SPEAKER 基礎(chǔ)知識(shí)

1、揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器簡介簡介SpeakerSpeakerSummarySummary第一節(jié):聲學(xué)基礎(chǔ)特性第二節(jié):揚(yáng)聲器的工作原理第三節(jié):動(dòng)圈式揚(yáng)聲器簡介第四節(jié):揚(yáng)聲器的主要原材料組成第五節(jié):動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的主要電氣特性聲音的產(chǎn)生來源于振動(dòng)第一節(jié)第一節(jié): :聲學(xué)基礎(chǔ)特性聲學(xué)基礎(chǔ)特性聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的。當(dāng)喇叭在低頻振動(dòng)時(shí)，我們?nèi)庋劭吹剿恼衤曇羰怯晌矬w振動(dòng)產(chǎn)生的。當(dāng)喇叭在低頻振動(dòng)時(shí)，我們?nèi)庋劭吹剿恼衲ぴ谏舷抡駝?dòng)，與振膜相接觸的空氣分子受到激勵(lì)而產(chǎn)生空氣疏密波，膜在上下振動(dòng)，與振膜相接觸的空氣分子受到激勵(lì)而產(chǎn)生空氣疏密波，這種疏密波傳入人的耳膜，使我們聽到了聲音。這種疏密波傳入人的耳膜，使我們聽到了聲音

2、。-4-頻率：聲源每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)。單位Hz。在自然界里單頻的聲源很少，大多是復(fù)和音。信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的聲音是單頻。人耳聽得見的聲波的頻率范圍稱為可聽聲范圍或音頻范圍。低于這個(gè)范圍的聲波為次聲.第一節(jié)第一節(jié): :聲學(xué)基礎(chǔ)特性聲學(xué)基礎(chǔ)特性-5-第一節(jié)第一節(jié): :聲學(xué)基礎(chǔ)特性聲學(xué)基礎(chǔ)特性1、聲壓: 聲音通過空氣的振動(dòng)所產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫做聲壓強(qiáng)，簡稱聲壓. 聲壓的單位為Pa(帕).2、頻率: 聲源每秒振動(dòng)的次數(shù)稱為頻率,單位為Hz; 人耳可聽得見的聲波頻率範(fàn)圍約為20Hz20KHz,即音頻範(fàn)圍音頻範(fàn)圍.3、聲速: 在介質(zhì)中傳播速度稱為聲速.固體最快,如:鋼鐵中約為6100m/s; 液體次之,例如:水中約為

3、1480m/s;空氣中最慢,約340m/s.第一節(jié)第一節(jié): :聲學(xué)基礎(chǔ)特性聲學(xué)基礎(chǔ)特性4、波長: 相鄰?fù)辔坏膬牲c(diǎn)之間的距離稱為波長 Co=*f Co為空氣中聲速,f為頻率5、聲壓級(jí): Lp=20lg(P/Po) (dB) Po為基準(zhǔn)聲壓:2x10-5pa 基準(zhǔn)聲壓級(jí)為0dB，稱為聽閥 一般交談為60dB 紡織車間為100dB 高於120dB耳朵有痛感，稱這個(gè)聲壓級(jí)為痛閥。第一節(jié)第一節(jié): :聲學(xué)基礎(chǔ)特性聲學(xué)基礎(chǔ)特性6、聲壓級(jí)與功率的關(guān)係: L=10lg(W/Wo) (dB) Wo為參考功率,為10-12瓦特 功率增加一倍,聲壓級(jí)增加3dB7、聲壓級(jí)與距離的關(guān)係： L=-20lg(r1/ro)

4、(dB) ro為參考距離 距離增加一倍,聲壓級(jí)減小6 dB第一節(jié)第一節(jié): :聲學(xué)基礎(chǔ)特性聲學(xué)基礎(chǔ)特性產(chǎn)品類別： 1. 按磁路結(jié)構(gòu)分：外磁式,內(nèi)磁式 2. 按工作原理分：動(dòng)圈(電動(dòng))式、電磁式、壓電式、電容式等,而動(dòng)圈式產(chǎn)品因具有電聲性能好、結(jié)構(gòu)牢固、成本低等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用廣泛,我司目前用到的也都是動(dòng)圈式的產(chǎn)品,後面會(huì)對動(dòng)圈式產(chǎn)品做介紹. 3. 按工作頻率分：低音、中音、高音受話器把電能轉(zhuǎn)換為聲能,並與人耳直接耦合的電聲換能器稱為受話器(又稱為通信用的耳機(jī)) 揚(yáng)聲器把電能轉(zhuǎn)換成聲能,對音頻信號(hào)進(jìn)行重放。外磁式特點(diǎn)是磁體位於工作間隙的外面,優(yōu)點(diǎn)是磁體體積不受限制,缺點(diǎn)是漏磁較大.內(nèi)磁的結(jié)構(gòu)是磁體位於工

