LS3 5A扬声器的效率、阻抗与动态
●梁中锷●2003-06-16
经由十余年来多次的接触，我发现消费者在选购扬声器时，常会询问：它的效率是多少?阻抗是多少?但却鲜有人问：它的最高音压是多少?音响史上确实有几款著名喇叭以低效率闻名，例如Rogers的LS-3/5a及AR-3a。
二十年前，当我还是杂志社小编辑时，曾亲眼所见，国内音响名师林宜胜先生，谈到3/5a时，脸上竟泛起一阵神光说：它的效率其低！但当日在板桥陈正修先生(音响闻人，早已移民旧金山)家里，有三对小喇叭的试听比较，3/5a上阵还不到五分钟，就被另外一位音响闻人高真民先生一阵xxx给开骂、炮轰了下来！
更早之前，那时只有LP没有CD，我到上扬唱片公司买唱片。在挑选唱片时，觉得背景音乐怪怪的，男高音Domingo怎么感冒了?鼻音这么重！问清楚后，才知一切都是「闷葫芦」3/5a搞的鬼─当时Rogers喇叭是由上扬公司进口销售。
我对3/5a的恶感就是这样而来，没想到全球闻名的BBC-3/5a，竟然是个「闷」葫芦。等到试作DaLine后，才知BBC并未将KEF单体性能发挥极致，LS-3/5a的好处只是体型小、售价低，难怪有人会卖了3/5a换用我的DaLine传输线喇叭。道理很简单，依3/5a低音单体B-110之规格计算，根本不能装在那么小的音箱里！这点有必要说明，其实英国BBC并非不会设计喇叭，而是为了携带方便，不得不将喇叭音箱设计得很小，这是没办法的妥协。当初BBC是想设计出比例为十分之一的喇叭，这样测试的方法比较简单，也比较便宜，于是就诞生了LS-3/5a。
低效率喇叭确实曾风光过，但CD开始逐渐流行后，就有人对低效率喇叭抱着怀疑态度，名乐评家、莹升公司负责人曹永坤先生，就曾经说过CD的高动态会自然淘汰低效率喇叭。
晶体管机的瓦=真空管机的瓦
经过20年，CD系统已渐趋成熟，但低效率喇叭依然存在于市场，而且低效率=高音质的观念好像并未动摇；直到最近这几年才有了些许改变。
真空管又回头了，老厂新厂纷纷出笼，但管机后级的输出功率普遍比晶体机低。有音质至上，非WE300B不用，而且还只要单端不要推挽。300B做单端只有7至8W 左右的输出，7W能推什么喇叭?当然，也有人用不到10W的管机后级推ATC喇叭─那是有声音，却无法呈现ATC应有的动态。古早时代的Altec、JBL、EV…等大型落地式喇叭都是高效率，因为它们的亲蜜伙伴就是管机。所以当管机推Altec A7「剧院之声」时，气势就大大的不同，有谁能说管机后级没啥动态?
Watt就是Watt、瓦就是瓦，所以管机的7W差不多完全等于晶体机的7W─差异性是管机有输出变压器，输出功率较不易随负载阻抗变化而改变。因此若有人说管机的7W比晶体机的7W够力，那是无稽之谈，因为事实的真相是：晶体管机的7W，大多时候会比真空管机的7W够力，绝不骗你。有两个特例，一是OTL无输出变压器管机后级，另一就是著名的LS-3/5a小喇叭。
喇叭的效率是用dB值表示，但与阻抗有关联。故效率完全相同，但阻抗不同的两对喇叭，其需求电压也不相同。因为8Ω喇叭的1W是输入2.83V电压，而4Ω喇叭的1W是2V输入电压。因此效率相同、阻抗不同的两对喇叭，接上同一台晶体后级也必定会有不同的声音表现。
扩大机输出功率|8Ω负载|4Ω负载
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1W--2.83V--2V 2W--4V--2.83V 3W--4.9V---3.47V 4W---5.66V---4V 10W---
8.95V---6.33V 4Ω喇叭的需求电压虽然比8Ω低，但需求电流却比较高，以4W 输出为例，8Ω喇叭是0.7A，而4Ω喇叭则吃1A电流，因此大家都说低阻抗喇叭比较难推。
dB是分贝，它的计算式会因功率或电压、电流之倍数会有所不同，喇叭的效率是以功率计算。我们现在以阻抗变化甚大的某喇叭为例，说明大多数情况下，7W的晶体机的比7W的真空管机来得有力─重点就是低抗时的电流。
喇叭阻抗│晶体管机功率│真空管机功率
8Ω--7W--7W 4Ω--14W---7W 2Ω--28W---7W
只要驱动电流够，晶体机的输出功率会随着喇叭阻抗的降低而提升，故不只是7W 而已。但管机有输出变压器交连，功率不随喇叭阻抗变动。所以此时是不是晶体机的7W比真空管的7W够力?这就是最简单的奥姆定律。
3/5a既是低效率又兼高阻抗
具恒阻特性的喇叭并不多，因此当喇叭阻抗猛往下降时，管机就可能使不上力，所以管机后级推Dynaudio喇叭比较不容易发出好声，因此时喇叭欲吃电流，但真空管却是电压组件，无法提供电流；可是换成LS-3/5a就不一样了。
3/5a阻抗|晶体机功率|管机功率
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15Ω--3.7W--7W 11Ω--5W--7W 8Ω---7W--7W 7W的晶体机接上第一代3/5a就只剩大约3.7W，接第二代3/5a也不过是5W；可是管机就一直维持7W输出。故遇到3/5a这对高阻抗喇叭时，管机的7W就比晶体机的7W来得够力。因此就晶体机言，高阻抗喇叭较不好推。但为何3/5a的阻抗会高至11~15Ω?它采用的KEF T-27A高音单体及B-110A低音单体都是8Ω。这就是诡谲之处，依KEF单体规格设计分音器及音箱，不必讶异，你会发现LS-3/5a根本是错误的设计！
若是高阻抗再加上低效率，那这对喇叭铁定难伺候，偏偏3/5a就有这种特性。因此有人用大power推它，但3/5a又吃不下大power，功率太高就容易将它的低音推到触底─它的KEF低音单体没啥动态。现在我们来看看喇叭效率与扩大机功率的关系，比对的喇叭是LS-3/5a及Klipsch的Klipschorn，从下表就可看出低效率喇叭较难伺候。
Klipschorn大喇叭│LS-3/5a小喇叭
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104dB/1W--81dB/1W 107dB/2W--84dB/2W 110dB/4W--87dB/4W 113dB/8W--90dB/8W 116dB/16W---93dB/16W 119dB/32W---96dB/32W 122dB/64W---99dB/64W--?
125dB/128W--?---102dB/128W--?
第一行104dB与81dB是两款喇叭的标称效率，3/5a的99dB打个?号，代表3/5a 根本无法承受64W连续输入，因低音会触底，50W连续输入就已是最大值。而Klipschorn喇叭在1W输入时，就得到104dB的音压，这是LS-3/5a打破头也无法做到的事。至于125W加个问号，那是原厂公布Klipschorn最高连续承受功
100W，故当128W连续输入时，Klipschorn也会不了。由于Klipschorn的效率高达104dB，若扩大机的讯号杂音比(S/N)不够高，那不用转音量旋钮，喇叭就会发出恼人的嘶声和哼声。对于扩大机的残留杂音及哼声，高效率喇叭倒是具有明察秋毫的效用。
3/5a的效率到底是多少?本文假设它是81dB，记忆中好像也是。但1995年10月号Audio年鉴上，KEF 3/5a的效率注明是85dB，阻抗则仍维持11Ω。最令我大吃一惊的是：这对小喇叭竟然飙涨到US50一对！老天，KEF 3/5a有这种身价吗?如果它有1450美金的音质，那我也毫不脸红，传输线设计的DaLine一对卖2400美金！可惜卖到现在，DaLine喇叭已全数售罄。81dB/W/m绝对是低效率，美国Apogee以生产平面式喇叭闻名，它的Duetta.2只有78dB/W/m，由于效率过低，被评为「反应迟钝」，非得用每声道250W的大power推不可。注：英国KEF及Celestion这两家喇叭公司早就出售股权，目前的老板是香港商，因此改变营运方针；KEF高音单体T-27及低音单体B-110皆已停产。
不论有什么改进，3/5a的最高音压却仍不及Klipschorn的基本标称效率。再计算「标称效率」至「最高音压」的范围，3/5a大约是18dB，而Klipschorn大约是21dB。
这里透露着两点，一是以300B单端每声道7W管机推Klipschorn喇叭，它的表现绝对会比40W×2的晶体后级推3/5a喇叭来得轻松自在、有魄力。第二点则有赖大家共同研究，是不是高效率也同时代表高动态?
