喇叭结构以及发声原理
扬声器构造及工作原理
扬声器构造及工作原理一、扬声器的构造1.磁体：扬声器中的磁体通常采用永磁，能够在不需要外部电源的情况下产生强大的磁场。
常见的磁体类型有永磁铁、钕铁硼和铁氧体磁体等，它们能够提供稳定的磁场来驱动线圈和振膜。
2.振膜：振膜是扬声器的核心部件，它是一个薄而轻的片状材料，常用的振膜材料有薄膜纸、聚酰亚胺膜和金属材料等。
振膜固定在扬声器的前端，当电流通过线圈时，线圈受到磁场力的作用，从而对振膜施加力，使其产生声音。
3.线圈：线圈是由绝缘导线绕成的螺线管，通常被固定在振膜的后端。
线圈通过与磁体产生的磁场相互作用，产生一个感应电流，这个感应电流会改变线圈内的电流方向，从而产生振动力，将振动传给振膜。
二、扬声器的工作原理扬声器的工作原理可以分为两个过程，即电声转换和机械振动。
1.电声转换：当音频信号输入到扬声器时，信号会经过功放进行放大，并通过线圈中产生出一个变化的电流。
由于线圈处在磁场中，根据电磁感应原理，这个变化的电流会产生一个感应电动势。
该感应电动势使得线圈受到一个施加在它上面的磁场力，这个力会将线圈作用于振膜上。
2.机械振动：振膜是一个轻薄的薄膜，当受到线圈施加的力时，它会产生振动。
振膜的振动频率与电流的频率相同，随着电流的变化，振膜也会相应地产生振动，从而产生声音。
整个过程中，磁场力的大小与电流的大小成正比，因此电流的大小可以控制扬声器的音量。
振膜的振动幅度与振膜的弹性和电流的大小有关，振膜的弹性决定了其驱动能力和声音的质量。
总结：扬声器是一种将电信号转换为声音的装置，它的工作原理通过磁感应定律和震动力学实现。
具体来说，电声转换包括音源信号的放大和线圈在磁场中受到的力的作用；而机械振动则是振膜受到线圈力的作用下产生的振动。
扬声器的构造包括磁体、振膜和线圈，这些部件相互配合实现音频的放大和声音的输出。
喇叭结构以及发声原理PPT课件
端子板：主要是起焊接外接引线，是外接线和音圈线的连接部件。 锦丝线：主要起音圈与端子板连接的作用。
发声原理
发声原理：弗来明左手定则。
手势: 食指/中指/拇指伸直,各为90度. (流)中指 : 导电体上供应电流的方向 (磁)食指 : 磁场方向(N极到S极) (力)拇指 : 导电体的运动方向
• 防尘帽：主要是防止灰尘及其它杂物进入磁路系统以及美观的作用。 对音质表现部分主控高频表现，因材质软硬 / 弧度大小而异, 材质有
Mylar / 绢布 / 铝 等。 • 悬边：其使用的材质会影响单体的低频，而其表现因材质软硬 / 弧度
大小 而异。一般材质包括泡棉边、橡樛边、布边（W形及M形）。 • 振膜：藉由推动振膜的快慢，来产生高低频率。包括铝膜、陶瓷膜、
藉由金属线圈依圆周方式缠绕的音圈，其导通电流产生电能，磁铁经由 电流导通而产生磁场极性排列，再藉由电流与磁场产生直角相交作用力 ，使音圈上下作用推动振膜，这瞬间一收一扩的节奏会造成WAVE-声波 或气流，而产生声音，发出声音。
发声原理
能量转换:
电能
磁能
动能
声能
音圈(线圈)：
缠绕的方向会影响单体的相位；使用的金属线的粗细形状及材质则会 影响单体的整体效率与耐热的程度，是否可承受大功率的阻抗。 ( 阻抗越高圈数越多、越细 )
全音域：即以一支单喇叭单体，可以涵盖大部份的频率（除了低频 及高频）表现，故名全音域。 同轴式：即在低音单体的轴心上，再加上一个高音或者再加上一 个中音喇叭而型成，所谓的同轴二音路或同轴三音路喇叭即是。 组合式：是透过几个大小不同的单体，在配合上由电容器、电阻、 电感等电子零件，所构成的被动式分音器，来分配不同的频率范 围，让大小不同的单体，接受不同的频率各司其职，称之组合式 或分离式喇叭。
