喇叭基础知识
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你不得不知道的喇叭常识。
喇叭的构造:1、折环(皮边)。
它的作用首先是为锥盆的运动提供一定的顺性,也就是具有一定的柔性,让锥盆可以前后运动,另外还有辅助弹波一起定位锥盆,让音圈保持在磁隙中央,并提供锥盆运动的回复力的作用。
折环的材料一般有橡胶,布基加胶纸质等,折环的软硬和柔顺度,直接影响鼓纸在整个运动形成里的线性,影响喇叭在整个标称功率内的表现曲线。
2、锥盆(鼓纸,振膜,纸盆)。
就是喇叭主要的发声部件。
由它来直接驱动空气,把单元的机械运动,转换为空气的声波传递运动。
锥盆直接决定了单元重播声音各个方面的性能,例如频率响应、失真、甚至灵敏度等。
其中,锥盆的大小、几何形状、材料性能、质量(重量)等方面的特征都是重要的。
材料主要是纸浆加上其他材料,近年来多种特性不同的材料进入,有聚丙烯、炭纤维,金属钛等等,甚至金刚石。
但是主流还是纸浆,一方面造价低廉,另一方面容易做成喇叭振膜所要求的复杂曲面。
3、防尘罩。
防止异物落在磁隙中影响音圈的运动。
它做为一个盖子,同时还具有一个和折环一样的功能,就是把锥盆前后方的空气隔离开,避免向后辐射的声音绕到前方,而造成声短路。
材料五花八门,形状也五花八门,为什么会这样,因为除了防尘作用外,喇叭的美观也要靠它做花样。
4、弹波(定心支片)。
功能主要是为锥盆的运动提供回复力,并使音圈在运动时仍能保持在磁隙中的正确位置。
除此之外,它还能防止异物落入磁隙。
定心支片一般用棉、麻、聚?亚胺、NOMEX等纤维织成的布做成,然后浸上树脂使之定形(波浪形)、变硬。
5、盆架。
是整个喇叭单元的骨架,大多数部件都直接或间接地固定在盆架上。
但它对声音的影响却相对较小。
盆架主要用铁皮、铸铝或塑料做成。
大家都喜欢铸铝的盆架,因为看起来摸起来都很爽。
铁皮盆架和塑料盆架的成本当然要低许多。
6、音圈、音圈骨架。
音圈是喇叭单元发声的中心部件,喇叭完成从电能到机械能的转换,就是依靠音圈来进行的。
音圈处在上夹板与T铁围成的磁隙中,当电流通过时,就产生力,发生运动。
喇叭和音箱的基础知识构成音箱的元器件有扬声器、分频器和箱体,下面介绍这些组件的一些分类知识。
一、扬声器DTSAIC扬声器有多种分类式:按其换能方式可分为电动式、电磁式、压电式、数字式等多种;按振膜结构可分为单纸盆、复合纸盆、复合号筒、同轴等多种;按振膜开头可分为锥盆式、球顶式、平板式、带式等多种;按重放频可分为高频、中频、低频和全频带扬声器;按磁路形式可分为外磁式、内磁式、双磁路式和屏蔽式等多种;按磁路性质可分为铁氧体磁体、钕硼磁体、铝镍钴磁体扬声器;按振膜材料可分纸质和非纸盆扬声器等。
1、电动式扬声器电动式喇叭解剖图特点:应用最广,它利用音圈与恒定磁场之间的相互作用力使振膜振动而发声。
电动式的低音扬声器以锥盆式居多,中音扬声器多为锥盆式或球顶式,高音扬声器则以球顶式和带式、号筒式为常用。
2、锥盆式扬声器锥盆式喇叭结构图特点:结构简单,能量转换效率较高。
它使用的振膜材料以纸浆材料为主,或掺入羊毛、蚕丝、碳纤维等材料,以增加其刚性、内阻尼及防水等性能。
新一代电动式锥盆扬声器使用了非纸质振膜材料,如聚丙烯、云母碳化聚丙烯、碳纤维纺织、防弹布、硬质铝箔、CD波纹、玻璃纤维等复合材料,性能进步提高。
3、球顶式扬声器球顶型喇叭结构图特点:有软球顶和硬球顶之分。
软球项扬声器的振膜彩蚕丝、丝绢、浸渍酚醛树脂的棉布、化纤及复合材料,其特点是重放音质柔美;硬球顶扬声器的振膜彩铝合金、钛合金及铍合金等材料,其特点是重放音质清脆。
4、号筒式扬声器号筒式扬声器结构特点:辐射方式与锥盆式扬声器不同,这是在振膜振动后,声音经过号筒再扩散出去。
其特点是电声转换及辐射效率较高、距离远、失真小,但重放频带及指向性较窄。
5、带式扬声器带式喇叭结构特点:音圈直接制作在整个振膜(铝合金聚酰亚胺薄膜等)上,音圈与振膜间直接耦合。
