SPEAKER-基礎(chǔ)知識解析.ppt

1、揚聲器簡介 Speaker,Summary,第一節(jié):聲學(xué)基礎(chǔ)特性 第二節(jié):揚聲器的工作原理 第三節(jié):動圈式揚聲器簡介 第四節(jié):揚聲器的主要原材料組成 第五節(jié):動圈式揚聲器的主要電氣特性,聲音的產(chǎn)生來源于振動,第一節(jié):聲學(xué)基礎(chǔ)特性,聲音是由物體振動產(chǎn)生的。當(dāng)喇叭在低頻振動時，我們?nèi)庋劭吹剿恼衲ぴ谏舷抡駝樱c振膜相接觸的空氣分子受到激勵而產(chǎn)生空氣疏密波，這種疏密波傳入人的耳膜，使我們聽到了聲音。,-4-,頻率：聲源每秒鐘振動的次數(shù)。單位Hz。在自然界里單頻的聲源很少，大多是復(fù)和音。信號發(fā)生器發(fā)出的聲音是單頻。,人耳聽得見的聲波的頻率范圍2020KHz，稱為可聽聲范圍或音頻范圍。低于這個范圍的聲波

2、為次聲.,第一節(jié):聲學(xué)基礎(chǔ)特性,-5-,聲音的物理屬性可描述為,第一節(jié):聲學(xué)基礎(chǔ)特性,1、聲壓: 聲音通過空氣的振動所產(chǎn)生的壓強叫做聲壓強，簡稱聲壓. 聲壓的單位為Pa(帕).,2、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範(fàn)圍約為20Hz20KHz,即音頻範(fàn)圍.,3、聲速: 在介質(zhì)中傳播速度稱為聲速.固體最快,如:鋼鐵中約為6100m/s; 液體次之,例如:水中約為1480m/s;空氣中最慢,約340m/s.,第一節(jié):聲學(xué)基礎(chǔ)特性,4、波長: 相鄰?fù)辔坏膬牲c之間的距離稱為波長 Co=*f Co為空氣中聲速,f為頻率,5、聲壓級: Lp=20lg(P/Po) (

3、dB) Po為基準(zhǔn)聲壓:2x10-5pa 基準(zhǔn)聲壓級為0dB，稱為聽閥 一般交談為60dB 紡織車間為100dB 高於120dB耳朵有痛感，稱這個聲壓級為痛閥。,第一節(jié):聲學(xué)基礎(chǔ)特性,6、聲壓級與功率的關(guān)係: L=10lg(W/Wo) (dB) Wo為參考功率,為10-12瓦特 功率增加一倍,聲壓級增加3dB,7、聲壓級與距離的關(guān)係： L=-20lg(r1/ro) (dB) ro為參考距離 距離增加一倍,聲壓級減小6 dB,第一節(jié):聲學(xué)基礎(chǔ)特性,產(chǎn)品類別： 1. 按磁路結(jié)構(gòu)分：外磁式,內(nèi)磁式 2. 按工作原理分：動圈(電動)式、電磁式、壓電式、電容式等,而動圈式產(chǎn)品因具有電聲性能好、結(jié)構(gòu)牢固、

4、成本低等優(yōu)點而應(yīng)用廣泛,我司目前用到的也都是動圈式的產(chǎn)品,後面會對動圈式產(chǎn)品做介紹. 3. 按工作頻率分：低音、中音、高音,受話器把電能轉(zhuǎn)換為聲能,並與人耳直接耦合的電聲換能器稱為受話器(又稱為通信用的耳機) 揚聲器把電能轉(zhuǎn)換成聲能,對音頻信號進行重放。,外磁式特點是磁體位於工作間隙的外面,優(yōu)點是磁體體積不受限制,缺點是漏磁較大.,內(nèi)磁的結(jié)構(gòu)是磁體位於工作間隙的裏面,優(yōu)點是漏磁比較小,缺點是磁體體積受到限制.,第二節(jié):電聲器件的工作原理,電聲器件最典型的是揚聲器、受話器等,是一種聲電互相轉(zhuǎn)換的換能器件.,受話器 2.使用時朝開闊空間或室內(nèi)發(fā)聲; 3.頻響範(fàn)圍覆蓋20Hz20KHz; 4.高音質(zhì)

