揚聲器產(chǎn)品介紹和測試方法教材

2024/6/171

深圳聯(lián)創(chuàng)宏聲電子有限公司ShenzhenLianchuangHongshengElectronicsCo.，Ltd

揚聲器產(chǎn)品介紹和測試方法2024/6/172第一章產(chǎn)品分類介紹

第二章基本工作原理第三章電聲測量分析第四章筆記本揚聲器簡介第五章筆記本揚聲器設(shè)計重點與選用第六章技術(shù)難點分析與解決

第七章新材料新技術(shù)應(yīng)用第八章產(chǎn)品發(fā)展趨勢

2024/6/173揚聲器的定義：揚聲器，從字面上理解，揚：揚出、發(fā)出之意；聲：指聲音；器：器件，合起來即發(fā)出聲音的器件。但大家都知道，揚聲器本身并不能發(fā)音，它是在給它通以信號電流的時候才會將電流信號轉(zhuǎn)換出聲信號的，因此它是通過能量轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)的，所以揚聲器是指將電信號轉(zhuǎn)換成聲音信號的電聲換能器。第一章產(chǎn)品分類介紹2024/6/174揚聲器的分類揚聲器的種類繁雜多樣，我們可以用三種方法來給予分類。分別是按驅(qū)動方式，按振動板或輻射器的形狀、按用途等三種方式分類。1、按驅(qū)動方式即是怎樣把電信號加在振動板上使之變換成機械力進而產(chǎn)生振動的。如下表：驅(qū)動方式作用原理電磁式由聲源信號磁化了的振動部分與磁體的磁性相互吸引排斥，產(chǎn)生驅(qū)動力，在這個力的作用下振動板振動而發(fā)出聲。電動式利用載流導(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，使音圈振動而帶動振膜振動。其能量變換方式是電能—機械能—聲能。靜電式把導(dǎo)電振膜與固定電極按相反極性配置，形成一電容，將電信號加于此電容的兩極，極間電場變化產(chǎn)生吸引力，使振膜振支發(fā)聲。壓電式把壓電組件置于電場中會發(fā)生位移（變形），利用這種原理制成的揚聲器叫壓電揚聲器。2024/6/1752、按振膜或輻射器的形狀分類按振膜或輻射形狀分類主要有圓錐形、平板形、球頂形、號筒形、帶狀形、薄片形等。2024/6/1763、按用途分類若按用途進行揚聲器分類，主要他為全頻揚聲器、低音揚聲器、中音揚聲器、高音揚聲器四種。①全頻帶揚聲器（英文：FullRange簡稱FL）能夠同覆蓋系統(tǒng)，高低頻段的揚聲器叫全頻帶揚聲器。這種揚聲器的振膜振動可產(chǎn)生從低音到高音的全頻帶聲音，在全頻帶揚聲器中，有單振動板的全頻帶揚聲器，雙振動板型和同軸型揚聲器。雙振動板和單振動板揚聲器一樣，是一個整體結(jié)構(gòu)，所以用起來很方便，但同軸型揚聲器實際上是把兩個揚聲器做在一起，是一種多聲道器件。2024/6/177②低音揚聲器（英文Woofer簡稱WF）低音揚聲器是為在低頻段重放而設(shè)計的低間性能很好的揚聲器，其重放頻帶下限應(yīng)盡量的低，振動板振幅容許值盡量大些。因此振動板口每項應(yīng)盡量大些。為了提高振動板的振幅，要采用軟而比較寬的支撐邊。一個良好的低音喇叭需具備如下條件：要有強而有力的磁氣回路。振動板的直徑要大。檔板和振動的凸緣邊要柔軟，而且在大振幅時仍保持良好的直線性。振動系統(tǒng)不能太單薄，彈性要好，長時間振動不疲勞。2024/6/178③中音揚聲器（英文Midrange簡稱MID）在三分頻以上的多分頻揚聲器系統(tǒng)中，用以專門重放中音段的單元叫中音揚聲器。作為中音揚聲器最重要的性能要求是聲壓頻率特性曲線應(yīng)平坦，失真小，指向性好，以及頻率高等到。這種單元所用表狀，除圓錐型揚聲器外，也常用球頂型和號角型。2024/6/179④高音揚聲器專門承受高頻段重放的單元叫高音揚聲器。高音揚聲器的一般工作頻段范圍在1~5KHZ以上，這種單元主要性能要求，除同于中音單元之外，還要求重放頻段上限要高和輸入容量要大。高音揚聲器有圓錐形、平頂、球頂型、號筒型、帶狀和薄片型等多種形式。一個良好的高音喇叭應(yīng)具備如下條件：振動板的口徑要小且輕。高頻特性平垣且伸展寬廣。高頻失真小，指向性良好。音圈直徑小，線徑細(xì)。輸入容量大。2024/6/1710電動式揚聲器工作原理：當(dāng)垂直于磁場的導(dǎo)體有電流的話，導(dǎo)體就會在垂直于磁場及電流的方向上受到力作用，這個力的方向可用佛來明左手定則判定（見圖1）。有了這些知識，對電動型揚聲器的工作原理就能容易描述，在揚聲器的磁氣回路的間隙有一個各處同性的環(huán)狀磁場，線圈的卷巾就位于這個間隙內(nèi)，當(dāng)外界的信號電流發(fā)生改變時，根據(jù)佛來明左手定則，線圈就會隨著電流的大小和方向受力運動，推動與音圈連在一起的鼓紙向外輻射聲音。