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电动式扬声器的工作原理及分类结构图

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发表于 2019-5-6 16:55:52 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
  扬声器俗称喇叭,是一种将电信号转换成声音的电声器件。我们常用的?#21482;?#30005;话、多媒体电脑、电视机、扩音机、收音机、电子门铃等,都是最后通过扬声器把音频电信号变成声音来实现“讲话”或“唱歌”功能的。可见,扬声器是一切电声设备的“喉舌?#34180;?#21069;面我们已讲过,话筒的作用?#21069;?#22768;音转换成为相应的电信号,?#21592;?#29992;电子放大器来放大。而扬声器的作用恰好相反,它?#21069;?#30005;子放大器放大了的电信号转换成声音。话筒和扬声器均属于电声器件。

  扬声器种类较多,按其换能机理和结构不同划分,有电动(动圈)式、电磁(舌簧)式、压电(晶体或陶瓷)式、静电(电容)式、电离子式和气动式扬声器等。电动式扬声器?#27493;?#21160;圈式扬声器、电动式喇叭,它具有电声?#38405;?#22909;、结构牢固、成本低等优点,是目前应用最多的一种扬声器,

  结构及原理

  电动式扬声器的内部结构如图24-1所示,它主要由纸盆、音圈、定心支片构成的振动?#20302;常?#30913;铁(钢)及软铁体等构成的磁路?#20302;?#21644;盆架、接线端、?#36129;摺?#38450;尘罩等构成的辅助?#20302;?部分组成。音圈是用漆包线绕在一个纸筒上的线圈,通常只有几十圈,用一定频率(如100Hz. 400Hz或1kHz)下的阻?#36129;?#31034;,一般在3- 32Ω。音圈的引出线平贴着纸盆,并用胶水粘在纸盆上,以免扬声器工作时纸盆振动使音圈松散。为了使音圈保持在中心位置不与铁芯相碰,在音圈和纸盆连接的地方还加上了一个定心支片(又称音圈簧片),它还有助于纸盆的弹性。

  电动式扬声器结构图

  电动式扬声器按所用磁性材料形状和磁路结构的不同,分外磁式和内磁式两种。外磁式扬声器的结构如图24-1 (a)所示,它的磁性材料采用?#19981;?#24418;磁铁,外部由软铁板压制而成。软铁芯柱和外面的软铁板构成稳定的磁场回路,由于磁铁是?#19981;?#24418;的,它本身就构成了外磁路,故称外磁式扬声器。?#19981;?#24418;磁铁大多采用钡(锶)铁氧体制成,其体积大,重量?#27493;现兀?#22240;磁体是外露的,?#30001;?#30913;场大,对外界有一定影响,但它的生产成本低,价格也便宜,使用比较广泛,这种外磁式扬声器只适用于一般不考虑磁路?#30001;?#30913;场对周围元器件等构成影响的场合,如普通收音机、外接音箱等装置。

  内磁式扬声器的结构如图24-1( b)所示。它采用圆柱形磁钢(铁),其位置处于软铁壳构成的外磁路内部,故称内磁式扬声器。由于磁性材料被软铁壳封闭了起来,对外无?#30001;?#30913;场形成,所以?#25442;?#23545;周围电路产生影响。这种扬声器的磁性材料大多采用铝、镍、钴的合金制成(少数也有采用铁氧体的),其体积小、重量轻,对外界无磁场干扰,但生产成本较

  高,价格稍贵。内磁式扬声器适用于无?#30001;?#30913;场要求的场合,如多媒体电脑、彩色电视机、检测仪器等。

  无论是外磁式还是内磁式电动扬声器,它们均是根据通有电流的导体在磁场中受力而运动的原理制成的,其工作原理如图24-2所示。?#24065;?#22280;中通有音频信号电流时,在固有磁场的作用下,音圈将随着信号电流的?#36739;?#21464;化而改变运动?#36739;潁?#25289;入或推出),并随着信号电流的强弱变化而改变运动幅度,音圈的运动带动纸盆同步振动,并激起周围空气的振动,使附近的人耳接受到相应的声波?#33455;酰?#20174;而听到声音。由于电动式扬声器在发音时,纸盆是通过不断运动着的音圈带动而产生振动的,所以这种扬声器也被称为动圈式扬声器。

  电动式扬声器的工作原理图

  外形和种类

  常用电动式扬声器的外形及分类如图24-3所示。电动式扬声器的种类很多,按照体积和形状不同,可分为微?#32479;?#34180;、微型、小型(小口径)、中型、大型(大口径)数种?#35805;?#29031;纸盆形状不同,可分为圆形和椭圆形两大类?#35805;?#29031;磁性材料形状不同,可分为外磁式和内磁式(其结构详见图24-1)两种?#35805;?#29031;声波辐射方式不同,又可分为直射式(纸盆式)和反射式(号筒式)。

  另外,如果按照工作频率范围的不同区分,有高音(2 - 20kHz)、中音( 500Hz - 5kHz)、低音(20Hz - 3kHz)和全频带(20Hz - 20kHz)扬声器?#35805;?#29031;磁场供给方式不同区分,有?#26469;?#24335;和励磁式扬声器?#35805;湊找?#22280;阻抗不同区分,有低阻抗和高阻抗扬声器?#35805;?#29031;纸盆结构?#31570;?#26009;不同区分,有普通单纸盆(包括?#27493;?#32440;盆、纸基羊毛盆、紧压制盆等)、双纸盆、防弹布盆、羊毛编织盆、PP(聚丙烯)盆、尼龙边盆、橡皮边盆、硬球顶扬声器等。

