喇叭原理及培训资料

对于扬声器原理第一，我们来说说怎样认识一个扬声器，跟着电子技术的发展,扬声器在不停地改良，扬声器品种众多,若按扬声器换能原理来分类,则可为电磁式扬声器、励磁式扬声器、静电式扬声器，压电陶瓷式扬声器、电动式扬声器、挂画式平面扬声器。本书主要介绍电动式喇叭（耳机喇叭）。第一章扬声器的种类扬声器（喇叭）器件是一种电能与声变换器件，扬声器品种众多，若按扬声器换能原理来分类，则可为电磁式扬声器、励磁式扬声器、静电式扬声器，压电陶瓷式扬声器、电动式扬声器、挂画式平

面扬声器。一、电磁式扬声器电磁式扬声器（舌簧式）主要由永远磁铁（马早蹄形）、衔铁（舌簧）、线圈、纸盘和盆架等构成。电磁式扬声器的特色：敏捷度高，构造简单，成本低。但其阻抗高，频次特征差，较高和较低的音频都有发不出来，失真大，振幅小，声压低，蒙受功率在1/4-1/2W之间。这是一种老式扬声器，20世纪50年月乡村广播网曾大批使用，当今已渐渐被电动式纸盘扬声器所取用。二、励磁式扬声器励磁式扬声器与永磁电动式扬声器相像，主要差别在于磁体部分。励磁式扬声器的大形线圈是整流系统中的扼流圈，它经过高电压大电流产生磁力，并与音频信号电流相互作用，推进音圈作活塞式振动，带动纸盘发出声音。这类扬声器主要用于老式沟通电子管式收音机上。收音机不工作时，扬声器没有磁力存在；只当收音机工作，电流经过励磁线圈产生磁力时，扬声器才能正常工作。可见，这类扬声器的使用有着极大的限制性，当今渐渐被沟汰。三、静电式扬声器静电式中高频扬声器的工作原理极简单，它是以电容器原理制作而成，能够看做是一个能振动发声的电容器。按构造种类，静电扬声器可分单极式、推挽式和驻极式。1、单极式它用一块属板作固定极板，用导电资料制成轻且的动膜片作另一块电极（辐射极），两极板小，振动膜片采纳金属箔或金属化涤纶薄制成。2、推挽式推挽式静扬声器是在单极式静电扬声器中增添地一电极而成。它用两块固定的电极板，振动电极片置于固定电极板之间。3、驻极体式驻极体式扬声器是将电容器的极板改用驻极体资料（如四氟乙烯、聚全氟乙烯等）制成的。其构造则与上述的静电扬声器同样。驻极体式静电扬声器最大的特色是不需要极化电压。静电式扬声器频响特征平展，放音清楚，层次感极好，音质优美。但因为需要极化电压，当前低电压的晶体管扩大器中要增设这一极化电压设施，能够说，得失相当。所以，普及和发展静电式扬声器有必定难度。四、压电陶瓷式扬声器压电陶瓷扬声器又称晶体式扬声器。在陶瓷体它利用某些晶体式陶瓷资料的压电效应而制成。 当加上音频电压时，陶瓷片即向上或向下曲折，产生与音频信号电压相对峙的振动，利用振动，即可推进扬声器的纸盒作相应的振动，进而激励空气发出声音。陶瓷扬声器构造简单，没有线圈及磁铁，耗费功率小，敏捷度高，高频特征好，重量轻，体积小，制造简单，成本低，价钱廉价。但工作不够稳固，性能柔弱易破坏，音质较差。因为振幅小频次高，声量不如电动式纸盒扬声器大，所以往常只作高音单元使用。假如与大纸盒粘合，则合用于乡村有线广播网；若造得轻盈小型，则适合双声道四喇叭收录机作高频单元。在警告器中也常常用这类小高音扬声器，在家用音箱中有时也会实用到这类高音单元。五、电动式扬声器电动式（动圈式）扬声器宽泛应用于音响系统中，是人们最熟习的扬声器。按频次特征及其构造，可分为纸盆式、号筒式和球顶式三种。纸盆式又分为圆形、椭圆形及密封；高音号筒式有圆形、长方形等多种；球顶式分硬球顶及软球顶，其形状有凹形和凸形之分。（一）、电动式纸盆扬声器1、电动式纸盆低音扬声器当音频信号电流经过扬声器音圈时，音圈在磁隙中产生交变磁场。