[扬声器的种类和基本技术参数]扬声器有些种类

[扬声器的种类和基本技术参数]扬声器有些种类现代电影技术

No 17/xx ADVANCED MOTION PICTURE TECHN OLOGY

设备介绍与分析

扬声器的种类和基本技术参数

国家广电总局电影技术质量检测所张金亮

现今, 数字立体声电影院及礼堂音响系统质量已有很大提高, 并日益受到重视。扬声器在音响系统中, 起着很大作用, 因此, 了解扬声器的种类、掌握扬声器的各项技术性能, 是正确选择与使用扬声器的必要条件。

扬声器俗称喇叭, 是一种将电能转化为声能, 并将它辐射到空气中的电声换能器件。电影的还音系统需要使用扬声器将影片上录制的声音信号播放出来。

扬声器有不同的种类, 通常分类有三种方法:1、按驱动方式分类

(1) 电磁式(如图1所示) 。原理是声源信号磁化了的振荡部分与磁体的磁性相互吸引和排斥, 产生驱动

图

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容扬声器。它是利用加到电容器极板上的静电场产生机械力的原理做成的扬声器, 其结构即由一个固定电极和一个可动电极形成的电容器构成。其作用原理是, 在两个电极间需要加一

固定直流电压(极化电压, 亦称之为偏压) , 使之产生一个固定静电场。当由放大器输出的音频信号电压加到两电极上时, 由于其间所产生的交变电场与固定静电场发生相互作用, 形成交变的脉动电压, 则电极间有一个与声频电压相应的交变力, 使可动电极随之振动, 与空气耦合而辐射声波。可动电极一般是在塑料膜上喷镀一层导电金属制成; 现在已经出现了省去极化电源而用薄膜驻极体做成的静电扬声器。

静电扬声器的优点是整个振膜同相振动, 振膜轻, 失真小, 可以重放极为清脆的声音, 有很好的解析力、细节清楚、声音逼真。它的

缺点是效率低, 需要高压直流电源, 容易吸尘, 振膜加大失真亦会

加大, 不适合听摇滚、重金属音乐, 价格相对贵一些。

(4) 压电式(如图4所示) , 利用某些材料的压电效应制成的扬声器。当把声频电压加到压电片上时, 压电片即会产生形变, 形变的规律与声频电压相对应; 压电片上连接有振膜, 即能向空气辐射声图3

力, 在这种力的作

用下使振膜振动而发声。

(2) 电动式(如图2所示) , 又称动圈扬声器。作用原理是声源信号电流流过音圈, 与磁体磁场相互作用而形成电磁力, 在输入电流

产生的电磁场与

磁场内磁束相交平面的垂直方向产生交变运动, 纸盆在这种力的

作用下振动而发声。

图

2

(3) 静电式(如图3所示) , 又称电

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音。利用这种原理制成的扬声器叫压电扬声器。

压电扬声器结构简单, 灵敏度高, 消耗功率小, 重量较

图4

而号筒扬声器却由振膜的振动通过号筒与空气耦合而将声波辐射到空间去。它是间接辐射。在这种情况下, 号筒就像一个声变换器。号筒扬声器一般比纸盆扬声器和球顶扬声器效率高, 在高保真扬声

器系统中, 号筒扬声器多用作中、高音单元。

3、按用途分类

(1) 全频带扬声器, 它能够同时覆盖高、低频段, 其振膜振动可

产生从低音到高音的全频带声音。在全频带扬声器中, 有单纸盆的全频带扬声器及双纸盆型和同轴型扬声器。双纸盆和单纸盆扬声器都是整体结构。同轴型扬声器是把两个扬声器做在一起构成一种多声道器件。

(2) 低音扬声器, 即为低频段重放而设计的低音性能很好的扬声器, 它几乎全是纸盆形扬声器。其重放频带下限应很低, 振膜的振动幅度容许值应尽量大, 因此振膜的口径较大, 目前的口径可达80cm 。为了提高纸盆的振幅允许值, 常采用软而宽的支撑边。

(3) 中音扬声器, 它是专门用来重放中音段的单元。其性能是声

压频率特性曲线平坦、失真小、指向性好, 以及频率高。

(4) 高音扬声器, 它是专门承受高频段重放的单元。工作频率在

1~5kH z 以上。

扬声器的能量转换层次多、反馈多。它是将电能转换为机械能, 再将机械能转换成电能, 从而带来了系统的复杂性和多样性。扬声器的工作状态不仅是振动的, 而且这种振动又是处在三维空间的。这种三维空间的振动系统, 具有多个边界条件, 因此它的振动分析极为复杂。

在分析扬声器时, 常采用等效电路法, 将扬声器看成由集中参数组成的等效电路, 然而扬声器振动系统只在低频区为一集中参数系统。在分析扬声器振动时, 往往假设扬声器是一个刚体, 这样分析起来相应方便。但是上述的假设只是在低音频段是合适的, 在频率升高时, 由于扬声器不再是集中参数元件, 扬声器振膜不再是刚体, 振

膜会出现分割轻, 受温度和湿度的

影响较小, 成本低, 可以制成专供重放高音的单元用于组合扬声器中。但由于它的阻抗较高, 更适用于有线广播网。

2、按振膜与辐射器形状分类

(1) 锥形振膜扬声器。该种扬声器是目前广泛采用的一种扬声器, 锥形振膜所用材料中最普遍的是纸, 或在其中再加些用以加强其机

械强度的添加料。后来出现了用金属材料或合成材料制作锥形振膜。

此类扬声器大体由振动系统、磁路系统和辅助系统三大部分构成。振动系统包括锥形纸盆、音圈和定心支片等; 磁路系统包括磁体、导磁柱和导磁板等。纸盆开口的形状有圆形和椭圆形。辅助系统包括盆架、接线板、压边和防尘盖等。

(2) 球顶扬声器。振膜形状呈部分球面形。它属于电动型扬声器, 与纸盆扬声器比较, 效率稍低一些, 但球顶扬声器的指向性非常好。在所用材料上, 从质地柔软的材料到硬质材料均被采用。根据振膜材料质地硬度不同, 有软球顶和硬球顶之分。在高保真扬声器中, 高音扬声器大多采用球顶扬声器, 以便获得纯的音质和良好的指向性。

(3) 平板扬声器, 即把振膜制成平板状的扬声器。平板扬声器有直接驱动平板扬声器和在锥形腔体内填有发泡树脂等物质的填充型

扬声器。

(4) 号筒式扬声器。通常是应用电动原理制成的, 它由振动系统(高音头) 和号筒两部分构成。振动系统与电动纸盆扬声器相似, 不同的是它的振膜多为一球顶形膜片。它与纸盆和球顶扬声器的最大区别在于声辐射方式不同, 纸盆扬声器和球顶扬声器是由振膜直接鼓

动周围空气把声音辐射出去的;

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