5、作間隙的裏面,優(yōu)點(diǎn)是漏磁比較小,缺點(diǎn)是磁體體積受到限制.第二節(jié)第二節(jié): :電聲器件的工作原理電聲器件的工作原理電聲器件最典型的是揚(yáng)聲器、受話器等,是一種聲電互相轉(zhuǎn)換的換能器件. 受話器&揚(yáng)聲器不是將電能直接變換成聲能,而是利用載流導(dǎo)體（由音頻電流饋電的音圈）在永久磁體的磁場之間的相互作用,使音圈振動(dòng)而帶動(dòng)振膜振動(dòng),其能量變換方式是電能機(jī)械能聲能. 音圈在磁場中的受力情況如左圖示.第二節(jié)第二節(jié): :電聲器件的工作原理電聲器件的工作原理 中間是圓柱形的N極,外環(huán)為S極,磁場B的方向由N極至S極,在磁縫隙中有音圈（導(dǎo)線環(huán)）.若電流由“ ”端流入,由“”端流出,則音圈所受力F的方向由弗來明左手

6、定則決定（如左圖示）:音圈受力的方向,如圖中箭頭所示.如改變電流方向,則力F的方向隨之改變. 受話器&揚(yáng)聲器的力效應(yīng)由下式?jīng)Q定: F=B*L*I F-電動(dòng)力的瞬時(shí)值N(牛頓） B-磁隙磁通密度T(特斯拉） L-音圈線長M(米） I-瞬時(shí)電流強(qiáng)度A(安培）第二節(jié)第二節(jié): :電聲器件的工作原理電聲器件的工作原理 隨著電流強(qiáng)度和方向的變化，音圈就在磁隙中來回振動(dòng)，其振動(dòng)週期等於輸入電流的週期，而振動(dòng)的幅度，則正比於各瞬間作用電流的強(qiáng)弱。由於振膜與音圈粘連在一起，故音圈帶動(dòng)振膜往返振動(dòng)，從而向周圍媒質(zhì)(空氣)輻射聲波，實(shí)現(xiàn)電能機(jī)械能聲能的轉(zhuǎn)換。第二節(jié)第二節(jié): :電聲器件的工作原理電聲器件的工作

7、原理S揚(yáng)聲器產(chǎn)品簡介揚(yáng)聲器性能特點(diǎn):1.大功率,微型化,高可靠;2.使用時(shí)朝開闊空間或室內(nèi)發(fā)聲;3.頻響範(fàn)圍覆蓋20Hz20KHz;4.高音質(zhì),失真小;5.承受功率大,在0.5W以上.第三節(jié)第三節(jié): :動(dòng)圈式揚(yáng)聲器簡介揚(yáng)聲器產(chǎn)品簡介動(dòng)圈式嘜啦揚(yáng)聲器的基本結(jié)構(gòu)（內(nèi)磁式）主體導(dǎo)磁材料磁體引線膠墊振膜前蓋音圈PCB板第三節(jié)第三節(jié): :動(dòng)圈式揚(yáng)聲器簡介揚(yáng)聲器產(chǎn)品簡介動(dòng)圈式錐形揚(yáng)聲器的基本結(jié)構(gòu)（外磁式）導(dǎo)磁下板(T鐵)磁體導(dǎo)磁上板振膜(錐盆)音圈防塵帽折環(huán)第三節(jié)第三節(jié): :動(dòng)圈式受話器和揚(yáng)聲器簡介定心支片(彈波)盆(支)架揚(yáng)聲器產(chǎn)品簡介動(dòng)圈式錐形揚(yáng)聲器的爆炸圖(外磁式)第三節(jié)第三節(jié): :動(dòng)圈式揚(yáng)聲器簡介

