揚聲器工作原理

1、揚聲器原理第一部分一般原理1 .揚聲器的定義1993年由版的電聲辭典指由：揚聲器是能將電信號轉(zhuǎn)換成聲信號并輻射到空氣中去的電聲換能器揚聲器”一詞是由“Speaker"、“Loudspeaker”而來。揚聲器俗稱喇叭。2.揚聲器的分類按工作原理分類，可分電動式、電磁式、靜電式、壓電式、離子式等。V按輻射方式分類，可分為直接輻射式揚聲器、號筒式揚聲器、耳機揚聲器。V按用途分類分為：高保真（Hi-Fi）揚聲器、監(jiān)聽揚聲器、擴聲類揚聲器、收音機、錄音機、電視機用揚聲器、警報用揚聲器、水下及船舶揚聲器、汽車揚聲器、還有家庭影院要求的揚聲器。3 .動圈式揚聲器工作原理在各種類型的揚聲器中，運用最

2、多、最廣泛的是電動式揚聲器，又稱動圈式揚聲器，它是應(yīng)用電動原理的電聲換能器件。根據(jù)法拉第定律，當(dāng)載流導(dǎo)體通過磁場時，會受到一個電動力，其方向符合弗來明左手定則，力與電流、磁場方向互相垂直，受力大小與電流、導(dǎo)線長度、磁通密度成正比。當(dāng)音圈輸入交變音頻電流時，音圈受到一個交變推動力產(chǎn)生交變運動，帶動紙盆振動，反復(fù)推動空氣而發(fā)音。目前使用最廣泛的紙盆揚聲器、號筒揚聲器都屬于電動式揚聲器。揚聲器尺寸標示方法圓形揚聲器的標稱尺寸通常用揚聲器盆架的最大直徑表示，如我們平時所說的8英寸揚聲器，它的盆架外徑為200MM;橢圓形揚聲器的標稱尺則用橢圓的長短軸表示，如我們平時所說的4X6英寸揚聲器的盆架尺寸為10

3、0M林160MM;習(xí)慣上常用英寸表示，兩者之間關(guān)系是1英寸約等于25.4MMo4 .揚聲器的結(jié)構(gòu)錐形揚聲器是目前應(yīng)用最廣泛的電動式揚聲器，也是一種直接輻射式揚聲器，它通過一個呈圓錐形的錐盆直接向周圍空間輻射聲波。一只完整的錐形揚聲器可分成以下三大部分：振動系統(tǒng)由錐盆、折環(huán)、定位支片、防塵罩和音圈組成；磁路系統(tǒng)由磁體、上導(dǎo)磁板、下導(dǎo)磁板、磁極心組成；輔助系統(tǒng)則由盆架、壓條、引曲線和接線端片等組成。5 .錐盆錐盆是揚聲器的主要發(fā)聲部件，在一定程度上決定了揚聲器的有效頻率范圍和失真大小。根據(jù)錐盆截面形狀的不同，錐形揚聲器的錐盆可以分為直線形、拋物線形和指數(shù)形3種，不同的截面形狀曲線，具頻響曲線不一致

4、，音質(zhì)也會有所不同。指數(shù)形適合做中高頻或全頻帶揚聲器，拋物線形適合做低頻單元。6 .折環(huán)6.1折環(huán)是指揚聲器錐盆（或振膜）的四周支持部分，它有以下幾點作用：1、對揚聲器振動系統(tǒng)進行軸向定位。2、折環(huán)和定心支片的順性，決定揚聲器的諧振頻率。3、折環(huán)本身的阻尼性，使諧振和反射都減小。4、折環(huán)還應(yīng)有一定氣密性，不然會有反相聲波由現(xiàn)，造成聲短路。6 .2根據(jù)折環(huán)的作用，可歸納由對折環(huán)的要求：1、能是振膜在振動軸向的順性大。2、使振摸在橫向剛性強。3、在盡可能大的振幅范圍內(nèi)，使驅(qū)動力與位移成線性關(guān)系。4、環(huán)無諧振和反相振動。5、質(zhì)量要盡量輕。6、制造工藝不太困難。目前揚聲器中使用的折環(huán)主要有紙折環(huán)、布折

