揚(yáng)聲器的基礎(chǔ)講座之一教材課件

揚(yáng)聲器知識講座

第一講揚(yáng)聲器的基本知識第二講揚(yáng)聲器的發(fā)展趨勢及平板揚(yáng)聲器第三講揚(yáng)聲器與電視機(jī)的配合揚(yáng)聲器知識講座第一講揚(yáng)聲器的基本知識揚(yáng)聲器的基本知識

——直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)、工作原理及主要性能指標(biāo)介紹

2011.10揚(yáng)聲器的基本知識

——直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)、工前言

本講義主要是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9396-1996《揚(yáng)聲器主要性能測試方法》編制的，為了大家更好的理解，增添了幾個附錄?？勺鳛槌醪缴孀銚P(yáng)聲器設(shè)計(jì)同志的學(xué)習(xí)資料，也可供工作中對揚(yáng)聲器的基本知識有所需求的相關(guān)技術(shù)人員參考。由于本人的知識面所限和講課經(jīng)驗(yàn)不足，不到之處敬請諒解。前言本講義主要是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/目錄一.揚(yáng)聲器的分類二.直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)三.直接輻射式揚(yáng)聲器的工作原理四.直接輻射式揚(yáng)聲器的主要性能指標(biāo)五.附錄目錄一.揚(yáng)聲器的分類一.揚(yáng)聲器的分類1.按換能方式分類

2.按輻射形式分類

3.按磁路形式分類

4.按重放頻段分類

5.按用途分類

6.按外形分類

7.按振膜材料分類

8.按折環(huán)材料分類一.揚(yáng)聲器的分類1.按換能方式分1.按換能方式分類

電動式揚(yáng)聲器電磁式揚(yáng)聲器壓電式揚(yáng)聲器靜電式揚(yáng)聲器氣流調(diào)制式揚(yáng)聲器1.按換能方式分類

電動式揚(yáng)聲器2.按輻射方式分類

直接輻射式揚(yáng)聲器號筒揚(yáng)聲器箱式揚(yáng)聲器2.按輻射方式分類

直接輻射式揚(yáng)聲器3.按磁路形式分類

內(nèi)磁式外磁式4.按重放頻段分類低頻揚(yáng)聲器20~800Hz

中頻揚(yáng)聲器500~6KHz

高頻揚(yáng)聲器4K~20KHz3.按磁路形式分類

內(nèi)磁式5.按用途分類

電視機(jī)用揚(yáng)聲器音箱用揚(yáng)聲器單元電腦或顯示器用揚(yáng)聲器汽車用揚(yáng)聲器多媒體揚(yáng)聲器公共擴(kuò)聲用揚(yáng)聲器電子樂器用揚(yáng)聲器聲源用揚(yáng)聲器5.按用途分類

電視機(jī)用揚(yáng)聲器6.按外形分類

圓形揚(yáng)聲器橢圓形揚(yáng)聲器跑道形揚(yáng)聲器矩形揚(yáng)聲器薄形揚(yáng)聲器平板形揚(yáng)聲器6.按外形分類

圓形揚(yáng)聲器7.按振膜材料分類

紙盆式揚(yáng)聲器

PP盆揚(yáng)聲器（聚丙烯）鈦合金振膜揚(yáng)聲器8.按折環(huán)材料分類

全紙盆型泡沫折環(huán)型布折環(huán)型合成樹脂型復(fù)合紙盆型全7.按振膜材料分類

紙盆式揚(yáng)聲器二.直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

-----紙盆揚(yáng)聲器總裝圖

二.直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

二.直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

-----簡單介紹

磁路系統(tǒng)---由磁體、導(dǎo)磁上板、板柱（或?qū)Т磐耄┙M成振動系統(tǒng)---由紙盆、折環(huán)音圈、定心支片、防塵罩、引出線組成輔助系統(tǒng)---由盆架、接線板、壓邊組成二.直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

二.直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

-----磁路局部放大圖二.直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

二.直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

-----磁路局部放大圖二.直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

三.直接輻射式揚(yáng)聲器的工作

原理-----基本原理

電動力計(jì)算

電動力計(jì)算公式：F=BLI電動力計(jì)算公式：F=BLI

F---電動力

I---是通過音圈的電流

B---是磁隙中的磁通密度

L---是音圈導(dǎo)線的有效長度式：F=BLI

三.直接輻射式揚(yáng)聲器的工作

原理--

三.直接輻射式揚(yáng)聲器的工作原理--紙盆揚(yáng)聲器的等效電路

圖中Eg

∽音頻放大電路的電動勢單位為伏特

Rg∽音頻放大電路的內(nèi)阻單位為歐姆

L∽音圈電感單位為亨利

RE∽音圈直流電阻單位為歐姆

B∽磁隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度單位為韋伯/米2

L∽音圈導(dǎo)線的長度單位為米MMDRMSCMSZMRUCUCUCfcVC三.直接輻射式揚(yáng)聲器的工作原理--紙盆揚(yáng)聲器的等效電I

∽流經(jīng)音圈的電流單位為安培

VC∽音圈的振動速度單位為米/秒

fc∽磁場對音圈的作用力單位為牛頓

MMD∽振動系統(tǒng)的等效質(zhì)量單位為千克

CMS∽支撐系統(tǒng)的等效立順單位為米/牛頓

ZMR∽振膜一面的輻射阻抗單位為歐姆

RMR和MMR分別為振膜一面的輻射阻和固振質(zhì)量

I∽流經(jīng)音圈的電流單位BL越高，揚(yáng)聲器的輻射聲功率也越高RM越大，揚(yáng)聲器的輻射功率也越高XM越小，揚(yáng)聲器的輻射功率也越大RE越大，揚(yáng)聲器的輻射功率也越大，不過RE的大小同時取決于音圈導(dǎo)線的直徑和長短。BL越高，揚(yáng)聲器的輻射聲功率也越高

