扬声器原理及音腔设计
扬声器结构和原理
Байду номын сангаас
扬声器的工作原理
二、扬声器的种类
一、扬声器的定义 扬声器又称为喇叭,它
有舌簧式、晶体式、
是一种将电能转换成声能
的器件。
动圈式等几种,常用的
是动圈式。
三、扬声器的组成
振动系统
包括锥形纸盆、 音圈和定心支片等; 包括永义磁铁、 导磁板和场心柱等;
磁路系统
辅助系统
包括盆架、接线板、 压边和防尘盖等。
四、动圈式扬声器的工作原理
当音频电流通过扬声器音圈时,音圈在磁 场中受到磁场力的作用会发生振动,音圈的振 动带动纸盆振动,从而发生声音。音频电流越 大,作用在音圈上的磁场力就越大,音圈和纸 盆振动的幅度也越大,从而产生的声音就越响。 由于音频电流的大小和方向不断变化,就使扬 声器产生随音频变化的声音。
扬声器音腔设计
优秀案例二:影院扬声器音腔设计
总结词
沉浸式音效
详细描述
影院扬声器音腔设计注重营造沉浸式的音效体验,通过大型 低音喇叭、环绕立体声技术以及特殊音腔结构,实现宽广的 音场和深沉的低音效果,让观众仿佛置身于电影场景之中。
优秀案例三:便携式扬声器音腔设计
总结词
轻便与音质兼备
详细描述
便携式扬声器音腔设计追求轻便与音质的高度结合,通过采用先进的材料和音腔结构优 化技术,减小体积和重量,同时保持出色的音质表现,方便用户在外出时随时随地享受
扬声器音腔设计
目录 CONTENT
• 扬声器音腔设计概述 • 音腔结构设计 • 材料选择与声学特性 • 优化与改进 • 案例分析
01
扬声器音腔设计概述
设计概念与目标
设计概念
扬声器音腔设计是指对扬声器内 部结构的规划和优化,旨在提高 扬声器的声音品质和性能。
设计目标
通过合理的音腔设计,实现更清 晰、更纯净的声音输出,同时减 小失真和噪音,提升扬声器的整 体表现。
实验测试
通过实验测试,验证仿真结果的准确性,并对音 腔设计进行进一步分析,找出差异 原因,提高仿真精度。
参数调整
根据实验结果,调整仿真模型中的参数,使仿真 结果更接近实际表现。
用户反馈与持续改进
用户调研
收集用户对扬声器性能的反馈,了解用户需求和期望。
迭代改进
总结词
材料的非线性行为是导致声音失真的主要原因。
详细描述
当声音强度达到一定水平时,许多材料会表现出非线性行为,这意味着它们的声学特性不再是线性的 ,而是随着声音强度的增加而发生变化。这种非线性行为会导致声音失真,使音质变差。因此,在扬 声器音腔设计中,选择具有较低非线性行为的材料可以减少声音失真,提高音质。
SPK音腔
泄漏孔面积越大,低频衰减越厉害 泄漏孔 应远离SPK。 同时,设计前声腔时,需考虑出声孔的面积,一般情况下,前声腔越大,则 出声孔面积也应该越大。
音腔设计
音腔设计
1. 2. 3. 4. 5. SPEAKER出音孔、声腔设计建议 后腔尽量大,通常对15mm SPK而言,应不小于2ml。 前音孔面积不能太小,通常对15mm SPK而言,不小于8mm2。 泡棉的厚度适当,一般厚度为0.4mm-1.0mm. SPK与机壳的粘合紧密,不能有缝隙。由于镶件或机壳上下盖结合所引起的 泄漏尽量小,离SPK尽量远。
额定功率/最大功率
0.5W/1W
10mW/30mW
音腔设计
音腔作用: 腔体的目的是为了隔开前后声波,避免二者干涉 腔体的大小左右着SPK/RVR的低频重放
手机的声腔设计主要包括前声腔、后声腔、出声孔、后音腔、防尘网五 个方面,如下图:
音腔设计
后音腔&前音腔
后声腔主要影响铃声的低频部分,对高频部分影响则较小。铃声的低频部分 对音质影响很大,低频波峰越靠左,低音就越突出,主观上会觉得铃声比较 悦耳。 一般情况下,后声腔的形状变化对频响曲线影响不大。但是如果后声腔中某 一部分又扁、又细、又长,那么该部分可能会在某个频率段产生驻波,使音 质急剧变差,因此,在声腔设计中,必须避免出现这种情况。
前声腔对低频段影响不大,主要影响手机铃声的高频部分。随着前声腔容积 的增大,高频波峰会往不断左移动,高频谐振点会越来越低。 前声腔太大或太小对声音都会产生不利的影响 。 同时,设计前声腔时,需考虑出声孔的面积,一般情况下,前声腔越大,则 出声孔面积也应该越大。
出声孔&泄漏孔
出声孔的面积(即在SPEAKER正面上总的投影有效面积)对声音影响很大, 而且开孔的位置、分布是否均匀对声音也有一定的影响,其程度与前声腔容 积有很大关系。一般情况下,前声腔越大,开孔的位置、分布对声音的影响 程度就越小 。出声孔对高频的影响比较大。 出声孔一般大于扬声器振动面积20%以上。
扬声器原理及音腔设计
SPL[dB]
120 110 100
90 80 70 60
100
φ14扬声器背面容积変化时的频率特性変化(0.2W/0.1m)
容積可 変
1000 0.5cc
Frequnecy[Hz]
10000
1cc 3cc 5cc 45cc
100000
Ⅱ- 2)背面容积和 Fo 的变化
由于φ14,16,18扬声器容积変化Fo変化的数据 (扬声器的Fo为800Hz)
2)F h(高域限界周波数): 表示高域再生能力 (Hz)