这类交变磁场与永远磁铁的磁场的相互作用，迫使音圈振动，驱动与音圈粘贴在一同的纸盆在空气媒质中振动而发出声音，实现电信号复原的功能。纸盆的机械振动其幅度跟输入音频电流大小成正比，且与输入的音屡次率有关。2、双纸盆扬声器双纸盆扬声器的构造及为简单，只需将一个特别的高音杯（喇叭口）型的小纸盆粘贴在大纸盆锥体中央即可。工作时，大纸盆产生振动，带动小纸盆发出优秀的高音。同轴扬声器单元的输出声压较靠近，3、同轴扬声器同轴扬声器单元的输出声压较靠近，能在很宽的频带范围内保持平直的频响 因为两只特征。扬声特征。器分别工作城较窄频带上，所以较简单在频次响的不均匀度。利用这一特征，人们能够很简单在频范围内获取高、低频域较宽的指向性，扩展立体声听音地区，放音频次达到听众耳朵相位失真很放音真切自然。归纳地说，同轴扬声器单元重播音的特征靠近原始声音特征。4、平板式扬声器除磁路构造外，平板式扬声器主要将传统式锥形振动盆改为平板形振动板，周边仍用折环，可造成圆形或方形。5、汽车扬声器汽车音响系统中的扬声器或扬声器系统与固定环境下使用的扬声器的要求有所 汽车内空不一样。 间有限，运转中不免震动，且日晒雨淋，基于这类状况，实质中间要求汽车扬声器的功率要大，失真且要有较宽的频响。6、6、椭圆形与鸭舌形扬声器椭圆形、鸭舌形纸盆所用的资料与圆锥形纸盆同样，其制造工艺相像。从电声性能上说，在狭长机体上可安装较大尺寸的椭圆形扬声器。（二）、电动式纸盆高音扬声器1、纸盆式高音扬声器纸盆式高音单元主要与中小型音箱配套构成全频带放音系统， 一般不独自使用，纸盆高音单元一般与低音单元合装于同一箱体催，当工作时，低音单元反面有强烈声波会对高音单元产生干预，所以高音单元的反面采纳全关闭形式，以有效地除去这一不良影响。2、纸盆式中音扬声器要由一个扬声器有效地 20Hz-20kHz这样宽的频带不行能的。为此，将全频带分红独重放 立的段，再用音箱将3个不一样的输出频段的单元合成全频域 以获取各自的重放 合用于收音系统， 成效。 机、电视机及广播系统中。（三）电动式球顶形高音扬声器1、 半球顶式高音扬声器球顶形振膜与锥体形振膜扬声器的差别，在于其振膜形状不是锥体形，而是近是似半球顶，所以又称球顶（半球顶）振膜高音扬声器。这类扬声器可分为硬球顶和软球顶2种，可做成中高音扬声器，其高音频次为2500Hz-20kHz，中音频次为500-5000Hz。2、 蘑菇形铝带超高音扬声器（四）、电动式号筒形高音扬声器第二章 扬声器构造扬声器（喇叭）品种特别多，其构造也不尽同样，这里我们主要介绍耳机喇叭的构造和工作原理，要获取高质量，主要取决于元件的质量以及构造上合理的配套和装置工艺。耳机常用的规格有 610；①13；615;①16;①30，下按磁路构造、振动构造分述。下边介绍一种常用 616带盖立体声喇叭。喇叭构造（如右图）1、塑胶盖子82、振动膜（振动板）3、线圈4、空心钉（铆钉）5、华司6、6、钕铁硼磁体7、 约克（喇叭五金体）87、 约克（喇叭五金体）8、 PCB一、磁路系统构造磁路的种类磁铁是喇叭（扬声器）的磁体有以下几种。的主要元件，其质量的好坏对喇叭的特征影响很大，当前宽泛采纳磁铁是喇叭（扬声器）的磁体有以下几种。的主要元件，其质量的好坏对喇叭的特征影响很大，当前宽泛采纳11、铁氧体磁铁氧体磁又称铁淦氧。淆压模、烧结成钡铁氧体、它以铁粉为主，与其余一种或多种金属氧化物，经研磨成粉末，混锶铁氧体、锶钙铁氧体等，最后充磁而成。铁氧体磁又称铁淦氧。淆压模、烧结成钡铁氧体、它以铁粉为主，与其余一种或多种金属氧化物，经研磨成粉末，混锶铁氧体、锶钙铁氧体等，最后充磁而成。=J