影響揚(yáng)聲器輸出頻率響應(yīng)的基本關(guān)系揚(yáng)聲器的中頻響應(yīng)基本上基本上是比較平坦的，數(shù)值由上式?jīng)Q定。揚(yáng)聲器的低頻響應(yīng)取決于XM的大小，在共振頻率處，出現(xiàn)峰值，其高低由共振峰的品質(zhì)因數(shù)QT決定。揚(yáng)聲器的高頻響應(yīng)由振動系統(tǒng)的重量、口徑大小及揚(yáng)聲器的方向性多種因素決定。影響揚(yáng)聲器輸出頻率響應(yīng)的基本關(guān)系四.直接輻射式揚(yáng)聲器的主要

性能指標(biāo)

1.純音檢聽

特性解釋：

在額定頻率范圍內(nèi)，饋給揚(yáng)聲器規(guī)定電壓的正弦信號檢查揚(yáng)聲器的裝配質(zhì)量。測量方法：

揚(yáng)聲器單元檢聽，饋給揚(yáng)聲器正弦信號的電功率為1/2額定噪聲功率，一般在0.3M處檢聽，在此距離內(nèi)應(yīng)無反射物，揚(yáng)聲器單元不另加負(fù)載。注：①全頻帶及低頻揚(yáng)聲器檢聽時，應(yīng)以共振頻率允許偏差下限開始向高頻掃描；如F0標(biāo)準(zhǔn)為150±20Hz，那么起始頻率應(yīng)為130Hz。四.直接輻射式揚(yáng)聲器的主要

性能指標(biāo)

1.2.額定阻抗和阻抗曲線

特性解釋

揚(yáng)聲器的額定阻抗是由制造廠規(guī)定純電阻的阻抗，在確定信號源的有效電動率時，用它來代替揚(yáng)聲器。

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。

注：一般紙盆揚(yáng)聲器的額定阻抗是音圈直流阻的1.2-1.4倍具體倍數(shù)由揚(yáng)聲器的口徑和磁體的大小決定。2.額定阻抗和阻抗曲線阻抗曲線----把阻抗值表示為頻率的函數(shù)（如下圖）阻抗曲線----把阻抗值表示為頻率的函數(shù)（如下圖）

3.輸入電壓

1）短期輸入電壓：

特性解釋：揚(yáng)聲器單元或系統(tǒng)能承受持續(xù)時間為1秒，間隔為60秒的模擬節(jié)目信號，而部產(chǎn)生永久性損壞的最大信號電壓。

2）長期最大輸入電壓：

特性解釋：揚(yáng)聲器單元或系統(tǒng)能承受持續(xù)時間為1分鐘，間隔為2分鐘重復(fù)10次的模擬節(jié)目信號，而不產(chǎn)生永久性損壞的最大信號電壓。3.輸入電壓

3）額定正弦電壓

特性解釋：在額定頻率范圍內(nèi)饋給揚(yáng)聲器以規(guī)定的模擬節(jié)目信號，而不產(chǎn)生熱和機(jī)械損壞的持續(xù)信號電壓，該電壓為在規(guī)定的持續(xù)時間內(nèi)，使用正弦信號測量時電壓的極限值，如無特殊規(guī)定，持續(xù)時間應(yīng)為1小時。注1：該電壓值是頻率的函數(shù)。

注2：該電壓值與揚(yáng)聲器的安裝方式有關(guān)。

4）額定噪聲電壓：

特性解釋：在額定頻率范圍內(nèi)饋給揚(yáng)聲器以規(guī)定的模擬節(jié)目信號，而不產(chǎn)生熱和機(jī)械損傷的信號電壓。3）額定正弦電壓

4.輸入電功率

1）短期最大功率特性解釋：與短期最大輸入電壓對應(yīng)的電功率，其定為其中Um是短期最大輸入電壓，R是額定阻抗。

2）長期最大功率特性解釋：與長期最大輸入電壓對應(yīng)的電功率。

3）額定正弦功率特性解釋：與額定正弦電壓對應(yīng)的電功率。

4）額定噪聲功率特性解釋：與額定噪聲電壓對應(yīng)的電功率。

4.輸入電功率5.