3)S P L(音压)
: 表示声音的大小 (dB)
3)手机实装时的特性变化
Ⅰ- 1)扬声器背面密封的必要性 通常扬声器的背面都有密封。从扬声器振动板上面产生的声波和其下面产生的声波的相差
为180度。因此若不遮断其上下声波就会由于相差干扰而使声音消失。特别是波长长的低 频是很显著的。因此理想的方法是完全遮断背面声波,使其不再有相差干扰。 ⇒ 手机实装时、若前盖后盖的卡合部或转轴等其他连接部有间隙,背面声波就会漏音、尤 其是波长长的低音会消失、低音质感也会耗损。
4000
3500 3000 2500
・容积和Fo的关系如下图表所示:3cc以下的时候 突然变化很大。 ⇒容积3cc时为重要背景 (3cc时勉强在1kHz的再生帯域)
Foc[Hz]
2000
1500
1000
500
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Cavity[cc]
φ14ス扬ピ声ー器カ
φ16ス扬ピ声ー器カ
在干扰 部分声 音消失
密封盒
音圧 [dB] 音圧 [dB]
有关喇叭的音腔的设计规范
电压(V)
声压级(dB)
F1 F2
频率(Hz)
F1 F2
频率(Hz)
Speaker的关键参数
❖ 频率响应曲线 ❖ 谐波失真 ❖ 额定功率/最大功率
Speaker频率响应曲线
频响曲线主要从三个方面进行评价:SPL值、低频谐振点f0、平坦度
Speaker频率响应曲线关键参数
SPL(灵敏度):指输入扬声器单元1W的电功率,在扬声器轴线方向离开1米远的 地方测得的声压级大小。它实质上是一种(转换效率)的体现。
SPL=20log(P/P0)dB
低音共振频率f0的值和 共振锐度Q0(平坦度)的值共同决定了低音域的特性。
低频谐振点f0反映了SPEAKER的低频特性,是频响曲线次重要的指标。平坦度 反映了SPEAKER还原音乐的保真能力,作为参考指标
SPEAKER常用种类
❖ 圆形的:13mm,14mm,15mm,16mm,17mm,18mm,20mm. ❖ 椭圆或跑道的: 10*15mm,,10*20mm,12*14mm
泄漏尽量小,离SPK尽量远。
音腔设计参数建议
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谐波失真(THD)
<0.15% 0.5W
<5% 300~3400Hz 179mV
谐振频率Fo
900+/-20%Hz
600+/-20%Hz
额定阻抗
8+/-15%ohm
32+/-15%ohm
额定功率/最大功率
0.5W/1W
10mW/30mW
音腔设计
音腔作用: ❖ 腔体的目的是为了隔开前后声波,避免二者干涉 ❖ 腔体的大小左右着SPK/RVR的低频重放
【设计规范】喇叭(speaker)原理及音腔设计规范
【设计规范】喇叭(speaker)原理及音腔设计规范导读喇叭又名扬声器,现如今,人们对手机的要求越来也高,声音也是一个评价手机好坏的因素。
为提高音质,喇叭的结构形式也发生了很多变化,由正出音变成侧出音,有单喇叭变成双喇叭,甚至是喇叭BOX;很多手机厂商都推出音乐手机,试想一下如果音质不好的音乐手机是什么样的,而对于音质的好坏,结构设计及音腔设计都有影响,本文就介绍下音腔的结构设计要求;一、喇叭的基本结构及工作原理喇叭的基本结构图如下:喇叭的工作原理:是由磁铁构成的磁间隙内的音圈在电流流动时,产生上下方向的推动力使振动体(振动膜)振动,从而振动空气,使声音传播出去,完成了电-声转换。
喇叭实际上是一个电声换能器。
二、喇叭音质的影响因素对手机而言,Speaker、喇叭音腔、音频电路和MIDI选曲是四个关键因素,它们本身的特性和相互间的配合决定了铃声的音质。
Speaker单体的品质对于音质的各个方面影响都很大。
其灵敏度对于声音的大小,其低频性能对于铃声的低音效果,其失真度大小对于铃声是否有杂音都是极为关键的。
喇叭音腔则可以在一定程度上调整Speaker的输出频响曲线,通过声腔参数的调整改变铃声的高、低音效果,其中后声腔容积大小主要影响低音效果,前声腔和出声孔面积主要影响高音效果。
这里就涉及到结构设计及音腔的设计;音频电路输出信号的失真度和电压对于铃声的影响主要在于是否会出现杂音。
例如,当输出信号的失真度超过10%时,铃声就会出现比较明显的杂音。
此外,输出电压则必须与Speaker相匹配,否则,输出电压过大,导致Speaker在某一频段出现较大失真,同样会产生杂音。
MIDI选曲对铃声的音质也有一定的影响,表现在当铃声的主要频谱与声腔和Speaker的不相匹配时,会导致MIDI音乐出现较大的变音,影响听感。
