动系统的策动源。

人们把它比喻成扬声器的“心脏”，足见其重要。

音圈的基本要求是：直流电阻符合设计规定；漆包线与线之间，线与骨架之间粘接牢固；有一定的耐热性，在扬声器使用中和长期最大功率试验中不散圈、不分离、不烧毁；外形圆整不变形；音圈骨架有一定的强度，在使用和试验中不变形。

音圈由漆包线和骨架组成。

漆包线的有：QA线（油性线）、QZ线（高强度线）、QAN线、LOCK线（一般耐温自粘线）、SV线（耐高温强力线）、CCAW线（铜包铝线）……骨架材料的有：纸、铝（AL）、石棉、玻纤、环氧树脂、工程塑料（Kapton）音圈一般为二层绕制，但也有四层绕制的。

音圈的抽头一般为单面抽头，但也有双面抽头，既便于阴搞串联，并联组合，又有利于振动时的均衡受力。

音圈导线的截面一般都为圆形，其空间有效利用率仅为78%，现有截面为准矩形的扁线问世，其空间有效利用率高达96%。

为满足大功率、长冲程扬声器的特殊要求，工程技术人员采用左音圈骨架上端均匀打孔的措施来帮助散热；采用一个特长骨架分绕二组线圈与双定位支片相配，保证在大功率、长冲程条件下不擦边。

线圈一般绕在骨架外面，现在也有骨架外面，里面都绕的音圈出现。

1.3.2 振膜振膜是振动系统的主要零件。

扬声器的音质、频率响应特性等主要取决于振膜的性能。

振膜的基本要求是：几何形状、尺寸、重量、谐振频率、厚度符合设计要求；折环部份厚薄一致；具有一定的防潮性。

振膜一般由折环（扼环）和锥体组成。

折环材料有：纸、泡沫、涂胶布、硫化处理的橡胶高泡塑料……折环的形状有：等分锯齿形、不等分锯齿形（有利于抑制中频谷点）、上凸形、下凹形、单环形、多环形……锥体材料有：纸、松压纸锥、喷胶纸锥、编织音盆（防弹布）、玻纤维音盆、云母音盆、石墨音盆、蜂窝音盆、陶瓷音盒、海藻音盆、金属音盆、PP音盆、塑料音盆……折环面积大、顺性大，共振频率低；折环R大，共振频率也低；折环R小（尖）共振频率高；锥体半顶角大（锥体线）频响窄，半顶角小（锥体深）频响宽。

锥体为直母线，频响窄，锥体为曲母线（指数式或抛物线）频响宽，但容易造成频响曲线不均匀度大。

1.3.3 定位支片定位支片是振动系统中的另一种重要零件。

其作用是“定位”，其形状、性能如“弹簧”，故又俗称弹簧板。

定位支片的主要作用是保证音圈在磁路磁隙中的正确位置，不与极芯、磁钢相擦。

定位支片的基本要求是：有极大的径向劲度和极小的轴向劲度；共振频率符合设计要求。

定位支片在共振频率、失真和音质方面的重要作用越来越被人们认识和重视，所以测其劲度的镭射静态位移仪、动态位移仪和双定位支片扬声器也都应运而生了。

1.3.4 磁钢磁钢是在磁路磁隙中产生恒移稳磁场的一种零件。

磁钢的基本要求是：磁性能、几何形状、尺寸符合设计要求，其轴向的两面三刀个端面都是胶合面，故有平面度和平行度要求。

扬声器用磁钢一般有铁氧体磁钢（适用于外磁或双磁路结构）、铝镍钴磁钢（适用于内磁结构）、铵铁硼磁钢（适用于内磁，特别是薄形内磁结构）。

铁氧体磁钢又分钡铁氧体磁钢（Y20及以下）、锶铁氧体磁钢（Y25及以上）。

磁钢性能主要通过剩磁（Br）、矫顽力（Hc）和最大磁能积（Bhmax）三大指标表征。

铁氧体磁钢因Hc较大，Br小，退磁曲线近似直线，适合设计成扁平状，高与直径比小于“1”，所以“薄而大”。

其温度系数大，易碎。

要防止“吸水”磁钢和“逃钡”（钙化）磁钢。

铝镍钴磁钢因其Br大，Hc小，（BH）max较大，适合设计成柱状，所以“小而高”。

材料硬而脆，使用中严禁铁器接能，以避免局部退磁。

铵铁硼磁钢因其Hc高，（BH）max大，适合设计成片状，所以“小而薄”。

其温度系数低，且容易生锈氧化。

扬声器用磁钢的充磁方向通常都是轴向的，但现在也有径向充磁的环形、瓦形磁钢出现。

扬声器磁钢通常采用一块，双磁路则采用二块极性反向的磁钢迭加。

近年来出现二块同向极性磁钢迭加而成的外式扬声器和若干个同向极性磁饮迭加成磁钢组，若干个磁钢组围绕极芯形成众星拱月形外磁磁路。

磁饮重量一般习惯用盎司（OZ）表示，1OZ=28.35g。

常用磁钢的规格Φ80×Φ40×15为10OZ；Φ100×Φ45×18为20OZ；Φ120×Φ60×20为30OZ；Φ140×70×20为40OZ；Φ156×Φ80×20为50OZ；Φ190×Φ80×20为80OZ。

