扬声器工作原理和主要特性参数

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。