喇叭发声的原理
喇叭发声的原理
喇叭发声的原理是利用震动物体产生声波的特性而实现的。
具体来说，喇叭由一个声振膜和一个共鸣腔组成。
首先，通过音源产生的电信号输入喇叭，经过放大器放大后，驱动声振膜振动。
声振膜通常采用传统的圆形或椭圆形设计，材料一般是聚酯薄膜或者陶瓷。
当声振膜振动时，它会把电能转换为机械振动能，并将其传递到空气中。
振动的声振膜会产生压力波，这些声压波以形成的声波形式向外传播。
声波是一种具有振动的气压变化的机械波，它能够在空气、水等介质中传播。
接下来，声波通过喇叭的共鸣腔进行放大和调节。
共鸣腔是喇叭内部的空腔，其形状和大小会影响到输出声音的频率范围、音量和音质。
共鸣腔通常由金属或塑料制成，其内部表面可能会附有声音的散射结构，以优化声音的辐射效果。
最后，喇叭将经过共鸣腔调整和放大的声波传播到周围的空气中。
声波通过振动空气颗粒，将声能传递给听者的耳朵。
总的来说，喇叭发声的原理可归结为：电能转化为机械振动能，然后再转化为声波能量，最后通过共鸣腔的调节和放大，将声音传播出来，使人们能够听到声音。
喇叭结构以和发声原理
喇叭结构以和发声原理喇叭结构及其发声原理喇叭（Loudspeaker）是一种将电能信号转换为声能信号的电声转换器件。
它通过振动电流所产生的磁场作用于一个包围着磁场的磁性电声振动设备，使其产生振动，从而在空气中产生声音。
喇叭结构的设计和发声原理决定了其声音的质量和效果。
喇叭结构可分为四个主要部分：振动单元、振膜、磁场系统和外壳。
振动单元是喇叭结构的核心部分，它通过电流通过在磁场中振荡来产生声音。
振动单元由磁体、音圈和振膜构成。
磁体一般采用强大的稀土磁体，可以在磁场中产生强大的磁力。
音圈是一个绕在永磁磁体上的螺线管，在通过音频信号时产生电磁力。
振膜则是一个连接音圈与喇叭外壳的薄膜，一般由纸、塑料或金属等材料制成。
磁场系统是喇叭结构的重要组成部分，它通过产生强大的磁场来驱动振动单元的振荡。
磁场系统主要由两个磁体构成，一个是固定的磁体，一般为永磁磁体；另一个是活动的磁体，也称为磁钉，它与振膜紧密相连。
当音频信号经过音圈时，产生的电流会在磁场中产生电磁力，使振膜和磁钉一起振动。
外壳是喇叭结构的保护层，它起到固定和支撑振动单元的作用。
外壳一般由塑料、木材或金属等材料制成，其形状和结构也会对声音的传播和分布产生影响。
根据以上的结构组成，喇叭的发声原理可以总结为以下几点：1.音频信号合流：音频信号首先经过电子设备进行处理，然后通过导线导入喇叭结构。
音频信号会通过音圈，产生电流，进而激发振膜的振动。
2.电流激励振膜：音圈中的电流在磁场中产生电磁力，这个电磁力会通过振膜传递出去。
振膜受到电磁力驱动，开始进行快速的振动，这个振动将会产生声波。
3.磁场引起振膜振动：在磁场中，磁钉和振膜相互作用，使振膜发生磁性振动。
磁钉也会产生振动，进一步增强了振膜的振动效果。
4.声波产生与扩散：振膜的振动将声能转化为空气中的压力变化，进而产生声波。
声波的特性和频率受到振膜振动的影响。
声波通过喇叭结构的传导作用，从而扩散到周围空间。
综上所述，喇叭结构以及其发声原理是通过将电能信号转换为声能信号的过程。
喇叭结构以及发声原理
VS
阻抗匹配