頻率特性

1）額定頻率范圍特性解釋：由制造廠規(guī)定的揚(yáng)聲器的頻率范圍。

2）共振頻率特性解釋：

a：在揚(yáng)聲器單元的阻抗模值隨頻率遞增變化的曲線上，出現(xiàn)某一個阻抗極大值時的頻率。

b：閉箱揚(yáng)聲器系統(tǒng)（包括分頻器）的阻抗模值隨頻率遞增變化的曲線上，出現(xiàn)第一個極大值時的頻率。5.頻率特性f0ZReff0Zb：fc:

倒相或無源輻射揚(yáng)聲器系統(tǒng)（包括分頻器）的阻抗模值隨頻率遞增變化的曲線上，某一個主要阻抗極大值后的某一個極小值時的頻率。

a：f0ZReff0Zb：fc:倒相或無源輻射倒相箱無源輻射箱f0Z測量點(diǎn)fu倒相箱無源輻射箱f0Z測量點(diǎn)fu

6.自由場和半空間自由場條件下的聲壓

1）指定頻帶內(nèi)的聲壓特性解釋：饋給揚(yáng)聲器以規(guī)定頻率范圍、規(guī)定電壓值的粉紅噪聲信號時，揚(yáng)聲器在參數(shù)軸上離參數(shù)點(diǎn)規(guī)定距離處所產(chǎn)生的聲壓。

2）指定頻帶內(nèi)的聲壓極Lr

Lr=20lg---單位dB

式中：Pr測得的指定頻帶內(nèi)的聲壓單位PaPo：基準(zhǔn)聲壓20μPa（即1000Hz聲音的可聽閾聲壓）如：80dB的聲壓級對應(yīng)的聲壓為0.2Pa90dB的聲壓級對應(yīng)的聲壓為0.6324PaPrPo6.自由場和半空間自由場條件下的聲壓PrPo

3）指定頻帶內(nèi)的特性靈敏度

特性解釋：在指定頻帶內(nèi)的聲壓換算成輸入功率為1W和參數(shù)軸上距離參數(shù)點(diǎn)1m處的值。

4）指定頻帶內(nèi)特性靈敏度級特性解釋：特性靈敏度與基準(zhǔn)聲壓（20μPa）比值的對數(shù)值乘以20以dB表示。

例如：<1>饋給揚(yáng)聲器的功率增大1倍，聲壓提高√2，倍，聲壓級提高3dB。

<2>饋給揚(yáng)聲器的電壓增大1倍，聲壓提高1倍，聲壓級提高6dB。

<3>饋給揚(yáng)聲器的功率增大至10倍，聲壓提高√10倍，聲壓級提高10dB。3）指定頻帶內(nèi)的特性靈敏度由于測量時所加電壓或測試時距離不同可用下式換算：

Lp=20LgPr/Po-10LgPe/Peo+20Lgr/ro

式中Lp—換算到1m，1W時的電壓級dBPr—在r處測得的聲壓PaPo—基準(zhǔn)聲壓20uPaPe—測試時饋給揚(yáng)聲器的功率WPeo—參考功率1Wr—測試距離mro—參考距離1m由于測量時所加電壓或測試時距離不同可用下式換算：

5）指定頻帶內(nèi)的平均聲壓特性解釋：指定頻帶內(nèi)所有1/3oct頻帶測得到聲壓方均根值即P平均＝

6）指定頻帶內(nèi)的平均聲壓級特性解釋：5）中的值和基準(zhǔn)聲壓比值的對數(shù)值乘以20以dB表示。說明：oct是倍頻率（octive）的縮寫，兩個聲音的頻率比值以2為底的對數(shù)稱之謂頻程，對數(shù)表達(dá)式為:n為倍頻程數(shù)，可以是分?jǐn)?shù)或整數(shù)，例如n=1，1/3則稱為“倍頻稱”和“三分之一倍頻程”，在電聲工程中常用這兩種倍頻程。如：100-200Hz，500-100Hz就是倍頻程。

100-125Hz，1600-2000Hz就是三分之一倍頻程。5）指定頻帶內(nèi)的平均聲壓附件：常用帶通濾波器中心頻率和頻率范圍的一部分：中心頻率（Hz）1/1倍頻程1/3倍頻程低頻（Hz）高頻（Hz）低頻（Hz）高頻（Hz）10089.111212589177110140160142.6179.5200176224250177354223280315281353400356449500354707446561630561707800713898100070714148911122附件：常用帶通濾波器中心頻率和頻率范圍的一部分：中心頻率

7.自由場和半空間自由場條件下的響應(yīng)

1）頻率響應(yīng)特性解釋：在自由場或半空間自由場條件下，在相對于參數(shù)軸和參數(shù)點(diǎn)的指定位置，以規(guī)定的恒定電壓測得的作為頻率函數(shù)的聲壓級，所用的恒定電壓為正弦信號，或?yàn)轭l帶噪聲信號。(Hz)fSPL(dB)SPL(dB)7.自由場和半空間自由場條件下的響應(yīng)(Hz)f

2）有效頻率范圍特性解釋：是上限頻率和下限頻率為界限的頻率范圍。

8.指向特性

1）指向性圖形

特性解釋：在自由場條件下規(guī)定的平面內(nèi)測得的聲壓級表示為：測量軸和參數(shù)軸之間夾角的函數(shù)，它可以隨頻率不同而變化。2）有效頻率范圍

低頻典型圖形高頻典型圖形00450900135022503150004509002）指向性頻響曲線

特性解釋：在偏離參數(shù)軸不同角度處測得的一組曲線2250135

27003150低頻典型圖形高(Hz)SPL(dB)f00300

3）輻射角特性解釋：在包含參數(shù)軸的平面內(nèi)，相對于參數(shù)軸測得的角度在此角度上和規(guī)定的距離處，測得的聲壓級比在參數(shù)軸上測得的聲壓級低10dB。(Hz)SPLf003003）輻射角4）振幅非線性總諧波失真dt

