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揚聲器英文為Speaker,目前在高保真電聲系統中,揚聲器是最薄弱的一個環節,它的各項指針都低于高保真聲頻放大器,雖然隨著電聲技術的迅猛發展,揚聲器的指針,有了很大的提高,但還沒有突破性的改進,因此揚聲器系統在電聲技術中,還是需要攻克的難關。
一、揚聲器的定義
揚聲器,從字面上理解,揚:揚出、發出之意;聲:指聲音;器:器件,合起來即發出聲音的器件。但大家都知道,揚聲器本身并不能發音,它是在給它通以信號電流的時候才會將電流信號轉換出聲信號的,因此它是通過能量轉換來實現的,所以揚聲器是指將電信號轉換成聲音信號的電聲換能器。
二、揚聲器的分類
揚聲器的種類繁雜多樣,我們可以用三種方法來給予分類。分別是按驅動方式,按振動板或輻射器的形狀、按用途等三種方式分類。
1、按驅動方式即是怎樣把電信號加在振動板上使之變換成機械力進而產生振動的。見下表1-1
表1-1 按驅動方式分類
驅動 方式 |
作用原理 |
電磁式 |
由聲源信號磁化了的振動部分與磁體的磁性相互吸引排斥,產生驅動力,在這個力的作用下振動板振動而發出聲。 |
電動式 |
聲源的信號民電流流過凌晨圈產生的磁場與磁體磁場相互作用而形成電磁力,振膜在這個力的作用下振動而發聲。 |
靜電式 |
把導電振膜與固定電極按相反極性配置,形成一電容,將電信號加于此電容的兩極,極間電場變化產生吸引力,使振膜振支發聲。 |
壓電式 |
把壓電組件置于電場中會發生位移(變形),利用這種原理制成的揚聲器叫壓電揚聲器。 |
電動式機種已有近100多種,如P12DC60-54D等;壓電式機種亦有幾種如:B32Z-K等。
2、按振膜或輻射器的形狀分類
按振膜或輻射的形狀分類主要有圓錐形、平板形、球頂形、號筒形、帶狀形、薄片形等。
① 圓錐形振膜揚聲器:平時一提到揚聲器,就會想到錐形振膜揚聲器(也叫紙盆揚聲器),這是目前廣泛采用的一種揚聲器類型,尤其作為高保真揚聲器系統的低音揚聲器,高保真即高度的保持其真實性,我們平時見到HiFi音響,HiFi即High Fidelity之簡寫,意為高保真。
圓錐形振膜揚聲器即其振動板或圓錐形狀,在我們的仕樣書制品規格第1·1節中經??吹筋愋蜑镃ONE形,CONE即為圓錐之意,我們常稱鼓紙為CONE PAPER,即為紙體為圓錐形。
錐形振膜揚聲器大都由三大部分構成,即振動系統、支撐系統和磁路系統。其包括的部品如下
振動系統:振動板、音圈、彈波、防塵蓋
磁路系統:鐵片、鐵心、磁鐵
支撐系統:鐵框、端子、錦絲線、墊片
紙盆開口形狀有圓形和橢圓形兩種,其中圓口形最多,紙盆的斷面形狀亦有各種各樣,但最多的是直線形,反拋物形和拋物形三種。
當然,鼓紙的紙本不一定全部是紙質的,亦有金屬材料或合成材料做成的,如我廠目前還有PP胴體的鼓紙,PP胴體就其成型狀態有兩種,即片成型和注射型,英文分別為Sheet和Injection,我廠的PP Body成型為注射成型。
②平板形振膜揚聲器:輻射面呈凹形,所以在實際應用中會產生頻率特性波動性衰減現象,這種現象叫“前腔效應”,從而大大降低了揚聲器的活塞運動范圍,為了克服此缺點,可以把振膜作為平板形狀,為了進一步提高活塞運動范圍,要對其結構和形狀和所用的材料加以選擇,平板形揚聲器有直接驅動平板揚聲器和在錐體內填有發泡樹指等物質的填充型兩種。最近已有這種揚聲器用于高保真揚聲器。
③球頂形揚聲器:其振膜形狀呈球缺形,從驅動方式看,它屬于電動型揚聲器。球頂揚聲器和圓錐形揚聲器相比,效率稍低,但指向特性卻非常好。在所用材料上,從質地柔軟的材料到硬材料各式各樣都有,但根據振動板材料質地軟硬不同,有軟球頂和硬球頂之分。最近在高保真揚聲器系統中,所用中高音揚聲器大都采用球頂揚聲器,這主要雖為了獲特純的音質和良好的指向性。
