現(xiàn)代音響與調(diào)音技術(shù)第7次課課件

揚(yáng)聲器的分類按換能方式分1.電動(dòng)式揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是有一放置在均勻磁場(chǎng)中的音圈，當(dāng)向音圈輸入音頻電流時(shí)，音圈即產(chǎn)生震動(dòng)，并帶動(dòng)振膜將聲能輻射出去。由于此類揚(yáng)聲器的音圈在工作時(shí)是振動(dòng)著的，所以又稱為動(dòng)圈式揚(yáng)聲器。紙盆揚(yáng)聲器、號(hào)筒揚(yáng)聲器及球頂揚(yáng)聲器等都屬于此類。12.靜電式揚(yáng)聲器

這是極薄的振膜在靜電力的作用下作前后移動(dòng)的一類揚(yáng)聲器。它有一個(gè)固定電極和一個(gè)可動(dòng)電極，在兩電極之間加一直流極化電壓，使之產(chǎn)生一恒定靜電場(chǎng)，此時(shí)向兩極板輸入音頻信號(hào)，則由于交變電場(chǎng)和與極化電場(chǎng)的相互作用，動(dòng)電極即隨之振動(dòng)發(fā)聲。

和依靠電磁力來(lái)使振膜作前后移動(dòng)的電動(dòng)式揚(yáng)聲器是不相同的，靜電揚(yáng)聲器的振膜質(zhì)量極輕，因而解析力極佳，能捕捉音樂(lè)信號(hào)中極為細(xì)微的變化，充分表現(xiàn)音樂(lè)的神韻。2電磁式揚(yáng)聲器：聲源信號(hào)電流通過(guò)音圈后會(huì)把用軟鐵材料制成的舌簧磁化，磁化了的可振動(dòng)舌簧與磁體相互吸引或排斥，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，使振膜振動(dòng)而發(fā)音。壓電式揚(yáng)聲器：通過(guò)壓電效應(yīng)工作的揚(yáng)聲器。它是采用某些材料，其上加上電壓時(shí)，材料即可產(chǎn)生形變，且形變規(guī)律與電壓幅值對(duì)應(yīng)。因而通過(guò)這種效應(yīng)，在這些壓電材料制成的膜片上加一音頻電壓，即可發(fā)出音頻聲波。壓電揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，但低頻響應(yīng)差。所以可制成專供重放高頻聲音的揚(yáng)聲器單元。3指向性

揚(yáng)聲器對(duì)不同方向上的輻射，其聲壓頻率特性是不同的，這種特性稱為揚(yáng)聲器的指向性。指向性與頻率有關(guān)，一般而言，對(duì)250Hz以下的低頻信號(hào)，沒(méi)有明顯的指向性。對(duì)1.5kHz以下的高頻信號(hào)則有明顯的指向性。同時(shí)它還與揚(yáng)聲器的口徑有關(guān)，口徑大時(shí)指向性尖，口徑小時(shí)指向性寬。5指數(shù)號(hào)筒揚(yáng)聲器圓錐號(hào)筒揚(yáng)聲器號(hào)筒式揚(yáng)聲器

號(hào)筒揚(yáng)聲器的工作原理與電動(dòng)式紙盆揚(yáng)聲器相同，是電動(dòng)式揚(yáng)聲器的一種。俗稱高音喇叭，由高音頭和一個(gè)按一定規(guī)律逐漸展開(kāi)的號(hào)筒組成。這種揚(yáng)聲器和其他揚(yáng)聲器的區(qū)別主要在于它的聲輻射方式，紙盆揚(yáng)聲器和球頂揚(yáng)聲器等是由振膜直接鼓動(dòng)周圍的空氣將聲音輻射出去的，是直接輻射，而號(hào)筒揚(yáng)聲器是把振膜產(chǎn)生的聲音通過(guò)號(hào)筒輻射到空間的，是間接輻射。

6號(hào)筒揚(yáng)聲器的聲輻射效率較高，除此之外它的優(yōu)點(diǎn)還在于諧波失真較小，方向性強(qiáng)。但其頻帶較窄，低頻響應(yīng)差。所以多作為揚(yáng)聲器系統(tǒng)中的中、高音單元使用。

拋物線號(hào)筒揚(yáng)聲器7揚(yáng)聲器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式有兩種

