扬声器基础知识介绍

直接辐射式扬声器 间接辐射式扬声器 海尔式 电动式 电磁式 静电式 压电式 离子式 气动式 全频带扬声器 按振膜形状 分类
B
按工作原理 分类
E
按外形结构 分类
C
按重放频带 宽度分类
低频扬声器 中频扬声器 高频扬声器
F
按用途分类
高保真扬声器 监听扬声器 扩声用扬声器 乐器用扬声器 电视收音录音用扬声器 报警用扬声器 水中用扬声器 船舶用扬声器 汽车用扬声器
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我们知道，载流导体在磁场中将受到磁场力的作用，假设我 们将一根载流导线放在均匀磁场中，导线的方向与磁场中的 磁力线方向垂直，由于磁场中的磁力线方向始终从N极指向S 极，当导线中电流的方向自我们流向书本时，根据右手定则， 载流导线产生的磁力线方向为顺时针方向。载流导线所产生 的磁力线方向在导线上侧与均匀磁场中磁力线的方向相同， 从而使总的磁力线变密；载流导线所产生的磁力线方向在导 线下侧与均匀磁场中的磁力线方向相反，造成部分磁力线相 互抵消，从而使总的磁力线变疏；由于导线上侧磁力线密度 高于导线下侧磁力线密度，因此，载流导线在这个均匀磁场 中将受到一个向下的作用力，当导线中电流的方向改变时该 载流导线在均匀磁场中受到的力也相应改变，这就是我们常 说的法拉第定律，目前广泛使用的电动式扬声器就是根据这 个原理制成的。
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额定噪声功率测试图
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• 2 、最大輸入功率是指喇叭所能承受的最大 功率，一個揚聲器在某一瞬間所能承受的最 大功率，一個揚聲器在某一瞬間所能承受的 峰值功率，稱為最大功率或峰值功率。亦即 突然輸入時間極短（一般為幾個周波）的正 弦波信號而不損壞揚聲器的最大輸入電功率。 一般揚聲器能承受的最大輸入功率約為標稱 功率的1.2-1.5倍。 要獲得好的音質，輸入給揚聲器的平均電功 率應小於揚音器的標稱功率。 物理公式：P=UI=U2/R=W/t
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电动式外磁扬声器结构图
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电动式内磁扬声器结构图
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■內磁外磁之特點 ◆內磁結構 ※設計較小之体積,且可獲得較大磁力強度(Br..1~1.4T); ※受溫度影響很大,即溫度系數很低; ※本身具有防磁功能; ※因体積設計小,產品適應於筆記本電腦、LCD MONITOR等 .
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用量最广电动式扬声器
电动式扬声器实际上是一种电－力－声能量转按器。当音频 信号电流流经扬声器的音圈时，音圈中音频电流产生的交变 磁场与永久磁体产生的强恒磁场相互作用使音圈发生机械振 动，即将电能转换成了机械能，而音圈的上下振动则带动振 膜，使周围的空气出现相应振动，将机械能再转换成声能， 电动式扬声器具有结构简单、频响宽和失真小的特点，因此 在扬声器系统中应用最为广泛。目前市场上电动式扬声器的 品种很多，有些扬声器的外形虽然十分相似，但由于其中某 些零部件材料的不同，常常会使它们之间的性能指标出现很 大的差异，价格也相差很大。早期生产的高频扬声器基本上 都是些纸盆高频扬声器，后来相继出现了性能优异的球顶高 频扬声器和平板高频扬声器，近年来又出现了带式高频扬声 器。最早的低频扬声器几乎全部是纸盆扬声器，虽然目前大 部分的低频扬声器仍使用纸盆，但现在的纸盆在材料和制作 工艺已经有了很大的改进，纸盆的材料中添加了一些长纤维 物质，使纸盆扬声器的整体性能有了明显的提高。
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扬声器的阻抗测试图
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扬声器的阻抗曲线
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• （二）最低共振周波數或諧振頻率（FO） 是指揚聲器從低音域開始振動時，振動板 最強烈振動所在點對應的頻率，在測量揚 聲器單元阻抗特性時，阻抗曲線上阻抗值 第一次達到最大值時（即Zmax）所對應 的頻率稱為該揚聲器單元的諧振頻率或共 振頻率，簡稱FO。 共振：即策動力的頻率與振動物體的固有頻 率相等時，振動物體的振幅最大，此種現 象稱為共振。 • 頻率： 聲源每秒振動的次數稱為頻率。單 位是HZ。
