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《扬声器构造分析，改善扬声器性能的若干方法》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、扬声器的一般介绍扬声器是一种电声换能器,它通过某种物理效应把电能转换成声能.用以实现电声能转换的物理效应有很多,因此,按物理效应的不同,可以把扬声器分成若干类型.如利用馈有音频电流的电磁铁与连有振膜的衔铁之间的相互作用来实电声能之间的转换的,称为电磁式扬声器;利用压电体的反向压电效应来实现电声能之间的转换的称为压电扬声器;利用电容器极板之间的静电力来实现电声能转换的,称为电容式扬声器;利用磁场对载流导体的作用来实现电声能转的,就称为电动式扬声器,如果将磁场中的导体做成线圈的形式,则又称为动圈式扬声器,等等.上述各
2、种扬声器中,电动式扬声器结构简单,性能良好,品种繁多,使用最为广泛,是当前扬声器生产的主流.近几年来,随着立体声技术的发展以及人们欣赏能力的提高,对扬声器的音质提出了更高的要求.特别是PCM(脉冲编码调制)录音技术和数字音频唱片的出现,要求扬声器同时具备承受功率大,动态范围大,失真小,频响宽广平坦和瞬态响应良好的特性.为了适应这一要求,人们设计了各种各样的电动式扬声器,按其振膜结构的不同,可分为锥形扬声器(其振膜为圆锥形),球顶形扬声器(其振膜为球缺形),平板形扬声器(其振膜为一个平板)和带式扬声器(其振膜为金属
3、薄带来).本章将对锥形扬声器作较详细的研究,其余各种扬声器,将在以后的章节里加以讨论.电动式扬声器的工作原理电动式扬声器自1925年创制以来,已有80年的历史,结构上作过不少改进,使扬声器的性能有了较大的改善.锥形扬声器多为直接辐射式扬声器,其振膜直接向周围介质(空气)辐射声波.其圆锥形的振膜,通常为纸质,俗称纸盆,因此,锥形扬声器也称为纸盆扬声器.使电动式扬声器的振膜发生振动的力效应,其大小由下式决定:F=Bli式中B为磁隙感应密度(韦伯/米2),i为流经音圈的电流,l为音圈导线的长度(米),F为磁场对音圈的作
4、用力(牛顿).然而,一但音圈受力运动,就会切割磁隙中的磁力线,从而在音圈内产生感应电动势,这个效应称为电动式换能器的电效应,其感应电动势的大小为e=Blv式中v为音圈的振动速度(米/秒),e为音圈中的感应电动势(伏特).电动式换能器的力效应和电效应总是同时存在,相伴而生的.以后我们将会看到,由于电效应的存在,将对扬声器的电阻抗特性产生极大的影响.音圈在磁场中的受力情况,中间是圆柱形的N极,外面有斜线的是环状的S极,磁场的方向由N极至S极.环形气隙内为导线环(即音圈),若电流由+极端流入,由负端出来,则音圈l所受的
5、力F的方向,由左手定则决定:左手平伸,使拇指和其余四指垂直,若磁场(B)的方向即为音圈受力的方向.若改变电流方向则力F的方向亦随之改变.如果流经音圈的电流强度和方向,均随时间不间断地变化,则电动力F也就随着电流强度和方向的变化而变化.显然,电动力的作用方向,也就是音圈的移动方向.这样,随着电流强度和方向的变化,音圈就在空气中来回振动,其振动周期等于输入电流的周期,而振动的幅度,则正比于各瞬时作用电流的强弱.若将音圈固定地一个膜片(纸盆)上,并输入音频电流,则振膜地音圈的带动下产生振动,从而向周围介质辐射声波,实现
6、了电声能之间的转换.电动式锥形扬声器的结构扬声器的各种部件,按其作用的不同,可分为振动系统和磁路系统两部分.磁路系统提供策动音圈所必需的磁场,与音圈一起组成策动元件,通过电动力效应,激发振动系统的机械振动,从而向空气辐射声波.此外,还有把上述两部分组成牢固的整体所必需的部件,如盆架.现在,我们分别对扬声器的振动系统和磁路系统作进一步的讨论.1.扬声器的振动系统扬声器的振动系统,包括策动元件音圈,辐射元件振膜和保证音圈在磁隙中正确位置的定心支片.音圈是整个振动系统的策动源,是有漆包线在纸质或金属的线圈架上绕制而成.
7、前一种线圈架是用浸过胶的纸制成,后一种是用铝箔或杜拉铝箔制成,通常用自粘漆包线边绕边喷以酒精,绕成后稍稍加热烘干即成.线圈的绕制层数都为偶数,因此线圈的两端都在靠近纸盆的一边,便于引出.为了充分利用磁隙的空间,还常常采用矩形截面的导线来绕制音圈,导线的材质可以采用铜或铝.振膜是振动系统的主要部件,最常用的是纸质振膜(纸盆).目前我国生产扬声器的厂家,多采用纤维沉降法,将纸浆浇入特制的模型中,再经热压而成,称为模塑纸盆.扬声器的频响特性,在很大程度上决定于纸盆的性肥,而纸盆的性能又决定于纸盆的材料,几何形状和加工工
8、艺.一般说来,对于纸盆材料的要求,是同时具备三种特性,即① 材料的密度p要小② 材料的机械强度要大,或者说,材料的杨氏模量E要大.与第一个特性合在一起,即要求材料的比弹性率E/p的值要大.③ 具有适当的内部阻尼.为了同时达到上述要求,人们采取了各种各样的措施:(1) 在纸浆中渗入适量的碳纤维.碳纤维是一种复合材料,具有密度小,刚
