SPEAKER 基础知识

扬声器簡介SpeakerSummary第一節:声学基础特性第二節:扬声器的工作原理第三節:动圈式扬声器简介第四節:扬声器的主要原材料組成第五節:动圈式扬声器的主要电气特性声音的产生来源于振动第一节:声学基础特性声音是由物体振动产生的。当喇叭在低频振动时，我们肉眼看到它的振膜在上下振动，与振膜相接触的空气分子受到激励而产生空气疏密波，这种疏密波传入人的耳膜，使我们听到了声音。-4-频率：声源每秒钟振动的次数。单位Hz。在自然界里单频的声源很少，大多是复和音。信号发生器发出的声音是单频。人耳听得见的声波的频率范围20~20KHz，称为可听声范围或音频范围。低于这个范围的声波为次声.第一节:声学基础特性-5-频率声压波形声音高低音调声音的强弱响度音色这就是声音的三要素声音的物理属性可描述为第一节:声学基础特性1、声压:声音通过空气的振动所产生的压强叫做声压强，简称声压.声压的单位为Pa(帕).2、頻率:聲源每秒振動的次數稱為頻率,單位為Hz;人耳可聽得見的聲波頻率範圍約為20Hz~20KHz,即音頻範圍.3、聲速:在介質中傳播速度稱為聲速.固體最快,如:鋼鐵中約為6100m/s;液體次之,例如:水中約為1480m/s;空氣中最慢,約340m/s.第一节:声学基础特性4、波長:相鄰同相位的兩點之間的距離稱為波長λCo=λ*fCo為空氣中聲速,f為頻率5、聲壓級:Lp=20lg(P/Po)(dB)Po為基準聲壓:2x10-5pa基準聲壓級為0dB，稱為聽閥一般交談為60dB紡織車間為100dB高於120dB耳朵有痛感，稱這個聲壓級為痛閥。第一節:聲學基礎特性6、聲壓級與功率的關係:ΔL=10lg(W/Wo)(dB)Wo為參考功率,為10-12瓦特功率增加一倍,聲壓級增加3dB7、聲壓級與距離的關係：ΔL=-20lg(r1/ro)(dB)ro為參考距離距離增加一倍,聲壓級減小6dB第一節:聲學基礎特性產品類別：1.按磁路結構分：外磁式,內磁式2.按工作原理分：動圈(電動)式、電磁式、壓電式、電容式等,而動圈式產品因具有電聲性能好、結構牢固、成本低等優點而應用廣泛,我司目前用到的也都是動圈式的產品,後面會對動圈式產品做介紹.3.按工作頻率分：低音、中音、高音◆受話器——把電能轉換為聲能,並與人耳直接耦合的電聲換能器稱為受話器(又稱為通信用的耳機)◆揚聲器——把电能转换成声能,对音频信号进行重放。外磁式特點是磁體位於工作間隙的外面,優點是磁體體積不受限制,缺點是漏磁較大.內磁的結構是磁體位於工作間隙的裏面,優點是漏磁比較小,缺點是磁體體積受到限制.第二節:電聲器件的工作原理電聲器件最典型的是揚聲器、受話器等,是一種聲電互相轉換的換能器件.受話器&揚聲器不是將電能直接變換成聲能,而是利用載流導體（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.音圈在磁場中的受力情況如左圖示.第二節:電聲器件的工作原理NSSFF中間是圓柱形的N極,外環為S極,磁場B的方向由N極至S極,在磁縫隙中有音圈（導線環）.若電流由“”端流入,由“⊙”端流出,則音圈所受力F的方向由弗來明左手定則決定（如左圖示）:音圈受力的方向,如圖中箭頭所示.如改變電流方向,則力F的方向隨之改變.受話器&揚聲器的力效應由下式決定:F=B*L*IF-電動力的瞬時值N(牛頓）B-磁隙磁通密度T(特斯拉）L-音圈線長M(米）I-瞬時電流強度A(安培）第二節:電聲器件的工作原理NSSFF隨著電流強度和方向的變化，音圈就在磁隙中來回振動，其振動週期等於輸入電流的週期，而振動的幅度，則正比於各瞬間作用電流的強弱。由於振膜與音圈粘連在一起，故音圈帶動振膜往返振動，從而向周圍媒質(空氣)輻射聲波，實現電能—機械能—聲能的轉換。第二節:電聲器件的工作原理S揚聲器產品簡介揚聲器性能特點:1.大功率,微型化,高可靠;2.使用時朝開闊空間或室內發聲;3.頻響範圍覆蓋20Hz~20KHz;4.高音質,失真小;5.