扬声器(1)

电声元件是将电信号转换为声音信号或将声音信号转换成电信号的换能元件。扬声器和耳机就是将电信号转换成声频信号的电声元件;而传声器(话筒)则是可将声音信号转换成电信号的电声元件。电声元件在收音机,收录机,扩音机,电视机,计算机,电话机,测量仪器等各种电子电器设备中的应用十分广泛。电声元件的种类很多,本章主要介绍几种最为常用的电声器件。

扬声器的识别与检测

扬声器的特性及种类

扬声器又称喇叭,是一种电声转换器件,它将模拟的话音电信号转化成声波。是收音机,录音机,音响设备中的重要元件,它的质量优劣直接影响音质和音响效果。扬声器在电路中用下图所示符号表示,代表字母为B或BL。

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扬声器的品种很多,主要有以下几种。

电动(动圈)扬声器

电动扬声器又称动圈扬声器,在电视机,收音机中应用十分广泛,它按其所采用的磁性材料来分,有永磁(铝镍钴合金)的和恒磁(钡铁氧体)的两种。永磁式扬声器银磁铁可以做得小,所以常安装在内部,又称为内磁式。它的特点是漏磁小,体积小,但价格稍贵。恒磁式扬声器旺旺要求磁体体积比较大,所以安装在外部,又称为外磁式。此种扬声器特点是漏磁大,体积大,但价格便宜。常用于普通收音机。电动式扬声器由纸盆,音圈,音圈支架,磁铁,盆架灯组成,如下图所示。当音频电流通过音圈时,音圈产生随音频电流而变化的磁场,这一变化磁场与永久磁铁的磁场发生相吸或相斥作用,导致音圈产生机械振动,并且带动纸盆振动,从而发出声音。

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纸盆扬声器

纸盆扬声器是电动扬声器的典型结构之一。它是由振动系统,磁路系统和辅助系统三部分组成的。振动系统包括锥形纸盆,音圈和定心支片等;磁路系统包括永磁磁体,导磁板灯;辅助系统包括盆架,接线板,压边和防尘盖灯。现在生产的双纸盆扬声器将高,低音扬声器做在一起,大,小纸盆形成一个整体一起发生,因此频响宽,效果较好。双纸盆扬声器的外形如下图8-3所示。

号筒式扬声器

号筒式扬声器通常是应用电动原理制成的,它由振动系统(高音头)和号筒两部分构成。振动系统与电动纸盆扬声器相似,不同的是它的振膜为一球顶形膜片,而非纸盆。振膜的振动通过号筒与空气耦合而辐射声波。这类扬声器效率高,音量大,因而俗称高音喇叭。它适合室外及广场使用。但频率范围窄,单个使用音质较差。号筒式扬声器的外形如下图8-4所示。

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橡皮边扬声器

橡皮边扬声器是在纸盆扬声器的基础上发展起来的。它的折环是用橡皮制成的,目前也有用其他材料的。它的共振频率较一般扬声器要低的多。因此常用作组合扬声器低音单元,尤其用在封闭箱中,可以使体积较小的箱子重放较低的频率。这种扬声器失真较小,瞬态特性亦较好,但效率较低。橡皮边扬声器的外形如下图8-5所示。

舌簧扬声器

舌簧扬声器是应用电磁原理做成的扬声器,属于永磁扬声器的一种。主要由永久磁铁,线圈,衔铁(舌簧)构成。衔铁位于线圈内,并与纸盆相连接。利用纸盆的吸引力和排斥力,以衔铁做没接,带动纸盆,把声波辐射到空间去。这种扬声器阻抗高,灵敏度高,工艺简便,但频率范围窄,目前已很少使用。舌簧扬声器的外形如下图8-6所示。

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球顶形扬声器

球顶形扬声器是比较常见的高音扬声器,其外形如图8-7所示,由于它用音膜直接发音,使高音更加清晰洪亮。

静电扬声器

静电扬声器又名电容扬声器,是应用静电场产生机械力的原理做成的扬声器。它是有一个固定点击和一个可动电极形成的电容器构成的,在两个电极间需要加一个固定直流电压(即极化电压),使之产生一个固定静电场。当声频电压加到两电极上时,由于其间所产生的交变电场与固定静电场发生相互作用,则电极间有一个与声频电压相应的交变力,使可动电极随之振动,与空气耦合而辐射声波。可动电极一般是在塑料薄膜上喷镀一层导电金属制成。现在已经出现了省去极化电源二用薄膜驻极体做成的静电扬声器。

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离子扬声器

离子扬声器是用声频调制的高频信号,在一个特殊的装置里使空气电离,电离的强度随声频信号而改变,使空气发生相应的膨胀和压缩,使设在装置中的喇叭喉部产生声波,由喇叭耦合辐射到空气中去。这类扬声器高频性能优良,失真小,但低频性能差,而且结构复杂,需要使用高压高频源,调制器和屏蔽等装置,故应用受到限制。

组合扬声器

在需要高保真系统扬声器的地方,一般要求具有能重放20Hz~20000Hz的频率范围。用一个扬声器实际上达不到上述要求。因而需要用两个或几个不同频率范围的扬声器单元,通过分频的方法,组合安装在一个扬声器箱内。这种在一个扬声器箱内装有几个扬声器单元和分频器,甚至还有音量衰减器的放声系统,称为组合扬声器。

扬声器的主要技术参数

扬声器的主要技术参数有标称阻抗,额定功率,频率响应,灵敏度,谐振频率等。

标称阻抗

标称阻抗又称额定阻抗,是制造厂家所规定的扬声器(交流)阻抗值。在这个阻抗上,扬声器可获得最大的输出功率。额定阻抗一般印在磁钢上,是扬声器的重要指标。通常,口径小于90mm的扬声器的标称阻抗使用1000Hz的测试信号测出的,口径大于90mm的扬声器的标称阻抗则是用400Hz测试频率测出的。选用扬声器时,其标称阻抗一般应与音频功放器的输出阻抗相符。

标称功率

标称功率又称额定功率,是指扬声器能长时间正常工作的允许输入功率。扬声器在额定功率下工作时安全的,失真度也不会超出规定值。当然,实际上扬声器能承受的最大功率要不额定功率大,所以不必担心因音频信号幅度变化过大,瞬时或短时间内音频功率超出额定功率值而导致扬声器损坏。常用扬声器的功率有0.1W,0.25W,1W,3W,5W,10W,60W,120W等。

频率响应

频率响应又称有效频率范围,是指扬声器重放音频的有效工作效率范围。扬声器的频率响应范围显然越宽越好,但受结构及工艺等因素的限制,一般总不可能很宽,国产普通纸盆130mm扬声器的频率响应大多为120Hz~10000Hz,相同尺寸的优质发烧级同轴橡皮边或泡沫边扬声器则可达55Hz~21kHz。

特性灵敏度

特性灵敏度简称灵敏度,是指在规定的频率范围内,在自由场条件下,馈给扬声器1W粉红噪声信号,在其参考轴上距参考点1m处能产生的声压。扬声器灵敏度越高,其电声转换效率就越高。

谐振频率

谐振频率是指扬声器有效频率范围的下限值。通常谐振频率月底,扬声器的低音重放性能就越好,优秀的重低音扬声器的谐振频率多为20Hz~30Hz。

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