智能手机喇叭.受话器原理基础

FOXCON喇叭&受话器基础知识二00八年十二月二十日

电声学基本常识（音频）声音产生来源于振动声音的传播必须要有介质，这个介质就是空气、水等。空气压力Po，受到振源的扰动，产生微弱的疏密变化ΔP,并通过空气分子间的相互作用传递出去就形成了声波。电声学基本常识

声音的传播需要介质，在真空中不能传播声波属于纵波声音传播方式声音速度

在介质中传播速度称为声速。固体最快，例如：钢铁中约为6100m液体次之，例如：水中约为1480m/s；空气中最慢，约340m/s电声学基本常识频率

声源每秒振动的次数称为频率，单位为Hz.

人耳可听得见的声波频率范围约为20Hz~20000Hz,即音频范围人耳可接受到的频域范围

通常范围：20Hz----20KHz20Hz以下称为次声波，20KHz以上称为超声波语音范围：300-3400Hz电声学基本常识声压

表达式：P=Po(ωt-kx+Ψ)

式中：Po—声压幅值；ω—角频率k—波数k=w/CoΨ—初相位Lp=20lg(P/Po)(dB)Po为基准声压2x10-5pa

基准声压为0dB，称为听阀一般交谈为60dB

纺织车间为100dB高于120dB耳朵有痛感，称这个声压级为痛阀。声压级波长

相邻同相位的两点之间的距离称为波长λCo=λfCo为空气中声速f为频率喇叭&受话器分类１．按磁路结构分类：

外磁式和内磁式外磁式：外磁式特点是磁体位于工作气隙的外面，优点是磁体体积不受限制，缺点是漏磁较大。内磁式：内磁的结构是磁体位内磁式于工作气隙的里面，优点是漏磁比较小，缺点是磁体体积受到限制。

２．按工作原理分类：动圈式、电磁式、压电式、电容式等

3．按用途分类：

军用、民用等喇叭&受话器工作原理SSN

电动式受话器&扬声器不是将电能直接变换成声能，而是利用载流导体（由音频电流馈电的音圈）在永久磁体的磁场之间的相互作用，使音圈振动而带动振膜振动。其能量变换方式是电能—机械能—声能。电动式受话器&扬声器的发声原理基于其力效应（安培定律）和电效应（电磁感应定律），其中的道理可简述如下：音圈在磁场中的受力情况如左图示。喇叭&受话器工作原理SSN

中间是圆柱形的N极，外环为S极，磁场B的方向由N极至S极，在磁缝隙中有音圈（导线环）。若电流由“

”端流入，由“⊙”端流出，则音圈所受力F的方向由弗来明左手定则决定（如左图示）：左手平伸使拇指和其余四指垂直。如磁场B的方向指向掌心，其余四指指向电流方向，则拇指所指方向为音圈受力的方向，如图1中箭头所示。如改变电流方向，则力F的方向变随之改变。电动受话器&扬声器的力效应由下式决定

F=BLi喇叭&受话器工作原理

一旦音圈受力运动，就会切割磁隙中的磁力线，从而在音圈内产生感应电动势，这个效应称为电动式受话器的电效应，其感应电动势的大小为

e=BLυ式中：e为音圈中的感应电动势，V；

υ为音圈的振动速度，m/s。电动式受话器&扬声器的力效应和电效应总是同时存在，相伴而生的。随着电流强度和方向的变化，音圈就在磁隙中来回振动，其振动周期等于输入电流的周期，而振动的幅度，则正比于各瞬间作用电流的强弱。受话器的&喇叭振膜与音圈粘连在一起，故音圈带动振膜往返振动，从而向周围媒质(空气)辐身声波，实现电能—机械能—声能的转换。受话器基本简介受话器性能特点1.在压力场条件下使用，使用时直接贴在人耳上，其声负载是人耳；2.频响范围只覆盖语言频段（300~3400Hz);3.频响平坦光滑，单体测试时通常为高低曲线形状，经泄漏测试后变为平坦光滑的曲线；4.失真度小；5、高可靠、微型化。受话器基本简介动圈式手机受话器的基本结构（内磁式）磁体导磁材料振膜音圈前盖助听线圈塑胶主体PCB板阻尼材料受话器基本简介动圈式手机受话器的基本结构（外磁式）胶垫助听线圈振膜前盖音圈导磁材料磁体后盖阻尼材料焊片（引出端子）动圈式受话器的主要参数主要技术指标如下：交流阻抗z=√R2+(jωl)2

对动圈式电声器件讲，其交流阻抗接近直流电阻，随频率变化很小.

