扬声器及扬声器系统课件优秀课件

3.按振膜形式分 扬声器按其振膜形式的不同可分为锥形扬声器(振 膜为圆锥形或椭圆锥形)、平板形扬声器、带形扬声器、 球顶形扬声器、平膜形扬声器(指音圈和振膜一体并形 成平膜)等。 4.按工作频段分 扬声器按其工作频段的不同可分为低频、中频、 高频和全频段扬声器。
5.按用途分 扬声器按其使用的场合不同可分为高保真用扬声器、 扩音用扬声器、监听用扬声器、乐器用扬声器、彩电用 扬声器、汽车用扬声器、建筑场房吸顶用扬声器以及防 水、防火、防爆等用途的扬声器等。
1) 扬声器的额定阻抗、阻抗曲线、品质因数和共振 频率
在额定扬声器信号源的输出功率时，常用一个纯电 阻代替扬声器作负载，此电阻称为额定阻抗。额定阻抗 是计算馈给扬声器的电功率的基准，用于匹配和测量。 在额定频率范围内，阻抗模值的最低值不应小于额定阻 抗的80%。一般扬声器的额定阻抗多为8Ω。
图5―2 扬声器阻抗曲线
当扬声器工作频率远小于f0时，扬声器的阻抗接近 于直流电阻RDC。RDC略低于ZC，当不知额定阻抗ZC时， 通常可用万用表测出其直流电阻值，乘以1.1左右的系数， 再调整成国标系列4、8、16、32等数值，即可得到扬声 器的额定阻抗(非标准的额定阻抗值除外)。
当f0＜f＜fC时，阻抗呈容性，即阻抗随频率的升高 而降低。当工作频率达到fC时，电路发生串联谐振(电压 谐振)，由于此时阻抗取极小值，在工程上称为反共振。
图5―1 纸盆扬声器结构
电动式扬声器的结构由三部分组成：磁路系统、 振动系统和支撑辅助件。
(1)磁路系统。扬声器的性能与磁路系统有密切关 系，设计合理的磁路可得到较高效率的能量转换，在 环形磁隙中应有足够大和均匀的磁通密度，这些与导 磁材料的选择、磁铁的质量和磁路形式的选择等有关。 磁路系统包括永磁体、极靴和工作气隙。永磁体在气 隙中提供的磁能被音圈利用。
纸盆扬声器工作的过程就是在这种电效应和力效 应的作用下而完成电能到声能的转换的。即当音圈中 输入由放大器输出的电流时，在线圈和磁铁之间产生 磁场，随着音圈中流过的电流大小不同，音圈带动扬 声器的振膜在磁场中作不同垂直方向的运动，这样就 会使扬声器发出声音。
3. 扬声器的技术要求 扬声器作为一种电声换能器，是整个音响系统的终 端，它的性能将直接影响整个音响系统的放声质量。为 了保证放声质量，必须对扬声器提出一定的技术要求。
扬声器及扬声器系 统课件
1.按换能方式分 按换能方式的不同，扬声器可分为电动式扬声器、 电磁式扬声器、压电式扬声器、离子式扬声器、气流 调制式扬声器及电容式(静电式)扬声器等。 2. 按结构形式分 扬声器按其结构形式的不同可分为单纸盆扬声器、 复合纸盆扬声器、号筒扬声器、复合号筒扬声器、同 轴扬声器等。
阻抗曲线是扬声器在正常工作条件下，用恒流法 或恒压法测得的扬声器阻抗模值随频率变化的曲线， 图5―2所示为扬声器的阻抗曲线。
扬声器的额定阻抗由制造厂家给出，也可以从给 定的阻抗曲线上读出。对于纸盆扬声器，它是扬声器 共振频率以上第一个阻抗最小值，用ZC表示。
当加在振动系统上的干扰力的频率恰好等于(或近 似等于)系统的固有频率f0时，系统振动最强烈，振幅 最大，我们把这种振动状态称为共振，此时的频率称 之为共振频率。共振频率对应ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ阻抗最大值，一般应 避开共振频率工作。
当f＞fC时，阻抗又成为频率的增函数，呈现为感性， 不过曲线上升速度变缓。
扬声器的输入电功率就是用额定阻抗ZC计算的
P U2 ZC
(5―3)
由阻抗曲线可近似计算扬声器的品质因数Q0:
Q0
f0 B
f0 f2f1
Zmax RDC
(5―4)
2) 扬声器的特性灵敏度、特性灵敏度级、最大输 出声压级特性灵敏度表示将扬声器放在消声室的隔板 上，在其输入端加上额定功率为1W的粉红噪声信号情 况下，在辐射方向上距离该扬声器1m处所测得的声压 值，通常用μbar作单位。所谓特性灵敏度级是指用dB 为单位表示的特性灵敏度。dB与μbar的对应关系如表 5―1所示。
表5―1 dB与μbar关系表
最大输出声压级是指当扬声器工作在最大功率时， 在与特性灵敏度同样测试条件下所产生的声压级。即
S P L m axSk 1 0lgW m ax
(5―5)
这里Sk为扬声器的特性灵敏度级(dB)，Wmax为最大 输入功率(W)，SPLmax表示最大输出声压级(dB)。
6.按外形分 扬声器的外形各异，常见的有圆形、椭圆形、薄形、 球形扬声器等。
7.按振膜材料分 用不同振膜材料构成的扬声器有纸盆式扬声器、 碳纤维扬声器、PP盆扬声器、钛膜扬声器、玻纤扬声 器等。
5.1.2 扬声器的结构、工作原理及技术要求
1.扬声器的结构
现以电动式扬声器为例加以说明。电动式扬声器 包括普通纸盆扬声器、橡皮边(或尼龙、泡沫边)纸盆扬 声器、号筒式扬声器、球顶形扬声器及双纸盆扬声器 等。电动式扬声器的原理结构大致是相同的，现以纸 盆扬声器为研究对象。纸盆扬声器的纸盆就是振膜， 但并非一定是纸质做成。传统的振膜是用纸桨做成纸 质的。近年来常用各种合成纤维作纸盆，其中有聚丙 烯、碳纤维、玻璃丝等。纸盆扬声器的结构图如图5-1 所示。
F=Bli
(5―1)
式中：B为磁隙中的磁感应密度(Wb/m2);i为流经音 圈的电流(A)；l为音圈导线的长度(m)；F则为磁场对音 圈的作用力(N)。
通电音圈在磁场中受到力的作用而运动时，就会
切割磁隙中的磁力线，从而在音圈内产生感应电动势，
其感应电动势的大小为
e=Blv
(5―2)
式中：v为音圈的振动速度(m/s)；e为音圈中的感 应电动势(V)。电动式换能器的力效应和电效应总是同 时存在、相伴而生的。电效应的存在，将对扬声器的 电阻抗特性产生极大的影响。
(2)振动系统。扬声器的振动系统包括策动元件音 圈、辐射元件振膜和保证音圈在磁隙中处于正确位置 的定心支片。这是纸盆扬声器的关键零部件。
(3)支撑及辅助件。它包括盆架、压边、防尘罩、 引出线等，是扬声器必不可少的辅助件。
2.扬声器的工作原理 扬声器的音圈与纸盆联成一体，音圈处于磁场中， 当其内部通过音频电流i时，其受到的力为