智能手機喇叭.受話器原理基礎課件

1、FOXCONFOXCON喇叭&受話器基礎知識二二00八年十二月二十日八年十二月二十日電聲學基本常識（音頻）電聲學基本常識（音頻）聲音產(chǎn)生來源于振動聲音的傳播必須要有介質(zhì)，這個介質(zhì)就是空氣、水等。空氣壓力Po，受到振源的擾動，產(chǎn)生微弱的疏密變化P,并通過空氣分子間的相互作用傳遞出去就形成了聲波。電聲學聲學基本常識 聲音的傳播需要介質(zhì)，在真空中不能傳播聲波屬于縱波聲音傳播方式聲音速度 在介質(zhì)中傳播速度稱為聲速。 固體最快，例如：鋼鐵中約為6100m液體次之，例如：水中約為1480m/s；空氣中最慢，約340m/s電聲學基本常識頻率 聲源每秒振動的次數(shù)稱為頻率，單位為Hz. 人耳可聽得見的聲

2、波頻率范圍約為20Hz 20000Hz,即音頻音頻范圍范圍人耳可接受到的頻域范圍 通常范圍：20Hz-20KHz20Hz以下稱為次聲波，20KHz以上稱為超聲波語音范圍：300-3400Hz電聲學基本常識聲壓 表達式： P=Po(t-kx+) 式中 ：Po聲壓幅值； 角頻率 k波數(shù) k=w/Co 初相位 Lp=20lg(P/Po) (dB) Po為基準聲壓 2x10-5 pa 基準聲壓為0 dB ，稱為聽閥 一般交談為60 dB 紡織車間為100 dB 高于120 dB耳朵有痛感，稱這個聲壓級為痛閥。聲壓級波長 相鄰同相位的兩點之間的距離稱為波長 Co= f Co為空氣中聲速 f為頻率喇叭&a

3、mp;受話器分類按磁路結構分類：按磁路結構分類：外磁式和內(nèi)磁式外磁式和內(nèi)磁式外磁式：外磁式：外磁式特點是磁體位于工作氣隙的外面，優(yōu)點是磁體體積不受限制，缺點是漏磁較大。內(nèi)磁式：內(nèi)磁式：內(nèi)磁的結構是磁體位內(nèi)磁式內(nèi)磁式于工作氣隙的里面，優(yōu)點是漏磁比較小，缺點是磁體體積受到限制。按工作原理分類：按工作原理分類：動圈式、電磁式、壓電式、電容式等動圈式、電磁式、壓電式、電容式等3按用途分類：按用途分類： 軍用、民用等軍用、民用等喇叭喇叭&受話器工作原理受話器工作原理SSN 電動式受話器&揚聲器不是將電能直接變換成聲能，而是利用載流導體（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

4、，使音圈振動而帶動振膜振動。其能量變換方式是電能機械能聲能。 電動式受話器&揚聲器的發(fā)聲原理基于其力效應（安培定律）和電效應（電磁感應定律），其中的道理可簡述如下：音圈在磁場中的受力情況如左圖示。喇叭喇叭&受話器工作原理受話器工作原理SSN 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定則決定（如左圖示）：左手平伸使拇指和其余四指垂直。如磁場B的方向指向掌心，其余四指指向電流方向，則拇指所指方向為音圈受力的方向，如圖1中箭頭所示。如改變電流方向，則力F的方向變隨之改變。

5、電動受話器&揚聲器的力效應由下式?jīng)Q定 F=BLi喇叭喇叭&受話器工作原理受話器工作原理 一旦音圈受力運動，就會切割磁隙中的磁力線，從而在音圈內(nèi)產(chǎn)生感應電動勢，這個效應稱為電動式受話器的電效應，其感應電動勢的大小為 e=BL式中：e為音圈中的感應電動勢，V； 為音圈的振動速度，m/s。 電動式受話器&揚聲器的力效應和電效應總是同時存在，相伴而生的。 隨著電流強度和方向的變化，音圈就在磁隙中來回振動，其振動周期等于輸入電流的周期，而振動的幅度，則正比于各瞬間作用電流的強弱。受話器的&喇叭振膜與音圈粘連在一起，故音圈帶動振膜往返振動，從而向周圍媒質(zhì)(空氣)輻身聲波，實

6、現(xiàn)電能機械能聲能的轉(zhuǎn)換。受話器基本簡介受話器基本簡介受話器性能特點1 . 在壓力場條件下使用，使用時直接貼在人耳上， 其聲負載是人耳；2. 頻響范圍只覆蓋語言頻段（3003400Hz);3. 頻響平坦光滑，單體測試時通常為高低曲線形狀， 經(jīng)泄漏測試后變?yōu)槠教构饣那€；4. 失真度?。?、高可靠、微型化。受話器基本簡介受話器基本簡介動圈式手機受話器的基本結構（內(nèi)磁式）動圈式手機受話器的基本結構（內(nèi)磁式）磁體導磁材料振膜音圈前蓋助聽線圈塑膠主體PCB板阻尼材料受話器基本簡介受話器基本簡介動圈式手機受話器的基本結構（外磁式）動圈式手機受話器的基本結構（外磁式）膠墊助聽線圈振膜前蓋音圈導磁材料磁體后