指功放与喇叭之间的阻抗匹配，如果阻抗 匹配不当，会导致声音失真或功率损失。
功率容量
功率容量
持续最大声压级
指喇叭所能承受的最大功率。功率容量越大， 喇叭在大音量下不易失真或损坏。
指在持续播放状态下，喇叭所能达到的最大 声压级。较高的持续最大声压级意味着喇叭 在播放音乐时能够提供更大的动态范围和更 清晰的音质。
根据喇叭的形状，可以分为圆形、椭圆形、锥形等。
组成部件
振动膜
是喇叭的核心部件，通过振动膜的振 动产生声音。
02
磁铁
固定在振动膜上，通过电流产生磁场， 与固定在喇叭框架上的磁铁相互作用， 使振动膜振动。
防尘盖
保护内部部件，防止灰尘进入。
01 05
03
音圈
绕在磁铁上的线圈，通过电流产生磁 场，与固定在喇叭框架上的磁铁相互 作用，使振动膜振动。
04
喇叭的应用
音响系统
家庭音响
用于家庭娱乐，提供高质量的音频输出，用于 播放音乐、电影等。
专业音响
在音乐会、剧院、会议中心等场所使用，用于 提供清晰、动态的音频效果。
公共广播
在商场、车站、机场等公共场所，用于通知和安全疏散。
公共广播系统
Байду номын сангаас
紧急广播
在紧急情况下，如火灾、地震等，用于快速 通知和疏散人群。
喇叭结构以及发声原 理
contents
目录
• 喇叭结构 • 发声原理 • 喇叭性能参数 • 喇叭的应用 • 喇叭的维护与保养
01
喇叭结构
类型与分类
按尺寸分类
根据喇叭的尺寸，可以分为小型喇叭、中型喇叭和大 型喇叭等。
按用途分类
喇叭发声原理是共振
喇叭发声原理是共振喇叭是一种将电信号转化为声音信号的装置，其工作原理是共振。
共振是指在一定的条件下，一个振动系统会以最大振幅响应一个特定的频率。
喇叭的发声原理基于共振的特性，通过合理的设计和调整，使得电信号能够以最高效率地转化为声音信号。
具体来说，喇叭的发声单元由振动系统和共鸣腔两个部分组成。
振动系统由振动片和振动线圈组成，共鸣腔是由喇叭的空腔形成的。
振动片是喇叭发声的关键部件，它通常由薄膜材料制成，如纸张、塑料等。
振动片的外部有一根细长的线圈，称为振动线圈。
当电信号通过振动线圈时，会在其上产生电流，进而产生磁场。
根据电磁感应定律，电磁场会与振动片上的磁场相互作用，导致振动片产生振动。
共鸣腔是喇叭发声的辅助装置，它是喇叭的空腔部分。
共鸣腔的设计取决于发声的频率范围和特点。
当振动片产生振动时，空气压缩和稀薄的往复运动会在共鸣腔中形成压力波。
由于共鸣腔的形状和空气流动的特点，压力波会被进一步放大和调整。
当振动片的振动频率与共鸣腔的固有频率相匹配时，共振现象会发生。
在共振频率下，振动片的振幅会达到最大值，从而使得声音信号产生最大的输出。
为了实现最佳的声音输出效果，喇叭的设计需要考虑多种因素，包括振动片的材料和形状、振动线圈的电流和振动范围等。
此外，共鸣腔的形状和尺寸也会对声音的质量和音量产生影响。
总之，喇叭发声的原理是共振。
通过合理的设计和调整，利用振动片和共鸣腔的共振特性，将电信号转化为声音信号。
喇叭的工作原理对于声学技术的发展具有重要的意义，它被广泛应用于音响设备、通信系统和其他各种场合中。
喇叭结构以及发声原理
专业音响
在音乐会、剧院、会议中心等场合，专业音响设备中的喇叭能够确保声音清晰、准确还 原，满足高标准的音质要求。
乐器
电吉他
电吉他使用的喇叭能够将电子信号转化为声 音，使电吉他的音色更加饱满、富有动态。
萨克斯风
振动发声原理
总结词
通过振膜的振动，将机械能转换为声 波的形式传播出去。