若果真如此，曹永坤先生就有先见之明。准此原则，吾人当选用高效率喇叭，这样后级输出功率不必动辄数百瓦。当然，上百dB的高效率喇叭通常体型庞大，若是紧贴墙摆，又完全听不出音场、深度。但以一般家庭聆听音乐或观赏AV用，效率似乎也应在90dB以上。然而，低效率喇叭就代表低动态?很不幸，3/5a及本人的DaLine却是明证。当然ATC可能会不同意，ATC的SCM20为8Ω/83dB─效率比DaLine略高，但它的连续承受功率竟然是200Wrms，因此计算其最高音压竟然高达106dB，绝非LS-3/5a或DaLine之辈能比。
晶体机驱动高阻抗喇叭会降低功率，但也有例外，McIntosh虽是晶体机，却因为有输出变压器，故其输出功率不会随负载阻抗变动而变动。好在音响圈中特例不多，没有输出变压器的真空管机不多见，有输出output的晶体机也唯有McIntosh。而标称阻抗高过8Ω的喇叭，这些年来也很少见。故现代管机的输出变压器，理应只须要有4Ω及8Ω两个绕组输出。
应选用高效率、高动态喇叭
接驳低效率低动态喇叭时，后级的输出功率不能太低，以免推不动；但输出功率又不能太高，以免喇叭受不了，故常两难。「低效率低动态」六个字若不能理解，改成「低效率低最高音压」八个字就比较明显。
世上喇叭何其多，但在规格表上明确注明最高音压者，却不及百分之一。若有最高承受功率─是连续不是瞬间，就可从效率计算过来。例如效率86dB的某款喇叭，其连续承受功率160W，我们就可轻易计算出它的最高音压是：108dB。利用工程型电算机按几个键，160 log×10=22，86+22=108(dB)；而22dB大致上就是此喇叭的动态。
动态范围dynamic range之值以dB表示，数值愈高愈好。音响器材性能表中有动态范围者，大概只有CD唱盘及影碟机；扬声器厂商几乎都不会注明此规格，以避免自曝其短。动态范围可说是由最低到最高的变化、由最小到最大的变化，也由最弱到最强、由最暗到最亮的变化。音响器材动态愈大，就愈能表现由最弱音到最强音的变化。CD唱盘的动态甚少低于90dB，但扬声器却甚少高25dB。
这种直接比较合理吗?当然不正确，因CD唱盘的动态范围是电压倍数的变化，而喇叭的动态范围是功率的计算。我们常说前级的十倍放大具有20dB的增益，但10W 功率却换算成10dBW，而不是20dBW，请看底下的说明。
都是dB值，功率的计算是：数值log×10，电压、电流计算是：倍数log×20，因此100倍的电压放大就是40dB。若某前级具14dB增益，它的放大倍数是多少?利用工程型电算机按几个键：14(dB)÷20÷inv log=5(倍)。若是某效率86dB喇叭的最高输出音压是105dB，换算成最高承受功率就是105-86)÷10÷inv log=79.5W。而105-86=19(dB)，就「大约」是它的动态。
分清楚电压增益的dB与喇叭功率的dB，你就会明白为何Hi-End厂都反对将后级扩大机的输出功率标示成dBW。因50W是16.9dBW，而500W虽是超大power，但也仅是26.9dBW。看起来似乎50W与500W之输出功率差不多，故厂商可能以「消费者不容易懂」做理由，一直反对标示dBW。
若喇叭的最高音压-效率即是它的动态范围，那一般家用喇叭的动态有多少?不论是Avalon Asent、Thiel CS5i、B&W 801，都绝不超过25dB！往专业领域找，Rey Audio的RM-8V效率是100dB，最高音压是130dB，有30dB动态，30dB正好是1000W，亦即RM-8V可承受1000W。Rey Audio还有音压更高的RM-1800，其型号有两个意义，一是采用两只18吋低音单体，一是喇叭高度为1800mm。有一年「恰客与飞鸟」在大阪开演唱会，就用了4对RM-1800。再思考一个问题：若两对喇叭的阻抗与效率皆相同，用同一台扩大机驱动，是否会得到相同的音压?─数字通常是不会骗人的。
不会一样，经多年实际操作经验显示，差异性极大。在无响室内所测出的效率，不一定能含盖低、中、高频，因此同样都是95dB/8Ω的两对喇叭，其最低驱动功率(扩大机输出功率)，可能一是20W，一是50W。
但高效率喇叭也确实有其优点，以102dB来说，那是指1W输入；若是0.5W输入，它也有99dB！就算是0.25W输入，也高达97dB。以一般家听音乐，很难有机会发出97dB的音压，故7W输出绝对够用啦。
通常高效率喇叭的体型都比较大，其共同特点则是低频不足，或是说：它们无法发出真正的低音。想测试它很简单，用电影配乐CD一试便知。主要原因是单体的Fs 不够低，当年它们须要的是高效率、干净有punch的中低频，又没有电子合成器，故极低频可以牺牲。若是早期的大型高效率喇叭，低频不凝聚不说，喇叭贴着背墙、侧墙摆，左右相距又仅一米，应该有的音场及深度，都会被遮蔽掉；基本上常是糊成一团，毫无透明感。
Altec A-5剧院之声是大喇叭，效率高过102dB。你一定认为搭配7W输出的
300B，一定没问题。我有位朋友，用A-5已好几年，但最近他忽然发现：用200W
晶体后级推才能发挥A-5潜能！你一定不相信，以200W后级推效率103dB的喇叭?不是很容易推爆?事实上它是推翻一堆音响Pro。
聆听环境的背景噪音要低
理想扬声器是高效率、高音压，因为这样才可以将音乐最低音到最高音的变化完全表现出来。不过要谈动态范围，那可千万不能遗漏环境噪音这个重要因素。
听音环境愈安静愈佳，但除非是专业录音室，一般经过略为装修的音响室，其背景噪音也都在35dB以上─这是指夜深人静时的量测，大白天的情形更糟。而背景噪音之高低也与动态范围有直接关联，噪音愈大，就愈需要喇叭发出高音压以呈现乐曲的最弱音符。故聆听环境的背景噪音及器材的残留噪音绝对是愈低愈佳，就算是欣赏5.1声道的AV，要求也是一样。
由于背景噪音高，因此「声音」要更大，才能听到音乐的全部细节。但就算器材表现没问题，高音压也会带来困扰，一是邻居会向你抗议，二是对耳朵有可能造成伤害。在热门迪士可舞厅，为了营造气氛，也为了压抑消费者说话的声浪，它们的PA音响常开足马力，音压都超过120dB，长时间处于那种环境下，极有可能会对人耳造成伤害。
居家不同舞厅，而家用音响因管机又回头流行，不仅名管WE-300B重新生产，JBL、Altec老喇叭也逐渐重回市场。不过这些号角喇叭虽效率颇高，但体型也都甚为硕大，一般家庭并不适合摆放。此外还有一个疑虑：这些喇叭的音质与其效率成正比吗?好像不是吧。
由低到高的效率要均匀
大多数音响迷都知道扬声器的效率测试：首先要在无响室，拾音麦克风距喇叭「轴心」一公尺；再由一台标准扩大机送出2.83V的sweep讯号。或许你不同意，以前也有国外知名厂商反对在无响室测试，聆听空间怎么可能是无响室?但这是共同的标准，就像升学考试一般。
假设某三音路喇叭，其轴心位置正好是中音单体，实测值为87dB。此时将麦克风上移对准高音单体，以及下降对准低音单体test；若两次实测都是87dB或非常接近87dB，那就是效率均匀。但很不幸，难免有误差，甚至于差很多。
我经常批评英国B&W 801是烂喇叭，为何?就是效率不均匀，低音单体的效率至少比中、高音低2dB！不论用什么高档扩大机推801，你应该很轻易的听出801低频不足；但加大马力将低音推出来之后，你又会发现中、高太多了，有点吵。解决此问题也不困难，要用两台后级。
但喇叭制造商应该把自己的东西搞好，因此在技术层次上，B&W差Dynaudio很多。我以前还在《高传真视听》上班时，杂志社就买过一对801，后来三万五卖掉。又买一对Infinity K9，体型很大，但声音表现不灵，后来也是三万五卖掉。在《音乐与音响》上班时，也曾买过Tannoy D215，每只喇叭有两只15吋单体(一只低音、一只同轴)，重85公斤！但此名牌喇叭中看不中吃，用晶体机、管机都推过，想卖二手都被砍价钱。
或许你想问：B&W 801是铭器，世界各国都说好，很多Pro在用，怎么会效率不均匀?答案很简单，801的用家大多盲从、不懂，受杂志广告评论的欺骗。真正懂的，不是用双扩大机，就是早早卖到中古市场去。
小功率匹配高效率
为了避免浪费能源，及得到正确的搭配，我个人有两点伟大的建议，但需要全球音响界认同：一、效率低于90dB的喇叭，不准制造、销售、进/出口，而且阻抗应尽量恒定于8Ω；二、高过90W输出─8Ω/ch─的后级/综合扩大机，不论晶体管、真空管，也是不准制造、销售、进出口(当然，专业器材不受以上的限制)。
果真如此，则Dynaudio、VIFA、ETON…等著名喇叭厂，就会开发出不是号角型，而且体型又不很大的高效率喇叭。又因扩大机输出功率降低，电源变压器、滤波电容…都可减小，故材料成本、重量、体型及售价都可降低，这绝对是消费者、爱乐者之福。您说对吗?