最22、合金磁有镍钻磁、铝镍钻磁等多种。镍磁是传统的磁种，这类合金磁的磁性强，剩磁磁性好，可重复充磁。合金磁的造价高，但其磁性能较铁氧体强，可制成小体积，一般安装在小口径扬声器导磁夹板内部，往常称为内磁式扬声器。3、钕铁硼磁体这是美国西岸航空航天技术企业用于AURA系统的一种磁能特强的新磁种。它的磁性强铁氧体10倍以上，用这类磁体做成的喇叭，能够大大提高喇叭蒙受功率及振幅度，其重量及体积也可相对地减小。但是，钕铁硼资料的价钱为惯例磁体的7-8倍。别的，其抗腐化性差，简单氧化，且热稳固性差；矫顽力特强，精晓充磁机难以将其磁分子摆列充磁。二、振动系统构造（一）振动膜（振动板）振动膜是喇叭电一力一声系统的终端。音频信号输入扬声器后，在磁场的作用下，音圈沿轴上下运动，推进振动膜在空气中振动并发出声音向空间流传。耳机常用振动膜构造以以下图示：1-1、丰富。1一2、振动膜的厚度常有的有，6um（微米）、9um（微米）、1-1、丰富。1一2、振动膜的厚度常有的有，6um（微米）、9um（微米）、12um（微米），15um（微米）；在耳机喇叭中振动膜的厚度越簿低音就越丰富，比方相等直径的振动膜6u与比9u对比的丰富。■r=;

膜■r=：

膜6u振动膜低音比9u■r=;

膜1、振动膜的形状当前耳机喇叭行业振动膜的尺寸常有的有32.6,614.15、①15.4等；相对来讲直径越大，低音越★不带铜环型★带铜环型（二）线圈音圈在振动系统起着极其重要的作用。音圈处于磁隙中，当音频信号电流经过音圈时，与磁场产生作用，音圈振动推进振动膜辐射声音，向空间流传。因为音圈长久处于狭小的磁隙中，需蒙受大电流，像活塞似地长时间运动，故会产生大批的热量。同时若音圈稍偏离中心， ，则极易碰擦丙侧，甚至破坏音圈。线圈的形状以以下图。 fW三9 /1、 常有的耳机喇叭线圈直径有①6.0mm,①7.0mm,①7.3mm等,一般由设计工程计算而得。2、 线圈常有的阻抗有 16Q，32Q，150Q等。3、 线圈的漆包线的直径常有有①0.025mm;①0.035mm;①0.045mm;①0.05mm等。4、 线圈的材质有铜漆包线和铝线，在耳机喇叭常用的为漆包铜线。5、 线圈的大小。线圈直径越大，用的铜线越粗，蒙受功率越大，散热越好。线圈直径越小，则反之。6、 耳机喇叭蒙受功率一般在4-10mw，假如大于10mw（大电流）上下振动，振动膜会破坏。第三章电子学基础电子学基本知识在任何扩音系统的实践与应用中都是必不行少这个题目很大，但在扩声系统的的。 主题范围内是有限的，即只波及电子系统和负载之间的相互作用。一、电力率和欧姆定律在直流电路中，会常碰到以下电量参数和符号。电量名称单位 符号功率瓦特（W） P电流安培（A） I电压伏特（V） U电阻欧姆（Q）R电功率公式：P=U*I欧姆定律：U=I*R由这两个表达方式可有多种表达方式:22P=UI=IR=U/R二、分贝在电子技术和声学中，常常用到分贝的观点，从信号电平到放大器的增益，从声压级到声强级，匹