（見圖2）。第二章基本工作原理2024/6/1711電動式揚聲器結(jié)構(gòu)圖2024/6/1712揚聲器測量條件：A.標(biāo)準(zhǔn)大氣條件B.測量信號C.聲學(xué)環(huán)境D.揚聲器與傳聲器的測量位置E.測量裝置F.測量標(biāo)準(zhǔn)障板與安裝G.預(yù)負(fù)荷處理測量條件：參照《GB/T9396-1996》4~16。第三章電聲測量分析2024/6/1713消聲室2024/6/1714消聲室測試鑒定報告2024/6/1715B&K聲學(xué)測試系統(tǒng)陽光電聲測試系統(tǒng)NTI聲學(xué)測試系統(tǒng)測試儀器2024/6/1716FO測試儀音頻掃描儀極性測試儀測試儀器2024/6/1717揚聲器的主要特性解釋與測試方法：1、阻抗（Impedance）揚聲器單元的阻抗包括直流阻抗（DCR/Re）和交流阻抗（ACR）a．指直流阻抗：即DCR（Re），不受頻率的影響（靜態(tài)）。亦即音圈線的阻抗。它在阻抗特性上表現(xiàn)為一條直線。b．交流阻抗：即ACR，是指經(jīng)過頻率測定之公稱阻抗或叫額定阻抗（動態(tài)）。測量方法：參照《GB/T9396-1996》18.2.2阻抗曲線測量方法。2024/6/17182．最低共振周波數(shù)或諧振頻率（FO）是指揚聲器從低音域開始振動時，振動板最強烈振動所在點對應(yīng)的頻率，在測量揚聲器單元阻抗特性時，阻抗曲線上阻抗值第一次達到最大值時（即Zmax）所對應(yīng)的頻率稱為該揚聲器單元的諧振頻率或共振頻率，簡稱FO。共振：即策動力的頻率與振動物體的固有頻率相等時,振動物體的振幅最大，此種現(xiàn)象稱為共振。測量方法：參照《GB/T9396-1996》21.2.2共振頻率測量方法。2024/6/17193．出力音壓（SPL）英文：OutputSoundPressureLevel是指輸出音壓基準(zhǔn)，又叫效率或靈敏度或聲壓級。中國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T9396-1996）規(guī)定揚聲器的出力音壓是指在指定的頻帶或功率上，饋給揚聲器1W的輸入功率，在參考軸上距離參考點1m處的聲壓極的平均值，通常取頻率特性曲線上的4個點的平均值，用dB表示。測量方法：參照《GB/T9396-1996》22.3.2指定頻帶內(nèi)的特性靈敏度測量方法。原則：◆要求曲線平坦，低頻、高頻均不可過高或者過低。2024/6/17204。實效周波數(shù)帶域（EfectiveFrequencyBand）實效周波數(shù)帶域又叫實效頻寬或有效頻寬，就是頻率響應(yīng)的有效范圍，通常是從低音諧振Fo到高音域的有效部分。按照中國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T9396-1996）規(guī)定，從Fo到中頻段，平均聲壓級向高頻段延伸并下降10dB處的頻率止，這個頻率定義為揚聲器的有效重放頻率范圍。通常簡稱重放頻率范圍。測量方法：參照《GB/T9396-1996》23.2.2有效頻率范圍測量方法。2024/6/17215．額定功率與最大功率英文：PetedPowerInputMaxPowerInputA、定格入力亦稱標(biāo)準(zhǔn)額定輸入功率，就是指揚聲器的額定承受標(biāo)準(zhǔn)功率，是指揚聲器能保證長時間連續(xù)工作而不產(chǎn)生明顯失真的輸入平均功率，又稱額定功率。揚聲器工作于額定功率時，音圈不會產(chǎn)生過熱及機械振動過載現(xiàn)象，發(fā)出聲音沒有明顯失真，在實際音樂信號中，峰值脈沖功率會超出額定功率很多倍（3~10倍），由于脈沖持續(xù)時間很短，不會損壞揚聲器，但要得到好的音質(zhì)，必須使這些峰值脈沖不出現(xiàn)失真，因此揚聲器必須留有充分的功率余量。在畸變試驗和連續(xù)負(fù)載試驗中，都有依擬此項額定輸入功率為基準(zhǔn)來進行了。對應(yīng)解釋：參照《GB/T9396-1996》19.3額定正弦電壓。2024/6/17225．額定功率與最大功率B、最大輸入功率是指喇叭所能承受的最大功率，一個揚聲器在某一瞬間所能承受的最大功率，一個揚聲器在某一瞬間所能承受的峰值功率，稱為最大功率或峰值功率。亦即突然輸入時間極短（一般為幾個周波）的正弦波信號而不損壞揚聲器的最大輸入電功率。一般揚聲器能承受的最大輸入功率約為標(biāo)稱功率的1.5~4倍。要獲得好的音質(zhì)，輸入給揚聲器的平均電功率應(yīng)小于揚音器的標(biāo)稱功率。物理公式：P=UI=U2/R