三、音腔结构设计规范3.1音腔的基本结构和作用先看一下一般正音腔的结构,如下图:手机的声腔设计主要包括后声腔、前声腔、出声孔、防尘网,密闭性五个方面;每部分的作用和设计都有所不同:后音腔的作用,1.防止扬声器中低频的声短路;2.使低频声音有利,让人感觉声音圆润;后音腔的设计很重要,直接影响手机音质的好坏和大小;前音腔的作用1.前音腔是让声音产生一个高频段的截止频率,并产生一个高频峰2.修正高频噪声3.好的前腔可提高中频,减小高频噪声,降低高频段延伸,提高声音转换效率;出音孔的作用:1.出音2.出音孔面积影响高频截止频率,中低频的灵敏度;出音面积过大导致高频噪音过多,过小可能导致声音变小;防尘网和密封性的作用很明显,就是防尘和密封;具体影响见下表:3.2相关设计要求1.speaker前音腔泡棉高度一般在0.3~1.0mm,同时要避开喇叭震膜范围,注意防尘网的位置,不能让喇叭的震动膜在震动时碰到防尘网,否则会引起异响;2. Speaker出声孔及声腔内部设计要圆滑过渡,尽量避免尖角﹑锐角,否则容易产生异响。
关于喇叭音腔设计的基本原理
关于喇叭音腔设计的基本原理新闻出处:21ic 发布时间: 2007-10-20lldwsw 发布于 2007-10-20 9:39:00关于喇叭的音腔设计,基本上我们停留在一个概念上,而没有一套完整的理论指导。
我们知道的音腔设计,往往是如下的理解:1:要有音腔,起扩音用,至于为什么要有音腔,则不明白。
2:音腔要求密封,若密封不好,则导致低音很差。
3:音腔孔不能开的太大,若开的太大,会导致音量变小。
以上三点是我们最常关心的,我们往往按要求去做,没有问过为什么。
本人试着用射频理论推导喇叭音腔设计:对比天线与喇叭天线喇叭媒质真空空气作用电能转换成电磁场能量电能转换成声音能量主要器件天线喇叭附属器件匹配电路音腔原理电磁场理论震动波理论目的获得最大的能量输出,合适的频响最大的能量输出,合适的频响结论只有合适的天线和合适的匹配电路,才能获得最大的能量和合适的频响只有高效的喇叭和合适的音腔,才能获得最大的能量和合适的频响通过以上,我们基本上清楚,喇叭跟天线具有类似的功能,就是起能量转换作用,其中喇叭是关键器件,它是电能到声能的根本,但是附属器件音腔决定了它的最大输出功率和频率响应,接下来我们主要讨论音响系统是如何获得最大能量的。
先举一个例子,我们用手拍空气,对空气做功基本上等于0,假如我们拿一把特别大的扇子,扇不动,对空气做功也等于0。
对空气做功其实就是对空气发生,假如这个频率在我们能够听到的范围内,就是声音了。
那么通过上面的例子可以说明,用手对空气做功有一个极点,也就是说有一个最大值。
我们用以下公式来看:P =F × VP为功率,对外界做功的功率,F为力的大小,V为速度。
这个公式说明F太小,或者V太小,都不可能对外做功,只有两个值乘积项决定对外的功率。
接下来我们看看喇叭是不是跟手一样,就是一个振膜加一个动力线圈,振膜决定这个扇子的面积大小,动力线圈相当于人的力。
因为喇叭的振膜是不可能变的,除非换个喇叭,在喇叭振膜,电能信号的频率一定的情况下,我们来描述这个音响系统应该如何提高输出能量:对比P =F × V公式,我们对喇叭提出一个具体对外做功的简易公式。
有关喇叭的音腔的设计规范标准[详]
SPEAKER常用种类
圆形的:13mm,14mm,15mm,16mm,17mm,18mm,20mm. 椭圆或跑道的: 10*15mm,,10*20mm,12*14mm 12*18mm,13*18,14*20
Speaker与Receiver对比
性能参数 频率响应曲线 有效频率范围 特性灵敏度(SPL) 谐波失真(THD) 谐振频率Fo 额定阻抗 Speaker 0.5W/5cm 600~20KHz 98+/-3dB 1KHz 0.5W/5cm <0.15% 0.5W 900+/-20%Hz 8+/-15%ohm Receiver 179mV 300~3400Hz 110+/-3dB 1KHz 179mV <5% 300~3400Hz 179mV 600+/-20%Hz 32+/-15%ohm
电压(V)
声压级(dB)
F1
F2
频率(Hz)
F1F2频率(Hz) NhomakorabeaSpeaker的关键参数
频率响应曲线 谐波失真 额定功率/最大功率
Speaker频率响应曲线
频响曲线主要从三个方面进行评价:SPL值、低频谐振点f0、平坦度
Speaker频率响应曲线关键参数
SPL(灵敏度):指输入扬声器单元1W的电功率,在扬声器轴线方向离开1米远的 地方测得的声压级大小。它实质上是一种(转换效率)的体现。 SPL=20log(P/P0)dB 低音共振频率f0的值和 共振锐度Q0(平坦度)的值共同决定了低音域的特性。 低频谐振点f0反映了SPEAKER的低频特性,是频响曲线次重要的指标。平坦度 反映了SPEAKER还原音乐的保真能力,作为参考指标
泄漏孔面积越大,低频衰减越厉害 泄漏孔 应远离SPK。 同时,设计前声腔时,需考虑出声孔的面积,一般情况下,前声腔越大,则 出声孔面积也应该越大。
扬声器的结构和工作原理
扬声器的结构和工作原理
1、扬声器的结构
目前使用 扬声器有许多种类,但其基本的工作原理是相似的,均是一种将电信号转换为声音信号进行重放的元件。
目前使用最为广泛的是电动式扬声器,它由振动膜、音圈、永久磁铁、支架等组成。
最为广泛的是电动式扬声
2、扬声器的工作原理