④號筒揚聲器:振動板大都有是球頂形的,亦有部分其它形狀的,它與圓錐形和球頂形揚聲器最大的差別是由振動板直接鼓動周圍空氣氫聲音輻射出去的,而號筒揚聲器是由振動板產生的聲音通過號筒輻射到空間去的,即為間接輻射。在這種情況下,號筒就象一個變換器,它以足夠魘負荷加到振動板上。故號筒揚聲器一般比圓錐形揚聲器和球頂形揚聲器效率高。
號筒揚聲器按截面增長方式可分幾大類,具有代表性的分類有:圓錐形號筒,指數形號筒和拋物線形號筒等。如果按號筒形狀分,可分成下圖所示五種形式,作為高保真揚聲器系統,用號筒揚聲器作低音單元的很少見,多半作中、高音單元。
⑤帶狀形揚聲器:這種揚聲器的振膜是用非常輕的鋁箔帶條作成短帶條形狀,振膜本身就是導電性材料,將其置于磁場中,若通以信號電流即可振動發聲,這種結構的振膜,其阻抗非常小,在和放大器及分頻網絡連接時,必須用匹配變壓器。
⑥薄片揚聲器:這種揚聲器的振膜是用耐高溫分子薄膜作成,音圈裝在或印行在高分子振膜上。如果把這種印有音圈的高分子振膜置于特殊形狀磁體構成的磁場體構成的磁場中,就可作成薄片形揚聲器。這種揚聲器的音圈導線電阻可設計成數個Ω,可不需要匹配變壓器。另外它還具有輸入容量大的優點。在音質方面,它和帶狀揚聲器一樣,不失真的自然聲音感可延伸到超高頻段。
3、按用途分類
若按用途進行揚聲器分類,主要他為全頻揚聲器、低音揚聲器、中音揚聲器、高音揚聲器四種。
目前揚聲器系統有的只用一個揚聲器構成,有的用兩種構成,有的三個以上構成,若用一個揚聲器,這種揚聲器的頻帶寬度要能夠覆蓋系統的重放頻帶范圍,若用兩個揚聲器,這兩個揚聲器的選擇要能分段覆蓋系統的重放頻帶范圍??傊鶕捎玫姆绞讲煌?,在各揚聲器的選擇上也不同,通常的高保真系統差不多都是采用三分頻構成的揚聲器系統,在這種系統上,為了能很好地進行低音重放,必須采用大口徑的低音揚聲器,高音重放時,要采用振膜小而輕的高音揚聲器,因為用一個揚聲器不能很好地同時進行高低音重放,所以,要采用高低分頻段重放的專用高低音揚聲器。通過分頻段重放,就可以構成一個整體性能良好的系統。
①全頻帶揚聲器度(英文:Full Range簡稱FL):能夠同覆蓋系統,高低頻段的揚聲器叫全頻帶揚聲器。這種揚聲器的振膜振動可產生從低音到高音的全頻帶聲音,在全頻帶揚聲器中,有單振動板的全頻帶揚聲器,雙振動板型和同軸型揚聲器。雙振動板和單振動板揚聲器一樣,是一個整體結構,所以用起來很方便,但同軸型揚聲器實際上是把兩個揚聲器做在一起,是一種多聲道器件。
②低音揚聲器(英文Woofer簡稱WF):是為在低頻段重放而設計的低間性能很好的揚聲器,這種揚聲器幾乎全是圓錐型揚聲器。其重放頻帶下限應盡量的低,振動板振幅容許值盡量大些。因此振動板口徑應盡量大些。為了提高振動板的振幅,要采用軟而比較寬的支撐邊。
一個良好的低音喇叭需具備如下條件:
a、 要有強而有力的磁氣回路。
b、 振動板的直徑要大。
c、 檔板和振動的凸緣邊要柔軟,而且在大振幅時仍保持良好的直線性。
d、 振動系統不能太單薄,彈性要好,長時間振動不疲勞。
③中音揚聲器(英文Midrange簡稱MID):在三分頻以上的多分頻揚聲器系統中,用以專門重放中音段的單元叫中音揚聲器。作為中音揚聲器最重要的性能要求是聲壓頻率特性曲線應平坦,失真小,指向性好,以及頻率高等到。這種單元所用表狀,除圓錐型揚聲器外,也常用球頂型和號角型。
④高音揚聲器:專門承受高頻段重放的單元叫高音揚聲器。高音揚聲器的一般工作頻段范圍在1~5KHZ以上,這種單元主要性能要求,除同于中音單元之外,還要求重放頻段上限要高和輸入容量要大。高音揚聲器有圓錐形、平頂、球頂型、號筒型、帶狀和薄片型等多種形式。
一個良好的高音喇叭應具備如下條件:
a、 振動板的口徑要小且輕。
b、 高頻特性平垣且伸展寬廣。
c、 高頻失真小,指向性良好。
d、 音圈直徑小,線徑細。
e、 輸入容量大。