─全文完
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低音扬声器详解 威威 低音扬声器详解 作者：宋小威（网名：威威） 首先我们先看看低频扬声器的基本结构。图一是低音扬声器的构造图： 扬声器构造Array 重点谈谈扬声器的关键部件——振膜。振膜俗称：纸盆 在扬声器中，振膜对音质有至关重要的影响。其关键技术就在这张“纸”上！对振膜的要求包括以下三个方面 （一）从稳态振动方面考虑： 从稳态振动方面考虑，对振膜的基本要求在物理特性方面有如下三条： （1）要求扬声器重放频带尽可能宽。此时要求弹性率E/ρ尽量大。这里的E代表振膜材料的弹性模量，指材料应力增量与应变增量之比，也叫做：“杨氏模量”。 度，都会提高频率上限。 （2）要求扬声器失真小，因此要求振膜的弯曲刚性大。这就要求振膜质地坚挺，尽量减小振膜的分割振动。对于振膜来说，在输入到扬声器的频率较低时，可
活塞振动。随着频率的升高，从振膜中部到边缘的振动传播时间就不能忽略不计了。这时就不能认为它是一个活塞，而是要分割成若干部分，每部分以不同振幅低音扬声器不是不能发出高音，而是高音集中在扬声器的中部。越是高频越是集中在中部。由于高频的振动集中在中部，所以高频的辐射角度很小。早期的双纸一个小的纸盆，使高音通过这个小纸盆发出，它起到增加高频辐射角度的作用。 （3）要求振膜有适当的内阻尼。内阻尼也叫内摩擦，是指材料在受到不断涨落的应力后，机械能转化为热能的现象。 （二）从瞬态振动方面考虑： 如果一个脉冲信号加到扬声器上，起始阶段，扬声器振动也不会马上响应，要有一个上升时间。而终止信号后，扬声器的振动不会马上停下来，要有一个滞后过称之为“前沿瞬态响应”和“后沿瞬态响应”。这两个瞬态响应与振膜的材料有密切的关系。同时它与连接扬声器功放的阻尼系数也密切相关。 （三）从可靠性角度考虑： （1）防潮性能：扬声器可能工作在潮湿的环境，要求振膜具有防潮性能。 （2）湿强度性能：纸制振膜在潮湿、水浸的条件下，强度会大幅度降低。因此要求此类振膜具有湿强度性能。 （3）防霉性能：要求振膜材料具有防霉变性能。 （4）其他：外观色泽令人感觉舒适、经久耐用。 以下是扬声器的各项指标简述： 1.额定阻抗Z 扬声器的阻抗是一个感性加容性加直流电阻的矢量和。对于交流信号而言，它的阻抗是随着频率变化而变化的，其典型的阻抗曲线如图二所示。阻抗最小值即为额定阻抗值。它是计算分频器和放大器输出功率的主要依据。 2.音圈直流电阻用Re表示。音圈的直流电阻均比额定阻抗小，一般为额定阻抗的0.85倍左右。例如：8Ω的扬声器的直流电阻为：Re=8×0.85=6.8Ω 3.谐振频率fo谐振频率指的是扬声器在自由声场中低频段阻抗值达到最大值的时候所对应的频率（见图二）fo的值与扬声器的口径及音圈的长度有关，口径大音圈、长冲程的fo一般都比较低。低音扬声器的fo一般都在18-80Hz的范围内。 4.总Q值Qts 它反映了扬声器fo附近的振动系统的阻尼状态，是决定扬声器低频特性的重要参数。 5.谐振阻抗Zmax 谐振阻抗指的是扬声器fo处的阻抗值。
消费者在选购前级、后级扩大器时，常会询问它的输入阻抗、输出阻抗及输出内阻是多少？功率和驱动能力有多强？胆机好还是晶体管机好？桥接又如何？选购扬声器时也想了解它的功率、效率、阻抗等等感觉似是而非的问题。 首先从阻抗谈起。阻抗是音响是最常看到的字眼了，那么它到底是指什么呢？阻抗与电阻的概念不是完全一样的。阻抗就是电阻加电抗，详细地说，就是电阻、电容抗、电感抗在向量上的总和。在相现电压下，阻抗越高电流越小，阻抗越低电流越大。 一般音响器材常提到阻抗的地方有：扬声器的阻抗，前后级放大器的输入阻抗，前级的输出阻抗，（后级经常不称作输出阻抗，而称输出内阻），信号导线的传输阻抗等。若说到器材内部电子线路及零件和各部分阻抗那就复杂了在此只介绍有关音响器材标称的阻抗具有什么实质意义。 1、扬声器的电阻抗 现在先从扬声器的阻抗谈起。目前，世界各国的扬声器厂家每天都在制造出千万只品种与性能各异的扬声器，以满足日益增长的Hi-Fi市场与AV市场的需要，但扬声器的标称阻抗却都遵循4Ω，8Ω，16Ω，32Ω这样一个国际化的标准系列。这代表了什么呢？这代表了扬声器谐振频率的峰值fo至第2个共振峰fr之间呈现的最低阻抗值，如图1所示，实际上扬声器构成的输出线路是一个带电抗的电阻，只不过它的电阻随播放音乐的频率而变，这个动态的电阻就称为阻抗，它可不是一个常数值，而是随频率的不同而不同，甚至可能会起伏得很厉害，可能在某频率高到十几Ω或二十几Ω，也可能在某频率低到1Ω或以下。当后级输出一固定电压给扬声器时，依照欧姆定律，4Ω的扬声器会比8Ω的扬声器多流过一倍的电流，因此如果你会计算功率的话，你就会明白为何一部8Ω输出100W的晶体后级，在接上4Ω扬声器时会变成200W了。当然除非特殊需要，没有一个扬声器的设计专家会冒天下众多音视器材阻抗匹配要求之大不韪，设计出类似于2.5Ω，5Ω，10Ω，15Ω这样非标称阻抗系列的扬声器供应市场。谁都知道一个二单元的音箱91个高音2个低音0通常都采用1只8Ω的高音单元和2只4Ω的低音单元串联组成，或者用1只8Ω的高音单元和2只16Ω的低音单元并联组成，以达到整个音箱的8Ω输入阻抗与功率放大器8Ω输出阻抗相匹配；但不一定每个人都知道扬声器的标称阻抗是随频率而变化的对数曲线。其阻抗公式由下式表示： Zr=R+jwL+（BL）2Ym Zr——扬声器的电阻抗 R，L——扬声器音圈的等效电阻与电感 （BL）2Ym——力学系统产生的“动生电阻抗” 从图1中可以看出。在频率fz处就是扬声器的标称阻抗，在频率fo处扬声器的阻抗最大；在其它频率时扬声器的阻抗变化跌荡起伏。当频率小于fo时，扬声器的阻抗会趋向偏低，目前市售的扬声器几乎都是如此。一般来说，低频从数十赫兹到数百赫兹这一段，扬声器的阻抗达到最低点，这时要求功率放大器输出足够大的电流才能满足扬声器圆满工作的要求，产生既有低频又有力度的震撼效果来。这在发烧友播放动态激烈的LD盘或低频丰满的VCD，CD盘时均可以十分明显地体会出来。因此不同型号的扬声器对功率放大器的吃电流能力也不同，吃电流能力大的扬声器，即使2×100W以上功率的放大器在低频段重放时，也不能正常工作、往往出现失真。即使不出现失真，扬声器也刚刚达到启动工作状态，没有足够的电流能量使其进入最佳工作状态，它的低频必然会苍白无力，没有厚度；同时由于电流能量不够，也使扬声器振膜的振动速度跟不上频率变化的速度。这在当前，不少发烧友把原来只适用于Hi-FI发烧的扬声器去充当家庭影院专用扬声器时，上述这些情况就是有发生了。