音圈生产的交变磁场与恒磁场相互作用,使带式振膜振动而辐射出声波。
其特点是响应速度快、失真小,重放音质细腻、层次感好。
喇叭基础知识一、扬声器的种类(按工作原理分):……按扬声器的工作原理为分为:电动式(动圈式)、电磁式、静电式、压电式、离子式、气动式等.在各种类型的扬声器中,运用最多、最广泛的是电动式扬声器(动圈式),它是应用电动……原理的电声换能器.二、电动扬声器的组成:1.磁路系统:T铁、磁铁、华司2.振动系统:鼓纸、弹波、音圈3.辅助系统:支架、压边、防尘帽、端子、导线三、磁路系统中的各零件作用与要求:1. T铁、华司:作用:起导磁作用.要求:磁阻小,导磁率高的材料.目前,导磁率最高的材料是坡莫合金,其次为电工钝铁、硅钢片、低碳钢;因坡莫合金价格昂贵,不易加工,故喇叭界几乎没有人使用它,电工钝铁在高要求时有使用到,比如高档汽车喇叭,目前普遍使用的是低碳钢(含碳量在0.1%-0.6%之间),其优点是:(1).硬度适中,易加工成型;(2).价格便宜,在成本上有很大的优势;(3).导磁率高;2. 磁铁:扬声器所用的磁体大致可分为三类:(1).铝、镍、钴磁体:它是由铝、镍、钴、铁为主要成分浇铸而成,特点是磁能积高、剩磁高,曾在扬声器中广泛应用,但终因钴的缺乏,价格高逐步被铁氧体取代.使用注意事项:A.A LNico(铝镍钴)是高Br、低Hc的永磁材料,导磁率在3以上,宜做成长柱体或长棒体,尽量减少退磁场作用.B.A LNico永磁构成的磁路,必须整体饱和充磁,如拆卸之后再重新组装时,须再次饱和充磁.C.ALNico磁体本身矫顽力低,在使用过程中严禁使用任何铁器接触ALNico永磁体.D.ALNico磁体温度系数小.E.电阻为47UΩ.(2).铁氧体磁体:永磁铁氧体由氧化铁和锶(钡)等元素组成,具有较高的磁通密度和矫顽力,不氧化,性能稳定,是目前广泛应用的磁体,其成分为Mo、6Fe2O3,扬声器中主要应用各向异性(参数特性)钡铁氧体,锶铁氧体,用氧化钡(锶)和三氧化二铁粉末混合,在高温炉中熔烧而成,它具有材料来源容易、价格低廉、矫顽力大、对外磁场稳定等一系列优点.特性:A.Hc大,适合设计成扁平形状,即高与直径尺寸比小于1.B.价格便宜,耐氧化、腐蚀,重量轻.C.磁结晶的各向异性常数大,钡铁氧体K=3.2×10-1J/cm2..D.退磁曲线近似直线.E.电阻率高,P=104~106Ω.m(电阻1010us2).F.密度为4.6~5.1×103Kg.m3.G.导磁率低,为1.05~1.3.钡铁氧体与锶铁氧体优缺点:钡铁氧体:矫顽力大,相对磁场稳定,尺寸收缩性小,外观美观,但易碎.锶铁氧体:矫顽力要小,相对磁场稳定性差,尺寸收缩性大,易跑锶(在潮湿环境中吸收空气中的二氧化碳,表面呈现白色痕迹),不易碎.(3).稀土类磁体:稀土类磁体以钕铁硼磁体为代表,它的磁能积为铁氧体的10倍以上,资源丰富,是具有发展潜力的磁性材料,缺点是易生锈,居里温度低.钕铁硼最高使用温度:普通<80℃,“H”<120℃,SH<150℃,UH<180℃.铁氧体最高使用温度:普通-40℃~85℃,-55℃~125℃.电阻:50UΩ.磁铁作用:提供音圈磁场.性能要求:A.剩余磁感应强度(Br)大.B.矫顽力(Hc)高.C.最大磁能积(B×H)max大.四、磁场的形成:在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流——分子电流.分子电流使每个物质微粒都成为一个微小的磁体,它的两极相当于两个磁极,在未被磁化时,内部各分子电流的取向是杂乱无章的,它们的磁场互相抵消,对外界不显磁性.当受到外界磁场的作用时,各分子电流的取向大致相同,从而对外显示出磁性.磁场可以由电流激发,也可由变化的电场激发.安培定则:用右手握螺线管,四指指向电流方向,则拇指指向为螺线管内部磁力线的方向.注意:磁力线是闭合曲线,在磁体外部磁力线从N极到S极,在磁体内部从S极到N极.由于空间的每一点都只能有一个磁场方向,因此两条磁力线不可能相交于一点.