測量方法：參照《GB/T9396-1996》19.4.2輸入電壓測量方法。2024/6/17236．失真（Distortion）亦稱高調(diào)波歪率。從揚聲器輻射出去的聲音，理應(yīng)只有所加信號的重現(xiàn)，但實際上輻射出來的聲音中除基頻信號聲外，還有其它頻率的聲音出現(xiàn)，使聲音聽起來有異常的感覺，這種現(xiàn)象叫失真。失真率一定要定量的音壓輸出作比較才能正確，但則以不超過5%為準(zhǔn)。失真率=多余成分/純音×100%。失真主要起因于驅(qū)動力（磁束分布不平的電流變形，輸入超過額定輸入功率）、支持部分（彈波與振動板的凸緣部分）、振動板活塞運動與分割運動等三個重要原因。失真包括：1．非線性失真，非線性失真又包括諧波失真互調(diào)失真。2．瞬間失真。2024/6/17246．失真（Distortion）諧波失真：一般由揚聲器磁場不均勻及振動板系統(tǒng)的非線性畸變引起。通常在低頻時產(chǎn)生，因為低頻時振幅大，音圈紙盆、彈波等容易產(chǎn)生非直線性畸變。2024/6/17256．失真（Distortion）b、互調(diào)失真：是兩種不同頻率的信號，同時加入到揚聲器上時，互相調(diào)制而引起的，互調(diào)失真會造成音調(diào)上的失真，當(dāng)互調(diào)失真較大時，會使合唱拍手等重放音質(zhì)顯著變壞。當(dāng)揚聲器同時重放使音圈作大振幅振動的低頻信號F1和音圈作小振幅振動的高頻信號Fh時，重放聲中除了有F1、Fh及其諧波成分外，還會出現(xiàn)（nF1+Fh）的新的頻率成分，其中n=1，2，3，……這種失真稱為互調(diào)失真。C、瞬態(tài)失真：這是由于揚聲器的振動系統(tǒng)跟不上快速度變化的電信號而引起的輸出波形失真。這種失真與頻率響應(yīng)曲線的平滑程度有關(guān)。在振動板的每個共振點（相當(dāng)于頻響曲線的峰谷處），這種失真更為嚴(yán)重。測量方法：參照《GB/T9396-1996》26.2.2總諧波測量方法。2024/6/17261、筆記本揚聲器定義：為實現(xiàn)筆記本電腦娛樂影音功能,根據(jù)筆記本電腦自身結(jié)構(gòu)、特殊性能量身定做的一種揚聲器。第四章筆記本揚聲器簡介2024/6/17272、筆記本揚聲器特點筆記本電腦用揚聲器區(qū)別于傳統(tǒng)揚聲器一般會有以下特點：1、外型尺寸量身定做，而且存在不規(guī)則形狀；2、體積小、薄、重量輕，便于安裝；3、全頻，要求頻帶寬，為了追求更好的低頻往往會裝音箱；4、功率相對較大，耐溫高，連續(xù)使用壽命長。5、相對傳統(tǒng)小揚聲器音量大，失真小，聲音柔和豐富。2024/6/1728第五章筆記本揚聲器設(shè)計重點與選用尺寸結(jié)構(gòu)----合理利用安裝空間并兼顧聲音效果低頻設(shè)計----小口徑實現(xiàn)低頻重現(xiàn)，解決低FO的瓶頸承受功率----小口徑實現(xiàn)長時間連續(xù)使用壽命防震防護----大音量、重低音情況不影響筆記本正常工作1、設(shè)計重點：2024/6/1729靈敏度相對高一般筆記本揚聲器SPL：74~78dB1W/1M。頻率范圍大一般單體在550Hz~20KHz，箱體250Hz~20KHz。頻響曲線平坦有效頻率范圍內(nèi)控制在±3dB。信耐性要求高，連續(xù)使用壽命長。