z----------交流阻抗R---------直流电阻

L----------线圈电感ω---------圆周频率一般Z≈1.1R动圈式受话器的主要参数灵敏度

标志着电声转换能力的大小，一般以1KHz的频率点来表示。

Lp=20lg(P/Po)

单位为dB

定义为当施加于受话器一定电功率（或电压）时，受话器所产生的耦合于仿真耳中的声压值。测试时受话器上应施加4至5N的力，使受话器与仿真耳之间无声泄露模拟人耳的标准化设备来替代真实的人耳，常用的有IEC318仿真耳，NBS-PA仿真耳及布郎耳等。不同的仿真耳测得的受话器灵敏度是不一样的。动圈式受话器的主要参数频率响应灵敏度对频率的依赖关系，一般用曲线表示。原则：

◆要求曲线平坦，低频、高频均不可过高。

◆若低频低，则声音不发闷；

◆若高频低，则可降低刺声。扬声器产品简介手机用扬声器性能特点1.大功率、微型化、高可靠；2.使用时朝开阔空间或室内发声;3.频响范围主要覆盖手机用的和弦铃声频段（一般取500～5000Hz）；4.高音质、失真小；5.承受功率大，在0.5W以上。扬声器产品简介动圈式手机喇叭的基本结构（通常为内磁式）主体导磁材料磁体引线胶垫振膜前盖音圈PCB板阻尼材料

动圈式扬声器的主要参数一、纯音检听

在额定频率范围内馈给扬声器规定电压的正弦信号，检查扬声器的装配质量。测量方法

测试线路如图所示。馈给扬声器规定电压的正弦信号，一般在0.3m处检听。在此距离内应无反射物，扬声器产生的声音中应无碰圈声、垃圾声和机械声。声频信号发生器

被测扬声器

电压表一般为扬声器额定功率对应的电压

动圈式扬声器的主要参数二、额定阻抗

额定阻抗是指阻抗曲线上紧跟在第一个极大值后面的极小值。在额定频率范围内，阻抗模值的最低值一般不应小于额定阻抗的80%（一般取±20%公差，例8±20%Ω）动圈式扬声器的主要参数额定阻抗的测试方法：用替代法进行，馈给扬声器的电流通常选用

50mA±10%，测量原理图如右

声频信号发生器有效值电压表RsSPRk动圈式扬声器的主要参数三、额定共振频率

共振频率是在扬声器单元的阻抗模值随频率递增变化的曲线上，出现第一个阻抗极大值时所对应的频率。额定共振频率值的允许偏差一般取±15%，例如ƒ0=50±15%Hz，但纸盆如果是全纸的一般允许偏差取±20%。

结合上面的阻抗曲线测量，现在的数字式电声测试系统都是采用恒压法一次性测试同时得到阻抗曲线及共振频率ƒ0

动圈式扬声器的主要参数四、频率响应与有效频率范围

扬声器的频率响应就是用曲线来表示扬声器的输出声压级与频率之间的关系，这个曲线通常是在自由声场条件或半空间自由声场条件下测得的。信号源可用正弦信号或1/3oct的窄带噪声信号测试，测试频率至少应覆盖扬声器的有效频率范围。

何谓自由声场：只有直达声而没有反射声的声场。用以形成自由声场的实验室称为消声室（无响室）。动圈式扬声器的主要参数测试方法：

用正弦信号测的频响曲线图（如下）动圈式扬声器的主要参数五、额定特性灵敏度级

指在规定频率范围内，在自由场条件下，相当于馈给扬声器1W粉红噪声信号电压，在其参考轴上距参考点1m处所产生的声压级。测量电原理图：粉红噪声发生器带通滤波器测量功率放大器测量放大器有效值电压表自由场空间动圈式扬声器的主要参数六、失真

线性失真：扬声器重放某些频率信号时，信号振幅不能再保持原信号中的比例关系。可由频响曲线查出。非线形失真：扬声器重放声信号中出现输入电信号中所没有的频率成分。谐波失真

扬声器输出的声信号中，除了原输入的信号频率（基波）外同时出现二次、三次谐波等。瞬态失真

当馈给扬声器电信号快速变化时，其振动系统不能及时变化而产生的失真。异常音

即纯音不良，杂音等。动圈式扬声器的主要参数七、额定噪声功率也可称为功率承受能力。是指在额定频率范围内馈给扬声器规定的模拟节目信号，在一定时间内不产生热和机械损坏的噪声功率。

一般的试验条件为白噪声信号经带通滤波器后