五、制程中磁间隙的磁通密度以及极性管理:影响磁体磁场大小的因素:A.电压充磁机B.电容量太多:体积大,电阻大.线圈圈数太少:电阻小,元件承受功率达不到. 充台线径:原则上粗一点较好. R= L/S.P铁芯直径铁芯高度磁通密度:(1).充磁机:A.电压设定与监控.B.电容定期(半年或一年)检查.(2).充台:A.型号.B.主副线圈.(3).极性接线:A.外磁:左“+”,右“-”.B.内磁:左“-”,右“+”.六、电动扬声器工作原理:磁场的基本特性:是对其中的运动电荷或电流产生力的作用.载流导体通过磁场时,会受到一个电动力,其方向用左手定则判定.左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把手伸入磁场中,让磁力线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流的方向,则大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向(通电导线在磁场中的运动方向).方向与电流和磁场方向互相垂直,受力大小与电流、导线长度、磁通密度成正比,即F=BIL.工作原理:当音圈输入交变音频电流时,音圈受到一个交变推动力,产生交变运动,带动纸盒振动,反复推动空气而发声.磁路的形状:磁路的形状可分为外磁式和内磁式.(1).内磁式磁路:磁体置于中心,周围内导磁轭环绕.这种结构漏磁小,通常采用铝镍钴或钕铁硼磁体.(2).外磁式磁路:磁体位于磁路外,通常采用铁氧体,这种结构简单方便,但是漏磁较多.八、磁通密度:磁路设计除了满足结构方面的要求,还希望得到更大的磁通密度,以及尽可能小的失真.磁通密度是单位面积的磁通量,要加大磁通密度思路很明确,减小磁阻,选择良好的磁性材料,减小磁间隙处的面积.如图示:另一种增加磁通的办法是加宽磁通的通路,如上图示:T铁底部有一个锥形部份.对于高频扬声器,音圈振幅是较低的,这时可以将磁隙处导磁板减薄,提高单位面积磁通.信频程:表示一段频率范围(频率)大小的相对量. Fmax/Fmin=2n.周期:往复振动一次所需的时间.频率:每秒钟振动的次数.声压:有声波时,由于声波引起大气压力的变化.(Pa)声压级:有效声压P和基准声压Pr的比值的常用对数乘以20.(dB) LP=20Lg(P/Pr) 额定阻抗:是在阻抗曲线上低频共振频率以上的第一个阻抗最小值,在额定频率范围内,阻抗模值的最低值不应小于额定阻抗的80%. P=U2/R.阻抗曲线:是指扬声器的阻抗模值随频率变化的曲线.在最低共振频率附近急剧上升,在高频率部分随音圈电感增加而加大.曲线的峰是由纸盆、音圈、弹波等振动系统共振造成的,而此曲线中部最小值相当于扬声器的额定阻抗,通常比直流电阻抗大10%-30%.○1.VC 直流阻抗 ○2.电感部分 ○3.反电动势部分 共振频率:在低频率某一频率其阻抗值最大,此时的频率称之为扬声器共振频率F0,即在阻抗曲线上扬声器阻抗模值随频率上升的第一个主峰对应的频率.扬声器是一个振动系统,共振频率与扬声器的质量和顺性有关,即振动系统的质量愈大,纸盆折环、弹波愈柔软,则顺性愈大,共振频率愈低,反之共振频率愈高.F0=1/2π√1/mc增加振动系统质量固然可以降低共振频率,但质量增加会使扬声器输出声压降低,增加振动系统的柔软性(顺性)在一定范围内可以降低共振频率.品质因数是扬声器共振曲线尖锐程度的一种量度.(Q O )Q O 是抑制阻尼共振的重要参数,Q O 愈高,共振就愈强,由扬声器的阻抗曲线确定.12r 0f 0 2maxf 2-f 1 RV m 0×1/C 0(BL)2/RVQ O 与振动系统质量成正比,与磁隙磁通密度平方成反比,公式为 m 0×1/C 0(BL)2/RV等效容积(Veq):指在这个容积中空气的声顺与扬声器的声顺相等.它与共振频率、品质因素是音箱设计必须考虑的三个参数. Veq=Vb[(f b /f 0)-1]其中, Vb 表示箱体的内容积与被扬声器单元所占空间容积之差, f b 指装箱后的f 0, f 0指单体f 0. 