扬声器原理及音腔设计

【设计规范】喇叭（speaker）原理及音腔设计规范导读喇叭又名扬声器，现如今，人们对手机的要求越来也高，声音也是一个评价手机好坏的因素。

为提高音质，喇叭的结构形式也发生了很多变化，由正出音变成侧出音，有单喇叭变成双喇叭，甚至是喇叭BOX；很多手机厂商都推出音乐手机，试想一下如果音质不好的音乐手机是什么样的，而对于音质的好坏，结构设计及音腔设计都有影响，本文就介绍下音腔的结构设计要求；一、喇叭的基本结构及工作原理喇叭的基本结构图如下：喇叭的工作原理：是由磁铁构成的磁间隙内的音圈在电流流动时，产生上下方向的推动力使振动体（振动膜）振动，从而振动空气，使声音传播出去，完成了电-声转换。

喇叭实际上是一个电声换能器。

二、喇叭音质的影响因素对手机而言，Speaker、喇叭音腔、音频电路和MIDI选曲是四个关键因素，它们本身的特性和相互间的配合决定了铃声的音质。

Speaker单体的品质对于音质的各个方面影响都很大。

其灵敏度对于声音的大小，其低频性能对于铃声的低音效果，其失真度大小对于铃声是否有杂音都是极为关键的。

喇叭音腔则可以在一定程度上调整Speaker的输出频响曲线，通过声腔参数的调整改变铃声的高、低音效果，其中后声腔容积大小主要影响低音效果，前声腔和出声孔面积主要影响高音效果。

这里就涉及到结构设计及音腔的设计；音频电路输出信号的失真度和电压对于铃声的影响主要在于是否会出现杂音。

例如，当输出信号的失真度超过10％时，铃声就会出现比较明显的杂音。

此外，输出电压则必须与Speaker相匹配，否则，输出电压过大，导致Speaker在某一频段出现较大失真，同样会产生杂音。

MIDI选曲对铃声的音质也有一定的影响，表现在当铃声的主要频谱与声腔和Speaker的不相匹配时，会导致MIDI音乐出现较大的变音，影响听感。

三、音腔结构设计规范3.1音腔的基本结构和作用先看一下一般正音腔的结构，如下图：手机的声腔设计主要包括后声腔、前声腔、出声孔、防尘网，密闭性五个方面；每部分的作用和设计都有所不同：后音腔的作用，1.防止扬声器中低频的声短路；2.使低频声音有利，让人感觉声音圆润；后音腔的设计很重要，直接影响手机音质的好坏和大小；前音腔的作用1.前音腔是让声音产生一个高频段的截止频率，并产生一个高频峰2.修正高频噪声3.好的前腔可提高中频，减小高频噪声，降低高频段延伸，提高声音转换效率；出音孔的作用：1.出音2.出音孔面积影响高频截止频率，中低频的灵敏度；出音面积过大导致高频噪音过多，过小可能导致声音变小；防尘网和密封性的作用很明显，就是防尘和密封；具体影响见下表：3.2相关设计要求1.speaker前音腔泡棉高度一般在0.3~1.0mm,同时要避开喇叭震膜范围，注意防尘网的位置，不能让喇叭的震动膜在震动时碰到防尘网，否则会引起异响；2. Speaker出声孔及声腔内部设计要圆滑过渡,尽量避免尖角﹑锐角，否则容易产生异响。

关于喇叭音腔设计的基本原理新闻出处：21ic 发布时间： 2007-10-20lldwsw 发布于 2007-10-20 9:39:00关于喇叭的音腔设计，基本上我们停留在一个概念上，而没有一套完整的理论指导。

我们知道的音腔设计，往往是如下的理解：1：要有音腔，起扩音用，至于为什么要有音腔，则不明白。

2：音腔要求密封，若密封不好，则导致低音很差。

3：音腔孔不能开的太大，若开的太大，会导致音量变小。

以上三点是我们最常关心的，我们往往按要求去做，没有问过为什么。

本人试着用射频理论推导喇叭音腔设计：对比天线与喇叭天线喇叭媒质真空空气作用电能转换成电磁场能量电能转换成声音能量主要器件天线喇叭附属器件匹配电路音腔原理电磁场理论震动波理论目的获得最大的能量输出，合适的频响最大的能量输出，合适的频响结论只有合适的天线和合适的匹配电路，才能获得最大的能量和合适的频响只有高效的喇叭和合适的音腔，才能获得最大的能量和合适的频响通过以上，我们基本上清楚，喇叭跟天线具有类似的功能，就是起能量转换作用，其中喇叭是关键器件，它是电能到声能的根本，但是附属器件音腔决定了它的最大输出功率和频率响应，接下来我们主要讨论音响系统是如何获得最大能量的。