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（一）阻抗（Impedance①〃揚聲器單元的阻抗包括直流阻抗（DCR/Re） 和交流阻抗（ACR） a〃指直流阻抗：即DCR（Re），不受頻率的影響（靜態）。亦即音圈線的 阻抗。它在阻抗特性上表現為一條直線。 b〃交流阻抗：即ACR，是指經過頻率測定之公稱阻抗或叫額定阻抗（動 態）。
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• 失真（Distortion） 亦稱高調波歪率。從揚聲器輻射出去的聲音，理應只 有所加信號的重現，但實際上輻射出來的聲音中除基頻 信號聲外，還有其他頻率的聲音出現，使聲音聽起來有 異常的感覺，這種現象叫失真。 失真率一定要定量的音壓輸出作比較才能正確，但則 以不超過5%為准。失真率=多餘成分/純音× 100%。 失真主要起因於驅動力（磁束分佈不平的電流變形，輸 入超過額定輸入功率）、支援部分（彈波與振動板的凸 緣部分）、振動板活塞運動與分割運動等三個重要原因。
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• 實效周波數帶域（Efeective Frequency Band） 實效周波數帶域又叫實效頻寬或有效頻寬， 就是頻率回應的有效範圍，通常是從低音諧 振Fo到高音域的有效部分。按照日本工業標 準（JIS）規定，從Fo到中頻段，平均聲壓 級向高頻段延伸並下降10dB處的頻率止， 這個頻率定義為揚聲器的有效重放頻率範圍。 通常簡稱重放頻率範圍。也有人把-10 dB處 水平線與頻響曲線兩個交點間的頻率範圍叫 做有效頻寬。
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• 綜合一下有三點：
①最強烈的振動對應頻率點 ②低音重放下限頻率點 ③阻抗曲線峰值對應頻率點 • 出力音壓（SPL） 英文：Output Sound Pressure Level，是指輸出 音壓基準，又叫效率或靈敏度或聲壓級。 日本國家標準（JIS）規定揚聲器的出力音壓是指在指 定的頻帶或功率上，饋給揚聲器1W的輸入功率，在參 考軸上距離參考點1m處的聲壓極的平均值，通常取頻 率特性曲線上的4個點的平均值，用dB表示。出力音壓 反映的是聲音的大小，與音質的好壞沒有必然聯繫
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• 揚聲器單元的阻抗特性是指將電信號加到 揚聲器輸入端子，如果在保持輸入電壓怛 定不變的條件下，變更信號頻率，揚聲器 的輸入阻抗會有很大的變化，在圖表上表 現為一條曲線。如下圖表。把曲線上高於 Fo（最低共振頻率）時的最小阻抗值定義 為揚聲器的公稱阻抗（標準阻抗），單位 為Ω。公稱阻抗公差一般為± 15%，稍嚴一 點為± 5～10%。。
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扬声器的音压曲线
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正弦信号法测试频响曲线
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要理解SPL，我們首先來學習一下聲音。聲音 是由機械振動產生的。當一物體振動時，會激 勵它周圍的媒質發生振動。如媒質具有壓縮性， 則在媒質的相互作用下，周圍的媒質就會產生 交替的壓縮和膨脹，並且逐漸向外傳播。因此 凡具有彈性的物質，如水，氣體、鋼鐵、混凝 土等彈性物質，都能傳播聲波。並且媒質密度 越大聲波速度越快。聲音有強弱之分，聲能量 有大小之別。声音有强弱之分，声能量有大小 之别，下面我们从物理上定量地来描述声音。
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揚聲器的参数介绍 揚聲器，從字面上理解，揚：揚出、發出之意；聲：指聲 音；器：器件，合起來即發出聲音的器件。但大家都知道， 揚聲器本身並不能發音，它是在給它通以信號電流的時候 才會將電流信號轉換出聲信號的，因此它是通過能量轉換 來實現的，所以揚聲器是指將電信號轉換成聲音信號的電 聲換能器。揚聲器能量變換的保真度如何，由揚聲器的性 能好壞來決定，表示揚聲器性能好壞的量叫特性參數，在 後面會著重介紹。
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• 定格入力與最大入力 英文：Peted Power Input Max Power Input 1 、定格入力亦稱標準額定輸入功率，就是指揚聲器 的額定承受標準功率，是指揚聲器能保證長時間連續工 作而不產生明顯失真的輸入平均功率，又稱額定功率。 揚聲器工作于額定功率時，音圈不會產生過熱及機械振 動超載現象，發出聲音沒有明顯失真，在實際音樂信號 中，峰值脈衝功率會超出額定功率很多倍（3~10倍）， 由於脈衝持續時間很短，不會損壞揚聲器，但要得到好 的音質，必須使這些峰值脈衝不出現失真，因此揚聲器 必須留有充分的功率餘量。在畸變試驗和連續負載試驗 中，都有依擬此項額定輸入功率為基準來進行了。
