扬声器工作原理和主要特性参数(精)
扬声器基础知识简介资料
• 阻抗曲线是扬指扬声器的阻抗模值随频率变化的曲线。 • 额定阻抗是一个由制造厂规定的纯电阻的阻值，在确定信号源的有效电功率
时，用它来代替扬声器。（GB/T9396-1996） • 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。在额定频度
范围内，阻抗模值的最低值不应小于额定阻抗的80%，假如在额定频率范围 以外的任何频率（包括直流）的阻抗小于此值时，则应在说明书中加以说明。 （GB/T9396-1996）
调整相应频率段音压
保护振膜，构成音腔等做用
振动推动空气发出声音
通电后发生振动
起缓冲和构成共振音腔作用
防止灰尘等异物进入腔体内造成杂音
二.扬声器部件认识及作用
• 扬声器结构分为三大系统： a,磁路系统：U铁（T铁），磁铁，华司 b,振动系统：音圈，振膜，防尘盖 c,支撑系统：弹波，锦丝线，端子板，盆架
振膜：俗称鼓纸，音圈推动其上下往复运动，从而 推动空气，和大气压产生差值，推动耳膜使人耳听 到声音。将机械能转化为声能。
防尘盖：防止灰尘进入磁间隙。同时可以改善扬声 器的中高频。
二.扬声器部件认识及作用
c：支撑系统
• 盆架：起到支撑振动系统的作用，用以支撑振膜， 弹波，及提供端子板的固定点 。
• 弹波：始终保持音圈在磁间隙中做垂直上下运动， 还可以调节扬声器的共振频率。
• 端子板：主要连接锦丝线与外来信号的接入点 • 锦丝线：连接音圈与端子板，起到输入外接的电
信号。
三、扬声器性能参数
• 一，灵敏度 • 二，频率响应曲线 • 三，有效频率范围 • 四，共振频率 • 五，阻抗曲线 • 六，功率
三、扬声器性能参数
Imp 单元
单元装入密封箱后
扬声器的的主要参数
扬声器的的主要参数字体: 小中大| 打印发布: 2010-9-26 01:19 作者: 网络转载来源: 互联网查看: 735次1.扬声器主要参数综合设计和分析扬声器性能是电学、力学、声学、磁学等物理参数共同作用的结果，由鼓纸、弹波、音圈、磁路等关键零部件的性能共同确定，其中一些参数相互制约相互影响，因而必须综合考虑和设计。
扬声器常用机电参数以及计算公式、测量方法简述如下：直流电阻Re由音圈决定，可直接用直流电桥测量。
共振频率Fo由扬声器的等效振动质量Mms和等效顺性Cms决定，见公式(5)，Fo可直接用Fo测试仪测量或通过测量阻抗曲线获得。
共振频率处的最大阻抗Zo由音圈、磁路、振动系统(鼓纸、弹波)共同决定，可用替代法测量或通过测量阻抗曲线获得。
Zo = Re+[(BL)2/(Rms+Rmr)] (10)机械力阻Rms由鼓纸、弹波的内部阻尼及使用胶水的特性决定，可由测量出机械品质因数Qms后通过下列公式计算：Rms =(1/Qms)*SQR(Mms/Cms) (11)这里SQR( )表示对括号( )中的数值开平方根，下同。
辐射力阻Rmr由口径、频率决定，低频时可忽略。
Rmr = *(f/Sd)2 (12)等效辐射面积Sd只与口径(等效半径a)有关。
Sd =π* a2 (13)机电耦合因子BL由磁路Bg值和音圈线有效长度L决定，也可通过测量电气品质因数Qes后用下列公式计算:(BL)2 =(Re/Qes)*SQR(Mms/Cms) (14)等效振动质量Mms由音圈质量Mm1、鼓纸等效质量Mm2、辐射质量Mmr共同决定，Mms可由附加质量法测量获得。
Mms=Mm1+Mm2+2Mmr辐射质量Mmr只与口径(等效半径a)有关。
