智能手機(jī)喇叭.受話器原理基礎(chǔ)

FOXCON喇叭&受話器基礎(chǔ)知識(shí)二00八年十二月二十日

電聲學(xué)基本常識(shí)（音頻）聲音產(chǎn)生來(lái)源于振動(dòng)聲音的傳播必須要有介質(zhì)，這個(gè)介質(zhì)就是空氣、水等。空氣壓力Po，受到振源的擾動(dòng)，產(chǎn)生微弱的疏密變化ΔP,并通過(guò)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(shí)

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(shí)頻率

聲源每秒振動(dòng)的次數(shù)稱為頻率，單位為Hz.

人耳可聽(tīng)得見(jiàn)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(yǔ)音范圍：300-3400Hz電聲學(xué)基本常識(shí)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(tīng)閥一般交談為60dB

紡織車間為100dB高于120dB耳朵有痛感，稱這個(gè)聲壓級(jí)為痛閥。聲壓級(jí)波長(zhǎng)

相鄰?fù)辔坏膬牲c(diǎn)之間的距離稱為波長(zhǎng)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(diǎn)是磁體位于工作氣隙的外面，優(yōu)點(diǎn)是磁體體積不受限制，缺點(diǎn)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(diǎn)是漏磁比較小，缺點(diǎn)是磁體體積受到限制。

２．按工作原理分類：動(dòng)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(dòng)式受話器&揚(yáng)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(chǎng)之間的相互作用，使音圈振動(dòng)而帶動(dòng)振膜振動(dòng)。其能量變換方式是電能—機(jī)械能—聲能。電動(dòng)式受話器&揚(yáng)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(jiǎn)述如下：音圈在磁場(chǎng)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(chǎng)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(lái)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(chǎng)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?yàn)橐羧κ芰Φ姆较?，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(dòng)受話器&揚(yáng)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(yùn)動(dòng)，就會(huì)切割磁隙中的磁力線，從而在音圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)效應(yīng)稱為電動(dòng)式受話器的電效應(yīng)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為

e=BLυ式中：e為音圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，V；

υ為音圈的振動(dòng)速度，m/s。電動(dòng)式受話器&揚(yáng)聲器的力效應(yīng)和電效應(yīng)總是同時(shí)存在，相伴而生的。隨著電流強(qiáng)度和方向的變化，音圈就在磁隙中來(lái)回振動(dòng)，其振動(dòng)周期等于輸入電流的周期，而振動(dòng)的幅度，則正比于各瞬間作用電流的強(qiáng)弱。受話器的&喇叭振膜與音圈粘連在一起，故音圈帶動(dòng)振膜往返振動(dòng)，從而向周圍媒質(zhì)(空氣)輻身聲波，實(shí)現(xiàn)電能—機(jī)械能—聲能的轉(zhuǎn)換。受話器基本簡(jiǎn)介受話器性能特點(diǎn)1.在壓力場(chǎng)條件下使用，使用時(shí)直接貼在人耳上，其聲負(fù)載是人耳；2.頻響范圍只覆蓋語(yǔ)言頻段（300~3400Hz);3.頻響平坦光滑，單體測(cè)試時(shí)通常為高低曲線形狀，經(jīng)泄漏測(cè)試后變?yōu)槠教构饣那€；4.失真度??；5、高可靠、微型化。受話器基本簡(jiǎn)介動(dòng)圈式手機(jī)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(tīng)線圈塑膠主體PCB板阻尼材料受話器基本簡(jiǎn)介動(dòng)圈式手機(jī)受話器的基本結(jié)構(gòu)（外磁式）膠墊助聽(tīng)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(dòng)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(duì)動(dòng)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(dòng)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(diǎn)來(lái)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(shí)，受話器所產(chǎn)生的耦合于仿真耳中的聲壓值。測(cè)試時(shí)受話器上應(yīng)施加4至5N的力，使受話器與仿真耳之間無(wú)聲泄露模擬人耳的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備來(lái)替代真實(shí)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(cè)得的受話器靈敏度是不一樣的。動(dòng)圈式受話器的主要參數(shù)頻率響應(yīng)靈敏度對(duì)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(guò)高。

