扬声器基础知识培训资料

TCL AV事业部 电声实验室培训资料 事业部-电声实验室培训资料 事业部扬声器基础知识1、扬声器的一般介绍 2、电动式扬声器的工作原理 3、电动式扬声器的结构

赵福彬 2010-12-17

V0.1

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1.扬声器的一般介绍1.扬声器是一种电声换能器， 1.扬声器是一种电声换能器，它通过某种物理效应把电能 扬声器是一种电声换能器 转换成声能。 转换成声能。用以实现电声能转换的物理效应有很多 因此，按物理效应的不同， ,因此，按物理效应的不同，可能把扬声器分成若干 类型。 类型。 1.1如利用馈有音频电流的电磁铁与连有振膜的衔铁之 1.1如利用馈有音频电流的电磁铁与连有振膜的衔铁之 间相互作用来实现电声能之间的转换的， 间相互作用来实现电声能之间的转换的，称为电 磁式扬声器。(利用了磁极之间的互相吸引力) 。(利用了磁极之间的互相吸引力 磁式扬声器。(利用了磁极之间的互相吸引力)

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1.扬声器的一般介绍

1.2利用压电体的反向压电效应来实现电声能之间转换 1.2利用压电体的反向压电效应来实现电声能之间转换 称为压电扬声器。 的，称为压电扬声器。

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1.扬声器的一般介绍1.3 利用作用于电极间的吸引力来发声的扬声器. 该speaker是将可动电极(振动板)和固定电极放置在相 反方向，形成一种电容，在这两电极间增加电压，利用 电荷产生的吸引力而做成的speaker。两电极间增加bias用 的直流电压和声音电压，为了改变吸引力而使振动板 (膜)振动，使得声音辐射出去。

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1.扬声器的一般介绍1.4电容式扬声器 1.4电容式扬声器 利用电容器极板之间的静电力来实现电声能转换的称为 电容式扬声器或电放型扬声器。 电容式扬声器或电放型扬声器。

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1.扬声器的一般介绍

1.5 利用磁场对载流导体的作用来实现电声能之间的 转换的，称为电动式扬声器。 转换的，称为电动式扬声器。 如果将磁场中的导体做成线圈的形式， 如果将磁场中的导体做成线圈的形式，则又称为动圈 式扬声器。上述各种扬声器中， 式扬声器。上述各种扬声器中，电动式扬声器结 构简单，性能良好，品种繁多，使用最为广泛， 构简单，性能良好，品种繁多，使用最为广泛， 是当前扬声器生产的主流。 是当前扬声器生产的主流。

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1.扬声器的一般介绍1.5.1.近几年来，随着数码技术的发展以及人们欣赏能 1.5.1.近几

年来， 近几年来 力的提高，对扬声器的音质提出了更高的要求。 力的提高，对扬声器的音质提出了更高的要求。 要求扬声器同时具备承受功率大，动态范围大， 要求扬声器同时具备承受功率大，动态范围大， 失真小，频响宽广平坦和瞬态响应良好的特性。 失真小，频响宽广平坦和瞬态响应良好的特性。 为了适应这一要求， 为了适应这一要求，人们设计了各种各样的电动 式扬声器，按其振膜的不同，可分为： 式扬声器，按其振膜的不同，可分为： 1.5.1.1锥形扬声器 其振膜为圆锥形) 锥形扬声器( 1.5.1.1锥形扬声器(其振膜为圆锥形) 。

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1.扬声器的一般介绍1.5.1.2球顶形扬声器(其振膜为球顶形) 1.5.1.2球顶形扬声器(其振膜为球顶形) 。 球顶形扬声器

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1.扬声器的一般介绍1.5.1.3平板形扬声器 1.5.1.3平板形扬声器 其振膜为一平板) (其振膜为一平板)

1.5.1.4带式扬声器(其振膜为金属薄带) 1.5.1.4带式扬声器(其振膜为金属薄带) 。 带式扬声器

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1.扬声器的一般介绍1.5.1.5号角扬声器 其外观为喇叭口形状) 1.5.1.5号角扬声器 (其外观为喇叭口形状) 。

