一种节能高效的新型号筒扬声器

《一种节能高效的新型号筒扬声器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、一种节能高效的新型号筒扬声器沈树基崔玉良天津洪波电子集团有限公司shenshujitj@126.com【摘要】节能型双向号筒扬声器原理：充分利用号筒扬声器驱动单元中发声膜片振动时，向正反两个方向激发的声能，使原来没有被利用的无效能量（主要是热能）转化为有效的声能。使集中式广播号筒扬声器、报警用号筒扬声器以及与其配套的线间变压器的数量减少一半，功率放大器和太阳能电池板的容量也可以减小一半。已在一些工程中应用，取得了可观的经、社会效益。【关键词】节能；双向号筒扬声器；驱动单元；等效电路图；输出频率特性1概述号筒扬声器俗称“高音喇叭”是农村有线广播和各种

2、预警、报警系统等公共扩声系统的终端设备。它的转换效率、频率特性、方向性等性能对上述扩声系统的效果和投资成本都有重要的影响。号筒扬声器在我国的发展，从建国初期至改革开放前的近三十年中，主要由天津和上海两家企业生产。随着改革开放的大潮，号筒扬声器的生产厂家迅速和发展，主要集中在江苏、浙江、广东等地。但是在科研创新方面，远没有直接辐射式扬声器（俗称低音喇叭）和音箱等产品随着人民文化生活水平、音乐欣赏水平的不断提高，在新产品研发创新方面有较大幅度的改进。如目前在农村有线广播和山洪地质灾害预警系统中大量广泛使用的25瓦号筒扬声器，基本上还是停留在天津真美公司

3、六十年代产品原型的水平上。提高号筒扬声器的水平，一要参考代表国际先进水平的同类产品，吸收它们的技术优势，二要结合实际研发生产出适合国情的新一代号筒扬声器产品系列，来满足各方面不断增长的需求。天津洪波电子集团公司是一家民营企业，他们正在传统技术的基础上走一条“发扬、创新”的开发之路，争取尽快改变国内号筒扬声器总体落后的面貌。近年来，“保护地球、节能环保”的理念在全球范围内日趋深入人心，并体现在各个国家政府的施政方针中。对于我们这样一个人口众多、资源相对贫乏的国家，我国政府一直身体力行地制定和贯彻一系列有关政策，积极鼓励开发、生产节能环保产品并已经在政

4、府采购目录中增设了“节能产品目录”定期发布。我公司的双向号筒扬声器系列产品［发明专利发明(授权)号：200910070435.2］就是在这一背景下推出的。2基本原理2.1简述现在广泛使用的号筒扬声器基本上都是一个驱动单元接一个（或一组）号筒向一个方向辐射声波。由于驱动单元中的振膜在电动力的驱动下处于双向振动状态，单方向辐射声波实际上只利用了音膜振动激发的50%左右的声能，反向激发的声能在驱动单元内部转化为无用的热能和机械能，造成浪费。节能型双向号筒扬声器在磁路系统和振动系统的结构上做了一些改动和特殊设计，使号筒扬声器在正、反两个方向辐射的声功率和频

5、率特性基本相同。根据能量守恒定律,无用能量的减小使驱动单元内部的发热减少，扬声器的热可靠性也得到相应提高，音圈损坏的几率大大减小。图1和图2分别是普通号筒扬声器和节能型双向号筒扬声器驱动单元（俗称音头）的结构示意图。喉盖相位塞导磁下板磁体导磁上板导磁芯音膜图1.普通号筒扬声器的驱动单元结构示意图磁体导磁下板后喉盖后相位塞导磁芯导磁上板前喉盖音膜前相位塞图2.节能型双向号筒扬声器的驱动单元结构示意图图3是HBYHS25-1B型双向号筒扬声器正反向输出频率特性的比较，从图中可以看出，扬声器正反向输出的声压频率特性基本相同，与原普通单向号筒扬声器也基本相

6、同。图3双向号筒扬声器的正反向输出频率特性的比较2.2电-力-声等效电路分析扬声器作为一个机电元器件，分析它的原理并以此改进结构设计一般都把需改进的扬声器系统使用电-力-声类比等效电路来分析。图4和图5分别是普通号筒扬声器和双向号筒扬声器的等效力学线路图。图4.普通号筒扬声器的等效力学线路图5双向号筒扬声器的等效力学线路图中F——电动力CEM——音圈电感反映到力学线路中的力顺REM——音圈电阻反映到力学线路中的力阻MMD——振动系统等效质量CMS——振动系统等效力顺CMB——振膜后腔室的等效力顺RMB——振膜后腔室的等效力阻RMF——振膜前腔室的等

7、效力阻CMF——振膜前腔室的等效力顺RMT——（正向）号筒反映到扬声器喉部的力阻R’MT——反向号筒反映到扬声器喉部的力阻FMF和FMB——分别为音膜振动作用在前后腔室的力上面两个等效力学线路图中REM、MMD、CMS都是由驱动单元中的音膜组（扬声器的振动系统）所决定的，不受结构而改变。而CMB、CMF、RMB、RMF的大小则分别由振膜与驱动单元的前后“相位塞”及喉盖间腔室的容积形状所决定。根据电-力-声的等效电路图的分析，普通号筒扬声器的单向辐射声功率为FMF²/RMT。而新型双向号筒扬声器两个方向辐射声功率为分别为FMF²/RMT和FMB²/R

8、MT’。图中RMT和RMT分别为两个号筒反映到扬声器前后喉口的力阻即辐射阻。只要前后号筒和喉口设计一致，RMT和RMT’是