电容器阻抗/ESR频率特性是指什么？ 本专栏为解说电容器基础的技术专栏。 现就电容器的阻抗大小|Z|和等价串联电阻(ESR)的频率特性进行阐述。 通过了解电容器的频率特性，可对诸如电源线消除噪音能力和抑制电压波动能力进行判断，可以说是设计回路时不可或缺的重要参数。此处对频率特性中的阻抗大小|Z|和ESR进行说明。 1.电容器的频率特性 如假设角频率为ω，电容器的静电容量为C，则理想状态下电容器(图1)的阻抗Z可用公式 (1)表示。 图1.理想电容器 由公式(1)可看出，阻抗大小|Z|如图2所示，与频率呈反比趋势減少。由于理想电容器中无损耗，故等价串联电阻(ESR)为零。 图2.理想电容器的频率特性 但实际电容器(图3)中除有容量成分Ｃ外，还有因电介质或电极损耗产生的电阻（ESR）及电极或导线产生的寄生电感(ESL)。因此，|Z|的频率特性如图4所示呈V字型（部分电容器可能会变为U字型）曲线，ESR也显示出与损耗值相应的频率特性。
图3.实际电容器 图4.实际电容器的 |Z|/ESR频率特性(例) |Z|和ESR变为图4曲线的原因如下。 低频率范围：低频率范围的|Z|与理想电容器相同，都与频率呈反比趋势减少。ESR值也显示出与电介质分极延迟产生的介质损耗相应的特性。 共振点附近：频率升高，则|Z|将受寄生电感或电极的比电阻等产生的ESR影响，偏离理想电容器（红色虚线），显示最小值。|Z|为最小值时的频率称为自振频率，此时|Z|=ESR。若大于自振频率，则元件特性由电容器转变为电感，|Z|转而增加。低于自振频率的范围称作容性领域，反之则称作感性领域。 ESR除了受介电损耗的影响，还受电极自身抵抗行程的损耗影响。 高频范围：共振点以上的高频率范围中的|Z|的特性由寄生电感(L)决定。高频范围的|Z|可由公式(2)近似得出，与频率成正比趋势增加。 ESR逐渐表现出电极趋肤效应及接近效应的影响。 以上为实际电容器的频率特性。重要的是，频率越高，就越不能忽视寄生成分ESR或ESL的影响。随着电容器在高频领域的应用越来越多，ESR和ESL与静电容量值一样，成为表示电容器性能的重要参数。
扬声器参数讲解 1.RMSE-free：此为所测得的参数值反推阻抗曲线，并以此估之阻抗曲线和原测得之阻抗曲线作一误差平方和的计算，故此值愈大，表示所测得的参数愈不可靠，须重新检测测试程序及接法. 2.Fs：即Fo，最低共振频率，这个参数决定了扬声器声音重现的低频界限，它决定于扬声器振动系统的等效质量和等效力顺，即Fs=(1/2)(MmsCms)-1/2 2.1增加边的硬度可提高Fs，增加弹波的硬度可提高Fs。 2.2增加等效振动质量，即增加边，胴体，音圈，弹波，中心胶，防尘盖和加大口径(即空气负载)的重量，均可降低Fs。 3.Re：线圈的直流阻抗，Re=*L/S：音圈导线的电阻率，L：音圈导线的长度，S：音圈导线的横截在积。 Zmax：扬声器阻抗曲线上的峰值阻抗 Ro=Zmax/Re 4.Res：电气系统的等值电阻值。Res=Zmax-Re=(Bl)2/Rms Rms：支撑系统的等效力阻。 4.1改变振动系统的力阻，如在管材，鼓纸和T铁上打孔或将弹波的材质改稀，或将含浸浓度降低，或增加鼓纸的刚性(将鼓纸纤维打短打细以压得更紧)，或改软振动系统，盆架的窗口改大，可提高Res。 4.2增加BL值可提高Res(对Res影响最大)Rms为振动系统的力阻。 4.3随喇叭口径的增加而降低(增加了sd值)，Rmr为幅射力阻，面积越大其值越大。 5.Qms：机械系统的阻尼系数。Qms=o*Mms/Rms，Rms=(Bl)2/Res. 5.1改变振动系统的力阻，如在管材，鼓纸和T铁上打孔或将弹波的材质改稀，或将含浸浓度降低，或增加的鼓纸的刚性(将鼓纸纤维打短打细以压得更紧)，或改软振系统，盆架的窗口改大，可提高Qms。 5.2增加等效振动质量，即增加边，胴体，音圈，弹波，中心胶，防尘盖和加大口径(即空气负载)的重量，均可提高Qms. 5.3改变音圈管材材质(Kapton比aluminum高，til比kapton高) 5.4增加喇叭的Fs值可提高Qms。 6.Qes：电器系统的阻尼系数。Qes=o*Mms/((Bl)2/Re)。 6.1增加等效振动质量即增加边，胴体，音圈，弹波，中心胶，防尘盖和加大口径(即空气负载)的重量，均可提高Qes。 6.2增加DCR值可提高Qes。 6.3降低Bl值可提高Qes，Bl值对Qes的影响最大。 6.4增加喇叭的Fs值可提高Qes。 7.Qts(喇叭总的阻尼系数)。机械系统加上电气系统的总阻尼系数，扬声器的低频特性决定于扬声器的谐振频率Fo和总阻尼系数Qts.，Qts值的大小决定了低频响应的形状，Qts参数是音箱设计的重要参数。1/Qts=1/Qms+1/Qes或Qts=Qes*Qms/(Qes+Qms) 7.1改变振动系统的力阻，可提高Qts,BL上升则Qts下降。 7.2增加等效振动质量，可提高Qts。 7.3增加BL值可降低Qts(对Qts影响最大) 8.L1：理想电感，音圈未通电时的电感。 8.1增大音圈线径或增大音圈芯数或T铁增加铜帽，或将音圈线由铜线改为铝线，可降低L1。 8.2增大音圈层数，或改音圈管材由纸管变为铝管，可提高L1。 9.L2：音圈通电后所测得的电感，L2随L1的增加而增加。 10.Mms：扬声器振动系统等效质量，包括空气负载。Mms=Mmd+Mmr Mms：扬声器振动系统质量，包括音圈和振动膜，防尘盖及弹波和胶水的质量. Mmd：空气负载质量，Mmr=2.67a3或0.5658 Sd3 10.1鼓纸越重，音圈越重，中心胶越多，鼓纸外径越大，防尘盖越大越厚，弹波越密越厚，锦丝线越粗，均可提高Mms。 11.Cms：振动系统的弹性，指系统施以每牛顿力将可产生的位移。 11.1 Fs越大(即边材越厚，越硬，弹波越硬)Cms越小。(最明显). 11.2减小振动系统的力阻，Cms越大。(不明显). 12.Vas：等效容积。Vas=oCo2Cms o为空气密度，取1.18Kg/m3；Co为常温下声速度，取345m/s 12.1与sd的平方成正比，即增加振动面积即可增加Vas。