7、蓋阻尼材料焊片（引出端子）動圈式受話器的主要參數(shù)主要技術指標如下： 交流阻抗 z=R2+(j l)2 對動圈式電聲器件講，其交流阻抗接近直流電阻，隨頻率變化很小. z-交流阻抗 R-直流電阻 L-線圈電感 -圓周頻率一般Z1.1R動圈式受話器的主要參數(shù) 靈敏度 標志著電聲轉(zhuǎn)換能力的大小，一般以標志著電聲轉(zhuǎn)換能力的大小，一般以1KHz的的頻率點來表示。頻率點來表示。 Lp=20lg(P/Po) 單位為dB 定義為當施加于受話器一定電功率（或電壓）時，受話器所產(chǎn)生的耦合于仿真耳中的聲壓值。測試時受話器上應施加4至5N的力，使受話器與仿真耳之間無聲泄露模擬人耳的標準化設備來替代真實的人耳，常用的有I

8、EC318仿真耳，NBS-PA仿真耳及布郎耳等。不同的仿真耳測得的受話器靈敏度是不一樣的。動圈式受話器的主要參數(shù)頻率響應靈敏度對頻率的依賴關系，一般用曲線表示。原則：原則： 要求曲線平坦，低頻、要求曲線平坦，低頻、 高頻均不可過高。高頻均不可過高。 若低頻低，則聲音不發(fā)悶；若低頻低，則聲音不發(fā)悶； 若高頻低，則可降低刺聲若高頻低，則可降低刺聲。揚聲器產(chǎn)品簡介手機用揚聲器性能特點1. 大功率、微型化、高可靠；2. 使用時朝開闊空間或室內(nèi)發(fā)聲;3. 頻響范圍主要覆蓋手機用的和弦鈴聲頻段（一般取5005000Hz）；4. 高音質(zhì)、失真小；5. 承受功率大，在0.5W以上。揚聲器產(chǎn)品簡介動圈式手機喇叭

9、的基本結構（通常為內(nèi)磁式）主體導磁材料磁體引線膠墊振膜前蓋音圈PCB板阻尼材料 動圈式揚聲器的主要參數(shù)一、純音檢聽一、純音檢聽 在額定頻率范圍內(nèi)饋給揚聲器規(guī)定電壓的正弦信號，檢查揚聲器的裝配質(zhì)量。 測量方法測量方法 測試線路如圖所示。饋給揚聲器規(guī)定電壓的正弦信號，一般在0.3m處檢聽。在此距離內(nèi)應無反射物，揚聲器產(chǎn)生的聲音中應無碰圈聲、垃圾聲和機械聲。聲頻信號發(fā)生器 被測揚聲器 電壓表一般為揚聲器額定功率對應的電壓 動圈式揚聲器的主要參數(shù)二、額定阻抗二、額定阻抗 額定阻抗是指阻抗曲線上緊跟在第一個極大值后面的極小值。在額定頻率范圍內(nèi)，阻抗模值的最低值一般不應小于額定阻抗的80%（一般取20%公

10、差，例820%）動圈式揚聲器的主要參數(shù)額定阻抗的測試方法額定阻抗的測試方法：用替代法進行，饋給揚聲器的電流通常選用 50mA10%，測量原理圖如右 聲 頻信 號發(fā)生器有效值電壓表RsSPRk動圈式揚聲器的主要參數(shù)三、額定共振頻率三、額定共振頻率 共振頻率是在揚聲器單元的阻抗模值隨頻率遞增變化的曲線上，出現(xiàn)第一個阻抗極大值時所對應的頻率。 額定共振頻率值的允許偏差一般取15%，例如0=5015%Hz，但紙盆如果是全紙的一般允許偏差取20%。 結合上面的阻抗曲線測量，現(xiàn)在的數(shù)字式電聲測試系統(tǒng)都是采用恒壓法一次性測試同時得到阻抗曲線及共振頻率0 動圈式揚聲器的主要參數(shù)四、頻率響應與有效頻率范圍四、頻

11、率響應與有效頻率范圍 揚聲器的頻率響應就是用曲線來表示揚聲器的輸出聲壓級與頻率之間的關系，這個曲線通常是在自由聲場條件或半空間自由聲場條件下測得的。信號源可用正弦信號或1/3oct的窄帶噪聲信號測試，測試頻率至少應覆蓋揚聲器的有效頻率范圍 。 何謂自由聲場：只有直達聲而沒有反射聲的聲場。 用以形成自由聲場的實驗室稱為消聲室（無響室）。動圈式揚聲器的主要參數(shù)測試方法測試方法： 用正弦信號測的頻響曲線圖（如下 ）動圈式揚聲器的主要參數(shù)五、額定特性靈敏度級五、額定特性靈敏度級 指在規(guī)定頻率范圍內(nèi)，在自由場條件下，相當于饋給揚聲器1W粉紅噪聲信號電壓，在其參考軸上距參考點1m處所產(chǎn)生的聲壓級。測量電原

12、理圖：粉 紅噪 聲發(fā) 生 器帶 通濾波器測量功率放大器測 量放大器有效值電壓表自由場空間動圈式揚聲器的主要參數(shù)六、失真六、失真 線性失真：揚聲器重放某些頻率信號時，信號振幅不能再保持原信號中的比例關系。可由頻響曲線查出。 非線形失真：揚聲器重放聲信號中出現(xiàn)輸入電信號中所沒有的頻率成分。 諧波失真 揚聲器輸出的聲信號中，除了原輸入的信號頻率（基波）外同時出現(xiàn)二次、三次諧波等。 瞬態(tài)失真 當饋給揚聲器電信號快速變化時，其振動系統(tǒng)不能及時變化而產(chǎn)生的失真。 異常音 即純音不良，雜音等。動圈式揚聲器的主要參數(shù)七、額定噪聲功率七、額定噪聲功率也可稱為功率承受能力。是指在額定頻率范圍內(nèi)饋給揚聲器規(guī)定的模擬節(jié)目信號，在一定時間內(nèi)不產(chǎn)生熱和機械損壞的噪聲功率。 一般的試驗條件為白噪