通常是以標(biāo)稱輸入功率用雜音信號發(fā)生器給予信號，在連續(xù)多少小時試驗后，放置2小時，檢測無異常之現(xiàn)象。一般連續(xù)負(fù)荷所使用的標(biāo)準(zhǔn)有白色噪音（WhiteNoise）、粉紅噪音（PinkNoise）或音樂信號等。連續(xù)試驗時間一般100小時。2、如何選用好的筆記本揚聲器2024/6/1730形狀不規(guī)則第六章技術(shù)難點分析與解決

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計與音效處理結(jié)構(gòu)特點：體積小、薄、形狀不規(guī)則。性能影響：靈敏度、承受功率、低頻特性。結(jié)構(gòu)影響：模具設(shè)計較復(fù)雜、生產(chǎn)工藝難度增加。2024/6/1731解決方案：靈敏度：增大揚聲器的振膜振動面積，使用高性能磁鐵。承受功率：耐高溫釹鐵硼內(nèi)磁式,采用磁液(MAGNETICFLUID)改善了音圈散熱條件,增強了抗過載能力。低頻特性：為了實現(xiàn)更好的低頻響應(yīng)，揚聲器一般都用復(fù)合邊并導(dǎo)相式音箱設(shè)計。結(jié)構(gòu)：揚聲器無波定位設(shè)計或揚聲器支架與音箱殼一體設(shè)計壓縮整體高度。2024/6/17322、散熱處理筆記本連續(xù)使用時間長，對散熱要求高,同時也對筆記本揚聲器提出了更嚴(yán)格的要求。音圈骨架（BOBBIN）常用杜邦Kapton和散熱性能好的鋁骨架,這種材料的導(dǎo)熱系數(shù)比常規(guī)材料大2倍,而且能承受更高的溫度,確保音圈在高溫時仍能正常工作。同時根據(jù)需要采用U鐵外露、鋁振膜等配合散熱。較大筆記本電腦：低頻揚聲器的磁極芯相當(dāng)粗，磁極芯為空心的，上面鑲有線切割成型的鑲片。這種特殊設(shè)計的磁極芯可以減輕揚聲器的重量，利于散熱，旨在提高功率承受能力。

2024/6/17333、防震處理當(dāng)筆記本電腦工作時，任何的振動對其運行速度的影響都是不容忽視的，如播放低頻節(jié)奏較快的音樂。。。。。。揚聲器安裝位置盡量不要緊靠硬盤揚聲器安裝孔增加橡膠套揚聲器與筆記本緊密結(jié)合處周邊增加防震墊合理控制揚聲器Q值，防止FO共振對處理器的讀寫速度。防震墊