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揚聲器之工作原理
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电动式扬声器主要由磁体，上下夹板、极芯、音圈和振膜等 部件组成，图中磁体位于上下夹板之间，它的作用是产生一 个均匀磁场。上下夹板和极芯组成一个磁回路，上夹板和板 芯之间有一个很小的气隙音圈，通常我们称之为磁气隙。圆 筒形的扬声器音圈悬挂在磁气隙之间，它的一端与锥盆刚性 连接。磁体有两个固定的S、N极，我们假设图中磁体与上夹 板接触的一侧为S极，与下夹板接触的一侧为N极，那么，在 磁体的作用下，图中极芯和上夹板之间的磁气隙中便产生一 个均匀磁场，磁场中磁力线的方向由N极出发流向S极，即由 极芯指向上夹板。当音频电流流入扬声器音圈时，假设某一 瞬间音圈中音频电流的方向是自我们流入书本。根据弗来明 左手定律，将左手手掌朝向N极，使伸直的四指指向与电流 方向相同，那么，与四指垂直的拇指方向即为音圈的运动方 向，即这时扬声器音圈受到个向下的力F。当音频电流的方向 改变时，音圈的受力方向也发生相应变化。这个力F的大小与 音圈中流过的电流I、磁气隙中的磁感应密度B和音圈线圈的 等效总长度，成正比。即： f=b*l*i
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扬声器的作用 我们生活在充满各种声音的世界里。人们相互交谈 声、各种乐器的演奏声、工厂里机器的轰鸣声以及 马路上人来人往的喧闹声等，无论你愿意与否，每 时每刻都将听到。任何一种声音都是由物体的振动 产生的，物体的振动使周围的空气的传播媒介发生 相应的疏密变化，空气的这种疏密变化传到人的耳 朵就会使耳朵里的鼓膜发生相应的振动，从而使我 们可以利用传声器（即我们平常所说的话筒）将需 要的传颂的各种声音转变成微弱的电信号，然后通 过功率放大器将这些微弱的电信号放大至具有足够 功率的电信号，最后使用一种称为扬声器的器件将 放大器输出的电信号还原成原来的声音。例如大型 演出厅为为了使后排观众也能清晰地聆听到舞台月 对各种乐器的演奏，通常都在演出厅的不同位置悬 挂一定数量的音箱，尽量保证演出厅里每个座位上 的观众都能得到相同的听觉感。
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扬声器磁气隙中的磁感应密度口和音圈线圈的等效 总长度l在扬声器设计制造过程中一经确定即成为常 数，因此，当音频信号电流经过扬声器音圈时，音 圈将受到一个与音频信号电流i成正比的力，由于扬 声器音圈与锥盆刚性地连接在一起。当音圈在磁气 隙中随音频电流方向的不断改变而上下振动时，扬 声器锥盆将随着音圈的上下振动而振动，锥盆振动 的快慢与输入的音频电流的频率有关，锥盆振动的 幅度却与输入的音频电流的强弱有关。锥盆振动时 激发周围的空气发生同样的振动，形成声波，声波 传人的耳就形成我们平时所听到的声音。
众家兴业股份有限公司（台湾） 东莞正阳电子有限公司 苏州东立电子有限公司 扬声器基础知识介绍
讲解人：顾代猛
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音 响 链
节目源 的制造
放声设备
扬声器 及系统
电源及系统 间连接
周边设备
听众构成
听音环境
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扬
A
按辐射方式 分类
声
器
D
的
分
类
锥+圆形扬声器 锥+椭圆形扬声器 球顶扬声器 带形扬声器 平板扬声器 圆形扬声器 椭圆形扬声器 号筒形扬声器 平板形扬声器
◆外磁結構 ※磁回体積設計可不受限制,方可獲得較大磁力強度; ※溫度系數較高; ※要有特別設計才有防磁功能; ※因体積設計大,產品適應於大口徑之揚聲器.
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我们已经知道，声音是由物体的振动产生的。当我们打开 功放和CD唱机的电源，播放一段美妙动听的乐曲时，如果我 们用手轻轻地摸下扬声器的锥盆，就会感觉到扬声器发声时 它的锥盆在前后振动。那么，扬声器足如何将输入扬声器的 音频电流转换成锥盆的振动，从而发出我们所听到的声音呢？ 这就涉及到一个如何将电信号转换成声信号的问题，要达到 这个目的，关键在于如何将输入扬声器的电信号转换成振膜 的机械振动。