Mmr =*ρo* a3 (16)其中ρo=m3为空气密度，a为扬声器等效半径。
等效顺性Cms是指扬声器振动系统的支撑部件的柔顺度.其值越大,扬声器的整个振动系统越软.单位:毫米/牛顿(mm/N).由鼓纸顺性Cm1、弹波顺性Cm2共同决定，此顺性即是我们所称的变位，只是单位需换算为国际单位制：m/N,而变位可以用变位仪直接测量。
电声学基础知识
音膜（折环）
折环
微型扬声器的折环一般是由高分子薄膜材料（PEI PET,PEN,PEEK等），通过热成型加工成型。在扬 声器振动过程中起到弹簧的作用。 折环的功能有三： ① 帮助保持音圈的中心位置； ② 为振动系统提供弹性恢复力； ③ 振膜边缘提供一个有阻尼的终端；以 阻尼从盆架反射回来的振动。
磁碗
三磁路
级芯
内磁 （主磁钢）
上夹板 外磁
（边磁）
下夹板
五磁路
级芯
内磁 （主磁钢）
上夹板
外磁 （边磁）
下夹板
环形磁路
级芯
内磁 （主磁钢）
音圈
音圈
音圈是扬声器的重要组件之一。当交变音频电流通过音圈时，使音圈受到随音频变化的 交变磁力，上下运动，带动音膜振动发出声音。
F=BLi
导线材质
导线的材质，通常为铜，只有需音圈质量较轻的单元，才使用铝质；但由于铝线焊接 困难，为改善其焊接性能，通常在铝线外，包一层铜，这样的导线，即称为铜包铝线。
扬声器的谐波失真特点： 在附近失真较大，主要是因悬挂系统以及驱动力的非线性所引起的。
扬声器主要电声特性
总品质因数 Qts 在共振频率点声阻抗的惯性抗（或弹性抗）部分与纯阻部分的比值
电品质因数 Qes: 机械品质因数Qms:
Qes
Re Bl2
M ms Cms
Qms
Rms Bl2
M ms Cms
Qts
电声学基础知识
1
扬声器的基本原理和结构
2
扬声器的主要电声特性
3
扬声器的主要零部件
4
扬声器腔体
5
扬声器测试
磁路部件
磁钢
扬声器基础知识简介
三、扬声器性能参数
Imp 单元 单元装入密封箱后
f0
f0'
f(Hz)
三、扬声器性能参数
• 5，功率
1，额定噪声功率：
• 在额定频率范围内馈给扬声器以规定的模拟节目信号，而不产生热和机 械损坏的相应电功率。其定义为U2/R ，U是额定噪声电压，R是电阻抗。 额定频率范围是指“由制造厂规定的扬声器频率范围”。
扬声器的频率响应曲线，通常称之为音压曲线，或SPL曲线。它反映了扬 声器对不同频率的声波的辐射能力。从曲线上可看出，扬声器对每一个频率 点辐射声压的大小。
三、扬声器性能参数
0
f1
f2
f(Hz)
三、扬声器性能参数
• 3，共振频率
• 扬声器的共振频率F0：当扬声器系统受激励的频率与该系统的固有频率相 接近时，系统振幅达到最大，称为共振，此一特定频率称为扬声器的共振 频率。
产生磁场作用
起导磁作用，构成磁气回路 调整相应频率段音压 保护振膜，构成音腔等做用 振动推动空气发出声音 通电后发生振动 起缓冲和构成共振音腔作用 防止灰尘等异物进入腔体内造成杂音
二.扬声器部件认识及作用
• 扬声器结构分为三大系统： a,磁路系统：U铁（T铁），磁铁，华司 b,振动系统：音圈，振膜，防尘盖 c,支撑系统：弹波，锦丝线，端子板，盆架
内磁结构
二.扬声器部件认识及作用
二.扬声器部件认识及作用
• 2.外磁式扬声器结构图
垫圈 振膜 防尘盖 锦丝线
音圈
盆架 华司
弹波
端子板
磁铁
T铁
外磁结构
二.扬声器部件认识及作用
二.扬声器部件认识及作用
二.扬声器部件认识及作用
扬声器结构、原理和性能指标
扬声器的主要性能指标
• • • • • • 扬声器的主要性能指标有： 灵敏度 频率响应 额定功率 额定阻抗 指向性 失真度等参数