一種是多路分頻揚(yáng)聲器系統(tǒng)，即將重放全頻帶的聲音分成二或三段，分別由高音、中低音揚(yáng)聲器或由高、中、低音揚(yáng)聲器承擔(dān)重放的揚(yáng)聲器系統(tǒng)。將它們安裝在一個(gè)音箱內(nèi)，為了使整個(gè)高、中、低頻聲音平衡，一般在中頻和高頻分頻電路中設(shè)計(jì)一種音量衰減器，依據(jù)使用聲學(xué)條件給予調(diào)節(jié)，使整個(gè)聲音平衡。多路分頻揚(yáng)聲器系統(tǒng)就是由不同頻域發(fā)聲的揚(yáng)聲器，以及安裝在音箱內(nèi)的分頻器或外置的分頻器而組成的音箱整體。每一個(gè)揚(yáng)聲器只負(fù)擔(dān)一個(gè)較窄頻帶的重放。9第二種是同軸揚(yáng)聲器自然生活中樂(lè)器和人聲在發(fā)聲時(shí)，高低音時(shí)均出自同一個(gè)點(diǎn)，是典型的“點(diǎn)聲源”。而在一般的音箱中，高低音揚(yáng)聲器上下排列，發(fā)聲不在同一個(gè)點(diǎn)上，所發(fā)出的聲音有高低音分離的現(xiàn)象，使音響聲像定位產(chǎn)生失真。音箱的體積越大，這種失真就越明顯。為了獲得正確的聲像定位，音響技術(shù)人員設(shè)計(jì)出同軸揚(yáng)聲器，可以有效的提高聲像定位的準(zhǔn)確性?！巴S”即高、中、低音的聲音由同一個(gè)軸線傳播向聽(tīng)者。揚(yáng)聲器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式有兩種10揚(yáng)聲器系統(tǒng)一般由揚(yáng)聲器單元、分頻器及衰減器、箱體三部分組成。同軸揚(yáng)聲器系統(tǒng)將高低音揚(yáng)聲器單元的音圈安裝在同一主線上，公用一套磁路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)，但振動(dòng)系統(tǒng)相互獨(dú)立。每個(gè)單元覆蓋總重放頻帶的一部分。同軸揚(yáng)聲器系統(tǒng)中還包括把輸入信號(hào)分成三部分來(lái)驅(qū)動(dòng)低、中、高頻單元的分頻器和控制電路。從聆聽(tīng)者接收的聲音質(zhì)量來(lái)比較，同軸揚(yáng)聲器更接近于聲波的傳播特性。如何實(shí)現(xiàn)“同軸”？11揚(yáng)聲器系統(tǒng)（音箱）的分類揚(yáng)聲器系統(tǒng)按分頻方式來(lái)分：二分頻音箱、三分頻音箱、四分頻音箱、多分頻音箱和超低音音箱。分頻器的作用就是把頻率范圍較寬的音頻信號(hào)分解為低頻、中頻和高頻信號(hào)，也就是允許輸入的音頻信號(hào)中的低頻信號(hào)僅通過(guò)低音揚(yáng)聲器；中頻信號(hào)僅通過(guò)中音揚(yáng)聲器；高頻信號(hào)僅通過(guò)高音揚(yáng)聲器，互不交叉，并且平衡高、中、低音的輸出聲壓，從而最大限度地發(fā)揮各個(gè)揚(yáng)聲器的優(yōu)勢(shì)，避免了它們的缺陷，使整個(gè)組合揚(yáng)聲器系統(tǒng)處在最佳工作狀態(tài)，音質(zhì)更加完美，效果更佳。同時(shí)，它還起到了保護(hù)高音揚(yáng)聲器的作用。13揚(yáng)聲器系統(tǒng)（音箱）的分類按用途分為：書(shū)架式、落地式、監(jiān)聽(tīng)式、電影立體聲、大功率擴(kuò)聲、有線廣播、防水、迷你型、返送式、帶角架型、對(duì)講型、拐角式、球型無(wú)指向式、高音半固定式、調(diào)相式等音箱。書(shū)架式音箱體積較小，放音使用時(shí)需要單獨(dú)將其架設(shè)起來(lái)，離地面有一定的高度。由于揚(yáng)聲器數(shù)量少，聲像定位比較準(zhǔn)確，但因?yàn)槠淇趶捷^小，存在功率不夠大，低頻效果差的不足。一般來(lái)說(shuō)，口徑越大的揚(yáng)聲器低音效果越好，輸出功率越大。一般低音揚(yáng)聲器有200mm、300-380mm等不同口徑規(guī)格。14漫步者R1600T08