当扬声器的音圈通入音频电流后音圈在电流的作用下便产生交变的磁场,永久磁铁同时也产生一个大小和方向不变的恒定的磁场。
由于音圈所产生磁场的大小和方向随音频电流的变化不断地在改变,这样两个磁场的相互作用使音圈作垂直于音圈中电流方向的运动,由于音圈和振动膜相连,从而带动振动膜产生振动,由振动膜振动引起空气的振动而发出声音。
当输入音圈的电流越大,其磁场的作用力就越大,振动膜振动的幅度也就越大,声音则越响。
扬声器发出高音的部分主要在振动膜的中央,当扬声器振动膜的中央材质越硬,则其重放的声音效果越好。
扬声器发出低音的部分主要在振动膜的边缘,如果扬声器的振动膜边缘较为柔软且纸盆口径较大,则扬声器发出的低音效果越好。
另外,球顶扬声器在日前市场中的音箱中使用很多。
大家知道,高音扬声器由于其工作频率很高,在重放高音时其振膜会在永久磁铁的的磁路气隙中作高速运动,因此要求高音扬声器的振膜能够对瞬变的高频信号作出迅速的反应.并且能够承受高速运动而产生的空气压力,因此对于振膜的制作材料要求质量要轻,并要有足够的强度。
电动式扬声器的结构,如图1所示:
球顶扬声器结构。
有关喇叭的音腔的设计规范标准[详]
List
1
SPK基本原理
2
SPK关键参数
3
4
音腔设计
Application
Speaker结构(mobile phone SP)
扬声器(Speaker)是一种用来将电的信号转换成声音信号的换能器 (Transducer)
Speaker基本原理
整个过程为: 电-----力-----声 的转换 电:音圈有引线直接连接到端子。音频电流由端子输入,流进音圈,使得音圈中的电流带有 音频信号(电压)一样的波形。设电流 I=E/Rv (Rv是音频阻抗,为一常数) 力:F=BIL,B和L都是常数,则F随音频电流I线性变化,所以F将带有声音的波形 声:带有声音频率波形的力F带动振动膜振动,振动膜也将随着频率和波形振动,从而带动 空气振动,形成差不多频率和波形的疏密波
额定功率/最大功率
0.5W/1W
10mW/30mW
音腔设计
音腔作用: 腔体的目的是为了隔开前后声波,避免二者干涉 腔体的大小左右着SPK/RVR的低频重放
手机的声腔设计主要包括前声腔、后声腔、出声孔、后音腔、防尘网五 个方面,如下图:
音腔设计
后音腔&前音腔
后声腔主要影响铃声的低频部分,对高频部分影响则较小。铃声的低频部分 对音质影响很大,低频波峰越靠左,低音就越突出,主观上会觉得铃声比较 悦耳。 一般情况下,后声腔的形状变化对频响曲线影响不大。但是如果后声腔中某 一部分又扁、又细、又长,那么该部分可能会在某个频率段产生驻波,使音 质急剧变差,因此,在声腔设计中,必须避免出现这种情况。
电压(V)
声压级(dB)
F1
F2
频率(Hz)
F1
F2
有关喇叭的音腔的设计规范 PPT
低音共振频率f0的值和 共振锐度Q0(平坦度)的值共同决定了低音域的特性。
低频谐振点f0反映了SPEAKER的低频特性,是频响曲线次重要的指标。平坦度 反映了SPEAKER还原音乐的保真能力,作为参考指标
SPEAKER常用种类
❖ 圆形的:13mm,14mm,15mm,16mm,17mm,18mm,20mm. ❖ 椭圆或跑道的: 10*15mm,,10*20mm,12*14mm
❖ 一般情况下,后声腔的形状变化对频响曲线影响不大。但是如果后声腔中某 一部分又扁、又细、又长,那么该部分可能会在某个频率段产生驻波,使音 质急剧变差,因此,在声腔设计中,必须避免出现这种情况。
❖ 前声腔对低频段影响不大,主要影响手机铃声的高频部分。随着前声腔容积 的增大,高频波峰会往不断左移动,高频谐振点会越来越低。
电 压 ( V)
声 压 级 ( dB)
F1 F2
频 率 (Hz)
F1 F2
频 率 (Hz)
Speaker的关键参数
❖ 频率响应曲线 ❖ 谐波失真 ❖ 额定功率/最大功率
Speaker频率响应曲线
频响曲线主要从三个方面进行评价:SPL值、低频谐振点f0、平坦度
Speaker频率响应曲线关键参数
SPL(灵敏度):指输入扬声器单元1W的电功率,在扬声器轴线方向离开1米远的 地方测得的声压级大小。它实质上是一种(转换效率)的体现。
电:音圈有引线直接连接到端子。音频电流由端子输入,流进音圈,使得音圈中的电流带有 音频信号(电压)一样的波形。设电流 I=E/Rv (Rv是音频阻抗,为一常数)
力:F=BIL,B和L都是常数,则F随音频电流I线性变化,所以F将带有声音的波形
声:带有声音频率波形的力F带动振动膜振动,振动膜也将随着频率和波形振动,从而带动 空气振动,形成差不多频率和波形的疏密波
Speaker声腔结构设计
【下载本文档,可以自由复制内容或自由编辑修改内容,更多精彩文章,期待你的好评和关注,我将一如既往为您服务】电子产品speaker选型及壳体匹配结构设计声音的优劣主要取决于声音的大小、所表现出的频带宽度(特别是低频效果)和其失真度大小。
对小型电子产品而言,Speaker、产品声腔、音频电路和音源是四个关键因素,它们本身的特性和相互间的配合决定了声音的音质。
Speaker单体的品质对于声音的各个方面影响都很大。