5、,失真小; 5.承受功率大,在0.5W以上.,第三節(jié):動圈式揚聲器簡介,揚聲器產(chǎn)品簡介,動圈式嘜啦揚聲器的基本結(jié)構(gòu)（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,第三節(jié):動圈式揚聲器簡介,揚聲器產(chǎn)品簡介,動圈式錐形揚聲器的基本結(jié)構(gòu)（外磁式）,導(dǎo)磁下板(T鐵),磁體,導(dǎo)磁上板,振膜(錐盆),音圈,防塵帽,折環(huán),第三節(jié):動圈式受話器和揚聲器簡介,定心支片(彈波),盆(支)架,揚聲器產(chǎn)品簡介,動圈式錐形揚聲器的爆炸圖(外磁式),第三節(jié):動圈式揚聲器簡介,磁體,導(dǎo)磁下板(T鐵),導(dǎo)磁上板,振膜+折環(huán),墊片,防塵帽,音圈,盆(支)架,定心支片(彈波),第四節(jié):揚聲器的主要零部件

6、組成,1.振動系統(tǒng): -振膜 -音圈 -定心支片(針對錐形揚聲器) -防塵帽(針對錐形揚聲器) 2.磁路系統(tǒng): -導(dǎo)磁材料(T鐵,華司,U杯) -磁體 3.輔助系統(tǒng): -支架 -錦絲線(針對錐形揚聲器) -端子板,揚聲器的主要結(jié)構(gòu)組成,第四節(jié):揚聲器的主要零部件組成,振動系統(tǒng)振膜,振膜也叫鼓紙,對揚聲器的放聲性能有著至關(guān)重要的影響,他們決定了揚聲器由力到聲的轉(zhuǎn)換品質(zhì).振膜必須具有以下特性: 1、彈性模量要足夠大,也就是機械強度大,整體強度好. 2、材質(zhì)的密度要小,品質(zhì)要輕. 3、內(nèi)部阻尼適中,材料內(nèi)部要有適當(dāng)?shù)奈? 4、防潮性好.,-19-,第四節(jié):揚聲器的主要零部件組成,按折環(huán)分類：,1.

7、全紙 2.泡棉邊 3.布邊 4.橡膠邊 5.高泡邊 6.PU邊 7.高級發(fā)泡合成材料,-20-,第四節(jié):揚聲器的主要零部件組成,按胴體材質(zhì)分類：,1.紙質(zhì) 2.玻纖 3.碳纖 4.PP盆 5.鋁合金盆 6.陶瓷盆,-21-,聚脂膜：,PET：聚對苯二甲酸乙二醇酯 （polyethylene terephthalate) PEI:聚醚洗亞胺 (polyethylene imide) PEN:聚苯二甲酸乙二酯 (polyethlene naphthalate) 常用材質(zhì)有： PET（耐溫65度）、PEN（耐溫85度） PEI（耐溫85度）、PI(耐溫180度) TBM（耐溫65度）,PET：有透明

8、白色、黑色、銀色、磨砂黑料 PEI:有茶色、黃色、黑色 PEN：有黑色、透明白色 TBM：黑色,第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,振動系統(tǒng)音圈,音圈揚聲器的心臟,是承受電功率的部件.當(dāng)處於磁隙中的音圈輸入交流信號時,音圈就產(chǎn)生推動力,推動振膜產(chǎn)生聲音,由於音圈在很小的環(huán)形磁隙中工作,所以它應(yīng)具有足夠的剛度、精度和耐熱強度.揚聲器的轉(zhuǎn)換效率很低只有2%5%,即有95%以上的能量轉(zhuǎn)化為熱能和其他能量消耗掉,只有5%左右的能量轉(zhuǎn)化為聲能.所以音圈在工作中會很快發(fā)熱,功率越大產(chǎn)生的熱量越大,對音圈的耐熱性要求也越高.為防止音圈因過熱而損壞,近年來對音圈骨架和漆包線的漆包層都提出了耐高溫的要求。,-23-,

9、第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,音圈分類:有骨架與無骨架 音圈的管材有:紙、金屬、合成樹脂等 （常用的音圈Pl Ksv Psv Nsv Kl Asv Al Til) 線材：SV耐熱銅線，CCAW銅包鋁線，LOCK線，鋁線等,第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,振動系統(tǒng)定心支片(彈波),定心支片是紙盆揚聲器振動系統(tǒng)中的又一個主要元件,它是由棉布、絹、蠶絲布和CONEX等材料含浸酚醛樹脂後熱壓製成的波紋形圓環(huán),它的主要作用是: 1、保持音圈在磁縫隙中的正確位置,要求它的軸向順性大,使音圈能在磁縫隙中垂直振動,徑向則要求它們能可靠地限制音圈的左右移動,使音圈不與導(dǎo)磁上板及T鐵接觸.彈波這個支撐件提供給揚聲器