九、低失真磁路:1. 磁体非线性引起的失真:(1).在低频大振幅,音圈对磁隙相对位置变化较大,使磁性材料平均磁导率变化,影响音圈电感,使电流产生失真.(2).由于构成该磁路的磁性材料本身磁导率引起的失真,磁体本身具有磁滞回线的磁化结构.在音圈周围的导磁柱及导磁板附近以三次谐波失真为主.通过磁体的磁通一般以二次谐波失真为主.1、电动式扬声器的工作原理是什么?答:当音圈输入交变音频电流时,音圈受到一个交变推动力产生交变运动,带动纸盆振动,Qo= Qo= Qo=×Qo=反复推动空气而发声.2、影响扬声器F0的主要因素有哪些?答:主要因素有:弹波,鼓纸的顺性以及振动系统的质量.3、影响扬声器灵敏度的主要因素有哪些?答:音圈的直流阻抗(DCR),磁间隙中的磁通密度以及振动系统的质量.4、弹波材质60支纱棉布与32支纱棉布在变位与承受功率方面有何差别?答:在同等条件下,60支纱棉布比32支纱棉布变位要大,承受的功率要小.5、鼓纸悬边有哪两个重要功能?答:(1).支持和保持振膜的振动,使振膜能沿轴向方向自由振动,却不能横向移动,它保证音圈也能在磁隙中轴向移动.(2).悬边和弹波(无弹波例外)的顺性,共同构成扬声器的顺性,确定扬声器的谐振频率.6、音圈阻抗会对喇叭造成哪些影响?答:(1).交流阻抗(2).频率响应7、一般如何决定实效周波数带域?答:在用正弦信号测得的频率响应曲线上,在灵敏度最大的区域内,取一个信频程带宽,在其中按1/3oct取四点计算声压级的算术平均值,下降10dB划一条平等于横坐标的直线,它与频率响应曲线高低两端的交点(即F2和F1)所对应频率范围,即为实效周波数带域.THANKS !!!致力为企业和个人提供合同协议,策划案计划书,学习课件等等打造全网一站式需求欢迎您的下载,资料仅供参考。
喇叭及音箱基本原理扬声器:又称喇叭,是一种将电能转化成声能的器件,根据能量转换的方式,可分为电动式、电磁式、气动式、静电式、离子式和压电式等;按工作频段可分为:高音扬声器、中音扬声器、低音扬声器和全频带扬声器。
一、扬声器的分类( 1)电动式扬声器。
在各种类型的扬声器中,运用最多、最广泛的是电动式扬声器,又称动圈式扬声器,它是应用电动原理的电声换能器件,根据法拉第定律,当载流导体通过磁场时,会受到一个电动力,其方向符合弗来明左手定则,力与电流、磁场方向互相垂直,受力大小与电流、导线长度、磁通密度成正比。
当音圈输入交变音频电流时,音圈受到一个交变推动力产生交变运动,带动纸盆振动,反复推动空气而发声。
( 2)电磁式扬声器。
在永磁体两极之间有一可动铁心的电磁铁,当电磁铁的线圈中没有电流时,可动铁心受永磁体两磁极相等吸引力的吸引,在中央保持静止;当线圈中有电流流过时,可动铁心被磁化,而成为一条形磁体。
随着电流方向的变化,条形磁体的极性也相应变化,使可动铁心绕支点作旋转运动。
可动铁心的振动由悬臂传到振膜(纸盆)推动空气振动。
这种电磁式扬声器频带窄,音质欠佳,除了一些特殊场合,目前很少使用。
( 3)静电扬声器。
利用加到电容器极板上的静电力而工作的扬声器,因正负极相向而成电容器状,所以又称为“电容扬声器”( 4)压电扬声器。
利用压电材料的逆压电效应而工作的扬声器称为压电扬声器。
(5)离子扬声器。
在一般的状态下,空气的分子是中性的、不带电。
但经过高压放电后就成为带电的粒子,这种现象称游离化。
把游离化的空气利用音频电压振动,则产生声波,这就是离子扬声器的原理。
( 6)气流调制扬声器,又称气流扬声器。
它是利用压缩空气作能源,利用音频电流调制气流发声的扬声器。
它的输出功率可达数千到上万声瓦。
效率约为15%。
气流扬声器主要用做高强度噪声环境试验的声源或远距离广播和对近海船只预报雾警及其他报警项目,作用距离可达 10km,其频率范围可达100Hz〜10kHz , 声压级可达165dB~175dB 。
汽车喇叭相关知识点总结喇叭的种类一般来说,汽车喇叭分为电磁喇叭和电动喇叭两种。