5、環(huán)、泡沫折環(huán)和橡膠折環(huán)4種。這幾種折環(huán)的內(nèi)阻尼互不相同。折環(huán)的形狀對揚聲器的性能有很大的影響，常見的有波紋式和圓環(huán)式兩種。7 .定心支片定心支片是振動系統(tǒng)中影響揚聲器品質(zhì)的又一重要元件。定心支片和折環(huán)的勁度是決定揚聲器諧振頻率的因數(shù)之一，定心支片振動時振幅的線性程度也在一定程度上影響揚聲器的失真大小。7.1定心支片的主要作用：1、保持音圈在磁隙中的正確位置；2、保證音圈在受力時，振動系統(tǒng)沿軸向往復(fù)運動；3、和振動系統(tǒng)的音圈、振膜共同決定揚聲器的諧振頻率；4、防止灰塵進入磁隙。7 .2定心支片的特性和對它的要求1、柔軟度（順性）。它影響揚聲器的諧振頻率，取決于定心支片的形狀的材料的硬度。2、最大

6、位移量。它關(guān)系到揚聲器的最大振幅，取決于定心支片外徑與內(nèi)徑的距離和定心支片的形狀。3、位移的線性。它體現(xiàn)了定心支片對驅(qū)動力的順從性，限定了振幅的范圍，超過此范圍，振幅增加減慢，呈飽和狀態(tài)，它取決于定心支片的材料和形狀。4、位移的復(fù)原性。當(dāng)定心支片受外力作用產(chǎn)生位移，在外力除去后，位移可能不恢復(fù)至零，類似于磁體的磁滯現(xiàn)象，它取決于定心支片的材料和形狀。5、要兼顧可靠性、實用性、質(zhì)量輕、耐濕性、難燃性、耐久性、耐折性、適當(dāng)透氣性（減少定心支片振動時封閉空間的壓力）、密封性，并盡量減少異常諧振。8 .防塵罩防塵罩是一種用紙質(zhì)或聚酯塑料等材料制成的球頂狀防護罩，安裝在錐盆根部與音圈結(jié)合部，它的作用：1

7、、用來增加結(jié)合部的剛性，改善揚聲器的高頻特性；2、防止金屬屑和灰塵進入磁氣隙。目前使用防塵罩有凸形、凹形、平形、網(wǎng)形等。材質(zhì)有布、氈、紙、PP、金屬等。9 .音圈音圈是揚聲器的驅(qū)動元件，通常用銅漆包圓線在圓柱形骨架上繞制而成。整個音圈分兩層或四層繞制，目的是使線圈的引由線兩端均朝向錐盆一側(cè)，使引生線能牢固地焊接在錐盆上。為了防止揚聲器音圈在流過較大音頻電流時因過熱而損壞，目前許多揚聲器已采用鋁鎂合金骨架，KAPTON,TIL骨架。10 .磁體磁體是一種硬磁性材料燒結(jié)而成的圓環(huán)，其作用是在揚聲器磁氣隙中產(chǎn)生具有一定磁感應(yīng)密度的恒磁場。前幾年生產(chǎn)的揚聲器大多使用鈿或鋼鐵氧體磁體。鋁銀鉆和鉉鐵硼是一

8、種新型的磁性材料，比傳統(tǒng)的鐵氧體磁體具有更高的磁能級，使用這些磁體用明顯提高揚聲器的性能指標，縮小揚聲器體積。但是價格較貴。11 .上、下夾板、極心上、下夾板是一種用導(dǎo)磁性能良好的低碳鋼或純鐵制成的圓環(huán)形鐵板，極心是用同體材料制成的圓柱形鐵心，極心和下夾板通常直接鐘合在一起。它們的作用是給磁體所產(chǎn)生的磁場提供一個磁回路，并在上夾板和極心之間形成一個均勻的磁氣隙。12 .盆架盆架的作用是將錐形揚聲器的振動系統(tǒng)和磁路系統(tǒng)組合成一個牢固的整體。錐形揚聲器的盆架大多是薄鋼板沖制成有斜壁的環(huán)狀體。一些大功率HiFi用揚聲器為了進一步減小因盆架振動而引起的失真，其盆架則用鋁合金澆鑄或冷擠成型。低頻揚聲器為

9、了能很好地重放低音，諧振頻率一般都設(shè)計得較低，揚聲器工作時錐盆的振動幅度較大。因此，低頻揚聲器盆架的斜壁上通常都開有4個或6個花檔沖孔，作用是避免錐盆振動時被封閉在錐盆和盆架之間的空氣給振動系統(tǒng)增加一個額外負載。為了增加盆架的機械強度，盆架上一般都設(shè)有特殊的皺折和凸筋。中頻和高頻揚聲器由于諧振頻率較高，錐盆的振動幅度較小，錐盆和盆架之間的空間已能滿足要求，盆架上不設(shè)有上述通孔，密封的后腔更能有效地防止錐盆后側(cè)發(fā)生的聲波與其他揚聲器發(fā)生的聲波相互干擾。13 .額定阻抗揚聲器的額定阻抗是一個純電阻的阻值。在確定信號源的有效電功率時，用它來代替揚聲器，此值由產(chǎn)品標準規(guī)定；在與放大器等匹配、測量阻尼系