8、磁體導(dǎo)磁下板(T鐵)導(dǎo)磁上板振膜+折環(huán)墊片防塵帽音圈盆(支)架定心支片(彈波)第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要零部件組成1.振動(dòng)系統(tǒng): -振膜 -音圈 -定心支片(針對錐形揚(yáng)聲器) -防塵帽(針對錐形揚(yáng)聲器)2.磁路系統(tǒng): -導(dǎo)磁材料(T鐵,華司,U杯) -磁體3.輔助系統(tǒng): -支架 -錦絲線(針對錐形揚(yáng)聲器) -端子板揚(yáng)聲器的主要結(jié)構(gòu)組成第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要零部件組成振動(dòng)系統(tǒng)振膜振膜振膜也叫鼓紙,對揚(yáng)聲器的放聲性能有著至關(guān)重要的影響,他們決定了揚(yáng)聲器由力到聲的轉(zhuǎn)換品質(zhì).振膜必須具有以下特性: 1、彈性模量要足夠大,也就是機(jī)械強(qiáng)度大,整體強(qiáng)度好. 2、材質(zhì)的密度要小,品質(zhì)要輕. 3、內(nèi)

9、部阻尼適中,材料內(nèi)部要有適當(dāng)?shù)奈? 4、防潮性好. -19-第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要零部件組成1.全紙2.泡棉邊3.布邊4.橡膠邊5.高泡邊6.PU邊7.高級(jí)發(fā)泡合成材料 -20-第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要零部件組成1.紙質(zhì)2.玻纖3.碳纖4.PP盆5.鋁合金盆6.陶瓷盆-21-PET：聚對苯二甲酸乙二醇酯 （polyethylene terephthalate)PEI:聚醚洗亞胺 (polyethylene imide)PEN:聚苯二甲酸乙二酯 (polyethlene naphthalate)常用材質(zhì)有： PET（耐溫65度）、PEN（耐溫85度） PEI（耐溫85度）、PI(

10、耐溫180度) TBM（耐溫65度）PET：有透明白色、黑色、銀色、磨砂黑料PEI:有茶色、黃色、黑色PEN：有黑色、透明白色TBM：黑色第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成振動(dòng)系統(tǒng)音圈音圈音圈揚(yáng)聲器的心臟,是承受電功率的部件.當(dāng)處於磁隙中的音圈輸入交流信號(hào)時(shí),音圈就產(chǎn)生推動(dòng)力,推動(dòng)振膜產(chǎn)生聲音,由於音圈在很小的環(huán)形磁隙中工作,所以它應(yīng)具有足夠的剛度、精度和耐熱強(qiáng)度.揚(yáng)聲器的轉(zhuǎn)換效率很低只有2%5%,即有95%以上的能量轉(zhuǎn)化為熱能和其他能量消耗掉,只有5%左右的能量轉(zhuǎn)化為聲能.所以音圈在工作中會(huì)很快發(fā)熱,功率越大產(chǎn)生的熱量越大,對音圈的耐熱性要求也越高.為防止音圈因過熱而損壞,近年來對音圈骨

11、架和漆包線的漆包層都提出了耐高溫的要求。-23-第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成音圈分類:有骨架與無骨架音圈的管材有:紙、金屬、合成樹脂等（常用的音圈Pl Ksv Psv Nsv Kl Asv Al Til)線材：SV耐熱銅線，CCAW銅包鋁線，LOCK線，鋁線等始終4060第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成振動(dòng)系統(tǒng)定心支片(彈波)定心支片定心支片是紙盆揚(yáng)聲器振動(dòng)系統(tǒng)中的又一個(gè)主要元件,它是由棉布、絹、蠶絲布和CONEX等材料含浸酚醛樹脂後熱壓製成的波紋形圓環(huán),它的主要作用是: 1、保持音圈在磁縫隙中的正確位置,要求它的軸向順性大,使音圈能在磁縫隙中垂直振動(dòng),徑向則要求它們能可靠地限

12、制音圈的左右移動(dòng),使音圈不與導(dǎo)磁上板及T鐵接觸.彈波這個(gè)支撐件提供給揚(yáng)聲器一個(gè)恢復(fù)力,並影響揚(yáng)聲器阻尼特性。 2、彈波、振膜和音圈共同決定錐形揚(yáng)聲器的共振頻率. 3、防止外部灰塵進(jìn)入磁縫隙.-25-第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成10 13 14 16 19 20 25 355060 75 10010 13 14 16 19 20 25 355060 75 100等等-26-第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成彈波最重要的參數(shù)：變位（它是反應(yīng)彈波的軟硬程度，直接會(huì)影響喇叭的F0）變位的決定因素是由材質(zhì)、波環(huán)的形狀、以及成型膠水的濃度第四節(jié)第四節(jié): :受話器和揚(yáng)聲器的主要材料組成振動(dòng)系統(tǒng)