揭秘扬声器主要参数之间的关系 2016/2/3 10:22:36来源:艾维音响网 [ 提要 ] 扬声器性能是电学、力学、声学、磁学等物理参数共同作用的结果，由鼓纸、弹波、音圈、磁路等关键零部件的性能共同确定，其中一些参数相互制约相互影响，因 而必须综合考虑和设计。 艾维音响网讯扬声器性能是电学、力学、声学、磁学等物理参数共同作用的结果，由鼓纸、弹波、音圈、磁路等关键零部件的性能共同确定，其中一些参数相互制约相互影响，因而必须综合考虑和设计。 1、主要参数综合设计和分析 扬声器常用机电参数以及计算公式、测量方法简述如下： 直流电阻 Re 由音圈决定，可直接用直流电桥测量。 共振频率 Fo 由扬声器的等效振动质量Mms和等效顺性 Cms决定，见公式 (5) ， Fo 可直接用 Fo 测试仪测量或通过测量阻抗曲线获得。 共振频率处的最大阻抗Zo 由音圈、磁路、振动系统( 鼓纸、弹波 ) 共同决定，可用替代法测量或通过测量阻抗曲线获得。 Zo = Re+[(BL)2/(Rms+Rmr)] (10) 机械力阻 Rms 由鼓纸、弹波的内部阻尼及使用胶水的特性决定，可由测量出机械品质因数Qms后通过下列公式计算： Rms =(1/Qms)*SQR(Mms/Cms) (11) 这里 SQR( ) 表示对括号 ( )中的数值开平方根，下同。 辐射力阻 Rmr 由口径、频率决定，低频时可忽略。 Rmr = 0.022*(f/Sd)2 (12) 等效辐射面积Sd 只与口径 ( 等效半径 a) 有关。 Sd =π * a2 (13) 机电耦合因子BL 由磁路 Bg 值和音圈线有效长度L 决定，也可通过测量电气品质因数Qes后用下列公式计算: (BL)2 =(Re/Qes)*SQR(Mms/Cms) (14) 等效振动质量Mms 由音圈质量 Mm1、鼓纸等效质量Mm2、辐射质量 Mmr共同决定，Mms可由附加质量法测量获得。 Mms=Mm1+Mm2+2Mmr 辐射质量 Mmr 只与口径 ( 等效半径 a) 有关。
什么叫传输线的特性阻抗？传输线特性阻抗基知识 传输线的基本特性是特性阻抗和信号的传输延迟， 在这里，我们主要讨论特性阻 抗。传输线是一个分布参数系统，它的每一段都具有分布电容、电感和电阻。传 输线的分布参数通常用单位长度的电感 L 和单位长度的电容C 以及单位长度上 的电阻、电导来表示，它们主要由传输线的几何结构和绝缘介质的特性所决定的。 分布的电容、电感和电阻是传输线本身固有的参数， 给定某一种传输线，这些参 数的值也就确定了，这些参数反映着传输线的内在因素，它们的存在决定着传输 线的一系列重要特性。 一个传输线的微分线段可以用等效电路描述如下： 传输线的等效电路是由无数个微分线段的等效电路串联而成，如下图所示: 从传输线的等效电路可知，每一小段线的阻抗都是相等的。传输线的特性阻抗就 是微分线段的特性阻抗。 卄联原抗为： Z F = ------- --------- - =— i(G + joe) 传输线可等效为: IR IL U_ IR IR IL iR IL 半耻用比巧： 乙、iR + jE)
Z E,￥=Z Z Z O Zc + Zr 叭鬲■独返 呼4阳粽 內为1是懒井14*F J9（可 产5 =卩5=爲 G + j 肚 |G + Jex 皆赖宰址骼窩时＜f^lOOKHZ）. 3=2n監掘借損女.3. uefg±. R、G可黑略.L 中单懂怅度线的固打电臥住为肛拉忙度蜒的H有电皐此的 当墓車迥惟艸rf^lKHZh 肛2卫片櫃水.可以耐.此时 Z0就是传输线的特性阻抗。 Z0描述了传输线的特性阻抗，但这是在无损耗条件下描述的，电阻上热损耗和介质损耗都被忽略了的，也就是直流电压变化和漏电引起的电压波形畸变都未考虑在内。实际应用中，必须具体分析。 传输线分类 当今的快速切换速度或高速时钟速率的PCB迹线必须被视为传输线。传输线可分为单端（非平衡式）传输线和差分（平衡式）传输线，而单端应用较多。 单端传输线路下图为典型的单端（通常称为非平衡式）传输线电路。 心J 4 电路窗化 m —
交流阻抗怎么测量 交流阻抗法是电化学测试技术中一类十分重要的方法，是研究电极过程动力学和表面现象的重要手段。特别是近年来,交流阻抗的测试精度越来越高，超低频信号阻抗谱也具有良好的重现性，再加上计算机技术的进步，对阻抗谱解析的自动化程度越来越高，这就使我们能更好的理解电极表面双电层结构，活化钝化膜转换，孔蚀的诱发、发展、终止以及活性物质的吸脱附过程。 （1）交流阻抗：交流阻抗即阻抗，在电子学中，是指电子部件对交流激励信号呈现出的电阻和电抗的复合特性;在电化学中，是指电极系统对所施加的交流激励信号呈现出的电阻和电抗的复合特性。阻抗模的单位为欧姆，阻抗辐角(相角）的单位为弧度或度。 （2）交流阻抗谱：在测量阻抗的过程中，如果不断地改变交流激励信号的频率，则可测得随频率而变化的一系列阻抗数据。这种随频率而变的阻抗数据的集合被称为阻抗频率谱或阻抗谱。阻抗谱是频率的复函数，可用幅频特性和相频特性的组合来表示;也可在复平面上以频率为参变量将阻抗的实部和虚部展示出来。测量频率范围越宽，所能获得的阻抗谱信息越完整。RST5200电化学工作站的频率范围为：0.00001Hz～1MHz，可以很好地完成阻抗谱的测量。 （3）电化学阻抗谱：电化学阻抗谱是一种电化学测试方法，采用的技术是小信号交流稳态测量法。对于电化学电极体系中的溶液电阻、双电层电容以及法拉第电阻等参量，用电化学阻抗谱方法可以很精确地测定;而用电流阶跃、电位阶跃等暂态方法测定，则精度要低一些。另外，像扩散传质过程等需要用较长时间才能测定的特性，用暂态法是无法实现的，而这却是电化学阻抗谱的长项。 （4）电化学阻抗谱测量的特殊性：就测量原理而言，在电化学中测量电极体系的阻抗谱与在电子学中测量电子部件的阻抗谱并没有本质区别。通常，我们希望获得电极体系处于某一状态时的电化学阻抗谱。而维持电极体系的状态，须使电极电位保持不变。通常认为，电极电位变化50mV以上将会破坏现有的状态。因此，在电化学阻抗谱测量中，必须注意两个关键点，即：偏置电位和正弦交流信号幅度。 （5）正弦交流信号的幅度：为了避免对电化学电极体系产生大的影响以及希望其具有较好的线性响应，正弦交流信号的幅度通常可设在2～20mV之间。 （6）自动去偏：在电化学阻抗谱测量过程中，由于偏置电位不一定等于开路电位以及少量的非线性作用，在工作电极电流中还会含有直流成分。去除这个直流成分(偏流），可扩大交流信号的动态范围、提高信噪比。RST5200电化学工作站，可在测量过程中动态地调整去偏电流，使获得的阻抗谱数据更精准。另外，在软件界面的状态栏中，可实时显示工作电极的极化电流，供操作者参考。 以上为交流阻抗的相关说明，下面我们就实验设置过程中遇到的专业名词
浅谈扬声器设计 xx喇叭|来源: 本站|查看:98次|字号: 小中大 浅谈扬声器设计 本人从事扬声器及其系统开发已经15年，一个偶然的机会与声学楼结下一段缘分，于是我驻足良久，想籍此结交一些扬声器个中高手以做切磋，甚而我有更远大之理想： 为提高整个中国之扬声器制造业水平而略尽绵力！我国是世界公认的电声器件第一生产大国和出口大国，但却不是强国，总体上处于OEM的阶段，只有少数企业进入ODM阶段这也是长期努力的结果！究竟是什么原因导致我泱泱大国的扬声器“大”而不“强”呢？我时常苦思这个问题： 论市场我们有；论技术我们有；论廉价劳动力我们也有！可我们的产品却总比不过人家！ 我们对自身的素质要求太低啦； 我们的技术交流太少啦； 我们都太保守啦！！！ 集多年的研发经验，现将一些心得与诸君分享，以期拋砖引玉： 1．音圈的感抗： 音圈的感抗是由于音圈在磁场中上下运动切割磁力线产生感应电动势，这个感应电动势中的感应电流对音圈的电流产生反作用，从而产生音圈的感抗。对于一个扬声器来说： 感抗弊大于利，固我们在扬声器的开发中都尽量避免音圈感抗的产生。要消除音圈的感抗最常用的方法有两种：