1. 电磁喇叭电磁喇叭是利用电磁铁产生的磁力来使得膜片振动,从而产生声音。
它一般采用金属外壳,外形较大,声音较为浑厚。
2. 电动喇叭电动喇叭则利用电动机或震动器来产生声音,一般采用塑料外壳,外形较小,声音较为尖锐。
喇叭的原理无论是电磁喇叭还是电动喇叭,其工作原理都是类似的,都是利用振动膜片产生声音。
具体来说,当电流通过喇叭时,电磁喇叭会产生磁场,导致薄膜发生振动,从而产生声音。
而电动喇叭则是通过电机或震动器使得薄膜产生振动,也从而产生声音。
喇叭的作用1. 提醒汽车喇叭最主要的作用就是用来提醒其他车辆或行人,以增加交通行车的安全性。
2. 警告在紧急情况下,喇叭也可以用来发出警告信号,提醒其他车辆或行人。
3. 交流除了在紧急情况下使用外,喇叭还可以用来进行交流,如在拥堵时可以用来鸣笛告知前面车辆行驶情况。
喇叭的使用注意事项1. 不要滥用喇叭是用来提醒和警告的,滥用喇叭不仅影响其他人,也容易形成道路交通噪声污染。
2. 合理使用在行车过程中,要根据实际情况合理使用喇叭,不要盲目鸣笛以免引起其他车辆或行人的恶感。
3. 定期检查喇叭是车辆的重要配件之一,要定期检查喇叭是否正常工作,以确保行车安全。
喇叭的维护方法1. 清洁定期清洁喇叭表面的尘土和污垢,以确保喇叭的正常振动。
2. 检查定期检查喇叭的连接线路和电路是否正常,如果发现异常要及时修复。
3. 更换喇叭也是有寿命的,如果发现喇叭声音异常或者损坏,要及时更换。
总结汽车喇叭在车辆行驶中起着重要的作用,它可以帮助司机与其他车辆或行人进行有效的沟通,提高行车安全。
因此,在平时的行车过程中,司机要合理使用喇叭,不要滥用喇叭,以免引起其他车辆或行人的恶感。
同时也要定期检查和维护喇叭,确保其正常工作。
这样才能更好地发挥喇叭的作用,提高行车安全。
扬声器基础知识--培训文件扬声器是一种把电信号转换成声音信号的电声器件。
确切地说,扬声器的工作实际上是把一定范围内的音频电功率信号通过换能方式转变为失真小并具有足够声压级的可听声音。
扬声器的种类很多,分类方式也五花八门,一般可根据其工作原理、振膜形状以及放声频率范围来分类。
一、扬声器的构造我们最常见的电动式锥形纸盆扬声器。
电动式锥形扬声器即过去我们常说成纸盆扬声器,尽管现在振膜仍以纸盆为主,但同时出现了许多高分子材料振膜、金属振膜,用锥形扬声器称呼就名符其实了。
锥形纸盆扬声器大体由磁回路系统(永磁体、芯柱、导磁板)、振动系统(纸盆、音圈)和支撑辅助系统(定心支片、盆架、垫边)等三大部份构成。
1、音圈:音圈是锥形纸盆扬声器的驱动单元,它是用很细的铜导线分两层绕在纸管上,一般绕有几十圈,放置于导磁芯柱与导磁板构成的磁疑隙中。
音圈与纸盆固定在一起,当声音电流信号通入音圈后,音圈振动带动着纸盆振动。
2、纸盆:锥形纸盆扬声器的锥形振膜所用的材料有很多种类,一般有天然纤维和人造纤维两大类。
天然纤维常采用棉、木材、羊毛、绢丝等,人造纤维刚采用人造丝、尼龙、玻璃纤维等。
由于纸盆是扬声器的声音辐射器件,在相当大的程度上决定着扬声器的放声性能,所以无论哪一种纸盆,要求既要质轻又要刚性良好,不能因环境温度、湿度变化而变形。
3、折环:折环是为保证纸盆沿扬声器的轴向运动、限制横向运动而设置的,同时起到阻挡纸盆前后空敢流通的作用。
折环的材料除常用纸盆的材料外,还利用塑料、天然橡胶等,经过热压粘接在纸盆上。
4、定心支片:定心支片用于支持音圈和纸盆的结合部位,保证其垂直而不歪斜。
定心支片上有许多同心圆环,使音圈在磁隙中自由地上下移动而不作横向移动,保证音圈不与导磁板相碰。
定心支片上的防尘罩是为了防止外部灰尘等落磁隙,避免造成灰尘与音圈摩擦,而使扬声器产生异常声音。
二、场声器的分类按工作原理分类:按工作原理的不同,扬声器主要分为电动式扬声器、电磁式扬声器、静电式扬声器和压电式扬声器等。
第一章喇叭初级知识一.喇叭的结构它主要由以下几种部件组成:T铁、磁铁、华司、音圈、盆架、弹波、鼓纸、折环端子二.喇叭使用的材料主要使用材料主要有:纸盆、PP盆、防弹布、橡胶盆、碳纤盆。