1、额定功率 、
扬声器的功率有标称功率和最大功率之分。标 称功率称额定功率、不失真功率。它是指扬声器 在额定不失真范围内容许的最大输入功率，在扬 声器的商标、技术说明书上标注的功率即为该功 率值。最大功率是指扬声器在某一瞬间所能承受 的峰值功率。为保证扬扬器工作的可靠性，要求 扬声器的最大功率为标称功率的2~3倍。
5、指向特性 、
用来表征扬声器在空间各方向辐射的声压 分布特性，频率越高指向性ห้องสมุดไป่ตู้狭，纸盆越 大指向性越强。
4、失真 、
扬声器不能把原来的声音逼真地重放出来的 现象叫失真。失真有两种：频率失真和非线性 失真。频率失真是由于对某些频率的信号放音 较强，而对另一些频率的信号放音较弱造成的， 失真破坏了原来高低音响度的比例，改变了原 声音色。而非线性失真是由于扬声器振动系统 的振动和信号的波动不够完全一致造成的，在 输出的声波中增加一新的频率成分。
2、额定阻抗 、
扬声器的阻抗一般和频率有关。额定阻抗 是指音频为400Hz时，从扬声器输入端测得 的阻抗。它一般是音圈直流电阻的1.2~1.5 倍。一般动圈式扬声器常见的阻抗有4Ω、 8Ω、16Ω、32Ω等。
3、频率响应 、
给一只扬声器加上相同电压而不同频率的音频信 号时，其产生的声压将会产生变化。一般中音频 时产生的声压较大，而低音频和高音频时产生的 声压较小。当声压下降为中音频的某一数值时的 高、低音频率范围，叫该扬声器的频率响应特性。 理想的扬声器频率特性应为20~20KHz，这样 就能把全部音频均匀地重放出来，然而这是做不 到的。每一只扬声器只能较好地重放音频的某一 部分。
扬声器和扬声器的基本原理
扬声器和扬声器的基本原理喇叭及音箱基本原理扬声器:又称喇叭，是一种将电能转化成声能的器件，根据能量转换的方式，可分为电动式、电磁式、气动式、静电式、离子式和压电式等;按工作频段可分为:高音扬声器、中音扬声器、低音扬声器和全频带扬声器。
一、扬声器的分类(1)电动式扬声器。
在各种类型的扬声器中，运用最多、最广泛的是电动式扬声器，又称动圈式扬声器，它是应用电动原理的电声换能器件，根据法拉第定律，当载流导体通过磁场时，会受到一个电动力，其方向符合弗来明左手定则，力与电流、磁场方向互相垂直，受力大小与电流、导线长度、磁通密度成正比。
当音圈输入交变音频电流时，音圈受到一个交变推动力产生交变运动，带动纸盆振动，反复推动空气而发声。
(2)电磁式扬声器。
在永磁体两极之间有一可动铁心的电磁铁，当电磁铁的线圈中没有电流时，可动铁心受永磁体两磁极相等吸引力的吸引，在中央保持静止;当线圈中有电流流过时，可动铁心被磁化，而成为一条形磁体。
随着电流方向的变化，条形磁体的极性也相应变化，使可动铁心绕支点作旋转运动。
可动铁心的振动由悬臂传到振膜(纸盆)推动空气振动。
这种电磁式扬声器频带窄，音质欠佳，除了一些特殊场合，目前很少使用。
(3)静电扬声器。
利用加到电容器极板上的静电力而工作的扬声器，因正负极相向而成电容器状，所以又称为“电容扬声器”。
(4)压电扬声器。
利用压电材料的逆压电效应而工作的扬声器称为压电扬声器。
(5)离子扬声器。
在一般的状态下，空气的分子是中性的、不带电。
但经过高压放电后就成为带电的粒子，这种现象称游离化。
把游离化的空气利用音频电压振动，则产生声波，这就是离子扬声器的原理。
(6)气流调制扬声器，又称气流扬声器。
它是利用压缩空气作能源，利用音频电流调制气流发声的扬声器。
它的输出功率可达数千到上万声瓦。
效率约为15%。