10、數(shù)時此值皆有用途。在額定頻率范圍內(nèi)，阻抗模值的最低值不應(yīng)小于額定阻抗的80%。國家標準GB/T9397-1996直接輻射式電動揚聲器通用規(guī)范中規(guī)定，額定阻抗優(yōu)選值系列為4Q、8Q、16Q、25Q、50Q、100Q,或由產(chǎn)品標準規(guī)定。實際上揚聲器生產(chǎn)廠都生產(chǎn)系列阻抗的揚聲器供用戶選擇。揚聲器的阻抗完整地說是標稱阻抗，是揚聲器輸入端的阻抗，對于紙盆揚聲器來說，是在阻抗曲線上低頻共振頻率以上的第一個阻抗最小值，通常是阻抗曲線上沒有顯著峰值的1KHZ的阻抗。阻抗與放大器的輸由阻抗有密切的關(guān)系，這就是我們后面要提到的阻尼系數(shù)。有了阻抗值可以按下式計算揚聲器的輸入功率為P=U2/Z式中Z揚聲器的阻抗（Q）

11、;U音圈兩端的電壓（V）。阻抗的允許偏差通常為M5%第二部分阻抗曲線阻抗曲線是指揚聲器的阻抗模值隨頻率變化的曲線。揚聲器的阻抗曲線如圖3-1所示，它在最低共振頻率附近急劇上升，在高頻部分隨音圈電感增加而加大。在圖3-1中，縱軸表示阻抗（Q）,橫軸代表頻率（Hz）,通常采用對數(shù)刻度。曲線的峰是由紙盆、音圈、定心支片等振動系統(tǒng)共振造成的。而此曲線中部最小值相當(dāng)于揚聲器的額定阻抗，通常比直流阻抗大10%30%o可以根據(jù)揚聲器直流阻抗估算揚聲器阻抗，揚聲器的阻抗實際上由三部分組成，如圖3-2所示a線表示揚聲器音圈的直流阻抗，不隨頻率變化（嚴格地講會隨溫度變化）；b線表示電感部分，根據(jù)電感特性具感抗隨頻

12、率上升而增加，和音圈的繞法、匝數(shù)有關(guān)；c線表示反電動勢部分，當(dāng)音圈振動時會產(chǎn)生一個反電動勢，反電動熱產(chǎn)生的電流與輸入電流方向相反，事實上相當(dāng)于減少輸入電流，換句話說即阻抗增高。在共振頻率時振動最大，等于電阻值增大。阻抗曲線是了解揚聲器性能的一個窗口。1 .共振頻率由圖3-1的阻抗曲線可見，在低頻段更一頻率其阻抗值最大，此時的頻率稱之為揚聲器的共振頻率，記為FO,即在阻抗曲線上揚聲器阻抗模值隨頻率上升的第一個主峰對應(yīng)的頻率。揚聲器是一個振動系統(tǒng)，共振頻率與揚聲器的質(zhì)量和順性有關(guān)，即振動系統(tǒng)的質(zhì)量愈大，紙盆折環(huán)、定心動片愈柔軟，則順性愈大，共振頻率愈低，反之共振頻率愈高。寫成公式為fO=1/2兀S

13、QRT(1/m*c)式中m0振動系統(tǒng)的質(zhì)量；c0振動系統(tǒng)的順性。我們常常希望降低揚聲器的共振頻率，但是有一定限度。增加振動系統(tǒng)質(zhì)量固然可以降低共振頻率，但質(zhì)量增加會使揚聲器輸由聲壓降低；增加振動系統(tǒng)的順性在一定范圍可以降低共振頻率，但是順性增大會使振動系統(tǒng)振幅增加及振動系統(tǒng)強度減弱，兩者都導(dǎo)致失真加大，因此共振頻率有一個適當(dāng)值。一般情況下?lián)P聲器口徑愈大其共振頻率愈低。共振頻率是揚聲器重放的起點，也是低頻重放的下限。在共振頻率以下，揚聲器的輸由聲壓隨頻率的平方而下降。揚聲器的共振頻率會隨溫度、濕度的變化而變化，這種變化在全紙盆揚聲器時代比較明顯。由于空氣里濕度過大，振膜吸潮使質(zhì)量增加，折環(huán)柔軟，