其灵敏度对于声音的大小,其低频性能对于声音的低音效果,其失真度大小对于声音是否有杂音都是极为关键的。
声腔结构则可以在一定程度上调整Speaker的输出频响曲线,通过声腔参数的调整改变声音的高、低音效果,其中后声腔容积大小主要影响低音效果,前声腔和出声孔面积主要影响高音效果。
音频电路输出信号的失真度和电压对于铃声的影响主要在于是否会出现杂音。
例如,当输出信号的失真度超过10%时,声音就会出现比较明显的杂音。
此外,输出电压则必须与Speaker相匹配,否则,输出电压过大,导致Speaker在某一频段出现较大失真,同样会产生杂音音源对音质也有一定的影响,表现在当音源主要频谱与声腔和Speaker的不相匹配时,会导致较大的变音,影响听感。
总之,音质的改善需要以上四个方面共同配合与提高,才能取得比较好的效果。
1. Speake r的选型原则1.1 扬声器(Speaker)简介1.1.1 Speaker工作原理扬声器又名喇叭。
喇叭的工作原理:是由磁铁构成的磁间隙内的音圈在电流流动时,产生上下方向的推动力使振动体(振动膜)振动,从而振动空气,使声音传播出去,完成了电-声转换。
喇叭实际上是一个电声换能器。
对电子产品来说,Speaker是为实现播放说话声音,音乐等的一个元件。
Speaker 音压频率使用范围在500Hz~10KHz。
1.1.2 Speaker主要技术参数及要求a>. 功率Power。
功率分为额定功率Rated Power和最大功率Max Power。
扬声器基础知识简介
0
f5 f1 f2
f3 f4
f6
f
揚聲器常用重要參數
BL: Fo: Mmd: Mms: Sd: Cms: Qms: Qes: Qts: Vas: Re: ACR: 單體的動力,(位於磁場中的音圈導線長度乘以磁通量密度) 單體在自由大氣下的諧振頻率或叫Fs,單位為赫滋(HZ) 單體振動系的等效品質 包含空氣質量負載的振動系統總組裝質量。 單體振膜的有效振動面積 單體的機械柔順性 單體的機械Q值 單體的電氣Q值 單體的總Q值 與單體柔順性相當的空氣體積,單位為升(L) 音圈的直流阻抗 公稱阻抗即交流阻抗,在揚聲器阻抗曲線峰值後最低點所 對應的阻抗,單位為歐姆(Ohm/Ω) Zmax: 單體阻抗曲線峰點對應的阻抗值,單位為歐姆(Ohm/Ω) SPLo:音壓水準(Sound Pressure Level)或叫SPL,單位為分貝(dB) Levc:音圈的電感
音箱設計
音箱設計類型
密閉式音箱設 計
開孔式導音管音 箱設計
傳輸式音箱設計
音箱設計
音箱容積
音箱設計
音箱尺寸形狀及結構
箱體形狀造成SPL不平坦 音箱內部產生駐波 (standing wave)。 箱體結構造成SPL不平坦 箱壁不夠堅固產生共振。 喇叭裝箱 後SPL曲線 不平坦 修改音箱 尺寸形狀 或內部加 吸音棉 修改後音 箱模擬或 測試確認 吸音棉效 果
Cm:振动系统的顺性. 对于扬声器振动系统,其顺性由振膜的悬边,弹波决定. Mm:振动系统的质量.
4,阻抗曲线
阻抗曲线是扬指扬声器的阻抗模值随频率变化的曲线。 额定阻抗是一个由制造厂规定的纯电阻的阻值,在确定信号源的有效电功率时, 用它来代替扬声器。(GB/T9396-1996) 额定阻抗是指阻抗曲线上紧跟在第一个极大值后面的极小值。在额定频度范围 内,阻抗模值的最低值不应小于额定阻抗的80%,假如在额定频率范围以外的任 何频率(包括直流)的阻抗小于此值时,则应在说明书中加以说明。 (GB/T9396-1996)
扬声器音腔设计
2、前腔设计要求:前腔要尽量小(扬声器曲线在理想的情况下), 但由于扬声器参数的缺陷,前腔要为声音形成一个高频共振,使 声音干净,前腔高度应在1.5mm-3.5mm之间。 3、前腔出声孔要求:出声孔面积要尽量的大(扬声器曲线在理想 的情况下),但由于手机扬声器低频下限高,没有低频,过多的 高频形成了燥音,因此出声孔最好控制在扬声器振动面积(泡棉 内面积)5%-15%之间。 4、电池槽,卡槽孔要远离手机扬声器。 5、前后腔要完全隔开,后腔要密封好。
前腔设计形状2
• 倒锥形和指数性 结构的前腔壁都 可以提高扬声器 的利用率,起到 提高中频音量作 用。
前腔设计形状3
前腔设计形状4
垂直前腔对中高频 段的峰谷没有指数 和倒锥形大
前腔设计形状对比曲线
可以看出,指数性和锥形都能提高扬声器中频段的效率,提高中频段音量。使 高频段了谐振频率降低。
侧出音设计
• 出声孔过渡要平滑,这样声音不会刺耳。
• 出声孔圆孔径、方形孔孔距不得小于1mm,太小不利 于发声,并且声音小还细,没有厚度。
扬声器振膜面频段分布
扬声器频段分布: 振膜边是低频,振膜中是高频
出声孔分布设计实例1
出声孔:出声孔开在扬声器振动膜 的边上,可以提高中频音量,减小 高频燥声,扬声器振膜3/4处为低频 发声点(从中往边)。
前腔设计注意点
• 1、前腔壁的形状和高度设计要能提高声音转换效率。 • 2、前腔一定要与后腔分开,做好密封措施。 • 3、前腔壁越高,高频截止频率越低(与出声孔面积和位置 配合),中频转换效率越高,高频成份越小。