详细描述
当振膜受到驱动力（如电磁力）时， 它会开始振动。这种振动通过空气的 传递，将机械能转换为声波的形式传 播出去，被人耳所感知。
声波传播原理
总结词
声波在空气中传播时，遇到障碍物会发生反射、折射和衍射等现象。
详细描述
声波在空气中传播时，遇到障碍物（如墙壁、天花板等）会发生反射，使声音传 递的方向发生变化。当声波通过不同密度的介质时，会发生折射，使声波的传播 方向发生改变。此外，声波还会发生衍射现象，绕过障碍物继续传播。
导波系统
开口部
位于振动膜背面的开口，用于导 引声波向外辐射。
导波管
连接开口部与外部的管道，用于控 制声波的传播方向和扩散角度。
扩散片
一种扩散声波的结构，通常为圆锥 形或球形，用于将声波扩散到各个 方向。
磁路系统
磁铁
通常为永久磁铁或电磁铁，产生磁场。
01
铁芯
导磁材料制成的结构，用于增强磁场并 集中磁力线。
02
03
间隙
磁铁与铁芯之间的空间，是磁场作用 的关键区域，音圈在此区域内受到磁 场力的作用而驱动振动膜振动。
02
发声原理
电磁感应原理
总结词
利用磁场中线圈的通断电，产生变化 的磁场，进而驱动振膜产生振动发声。
喇叭发声原理是共振
喇叭发声原理是共振喇叭是一种声学设备，用于将电信号转换为声音信号，并增强声音的响度和扩散范围。
喇叭的发声原理主要基于共振效应。
共振是指在一个物体受到外界激励后，当激励频率与物体的固有频率相同时，物体会发生共振，能量得到增强。
在喇叭中，共振效应通过声波的传播来实现。
喇叭的主要部分包括振膜、振荡器和围堵器。
振膜是喇叭发声的核心部分，通常使用聚酰亚胺等材料制成，其特点是轻薄、柔软且有高频率响应。
振膜随着电流的通过而产生振动，从而使空气颤动，形成声波。
振膜在发声过程中与空气之间的振动传递是共振产生的关键。
振膜的振动是由振荡器产生的电信号引起的。
振荡器一般由电磁线圈和磁铁组成。
当电信号通过线圈时，线圈会在磁铁的作用下产生磁场。
这个磁场会与一个固定在振膜上的永久磁铁产生互相排斥的力或互相吸引的力。
这个力会使得振膜产生振动。
振荡器的作用类似于音箱中的扬声器单元，它将电信号转换为振动信号。
为了使得振膜能够以最佳方式振动，并将振动声音传递到外部空气中，喇叭中通常还会设置一个围堵器。
围堵器通常采用封闭或半封闭结构，将振动的空气限制在一个相对封闭的区域内。
这样，振荡器产生的振动能够以相对集中的方式传递到振膜上，并在围堵器中形成较为高强度的声波。
围堵器的设计结构和形状对喇叭的音质和响度有一定影响。
喇叭的发声原理还与共振腔有关。
共振腔是指喇叭内部的空腔，它通过振动的方式增强声音的响度。
共振腔的大小和形状会对发声效果产生影响。
常见的喇叭类型包括抛物面喇叭、圆锥喇叭和角锥喇叭等，它们的共振腔形状和设计都有所差异。
综上所述，喇叭的发声原理是基于共振效应的。
振膜的振动产生声音信号，通过振荡器和围堵器的作用，将声音信号转换为空气中的声波。
共振腔的设计能够增强声音的响度和扩散范围。
喇叭广泛应用于音响设备、扩音设备、汽车音响系统和电视等领域，提供了高质量的音频体验。
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音箱
•由喇叭单体靠共振来发音的，没有音箱的喇叭发出的音波就会相互 抵销；使喇叭的效率减低，所以我们就要使用隔板将喇叭前后隔开 所以才有密闭音箱的产生 。