漫步者R1600T08音箱是一款小巧的書(shū)架箱，能夠放在桌面上使用。在音質(zhì)方面中高音的表現(xiàn)上是這款音箱的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，目前市場(chǎng)報(bào)價(jià)380元。

卸下?lián)醢逡院缶涂梢郧逦目吹竭@款音箱的聲音單元，它采用了4.5英寸的玻璃纖維盆低音單元和18mm的漣漪波浪型絲絹振膜高音單元（采用是因?yàn)樗軌蛴行p少振膜高速振動(dòng)時(shí)帶來(lái)的失真）組合的方式。15監(jiān)聽(tīng)音箱監(jiān)聽(tīng)音箱是供錄音師、音控師監(jiān)聽(tīng)節(jié)目用的音箱。這類音箱應(yīng)有極高的保真度和很好的動(dòng)態(tài)特性，應(yīng)不對(duì)節(jié)目做任何修飾和夸張，真實(shí)地反映音頻信號(hào)的原來(lái)面貌。監(jiān)聽(tīng)音箱通常被認(rèn)為是完全沒(méi)有“個(gè)性”的音箱。監(jiān)聽(tīng)音箱的使用目的不是欣賞節(jié)目，而是通過(guò)監(jiān)聽(tīng)音箱去及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)節(jié)目聲音存在的問(wèn)題和缺陷。其解析力必須高于普通的欣賞型和擴(kuò)音型音箱，而這種解析力是通過(guò)音箱良好地瞬態(tài)特性來(lái)保障的。17監(jiān)聽(tīng)音箱監(jiān)聽(tīng)音箱安裝在監(jiān)聽(tīng)室和錄音室，由于室內(nèi)容積不很大，因此監(jiān)聽(tīng)音箱的體積一般比擴(kuò)音用的音箱小。正因?yàn)楸O(jiān)聽(tīng)音箱的要求很高，優(yōu)質(zhì)的監(jiān)聽(tīng)音箱價(jià)格自然也較昂貴。但監(jiān)聽(tīng)音箱對(duì)節(jié)目音質(zhì)毫無(wú)修飾美化能力，節(jié)目信號(hào)中的缺陷會(huì)較多的暴露出來(lái)。因此不能用監(jiān)聽(tīng)音箱來(lái)做擴(kuò)聲音箱在廳堂使用。而且，監(jiān)聽(tīng)音箱往往不具備擴(kuò)聲音箱的功率承受能力、靈敏度等。18擴(kuò)聲音箱全頻擴(kuò)聲音箱擴(kuò)聲音箱多是大功率、寬頻帶、高聲壓級(jí)的音箱系統(tǒng)，專業(yè)擴(kuò)聲音箱的靈敏度一般比較高。為了有效的控制聲場(chǎng)，高頻單元一般都用號(hào)筒式揚(yáng)聲器以增強(qiáng)其指向性。在廳堂電聲系統(tǒng)中用這類音箱系統(tǒng)向聽(tīng)眾播放聲音。19為了反映和豐富音樂(lè)的低頻效果，常需要將揚(yáng)聲器裝在無(wú)限大障板上，最大限度地發(fā)揮揚(yáng)聲器的潛能，這是最理想的情況。但實(shí)際上是不可能做到的。實(shí)際應(yīng)用中都采用有限大障板。21

這種形式的音箱是前一種音箱的變形。將有限大障板彎曲向后折疊成箱體形，將揚(yáng)聲器裝在前障板上就構(gòu)成了背向敝開(kāi)式音箱。2.背向敝開(kāi)式音箱不足之處是音箱內(nèi)的紙盆會(huì)使箱體中空氣發(fā)生壓縮和膨脹，有可能產(chǎn)生振動(dòng)，因此這種音箱容易在某一頻率上產(chǎn)生共振，所以對(duì)箱體的尺寸、形狀、揚(yáng)聲器的安裝位置都必須仔細(xì)考慮，以防共振。這種音箱廣泛用于收音機(jī)、電視機(jī)、錄音機(jī)中。22