10、一個恢復(fù)力,並影響揚聲器阻尼特性。 2、彈波、振膜和音圈共同決定錐形揚聲器的共振頻率. 3、防止外部灰塵進入磁縫隙.,-25-,第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,材質(zhì)： 棉布（7支紗 10支紗 14支紗 20支紗 32支紗 42支紗 60支紗 80支紗 100支紗）、混仿、CONEX、絹布、人造絲、麻等 彈波的中孔有： 10 13 14 16 19 20 25 355060 75 100等,-26-,第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,彈波最重要的參數(shù)：變位（它是反應(yīng)彈波的軟硬程度，直接會影響喇叭的F0） 變位的決定因素是由材質(zhì)、波環(huán)的形狀、以及成型膠水的濃度,第四節(jié):受話器和揚聲器的主要材料組成,振動

11、系統(tǒng)防塵帽,防塵帽採用紙、無紡布、絹、聚酯和塑膠等材料製成,它的作用除防塵外還有以下作用: 1、當(dāng)防塵帽安裝在音圈上方時,對揚聲器的高頻響應(yīng)起到一定的作用. 2、當(dāng)防塵帽安裝在紙盆的不同位置時,產(chǎn)品的高頻截止頻率不同.防塵帽形狀、大小和材質(zhì)不同對揚聲器的高頻響應(yīng)有很大的影響. 3、當(dāng)防塵帽的重量不同對揚聲器的高頻特性也同樣有很大的影響.所以防塵帽的選用也是不能忽視的,即要輕,強度又要好,尺寸還要選得恰當(dāng),外表還要美觀.,第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,磁路系統(tǒng)外磁式,外磁式磁路系統(tǒng)由磁體、華司(導(dǎo)磁上板)和T鐵組成(見下圖),特點是漏磁場較大.它的主要作用是給揚聲器提供一個均勻的縫隙磁場. 磁體

12、一般外磁式磁體屬於燒結(jié)永磁鐵氧體(陶瓷型磁體),它的價格便宜,對外磁場穩(wěn)定,缺點是易碎.,第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,磁路系統(tǒng)外磁式,華司(導(dǎo)磁上板)採用導(dǎo)磁性能良好的熱軋鋼板沖壓而成. T鐵有2種,真T鐵採用優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼冷拉圓鋼冷擠成型假T鐵柱芯與下夾板是鉚合在一起的,和華司一樣也要求導(dǎo)磁性能良好.,-30-,T鐵：,第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,-31-,第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,華司/導(dǎo)磁上板：,第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,磁路系統(tǒng)內(nèi)磁式,內(nèi)磁式磁路系統(tǒng)由釹鐵硼磁體、華司和U杯組成(見下圖): 它最大的優(yōu)點是不漏磁.過去磁體採用鋁鎳鈷或釤鈷磁體,因鈷和鎳是稀有金屬,世界的存儲量都很

13、低,價格昂貴.目前們使用的釹鐵硼磁體是當(dāng)今性價比最好的磁體,它不含貴重金屬,體積小,不易退磁.,-33-,第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,U鐵：,-34-,第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,華司,華司的圓角是工藝圓角,自然形成.,-35-,第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,磁體： 鐵氧體主要成份是Mo*6Fe2O3(其中Mo為Pb、Ba、S等),揚聲器中主要應(yīng)用各向異性鋇鐵氧體、鍶鐵氧體，用氧化鋇（鍶）和三氧化二鐵粉末混合，高溫焙燒而成，其特點是來料容易，價格低，矯頑力大，對外磁場穩(wěn)定等。,-36-,第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,稀土類磁體以NdFeB為代表,磁能積是鐵氧體的十倍以上,缺點是易生銹 鐵氧

14、體的磁性能種類: Y35 Y30 Y25 Y20等 釹鐵硼的磁性能種類: N35 N35H N38 N38H N40H N42 等,-37-,第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,Ferrite:,-38-,第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,NdFeB:,第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,輔助系統(tǒng)支架,支架在揚聲器中主要起支撐作用.在錐形揚聲器中彈波和紙盆的邊緣分別要與盆架二個面膠合;在嘜啦揚聲器中除起到支撐作用外,它還是磁路系統(tǒng)的一部份.在高音揚聲器中盆架還起到密封腔的作用.,-40-,第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,盆架:,有普通鐵盆架（料厚有0.3-1.0MM) 塑料盆架(材料有ABS、HIPS、PC等）