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2.电动式扬声器的工作原理电动式扬声器自1925年创立至今，已有80年的历史， 电动式扬声器自1925年创立至今，已有80年的历史， 1925年创立至今 80年的历史 结构上作过很多改进， 结构上作过很多改进，使扬声器的性能有较大的 改善。锥形扬声器多为直接辐射式扬声器， 改善。锥形扬声器多为直接辐射式扬声器，其振 膜直接向周围介质(空气)辐射声波。其圆锥形 膜直接向周围介质(空气)辐射声波。 的振膜，通常为纸质，俗称纸盆。 的振膜，通常为纸质，俗称纸盆。 1.使电动式扬声器的振膜发生振动的力 使电动式扬声器的振膜发生振动的力， 1.使电动式扬声器的振膜发生振动的力，即为磁声对 载流导体的作用力，称为电动式换能器的力效应， 载流导体的作用力，称为电动式换能器的力效应， 其大小由下式决定： 其大小由下式决定： F=Bli 式中B为磁隙中的磁感应密度(单位： 式中B为磁隙中的磁感应密度(单位：Wb/m2)

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2.电动式扬声器的工作原理i为流经音圈的电流(A)。 为流经音圈的电流( 为音圈导线的长度( l为音圈导线的长度(m)。 为磁场对音圈的作用力( F为磁场对音圈的作用力(N)。 然而，一旦音圈受力运动，就会切割磁隙中的磁力线， 然而，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， 从而在音圈内产生感应电动势，这个效应称为电 动势换能器的电效应，其感应电动势的大小为： 动势换能器的电效应，其感应电动势的大小为： E=Blv 式中v为音圈的振动速度(m/s)。 式中v为音圈的振动速度(m/s)。 为音圈中的感应电动势( E为音圈中的感应电动势(V)。

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2.电动式扬声器的工作原理电动式换能器的力效应和电效应总是同时存在， 电动式换能器的力效应和电效应总是同时存在， 相伴而生的。以后我们将会看到， 相伴而生的。以后我们将会看到，由于电效应 的存在， 的存在，将对扬声器的电阻抗特性产生极大的 影响。 影响。 音圈在磁场中的受力情况，如下图所示。 音圈在磁场中的受力情况，如下图所示。

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2.电动式扬声器的工作原理中间是圆柱形( 铁中柱) 中间是圆柱形(T铁中柱)的N极，外面是环状 华司) 磁场( 的方向由N极至S (华司)的S极，磁场(B)的方向由N极至S极。 环形气隙内为导线环(音圈)l,若电流由“×” 环形气隙内为导线环(音圈) 若电流由“ 端流入， ”端流出 则音圈所受的力F 端流出， 端流入，由“ ”端流出，则音圈所受的力F的 方向，由左手定则决定：左手平伸， 方向，由左手定则决定：左手平伸，使拇指和 其它四指垂直，若磁场( 的方向指向指心， 其它四指垂直，若磁场(B)的方向指向指心， 其余四指指向电流的方向， 其余四指指向电流的方向，则拇指所指的方向 即为音圈受力的方向，如上图中箭头所示的力 即为音圈受力的方向， 的方向。若改变电流的方向，则力F F的方向。若改变电流的方向，则力F的方向亦 随之改变。 随之改变。

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2.电动式扬声器的工作原理如果流经音圈的电流强度和方向均随时间不断的 则电动力F 化，则电动力F也就随着电流强度和方向的变 化而变化。显然，电动力的方向就是音圈的移 化而变化。显然， 动方向，这样，随着电流强度和方向的变化， 动方向，这样，随着电流强度和方向的变化， 音圈就在空气隙中来回振动， 音圈就在空气隙中来回振动，其振动周期等于 输入电流的周期，而振动的幅度， 输入电流的周期，而振动的幅度，则正比于各 瞬时作用电流的强弱， 瞬时作用电流的强弱，若将音圈固定在一个膜 片(纸盆)上，并输入音频电流，则振膜在音 纸盆) 并输入音频电流， 圈的带动下产生振动， 圈的带动下产生振动，从而向周