承受功率大,在0.5W以上.第三節:動圈式揚聲器簡介揚聲器產品簡介動圈式嘜啦揚聲器的基本結構（內磁式）主體導磁材料磁體引線膠墊振膜前蓋音圈PCB板第三節:動圈式揚聲器簡介揚聲器產品簡介動圈式錐形揚聲器的基本結構（外磁式）導磁下板(T鐵)磁體導磁上板振膜(錐盆)音圈防塵帽折環第三節:動圈式受話器和揚聲器簡介定心支片(彈波)盆(支)架揚聲器產品簡介動圈式錐形揚聲器的爆炸圖(外磁式)第三節:動圈式揚聲器簡介磁體導磁下板(T鐵)導磁上板振膜+折環墊片防塵帽音圈盆(支)架定心支片(彈波)第四節:揚聲器的主要零部件組成1.振動系統:-振膜-音圈-定心支片(針對錐形揚聲器)-防塵帽(針對錐形揚聲器)2.磁路系統:-導磁材料(T鐵,華司,U杯)-磁體3.輔助系統:-支架-錦絲線(針對錐形揚聲器)-端子板揚聲器的主要結構組成第四節:揚聲器的主要零部件組成振動系統—振膜振膜—也叫鼓紙,對揚聲器的放聲性能有著至關重要的影響,他們決定了揚聲器由力到聲的轉換品質.振膜必須具有以下特性:1、彈性模量要足夠大,也就是機械強度大,整體強度好.2、材質的密度要小,品質要輕.3、內部阻尼適中,材料內部要有適當的吸收.4、防潮性好.-19-第四節:揚聲器的主要零部件組成按折环分类：1.全纸2.泡棉边3.布边4.橡胶边5.高泡边6.PU边7.高级发泡合成材料-20-第四節:揚聲器的主要零部件組成按胴体材质分类：1.纸质2.玻纤3.碳纤4.PP盆5.铝合金盆6.陶瓷盆-21-聚脂膜：PET：聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethyleneterephthalate)PEI:聚醚洗亚胺(polyethyleneimide)PEN:聚苯二甲酸乙二酯(polyethlenenaphthalate)常用材质有：PET（耐温65度）、PEN（耐温85度）PEI（耐温85度）、PI(耐温180度)TBM（耐温65度）PET：有透明白色、黑色、银色、磨砂黑料PEI:有茶色、黄色、黑色PEN：有黑色、透明白色TBM：黑色第四節:揚聲器的主要材料組成振動系統—音圈音圈—揚聲器的心臟,是承受電功率的部件.當處於磁隙中的音圈輸入交流信號時,音圈就產生推動力,推動振膜產生聲音,由於音圈在很小的環形磁隙中工作,所以它應具有足夠的剛度、精度和耐熱強度.揚聲器的轉換效率很低只有2%~5%,即有95%以上的能量轉化為熱能和其他能量消耗掉,只有5%左右的能量轉化為聲能.所以音圈在工作中會很快發熱,功率越大產生的熱量越大,對音圈的耐熱性要求也越高.為防止音圈因過熱而損壞,近年來對音圈骨架和漆包線的漆包層都提出了耐高溫的要求。-23-第四節:揚聲器的主要材料組成音圈分类:有骨架与无骨架音圈的管材有:纸、金属、合成树脂等（常用的音圈PlKsvPsvNsvKlAsvAlTil)线材：SV耐热铜线，CCAW铜包铝线，LOCK线，铝线等始终≈40≈60第四節:揚聲器的主要材料組成振動系統—定心支片(彈波)定心支片—是紙盆揚聲器振動系統中的又一個主要元件,它是由棉布、絹、蠶絲布和CONEX等材料含浸酚醛樹脂後熱壓製成的波紋形圓環,它的主要作用是:1、保持音圈在磁縫隙中的正確位置,要求它的軸向順性大,使音圈能在磁縫隙中垂直振動,徑向則要求它們能可靠地限制音圈的左右移動,使音圈不與導磁上板及T鐵接觸.彈波這個支撐件提供給揚聲器一個恢復力,並影響揚聲器阻尼特性。2、彈波、振膜和音圈共同決定錐形揚聲器的共振頻率.3、防止外部灰塵進入磁縫隙.-25-第四節:揚聲器的主要材料組成材质：棉布（7支纱10支纱14支纱20支纱32支纱42支纱60支纱80支纱100支纱）、混仿、CONEX、绢布、人造丝、麻等弹波的中孔有：φ10φ13φ14φ16φ19φ20φ25φ35φ50φ60φ75φ100等-26-第四節:揚聲器的主要材料組成弹波最重要的参数：变位（它是反应弹波的软硬程度，直接会影响喇叭的F0）变位的决定因素是由材质、波环的形状、以及成型胶水的浓度第四節:受話器和揚聲器的主要材料組成振動系統—防塵帽防塵帽—採用紙、無紡布、絹、聚酯和塑膠等材料製成,它的作用除防塵外還有以下作用:1、當防塵帽安裝在音圈上方時,對揚聲器的高頻響應起到一定的作用.2、當防塵帽安裝在紙盆的不同位置時,產品的高頻截止頻率不同.