智能手機喇叭.受話器原理基礎(chǔ)

FOXCON喇叭&受話器基礎(chǔ)知識二00八年十二月二十日

電聲學(xué)基本常識（音頻）聲音產(chǎn)生來源于振動聲音的傳播必須要有介質(zhì)，這個介質(zhì)就是空氣、水等?？諝鈮毫o，受到振源的擾動，產(chǎn)生微弱的疏密變化ΔP,并通過空氣分子間的相互作用傳遞出去就形成了聲波。電聲學(xué)基本常識

聲音的傳播需要介質(zhì)，在真空中不能傳播聲波屬于縱波聲音傳播方式聲音速度

在介質(zhì)中傳播速度稱為聲速。固體最快，例如：鋼鐵中約為6100m液體次之，例如：水中約為1480m/s；空氣中最慢，約340m/s電聲學(xué)基本常識頻率

聲源每秒振動的次數(shù)稱為頻率，單位為Hz.

人耳可聽得見的聲波頻率范圍約為20Hz~20000Hz,即音頻范圍人耳可接受到的頻域范圍

通常范圍：20Hz----20KHz20Hz以下稱為次聲波，20KHz以上稱為超聲波語音范圍：300-3400Hz電聲學(xué)基本常識聲壓

表達(dá)式：P=Po(ωt-kx+Ψ)

式中：Po—聲壓幅值；ω—角頻率k—波數(shù)k=w/CoΨ—初相位Lp=20lg(P/Po)(dB)Po為基準(zhǔn)聲壓2x10-5pa

基準(zhǔn)聲壓為0dB，稱為聽閥一般交談為60dB

紡織車間為100dB高于120dB耳朵有痛感，稱這個聲壓級為痛閥。聲壓級波長

相鄰?fù)辔坏膬牲c之間的距離稱為波長λCo=λfCo為空氣中聲速f為頻率喇叭&受話器分類１．按磁路結(jié)構(gòu)分類：

外磁式和內(nèi)磁式外磁式：外磁式特點是磁體位于工作氣隙的外面，優(yōu)點是磁體體積不受限制，缺點是漏磁較大。內(nèi)磁式：內(nèi)磁的結(jié)構(gòu)是磁體位內(nèi)磁式于工作氣隙的里面，優(yōu)點是漏磁比較小，缺點是磁體體積受到限制。

２．按工作原理分類：動圈式、電磁式、壓電式、電容式等

3．按用途分類：

軍用、民用等喇叭&受話器工作原理SSN

電動式受話器&揚聲器不是將電能直接變換成聲能，而是利用載流導(dǎo)體（由音頻電流饋電的音圈）在永久磁體的磁場之間的相互作用，使音圈振動而帶動振膜振動。其能量變換方式是電能—機械能—聲能。電動式受話器&揚聲器的發(fā)聲原理基于其力效應(yīng)（安培定律）和電效應(yīng)（電磁感應(yīng)定律），其中的道理可簡述如下：音圈在磁場中的受力情況如左圖示。喇叭&受話器工作原理SSN

中間是圓柱形的N極，外環(huán)為S極，磁場B的方向由N極至S極，在磁縫隙中有音圈（導(dǎo)線環(huán)）。若電流由“

”端流入，由“⊙”端流出，則音圈所受力F的方向由弗來明左手定則決定（如左圖示）：左手平伸使拇指和其余四指垂直。如磁場B的方向指向掌心，其余四指指向電流方向，則拇指所指方向為音圈受力的方向，如圖1中箭頭所示。如改變電流方向，則力F的方向變隨之改變。電動受話器&揚聲器的力效應(yīng)由下式?jīng)Q定

F=BLi喇叭&受話器工作原理

一旦音圈受力運動，就會切割磁隙中的磁力線，從而在音圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個效應(yīng)稱為電動式受話器的電效應(yīng)，其感應(yīng)電動勢的大小為

e=BLυ式中：e為音圈中的感應(yīng)電動勢，V；

υ為音圈的振動速度，m/s。電動式受話器&揚聲器的力效應(yīng)和電效應(yīng)總是同時存在，相伴而生的。隨著電流強度和方向的變化，音圈就在磁隙中來回振動，其振動周期等于輸入電流的周期，而振動的幅度，則正比于各瞬間作用電流的強弱。受話器的&喇叭振膜與音圈粘連在一起，故音圈帶動振膜往返振動，從而向周圍媒質(zhì)(空氣)輻身聲波，實現(xiàn)電能—機械能—聲能的轉(zhuǎn)換。受話器基本簡介受話器性能特點1.在壓力場條件下使用，使用時直接貼在人耳上，其聲負(fù)載是人耳；2.頻響范圍只覆蓋語言頻段（300~3400Hz);3.頻響平坦光滑，單體測試時通常為高低曲線形狀，經(jīng)泄漏測試后變?yōu)槠教构饣那€；4.失真度小；5、高可靠、微型化。受話器基本簡介動圈式手機受話器的基本結(jié)構(gòu)（內(nèi)磁式）磁體導(dǎo)磁材料振膜音圈前蓋助聽線圈塑膠主體PCB板阻尼材料受話器基本簡介動圈式手機受話器的基本結(jié)構(gòu)（外磁式）膠墊助聽線圈振膜前蓋音圈導(dǎo)磁材料磁體后蓋阻尼材料焊片（引出端子）動圈式受話器的主要參數(shù)主要技術(shù)指標(biāo)如下：交流阻抗z=√R2+(jωl)2

對動圈式電聲器件講，其交流阻抗接近直流電阻，隨頻率變化很小.

