你不得不知道的喇叭基础知识
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你不得不知道的喇叭基础知识(珍藏版)
2015/11/5 11:04:28 来源:艾维音响网
[提要]你不得不知道的喇叭基础知识(珍藏版)
艾维音响网你不得不知道的喇叭基础知识(珍藏版)
基本架构
A.工作原理
音圈的驱动力 F=Bli
B-磁间隙中的磁场强度,单位为韦伯/米2。l--音圈导线(铜线)的长度,单位为米。
i--流过音圈的电流,单位为安培。
这是喇叭驱动的公式。
下面请看图解:
基础知识
Fo( Lowest resonant frequency;最低共振频率) =
Mo = 振动系的重量;包括鼓纸(振膜)、音圈、弹波的附加、防尘盖、胶。
So = 振动系的柔顺性;包括鼓纸(含鼓纸的边缘Edge)、弹波。
测Fo值是在【自由音场】下测得,在我们实际的量测时,务必注意喇叭的前后不可有障碍物挡住,而影响气流的流动,否则所得的值就不正确了。
比较正确的测试方式为用阻抗曲线测出的值,较准确。通常测定Fo的电压为1V,但我们会碰上喇叭的功率不足1V的情形,在这种情况下,我们会改用0.5V测,但必须载明于规格书上。
测试的电压愈高,所测得Fo的值会愈低,所以必须要定出一个共同的规范。
Q值:代表在谐振点Fo的谐振质量因素
Q值,和电子电路的Q值定义一样,可以从阻抗曲线上来求得。Q愈高表示曲线愈尖锐,以振动的现象来说,是振动不易停止,所以听起来,低音会变得浑浊。
但在小喇叭的情况来说,因为低音都不易做好,所以Q值都高一些。
Q质的最大用处在于设计音箱时,音箱设计的着手点都从Q开始。当然我们也可以透过其它方法来调整Q值。
响应曲线
喇叭对于(输入)不同频率的电讯号,所产生音压的大小。通常将X轴设定为频率;对数刻度,Y轴为音压;线性刻度。主要作为判断一支喇叭好坏的重要依据,理想的曲线为一条直线,就是对任意频率输入的电讯号喇叭响应为一致的输出。
音压(db Decibel):
定义为 db = 20 log
压力的单位为 Newton / m2
2 x 10 Newton / m (或 2 x 10 Dyne / cm ) 是人耳能听到的最低界限,我们拿来当音压位准(0 db)。
注意:db是一个比较值,不是单位,所以我们可以改变【位准、或参考值】的值来从新定义db。常用的位准值如1 伏(V),称为dbV (常用在麦克风的感度上)。另外以600瓯姆消耗1mW的功率(相当0.7745 V)为参考位准值的,我们称为dbm (m : mW)。
频率:每秒钟振动的次数,单位为 Hz (Hertz)。惯称 K (Kilo = 10 ) 、M (Mega = 10 ) Hz。
有效频率范围: Fo ~ (Average SPL - 10db)。这是JIS、CNS规范的标准。
中音谷:在1000 ~ 3000 Hz的中音范围,当一个讯号送到鼓纸的固定边,反弹回来,恰好碰上后来赶上来的讯号,产生一个抵消的作用,在曲线上会有一个下跌的山谷形状,这叫中音谷,是我们工程师努力要解决的工程问题。
在鼓纸折环(锥缘或叫Edge)利用不产生反弹的形状、能吸收振动的材质、涂怖吸震的胶等为有效解决此问题的对策。
失真
当喇叭收到一个纯音的电讯号,鼓纸相应的震动并非如预期的只产生该讯号的震动,会有它一倍、二倍频率或1/2倍、1/4倍….等等的震动,这些震动产生的声音,我们称为【谐波Harmonic】。
失真 = x 100%
P : 基本波、P :二次谐波….P :n次谐波
把谐波的总能量和全部能量之比,我们称为失真,也惯称为THD (Total Harmonic Distortion)。
增加鼓纸本体的钢性、均匀的驱动力,可以减少失真的现象。
功率
没有仪器能一下就测定出喇叭的承受功率是多少,通常的方式都是用寿命试验来决定。
详细关于喇叭的寿命试验,请参照【喇叭的寿命试验】有详细的说明。
功率大并不表示声音就大,详细的关系参照它项说明。注意【功率】和【效率】意义上的不同。
功率:是指以电的讯号送给喇叭,消耗在喇叭上的电功率。
效率:喇叭是一个换能器件,将电能转换为声能,效率是指这个转换的比值。简单的指标参数就是db/W M。
喇叭效率都不高,依我们现生产的产大概都不超过10%,其它的能量大部分都转换成热能和动能了。
正常功率(Normal):是指长时间工作没有问题的功率。
最大功率(Maximum):短时间,非连续性,喇叭还能正常工作的功率。
功率、距离和音压的关系
Sc (SPL换算值) = (SPL测试值) + 20 - 10、:分别为测试距离、计算距离、: 测试功率、计算功率
注:如原以0.2W、0.5M测得SPL为80db,现功率不变,距离改以1M测,则,
80+20Log(0.5/1)-10Log(0.2/0.2) = 74 db.
如原以0.2W、0.5M测得SPL为80db,现距离不变,功率以0.4W测,将得,
80+20Log(0.5/0.5)-10Log(0.2/0.4) = 83 db.
整理出功率、距离和音压的关系如下:
极性
以电池加在喇叭标示的正端,鼓纸是向前推出;在双声道以上的设备里,对极性的要求就很严谨。
环境试验
包括:高温、低温、高湿、冷热循环、冷热冲击;震动、落下;盐雾。
各零件功能及材料
a.框体
塑料:ABS、ABS+GF、PBT+GF、ABS+PC等。ABS+GF为塑料合金可以改善物性。加FG (Fiber Glass)改善钢性及耐热性。
铁材:以低碳的铁材冲压而成,碳会增加磁阻,不利于导磁性。理想的喇叭框体材料是,轭铁部分良好的导磁,框体部分不导磁,磁力线才不至于分散。
b.端子板
用冲剪纤维板后铆上铆钉而成。主要做为讯号引入的端点。
印刷电路板(纸质板或玻璃纤维板上贴铜箔)蚀刻出接点。
c.棉丝线
以铜箔围着纤维纱卷绕而成。功能在提供一个缓冲的空间,音圈的震动不会直接传递到端子的固定点,否则此引线会因拉扯而断裂。纱也以耐热性及耐疲劳度而分等级。
铜箔可以分一股(一片铜箔)、两股…等卷绕,依须要是否镀上锡等。
d.垫片
主要用来垫高喇叭和机壳间的距离,以免鼓纸碰撞了机壳。其它还有减震、防止漏气、防水等功用。
材质有纸、EVA、CR、橡胶等,设计要考虑不能碰触鼓纸的边缘,可能使喇叭的Fo增加,失去原始设计的值。
e.轭铁、华司
做为磁气回路的一部分,必须尽量的减少磁阻,磁饱和系数大,防锈良好。和框体的铁料一样。