特性解釋：

以%計(jì)：dt=n次諧波失真dn

特性解釋：

以%計(jì)：dn=

以dB計(jì)：Ldn=20Lg

如：揚(yáng)聲器的二次諧波失真為10%即d2=10%

那么以dB計(jì)的Ldn=20Lg=-20dB4）振幅非線性

下圖是掃頻法失真值以dB表示。下圖是掃頻法失真值以dB表示。

下圖是點(diǎn)測法失真以百分?jǐn)?shù)表示揚(yáng)聲器的基礎(chǔ)講座之一教材課件9.極性標(biāo)志：

特性解釋：

是指在揚(yáng)聲器輸入端饋入信號時，揚(yáng)聲器膜片產(chǎn)生運(yùn)動的方向與輸入端所加信號極性之間關(guān)系的標(biāo)志。實(shí)用價值：

極性對使用單個揚(yáng)聲器的場合沒有什么意義，但對使用多只揚(yáng)聲器的系統(tǒng)或場合，尤其對立體聲、多聲道放聲有致命影響。9.極性標(biāo)志：

極性測量方法

按規(guī)定饋給揚(yáng)聲器以瞬時直流電壓，引起膜片向揚(yáng)聲器前方運(yùn)動時，與電壓正級相連接的輸入端為揚(yáng)聲器正極，用紅色或符號“+”表示。+-電池+-+-+-萬用表直流微安或毫安擋ok極性檢測儀++-極性測量方法+-電池+-+-+-萬用表直流微安或毫

10.漏磁場（雜散磁場）

特性解釋：在距離揚(yáng)聲器任何組成部分某以規(guī)定距離處由于揚(yáng)聲器磁回路的泄露而產(chǎn)生的雜散磁場。

11.其余項(xiàng)目

1）外觀及機(jī)械質(zhì)量檢驗(yàn)要求

<1>焊片及接線架.小于Φ100mm的圓形揚(yáng)聲器及等效面積與其相當(dāng)?shù)姆菆A形揚(yáng)聲器其焊片及接線架應(yīng)能承受2N的拉力不得松動。

大于或等于Φ100mm的圓形揚(yáng)聲器及等效面積與其相當(dāng)?shù)姆菆A形揚(yáng)聲器其焊片及接線架應(yīng)能承受5N的拉力不得松動。

10.漏磁場（雜散磁場）

<2>外觀

標(biāo)志應(yīng)清晰，外觀應(yīng)整潔，無明顯機(jī)械損傷，鉚、焊及粘接牢固，紙盆不應(yīng)起皺、劃痕、脫落；金屬零件的鍍層應(yīng)符合SJ42及SJ1276-1285的要求。

2）電氣可靠性試驗(yàn)

<1>可焊性

應(yīng)符合GB242328中的規(guī)定

<2>絕緣電阻

音圈引出端與盆架和磁路的金屬部分之間的絕緣電阻部小于1MΩ。<2>外觀<3>耐電壓

音圈引出端與盆架和磁路的金屬部分之間加定流電壓，應(yīng)無擊穿打火現(xiàn)象，一般為1分鐘。

3）環(huán)境可靠性試驗(yàn)

<1>高溫負(fù)荷和儲存試驗(yàn)

在55℃±2℃條件下工作6h，然后放置2h。

<2>穩(wěn)態(tài)濕熱試驗(yàn)在40℃±2℃，相對濕度（95±3）%歷時48h，電視揚(yáng)聲器為96h。

<3>低溫負(fù)荷和儲存試驗(yàn)

在-10℃±3℃條件下工作1h后，在-25℃±3℃條件放置2h。<3>耐電壓4)額定噪聲功率試驗(yàn)

輸入揚(yáng)聲器額定帶寬的粉紅噪聲信號連續(xù)工作100h，也可用1.2倍（或1.5倍）上述信號的噪聲功率，連續(xù)試驗(yàn)48h（或24h）有爭議時應(yīng)以100h為準(zhǔn)。4)額定噪聲功率試驗(yàn)10.物理特性

1）尺寸:揚(yáng)聲器的外形結(jié)構(gòu)和安裝尺寸。

2）重量：揚(yáng)聲器使用時的重量。

3）電纜配套件。

11.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可作為補(bǔ)充資料提供給客戶

如：總氣隙磁通量氣隙磁通密度音圈直流電阻磁體的重量和質(zhì)量

10.物理特性

五.附錄

1.標(biāo)準(zhǔn)障板（IEC285）1）尺寸：1650×1350mm.由高內(nèi)阻尼的硬木制成。五.附錄1）尺寸：1650×1350mm.由高內(nèi)阻尼2）對于外徑大于50mm圖9的圖形揚(yáng)聲器d=1mm。對于外徑小于等于100mm的圖形揚(yáng)聲器和短軸小于等于100mmd=5mm。對于外徑尺寸大于100mm的圖形揚(yáng)聲器和短軸大于100mm非圓形揚(yáng)聲器d=10mm。否則高頻響應(yīng)將有很大誤差，（因?yàn)檩椛浞较蛐纬梢粋€管狀腔室。）

d300d2）對于外徑大于50mm圖9的圖形揚(yáng)2.白噪聲和粉紅噪聲（whitenoise、pintnoise）

噪聲信號一般分為白噪聲和粉紅噪聲兩種：白噪聲-----指頻譜連續(xù)而均勻的噪聲，在很寬頻率范內(nèi)用固定帶寬測量時，在線性頻率坐標(biāo)系中，其能量分布是均勻的，在對數(shù)頻率坐標(biāo)系中其能量分布每倍頻程上升3dB。