先举一个例子，我们用手拍空气，对空气做功基本上等于0，假如我们拿一把特别大的扇子，扇不动，对空气做功也等于0。

对空气做功其实就是对空气发生，假如这个频率在我们能够听到的范围内，就是声音了。

那么通过上面的例子可以说明，用手对空气做功有一个极点，也就是说有一个最大值。

我们用以下公式来看：P ＝F × VP为功率，对外界做功的功率，F为力的大小，V为速度。

这个公式说明F太小，或者V太小，都不可能对外做功，只有两个值乘积项决定对外的功率。

接下来我们看看喇叭是不是跟手一样，就是一个振膜加一个动力线圈，振膜决定这个扇子的面积大小，动力线圈相当于人的力。

因为喇叭的振膜是不可能变的，除非换个喇叭，在喇叭振膜，电能信号的频率一定的情况下，我们来描述这个音响系统应该如何提高输出能量：对比P ＝F × V公式，我们对喇叭提出一个具体对外做功的简易公式。

扬声器的结构和工作原理
１、扬声器的结构
目前使用 扬声器有许多种类，但其基本的工作原理是相似的，均是一种将电信号转换为声音信号进行重放的元件。

目前使用最为广泛的是电动式扬声器，它由振动膜、音圈、永久磁铁、支架等组成。

最为广泛的是电动式扬声
２、扬声器的工作原理
当扬声器的音圈通入音频电流后音圈在电流的作用下便产生交变的磁场，永久磁铁同时也产生一个大小和方向不变的恒定的磁场。

由于音圈所产生磁场的大小和方向随音频电流的变化不断地在改变，这样两个磁场的相互作用使音圈作垂直于音圈中电流方向的运动，由于音圈和振动膜相连，从而带动振动膜产生振动，由振动膜振动引起空气的振动而发出声音。

当输入音圈的电流越大，其磁场的作用力就越大，振动膜振动的幅度也就越大，声音则越响。

扬声器发出高音的部分主要在振动膜的中央，当扬声器振动膜的中央材质越硬，则其重放的声音效果越好。

扬声器发出低音的部分主要在振动膜的边缘，如果扬声器的振动膜边缘较为柔软且纸盆口径较大，则扬声器发出的低音效果越好。

另外，球顶扬声器在日前市场中的音箱中使用很多。

大家知道，高音扬声器由于其工作频率很高，在重放高音时其振膜会在永久磁铁的的磁路气隙中作高速运动，因此要求高音扬声器的振膜能够对瞬变的高频信号作出迅速的反应．并且能够承受高速运动而产生的空气压力，因此对于振膜的制作材料要求质量要轻，并要有足够的强度。

电动式扬声器的结构，如图1所示：
球顶扬声器结构。

【下载本文档，可以自由复制内容或自由编辑修改内容，更多精彩文章，期待你的好评和关注，我将一如既往为您服务】电子产品speaker选型及壳体匹配结构设计声音的优劣主要取决于声音的大小、所表现出的频带宽度（特别是低频效果）和其失真度大小。

对小型电子产品而言，Speaker、产品声腔、音频电路和音源是四个关键因素，它们本身的特性和相互间的配合决定了声音的音质。

Speaker单体的品质对于声音的各个方面影响都很大。

其灵敏度对于声音的大小，其低频性能对于声音的低音效果，其失真度大小对于声音是否有杂音都是极为关键的。

声腔结构则可以在一定程度上调整Speaker的输出频响曲线，通过声腔参数的调整改变声音的高、低音效果，其中后声腔容积大小主要影响低音效果，前声腔和出声孔面积主要影响高音效果。

音频电路输出信号的失真度和电压对于铃声的影响主要在于是否会出现杂音。

例如，当输出信号的失真度超过10％时，声音就会出现比较明显的杂音。

此外，输出电压则必须与Speaker相匹配，否则，输出电压过大，导致Speaker在某一频段出现较大失真，同样会产生杂音音源对音质也有一定的影响，表现在当音源主要频谱与声腔和Speaker的不相匹配时，会导致较大的变音，影响听感。

