《扬声器系统》课件

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1、第4章扬声器系统扬声器系统基本知识扬声器的作用与分类扬声器的性能要求1扬声器系统基本知识扬声器系统又名音箱，是整个音响系统的喉舌，对声音的重放起着决定性的作用。音箱由扬声器单元(高、中、低音)、分频器和箱体构成。按其应用领域分为专业音箱、Hi-Fi音箱、家庭影院音箱（AV音箱）等。家庭影院音箱包括前置主音箱、中置音箱、环绕音箱和超低音音箱。超低音又分为有源和无源两大类。家庭影院对声音的再现不同于其它音响系统，因而对音箱的要求也有不同之处。一般来讲，功放和前级的总谐波失真可以做到0.001％以下，而音箱一般失真度在3％-5％，极少突破1％；功放和前级的频率响应可做到20-2000

2、0Hz±0.5dB，而音箱只能达到35-20000Hz±2dB，且在35-20000Hz之内的响应起伏不平。音箱的动态范围、相位失真、承受功率等性能指标每提高一步都要作出很大努力。因此，组建家庭影院时要把投资重点放在音箱上。2扬声器的作用与分类音箱实现电-声换能的核心器件是扬声器，俗称“喇叭”。它是一种将音频电信号转换成声音的电声器件，即将音响设备的功率放大器输出的音频信号加在扬声器(音圈)上，使其振动膜振动，并以声波方式辐射出去，从而推动空气以振动人的耳膜，使人感觉到声音。扬声器结构各不相同，但基本工作原理相同，都是将输入的电信号转变成相应的机械振动，机械振动通过辐射器引起周

3、围空气媒质的波动，从而实现电-力（磁）-声之间的转换。扬声器单元普遍使用由钡铁氧体、锶铁氧体以及铝镍钴等材料制成的磁体，高档的扬声器已使用钕铁硼磁体等稀土永磁材料，这种新型磁性材料制成的磁体只需很小的体积就能达到很高的磁能级，有利于扬声器朝大功率/小型化的方向发展。按工作频带可分为：高频扬声器（最佳工作频率高于5kHz）、中频扬声器（最佳工作频率300Hz~5kHz）、低频扬声器（最佳工作频率低于120Hz）及全频扬声器（最佳工作频率55Hz~16kHz）。扬声器按换能的方式可分为：电动（动圈）式、电磁式、静电式、压电式等。按扬声器振膜的形状可分为：锥形、球顶形及平板形扬声器。

4、按扬声器振动膜(盆)的制作材料可分为：纸盆、碳纤维盆、PP盆、玻璃纤维盆、防弹布盆、钛膜及丝绸扬声器。按扬声器膜边缘使用的材料可分为：纸边、布边、橡皮边及泡沫边扬声器。按采用的磁性材料可分为：永磁（钕铁硼、铝镍钴合金）和恒磁（钡铁氧体）。电动式扬声器（动圈式扬声器）包括振动系统、磁路系统和支撑辅助系统三大部分。具有结构简单、频响宽和失真小的特点，应用最为广泛。工作原理：当处于磁隙中的音圈流过音频电流，音圈中的交变磁场与永久磁体产生的强恒磁场相互作用，使音圈产生机械振动，带动纸盆振动，使空气相应振动，使机械能转换成声能。若通过音圈的电流为正弦变化的音频电流，则音圈就受到一个大小与

5、音圈电流成正比、方向随音频电流变化而变化的力，从而产生振动。压电式扬声器利用压电材料的逆效应实现电声转换。主要部件是一片圆形的压电晶体，目前常用的压电晶体有石英、罗谢尔盐、磷酸二氢铵、锆钛酸铅和钛酸钡等，这些压电晶体在电场中会发生弹性形变。当音频电信号输入时使压电晶体发生形变，利用压电晶体的反向压电效应将音频电信号转换成声信号。灵敏度高、结构简单和造价低廉。输入阻抗呈纯容抗特性，很难与功率放大器匹配；音质较差，频响范围较窄，通常只能在200-8000Hz的频率范围内工作。静电式扬声器由一个振膜和一个固定电极组成一个平板式电容器，利用加在电容器极板上的静电力进行工作。工作时需在它

6、的两个电极接上一组直流电源，使电极极化，产生一个静电场。当有音频信号电流输入时，整个平面振膜在音频信号电流的驱动下振动发声。工作时产生的静电场均匀地分布在整个振膜上，振膜的振动方向始终保持一致，不会产生分割振动，因而瞬态特性和失真指标都已远远超过了传统的电动式扬声器，静电式扬声器在Hi-Fi音响系统中成功地得到应用。但是，由于这种静电式扬声器的结构比较复杂，售价较高，而且这种扬声器需要专门的极化电压才能工作，所以，仅在高档扬声器系统中应用。电磁式扬声器通常指老式的舌簧式扬声器，在它的两个磁极之间有一组电磁铁线圈，线圈中间有一片可上下活动的舌簧片，当音频电流流经电磁铁线圈时，舌簧

7、片被磁化，随着音频信号电流方向的改变，舌簧片的极性也相应地改变，使舌簧片绕支点旋转振动，振动的舌簧经连杆带动链盆上下振动，将电能转换成声能。电磁式扬声器具有灵敏度高的特点，但它的频响特性无法满足高保真的要求。因此，这种扬声器大多在低档产品中使用。3几种典型电动式扬声器锥盆扬声器结构简单、能量转换效率高。分高音、中音、低音和全音域(全频带)四种类型，各类型的基本结构相同，只是扬声器的口径和振膜材料等不同。锥盆扬声器的振膜外形有圆形和椭圆形两种，支架外形有圆形、方形(四角正方形)、准方形(八角形