粉紅噪聲----指頻譜連續(xù)而均勻下降的噪聲，在很寬頻率范圍內(nèi)，用固定帶寬測量時，在線性頻率坐標(biāo)系中，其能量分布連續(xù)均勻下降，在對數(shù)頻率坐標(biāo)系中，其能量分布2.白噪聲和粉紅噪聲（whitenoise50201002002000f能量dB3dB白噪聲50201002002000能量dB粉紅噪聲50201002002000f能量dB3dB白噪聲50201

3.模擬節(jié)目信號對模擬節(jié)目型號國家標(biāo)準(zhǔn)GB627-86有明確規(guī)定，此標(biāo)準(zhǔn)也等效于國際標(biāo)準(zhǔn)IEC268-1c（1982）。模擬節(jié)目信號的功率譜密度相似于常用的多種語言和音樂節(jié)目，節(jié)目信號的各類節(jié)目源的平均特性，這兩種信號可以用粉紅噪聲通過一個濾波器電路獲得，其功率譜如下：

dB

f能量3.模擬節(jié)目信號f能量4.自由場和擴(kuò)散聲1）自由場條件----系指近似自由場空間的聲學(xué)條件，在次空間中，點(diǎn)聲源所輻射的聲壓p與測量距離r之間關(guān)系應(yīng)滿足pα1/r規(guī)律，其誤差不超過±10%（相當(dāng)于±1dB左右）人造自由聲場一般指消聲室2）擴(kuò)散場條件----空間各點(diǎn)聲能密度均勻，從各方向到達(dá)某一點(diǎn)的聲能流的概率相同，以及在各個傳播方向聲波的相位作無規(guī)分布的聲場。人造擴(kuò)散場一般指混響室4.自由場和擴(kuò)散聲1）自由場條件----系指

5.電聲測量中為什么使用對數(shù)坐標(biāo)

在電聲測量的各種頻響曲線中，橫坐標(biāo)一般為頻率，都使用對數(shù)坐標(biāo)，縱坐標(biāo)分為電壓、聲壓、能量、功率也都使用以dB表示的對數(shù)坐標(biāo)。其原因：

1）每倍頻程相當(dāng)于以個八度音調(diào)

2）人耳對聲音大小最小的分辨率為1dB3）人耳對聲音大小的判斷，聲音增大一倍，相當(dāng)于提高6dB。

5.電聲測量中為什么使用對數(shù)坐標(biāo)

第一期講座結(jié)束

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2011.10揚(yáng)聲器的基本知識

——直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)、工前言

本講義主要是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9396-1996《揚(yáng)聲器主要性能測試方法》編制的，為了大家更好的理解，增添了幾個附錄?？勺鳛槌醪缴孀銚P(yáng)聲器設(shè)計(jì)同志的學(xué)習(xí)資料，也可供工作中對揚(yáng)聲器的基本知識有所需求的相關(guān)技術(shù)人員參考。由于本人的知識面所限和講課經(jīng)驗(yàn)不足，不到之處敬請諒解。前言本講義主要是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/目錄一.揚(yáng)聲器的分類二.直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)三.直接輻射式揚(yáng)聲器的工作原理四.直接輻射式揚(yáng)聲器的主要性能指標(biāo)五.附錄目錄一.揚(yáng)聲器的分類一.揚(yáng)聲器的分類1.按換能方式分類

2.按輻射形式分類

3.按磁路形式分類

4.按重放頻段分類

5.按用途分類

6.按外形分類

7.按振膜材料分類

8.按折環(huán)材料分類一.揚(yáng)聲器的分類1.按換能方式分1.按換能方式分類

電動式揚(yáng)聲器電磁式揚(yáng)聲器壓電式揚(yáng)聲器靜電式揚(yáng)聲器氣流調(diào)制式揚(yáng)聲器1.按換能方式分類

電動式揚(yáng)聲器2.按輻射方式分類

直接輻射式揚(yáng)聲器號筒揚(yáng)聲器箱式揚(yáng)聲器2.按輻射方式分類

直接輻射式揚(yáng)聲器3.按磁路形式分類

內(nèi)磁式外磁式4.按重放頻段分類低頻揚(yáng)聲器20~800Hz

中頻揚(yáng)聲器500~6KHz

高頻揚(yáng)聲器4K~20KHz3.按磁路形式分類

內(nèi)磁式5.按用途分類

電視機(jī)用揚(yáng)聲器音箱用揚(yáng)聲器單元電腦或顯示器用揚(yáng)聲器汽車用揚(yáng)聲器多媒體揚(yáng)聲器公共擴(kuò)聲用揚(yáng)聲器電子樂器用揚(yáng)聲器聲源用揚(yáng)聲器5.按用途分類