总之，音质的改善需要以上四个方面共同配合与提高，才能取得比较好的效果。

1. Speake r的选型原则1.1 扬声器(Speaker)简介1.1.1 Speaker工作原理扬声器又名喇叭。

喇叭的工作原理：是由磁铁构成的磁间隙内的音圈在电流流动时，产生上下方向的推动力使振动体（振动膜）振动，从而振动空气，使声音传播出去，完成了电-声转换。

喇叭实际上是一个电声换能器。

对电子产品来说，Speaker是为实现播放说话声音，音乐等的一个元件。

Speaker 音压频率使用范围在500Hz～10KHz。

1.1.2 Speaker主要技术参数及要求a>. 功率Power。

功率分为额定功率Rated Power和最大功率Max Power。

普通纸盆喇叭的结构贵阳蓝天整理普通纸盆喇叭的结构1：折环，和弹波一起定位鼓纸（振膜，纸盆）做径向运动。

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。

折环就是接边,纸盆就是振膜2：鼓纸，就是喇叭主要的发声部件。

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：T铁，夹板。

材质为软铁，即纯铁，也叫电工铁，主要特性是导磁，但是没有剩磁，就是磁场消失后，它的磁性也立即消失。

此铁的纯度和品质，直接影响喇叭的效率，非线性失真等重要参数，其中夹板的厚度影响喇叭的冲程。

长冲程扬声器的T铁夹板都特别厚，就是在音圈的整个行程内都可以切割平行的均匀的磁力线。

夹板和T铁中柱的间隙越小，音圈运动所需的功率也就越小扬声器的效率越高，所以，磁液型的扬声器在T铁和夹板之间注入磁性液体，等于缩小了他们之间距离另一方面也把音圈的热量迅速带走，提高了扬声器的功率承受能力。

4：磁钢，一般叫磁铁、永磁铁，磁钢叫法更准确一些。

在扬声器组装之前是没有磁性的，在和T铁夹板用粘合剂粘好后，在充磁机上充磁，最后的剩磁就是磁钢的磁性，这个剩磁量就是磁钢的磁性大小，根据法拉第电磁感应定律，磁通量越大，一定的电流在磁场中运动的力就越大，所以为了提高扬声器的功率，现在应用了许多强磁性材料，如铷铁硼。

5：音圈：一般为扁平的自粘铜漆包线绕制，是个非常矛盾的部件，为了增大电流（增大功率），线径就要增大，线径大了，要求磁隙就大了，磁隙大了，功率效率反而下降，所以只能在矛盾中取中间值。