1=1从电流、电压到电功率的计算。在电声领域中使用更是宽泛，其原由是分贝值能直接反应听觉对声音强弱的感觉，别的它还可以使系统的计算更加简易。分贝的其本表达方式是把两个拥有功率含义量的比取对数， 即lgA/B，得出的这个物理量称为“贝尔”（Bel），在使用中，贝尔这个单位太大，运用不方便，所以起用了它的1/10作其本单位，这就是“分贝”（dB）,dB=10lgA/B。第四章 声学基础声音是一种波，所以又喊声波，人耳能感觉到的声波频次范围经过大批试验，广泛以为是20Hz-20kHz，频次超出 P=UI=IR=U/R二、分贝在电子技术和声学中，常常用到分贝的观点，从信号电平到放大器的增益，从声压级到声强级，匹

1=1从电流、电压到电功率的计算。在电声领域中使用更是宽泛，其原由是分贝值能直接反应听觉对声音强弱的感觉，别的它还可以使系统的计算更加简易。分贝的其本表达方式是把两个拥有功率含义量的比取对数， 即lgA/B，得出的这个物理量称为“贝尔”（Bel），在使用中，贝尔这个单位太大，运用不方便，所以起用了它的1/10作其本单位，这就是“分贝”（dB）,dB=10lgA/B。第四章 声学基础声音是一种波，所以又喊声波，人耳能感觉到的声波频次范围经过大批试验，广泛以为是20Hz-20kHz，频次超出 20kHz的波称超声波，人耳不会感觉到。频次低于20Hz的波人耳也感觉不到，称其为次声波。一、声音信号的特征语言和音乐信号都是不规则的随机信号，由基频信号和各样诣波些随机音频信号，扩声音响系统一定拥有切合语言和音乐的均匀1特征次响应特征）、均匀声压级和声音的动向范围。」一（泛音）成分构成。要此中最重要的三个特“原质原味嗯重放这征是均匀频谱特征（频1、人声信号人声是一种典型的随机信号，它与人的生理特色、情绪和语言内容等要素有关。■I1-1语言基音的频次范围为130-350Hz，包含所有泛音（诣波）的频次范围为130-4000Hz，以下图。1-2演唱歌声的频次范围比较宽，可分为男低音、男中音、男高音、女高音和女中高等5个声部。他们的的基音频次范围从80-1100Hz，包含所有泛音（诣波）的频次范围可达 80-8000Hz。5个声部的基音频次范围分别为:82-294Hz；为:110-392Hz；147-523Hz；196-698Hz频次/Hz262-1047Hz频次/Hz1-3声压级正常发言时语言的声功率为1-3声压级正常发言时语言的声功率为1nW图：汉语一般话的均匀频谱高声发言时可增添到1mW。正常发言时与发言人相距 1m时的均匀声压为65-69dB。30-40Db。1-430-40Db。2、音乐信号音乐信号的频次范围很宽。它与乐器的种类有关。在乐器中管风琴拥有最宽的基音范围，从16-9000Hz。其次是钢琴，它的基音频次范围为 27.5-4136Hz。民族乐器的基音范围为100-2000Hz。打击乐器能产生更高频次的声音。可扩展到 15000-20000Hz。单个乐器的声功率在0.01-100mW的范围内。大型交响乐队的声功率可达 10W以上。15-18件乐器的乐队演出时，离声源 10m处的均匀声压级为打击乐器能产生更高频次的声音。可扩展到 15000-20000Hz。