電視機(jī)用揚(yáng)聲器6.按外形分類

圓形揚(yáng)聲器橢圓形揚(yáng)聲器跑道形揚(yáng)聲器矩形揚(yáng)聲器薄形揚(yáng)聲器平板形揚(yáng)聲器6.按外形分類

圓形揚(yáng)聲器7.按振膜材料分類

紙盆式揚(yáng)聲器

PP盆揚(yáng)聲器（聚丙烯）鈦合金振膜揚(yáng)聲器8.按折環(huán)材料分類

全紙盆型泡沫折環(huán)型布折環(huán)型合成樹脂型復(fù)合紙盆型全7.按振膜材料分類

紙盆式揚(yáng)聲器二.直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

-----紙盆揚(yáng)聲器總裝圖

二.直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

二.直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

-----簡單介紹

磁路系統(tǒng)---由磁體、導(dǎo)磁上板、板柱（或?qū)Т磐耄┙M成振動系統(tǒng)---由紙盆、折環(huán)音圈、定心支片、防塵罩、引出線組成輔助系統(tǒng)---由盆架、接線板、壓邊組成二.直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

二.直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

-----磁路局部放大圖二.直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

二.直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

-----磁路局部放大圖二.直接輻射式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)

三.直接輻射式揚(yáng)聲器的工作

原理-----基本原理

電動力計(jì)算

電動力計(jì)算公式：F=BLI電動力計(jì)算公式：F=BLI

F---電動力

I---是通過音圈的電流

B---是磁隙中的磁通密度

L---是音圈導(dǎo)線的有效長度式：F=BLI

三.直接輻射式揚(yáng)聲器的工作

原理--

三.直接輻射式揚(yáng)聲器的工作原理--紙盆揚(yáng)聲器的等效電路

圖中Eg

∽音頻放大電路的電動勢單位為伏特

Rg∽音頻放大電路的內(nèi)阻單位為歐姆

L∽音圈電感單位為亨利

RE∽音圈直流電阻單位為歐姆

B∽磁隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度單位為韋伯/米2

L∽音圈導(dǎo)線的長度單位為米MMDRMSCMSZMRUCUCUCfcVC三.直接輻射式揚(yáng)聲器的工作原理--紙盆揚(yáng)聲器的等效電I

∽流經(jīng)音圈的電流單位為安培

VC∽音圈的振動速度單位為米/秒

fc∽磁場對音圈的作用力單位為牛頓

MMD∽振動系統(tǒng)的等效質(zhì)量單位為千克

CMS∽支撐系統(tǒng)的等效立順單位為米/牛頓

ZMR∽振膜一面的輻射阻抗單位為歐姆

RMR和MMR分別為振膜一面的輻射阻和固振質(zhì)量

I∽流經(jīng)音圈的電流單位BL越高，揚(yáng)聲器的輻射聲功率也越高RM越大，揚(yáng)聲器的輻射功率也越高XM越小，揚(yáng)聲器的輻射功率也越大RE越大，揚(yáng)聲器的輻射功率也越大，不過RE的大小同時取決于音圈導(dǎo)線的直徑和長短。BL越高，揚(yáng)聲器的輻射聲功率也越高

影響揚(yáng)聲器輸出頻率響應(yīng)的基本關(guān)系揚(yáng)聲器的中頻響應(yīng)基本上基本上是比較平坦的，數(shù)值由上式?jīng)Q定。揚(yáng)聲器的低頻響應(yīng)取決于XM的大小，在共振頻率處，出現(xiàn)峰值，其高低由共振峰的品質(zhì)因數(shù)QT決定。揚(yáng)聲器的高頻響應(yīng)由振動系統(tǒng)的重量、口徑大小及揚(yáng)聲器的方向性多種因素決定。影響揚(yáng)聲器輸出頻率響應(yīng)的基本關(guān)系四.直接輻射式揚(yáng)聲器的主要

性能指標(biāo)

1.純音檢聽

特性解釋：

在額定頻率范圍內(nèi)，饋給揚(yáng)聲器規(guī)定電壓的正弦信號檢查揚(yáng)聲器的裝配質(zhì)量。測量方法：

揚(yáng)聲器單元檢聽，饋給揚(yáng)聲器正弦信號的電功率為1/2額定噪聲功率，一般在0.3M處檢聽，在此距離內(nèi)應(yīng)無反射物，揚(yáng)聲器單元不另加負(fù)載。注：①全頻帶及低頻揚(yáng)聲器檢聽時，應(yīng)以共振頻率允許偏差下限開始向高頻掃描；如F0標(biāo)準(zhǔn)為150±20Hz，那么起始頻率應(yīng)為130Hz。四.直接輻射式揚(yáng)聲器的主要

性能指標(biāo)

1.2.額定阻抗和阻抗曲線

特性解釋

揚(yáng)聲器的額定阻抗是由制造廠規(guī)定純電阻的阻抗，在確定信號源的有效電動率時，用它來代替揚(yáng)聲器。

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。

注：一般紙盆揚(yáng)聲器的額定阻抗是音圈直流阻的1.2-1.4倍具體倍數(shù)由揚(yáng)聲器的口徑和磁體的大小決定。2.額定阻抗和阻抗曲線阻抗曲線----把阻抗值表示為頻率的函數(shù)（如下圖）阻抗曲線----把阻抗值表示為頻率的函數(shù)（如下圖）

3.輸入電壓

1）短期輸入電壓：

特性解釋：揚(yáng)聲器單元或系統(tǒng)能承受持續(xù)時間為1秒，間隔為60秒的模擬節(jié)目信號，而部產(chǎn)生永久性損壞的最大信號電壓。