◆若低頻低，則聲音不發(fā)悶；

◆若高頻低，則可降低刺聲。揚(yáng)聲器產(chǎn)品簡(jiǎn)介手機(jī)用揚(yáng)聲器性能特點(diǎn)1.大功率、微型化、高可靠；2.使用時(shí)朝開(kāi)闊空間或室內(nèi)發(fā)聲;3.頻響范圍主要覆蓋手機(jī)用的和弦鈴聲頻段（一般取500～5000Hz）；4.高音質(zhì)、失真??；5.承受功率大，在0.5W以上。揚(yáng)聲器產(chǎn)品簡(jiǎn)介動(dòng)圈式手機(jī)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(dòng)圈式揚(yáng)聲器的主要參數(shù)一、純音檢聽(tīng)

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

測(cè)試線路如圖所示。饋給揚(yáng)聲器規(guī)定電壓的正弦信號(hào)，一般在0.3m處檢聽(tīng)。在此距離內(nèi)應(yīng)無(wú)反射物，揚(yáng)聲器產(chǎn)生的聲音中應(yīng)無(wú)碰圈聲、垃圾聲和機(jī)械聲。聲頻信號(hào)發(fā)生器

被測(cè)揚(yáng)聲器

電壓表一般為揚(yáng)聲器額定功率對(duì)應(yīng)的電壓

動(dòng)圈式揚(yáng)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(gè)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(dòng)圈式揚(yáng)聲器的主要參數(shù)額定阻抗的測(cè)試方法：用替代法進(jìn)行，饋給揚(yáng)聲器的電流通常選用

50mA±10%，測(cè)量原理圖如右

聲頻信號(hào)發(fā)生器有效值電壓表RsSPRk動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的主要參數(shù)三、額定共振頻率

共振頻率是在揚(yáng)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(gè)阻抗極大值時(shí)所對(duì)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(cè)量，現(xiàn)在的數(shù)字式電聲測(cè)試系統(tǒng)都是采用恒壓法一次性測(cè)試同時(shí)得到阻抗曲線及共振頻率?0

動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的主要參數(shù)四、頻率響應(yīng)與有效頻率范圍

揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)就是用曲線來(lái)表示揚(yáng)聲器的輸出聲壓級(jí)與頻率之間的關(guān)系，這個(gè)曲線通常是在自由聲場(chǎng)條件或半空間自由聲場(chǎng)條件下測(cè)得的。信號(hào)源可用正弦信號(hào)或1/3oct的窄帶噪聲信號(hào)測(cè)試，測(cè)試頻率至少應(yīng)覆蓋揚(yáng)聲器的有效頻率范圍。

何謂自由聲場(chǎng)：只有直達(dá)聲而沒(méi)有反射聲的聲場(chǎng)。用以形成自由聲場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)室稱為消聲室（無(wú)響室）。動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的主要參數(shù)測(cè)試方法：

用正弦信號(hào)測(cè)的頻響曲線圖（如下）動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的主要參數(shù)五、額定特性靈敏度級(jí)

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

線性失真：揚(yáng)聲器重放某些頻率信號(hào)時(shí)，信號(hào)振幅不能再保持原信號(hào)中的比例關(guān)系。可由頻響曲線查出。非線形失真：揚(yáng)聲器重放聲信號(hào)中出現(xiàn)輸入電信號(hào)中所沒(méi)有的頻率成分。諧波失真

揚(yáng)聲器輸出的聲信號(hào)中，除了原輸入的信號(hào)頻率（基波）外同時(shí)出現(xiàn)二次、三次諧波等。瞬態(tài)失真

當(dāng)饋給揚(yáng)聲器電信號(hào)快速變化時(shí)，其振動(dòng)系統(tǒng)不能及時(shí)變化而產(chǎn)生的失真。異常音

即純音不良，雜音等。動(dòng)圈式揚(yáng)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(yáng)聲器規(guī)定的模擬節(jié)目信號(hào)，在一定時(shí)間內(nèi)不產(chǎn)生熱和機(jī)械損壞的噪聲功率。

一般的試驗(yàn)條件為白噪聲信號(hào)經(jīng)帶通濾波器后