1.纸盆特性:材质轻、瞬性好,溥、声音听觉好,节奏感好。
缺点:不防湿,环境随意性大。
2.PP盆特性:耐用、声音传递速度快,阻尼好。
缺点:刚性不好,质量较重。
3.防弹布特性:加工精密、分割振动好,强度高、失真小。
缺点:难度大,品质成份高。
4.橡胶盆特性:瞬性好。
5.碳纤盆特性:失真低,共振小,中频好。
三.喇叭的测试喇叭测试出不良现象,主要表现在以下几个方面:1.擦圈擦圈是指:因音圈变形或装配不正,碰到华司、T铁产生的异音。
2.打底打底是指:因音圈或鼓纸下沉致使音圈底部与T铁接触,或因弹波与盆架底部与螺钉接触而产生的异常声。
3.导线碰触导线碰触是指:因导线过长或安装不当与鼓纸、盆架、弹波接触所产生的振动异常声。
4.振音:振音主要又由以下几种情况产生的:1)折环与鼓纸、盆架剥离之摩擦声。
2)弹波、鼓纸、音圈、压边胶合不良引声之振音。
3)鼓纸装配不当附着其它异物产生振音。
4)防尘帽粘胶不良,漏气之产生异常声。
5)盆架与华司硬件部分组合不良引起的振音。
5.垃圾声垃圾声是指:磁道内因铁屑或异物使音圈不能正常工作所发出的异常声。
6.充磁充磁是指:无声或小声。
7.卡死卡死是指:胶水溢入音圈导致不能工作,烧坏音圈。
8.尖声、小声尖声是指:鼓纸斜面强度不够所产生的声音。
小声是指:磁石充磁不够所产生的声音。
9.断续声断续声是指:焊接不良,锦线接触不好引起之断续声。
四.喇叭设计、分析基本要领fo=斜振频率频响灵敏度HZfo(下线) fe(上线)(A+B+C+D)÷4= dB五.喇叭原理通过变化的音频信号输入到喇叭的音圈,导致音圈变化的电磁场,在固定的磁场(磁钢所构成的固定磁场)运动带动弹波、鼓纸及折环一致运动转化成机械振动发出声波。
一. 喇叭的零件喇叭会发出声音,乃鼓纸受音圈的驱动,推动空气,人耳感受到空气的振动而感觉声音。
驱动力 F = B L IF :驱动力 B :磁场强度 L :被磁场包覆内的线圈长度 I :线圈内的电流间隙设计考虑的重点:【纸管式的音圈:内间隙设计成一致,外间隙随阻抗的变化而改变;音圈线径可以因需求而变化】。
【无纸管的音圈:外间隙设计成一致,我们考虑上音圈制具的一致;只要一个上音圈的制具,可以大部分解决不同阻抗的音圈厚度】。
2. Fo ( Lowest resonant frequency ;最低共振频率) =21MoSoMo = 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、弹波。
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。
Q 值:代表在谐振点Fo 的质量因素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,着手点都从Q 开始。
当然我们也可以调整Q 值,有其它资料参考。
3. 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,Y 轴为音压。
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,就是对认意频率输入的电讯号喇叭都做一样大小(声音)的输出。
音压(db Decibel):定义为 db = 20 log 5102-x 測得的壓力 压力的单位为 Newton / m 22 x 105- Newton / m 2 (20 uPa)(或 2 x 104- Dyne / cm 2) 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】的值来从新定义db 。
不加任何字尾的db 表示为音压的db 。
其它常用的单位如以1 伏(V)为0db 位准的称为dbV (如用在麦克风的感度上)。
600瓯姆0.7745 V 为位准值的,我们称为dbm ;定义为600Ω的负载,1mW 的功率消耗,常用在测试仪器上的量测单位。