z----------交流阻抗R---------直流電阻

L----------線圈電感ω---------圓周頻率一般Z≈1.1R動圈式受話器的主要參數(shù)靈敏度

標(biāo)志著電聲轉(zhuǎn)換能力的大小，一般以1KHz的頻率點來表示。

Lp=20lg(P/Po)

單位為dB

定義為當(dāng)施加于受話器一定電功率（或電壓）時，受話器所產(chǎn)生的耦合于仿真耳中的聲壓值。測試時受話器上應(yīng)施加4至5N的力，使受話器與仿真耳之間無聲泄露模擬人耳的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備來替代真實的人耳，常用的有IEC318仿真耳，NBS-PA仿真耳及布郎耳等。不同的仿真耳測得的受話器靈敏度是不一樣的。動圈式受話器的主要參數(shù)頻率響應(yīng)靈敏度對頻率的依賴關(guān)系，一般用曲線表示。原則：

◆要求曲線平坦，低頻、高頻均不可過高。

◆若低頻低，則聲音不發(fā)悶；

◆若高頻低，則可降低刺聲。揚聲器產(chǎn)品簡介手機用揚聲器性能特點1.大功率、微型化、高可靠；2.使用時朝開闊空間或室內(nèi)發(fā)聲;3.頻響范圍主要覆蓋手機用的和弦鈴聲頻段（一般取500～5000Hz）；4.高音質(zhì)、失真小；5.承受功率大，在0.5W以上。揚聲器產(chǎn)品簡介動圈式手機喇叭的基本結(jié)構(gòu)（通常為內(nèi)磁式）主體導(dǎo)磁材料磁體引線膠墊振膜前蓋音圈PCB板阻尼材料

動圈式揚聲器的主要參數(shù)一、純音檢聽

在額定頻率范圍內(nèi)饋給揚聲器規(guī)定電壓的正弦信號，檢查揚聲器的裝配質(zhì)量。測量方法

測試線路如圖所示。饋給揚聲器規(guī)定電壓的正弦信號，一般在0.3m處檢聽。在此距離內(nèi)應(yīng)無反射物，揚聲器產(chǎn)生的聲音中應(yīng)無碰圈聲、垃圾聲和機械聲。聲頻信號發(fā)生器

被測揚聲器

電壓表一般為揚聲器額定功率對應(yīng)的電壓

動圈式揚聲器的主要參數(shù)二、額定阻抗

額定阻抗是指阻抗曲線上緊跟在第一個極大值后面的極小值。在額定頻率范圍內(nèi)，阻抗模值的最低值一般不應(yīng)小于額定阻抗的80%（一般取±20%公差，例8±20%Ω）動圈式揚聲器的主要參數(shù)額定阻抗的測試方法：用替代法進(jìn)行，饋給揚聲器的電流通常選用

50mA±10%，測量原理圖如右

聲頻信號發(fā)生器有效值電壓表RsSPRk動圈式揚聲器的主要參數(shù)三、額定共振頻率

共振頻率是在揚聲器單元的阻抗模值隨頻率遞增變化的曲線上，出現(xiàn)第一個阻抗極大值時所對應(yīng)的頻率。額定共振頻率值的允許偏差一般取±15%，例如?0=50±15%Hz，但紙盆如果是全紙的一般允許偏差取±20%。

結(jié)合上面的阻抗曲線測量，現(xiàn)在的數(shù)字式電聲測試系統(tǒng)都是采用恒壓法一次性測試同時得到阻抗曲線及共振頻率?0

動圈式揚聲器的主要參數(shù)四、頻率響應(yīng)與有效頻率范圍

揚聲器的頻率響應(yīng)就是用曲線來表示揚聲器的輸出聲壓級與頻率之間的關(guān)系，這個曲線通常是在自由聲場條件或半空間自由聲場條件下測得的。信號源可用正弦信號或1/3oct的窄帶噪聲信號測試，測試頻率至少應(yīng)覆蓋揚聲器的有效頻率范圍。

何謂自由聲場：只有直達(dá)聲而沒有反射聲的聲場。用以形成自由聲場的實驗室稱為消聲室（無響室）。動圈式揚聲器的主要參數(shù)測試方法：

用正弦信號測的頻響曲線圖（如下）動圈式揚聲器的主要參數(shù)五、額定特性靈敏度級

指在規(guī)定頻率范圍內(nèi)，在自由場條件下，相當(dāng)于饋給揚聲器1W粉紅噪聲信號電壓，在其參考軸上距參考點1m處所產(chǎn)生的聲壓級。測量電原理圖：粉紅噪聲發(fā)生器帶通濾波器測量功率放大器測量放大器有效值電壓表自由場空間動圈式揚聲器的主要參數(shù)六、失真

線性失真：揚聲器重放某些頻率信號時，信號振幅不能再保持原信號中的比例關(guān)系?？捎深l響曲線查出。非線形失真：揚聲器重放聲信號中出現(xiàn)輸入電信號中所沒有的頻率成分。諧波失真

揚聲器輸出的聲信號中，除了原輸入的信號頻率（基波）外同時出現(xiàn)二次、三次諧波等。瞬態(tài)失真

當(dāng)饋給揚聲器電信號快速變化時，其振動系統(tǒng)不能及時變化而產(chǎn)生的失真。異常音

即純音不良，雜音等。動圈式揚聲器的主要參數(shù)七、額定噪聲功率也可稱為功率承受能力。是指在額定頻率范圍內(nèi)饋給揚聲器規(guī)定的模擬節(jié)目信號，在一定時間內(nèi)不產(chǎn)生熱和機械損壞的噪聲功率。

一般的試驗條件為白噪聲信號經(jīng)帶通濾波器后