13、防塵帽防塵帽防塵帽採用紙、無紡布、絹、聚酯和塑膠等材料製成,它的作用除防塵外還有以下作用: 1、當(dāng)防塵帽安裝在音圈上方時(shí),對揚(yáng)聲器的高頻響應(yīng)起到一定的作用. 2、當(dāng)防塵帽安裝在紙盆的不同位置時(shí),產(chǎn)品的高頻截止頻率不同.防塵帽形狀、大小和材質(zhì)不同對揚(yáng)聲器的高頻響應(yīng)有很大的影響. 3、當(dāng)防塵帽的重量不同對揚(yáng)聲器的高頻特性也同樣有很大的影響.所以防塵帽的選用也是不能忽視的,即要輕,強(qiáng)度又要好,尺寸還要選得恰當(dāng),外表還要美觀.第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成磁路系統(tǒng)外磁式外磁式磁路系統(tǒng)外磁式磁路系統(tǒng)由磁體、華司(導(dǎo)磁上板)和T鐵組成(見下圖),特點(diǎn)是漏磁場漏磁場較大較大. .它的主要作用是給揚(yáng)聲

14、器提供一個(gè)均勻的縫隙磁場.磁體磁體一般外磁式磁體屬於燒結(jié)永磁鐵氧體(陶瓷型磁體),它的價(jià)格便宜,對外磁場穩(wěn)定,缺點(diǎn)是易碎.NSSNNNSS第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成磁路系統(tǒng)外磁式華司華司( (導(dǎo)磁上板導(dǎo)磁上板) )採用導(dǎo)磁性能良好的熱軋鋼板沖壓而成.T T鐵鐵有2種,真T鐵採用優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼冷拉圓鋼冷擠成型假T鐵柱芯與下夾板是鉚合在一起的,和華司一樣也要求導(dǎo)磁性能良好.-30-R平底第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成-31-第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成磁路系統(tǒng)內(nèi)磁式內(nèi)磁式磁路系統(tǒng)內(nèi)磁式磁路系統(tǒng)由釹鐵硼磁體、華司和U杯組成(見下圖):它

15、最大的優(yōu)點(diǎn)是不漏磁優(yōu)點(diǎn)是不漏磁. .過去磁體採用鋁鎳鈷或釤鈷磁體,因鈷和鎳是稀有金屬,世界的存儲(chǔ)量都很低,價(jià)格昂貴.目前們使用的釹鐵硼磁體是當(dāng)今性價(jià)比最好的磁體,它不含貴重金屬,體積小,不易退磁.SSSNNS-33-第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成-34-第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成華司的圓角是工藝圓角,自然形成.-35-第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成磁體：鐵氧體主要成份是Mo*6Fe2O3(其中Mo為Pb、Ba、S等),揚(yáng)聲器中主要應(yīng)用各向異性鋇鐵氧體、鍶鐵氧體，用氧化鋇（鍶）和三氧化二鐵粉末混合，高溫焙燒而成，其特點(diǎn)是來料容易，價(jià)格低，矯頑力大，對外磁場穩(wěn)定等。-3

16、6-第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成v稀土類磁體以NdFeB為代表,磁能積是鐵氧體的十倍以上,缺點(diǎn)是易生銹v鐵氧體的磁性能種類:vY35 Y30 Y25 Y20等v釹鐵硼的磁性能種類:vN35 N35H N38 N38H N40H N42 等-37-第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成外 徑 的 2%內(nèi) 徑 2%-38-第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成輔助系統(tǒng)支架支架支架在揚(yáng)聲器中主要起支撐作用.在錐形揚(yáng)聲器中彈波和紙盆的邊緣分別要與盆架二個(gè)面膠合;在嘜啦揚(yáng)聲器中除起到支撐作用外,它還是磁路系統(tǒng)的一部份.在高音揚(yáng)聲器中盆架還起到密封腔的作用.

17、-40-第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成有普通鐵盆架（料厚有0.3-1.0MM) 塑料盆架(材料有ABS、HIPS、PC等）及鑄造盆架（鋁、鐵）等鐵盆表面處理有鍍彩鋅、鍍白鋅、烤黑、鍍鎳、鍍鉻等盆架重要尺寸有：紙盆安裝直徑、有效高、彈波安裝直徑等-41-第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成-42-第四節(jié)第四節(jié): :揚(yáng)聲器的主要材料組成第四節(jié)第四節(jié): :受話器和揚(yáng)聲器的主要材料組成輔助系統(tǒng)錦絲線錦絲線錦絲線揚(yáng)聲器的兩條錦絲線雖然不起眼,但是絕不可輕視,因?yàn)樗麄兪浅惺芄β实牧慵?不同口徑、不同功率的產(chǎn)品要使用不同規(guī)格的錦絲線,目前使用的錦絲線有普通銅編線、耐熱銅絞線、耐熱銀編線及耐熱銀絞線