气流扬声器主要用做高强度噪声环境试验的声源或远距离广播和对近海船只预报雾警及其他报警项目，作用距离可达10km，其频率范围可达100Hz~10kHz，声压级可达165dB~175dB。
扬声器工作原理和主要特性参数
扬声器工作原理和主要特性参数扬声器是一种将电信号转换为声音信号的设备，它通过振动扬声器的振膜，使空气中的颤动声波传播出去，从而实现声音的输出。
扬声器的工作原理主要包括以下几个方面：1.磁声效应：扬声器的核心部件是磁路系统和振膜，它们之间通过磁场相互作用来实现声音的转换。
磁路系统由永磁体和线圈组成，当电流通过线圈时，会产生磁场，而磁场会对振膜施加力，使其产生振动。
当电流方向改变时，磁场的方向也会改变，从而使振膜产生相应的振动，进而产生声音。
2.振膜的机械振动：振膜是扬声器的重要部件，它一般由轻质、易振动的材料制成，如纸张、聚碳酸酯等。
当电流通过线圈时，磁场的作用下，振膜开始产生机械振动，这种振动则以声波的形式传递出去。
振膜的振动频率受到输入信号的频率控制，不同频率的信号会使振膜产生不同频率的振动，从而实现声音的分频输出。
3.声波的传播：振膜产生的机械振动会使周围空气产生压缩和稀薄，形成声波。
声波以空气的形式传播出去，通过空气分子的碰撞而传递声音能量。
而人耳接收到这些声波时，就能感受到声音。
扬声器的主要特性参数包括：1. 频率响应（Frequency Response）：扬声器的频率响应是指其在不同频率下的输出能力。
频率响应通常以± X dB 表示，X 值越小表示扬声器在整个声频范围内的响应更加均匀。
2. 灵敏度（Sensitivity）：灵敏度是指扬声器的输入声压级与输出声压级之间的关系。
灵敏度通常以 dB SPL（1 W/1 m）为单位，它表示在输入为 1 W 的情况下，扬声器在 1 米处的输出声压级。
3. 额定功率（Rated Power）：额定功率是指扬声器能够连续输出的功率水平。
额定功率由制造商根据扬声器的设计和材料特性进行测试和确认。
4. 负载阻抗（Impedance）：负载阻抗是指扬声器接受信号时所提供的电阻。
常见的扬声器负载阻抗有4 Ω 和8 Ω，不同的负载阻抗会对功率放大器的输出产生不同的影响。
扬声器的的主要参数
扬声器的的主要参数字体: 小中大| 打印发布: 2010-9-26 01:19 作者: 网络转载来源: 互联网查看: 735次1.扬声器主要参数综合设计和分析扬声器性能是电学、力学、声学、磁学等物理参数共同作用的结果，由鼓纸、弹波、音圈、磁路等关键零部件的性能共同确定，其中一些参数相互制约相互影响，因而必须综合考虑和设计。
扬声器常用机电参数以及计算公式、测量方法简述如下：1.1直流电阻Re由音圈决定，可直接用直流电桥测量。
1.2共振频率Fo由扬声器的等效振动质量Mms和等效顺性Cms决定，见公式(5)，Fo可直接用Fo测试仪测量或通过测量阻抗曲线获得。
1.3共振频率处的最大阻抗Zo由音圈、磁路、振动系统(鼓纸、弹波)共同决定，可用替代法测量或通过测量阻抗曲线获得。
Zo = Re+[(BL)2/(Rms+Rmr)] (10)1.4 机械力阻Rms由鼓纸、弹波的内部阻尼及使用胶水的特性决定，可由测量出机械品质因数Qms后通过下列公式计算：Rms =(1/Qms)*SQR(Mms/Cms) (11)这里SQR( )表示对括号( )中的数值开平方根，下同。
1.5 辐射力阻Rmr由口径、频率决定，低频时可忽略。
Rmr = 0.022*(f/Sd)2 (12)1.6 等效辐射面积Sd只与口径(等效半径a)有关。