14、使共振頻率下降，下降幅度近10%溫度上升也有使共振頻率降低的趨勢。有人覺得在細雨朦朧之中聽音樂別有一番情趣，除了心情、環(huán)境因素以外，揚聲器共振頻率的微妙變化也是一種契機。近年來揚聲器振膜材料和工藝的改進，如聚丙烯、碳纖維、金屬等振膜的采用，各種復(fù)合折環(huán)的由現(xiàn)，振膜防潮劑、濕強度劑的改進，都促使揚聲器的共振頻率趨于穩(wěn)定。揚聲器的共振頻率隨輸入功率的大小和工作時間的長短也會有些變化。根據(jù)我們的實驗，共振頻率會在加入功率一段時間略有下降，然后趨向穩(wěn)定。有人買來音箱喜歡先加功率工作一段時間(稱之為煲機，我們既不反對也不提倡)，其作用是使揚聲器共振頻率穩(wěn)定。2 .功率揚聲器的功率是選擇、使用揚聲器的重要

15、指標之一。功率用瓦(W)、伏安(V?A)來表示，揚聲器使用的是視在功率，故用V?A更合適。本來功率有準確的定義，國際國內(nèi)都有可依據(jù)的標準。由于利益驅(qū)動莫些國內(nèi)外廠家，功率標注相當(dāng)混亂。既騙了顧客，又向自己招牌潑污水。在這里我們根據(jù)權(quán)威的IEC268-5(1989)、GB/T9396-1996,對各個功率定義予以說明。(1)額定噪聲功率(功率承受能力)。在額定頻率范圍內(nèi)饋給揚聲器以規(guī)定的模擬節(jié)目信號，而不產(chǎn)生熱和機械損壞的相應(yīng)電功率。其定義為U/R,U是額定噪聲電壓，R是額定噪聲電阻。這時額定頻率范圍是指由制造廠規(guī)定的揚聲器頻率范圍”；額定噪聲電壓指在額定頻率范圍內(nèi)饋給揚聲器以規(guī)定的模擬節(jié)目信號

16、，而不產(chǎn)生熱和機械損壞的信號電壓模擬節(jié)目信號是指更接近實際使用情況下的信號，是由粉紅噪聲信號通過一專用濾波器得到的。在揚聲器設(shè)計定型和生產(chǎn)定型時，要求揚聲器在額定噪聲功率輸入狀況下工作100h,這是一個嚴格的、負責(zé)的要求。通過這個100h的試驗，足可保證揚聲器在正常狀況下安全無誤地工作。在大量生產(chǎn)中可用1.2倍噪聲功率試驗48h。(2)長期最大功率。與長期最大電壓相對應(yīng)的電功率，其定義為U2/R,式中U為長期最大輸入電壓，R是額定阻抗。這里長期最大電壓指揚聲器能承受持續(xù)時間為1min、間隔為2min、重復(fù)10次的模擬節(jié)目信號，而不產(chǎn)生永久性損壞的最大信號電壓。這人長期最大功率意味著揚聲器長時間

17、承受功率的上限。(3)短期最大功率。與短期最大輸入電壓對應(yīng)的電功率。其定義為U2/R,U為短期最大輸入電壓，R是額定阻抗。短期最大輸入電壓指揚聲器能承受持續(xù)時間為1s、間隔為60s、重復(fù)60次的模擬節(jié)目信號而不產(chǎn)生永久性損壞的最大的信號電壓。它意味著揚聲器短期能承受功率的上限。在一些資料中瞬時功率”、音樂功率”、峰值功率”的含義為短期最大功率，這些功率值大于額定噪聲功率。揚聲器功率問題之所以重要，首先關(guān)系到它的壽命、可靠性；還關(guān)系到重放聲音的質(zhì)量。揚聲器額定噪聲功率之所以受到限定，主要是輸入功率加大會引起音圈溫度的提高和失真的加大。電動式揚聲器的效率是很低的，通常只有千分之幾，大部分能量轉(zhuǎn)化為

18、熱能。這種熱能一部份向空間逸散，一部分使音圈溫度升高。音圈溫度升度會導(dǎo)致粘合劑的軟化和音圈的膨脹變形。一般情況下輸入功率愈大，溫度上升愈高；輸入功率愈大，溫度上升愈快。揚聲器的口徑愈大，相應(yīng)輸入功率也大。另外揚聲器在振動時有一個最大線性范圍，超過這個范圍失真就會加大。揚聲器振動還有一個機械允許范圍，超過這個范圍揚聲器會產(chǎn)生機械損傷甚至是不可挽回的損傷。從這個意義講，額定功率指標的重要性是第一位的。3 .特性靈敏度揚聲器作為電聲換能器我們自然關(guān)心它的效率，對于揚聲器來說用聲壓級、特性靈敏度來表示比較方便，這里介紹下面幾個概念。(1)指定頻帶內(nèi)的特性靈敏度。在自由場條件下的指定頻帶內(nèi)，輸入到揚聲器