单个乐器的声功率在0.01-100mW的范围内。大型交响乐队的声功率可达 10W以上。15-18件乐器的乐队演出时，离声源 10m处的均匀声压级为95dB。75件乐器的乐队演出时其均匀声压级为乐器的信号动向范围与乐器的种类有关，木管乐器约为50dB。般的乐队的动向范围为40-60dB。大型交响乐队的动向可达到100Db。质量的音响系统（音乐重放）的频次响应（频次高特征）范围应不小于40-1600Hz。信号动向范E应不小50-55dB。频次/kHz图：音乐节目的均匀频谱1、15-18件乐器构成的乐队音乐频谱2、25件乐器构成的乐队音乐频谱第五章 听觉心理学和心理声学扩声系统的音质成效最后还得由耳朵鉴识。听觉感觉与生三理声学和心理声学直接有关。对它们有所认识，并依据人耳的听觉特色，采纳相£应技术适切措、才扩声系统的音质成效最后还得由耳朵鉴识。听觉感觉与生三理声学和心理声学直接有关。对它们有所认识，并依据人耳的听觉特色，采纳相£应技术适切措、才能获取正幽的系统以一定成效。听觉生理学主假如研究声音响度与声压级关系的科学。心理声学是研究耳朵和人脑联合对听觉激励的反响。界的反响是重要的。1、听觉心理学140理声在^认识音对围孩麟他的声嗜学家们乐痛阈心世人耳恰好能听见声音时的声压级叫听感闻阈，或简称闻阈。闻阈与声音频次有关，120心理声学是研究耳朵和人脑联合对听觉激励的反响。界的反响是重要的。1、听觉心理学140理声在^认识音对围孩麟他的声嗜学家们乐痛阈心世人耳恰好能听见声音时的声压级叫听感闻阈，或简称闻阈。闻阈与声音频次有关，120音乐域在500Hz-1kHz之间。2kHz邻近的声压级靠近0靠近0Db，频次抵达5kHz以上时闻阈急剧100上涨，频次在20kHz邻近时峻峭上涨，如 80图所示。人耳听声音时所能蒙受的最高声=/压级叫痛阈，超出此阈，人耳会痛苦难忍，语言域再大则会惹起耳膜破碎，造成永远性耳聋。40从图中可见，痛阈区在2-8kHz范围内有所上涨，频次在20kHz邻近时峻峭上涨，如 80图所示。人耳听声音时所能蒙受的最高声=/压级叫痛阈，超出此阈，人耳会痛苦难忍，语言域再大则会惹起耳膜破碎，造成永远性耳聋。40从图中可见，痛阈区在2-8kHz范围内有所降落，声压级为115dB时人耳已经产生痛苦 20感，500Hz以下痛阈提高到125dB。0闻阈20 50100 500 100010000所以鉴识音响（简称音第六章音质评论扩声音响系统的产品是声音，系统成效好坏的最主要的标准是声音的质量质）。音质的好与差往常可用音频测试仪器（如声级计、频谱仪和音频综合测试仪等）的定量测定来表达。丈=J

最量的技术参数有：频次响应特征、最高声压级和声场不均匀度、传声增益、失真度和混响时间等等。这些技术参数=J

最可是，客观察试的结果还不可以完整表达主观听觉的结果，如声音的丰满度、轻柔度、层次感、光亮度、圆润度、均衡度等等，这些听觉结果到现在还没法用仪器来测定。音质成效最后还得由人耳的听觉来确认。人们希望能听到有“音乐味”的“原汁原味”单纯自然的声音，能表达出歌唱家和演奏家的艺术感染力，而不是在背台词或变调的声音。 所以音质主观评论是比客观察量更加重要的一种评论匹