•音箱按制作的材料来分主要是分为木制和塑料两种。塑料音箱箱体 单薄，较无法克服声谐振。木制音箱则降低了箱体谐振所造成的音 染，音质普遍好于塑料音箱。 •简单的说音箱硬度要够，用手指敲击全部外壳声音越平均的音箱越 佳，其代表音箱的构造密度较平均，故共振干扰较少。
在一起，起着整体附着和连接的作用。
端子板：主要是起焊接外接引线，是外接线和音圈线的连接部件。
锦丝线：主要起音圈与端子板连接的作用。
发声原理
发声原理：弗来明左手定则。 手势: 食指/中指/拇指伸直,各为90度. (流)中指 : 导电体上供应电流的方向 (磁)食指 : 磁场方向(N极到S极) (力)拇指 : 导电体的运动方向 藉由金属线圈依圆周方式缠绕的音圈，其导通电流产生电能，磁铁经由 电流导通而产生磁场极性排列，再藉由电流与磁场产生直角相交作用力 ，使音圈上下作用推动振膜，这瞬间一收一扩的节奏会造成WAVE-声波 或气流，而产生声音，发出声音。
• 喇叭单体以它的”特性”来区分音域，大概可分为： 全音域、同轴式、组合式（又称分离式）三大类。 全音域：即以一支单喇叭单体，可以涵盖大部份的频率（除了低频 及高频）表现，故名全音域。 同轴式：即在低音单体的轴心上，再加上一个高音或者再加上一 个中音喇叭而型成，所谓的同轴二音路或同轴三音路喇叭即是。 组合式：是透过几个大小不同的单体，在配合上由电容器、电阻、 电感等电子零件，所构成的被动式分音器，来分配不同的频率范 围，让大小不同的单体，接受不同的频率各司其职，称之组合式 或分离式喇叭。
6、极性： 在扬声器的输入端加上脉冲直流信号，如果振摸向前推动，则与直流电压正端相接的 为喇叭的正极，反之为负极，如果接反，则喇叭振动的相位将不正确。
喇叭生产工艺流程：
Thank You!
音箱喇叭(双峰)─以阻抗曲线第一波峰与第二波峰间的波谷对应横坐标的点 即为Fb，第一波峰为导音管F0，第二波峰则为单体F0。 音箱喇叭+高音单体(三峰)─仍以阻抗曲线波峰与波峰间的波谷对应横坐标 的点即为Fb，第三波峰即为高音单体的F0。
喇叭基本电气参数：
1、直流阻抗(Ohm)： 以静态扬声器来测其阻抗，所以求的的结果是直流阻抗，就是音圈上所绕的铜线总长 的阻抗值。直流阻抗不受频率的影响。
(振膜 = 防尘帽(盖) + 振动板 +悬边)
结构作用及特性
• 磁铁：包括铝镍钴Alnico（天然磁铁）、钕、Ferrite（铁）。以Alnico磁 数密度（磁力）最高，钕其次，铁最低。磁数密数越高，控制力越佳， 越能获得真实的声音，内磁为钕铁錋本身具有防磁作用，外磁为铁氧 体，须有特别设计才有防磁作用。
2、交流阻抗(Ohm)： 在动态的扬声器，即通电以后所求得的交流阻抗值。 ( 通常对音圈的公差要求是±15%。) 3、标准输入功率(W)：就是扬声器的额定承受功率，为保证值。 4、最大输入功率(W)：指扬声器的最大承受功率，仅承受1秒内峰值电压，非保证值。
5、出力音压，又称灵敏度(dB）： 灵敏度也叫特性灵敏度，一般规定为扬声器放在消声室隔板上输入端加上相当于在额 定阻抗上一瓦电功率的信号电压时，在参考轴上离参考点一米处产生的音压时，用分 贝“（dB）”单位表示特性灵敏度。扬声器灵敏度高低与扬声器振动系统的性能及气 隙中磁感应强度的大小有较大关系。
喇叭参数测试方法：
当反馈给扬声器的恒定的电压时，扬声器在参考轴上所辐射的声压随频率而变化的曲 线称为声压频率响应曲线。
频率响应曲线SPL vs Freq.
频率响应曲线 SPL vs Freq.