Sd =π* a2 (13)1.7 机电耦合因子BL由磁路Bg值和音圈线有效长度L决定，也可通过测量电气品质因数Qes后用下列公式计算:(BL)2 =(Re/Qes)*SQR(Mms/Cms) (14)1.8 等效振动质量Mms由音圈质量Mm1、鼓纸等效质量Mm2、辐射质量Mmr共同决定，Mms可由附加质量法测量获得。
Mms=Mm1+Mm2+2Mmr1.9 辐射质量Mmr只与口径(等效半径a)有关。
Mmr =2.67*ρo* a3 (16)其中ρo=1.21kg/m3为空气密度，a为扬声器等效半径。
1.10 等效顺性Cms是指扬声器振动系统的支撑部件的柔顺度.其值越大,扬声器的整个振动系统越软.单位:毫米/牛顿(mm/N).由鼓纸顺性Cm1、弹波顺性Cm2共同决定，此顺性即是我们所称的变位，只是单位需换算为国际单位制：m/N,而变位可以用变位仪直接测量。
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电动式揚聲器基本知识
一．电动式扬声器的分类
扬声器因其驱动原理不同可分为静电式、压电式、电动式。
电动式扬声器以用途、振膜形状、磁路结构、组合方式、使用频段等不同方式有不同的分类：以使用用途分为：箱用、车用和单置（电视机用和农村广播等）杨声器。
以振膜形状分为：锥盆式、球顶式、平板式和带式扬声器。
以磁路结构分为：外磁式、内磁式、双磁式。
以组合方式分为：单体、号筒式和同轴杨声器。
以使用频段分为：低音、中音、高音和全频扬声器。
二．电动式扬声器的组成
电动式扬声器是由磁路系统、支撑系统、悬置系统和振动系统组成。
四个系统分别包含不同的零件：
磁路系统：由磁铁（有铁氧体、钕铁硼、铝镊钴等）、T铁或U铁、华司（也叫顶板）组成。
支撑系统：由各种支架组成（有铁盆架、铝盆架和塑胶支架等）。
悬置系统：环边（有泡沫边、橡胶边、布边和纸边和一些新材料边等）和弹波（布弹波和一些新材料弹波）组成。
振动系统：振膜（有锥盆、音膜和振动板等）和音圈组成。
三．电动式扬声器的工作原理
左手定则：
把左手放在磁场中，让磁力线穿过掌心，四指指向电流方向。
拇指指向的方向就是导线受力方向。
电磁驱动原理：
即是带有信号的电流，流过处于磁场中的线圈；线圈在磁场力作用下产生振动，振动传递给振动零件，推动空气产生声波，发出声音。
这就是电动式扬声器的基本工作原理
四．电动式扬声器的主要技术参数指标
阻抗：
扬声器的阻抗是加在音圈的两端的电压和流过音圈的电流之比，即一个从输入端看来的纯电阻值。
也等于音圈直流电组加机械回路反射阻抗值（主要包括感抗、质量抗、顺抗等）。
在阻抗模值随频率变化的曲线上，是指紧跟在第一个极大值后面的极小值。
阻抗随频率变化的特性曲线如图示：
最大噪声功率：在额定频率范围内，馈给扬声器单元或系统规定的噪声信号（模拟节目信号），在工作100小时后，恢复24小时。
不产生热损坏和机械损坏。
长期最大功率：馈给扬声器单元或系统规定的噪声信号（模拟节目信号），持续时间1分钟、间隔2分钟、重复10次，不产生热损坏和机械损坏。
共振频率：在额定频率范围内，扬声器阻抗曲线上第一个极大值时的频率。
在箱形扬声器系统上被称着调谐频率。
在封闭箱上规定为阻抗曲线上第一个极大值时的频率。
倒相、无缘辐射或带通箱上规定为阻抗曲线上紧跟在第一个极大值后面的极小值时的频率。
输出声压特性灵敏度级：馈给扬声器单元或系统规定频率范围和规定电压的噪声信号（一般为粉红噪声信号），扬声器单元或系统在参考轴上离参考点一定距离产生的声压，换算成输入功率为1W和参考轴上距离参考点1m处的声压级(SPL)。