音圈一般为两层绕制，单层绕制无法引出线。

为了不改变磁隙大小又能增加电流形成的磁场，就只能增加音圈的直径。

所以有了HiFi扬声器声称的大音圈，长冲程。

音圈是绕制在一个纸质的骨架上的，大功率的扬声器骨架有的是铝箔作的，所谓铝音圈。

扬声器基础知识介绍扬声器是一种将电信号转换为声音信号的设备。

它是电子设备、通信设备以及家庭音响系统中不可或缺的一部分。

在这篇文章中，我将介绍扬声器的基础知识，包括其工作原理、构造和分类等方面。

1.扬声器的工作原理：扬声器的工作原理基于电磁感应法。

当交流电通入扬声器的音圈（线圈）时，音圈内会产生磁场。

音圈与一个磁铁或磁场产生器相连，在电流通入音圈的同时，磁场会引起音圈上的力，使其振动。

这种振动产生了声音，人耳能够感知到这种声音。

2.扬声器的构造：扬声器的主要构造包括以下几个要素：音圈、磁系统、振动膜、支撑结构和固定架。

音圈是由导电线圈制成的，负责产生磁场并与磁体发生相互作用。

磁系统通常包含一个永磁体，它的作用是产生一个稳定的磁场，使音圈能够受到磁力的驱动。

振动膜是由柔性材料制成的，它与音圈相连，并且会随着音圈的振动而产生声音。

支撑结构和固定架的作用是支持振动膜并固定其他组件。

3.扬声器的分类：根据扬声器的应用领域和声音特性，扬声器可以分为以下几类：动圈扬声器、电解扬声器、磁电扬声器和压电扬声器。

动圈扬声器是最常见的扬声器类型，它使用电磁感应法工作。

电解扬声器使用电解液体的变化来产生声音。

磁电扬声器使用压电陶瓷材料产生声音。

压电扬声器使用压电材料的变化来产生声音。

4.扬声器的性能参数：了解扬声器的性能参数对于选择和使用扬声器非常重要。

一些常见的性能参数包括：频率响应范围、灵敏度、阻抗和功率。

频率响应范围表示扬声器可以产生的频率范围，灵敏度表示扬声器对输入信号的响应能力，阻抗表示扬声器对电流的阻碍程度，而功率表示扬声器的输出能力。

5.扬声器的使用场景：扬声器广泛应用于各个领域，包括家庭音响系统、汽车音响系统、公共广播系统、电视和电影剧院等。

扬声器的使用场景不仅限于娱乐领域，也在通信和安全领域有着重要的应用。

总结：扬声器是将电信号转换为声音信号的设备，基于电磁感应法工作。

它的构造包括音圈、磁系统、振动膜、支撑结构和固定架。

扬声器的工作原理扬声器是一种将电信号转换为声音信号的电子设备。

它是音频系统中不可或缺的组成部分，广泛应用于音响设备、电视、电脑和手机等各种电子设备中。

扬声器的工作原理可以简单概括为电能转换为声能的过程。

一、扬声器的基本构造扬声器通常由磁体、振动膜和音圈等部件组成。

1. 磁体：磁体是扬声器的核心部件，由永磁体和电磁体组成。

永磁体产生恒定的磁场，而电磁体则通过电流激活并产生可变的磁场。

2. 振动膜：振动膜是扬声器的发声部分，通常由薄膜材料制成，如纸、塑料或金属等。

振动膜的振动产生声音。

3. 音圈：音圈是连接振动膜和电磁体的部件，通过电流激活电磁体，使振动膜产生振动。

二、扬声器的工作原理基于电磁感应和振动原理。

1. 电磁感应：扬声器通过电磁感应将电信号转换为声音信号。

当音频信号通过扬声器的输入端时，信号被送入音圈中，通过音圈产生的电流激活电磁体。

电磁体的磁场与永磁体的磁场相互作用，产生力使振动膜产生振动。

2. 振动原理：振动膜的振动是扬声器产生声音的关键。

当电磁体受到音圈中的电流激活时，电磁体的磁场会与永磁体的磁场相互作用，产生力使振动膜开始振动。

振动膜的振动会产生压缩和稀疏的空气波动，进而产生声音。

三、扬声器的工作过程扬声器的工作过程可以分为两个阶段：电信号转换为声音信号的阶段和声音信号的放大和输出阶段。

1. 电信号转换为声音信号的阶段：当音频信号输入扬声器时，信号经过放大电路后被送入音圈中。

音圈中的电流激活电磁体，产生磁场与永磁体的磁场相互作用，使振动膜开始振动。

振动膜的振动产生声音信号。

2. 声音信号的放大和输出阶段：产生的声音信号经过扬声器的声音腔体放大，并通过扬声器的喇叭口输出。

声音腔体的设计和喇叭口的形状会对声音的频率响应和音质产生影响。

四、扬声器的特性和参数1. 频率响应：扬声器的频率响应是指扬声器能够有效传递的频率范围。

常见的扬声器频率响应范围为20Hz至20kHz，能够涵盖人耳可听到的声音范围。

扬声器的结构介绍扬声器是将电信号转化为声音信号的装置，它在我们日常生活中扮演着非常重要的角色。

扬声器的结构设计是基于原理和功能的需求。

下面是一个关于扬声器结构的详细介绍。

首先是振膜。

振膜是位于扬声器的前面板上的薄膜状元件，通常由纸、塑料或金属制成。

它的主要作用是将来自磁系统的振动转化为声音信号。

当通过磁场作用力使振膜振动时，它会产生可听到的声音。

接下来是磁系统。

磁系统通常由磁铁和磁场导向装置组成。

磁铁一般由永久磁体制成，它提供了扬声器所需的磁力。

磁场导向装置主要是用来控制磁场的分布，使其能够正确地作用于振膜上。

磁系统的设计对扬声器的性能有着重要影响，比如磁力的强度、磁场的均匀性等。

最后是电声变换。

电声变换是将电信号转化为磁力信号的过程。

它由磁场导线圈和振动线圈组成。

磁场导线圈是一个固定在扬声器的磁系统中的线圈，它通过流过电流来产生磁场。

振动线圈则是位于振膜上的一个可动线圈，它通过流过电流的方式与磁场导线圈产生相互作用。

当电流通过振动线圈时，磁场导线圈中的磁场将使振动线圈受到力的作用，使其与振膜一起共同振动，并产生声音信号。

除了以上三个主要部分，扬声器的结构还包括一些辅助部件。

比如，音筒是一个空心的声学腔体，它用来扩大声音的频率范围和增强音质。

孔洞是用来平衡扬声器在不同频率下的振动的，以减少共振和失真。

还有连接器、支架等部件，用于连接扬声器和其他设备，以及保持扬声器的稳定性。

总的来说，扬声器的结构是一个精心设计的系统，它将电信号转化为声音信号。

振膜、磁系统和电声变换是三个核心组件，它们共同工作，使扬声器能够产生出清晰、高质量的声音。

扬声器的结构还包括一些辅助部件，它们起到平衡、扩大声音范围和增强音质的作用。

通过不断的创新和改进，扬声器的结构不断演变，使其能够更好地满足不同的应用需求。