1．1在T铁的顶部加一个铜套； 1．2在T铁的底部加一个铜环； 2．力撑系统的顺性在阻抗曲线上的表现（列图）： 经验值（相对）： A属于xx扬声器 B属于低顺性扬声器 3．产生如下曲线的原因及改进之方案： 经验值： 此应为力撑系统的粘接不良产生共振从而产生曲线上的峰谷，改进之方案应该从制造的工艺上去想办法。 1．目的： Bm×Hm達到最大值 2．方案： 2．1氣隙磁場無漏磁 Bg Ag = Bm Am Hg Lg = Hm LmBm/Hm =Lm/Am Ag/Lg = tgαVm = Am Lm = BgAg/Bm HgLg/Hm = Bg2Vg/BmHm Ld = BgLg√ Br/ HcBdHd Ad = BgAg√ Hc/
扬声器的主要性能指标 扬声器的主要性能指标有：灵敏度、频率响应、额定功率、额定阻抗、指向性以及失真度等参数。 1、额定功率 扬声器的功率有标称功率和最大功率之分。标称功率称额定功率、不失真功率。它是指扬声器在额定不失真范围内容许的最大输入功率，在扬声器的商标、技术说明书上标注的功率即为该功率值。最大功率是指扬声器在某一瞬间所能承受的峰值功率。为保证扬扬器工作的可靠性，要求扬声器的最大功率为标称功率的2~3倍。 2、额定阻抗 扬声器的阻抗一般和频率有关。额定阻抗是指音频为400Hz时，从扬声器输入端测得的阻抗。它一般是音圈直流电阻的1.2~1.5倍。一般动圈式扬声器常见的阻抗有4Ω、8Ω、16Ω、32Ω等。 3、频率响应 给一只扬声器加上相同电压而不同频率的音频信号时，其产生的声压将会产生变化。一般中音频时产生的声压较大，而低音频和高音频时产生的声压较小。当声压下降为中音频的某一数值时的高、低音频率范围，叫该扬声器的频率响应特性。理想的扬声器频率特性应为20~20KHz，这样就能把全部音频均匀地重放出来，然而这是做不到的。每一只扬声器只能较好地重放音频的某一部分。 4、失真 扬声器不能把原来的声音逼真地重放出来的现象叫失真。失真有两种：频率失真和非线性失真。频率失真是由于对某些频率的信号放音较强，而对另一些频率的信号放音较弱造成的，失真破坏了原来高低音响度的比例，改变了原声音色。而非线性失真是由于扬声器振动系统的振动和信号的波动不够完全一致造成的，在输出的声波中增加一新的频率成分。 5、指向特性 用来表征扬声器在空间各方向辐射的声压分布特性，频率越高指向性越狭，纸盆越大指向性越强。 （资料来源：中国联保网）
SHANGHAIJIAOTONG UNIVERSITY 电路元件交流阻抗频率特性 一、实验目的 （1）加深了解R 、L 、C 元件的频率与阻抗的关系。 （2）加深理解R 、L 、C 元件端电压与电流间的相位关系。 （3）熟悉低频信号发生器等常用电子仪器的使用方法。 二、实验内容 正弦交流可用三角函数表示，即由最大值（U m 或I m ）；频率f(或角频率ω=2πf)和初相位三要素来决定。在正弦稳态电路的分析中，由于电路中各处电压、电流都是同频率的交流电，所以电流、电压可用相量表示。 在频率较低的情况下，电阻元件通常略去其电感及分布电容而看成是纯电阻。此时其电压与电流可用复数欧姆定律来描述： U ? =R I ? 式中R 为线性电阻元件。U ? 与I ? 之间无相角差。电阻中吸收的功率为 P=UI=I 2R 因为略去附加电感和分布电容，所以电阻元件的阻值与频率无关。即R-f 关系如图1.11-1。 电容元件在低频也可略去其附加电感及电容极板间介质的功率损耗，因而可认为只具有电容C 。在正弦电压作用下流过电容的电流之间也可用复数欧姆定律来表示： U ?=X C I ? 式中X C 是电容的容抗，其值为X C =1/j ωc 所以有U ? =1/j ωc ·I ? = I ωc ∠-90° 电压U 滞后电流I 的相角为90°，电容所吸收的功率平均为零。 电容的容抗与频率的关系X C -f 曲线如图1.11-2。 电感元件因其由导线绕成，导线有电阻，在低频时如略去其分布电容则它仅由电阻R L 与电感L 组成。 在正弦电流的情况下其复阻抗为 Z=R L + j ωL=Z ∠Φ 式中R L 为线圈导线电阻。阻抗角Φ可由R L 及L 参数来决定： ..。
扬声器的参数是指采用专用的扬声器测试系统所测试出来的扬声器具体的各种性能参数值.其常用的参数主要包括:Z,Fo,η0, SPL,Qts,Qms,Qes,Vas,Mms,Cms,Sd,BL,Xmax,Gap gauss.以下分别是这几种参数其物理意义. 1.1 Z:是指扬声器的电阻值,包括有:额定阻抗和直流阻抗.(单位:欧姆/ohm),通常指额定阻抗. 扬声器的额定阻抗Z:即为阻抗曲线第一个极大值后面的最小阻抗模值,即图1中点B所对应的阻抗值.它是计算扬声器电功率的基准. 直流阻抗DCR:是指在音圈线圈静止的情况下,通以直流信号,而测试出的阻抗值. 我们通常所说的4欧或者8欧是指额定阻抗. 1.2 Fo(最低共振频率)是指扬声器阻抗曲线第一个极大值对应的频率. 单位:赫兹(Hz). 扬声器的阻抗曲线图是扬声器在正常工作条件下,用恒流法或恒压法测得的扬声器阻抗模值随频率变化的曲线. 1.3 η0(扬声器的效率):是指扬声器输出声功率与输入电功率的比率. 1.4 SPL(声压级):是指喇叭在通以额定阻抗1W的电功率的电压时,在参考轴上与喇叭相距1m 的点上产生的声压.单位:分贝(dB). 1.5 Qts :扬声器的总品质因数值. 1.6 Qms:扬声器的机械品质因数值. 1.7 Qes:扬声器的电品质因数值. 1.8 Vas(喇叭的有效容积):是指密闭在刚性容器中空气的声顺与扬声器单元的声顺相等时的容积.单位:升(L). 1.9 Mms(振动质量):是指扬声器在运动过程中参与振动各部件的质量总和,包括鼓纸部分,音圈,弹波以及参与振动的空气质量等.单位:克(gram). 1.10 Cms(力顺):是指扬声器振动系统的支撑部件的柔顺度.其值越大,扬声器的整个振动系统越软.单位:毫米/牛顿(mm/N). 1.11 Sd(振动面积):是指在扬声器的振动过程中,鼓纸/振膜的有效振动面积.单位:平方米(m2). 1.12 BL(磁力):间隙磁感应强度与有效音圈线长的乘积.单位:(T*M).