橡膠套

調(diào)音布

2024/6/1734第七章新材料新技術(shù)應(yīng)用1、新材料應(yīng)用----振膜新材料應(yīng)用：運用各類高性能復(fù)合振膜，如：PU、美國高泡、鋁、鈦、PEI、PEEK、蠶絲、玻纖等；2024/6/17354軸織品的揚聲器振動板應(yīng)用：采用2軸織品生產(chǎn)的傳統(tǒng)揚聲器振動板，因具有不易發(fā)生共振等特點而得到廣泛應(yīng)用，但卻存在強度在0°方向和45°方向上不同的技術(shù)難題。與僅由橫線和縱線織成的普通2軸織品相比，4軸織品又添加了斜向交叉的兩條線，特點是強度更加均衡。普通的2軸織品4軸織品4軸織品采用芳綸纖維制造，作為揚聲器的振動板使用。由于強度均衡可以忠實地表現(xiàn)輸入信號，因此有望提高音質(zhì)。振動板背面利用發(fā)泡材料等予以加強，確保了較高的內(nèi)部損失和剛性。2024/6/1736采用4軸織品的揚聲器振動板-----4軸織品

-----2軸織品THD對比測試結(jié)果2024/6/1737音圈新材料應(yīng)用：用杜邦Kapton做音圈材料。音圈骨架（BOBBIN）常用杜邦Kapton和散熱性能好的鋁骨架,這種材料的導(dǎo)熱系數(shù)比常規(guī)材料大2倍,而且能承受更高的溫度,確保音圈在高溫時仍能正常工作。新型音圈導(dǎo)線采用特制的方形截面鋁合金導(dǎo)線,加上特別配方的絕緣漆皮,使音圈既輕又密,提高了功率容量,也提高了聲壓靈敏度。扁線音圈作為一種先進技術(shù)，最初用在低音揚聲器上，后來高音揚聲器也普遍采用，鋁線和銅線均有。扁線占空系數(shù)高，磁空隙利用率高，旨在提高靈敏度。根據(jù)測試，在同一磁路中，扁線音圈比圓線音圈可提高靈敏度約1dB.2024/6/1738其它新材料應(yīng)用：磁路系統(tǒng)采用航天材料——磁液，改善音圈散熱、增強了抗過載能力。磁液是用普通顯微鏡看不見的磁性粒子懸浮於一種潤滑油中，最初是在太空總署的科研中製造成功的。Ferrofluidics公司成立於1968年，它從美國太空總署獲得許可，研究並開發(fā)磁液技術(shù)的市場。2024/6/17392、新技術(shù)應(yīng)用-模擬設(shè)計軟件FINECone模擬設(shè)計運用CAD網(wǎng)格，元素和約束等模擬揚聲器驅(qū)動自動完成設(shè)計揚聲器的參數(shù)設(shè)計。

通過有限元模型：1。定義幾何

2。揚聲器組件定義材料特性

3。電氣參數(shù)定義

4。集總參數(shù)定義

5。聲學(xué)參數(shù)定義

6。定義的頻率范圍（S）

7。是否在實際頻率計算范圍

8。計算結(jié)果顯示（后處理）2024/6/1740音效處理技術(shù)

BONBASS

是一種低音加強的技術(shù)，其針對喇叭的特性，并參照生理聲音學(xué)的原理，讓聆聽者可以透過小型喇叭享受到低頻的聲音?？朔±鹊臒o法充分提供低頻響應(yīng)的物理限制，并避免低頻訊號飽和所引起喇叭輸出失真提供可調(diào)整的方式，方便應(yīng)用于不同特性之喇叭系統(tǒng)MOBILESURROUND

改善”串音問題”可以從手持產(chǎn)品無法呈現(xiàn)立體聲鈴聽效果的兩個喇叭中，展現(xiàn)出非常逼真的立體環(huán)繞音場效果，讓聆聽者也可以在小型產(chǎn)品享受到Hi-Fi效果。<串音現(xiàn)象>小尺寸產(chǎn)品的聆聽問題聲音從左邊喇叭傳遞出來

后，也會傳到聆聽者的

右耳，反之亦然。因此

”串音cross-talk”現(xiàn)

象需要被適當(dāng)消除以重

置正確的音場。2024/6/1741第八章產(chǎn)品發(fā)展趨勢

1、品種結(jié)構(gòu)與應(yīng)用變化趨勢揚聲器與音箱一體化設(shè)計、無彈波設(shè)計，異型磁路、音圈、振膜的普及趨使筆記本揚聲器更加結(jié)構(gòu)超薄化、微型化。筆記本應(yīng)用不只是雙聲道，2。1立體聲將在筆記本電腦上逐步體現(xiàn)。平板玻纖低音箱鋁合金左音箱鋁合金右音箱2024/6/17422、微型平板復(fù)合膜揚聲器發(fā)展趨勢平板揚聲器具備的優(yōu)勢：——消除前室效應(yīng)，可以得到平坦