  电动式扬声器的分类

  主要?#38382;?br />
  电动式扬声器主要有以下8项重要?#38382;?#38656;在选用时予以关注。

  ①外形尺寸。圆形扬声器的标称尺寸通常用产?#25918;?#26550;的最大?#26412;?#26469;表示,椭圆形扬声器的标称尺寸则用椭圆盆架的长、短轴来表示。尺寸单位用mm(毫米)或cm(厘米)表示,习惯上还经常用英寸( in)表示,1英寸等于25.4mm。例如,我们平时所说的2.5英寸扬声器,它的盆架外径标称为65mm;4英寸×6英寸扬声器的盆架尺寸标称为100mm×160mm。

  ②额定功率。这是指扬声器在规定的无明显发声失真的条件下,长时间连续工作时所允许输入的最大电功率(注意不是指扬声器所能够产生的声功率),其单位为“W(瓦)”或“VA(伏安)?#34180;?#24120;用扬声器的额定功率有O.1W、0.25W、0.5W、1W、3W、5w、

  10W-扬声器?#23548;?#33021;承受的最大功率要大于额定功率1-3倍,为了获?#23186;?#22909;的音质,应让扬声器的?#23548;?#36755;入功率小于额定功率。当扬声器长时间、大幅度超过其额定功率工作时,有可能使音圈发热变形,甚至振裂纸盆和烧毁音圈。

  ③标称阻抗。这是指扬声器工作时输入的信号电压与流过的信号电流之比值,单位为“Ω?#34180;?#26631;称阻抗?#23548;?#19978;是指让扬声器发声时的交流阻抗,它随测试频率的不同而不同,在数值上约为音圈直流电阻值的1.2 -1.3倍。常用扬声器的标称阻抗有4Ω、8Ω、16Ω等,在应用时阻抗值只有与功放电路的输出阻抗相等,才能使扬声器发挥出最佳效能。

  ④频率范围。又叫频率响应,这是指输出声?#36129;?#21270;幅度在一定的允许范围内(一般为-3dB)时,扬声器的有效工作频率范围,它反映了扬声器转换一定范围内频率电信号的能力。扬声器的频率范围与其结构和纸盆材料等有关,在一般应用场合应选用全频或中音扬声器,在高保真放音?#20302;?#21017;应按?#25214;?#27714;选用组合的高、中、低音扬声器。

  ⑤谐振频率。也称共振频率(简称fo),这是指扬声器有效频率范围的下限值,谐振频率越低,扬声器的低音越好。重低音扬声器的谐振频率多为20 - 30Hz,

  ⑥灵敏度。也称特性灵敏度,这是反映扬声器“电一声”转换效率的?#38382;?#26159;指给扬声器输入1kHz、1W(或O.1W)的音频信号时,在其正前方1m处所测得的平均声压大小,单位为“dB?#34180;?#28789;敏度越高,说明扬声器的“电声”转换效率越高,发声也?#36739;?#20142;。

  ⑦失真度。这主要是指谐波失真,一般扬声器失真度小于7%,高保真扬声器失真度小于1%,

  ⑧指向性。这是指在扬声器前?#35762;?#21516;?#36739;?#19978;所测量出的灵敏度的差别,是反映扬声器声音辐射?#36739;?#30340;?#38382;?#25196;声器的指向性越强,就意味着发出的声音越集中。,频率越高指向性越弱,纸盆越大指向性越强。在纸盆口?#24230;?#23450;后。指向性由纸盆的形状决定,纸盆越深,指向性越好。在不同的使用场合,对扬声器指向性的要求是不同的。

  型号命名

  常见国产电动式扬声器的型号命名格式和含义如图24-4( a)所示,其字母“Y”表示扬声器,后面的第1个空格位置是单或双字母,表示扬声器的类型,其中“D”表示电动圆形,“DT”表示电动椭圆形,  “DG”表示电动高音;第2个空格位置用字母或数字表示扬声器的额定功率或口径等特征?#38382;?#26368;后面的空格位置用数字表?#38745;?#21697;序号。例如:型号YD3-25,表示这是额定功率为3W( 3VA)、序号为25的电动式扬声器;型号YDG50-1,表示这是口径为50mm、序号为1的电动式高音扬声器。

  新型国产电动式扬声器的命名与上面稍有不同,其命名格式和含义如图24-4 (b)所示。字母“YD”表示电动式扬声器,后面的第1个空格位置是字母或数字,表示扬声器的重放频带或口径,其中“D”表示低音,“Z”表示中音,  “G”表示高音,“QZ”表示球顶中音, “QG”表示球顶高音,“HG”表示号筒高音,“130”表示130mm,  “140”表示140mm,  “166”表示166mm,  “176”表示176mm,  “200”表示200mm,  “206”表示206mm……第2个空格位置用数?#21482;?#25968;字与字母混合表?#38745;?#21697;序号。例如:型号YD200-1A,表示这是口径为200mm、序号为1A的电动式扬声器;型号YDQGl-6,表示这是一个序号为1-6的电动式球顶高音扬声器。

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