1=1匹

1=1一、频次响应特征对音质的影响 声波的音感剖析音响系统中的低音、中音和高音各频次特征一定保持平（均衡），才能达到优秀的自然还音成效。下我们来认识什么叫做低音，中低音、中高音、高音。1、低音150Hz以下的频次范围叫低音。1、低音150Hz以下的频次范围叫低音。2、中低音一一150-500Hz的频次范围叫中低音。3、 中高音——500-4000Hz的频次范围叫中高音。4、 高音——4000-12000Hz的频次范围叫高音。 kHz频段的音感特色频次范围/Hz30-60音感特色烦闷频次范围/Hz频次范围/Hz30-60音感特色烦闷频次范围/Hz1)00-2000音感特色透亮60-100深重2000-4000尖利100-200丰满4000-8000洪亮200-500力度8000-16000纤细500-1000明亮二、音质主观评论术语及其含义1、声音丰满频带宽、失真小、动向范围大，中、低频能量较大，混响声比率适合，听起来音域宽广、丰满舒坦。2、声音轻柔低频及中低频能量充分，声音厚实、废弛，混响声适合或稍大，失真小，瞬态响应好。中频和高屡次响特征均匀，有必定的亮度，听起来音色丰满、轻柔不费劲。3、声音圆润频带较宽，音质单纯，失真极小，声级适合，有必定的力度和亮度，低音不浑，中音不硬，高音不毛，瞬态响应好，混响声比率适中，听觉感觉丰满、光亮、清楚、传神自然4、声音尖是轻柔的反义词。频次特征不均匀，缺乏低音。中频和高频重量过多，特别是在3400Hz和6800Hz两个频段成分过高，听觉上感觉难听。5、 声音硬低音缺乏，中高频偏多，高频诣波频次衰减过快，低频混响太短，有显然互调失真，瞬态响应差，阻尼小。6、 声音污浊声音含糊不清，低频及中频混响太大及能量过大， 直抵声比率小，主旋律不够突出， 有互调失真，响特征曲线图。响特征曲线图。光亮度和清楚度都差，层次不清。7、 声音发毛高频及中频过多，失真过大，有刹时过载现象，阻尼差，声音毛粗不洁净。8、 声音发沙频次特征高低不平，峰谷多，有附带的高次诣波并伴有瞬态失真，系统设施有过载或扬声器音圈碰圈就会出现这类声音。9、 声音发嗡鼻音重，在100-250Hz频段内有振荡，150Hz提高过多时鼻音就会显然上涨，声音发嗡严重影响清楚度。10、 声音亮又称光亮度。整个音域范围内低音和中音适量，中高音能量充分，并有丰富的诣波，诣波的衰减过程较慢，失真小，混响比率适中，瞬态响应好。亮度是提高清楚度和可懂度的先决条件，给人一种和蔼、活跃感，听起来不费劲，音色光亮突出。11、声音清楚频响宽而均匀，中高频能量充分，音色光亮，混响适合，失真小，瞬态响应好。三、声音的客观察试扩声系统（包含建筑声特征在内）可用声学仪器丈量的技术指标有最高声压级、声场不匀度、频响特征、传声增益、失真、噪声、和声音清楚度等，在耳机行业中常用频响特征来客观察试，一J 八 dBdB”八_低音部份 中低音部份 中高音部份 高音部份1、 从上图看此频响特征曲线扫描范围是就是说一般测试以20Hz-20kHz为标准。2、 从图中看到在1kHz（正弦波）频次为10Hz-40kHz，般人耳能感觉到频20Hz-20kHz。也响范围为119dB。3、从上图看到低音部份，中低音部份、中高音部份、高音部份。一个喇叭利害的客观察试主要从四部份看出，自然曲线越平展越好，理想直为直线，因为曲线是非线性的所以不行能是直线的。四、音质主观评论正确、全面地评论声系统的声音质量只用客观察量一种手段是不够的，还需用耳朵听的方法来最终评论。或许说需用两把尺子进行音质评论，其结果才是正确的、全面的。客观察量是一把“硬尺子”，反应声系统中声学的各样物理量；音质主观评论是一把“软尺子”，反应声音的音色、音调解音量的匹

1=1综合听觉成效。客观察量和主观评论之间既有必定的内在联系，但又不可以相互代替，是相辅相成互为增匹

1=1