19、功率相當(dāng)于1W的粉紅噪聲信號，在參考軸上距離參考點1m的聲壓。所謂自由場指的是沒有聲反射的空間。在空間中，點聲源所輻射的聲壓p與測試距離r的關(guān)系應(yīng)滿足p與r成反比，通常利用消聲室來測量。(2)指定頻帶內(nèi)的特性靈敏度級。即以對數(shù)表示的特性靈敏度。特性靈敏度與基準聲壓比值的對數(shù)值乘以20,用dB表示?；鶞事晧簽?X10-5Pa。(3)這里提到的粉紅噪聲是一種噪聲信號，指用正比于頻率的頻帶寬測量時，其頻譜連續(xù)并且均勻的噪聲。也就是說，它是在寬廣的頻帶內(nèi)等比例帶寬能量相同的噪聲。這里提到參考軸，是將平行于揚聲器的莫定義平面稱參考面，通過揚聲器軸與參考面相垂直的線稱為參考軸，參考軸與參考面的交點稱為參考

20、點。(4)經(jīng)常遇到的是，當(dāng)揚聲器輸入功率不是1W,而是其他功率值時，這時的輸由聲壓級可以按公式計算為SPLmax=Lp+10lgW0式中Lp特性靈敏度級；W0此時輸入功率。除了不同輸入功率的輸由聲壓級不同以外，不同距離的收聽聲壓級也不同。輸由聲壓級的降低與距離平方成比例，揚聲器的特性靈敏度級過小，在使用時會消耗更多功率。但也不是靈敏度愈高愈好，過高容易失真加大。這里講到的特性靈敏度級定義是根據(jù)IEC268-5和GB/T9396-1996標準而定，與日本標準有所不同。根據(jù)日本標準JISC553,表示靈敏的指標稱為輸由聲壓級，系指在規(guī)定的頻帶或頻率內(nèi)，供給揚聲器1W的功率，在參考軸上距參考點1m處

21、聲壓級的平均值，通常是4點頻率的平均值，即200Hz、250Hz、300Hz、400Hz,輸入為正弦信號。4 .自由場和半空間自由場下的響應(yīng)通常見到的揚聲器頻率響應(yīng)曲線，有一個不言而喻的先決條件，它是在自由場或半空間自由場條件下測得的。因為只有在自由場條件下才能測得單純是揚聲器的頻響曲線。因此對于揚聲器頻率響應(yīng)比較完整的規(guī)定是在自由場或半空間自由場條件下，在相對于參考軸和參考點的指定位置，以規(guī)定的恒定電壓測得的作為頻率函數(shù)的聲壓級，所用的恒定電壓為正弦信號，或為頻率噪聲信號所謂自由場通常指消聲室，可以免除房間影響。將揚聲器放在一個大平面上，對天空輻射，這是一個半空間自由場。對很多巨型的音箱，這

22、也不失為一個好方法。要求恒定電壓的目的在于表明測量是在穩(wěn)定條件下進行的。所謂頻帶噪聲指的是：(1)把粉紅噪聲信號饋給揚聲器，用1/3oct(1/3倍頻程)濾波器分析傳聲器的輸生信號。(2)用相對帶寬為1/3oct的粉紅噪聲信號。在這種條件下我們便可得到揚聲器的頻率響應(yīng)曲線，如下圖所示。這條曲線是傳聲器正對揚聲器參考軸中心測得的。有時為了檢查揚聲器的指向性，特別要測試揚聲器的偏軸特性，例如300、600的頻率特性。5 .有效頻率范圍有了頻率響應(yīng)曲線就可以決定有效頻率范圍，這不是隨意指定的。具方法是在用正弦信號測得的頻率響應(yīng)曲線上，在靈敏度最大的區(qū)域內(nèi)取一個倍頻程帶寬，在其中按1/3oct取4點計

23、算其聲壓級的算術(shù)平均值，下降10dB劃一條平行于橫坐標的直線，它與頻率響應(yīng)曲線高低兩端的交點（即F2和F1）所對應(yīng)的頻率范圍，即為有效頻率范圍（對電動式揚聲器，通常用F1作為有效頻率范圍的下限頻率）。但對于谷值的頻帶寬度小于1/9oct的部分不計算在內(nèi)，這樣我們就有一個共同的標準。至于市場上有些音箱不論箱體大小，不管質(zhì)量高低一律標稱20KHZ20KHz,是不對的。6 .極性標志6.1. 特性解釋：揚聲器輸入端的極性標志是指在揚聲器輸入端饋入信號時，揚聲器膜片產(chǎn)生運行的方向與輸入端所加信號極性之間關(guān)系的標志.6.2. 測量方法：按規(guī)定饋給揚聲器以瞬時直流電壓，引起膜片向揚聲器前方運行時，與電壓正