15、及鑄造盆架（鋁、鐵）等 鐵盆表面處理有鍍彩鋅、鍍白鋅、烤黑、鍍鎳、鍍鉻等 盆架重要尺寸有：紙盆安裝直徑、有效高、彈波安裝直徑等,-41-,第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,-42-,第四節(jié):揚聲器的主要材料組成,第四節(jié):受話器和揚聲器的主要材料組成,輔助系統(tǒng)錦絲線,錦絲線揚聲器的兩條錦絲線雖然不起眼,但是絕不可輕視,因為他們是承受功率的零件.不同口徑、不同功率的產(chǎn)品要使用不同規(guī)格的錦絲線,目前使用的錦絲線有普通銅編線、耐熱銅絞線、耐熱銀編線及耐熱銀絞線等.,第四節(jié):受話器和揚聲器的主要材料組成,輔助系統(tǒng)端子板,端子板要注意的三個問題: 一,是它與盆架的鉚接品質(zhì)(或是粘接品質(zhì)); 二,是其焊片的可焊

16、性; 三,是與盆架的絕緣性(點絕緣膠).,第五節(jié):動圈式受話器和揚聲器的主要電氣特性,1.靈敏度/聲壓級SPL-Sound Pressure Level,產(chǎn)品的電壓靈敏度,標(biāo)志著電聲轉(zhuǎn)換能力的大小,反映的是聲音的大小,例如重放一個聲音,選靈敏度高的Speaker,其對應(yīng)的額定輸入功率要求就越小.,靈敏度：在時指定輸入電壓時喇叭所輸出信號的高低。 聲壓級：聲音通過空氣的傳播所產(chǎn)生的壓強叫做聲壓強，反映聲波的強弱。,第五節(jié):動圈式揚聲器的主要電氣特性,2.最低共振頻率F0:Resonance Frequency,是指揚聲器從低音域開始振動時，振動板最強烈振動(振幅最大)所在點對應(yīng)的頻率,一般來說一

17、個系統(tǒng)有多個共振頻率,在這些頻率上振動比較容易,在其他頻率上振動則比較困難. 阻抗曲線上第一個極大值對應(yīng)的頻率點即為最低共振頻率. F0與揚聲器的質(zhì)量和順性有關(guān)，振動系統(tǒng)的質(zhì)量越大，折環(huán)定心支片越柔軟，則順性越大，揚聲器共振頻率越低，反之，則越高。,第五節(jié):動圈式揚聲器的主要電氣特性,3.有效頻寬Frequency Range,即頻率響應(yīng)的有效範(fàn)圍是下限頻率和上限頻率為界限的頻率范圍，通常是從低音諧振F0到高音域的有效頻率部分(可正常工作且不失真),第五節(jié):動圈式揚聲器的主要電氣特性,4.總諧波失真THD: Total Harmonic Distortion,由於放大器不夠理想,輸出的信號除包

18、含了放大的輸入成分之外,還新添了一些原信號的2倍、3倍、4倍甚至更高倍的頻率成分(諧波),致使輸出波形走樣.這種因諧波引起的失真叫做諧波失真.所有附加諧波電平之和稱為總諧波失真.一般說來,1KHz頻率處的總諧波失真最小,因此很多產(chǎn)品均以該頻率點的失真作為它的指標(biāo).,第五節(jié):動圈式揚聲器的主要電氣特性,5.頻率響應(yīng)曲線: Frequency Response Curve,產(chǎn)品的SPL隨頻率變化的曲綫,了解產(chǎn)品頻率響應(yīng)特性,判定產(chǎn)品的品質(zhì),第五節(jié):動圈式揚聲器的主要電氣特性,6.額定阻抗: Rated Impedance,產(chǎn)品的標(biāo)稱值,額定阻抗是指阻抗曲線上緊跟在第一個極大值後面的極小值. 額定阻抗通常比直流電阻大 a+b+c a- 音圈的直流電阻，不隨頻率變化 b- 電感，感抗隨頻率的上升而增加 c- 反電動勢部分，當(dāng)音圈振動時會產(chǎn)生一個反電動勢，反電動勢產(chǎn)生的電流與輸入的電流方向想反，相當(dāng)于減少輸入電流，即阻抗增加。,第五節(jié):動圈式揚聲器的主要電氣特性,7.純音檢聽: Rub & Buzz,在揚聲器的額定頻率範(fàn)圍內(nèi)饋以正弦信號進行純音檢聽不應(yīng)出現(xiàn)垃圾聲,碰圈聲,機械聲及其他嚴(yán)重異常聲。 測試方法： 1.饋給揚聲器正弦信號的電功率為二分之一的額定噪聲功