扬声器的电阻抗 如何配置功放包括前级和后级时，常会询问它的输入阻抗、输出阻抗及输出内阻是多少?功率和驱动能力有多强?胆机好力还是晶体管机好力?桥接又如何?选购扬声器时也想了解它的功率、效率、阻抗等等感觉似是而非的问题，我相信看了下文应该有满意的答案了。 我们首先从阻抗谈起。阻抗是音响中最常看到的字眼了，那么它到底是指什么?阻抗与电阻不是完全一致的东西。阻抗就是电阻加电抗，详细地说，就是电阻、电容抗、电感抗在向量上的总和。在相同电压下，阻抗越高电流越小，阻抗越低电流越大。 一般音响器材常见提到阻抗的地方有：喇叭的阻抗，前后级放大器的输入阻抗，前级的输出阻抗，(后级经常不称作输出阻抗，而称输出内阻)，信号导线的传输阻抗等。若说到器材内部电子线路及零件的各部分阻抗那就更琳琅满目复杂得多了，在此我们只介绍有关音响器材标称的阻抗具有什么实质意义? “扬声器的电阻抗” 现在先从喇叭的阻抗谈起。目前，世界各国的扬声器厂家每天都在制造出千万只品种与性能各异的扬声器，以满足日益增长的Hi—Fi市场与AV市场的需要，但扬声器的标称阻抗却都遵循4Ω、8Ω、16Ω、32Ω这样一个国际化的标准系列。 这代表了什么呢? 这代表了扬声器谐振频率的FO至第二个共振峰Fz之间所呈现的最低阻抗值。实际上喇叭构成输出线路中一个带电抗的电阻，只不过它的电阻随潘放的音
乐的频率而变，这个动态的电阻就称为阻抗。它可不是一个常数值，而是随着频率的不同而不同，甚至可能会起伏得很可伯，可能在某频率高到十几Ω或二十几Ω，也可能在某频率低到IΩ或以下。 当后级输出一个固定电压给喇叭时，依照欧姆定律，4Ω的喇叭会比8Ω的喇叭多流过一倍的电流，因此如果你会计算功率的话，你就会明白为何一部8Ω输出的100瓦的晶体后级，在接上4Ω喇叭时会变为200瓦了。当然除非特殊需要，没有一个扬声器的设计专家会设计出类似于2．5Ω、5Ω、10Ω、15Ω这样非标称阻抗系列的扬声器供应市场。 谁都知道一个二单元的音箱(一个高音一个低音)通常采用1只8Ω的高音单元和1只8Ω的低音单元组成，如果三单元的音箱(一个高音二个低音)通常都采用1只8Ω的高音单元和2只4Ω的低音单元串联组成，或者用I只8Ω的高音单元和2只16Ω的低音单元并联组成，以达到整个音箱的8Ω输入阻抗与功率放大器8Ω输出阻抗相匹配。 当如上所述，喇叭的阻抗值不断下降时，后级输出一个固定电压，它的电流就会愈来愈大，你确定你的后级能输出这么大的电流吗?你知道喇叭阻抗不断下降的结果到后来就相当于是把喇叭线直接短路，所有的晶体管后级放大器，其输出电流的能力均有其设计上的限制，超出此范围，机器就要烧掉了。 这也就是为什么一般人常说的：后级的功率不用大，但输出电流要大的道理。当然这种讲法也不太规范。因为现今的高保真晶体管功率放大器基本属定压型放大器，以输出功率=负载的电流平方x负载阻抗来计算，大功率时电流大，小功率时电流小亦属于正常。真正有机会在既定的负载上有“大电流输出”的，还是大功率放大器。
APx500系列测量扬声器的阻抗曲线 浏览次数：220日期：2014年10月24日17:56 扬声器复杂阻抗的测量可以通过APx500 软件的数据提取功能很方便地实现 (APx500 2.6 或以上版本). 这篇技术文档主要说明如何使用恒定电压来测量, 同时包含所需的APx500 工程文件. 恒定电压测量方法的优点是可以在扬声器的工作频率范围内使用已知的,恒定的电压来测量. 通过该方法进行多组恒定电压下的测量, 也可以检验扬声器阻抗与电压之间的变化关系(理论上彼此是独立的). 图1扬声器阻抗测试电路原理图 图1显示的是恒压法测量的基本电路原理, 图2 显示的是实际的连接图. 使用分析仪的两个输入端,配置成Analog Balanced,用来检测感应电阻的电压(Vsense)和扬声器两端的电压(Vspkr), 功放则需提供足够低的输出阻抗以及足够的电流来直接驱动扬声器,有些扬声器所需的电流可能超过功放所能提供的电流. 另外, 使用分析仪50 ohm 的输出阻抗配置, 可以让仪器成为一个恒流源, 使恒压测量的方法变得有点麻烦. 图2. 仪器与被测扬声器的连接 为了让连接变得更简单明了, 我们制作了测量夹具, 里面包含了一个0.1 ohm 的高 精度感应电阻(额定功率根据实际情况而定), 如图3 所示; 这个夹具包含两组Banana 接口
和一个XLR 接口, 方便连接夹具到音频分析仪, 扬声器以及功放. 如图的夹具只是一个样例, 客户可以根据该原理制作更加简单的测试夹具. 图3. 电流感应测试夹具 感应电阻的阻值在该测量中并不关键, 但是, 它必须保证有足够的精度(如1%)以 及能够承受足够的功率. 使用0.1 ohm 的电阻是一个很好的选择, 因为它与仪器输出的源阻抗相比, 几乎可以忽略, 同时除以0.1(或乘10)的计算非常方便. 使用具有4 端连接的感应电流检测电阻, 配置成四线连接的Kevin 结构, 电流从两个对应的连接端输入,而感应电压则通过另外两个连接端测量得到.除了提供便利的连接外, 4 线的Kevin 配置可以提供更加精确的感应测量. 根据图1 的电路, 电流(i)可以通过以下等式获得: 以及阻抗可以通过以下等式获得: 将上面两个等式整合, 就可以等到以下阻抗计算公式: 上面的等式中, I, V, Z 等物理量上面均有一杠的指示, 表示说这些物理量都是向量(包含了幅度以及相位的信息).
细解扬声器的Q值 在扬声器的Thiele-Small参数中，其品质因素Q值作为评价低频性能和低音箱体设计的关键参数，经常被大家提起和引用；但作为一个数学模型的辅助参量，Q值的概念是非常抽象的，远远不如Fs（谐振频率）、Vas（等效容积）等参数容易得到感性的认识。下面，本文将通过不同的角度，来分析、阐释Q值的意义，希望能够加深大家对Q值的理解。 基本概念 根据T-S参数的定义，Q(quality factor)是描述扬声器阻尼系数（damping factor）的一组参数。在T-S参数中，Q值分为Qms，Qes和Qts。 Qms为机械系统的阻尼，体现了扬声器支片、边等支撑系统对能量的消耗、吸收和音盆、音圈、防尘帽等质量系统对能量的内在消耗； Qes为电力系统的阻尼，主要体现在音圈直流电阻对电能的消耗； Qts为总阻尼，为上述两者的并联。即Qts=Qms*Qes/(Qms+Qes)。 扬声器Qts对低频声压特性的影响如图（1）所示，这在很多参考书上都有描述，这儿不再讨论。 图（1）Qts对扬声器低频声压特性的影响 阻抗曲线的数学模型 考虑到扬声器Q值与阻抗Ze密不可分的关系，在具体分析Q值前，我们简单了解一下扬声器阻抗曲线。 在阻抗型电声类比中，扬声器的等效阻抗为： 其中，Re为扬声器的直流阻抗，L为音圈线圈的感抗； Res为振动系统的力学等效阻抗，Res=（BL）2/（Rms+2Rmr），Rms振动系统的力阻，Rmr为扬声器振膜单面的辐射力阻； Cmes为质量抗，Cmes=Mms/（BL）2； Lces为弹性抗，Lces=Cms*（BL）2。 当频率在Fs的时候，动生阻抗达到最大值；同时由于在低频阶段，音圈感抗相当小，基本上可以忽略，所以我们有： Zmax=Re+|Res| 参考下面Mlssa对某款扬声器的测试结果，我们可以对其进行直观地理解。 图（2）扬声器的阻抗曲线 Q值与阻抗Ze的关系 根据Qms的定义，有Qms=ωMms/(Rms+2Rmr)。 由ω=2πFs以及 我们不难得到：