18、等. 第四節(jié)第四節(jié): :受話器和揚(yáng)聲器的主要材料組成輔助系統(tǒng)端子板端子板端子板要注意的三個(gè)問題: 一,是它與盆架的鉚接品質(zhì)(或是粘接品質(zhì)); 二,是其焊片的可焊性; 三,是與盆架的絕緣性(點(diǎn)絕緣膠).第五節(jié)第五節(jié): :動(dòng)圈式受話器和揚(yáng)聲器的主要電氣特性1.靈敏度/聲壓級(jí)SPL-Sound Pressure Level 產(chǎn)品的電壓靈敏度,標(biāo)志著電聲轉(zhuǎn)換能力的大小,反映的是聲音的大小,例如重放一個(gè)聲音,選靈敏度高的Speaker,其對應(yīng)的額定輸入功率要求就越小. 靈敏度：在時(shí)指定輸入電壓時(shí)喇叭所輸出信號(hào)的高低。聲壓級(jí)：聲音通過空氣的傳播所產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫做聲壓強(qiáng)，反映聲波的強(qiáng)弱。第五節(jié)第五節(jié): :動(dòng)圈

19、式揚(yáng)聲器的主要電氣特性2.最低共振頻率F0:Resonance Frequency 是指揚(yáng)聲器從低音域開始振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)板最強(qiáng)烈振動(dòng)(振幅最大)所在點(diǎn)對應(yīng)的頻率,一般來說一個(gè)系統(tǒng)有多個(gè)共振頻率,在這些頻率上振動(dòng)比較容易,在其他頻率上振動(dòng)則比較困難. 阻抗曲線上第一個(gè)極大值對應(yīng)的頻率點(diǎn)即為最低共振頻率. F0與揚(yáng)聲器的質(zhì)量和順性有關(guān)，振動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量越大，折環(huán)定心支片越柔軟，則順性越大，揚(yáng)聲器共振頻率越低，反之，則越高。第五節(jié)第五節(jié): :動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的主要電氣特性3.有效頻寬Frequency Range 即頻率響應(yīng)的有效範(fàn)圍是下限頻率和上限頻率為界限的頻率范圍，通常是從低音諧振F0到高音域的有效頻

20、率部分(可正常工作且不失真) 第五節(jié)第五節(jié): :動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的主要電氣特性4.總諧波失真THD: Total Harmonic Distortion由於放大器不夠理想,輸出的信號(hào)除包含了放大的輸入成分之外,還新添了一些原信號(hào)的2倍、3倍、4倍甚至更高倍的頻率成分(諧波),致使輸出波形走樣.這種因諧波引起的失真叫做諧波失真.所有附加諧波電平之和稱為總諧波失真.一般說來,1KHz頻率處的總諧波失真最小,因此很多產(chǎn)品均以該頻率點(diǎn)的失真作為它的指標(biāo). 第五節(jié)第五節(jié): :動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的主要電氣特性5.頻率響應(yīng)曲線: Frequency Response Curve 產(chǎn)品的SPL隨頻率變化的曲綫,了解產(chǎn)品

21、頻率響應(yīng)特性,判定產(chǎn)品的品質(zhì)第五節(jié)第五節(jié): :動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的主要電氣特性6.額定阻抗: Rated Impedance 產(chǎn)品的標(biāo)稱值,額定阻抗是指阻抗曲線上緊跟在第一個(gè)極大值後面的極小值.額定阻抗通常比直流電阻大a+b+ca- 音圈的直流電阻，不隨頻率變化b- 電感，感抗隨頻率的上升而增加c- 反電動(dòng)勢部分，當(dāng)音圈振動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反電動(dòng)勢，反電動(dòng)勢產(chǎn)生的電流與輸入的電流方向想反，相當(dāng)于減少輸入電流，即阻抗增加。 第五節(jié)第五節(jié): :動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的主要電氣特性7.純音檢聽: Rub & Buzz 在揚(yáng)聲器的額定頻率範(fàn)圍內(nèi)饋以正弦信號(hào)進(jìn)行純音檢聽不應(yīng)出現(xiàn)垃圾聲,碰圈聲,機(jī)械聲及其他嚴(yán)重異常聲。測試方法：1.饋給揚(yáng)聲器正弦信號(hào)的