防塵帽形狀、大小和材質不同對揚聲器的高頻響應有很大的影響.3、當防塵帽的重量不同對揚聲器的高頻特性也同樣有很大的影響.所以防塵帽的選用也是不能忽視的,即要輕,強度又要好,尺寸還要選得恰當,外表還要美觀.第四節:揚聲器的主要材料組成磁路系統—外磁式外磁式磁路系統由磁體、華司(導磁上板)和T鐵組成(見下圖),特點是漏磁場較大.它的主要作用是給揚聲器提供一個均勻的縫隙磁場.磁體—一般外磁式磁體屬於燒結永磁鐵氧體(陶瓷型磁體),它的價格便宜,對外磁場穩定,缺點是易碎.NSSNNNSS第四節:揚聲器的主要材料組成磁路系統—外磁式華司(導磁上板)—採用導磁性能良好的熱軋鋼板沖壓而成.T鐵—有2種,真T鐵採用優質結構鋼冷拉圓鋼冷擠成型假T鐵柱芯與下夾板是鉚合在一起的,和華司一樣也要求導磁性能良好.-30-R平底T铁：第四節:揚聲器的主要材料組成-31-第四節:揚聲器的主要材料組成华司/导磁上板：第四節:揚聲器的主要材料組成磁路系統—內磁式內磁式磁路系統由釹鐵硼磁體、華司和U杯組成(見下圖):它最大的優點是不漏磁.過去磁體採用鋁鎳鈷或釤鈷磁體,因鈷和鎳是稀有金屬,世界的存儲量都很低,價格昂貴.目前們使用的釹鐵硼磁體是當今性價比最好的磁體,它不含貴重金屬,體積小,不易退磁.SSSNNS-33-第四節:揚聲器的主要材料組成U铁：-34-第四節:揚聲器的主要材料組成华司华司的圆角是工艺圆角,自然形成.-35-第四節:揚聲器的主要材料組成磁体：铁氧体主要成份是Mo*6Fe2O3(其中Mo为Pb、Ba、S等),扬声器中主要应用各向异性钡铁氧体、锶铁氧体，用氧化钡（锶）和三氧化二铁粉末混合，高温焙烧而成，其特点是来料容易，价格低，矫顽力大，对外磁场稳定等。-36-第四節:揚聲器的主要材料組成稀土类磁体以NdFeB为代表,磁能积是铁氧体的十倍以上,缺点是易生锈铁氧体的磁性能种类:Y35Y30Y25Y20等钕铁硼的磁性能种类:N35N35HN38N38HN40HN42等-37-第四節:揚聲器的主要材料組成外径的2%内径2%Ferrite:-38-第四節:揚聲器的主要材料組成NdFeB:第四節:揚聲器的主要材料組成輔助系統—支架支架—在揚聲器中主要起支撐作用.在錐形揚聲器中彈波和紙盆的邊緣分別要與盆架二個面膠合;在嘜啦揚聲器中除起到支撐作用外,它還是磁路系統的一部份.在高音揚聲器中盆架還起到密封腔的作用.-40-第四節:揚聲器的主要材料組成盆架:有普通铁盆架（料厚有0.3-1.0MM)塑料盆架(材料有ABS、HIPS、PC等）及铸造盆架（铝、铁）等铁盆表面处理有镀彩锌、镀白锌、烤黑、镀镍、镀铬等盆架重要尺寸有：纸盆安装直径、有效高、弹波安装直径等-41-第四節:揚聲器的主要材料組成-42-第四節:揚聲器的主要材料組成第四節:受話器和揚聲器的主要材料組成輔助系統—錦絲線錦絲線—揚聲器的兩條錦絲線雖然不起眼,但是絕不可輕視,因為他們是承受功率的零件.不同口徑、不同功率的產品要使用不同規格的錦絲線,目前使用的錦絲線有普通銅編線、耐熱銅絞線、耐熱銀編線及耐熱銀絞線等.第四節:受話器和揚聲器的主要材料組成輔助系統—端子板端子板—要注意的三個問題:一,是它與盆架的鉚接品質(或是粘接品質);二,是其焊片的可焊性;三,是與盆架的絕緣性(點絕緣膠).第五節:動圈式受話器和揚聲器的主要電氣特性1.靈敏度/聲壓級SPL-SoundPressureLevel產品的電壓靈敏度,標志著電聲轉換能力的大小,反映的是聲音的大小,例如重放一個聲音,選靈敏度高的Speaker,其對應的額定輸入功率要求就越小.灵敏度：在１ＫＨＺ时指定输入电压时喇叭所输出信号的高低。声压级：声音通过空气的传播所