將背向敝開(kāi)式音箱的敝開(kāi)部分封閉起來(lái)就構(gòu)成了封閉式音箱了。它將揚(yáng)聲器背面的聲波完全封閉在箱體內(nèi)，與揚(yáng)聲器的前方完全隔絕，因此在低頻時(shí)不會(huì)因聲繞射而與前面的聲波相互干涉，使低頻性能更加完美。為了獲得良好的低頻重放，減弱箱內(nèi)駐波效應(yīng)，可在箱內(nèi)表面襯墊吸聲材料。封閉式音箱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積較大，在歐美等國(guó)比較流行。3.封閉式音箱23利用箱體后蓋板的反射作用，將揚(yáng)聲器后傳播的聲波反射，并倒相180度，通過(guò)倒相孔，將這部分聲能輻射出來(lái)，在空間與揚(yáng)聲器的前傳播聲波作同相疊加，其低頻聲比封閉式低音音箱增大一倍。由于倒相式低音音箱充分利用了揚(yáng)聲器前后傳播的聲波，發(fā)聲效率高，因此獲得了廣泛應(yīng)用。

25倒相式音箱其特點(diǎn)是效率高，箱體相對(duì)較小，但設(shè)計(jì)比封閉式要復(fù)雜。它的面板上設(shè)有1~2個(gè)倒相管孔，可以使揚(yáng)聲器背后輻射的聲波從倒相管孔中傳出，以增加揚(yáng)聲器發(fā)出的聲功率。實(shí)際中倒相式音箱的性能同許多因素有關(guān)，如開(kāi)孔尺寸，開(kāi)孔位置，音箱體積與長(zhǎng)寬比例等。因此，倒相式音箱的箱體設(shè)計(jì)更為復(fù)雜。在選購(gòu)倒相式音箱時(shí)，要注意音箱箱體的材料要有一定的厚度，材料要好，這樣才符合良好的重放要求。26

對(duì)稱驅(qū)動(dòng)型音箱是封閉式音箱不能做到小型化時(shí)而采用的一種改進(jìn)型音箱，具體做法是：將兩個(gè)揚(yáng)聲器重疊裝在一起，使兩者以同相方式振動(dòng)，因而兩個(gè)單元間的空氣容積顯得非常小，前面的單元雖然處在小型音箱中，但其低音重放效果同大容積音箱一樣好。5.對(duì)稱驅(qū)動(dòng)型音箱277號(hào)筒式音箱號(hào)筒式音箱是揚(yáng)聲器紙盆的前面或后面加有木質(zhì)號(hào)筒的音箱。通常為了縮小體積，號(hào)筒被做成彎折式形狀，即折疊式號(hào)筒。號(hào)筒可以加在紙盆前面，稱為前向號(hào)筒型音箱，也可以加在紙盆后面，稱為后向號(hào)筒型音箱。29前向號(hào)筒型音箱的低音重放效果相當(dāng)于一種超大型音響重放系統(tǒng)，主要用于劇場(chǎng)主擴(kuò)音系統(tǒng)和效果擴(kuò)音系統(tǒng)上。背向號(hào)筒型音箱又叫做反射號(hào)筒音箱，號(hào)筒的方向與前向的相反，它作為家用高保真低音重放系統(tǒng)，吸引著音頻愛(ài)好者。雖然結(jié)構(gòu)不同，但原理及性能完全相同。號(hào)筒式音箱的高頻性能較好，主要用于大型的專業(yè)音響系統(tǒng)。30組合號(hào)筒音箱是將前向號(hào)筒音箱與背向號(hào)筒音箱組合起來(lái)而構(gòu)成的一種號(hào)筒音箱。其特性曲線體現(xiàn)了前后向兩種號(hào)筒型的特性。8組合號(hào)筒型音箱311.額定阻抗與阻抗特性