前腔设计形状1
这种锥形结构对声音 反射有影响,因为声 音反射回来,不能提 高声音的利用率。
后腔结构1
• 单独的密封后腔,现品牌 机常采用的形式。 • 优点:后腔完全密封,并 且容积足够大,低频效果 好。 • 缺点:成本高
扬声器结构参数公式及音箱音腔设计实列综合整理精品
普通纸盆喇叭的结构贵阳蓝天整理普通纸盆喇叭的结构1:折环,和弹波一起定位鼓纸(振膜,纸盆)做径向运动。
折环的材料一般有橡胶,布基加胶纸质等,折环的软硬和柔顺度,直接影响鼓纸在整个运动形成里的线性,影响喇叭在整个标称功率内的表现曲线。
折环就是接边,纸盆就是振膜2:鼓纸,就是喇叭主要的发声部件。
材料主要是纸浆加上其他材料,近年来多种特性不同的材料进入,有聚丙烯、炭纤维,金属钛等等,甚至金刚石。
但是主流还是纸浆,一方面造价低廉,另一方面容易做成喇叭振膜所要求的复杂曲面。
3:T铁,夹板。
材质为软铁,即纯铁,也叫电工铁,主要特性是导磁,但是没有剩磁,就是磁场消失后,它的磁性也立即消失。
此铁的纯度和品质,直接影响喇叭的效率,非线性失真等重要参数,其中夹板的厚度影响喇叭的冲程。
长冲程扬声器的T铁夹板都特别厚,就是在音圈的整个行程内都可以切割平行的均匀的磁力线。
夹板和T铁中柱的间隙越小,音圈运动所需的功率也就越小扬声器的效率越高,所以,磁液型的扬声器在T铁和夹板之间注入磁性液体,等于缩小了他们之间距离另一方面也把音圈的热量迅速带走,提高了扬声器的功率承受能力。
4:磁钢,一般叫磁铁、永磁铁,磁钢叫法更准确一些。
在扬声器组装之前是没有磁性的,在和T铁夹板用粘合剂粘好后,在充磁机上充磁,最后的剩磁就是磁钢的磁性,这个剩磁量就是磁钢的磁性大小,根据法拉第电磁感应定律,磁通量越大,一定的电流在磁场中运动的力就越大,所以为了提高扬声器的功率,现在应用了许多强磁性材料,如铷铁硼。
5:音圈:一般为扁平的自粘铜漆包线绕制,是个非常矛盾的部件,为了增大电流(增大功率),线径就要增大,线径大了,要求磁隙就大了,磁隙大了,功率效率反而下降,所以只能在矛盾中取中间值。
音圈一般为两层绕制,单层绕制无法引出线。
为了不改变磁隙大小又能增加电流形成的磁场,就只能增加音圈的直径。
所以有了HiFi扬声器声称的大音圈,长冲程。
音圈是绕制在一个纸质的骨架上的,大功率的扬声器骨架有的是铝箔作的,所谓铝音圈。
扬声器基础知识介绍
扬声器基础知识介绍扬声器是一种将电信号转换为声音信号的设备。
它是电子设备、通信设备以及家庭音响系统中不可或缺的一部分。
在这篇文章中,我将介绍扬声器的基础知识,包括其工作原理、构造和分类等方面。
1.扬声器的工作原理:扬声器的工作原理基于电磁感应法。
当交流电通入扬声器的音圈(线圈)时,音圈内会产生磁场。
音圈与一个磁铁或磁场产生器相连,在电流通入音圈的同时,磁场会引起音圈上的力,使其振动。
这种振动产生了声音,人耳能够感知到这种声音。
2.扬声器的构造:扬声器的主要构造包括以下几个要素:音圈、磁系统、振动膜、支撑结构和固定架。
音圈是由导电线圈制成的,负责产生磁场并与磁体发生相互作用。
磁系统通常包含一个永磁体,它的作用是产生一个稳定的磁场,使音圈能够受到磁力的驱动。
振动膜是由柔性材料制成的,它与音圈相连,并且会随着音圈的振动而产生声音。
支撑结构和固定架的作用是支持振动膜并固定其他组件。
3.扬声器的分类:根据扬声器的应用领域和声音特性,扬声器可以分为以下几类:动圈扬声器、电解扬声器、磁电扬声器和压电扬声器。
动圈扬声器是最常见的扬声器类型,它使用电磁感应法工作。
电解扬声器使用电解液体的变化来产生声音。
磁电扬声器使用压电陶瓷材料产生声音。
压电扬声器使用压电材料的变化来产生声音。
4.扬声器的性能参数:了解扬声器的性能参数对于选择和使用扬声器非常重要。
一些常见的性能参数包括:频率响应范围、灵敏度、阻抗和功率。
频率响应范围表示扬声器可以产生的频率范围,灵敏度表示扬声器对输入信号的响应能力,阻抗表示扬声器对电流的阻碍程度,而功率表示扬声器的输出能力。
5.扬声器的使用场景:扬声器广泛应用于各个领域,包括家庭音响系统、汽车音响系统、公共广播系统、电视和电影剧院等。
扬声器的使用场景不仅限于娱乐领域,也在通信和安全领域有着重要的应用。
总结:扬声器是将电信号转换为声音信号的设备,基于电磁感应法工作。
它的构造包括音圈、磁系统、振动膜、支撑结构和固定架。
扬声器的工作原理
扬声器的工作原理扬声器是一种将电信号转换为声音信号的电子设备。
它是音频系统中不可或缺的组成部分,广泛应用于音响设备、电视、电脑和手机等各种电子设备中。
扬声器的工作原理可以简单概括为电能转换为声能的过程。
一、扬声器的基本构造扬声器通常由磁体、振动膜和音圈等部件组成。
1. 磁体:磁体是扬声器的核心部件,由永磁体和电磁体组成。
永磁体产生恒定的磁场,而电磁体则通过电流激活并产生可变的磁场。
2. 振动膜:振动膜是扬声器的发声部分,通常由薄膜材料制成,如纸、塑料或金属等。
振动膜的振动产生声音。