输出声压频率响应范围：馈给扬声器单元或系统规定的恒定电压正弦信号或频带噪声信号（一般为1W），扬声器单元或系统在参考轴上离参考点指定距离（一般为1m）产生的、和频率相关变化的声压级范围。
输出声压频率响应曲线如图示：
输出声压频率不均度：扬声器单元或系统的和频率相关变化的声压级的不均匀程度。
总谐波失真：在指定频带内的用平均声压表示的总的谐波失真。
包括单元和箱体非线性造成的失真。
五．几个重要参数
有效辐射面积：Sd
是扬声器单元能够辐射声能的有效面积。
一般指环边的折环中心所围绕的面积
振动质量：Mm
是指扬声器单元振动系统质量（含环边和弹拨折环的一部分）加上振膜两边空气同振质量之和。
顺性：Cm
是弹性的倒数，是指扬声器环边弹拨等折环的柔顺程度或其他影响扬声器振动的物质柔顺程度。
耦合系数：BL
是扬声器电磁耦合的系数，是磁路磁隙中磁感应强度B和音圈在磁隙中部分线长L的乘积。
总品质因素：Qt
是表征扬声器单元的低频特性的一个量。
它与音圈直流电阻、电磁耦合系数和振动质量、振动顺性有关。
Qt=Ze·√Mm/(BL·√Cm) 。
也与共振频率和阻抗极大值有关。
等效容积：Vas
是指密闭在刚性容其中的空气顺性与扬声器单元的顺性相等时的体积。
六．电动式扬声器的装配
扬声器装配过程主要由铆合、磁路沾合、振动装配、引线处理和收尾几个过程组成。
1．铆合：
主要指端子铆合、华司（顶板）铆合或U铁铆合。
端子铆合是把端子或焊片铆到支架上的过程。
铆合过程必须注意：
a.极性标识要清楚
b.铆钉大小要合适
c.铆合方向要正确
d.铆合牢固不松动
华司（顶板）铆合是指把支架铆到华司上的过程。
U铁铆合是指把支架铆到U铁上的过程。
铆合过程必须注意：
a.上下模具要对正
b.贴合胶水要恰当
c. 合模高度要准确
d.零件放入要到位
2．磁路沾合：
是把华司（顶板）、磁铁和T铁（或U铁）用胶水粘合成磁路的过程。
沾合时必须使用定心磁规。
沾合过程必须注意：
a.零件表面要清洁
b.胶水分量要相等
c.插入磁规要到位
d.零件之间要贴紧
3．振动装配：
是把音圈、弹波和振膜装入磁路的过程。
装配时必须使用定心音规。
装入过程必须注意：
a.磁隙清洁要干净
b.音圈装入要到位
c.打胶均匀不间断
d.零件自然不变形
4．引线处理：
是把音圈线引出、定位、焊接的过程。
处理过程必须注意：
a.引线接牢焊点小
b.定线位置要合适
c.焊线留长要恰当
d.处理完好无遗物
5．收尾：
是把防尘帽或只有这里贴的音膜贴上，清洁扬声器并贴标签的过程。
收尾过程必须注意：
a.打胶均匀不间断
b.零件自然不变形
c.表面清洁完整
d.标签贴牢对正
七．电动式扬声器的常规检查
纯音检听：在额定频率范围内，馈给扬声器及其系统二分之一额定噪声功率的正弦信号，在0.3m 距离处检听，扬声器应无擦圈、碰底、垃圾、和其它机械共振声。
检听电压可直接由V=√(Ze·P/2)计算
极性：馈给扬声器规定的瞬时直流电压（应在长期最大功率范围内），按正常极性连接，扬声器振动系统产生向前运动。
漏磁：在距离扬声器任一组成部分一定距离，用漏磁仪器（如特斯拉计）进行检测。
一般规定在距离扬声器正反轴方向80cm，45度方向和其它方向60cm，进行检测。
数值由生产商自定。
绝缘：用具有100V直流电压档、测量误差再10%以内的绝缘电阻测量仪测试。
一般要求大于1兆欧/100V。
其它检查：
外观、端子牢固性、可焊性试验、耐电压试验
环境适应性检查：
扫描振动试验、滑落冲击试验、碰撞试验、跌落试验、高低温负荷试验、稳态湿热试验等。