揚(yáng)聲器系統(tǒng)的額定阻抗一般由所采用的揚(yáng)聲器單元的額定阻抗來(lái)決定。這與前面所討論揚(yáng)聲器額定阻抗是相同的。5.1.4揚(yáng)聲器系統(tǒng)的一般特性在額定揚(yáng)聲器信號(hào)源的輸出功率時(shí)，可用一個(gè)純電阻代替揚(yáng)聲器作負(fù)載，此電阻的阻值即為揚(yáng)聲器的額定阻抗。揚(yáng)聲器單元的阻抗特性曲線額定阻抗是當(dāng)信號(hào)頻率大于揚(yáng)聲器共振頻率時(shí)對(duì)應(yīng)的第一個(gè)阻抗最小值ZC32但是揚(yáng)聲器系統(tǒng)的阻抗特性比揚(yáng)聲器單元的阻抗特性要復(fù)雜的多。這是因?yàn)閾P(yáng)聲器系統(tǒng)所用的揚(yáng)聲器單元多種多樣，并且加上了分頻網(wǎng)絡(luò)的影響以及箱體的影響，因而使整個(gè)揚(yáng)聲器系統(tǒng)的阻抗特性隨著結(jié)構(gòu)形式、單元類型和分頻器特性而產(chǎn)生較大的變化。例：封閉式和倒相式低音音箱的阻抗特性1.額定阻抗與阻抗特性331、封閉式低音音箱輻射阻抗特性曲線較裝箱前揚(yáng)聲器輻射阻抗特性曲線較平直，揚(yáng)聲器的諧振峰有所下降，并且諧振頻率有所提高。如下圖：圖中的fo為揚(yáng)聲器的諧振頻率。342、倒相式低音音箱輻射阻抗特性曲線較裝箱前揚(yáng)聲器輻射阻抗特性曲線平直，揚(yáng)聲器的諧振峰被吸收，在原來(lái)諧振頻率的兩側(cè)出現(xiàn)兩個(gè)小駝峰，并且低頻部分的頻率下延。如下圖：352.失真

同其它音響設(shè)備一樣，音箱也會(huì)出現(xiàn)失真。其結(jié)果是，音箱的重放聲和原聲相比有較大的差異，不能完全重放出原來(lái)的聲音。揚(yáng)聲器系統(tǒng)的失真，比揚(yáng)聲器單元復(fù)雜得多，它是由組成揚(yáng)聲器系統(tǒng)的各個(gè)部分的失真合成而得到的。包括組成系統(tǒng)的每個(gè)揚(yáng)聲器的非線性失真、箱體內(nèi)駐波及壁板振動(dòng)引起的失真，分頻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的失真等。363頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)指音箱發(fā)出的聲壓級(jí)在有效頻率范圍內(nèi)的變化。例如，可寫(xiě)成“40~18000Hz+4dB”。好的音箱應(yīng)避免在頻率范圍內(nèi)出現(xiàn)較大的峰或谷。在低音區(qū)出現(xiàn)“峰”會(huì)使音箱產(chǎn)生非音樂(lè)內(nèi)容的“隆隆聲”，而出現(xiàn)“谷”，又會(huì)使音箱重放缺少臨場(chǎng)感。4效率音箱的效率由揚(yáng)聲器的效率決定。一般來(lái)說(shuō)，靈敏度高的揚(yáng)聲器，其效率也比較高。375.額定頻率范圍與有效頻率范圍揚(yáng)聲器系統(tǒng)重放的額定頻率范圍由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)給定，揚(yáng)聲器系統(tǒng)實(shí)際能達(dá)到的頻率范圍稱為有效頻率范圍。6指向性不同的揚(yáng)聲器系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)和所使用的揚(yáng)聲器單元不同，所以揚(yáng)聲器系統(tǒng)的指向性也是不同的。在實(shí)際使用時(shí)，由于受使用環(huán)境的影響，音質(zhì)、音幅會(huì)產(chǎn)生變化，所以應(yīng)注意適當(dāng)選擇揚(yáng)聲器系統(tǒng)在室內(nèi)的擺放位置。其它的性能指標(biāo)諸如特性靈敏度級(jí)，最大輸出聲壓級(jí)，純音等性能指標(biāo)與揚(yáng)聲器單元的對(duì)應(yīng)參量的定義及測(cè)量方法基本相同。38分頻器的方式有兩種:

一種是功率分頻方式。功率分頻是將分頻網(wǎng)絡(luò)裝在功率放大器和揚(yáng)聲器之間，安裝在音箱之內(nèi)，將功率放大器輸出的全頻帶信號(hào)分頻后，按不同的頻段饋給高中低音揚(yáng)聲器