3. 音圈:音圈是连接振动膜和电磁体的部件,通过电流激活电磁体,使振动膜产生振动。
二、扬声器的工作原理基于电磁感应和振动原理。
1. 电磁感应:扬声器通过电磁感应将电信号转换为声音信号。
当音频信号通过扬声器的输入端时,信号被送入音圈中,通过音圈产生的电流激活电磁体。
电磁体的磁场与永磁体的磁场相互作用,产生力使振动膜产生振动。
2. 振动原理:振动膜的振动是扬声器产生声音的关键。
当电磁体受到音圈中的电流激活时,电磁体的磁场会与永磁体的磁场相互作用,产生力使振动膜开始振动。
振动膜的振动会产生压缩和稀疏的空气波动,进而产生声音。
三、扬声器的工作过程扬声器的工作过程可以分为两个阶段:电信号转换为声音信号的阶段和声音信号的放大和输出阶段。
1. 电信号转换为声音信号的阶段:当音频信号输入扬声器时,信号经过放大电路后被送入音圈中。
音圈中的电流激活电磁体,产生磁场与永磁体的磁场相互作用,使振动膜开始振动。
振动膜的振动产生声音信号。
2. 声音信号的放大和输出阶段:产生的声音信号经过扬声器的声音腔体放大,并通过扬声器的喇叭口输出。
声音腔体的设计和喇叭口的形状会对声音的频率响应和音质产生影响。
四、扬声器的特性和参数1. 频率响应:扬声器的频率响应是指扬声器能够有效传递的频率范围。
常见的扬声器频率响应范围为20Hz至20kHz,能够涵盖人耳可听到的声音范围。
扬声器的结构介绍
扬声器的结构介绍扬声器是将电信号转化为声音信号的装置,它在我们日常生活中扮演着非常重要的角色。
扬声器的结构设计是基于原理和功能的需求。
下面是一个关于扬声器结构的详细介绍。
首先是振膜。
振膜是位于扬声器的前面板上的薄膜状元件,通常由纸、塑料或金属制成。
它的主要作用是将来自磁系统的振动转化为声音信号。
当通过磁场作用力使振膜振动时,它会产生可听到的声音。
接下来是磁系统。
磁系统通常由磁铁和磁场导向装置组成。
磁铁一般由永久磁体制成,它提供了扬声器所需的磁力。
磁场导向装置主要是用来控制磁场的分布,使其能够正确地作用于振膜上。
磁系统的设计对扬声器的性能有着重要影响,比如磁力的强度、磁场的均匀性等。
最后是电声变换。
电声变换是将电信号转化为磁力信号的过程。
它由磁场导线圈和振动线圈组成。
磁场导线圈是一个固定在扬声器的磁系统中的线圈,它通过流过电流来产生磁场。
振动线圈则是位于振膜上的一个可动线圈,它通过流过电流的方式与磁场导线圈产生相互作用。
当电流通过振动线圈时,磁场导线圈中的磁场将使振动线圈受到力的作用,使其与振膜一起共同振动,并产生声音信号。
除了以上三个主要部分,扬声器的结构还包括一些辅助部件。
比如,音筒是一个空心的声学腔体,它用来扩大声音的频率范围和增强音质。
孔洞是用来平衡扬声器在不同频率下的振动的,以减少共振和失真。
还有连接器、支架等部件,用于连接扬声器和其他设备,以及保持扬声器的稳定性。
总的来说,扬声器的结构是一个精心设计的系统,它将电信号转化为声音信号。
振膜、磁系统和电声变换是三个核心组件,它们共同工作,使扬声器能够产生出清晰、高质量的声音。
扬声器的结构还包括一些辅助部件,它们起到平衡、扩大声音范围和增强音质的作用。
通过不断的创新和改进,扬声器的结构不断演变,使其能够更好地满足不同的应用需求。
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100000
Ⅵ)实装中音压特性变化实验数据
单体 (Φ16mm)
障板
音圧[dB]
110
100
90
80
70 60
50 40
100
Unit Baffle Box B-ox-Hole-Masking
1000
10000
周波数[Hz]
100000
实装方式(开孔率)别音压特性変化
Box
少开口率Box
4)立体声扬声器配置
AB
左右扬声器之间的距离尽量远离。
尽量降低左右扬声器的特性差异。
受听点尽量在左右扬声器的中心。
立体音场重现时,扬声器和耳朵之间的传达函数最好是以 左右扬声器的中心部作为头部的位置来计算、但在手机倾 斜的情况下,左右扬声器与耳朵间的路长差增加、因此计 算出的函数有所不同、音质感也有所变化。特别是侧面配 置与前面配置相比、其路长差更容易增加。(A<B)
单频
立体声(前面)
Lch
Rch
立体声(侧面)
Lch
Rch
附加低音功能
5)立体音场重现 实音场
实际音源 头部传达函数(HRTF)
H2 H1
音源在 左前方
3次元音响再生音场
控制过滤器
假想音源
扬声器重现
H4 H5
H3
H6
音源在左 前方
相同的声音
左耳中的音
右耳中的音
左耳中的音
右耳中的音
如果两耳听到的声音相同,就会感觉宛音源的声音
扬声器代表特性 (φ16扬声器、1.26Vrms/0.1m)
110
25
Fh
100
20
SPL[dB] Imp[Ω]
90
Fo
15
80
10
70
5
60 100
1000
Frequency[Hz]
SPL
Imp
10000
0 100000
<代表参数及其意义>
1)F o(最低共振周波数): 表示低域再生限界 (Hz)
6)磁 铁:产生磁力线 7)制动布:抑制振动板的振动幅度(空气制动)及防尘作用的布材