24、極相連接的輸入端為揚聲器正極用紅色或符號"+'表示。7 .純音檢聽7.1. 特性解釋：在額定頻率范圍內(nèi)，饋給揚聲器以規(guī)定電壓的正弦信號，檢查揚聲器的裝配質(zhì)量。7.2. 測量方法：揚聲器單元檢聽饋給揚聲器正弦信號的電功率為二分之一額定噪聲功率，一般在0.3M處檢聽，在此距離內(nèi)應(yīng)無反射物。揚聲器單元不另加聲負載。7.3. 揚聲器系統(tǒng)檢聽：饋給揚聲器系統(tǒng)的正弦信號電壓及檢聽距離由產(chǎn)品標準規(guī)定。檢聽時由系統(tǒng)的下限頻率開始向高頻掃頻，有衰減器置于頻率響應(yīng)的平直位置或產(chǎn)品標準規(guī)定的位置。8 .額定噪聲功率8.1. 特性解釋與額定噪聲電壓對應(yīng)的電功率，其定義為U/R,式中Un是額定噪聲電壓

25、，R是額定阻抗。8.2. 測量方法 ）量裝置包括下列儀器 粉紅噪聲發(fā)生器； 合適的計權(quán)網(wǎng)絡(luò)，以得到符合GB6278規(guī)定的噪聲信號； 帶限幅電路的功率放大器。按規(guī)定安裝的待測揚聲器，除非制造廠規(guī)定使用箱體，揚聲器驅(qū)動單元應(yīng)在不加障板的條件下進行測量。2）揚聲器應(yīng)放置在不小于8m3的室內(nèi)進行測量，該室的氣候條件應(yīng)符合IEC268-1規(guī)定。3）當(dāng)在待測揚聲器的輸入端進行測量時，功率放大器的頻率響應(yīng)應(yīng)在20HZ20000HZ內(nèi)保持恒定，誤差不超過i0.5dB,待測揚聲器輸入的限幅噪聲的頻率分布應(yīng)符合GB6278的規(guī)定，具峰值因數(shù)在1.82.2之間。4）功率放大器輸由阻抗應(yīng)不大于揚聲器系統(tǒng)額定阻抗（見1

26、8.1）值的1/3,放大器到少應(yīng)能對揚聲器提供兩倍于揚聲器額定正弦電壓（19.3）的正弦信號.用正弦信號在揚聲器輸入端測量時，功率放大器輸由電壓的諧波失真不應(yīng)超過10%.5）揚聲器應(yīng)在每個規(guī)定的氣候條件下，要求其能隨額定電壓連續(xù)工作100H.一般在產(chǎn)品設(shè)計定型與生產(chǎn)定型時，應(yīng)按上述測量方法的要求進行100H的試驗，而在正常大量生產(chǎn)過程中可用1.2倍（或1.5倍）噪聲功率試驗48H（24H）來代替.有爭議的以100H試驗結(jié)果為準.試驗后應(yīng)恢復(fù)24H后再作其他測量.9 .外觀及機械質(zhì)量1）焊片及接線架：標稱尺寸小于100mm的圓形揚聲器及等效輻射面積與其相當(dāng)?shù)姆菆A形揚聲器具焊片及接線架應(yīng)能承受2N

27、的拉力并不得松動。標稱尺寸大于或等于100mm的圓形揚聲器及等效輻射面積與其相當(dāng)?shù)姆菆A形揚聲器具焊片及接線架應(yīng)能承受5N的拉力并不得松動。2）外觀：揚聲器標志應(yīng)清晰、外觀應(yīng)整潔。不應(yīng)有明顯的機械損傷，鐘、焊及膠粘應(yīng)牢固可靠。漆層不應(yīng)產(chǎn)生起皺、劃痕、脫落。引由端子外形尺寸應(yīng)符合產(chǎn)品圖紙要求，表面無毛刺。金屬零件的鍍層和化學(xué)涂層應(yīng)符合SJ42及SJ12761285的要求。10 .滑落沖擊按圖2進行，斜板應(yīng)用光滑硬膠木板制成，檔塊用硬膠木制成，檔塊尺寸應(yīng)能保證試驗中揚聲器磁路部分直接受到?jīng)_擊（雙磁路場聲器檔塊厚度不利超過導(dǎo)磁碗高度的三分之二）。揚聲器磁路部分滑落直線距離為600mnt25mm。角A為