关于微型扬声器阻抗曲线的一些探讨 费艳锋 （生辉电器制品有限公司 广东顺德 528309） 摘要文章通过对微型扬声器的阻抗曲线测试分析，说明微型扬声器在测试电压加大的条件下微型扬声器所特有的现象，对此特有现象做了初步分析。并对通常条件下微型扬声器阻抗曲线测试时的电压怎样选择和怎样测试做了说明。 关键词微型扬声器阻抗曲线额定阻抗共振频率 Some Discussing about the Impedance Curve of Micro Loudspeaker FEI Yan-feng (Sangfai Electrical Manufacture Limited Shunde Guangdong 528309) Abstract: By the analysis of impedance curve of the micro loudspeaker, we explain the proper measure phenomenon of micro loudspeaker with large signal voltage. and then offer the method how to select the measure voltage and to operate the measurement of the micro loudspeaker Key words: Micro loudspeaker Impedance Curve Rated Impedance Resonant Frequency 前言：微型扬声器特性参数中有额定阻抗和共振频率这两项，此两项参数是微型扬声器的基本重要参数，通常从阻抗频率特性曲线（阻抗曲线图1）上读取。读取方法为：额定阻抗可以阻抗曲线上紧跟在第一个极大值后面的极小值对应的阻抗为扬声器额定阻抗（图1中的“Min”对应纵坐标阻抗数值）；共振频率是在扬声器单元的阻抗模值随频率递增变化的曲线上，出现第一个阻抗极大值时的频率（即谐振峰的最高点“Max”对应横坐标频率数值 图1）。一个正确测量得到的阻抗曲线才能得到比较精确的额定阻抗值和共振频率，从而对后续的许多电声设计给出方向。 图1 阻抗曲线的额定阻抗和共振频率读取示意图 关于锥形扬声器分析讨论很多技术人员做了许多，在微型动圈扬声器上似乎并不多，下文将通过对微型扬声器阻抗曲线的探讨，使关于微型扬声器阻抗曲线能进行更深入的讨论。1．测量电压变化对阻抗曲线的影响 测量电压变化对阻抗曲线的影响，在锥型扬声器上早就有其自己的见解（见图2）
竭诚为您提供优质文档/双击可除元件阻抗特性测定实验报告 篇一：电路基础实验实验十一_R、L、c元件阻抗特性的测定 实验十一R、L、c元件阻抗特性的 测定 实验成员：班级：整理人员： 实验十一R、L、c元件阻抗特性的测定 一、实验目的 1．验证电阻，感抗、容抗与频率的关系，测定R~f，xL~f 与xc~f特性曲线。2．加深理解R、L、c元件端电压与电流间的相位关系。 二、原理说明 1．在正弦交变信号作用下，电阻元件R两端电压与流过的电流有关系式 u?RI 在信号源频率f较低情况下，略去附加电感及分布电容的影响，电阻元件的阻值信号源频率无关，其阻抗频率特性
R~f如图9-1。 如果不计线圈本身的电阻RL，又在低频时略去电容的影响，可将电感元件视为电感，有关系式 ? ? ?? u L ? jxI感抗x L L ?2?fL 感抗随信号源频率而变，阻抗频率特性xL~f如图9-1。 在低频时略去附加电感的影响，将电容元件视为纯电容，有关系式 u ? c ?? jx c
I容抗 ? xc? 12?fc 容抗随信号源频率而变，阻抗频率特性xc~f如图 9-1. c f 图9-1 图9-2 2．单一参数R、L、c阻抗频率特性的测试电路如图9-2所示。 途中R、L、c为被测元件，r为电流取样电阻。改变信号源频率，测量R、 L、c元件两端电压uR、uL、uc，流过被测元件的电流则可由r两端电压除以r得到。 3．元件的阻抗角（即相位差φ）随输入信号的频率变化而改变同样可用实验方法测得阻抗角的频率特性曲线φ ~f。 用双踪示波器测量阻抗角（相位差）的方法。 将欲测量相位差的两个信号分别接到双踪示波器YA和Yb两个输入端。调节示波器有关旋钮，使示波器屏幕上出现
实验十 RLC 电路的阻抗频率特性分析 一实验目的 1、掌握交流电路中电阻、电容和电感的阻抗与频率的关系。 2、加深理解三个元件的电压与电流相位关系。 3、观察RLC 串联谐振现象，了解谐振电路特性，加深其理论知识的理解。 二 实验原理 1、R 、L 、C 元件的阻抗频率特性 正弦交流信号包含最大值、频率和初相位，在正弦稳态交流电路中，通过元件的电流有效值和加于该元件两端电压有效值之间的关系U =f （I ），称为元件的交流伏安特性，每个元件不仅讨论电压、电流有效值关系，还要观察两者相位之间的关系。 线性电阻欧姆定律的相量形式为：U RI = 。说明电阻两端电压的有效值与流过电流的有效值成正比，R 大小与频率无关，相位差为0，即同相位。 （2）电容 线性电容电压电流关系的相量形式为：1U j I C ω=- 。表明电容两端电压有效值与流过电流有效值关系为1 U I C ω=，相位差为-90 ，即电流超前电压90度。 （3）电感 线性电感的电压电流关系的相量形式为：U j LI ω= 。说明电感两端电压的有效值与流过电流的有效值关系为U LI ω=，相位差为90 ，即电压超前电流90度。 正弦稳态电路中，RLC 元件的阻抗频率特性曲线如图10-1所示。 图10-1 R 、L 、C 元件的阻抗频率特性曲线
RLC串联电路中，当正弦交流信号源的频率f改变时，电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的电流I也随频率f而变。交流电压 S U（有效值）的角频率 为ω，则电路的阻抗为 1 () Z R j L C ω ω =+-， 阻抗的模：Z= 阻抗的幅角 1 arctan L C R ω ω ? - =，即该电路总电压与电流的相位差。 图10-3（a）、（b）分别为RLC串联电路的阻抗、相位差随频率的变化曲线。 图10-3（a）z f -曲线图10-3（b）f ?-曲线 由曲线图可以看出，存在一个特殊的频率 f，特点为： （1）当 f f <时，0 ?<，电流相位超前于电压，整个电路呈电容性； （2）当 f f >时，0 ?>，电流相位滞后于电压，整个电路呈电感性； （3）当 1 L C ω ω -=时，即 ω= f=时，阻抗Z R =，此时0 ?=，表明电路中电流I和电压U同相位，整个电路呈现纯电阻性。
扬声器常用参数的物理意义 扬声器的参数是指采用专用的扬声器测试系统所测试出来的扬声器具体的各种 性能参数值.其常用的参数 主要包括:Z,Fo,η0, SPL,Qts,Qms,Qes,Vas,Mms,Cms,Sd,BL,Xmax,Gap gauss.以下分别是这几种参数其物理意义. 1.1 Z:是指扬声器的电阻值,包括有:额定阻抗和直流阻抗.(单位:欧姆/ohm),通常指额定阻 抗. 扬声器的额定阻抗Z:即为阻抗曲线第一个极大值后面的最小阻抗模值,它是计 算扬声器电功率的基准. 直流阻抗DCR:是指在音圈线圈静止的情况下,通以直流信号,而测试出的阻抗值. 我们通常所说的4欧或者8欧是指额定阻抗. 1.2 Fo(最低共振频率)是指扬声器阻抗曲线第一个极大值对应的频率. 单位:赫兹(Hz). 扬声器的阻抗曲线图是扬声器在正常工作条件下,用恒流法或恒压法测得的扬声器阻抗模值随频率变化的 曲线. 1.3 η0(扬声器的效率):是指扬声器输出声功率与输入电功率的比率. 1.4 SPL(声压级):是指喇叭在通以额定阻抗1W的电功率的电压时,在参考轴上与喇叭相 距1m的点上产生的声压.单位:分贝(dB). 1.5 Qts :扬声器的总品质因数值. 1.6 Qms:扬声器的机械品质因数值. 1.7 Qes:扬声器的电品质因数值. 1.8 Vas(喇叭的有效容积):是指密闭在刚性容器中空气的声顺与扬声器单元的 声顺相等时 的容积.单位:升(L). 1.9 Mms(振动质量):是指扬声器在运动过程中参与振动各部件的质量总和,包括鼓纸部分 ,音圈,弹波以及参与振动的空气质量等.单位:克(gram). 1.10 Cms(力顺):是指扬声器振动系统的支撑部件的柔顺度.其值越大,扬声器的整个振动系 统越软.单位:毫米/牛顿(mm/N). 1.11 Sd(振动面积):是指在扬声器的振动过程中,鼓纸/振膜的有效振动面积.单位:平方米 (m2). 1.12 BL(磁力):间隙磁感应强度与有效音圈线长的乘积.单位:(T*M). 1.13 Xmax:音圈在振动过程中运动的线性行程.单位:毫米(mm). 1.14 Gap Gauss:间隙磁感应强度值.单位:特斯拉(Tesla).