频率:每秒钟振动的次数,单位为 Hz (Hertz)。
惯称 K (Kilo = 103) Hz 、M (Mega = 106) 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。
利用不产生反弹的形状、吸收振动的材质、涂怖吸震的胶来解决。
4. 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….等等的震动,这些震动产生的声音,我们称为 [谐波 Harmonic]。
失真 = 2232221225242322........n n P P P P P p p p p +++++++ x 100% P 1: 基本波、P 2:二次谐波….P n :n 次谐波 依上式求得的失真,也惯称为THD (Total Harmonic Distortion)。
增加鼓纸本体的钢性,可以减少失真的现象。
5. 功率没有仪器能测定一下喇叭就知道喇叭的功率是多少,通常的方式都是用寿命试验来决定。
我们以IEEE-219 (Institute of Electric and Electronics Engineering))的规范来做。
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。
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,非连续工作的功率。
6. 极性以电池加在喇叭标示的正端,鼓纸是向前推出。
---当有任何怀疑时,这是最基本也最正确的标准。
在双声道以上的设备里,对极性的要求就很严谨。
7. 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。
二. 扬声器单体的结构及各特性1.音箱有多个作用。
首先,它可把扬声器内的各部份固定及保护防止它们移位。
第二,音箱可吸收扬声器的振动,如我们把扬声器的主体放在桌上,桌子会和扬声器一起振动,吸去扬声器的声音。
第三,当振动膜在振动时,它不单振动前方的空气,振动膜后方的空气亦会同时被振动。
音箱内的声波会由反射管道发方出外,倍大声音。
一般音箱结构可分为以下几类◆反射式音箱:为最多的设计方式。
当单体振膜发声时,其声音打到后板所反弹的声波,藉由反射导管将反相的声波传递出来。
其反射孔的大小与导管的长度皆会影响低频的延伸,因此必须根据单体的特性,设计出适合的孔径与导管的长度,以取得最佳的速度感与良好的低频延伸。
◆密闭式音箱:其音箱完全采密闭式,虽然能获得不错的低频音色,可是此种设计方式会大大降低喇叭的效率,若要获得良好的控制力,就必须采用超大功率来推用,否则其低频的速度感会有迟顿的现象。
◆图解说明2. 喇叭的重要参数a. 音压(db Decibel)定义为 5102log 20-⨯=測得的壓力db 压力的单位为 Newton / m 2 (Pa)2 x 105- Newton / m 2 (20 μPa) (或 2 x 104- Dyne / cm 2) 是人耳能听到的最低界限,我们拿来当音压位准(0 db)。
b. 响应曲线 (Frequency Response)喇叭对于(输入)不同频率的电讯号,所产生音压的大小的变化。
通常X 轴设定为频率,成对数刻度,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。
但在实际的产品中,大口径的喇叭无法再生高音,小口径的喇叭无法反应低频。
c. 功率 (Power Rating)没有仪器能一下就测定出喇叭能承受的功率是多少,通常的方式都是通过寿命试验来决定。
加在喇叭上的驱动电压 V = PR P :喇叭的额定功率 R :喇叭阻抗功率大并不表示声音就大,请注意 【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 。