28、600i50。11 .跌落以大包裝箱為單位，跌落面見表2圖，跌落順序3（底）2546（四個側(cè)面）各一i次，依次將32546向下，將試品提升至規(guī)定高度，受試面與地面平行，在保證各向初速度為零的情況下，突然釋放，使大包裝跌落于平整的水泥地面上，大包裝與地面接觸時的狀態(tài)不作規(guī)定，試驗后檢查。樣品數(shù)量少于大包裝箱整體所含數(shù)量時，應(yīng)使所抽取的樣品分別置于包裝箱的各角（當(dāng)?shù)酌娓鹘俏床紳M樣品時頂面各角不應(yīng)放置樣品），樣品未占滿包裝箱部分應(yīng)以同類型樣品填滿（但試驗后不作檢查）。當(dāng)抽取數(shù)量大于包裝箱整體所含數(shù)量時，除對已成整箱樣品試驗外，所余樣品應(yīng)按小于整箱試驗情況進行。12 .溫負荷和貯存將揚聲器置于高溫箱內(nèi)

29、，近GB/T9396中圖A3或圖A4規(guī)定接線，當(dāng)箱內(nèi)溫度逐漸上升到55c支C時，給揚聲器饋以相當(dāng)于四分之一額定最大噪聲功率的電壓，連續(xù)工作16H后切斷電信號，溫度保持不變，再擱置2H,將揚聲器取由1H內(nèi)檢查完畢。13 .穩(wěn)態(tài)濕熱將揚聲器放在溫度40Ci2C、相對濕度（93）%環(huán)境中，擱置48H（彩色電視廣播接收機用揚聲器為96H）,取由后在正常大氣條件下恢復(fù)24H再進行檢查。14 .低溫負荷和貯存將揚聲器置于低溫箱內(nèi)，按GB/T9396中圖A3或圖A4規(guī)定接線，當(dāng)箱內(nèi)溫度逐漸降到-10C*C時，饋給揚聲器相當(dāng)于四分之一額定最大噪聲功率的電壓，連續(xù)工作1H后即切斷電信號，繼續(xù)降低箱內(nèi)溫度到-25

30、C*C,在此溫度下貯存2Ho試驗后將揚聲器在正常大氣條件下恢復(fù)4H再進行檢查。揚聲器構(gòu)造重點談?wù)創(chuàng)P聲器的關(guān)鍵部件一一振膜。振膜俗稱：紙盆在揚聲器中，振膜對音質(zhì)有至關(guān)重要的影響。其關(guān)鍵技術(shù)就在這張紙”上！對振膜的要求包括以下三個方面(一)從穩(wěn)態(tài)振動方面考慮：從穩(wěn)態(tài)振動方面考慮，對振膜的基本要求在物理特性方面有如下三條：(1)要求揚聲器重放頻帶盡可能寬。此時要求彈性率日p盡量大。這里的E代表振膜材料的彈性模量，指材料應(yīng)力增量與應(yīng)變增量之比，也叫做：楊氏模量”。增加彈性模量和減小密度，都會提高頻率上限。(2)要求揚聲器失真小，因此要求振膜的彎曲剛性大。這就要求振膜質(zhì)地堅挺，盡量減小振膜的分割振動。對

31、于振膜來說,在輸入到揚聲器的頻率較低時，可以近似將振膜看成一個活塞振動。隨著頻率的升高，從振膜中部到邊緣的振動傳播時間就不能忽略不計了。這時就不能認為它是一個活塞，而是要分割成若干部分，每部分以不同振幅振動，即：分割振動。低音揚聲器不是不能發(fā)生高音，而是高音集中在揚聲器的中部。越是高頻越是集中在中部。由于高頻的振動集中在中部，所以高頻的輻射角度很小。早期的雙紙盆揚聲器就是中部加入一個小的紙盆，使高音通過這個小紙盆發(fā)生，它起到增加高頻輻射角度的作用。(3)要求振膜有適當(dāng)?shù)膬?nèi)阻尼。內(nèi)阻尼也叫內(nèi)摩擦，是指材料在受到不斷漲落的應(yīng)力后，機械能轉(zhuǎn)化為熱能的現(xiàn)象。(二)從瞬態(tài)振動方面考慮：如果一個脈沖信號加

32、到揚聲器上，起始階段，揚聲器振動也不會馬上響應(yīng)，要有一個上升時間。而終止信號后，揚聲器的振動不會馬上停下來，要有一個滯后過程。這種現(xiàn)象我們分別稱之為前沿瞬態(tài)響應(yīng)”和后沿瞬態(tài)響應(yīng)”。這兩個瞬態(tài)響應(yīng)與振膜的材料有密切的關(guān)系。同時它與連接揚聲器功放的阻尼系數(shù)也密切相關(guān)。(三)從可靠性角度考慮：(1)防潮性能：揚聲器可能工作在潮濕的環(huán)境，要求振膜具有防潮性能。(2)濕強度性能：紙制振膜在潮濕、水浸的條件下，強度會大幅度降低。因此要求此類振膜具有濕強度性能。(3)防毒性能：要求振膜材料具有防霉變性能。(4)其他：外觀色澤令人感覺舒適、經(jīng)久耐用。以下是揚聲器的各項指標簡述：1 .額定阻抗Z揚聲器的阻抗是一