2）長期最大輸入電壓：

特性解釋：揚(yáng)聲器單元或系統(tǒng)能承受持續(xù)時間為1分鐘，間隔為2分鐘重復(fù)10次的模擬節(jié)目信號，而不產(chǎn)生永久性損壞的最大信號電壓。3.輸入電壓

3）額定正弦電壓

特性解釋：在額定頻率范圍內(nèi)饋給揚(yáng)聲器以規(guī)定的模擬節(jié)目信號，而不產(chǎn)生熱和機(jī)械損壞的持續(xù)信號電壓，該電壓為在規(guī)定的持續(xù)時間內(nèi)，使用正弦信號測量時電壓的極限值，如無特殊規(guī)定，持續(xù)時間應(yīng)為1小時。注1：該電壓值是頻率的函數(shù)。

注2：該電壓值與揚(yáng)聲器的安裝方式有關(guān)。

4）額定噪聲電壓：

特性解釋：在額定頻率范圍內(nèi)饋給揚(yáng)聲器以規(guī)定的模擬節(jié)目信號，而不產(chǎn)生熱和機(jī)械損傷的信號電壓。3）額定正弦電壓

4.輸入電功率

1）短期最大功率特性解釋：與短期最大輸入電壓對應(yīng)的電功率，其定為其中Um是短期最大輸入電壓，R是額定阻抗。

2）長期最大功率特性解釋：與長期最大輸入電壓對應(yīng)的電功率。

3）額定正弦功率特性解釋：與額定正弦電壓對應(yīng)的電功率。

4）額定噪聲功率特性解釋：與額定噪聲電壓對應(yīng)的電功率。

4.輸入電功率5.

頻率特性

1）額定頻率范圍特性解釋：由制造廠規(guī)定的揚(yáng)聲器的頻率范圍。

2）共振頻率特性解釋：

a：在揚(yáng)聲器單元的阻抗模值隨頻率遞增變化的曲線上，出現(xiàn)某一個阻抗極大值時的頻率。

b：閉箱揚(yáng)聲器系統(tǒng)（包括分頻器）的阻抗模值隨頻率遞增變化的曲線上，出現(xiàn)第一個極大值時的頻率。5.頻率特性f0ZReff0Zb：fc:

倒相或無源輻射揚(yáng)聲器系統(tǒng)（包括分頻器）的阻抗模值隨頻率遞增變化的曲線上，某一個主要阻抗極大值后的某一個極小值時的頻率。

a：f0ZReff0Zb：fc:倒相或無源輻射倒相箱無源輻射箱f0Z測量點(diǎn)fu倒相箱無源輻射箱f0Z測量點(diǎn)fu

6.自由場和半空間自由場條件下的聲壓

1）指定頻帶內(nèi)的聲壓特性解釋：饋給揚(yáng)聲器以規(guī)定頻率范圍、規(guī)定電壓值的粉紅噪聲信號時，揚(yáng)聲器在參數(shù)軸上離參數(shù)點(diǎn)規(guī)定距離處所產(chǎn)生的聲壓。

2）指定頻帶內(nèi)的聲壓極Lr

Lr=20lg---單位dB

式中：Pr測得的指定頻帶內(nèi)的聲壓單位PaPo：基準(zhǔn)聲壓20μPa（即1000Hz聲音的可聽閾聲壓）如：80dB的聲壓級對應(yīng)的聲壓為0.2Pa90dB的聲壓級對應(yīng)的聲壓為0.6324PaPrPo6.自由場和半空間自由場條件下的聲壓PrPo

3）指定頻帶內(nèi)的特性靈敏度

特性解釋：在指定頻帶內(nèi)的聲壓換算成輸入功率為1W和參數(shù)軸上距離參數(shù)點(diǎn)1m處的值。

4）指定頻帶內(nèi)特性靈敏度級特性解釋：特性靈敏度與基準(zhǔn)聲壓（20μPa）比值的對數(shù)值乘以20以dB表示。

例如：<1>饋給揚(yáng)聲器的功率增大1倍，聲壓提高√2，倍，聲壓級提高3dB。

<2>饋給揚(yáng)聲器的電壓增大1倍，聲壓提高1倍，聲壓級提高6dB。

<3>饋給揚(yáng)聲器的功率增大至10倍，聲壓提高√10倍，聲壓級提高10dB。3）指定頻帶內(nèi)的特性靈敏度由于測量時所加電壓或測試時距離不同可用下式換算：

Lp=20LgPr/Po-10LgPe/Peo+20Lgr/ro

式中Lp—換算到1m，1W時的電壓級dBPr—在r處測得的聲壓PaPo—基準(zhǔn)聲壓20uPaPe—測試時饋給揚(yáng)聲器的功率WPeo—參考功率1Wr—測試距離mro—參考距離1m由于測量時所加電壓或測試時距離不同可用下式換算：

5）指定頻帶內(nèi)的平均聲壓特性解釋：指定頻帶內(nèi)所有1/3oct頻帶測得到聲壓方均根值即P平均＝

6）指定頻帶內(nèi)的平均聲壓級特性解釋：5）中的值和基準(zhǔn)聲壓比值的對數(shù)值乘以20以dB表示。說明：oct是倍頻率（octive）的縮寫，兩個聲音的頻率比值以2為底的對數(shù)稱之謂頻程，對數(shù)表達(dá)式為:n為倍頻程數(shù)，可以是分?jǐn)?shù)或整數(shù)，例如n=1，1/3則稱為“倍頻稱”和“三分之一倍頻程”，在電聲工程中常用這兩種倍頻程。如：100-200Hz，500-100Hz就是倍頻程。