围介质辐射声 实现了电声能之间的转换。 波，实现了电声能之间的转换。

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3.电动式扬声器的结构3.1电动式锥形扬声器的结构如下图所示 3.1电动式锥形扬声器的结构如下图所示 不防磁扬声器 半防磁扬声器

全防磁扬声器

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3.电动式扬声器的结构3.2电动式球顶内磁扬声器的结构 3.2电动式球顶内磁扬声器的结构 音膜 U铁/磁铁/华司

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3.电动式扬声器的结构扬声器的各种部件简介： 3.3 扬声器的各种部件简介： 按其作用的不同，可分为振动系统和磁路系统两部分。 按其作用的不同，可分为振动系统和磁路系统两部分。 磁路系统提供策动音圈所必需的磁场， 磁路系统提供策动音圈所必需的磁场，与音圈一起组 成策动元件，通过电动力效应， 成策动元件，通过电动力效应，激发振动系统的机械 振动，从而向空所辐射声波。此外， 振动，从而向空所辐射声波。此外，还有把上述两部 分组成牢固的整体所必须的部件，如盆架。 分组成牢固的整体所必须的部件，如盆架。现分别对 扬声器的振动系统和磁路系统作进一步的简介： 扬声器的振动系统和磁路系统作进一步的简介： 3.3.1扬声器的振动系统 3.3.1扬声器的振动系统 扬声器的振动系统，包括策动元件音圈、 扬声器的振动系统，包括策动元件音圈、辐射 元件振膜和保证音圈在磁隙中正确位置的弹波， 元件振膜和保证音圈在磁隙中正确位置的弹波， 另外，还要加上防尘盖。 另外，还要加上防尘盖。

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3.电动式扬声器的结构3.3.1.1音圈 3.3.1.1音圈 音圈是整个振动系统的策动源， 音圈是整个振动系统的策动源，是用漆包线 在纸质或金属的线架上绕制而成。 在纸质或金属的线架上绕制而成。前一种线 圈架是用浸过胶的纸制成， 圈架是用浸过胶的纸制成，后一种是用铝箔 或杜拉铝箔制成， 或杜拉铝箔制成，通常用自粘漆包线边绕边 喷酒精，绕成后稍稍加热烘干即成。 喷酒精，绕成后稍稍加热烘干即成。线圈的 绕制层数,通常都为偶数， 绕制层数,通常都为偶数，因此线圈引出线的 那端都在靠近振膜的那一端，便于引出。 那端都在靠近振膜的那一端，便于引出。为 了充分利用磁隙的空间， 了充分利用磁隙的空间，还常常采用矩形截 面的导线来绕制音圈，常用的导线材质为： 面的导线来绕制音圈，常用的导线材质为： 铜包铝、 高级音圈采用纯银线。 铜、铜包铝、铝、高级音圈采用纯银线。

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3.电动式扬声器的结构3.3.1.2振膜 3.3.1.2振膜 振膜是振动系统的主要部件， 振膜是振动系统的主要部件，最常用的纸质振膜 纸盆)。目前我国生产纸盆的方法是：Press,Non)。目前我国生产纸盆的方法是 (纸盆)。目前我国生产纸盆的方法是：Press,NonPress,SemiPress,Semi-Press.鼓纸 音膜

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4.电动式扬声器的部品3.3.1.2振膜 3.3.1.2振膜 扬声器的频响特性， 扬声器的频响特性，在很大程度上取决于纸盆的性 而纸盆的性能又决定于纸盆的材料， 能，而纸盆的性能又决定于纸盆的材料，几何形状 和加工工艺。一般说来，对于纸盆材料的要求， 和加工工艺。一般说来，对于纸盆材料的要求，是 三种特性综合较好，即纸盆好： 三种特性综合较好，即纸盆好： 材料的密度( 要小。 A)材料的密度(P)要小。 材料的机械强度要大，或者说， B)材料的机械强度要大，或者说，材料的杨氏模量 要大， 合在一起， E/P大 要大，与A)合在一起，即E/P大。 具有适当的内部阻尼。 C)具有适当的内部阻尼。 为了综合上述三个要求， 为了综合上述三个要求，人们采用了各种各样的措 施：

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