人耳所能听到的频率范围为20Hz─20KHz， ( <20Hz称为次声，>20KHz称为超声 ) 图标纵坐标─表示声压级，单位是dB。 图标横坐标─表示频率，单位是Hz。 图标左侧为低音单体频响曲线，右侧为高音单体，包含左右的是音箱。 从频响曲线可以知道几个重要参数： 特性灵敏度(SPL)： 以一瓦电功率，在一米距离处所测得的声压，并由频响曲线取四个点所得 平均值即为平均音压。 有效频率范围(F0~20KHz)： 可由SPL-10 dB，这样一条直线与曲线相交两点，这两点之间就是有效频率 范围。如上图音箱的有效频率范围是45Hz─20KHz，低音单体有效频率范 围是40Hz─3KHz，高音单体有效频率范围则是1800Hz─20KHz。 频响曲线越平直越好，带宽则越宽越好。
弹波 (保持磁间隙与增加功率承受) 华司(导磁与增加磁场)
磁铁(产生磁场)
U铁(内增加磁场与外防磁)
喇叭单体结构(外磁)
结构作用及特性
• 喇叭是由三大部分组成：振动系统，磁路系统和支撑系统。 振动系统包括：音圈、弹波、振膜。 磁路系统包括：U铁（T铁）、磁铁、华司。 支撑系统包括：盆架、垫圈、防尘盖、端子板、引线。
喇叭结构与发声原理
•喇叭单体结构(内磁/外磁) •结构作用及特性 •发声原理 •喇叭音域 •音箱 •测试方法 •频响曲线 •阻抗曲线 •喇叭基本电气参数 •喇叭生产工艺流程图
Agenda
喇叭单体结构(内磁)
防尘帽(盖) (高频) 悬边 (低频) 振动板(中频)
盒架
音圈纸管
垫圈(气密)
音圈 (通电导电)
发声原理
能量转换:
电能
音圈(线圈)：
磁能
动能
声能
缠绕的方向会影响单体的相位；使用的金属线的粗细形状及材质则会 影响单体的整体效率与耐热的程度，是否可承受大功率的阻抗。 ( 阻抗越高圈数越多、越细 )
喇叭音域
• 音质频段的划分：( 低、中、高个频段划分 ) 20~500Hz为低频；500~4000Hz为中频；4000~20KHz为高频。 喇叭则按此分为高音扬声器、中音扬声器、低音扬声器和 全频带扬声器。
U铁：主要在支撑磁铁与线圈的位置，其散热孔的设计影响单体散热的 程度，磁铁与U铁的间隙则会影响单体的效率。
垫圈： 客户机构防与气密 / 振膜与盆架气密，主要让振膜和盆架更好地黏 合，以及喇叭边缘高度控制的作用 。
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音圈：一般采铜线圈、圆形线。其能使线圈与磁铁密合，间隙小，因 此效率高。线圈缠绕的粗细与圈数则会影响喇叭的阻抗。 盆架：是使各部分（振动系统、磁路系统、支撑系统）牢固地结合
阻抗曲线Imp. vs Freq.
阻抗曲线Imp. vs Freq.
阻抗曲线Imp. vs Freq.
阻抗曲线Imp. vs Freq.
从阻抗曲线可以知道几个重要参数： 阻抗值(Ohm)：
图示波峰过后最低点对应纵坐标即为阻抗值，
最低共振周波数(F0)：
单体喇叭(单峰)─以阻抗曲线波峰对应横坐标的点即为F0。
防尘帽：主要是防止灰尘及其它杂物进入磁路系统以及美观的作用。 对音质表现部分主控高频表现，因材质软硬 / 弧度大小而异, 材质有 Mylar / 绢布 / 铝 等。 悬边：其使用的材质会影响单体的低频，而其表现因材质软硬 / 弧度 大小 而异。一般材质包括泡棉边、橡樛边、布边（W形及M形）。
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振膜：藉由推动振膜的快慢，来产生高低频率。包括铝膜、陶瓷膜、 蚕丝膜、钛膜、铍膜，以纸膜的低频特性较佳。以铍膜的材质为最轻。 相同材质而言，较大尺寸的振膜能获得较佳的低频响应。