Ⅰ- 1)扬声器的原理
F(力)
Ⅰ- 2)扬声器的元件构成
H(磁界) I(电流)
背面
前面
从前面和背面的出声有半波长 的相差(180度)
防护罩
振动板 音圈 顶板 磁铁
盆架
制动布 后盖 端子
2)扬声器的代表特性及参数
φ18ス扬ピ声ー器カ
Ⅲ)手机音孔面积及高频特性変化
在手机终端上 扬声器配置如下图所示∶结构设计上在扬声器前面与开孔的外盖之间存在 一定的空间。由于外盖孔的开口总面积来改变高频特性。面积小,扬声器前面的空间V与孔的 开孔总面积S就会低通滤波器的作用、使高频限界频率变化。
⇒ 为了在手机实装时,降低噪音、争取让铃音(2.5~2.7kHz)在2、3次高谐波,一般将共振 设定在7~8kHz。
若开孔面积过小、孔内的空气阻抗就会变大,音压就会衰减(参照下图特性)。
容積V
面積S
SPL[dB]
120 110 100
90 80 70 60
100
φ14扬声器开口面积变化时的频率特性变化(3cc、0.2W/0.1m)
面積可変φ1~8 3cc
1000
Frequnecy[Hz]
10000
φ1.0 φ2.0 φ3.0 φ4.0 φ5.0 φ6.0 φ7.0 φ8.0
扬声器的工作原理是在用磁铁构成的磁气回路里内置的音圈流过的电流、产生 上下方向的驱动力,使振动板振动由此使空气振动来出音。
顶板
防护罩
音圈
后盖
磁铁 振动板
制动布
<各元件的名称及作用> 1)振动板:使空气振动的振动板(塑料薄膜) 2)防护罩:保护振动板(金属材料) 3)顶 板:将磁力线集中在音圈周围的金属板 4)音 圈:在电流通过时产生驱动力的线圈 5)后 盖:将磁力线集中在音圈周围的金属板
Ⅰ) 应用举例(Panasonic SD-Jukebox)
房间的面积
small
30°
HRTF
30°
RTF
medium large
设置条件、效果设定
Ⅱ) 为了更理想的再生立体音场,扬声器特性及配置应注意点
倾斜和从左右扬声器进入耳 朵的声音路长差变长
尽可能实装在特性稳定的BOX中。
扬声器必要使用共振少的(相差转动少的)单品。
SPL[dB]
120 110 100
90 80 70 60
100
φ14扬声器背面容积変化时的频率特性変化(0.2W/0.1m)
容積可 変
1000 0.5cc
Frequnecy[Hz]
10000
1cc 3cc 5cc 45cc
100000
Ⅱ- 2)背面容积和 Fo 的变化
由于φ14,16,18扬声器容积変化Fo変化的数据 (扬声器的Fo为800Hz)
手机终端扬声器的实装方法
BMCOM Speaker Eng.
<目 录>
1)扬声器的原理・构造 2)扬声器的代表特性及参数 3)手机实装时的特性变化 ・漏音低频特性 ・背面容积及低频特性 ・安装孔面积及高频特性 4)立体声扬声器的配置 5)立体音场重现
1)扬声器的原理・构造
密密閉封B盒OX
手携机帯终電話端 50
40
100
1000
10000
100000
周波数 [Hz]
密封盒腔与手机的特性比较
(商用终端整机的漏气状態)
实验中和实机中漏气 有相同的特性
密封BOX是理想状态
Ⅱ- 1)背面容积和 Fo 的变化
如下图所示:扬声器是配置在密封的空间中使用、由与背面空间容量给特性变化。虽然振 动板表现出弹片模样的振动、但若背面空间容量小,由于空气压力的伸缩、会使Fo(最低共振 频率)上升、低音无法出来。 ⇒ 手机用途的电动式扬声器,最理想的是背面空间在3cc以上。下图为φ16mm扬声器的背面 容量变化数据。 由于背面容量变小,低音重现就变0 2500
・容积和Fo的关系如下图表所示:3cc以下的时候 突然变化很大。 ⇒容积3cc时为重要背景 (3cc时勉强在1kHz的再生帯域)
Foc[Hz]
2000
1500
1000
500
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Cavity[cc]
φ14ス扬ピ声ー器カ
φ16ス扬ピ声ー器カ
2)F h(高域限界周波数): 表示高域再生能力 (Hz)
3)S P L(音压)
: 表示声音的大小 (dB)
3)手机实装时的特性变化
Ⅰ- 1)扬声器背面密封的必要性 通常扬声器的背面都有密封。从扬声器振动板上面产生的声波和其下面产生的声波的相差
为180度。因此若不遮断其上下声波就会由于相差干扰而使声音消失。特别是波长长的低 频是很显著的。因此理想的方法是完全遮断背面声波,使其不再有相差干扰。 ⇒ 手机实装时、若前盖后盖的卡合部或转轴等其他连接部有间隙,背面声波就会漏音、尤 其是波长长的低音会消失、低音质感也会耗损。
在干扰 部分声 音消失
密封盒
音圧 [dB] 音圧 [dB]
Ⅰ- 2)扬声器背面密封的必要性
110
100
90
80
70
60
密密閉封B盒OX
50
L漏ea气k-B盒OX
40 100
1000
10000
周波数 [Hz]
100000
密封盒腔与漏气盒腔的特性比较 (故意做漏气状态的音腔)
110
100
90
80
70
60