1.3.5 上夹板（华司）上夹板是联接合架与磁钢，构成磁回路的扬声器零件，其两个端面均是联接面，故有平面度，平行度要求。

其中孔与T铁构成磁路磁障供音圈作切割磁力线的轴向往复运动，故有圆度和光洁度要求。

中孔尺寸的精度要求较高，上夹板的铆脚与中孔有同轴度要求，铆脚数量不宜小于四脚。

1.3.6 T铁T铁是联结磁钢，构成磁回路的一种扬扬器零件。

其夹板部份是与磁钢胶合的胶合面，故有平面度要求。

其芯柱部份与上夹板中孔构成磁路磁障，故有圆度和垂直度要求，尺寸精度和光洁度要求较高。

T铁材料一般采用螺母钢（低碳钢），导磁性能较好。

一体T铁（俗称假T铁），芯柱部份与夹板部份垂直度不易保证，松动、分离现象时有发生，磁阻较大，导磁性相对较差。

为满足大功率、长冲程扬声器的特殊需要，所以出现了通孔T铁和后凸通孔T铁，以帮助通风散热和增大音圈运动的距离。

1.3.7 磁罩磁罩（磁屏散罩）是内磁式扬声器的一个特有零件。

其既起到构成磁路双起到磁屏散作用。

其底部系磁钢胶合面，故平面度要求。

磁罩有导磁作用，且形状的高度直径比较大，故一般采用低碳的深拉延冷轧钢板。

磁罩的壁厚一般要大于2mm才能获得理想的磁屏散效果，壁厚越江，漏磁越大，磁屏散效果越差。

1.3.8 极芯极芯也是内磁扬声器的一种特有零件。

其作用是构成磁路，故一般采用碳钢，导磁性能较好。

其平面为与磁钢胶合面，故有平面度要求，其外径与夹板中孔或磁罩内径构成磁路磁障，故尺寸精度圆度都有较高要求，不能有毛刺等。

1.3.9 合架合架（音盒支架）是固定纸合、定位支片、压边圈和接张架的一种扬扬器重要零件。

使用时也通常通过盒架来固定扬声器。

合架要有满足要求的强度，又希望重量尽可能较。

所以合架材料一般用冷轧薄钢板，硅铝合金和塑料等。

1.3.10接线板接线板（接线柱）是联结扬声器引出线和用户音箱线（导线）的结总。

其要求与合架绝缘，能承受一定的重力而不松动，并有“+”、“-”极性标志。

接线板若是焊接式的，有可焊性要求；若是接插式的，对焊片有较高的尺寸和厚度要求。

有些接线板焊片一个大，一个小，这是用户接线时防止接错的设计措施。

接线柱分旋转式和弹簧式。

旋转式要求牙纹啮合良好，旋转轻松灵活。

弹簧式要求有适当的弹性，不能太“硬”，也不能太“软”，有一定的抗疲劳强度。

1.3.11 防尘帽防蛙帽是一种遮住音圈粘在振膜锥体上或直接粘在音圈上端口的一种零件。

其作用主要是防止厌尘等异物进入磁路磁隙。

由于它是随音圈、振膜一起振动的，所以对重量、胶粘带有一定的要求。

重量太重，影响灵敏度等指标。

粘接不牢，易造成异常声。

防尘帽的材料有：纸、筛、棉布、无纺布、涤沦薄膜……防尘帽的选材一般希望有一定的透气性，不然会使声音显得“闷”。

大口径扬声器的防尘帽还兼有一定的装饰作用，一般都在其上面印刷有文字或彩色的的图案。

为帮助大功率扬声器散热，现在有些大直径防尘帽中间也有开孔的，粘上较粗网眼的轻质材料。

1.3.12 引出线（锦丝线）引出线是音圈与接线板的连接线，且音圈是在不断作轴向往复运动的，所以不光要求引出线有很好的导电率，电阻要小，而且要耐折度高。

引出线一般都整理成“∽”形，要求振膜向前运动时，引出线不吊紧；振膜向后运动时，引出线不碰定位支片、不碰振膜。

所以较好的引出线往往都经过表面特殊处理，便于整理线后定型。

1.3.13 压边圈（边|）压边圈是一种加强振膜扼一环与合架粘接，有助于扬声器与整机密封安装的扬声器零件。

压边圈要求尺寸正确，内外径切口光洁，颜色一致。

层粘纸板要防止分层。

压边圈的材料有：层粘纸板、EV A、橡塑、橡胶、软木……压边圈有整圈和分节式两种，一般4″及以下采用整圈心多，5″及以上采用分节心多。

分节压边圈胶粘时要注意向外径方向靠，防止向内移位。

压边圈的胶粘剂要均匀，太多易造成胶液外溢，影响外观；太少易造成异常声。

1.4 电动式扬声器的工作原理1.4.1工作原理功率放大器将音频信号电流馈给悬置在扬声器磁路磁隙中的音圈，根据“弗莱明左手定则”，音圈受到方向与磁场和信号电流双方正交的力在磁路磁隙中作轴向往复运动，带动与音圈胶粘在一起的振膜（通常为纸盒）一齐振动，从而产生空气的疏密波（也就是向周围介质辐射声波），空气的疏密波通过人的外耳道，使耳中的鼓膜振动，引起听觉，即产生声音。

1.4.2 弗莱明左手定则1.4.3 电动式换能器的力效应F=Bli式中：F —使电动式扬声器的振膜发生振动发生振动的力（牛顿）B —磁场磁通密度（特斯拉）l —音圈导线长度（米）i —流径音圈的电流（安培）。