喇叭的效率都不高,依我们现生产的产品大概都不超过10%,其余的能量大部分都转换成热能和动能了。
还有一点要注意的是,比较两个不同环境下测出来的db/W M 是没有意义的,必须放在相同的环境、相同的仪器下,比较值才具意义。
正常功率(Normal Power):是指长时间工作没有问题的功率。
最大功率(Maximum Power):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) =St (SPL 测试值) + 20Dc Dt Log - 10Pc Pt Log Dt 、Dc :分别为测试距离、计算距离 Pt 、Pc : 测试功率、计算功率d. 音质喇叭最终的目的还是要拿来听,去听一听音质,这比较主观,依各人的喜好而定。
e. 等效容积 (Vs)把喇叭装入某一容积后,喇叭的最低共振频率不变的最小容积。
假如产品被设计成很小的容积,那就不要冀望有好的低音。
f. 阻抗匹配能量转换的最佳状况是,音频放大器的输出阻抗等于喇叭的阻抗,那能量是被最合理安排及喇叭能获得最大能量的设计。
手提电脑的小功率功放IC ,因为都工作在低电压但还要有1~2W 的输出,所以输出阻抗都设计成很低阻抗的输出,通常喇叭的阻抗都为4或8Ω。
在手机的情况,工作电压为3.6V ,CODEC 输出的阻抗安排也是高阻抗,主要为了能有更长的待机时间,通常使用32Ω。
3. 制程简介4.喇叭的使用要项1.不论怎么设计,首要确保喇叭振膜的前后音源必须隔离。
声波以振膜为界,振膜前的声波和振膜后的声波相位(Phase)相差180 ,没有隔离,声波混合,声音听起来就变小。
低频的情况尤其明显,因为低频的波长较长,喇叭振膜的前后没有隔离,声波到达你耳膜的时间几乎没有时间差,但相位相反,也就是完全相互抵消。
2.因为产品外观设计(ID Industry Design)的要求日新月异,安装喇叭的地方往往不是平面的,但无论如何,外观不是平的,安装喇叭的内部部分却须是平的。
3.规格书上有列出【Baffle Opening】,在机构设计上尽可能的把Baffle Opening的空间留出来。
4.通常建议在安装喇叭地方四边设计出凸出缘,用它来包住喇叭。
要注意的是假如产品机构面板的出音孔是长条状,切勿将长条状出音孔的尺寸大过Baffle Opening。
5.在可能的情况下,在喇叭的垫片上、或其相当位置上加上一圈软质的橡胶、发泡材料如Poron、CR、EVA、PEF …等。
除了可以吸收喇叭的振动,对于隔离前后音源的混合也有极佳的效果,对于声音的要求较高时,这是有效且可行的建议。
6.喇叭后方的其它机构件尽可能不去挡住喇叭框体上的出音孔,当被堵住的面积到一个程度时,喇叭的Fo值将随之变化,低频的特性也将有很大的差异。
7.在理想情况下,产品机构面板出音孔的总面积必须等于或不小于2/3喇叭框体上所留透气孔的总面积。
这是基于振膜的前后空气的流量是相等的基础上。
8.假如是一个密闭的产品,在离喇叭安装适当的距离开孔,有助于舒缓因为容积过小,所导致喇叭低音闷闷的音质。
假如产品有散热孔的设计,我们尽可利用该散热孔。
但必须注意,要避免声波相混如(a)所提到的问题。
9.至于机构面板的透气孔设计,原则上是接近振膜中央的空气的流动较大,振膜边缘的振动较小,把出音孔集中在喇叭的中央部分是基本原则。
10.有把喇叭下沉到机构内的设计,在安装喇叭的正面形成一个柱状,因这牵涉到更多喇叭安装的环境变化,必须要实测,才能得到比较有意义的数据,估计喇叭的下沉会对听者造成可听角度的变窄;就是指向性变差。
11.音箱的应用,尤其是在手提电脑及Monitor的产品上。
牵涉到较麻烦的设计,通常是希望工程师把3D的空间留出来,由我们的工程师来完成设计。
重点在,出线孔、反射孔(不会被其它部件挡住)要能明确标出。
还有重要的一点是:端看你们对这产品音效的要求,假如要有好的音质,那先把空间留出来。
要不最后剩下的空间,喇叭的声音都好不了,尤其是手提电脑。