100-125Hz，1600-2000Hz就是三分之一倍頻程。5）指定頻帶內(nèi)的平均聲壓附件：常用帶通濾波器中心頻率和頻率范圍的一部分：中心頻率（Hz）1/1倍頻程1/3倍頻程低頻（Hz）高頻（Hz）低頻（Hz）高頻（Hz）10089.111212589177110140160142.6179.5200176224250177354223280315281353400356449500354707446561630561707800713898100070714148911122附件：常用帶通濾波器中心頻率和頻率范圍的一部分：中心頻率

7.自由場和半空間自由場條件下的響應(yīng)

1）頻率響應(yīng)特性解釋：在自由場或半空間自由場條件下，在相對于參數(shù)軸和參數(shù)點(diǎn)的指定位置，以規(guī)定的恒定電壓測得的作為頻率函數(shù)的聲壓級，所用的恒定電壓為正弦信號，或?yàn)轭l帶噪聲信號。(Hz)fSPL(dB)SPL(dB)7.自由場和半空間自由場條件下的響應(yīng)(Hz)f

2）有效頻率范圍特性解釋：是上限頻率和下限頻率為界限的頻率范圍。

8.指向特性

1）指向性圖形

特性解釋：在自由場條件下規(guī)定的平面內(nèi)測得的聲壓級表示為：測量軸和參數(shù)軸之間夾角的函數(shù)，它可以隨頻率不同而變化。2）有效頻率范圍

低頻典型圖形高頻典型圖形00450900135022503150004509002）指向性頻響曲線

特性解釋：在偏離參數(shù)軸不同角度處測得的一組曲線2250135

27003150低頻典型圖形高(Hz)SPL(dB)f00300

3）輻射角特性解釋：在包含參數(shù)軸的平面內(nèi)，相對于參數(shù)軸測得的角度在此角度上和規(guī)定的距離處，測得的聲壓級比在參數(shù)軸上測得的聲壓級低10dB。(Hz)SPLf003003）輻射角4）振幅非線性總諧波失真dt

特性解釋：

以%計(jì)：dt=n次諧波失真dn

特性解釋：

以%計(jì)：dn=

以dB計(jì)：Ldn=20Lg

如：揚(yáng)聲器的二次諧波失真為10%即d2=10%

那么以dB計(jì)的Ldn=20Lg=-20dB4）振幅非線性

下圖是掃頻法失真值以dB表示。下圖是掃頻法失真值以dB表示。

下圖是點(diǎn)測法失真以百分?jǐn)?shù)表示揚(yáng)聲器的基礎(chǔ)講座之一教材課件9.極性標(biāo)志：

特性解釋：

是指在揚(yáng)聲器輸入端饋入信號時，揚(yáng)聲器膜片產(chǎn)生運(yùn)動的方向與輸入端所加信號極性之間關(guān)系的標(biāo)志。實(shí)用價值：

極性對使用單個揚(yáng)聲器的場合沒有什么意義，但對使用多只揚(yáng)聲器的系統(tǒng)或場合，尤其對立體聲、多聲道放聲有致命影響。9.極性標(biāo)志：

極性測量方法

按規(guī)定饋給揚(yáng)聲器以瞬時直流電壓，引起膜片向揚(yáng)聲器前方運(yùn)動時，與電壓正級相連接的輸入端為揚(yáng)聲器正極，用紅色或符號“+”表示。+-電池+-+-+-萬用表直流微安或毫安擋ok極性檢測儀++-極性測量方法+-電池+-+-+-萬用表直流微安或毫

10.漏磁場（雜散磁場）

特性解釋：在距離揚(yáng)聲器任何組成部分某以規(guī)定距離處由于揚(yáng)聲器磁回路的泄露而產(chǎn)生的雜散磁場。

11.其余項(xiàng)目

1）外觀及機(jī)械質(zhì)量檢驗(yàn)要求

<1>焊片及接線架.小于Φ100mm的圓形揚(yáng)聲器及等效面積與其相當(dāng)?shù)姆菆A形揚(yáng)聲器其焊片及接線架應(yīng)能承受2N的拉力不得松動。

大于或等于Φ100mm的圓形揚(yáng)聲器及等效面積與其相當(dāng)?shù)姆菆A形揚(yáng)聲器其焊片及接線架應(yīng)能承受5N的拉力不得松動。

10.漏磁場（雜散磁場）

<2>外觀

標(biāo)志應(yīng)清晰，外觀應(yīng)整潔，無明顯機(jī)械損傷，鉚、焊及粘接牢固，紙盆不應(yīng)起皺、劃痕、脫落；金屬零件的鍍層應(yīng)符合SJ42及SJ1276-1285的要求。

2）電氣可靠性試驗(yàn)

<1>可焊性

應(yīng)符合GB242328中的規(guī)定

<2>絕緣電阻

音圈引出端與盆架和磁路的金屬部分之間的絕緣電阻部小于1MΩ。<2>外觀<3>耐電壓

音圈引出端與盆架和磁路的金屬部分之間加定流電壓，應(yīng)無擊穿打火現(xiàn)象，一般為1分鐘。

3）環(huán)