33、個感性加容性加直流電阻的矢量和。對于交流信號而言，它的阻抗是隨著頻率變化而變化的，具典型的阻抗曲線如圖二所示。在諧振峰后面的第一個阻抗最小值即為額定阻抗值。它是計算分頻器和放大器輸生功率的主要依據(jù)。£8垢圖雕祗溶頻率軸圖二：揚聲器阻抗曲線示意圖2 .音圈直流電阻用Re表示。音圈的直流電阻均比額定阻抗小，一般為額定阻抗的0.85倍左右。例如：8Q的揚聲器的直流電阻為：Re=8X0.85=6.8Q3 .諧振頻率fo諧振頻率指的是揚聲器在自由聲場中低頻段阻抗值達到最大值的時候所對應(yīng)的頻率（見圖二）fo的值與揚聲器的口徑及音圈的長度有關(guān)，口徑大時fo一般都比較低，長音圈、長沖程的fo一般都比

34、較低。低音揚聲器的fo一般都在18-80Hz的范圍內(nèi)。4 .總Q值Qts它反映了揚聲器fo附近的振動系統(tǒng)的阻尼狀態(tài)，是決定揚聲器低頻特性的重要參數(shù)。5 .諧振阻抗Zmax諧振阻抗指的是揚聲器fo處的阻抗值。6 .有效振動直徑Din它的值為揚聲器振動板的直徑與1/2的折環(huán)寬度的和（單位：mm）。該值不僅與箱體容積有關(guān)，而且決定了揚聲器在低頻段（20-100Hz）可輸由的最大聲功率。7 .等效振動質(zhì)量Mo揚聲器的等效振動質(zhì)量指的是揚聲器的振動系統(tǒng)和因為揚聲器振動時空氣的反作用力而附加在錐盆兩側(cè)的附加質(zhì)量之和。8 .機械Q值Qms它反映了揚聲器fo處懸桂系統(tǒng)的機械阻尼狀態(tài)的量。實際測試表明它對揚聲器

35、的中高頻的表現(xiàn)也有影響。9 .電Q值Qes它反映了揚聲器fo處的電阻尼的量。同樣它對揚聲器的中高頻的表現(xiàn)也有影響。10 .等效容積Vas等效容積是一個揚聲器設(shè)計中，極為重要的參數(shù)。它指的是在這個容積中，空氣的聲順與揚聲器的聲順相等（單位：L）它是一個與箱體容積成比例的量，不同的揚聲器Vas相差很大，小的只有2升，大的可達三百升以上。11 .線性位移Xmax它是指揚聲器錐盆的單向最大線性振幅（單位：mm）現(xiàn)代新型大功率低頻揚聲器的線性位移可以達到3-12毫米（視揚聲器尺寸4-8寸不等）它有效的提高了現(xiàn)代小口徑揚聲器的低頻重放能力。使小口徑單元也能夠發(fā)生具有類似大口徑單元的低頻能量。但是這種揚聲器

36、的靈敏度比較低。12 .特性靈敏度它的定義為在揚聲器裝在標準障板上在有效頻帶內(nèi)輸入一瓦的粉紅色噪聲信號，在揚聲器正面軸線上離基準點1米的距離處的聲壓級（單位：dB）它反映了揚聲器單元的易推程度。決定靈敏度的因素很多，主要與揚聲器場芯氣隙中的磁場強度有關(guān)。這個磁場強度與導(dǎo)磁上下夾板的厚度及磁體材料的磁性有關(guān)。靈敏度還與音圈的長短有關(guān)，音圈越長，相對靈敏度較低，但低頻下限也低。13 .有效頻率范圍它是揚聲器放聲時可以利用的頻率范圍。它由揚聲器的上下限頻率確定，在我國，國家規(guī)定在頻響曲線上靈敏度最大的區(qū)域內(nèi)去一個倍頻程或是廠家規(guī)定的更寬范圍內(nèi)的平均聲壓級再下降10db,畫一條平行于橫坐標的直線，它與頻響曲線兩端的焦點對應(yīng)的兩個頻率即為上下限頻率。有效頻帶越寬表明不均勻度越小，揚聲器的性能也就越好。14 .