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1、扬声器基础知识培训与实践,编辑：赵庆国,扬声器单元介绍,序 篇,人类因为有了声音而变的快乐，人类的智慧为了让喜怒哀乐、悦耳动听的乐府得以重现，从而出现了各种乐器、现代的音响，让整个世间变得不再沉默，是人类二十世纪最动听的发明。现在被广泛用于电视、电影、电话、手机、汽车、飞机、航天军事、家庭影院等等，如果没有扬声器最好的戏都出不来，它们将是“哑口无言”，而要让形形色色的乐府得以重现的就务必要设计制造出适合各类场合的音响，其首当其冲的非扬声器莫属，从而让扬声器占据人类生活中不可或缺的生活用品。古人用击鼓、笛箫等来表现乐府，电气时代的人们发明了电动式扬声器；作为扬声器设计制造者，先决条件是要详细了解
2、扬声器的结构、各部件的材料特性、制造工艺；其中涉及到声学、机械学、电学、材料学、力学、化学等方方面面的科学知识，只有融会贯通方能设计制造出一款顶尖的扬声器，以达到性价比最佳的扬声器单元；扬声器易响难精，扬声器技术是少数融艺术与技术相结合、趣味与科学相结合的技术学科之一；又是将古老声学与现代电子科学相结合的产物，具有广泛的发展空间；发展扬声器技术，付出我们的努力是一项高尚而有益的事业，就让我们一起由浅入深的去了解它、感悟它、热爱它、发掘它.,第一节 扬声器单元的释义,一.扬声器又称“喇叭”，是一种十分常用的电声换能器件；扬声器在电子元器件中是一个最薄弱的器件，而对于音响效果而言，它又是一个最重要
3、的器件。扬声器的种类繁多，而且价格相差很大。二.扬声器是一个电声器材，是电声学研究的内容。但它的复杂程度远远超出我们的想象，这因为： 1、扬声器的能量转换层次多、反馈多；电能机械能声能； 2、扬声器的工作状态是振动的，不是静止的；这又是处于三维空间的振动； 3、扬声器振动系统只在低频区为一集中参数系统，频率升高时振动系统不再是 刚 体，振膜会出现分割运动，每个点的运动都不同； 4、扬声器的评价不仅取决于客观的测试指标，主观评价也不可缺少，取决于聆听者的素质修养、心里状态等，声音转瞬即逝，主观评价难道甚大； 5、扬声器的制造工艺涉及造纸、化工、粘合剂、金属加工、磁体制造等许多工艺领域，体现了它的
4、综合性与多样性。,扬声器在整个系统中的作用,L,R,扬声器,麦克风,扬声器,VCD：提供音频、视频信号。调音台：调配、控制声系统。 效果器：混乐、延时、音质补偿。功放：声音放大、立体感。音箱：声音重放。 扬声器作为音箱的发声源，声音重放的最后一关，其影响作用最为直接，因此，一个扬声器的好坏对声音的还原起着决定性的作用。,扬声器定义与分类：,扬声器是能将电信号转换成声信号并向周围媒体辐射能量的电声换能器；用在系统的终端；,扬声器工作原理及结构,扬声器根据工作原理可分为电动式、电磁式、静电式、压电式、离子式、气动式等。,电动式扬声器工作原理,流过磁场内音圈的音频电流与永久磁场的相互作用会产生使锥盆
5、轴向振动的力，该作用力可用公式：F=BLI其中： B:磁气隙中的磁感应强度.（单位：T） L:音圈导线的有效长度.（单位：m） I:流经音圈的电流.（单位：A）在该作用力下，纸盆如一个整体活塞运动.（在指定的某一临界频率）,电动式扬声器发声原理图：,原理：左手定则,电动式扬声器主要有锥体式和球顶式两种；各种不同功能的电动式扬声器其基本部件组成都如出一辙：固定架、导磁体、永久磁石、音圈、振动系、附件等组成；如下图所示： 低音外磁式 高音内磁式,后罩,T铁,磁石,华司,压条,振动板,音圈,弹波,盆架,防尘罩,端子,压条,音圈,极片,磁石,焊片,音膜,铁网,支架,U铁,电动式扬声器基本结构：,扬声器
6、,振动系统,磁路系统,支撑系统,音盆：声波辐射元件，它决定音质,音圈：动力源，扬声器的心脏,防尘帽：防尘、美观，改善高频曲线,弹波：定位，控制音圈振幅,磁钢：提供永久磁场,T铁：导磁,华司：导磁,后盖：防磁泄露,盆架：支撑和固定磁路及振动系统,端子：导电，固定锦丝线连接,Speaker的部件构成认知图,Speaker,磁钢套CT,T铁B01,磁石B02,华司B03,盆架B04,弹波B06,音盆B07,音圈B05,压条B09,网罩WZ,防尘帽B08,条形码TM,接线柱B10,铭牌MP,螺丝LS,副磁B02,短路环B13,垫圈B12,Speaker的包装附件代码：1.尼龙袋： NL2.保丽龙： B
7、L3.说明书： SM4.彩盒： CH5.外箱： WX6.塑料配件：SL,导线B11,扬声器部件介绍,盆架（ FRAME）T铁（ T yoke）华司（ Field plate）磁钢（ Magnet）弹波（ Spider）,音圈（Voice coil）端子（ Terminal ）压条（ Gasket）音盆（ Cone）防尘帽（Cap),主要部件中英文名称,盆架（ FRAME）,盆架：别名支架，是电动式扬声器中的一个重要部件之一。故名思意盆架有支撑、架托的作用。简单地说它是其他零部件的载体。盆架的分类：,按材料分类 铁类（含冷轧板）、铝（压铸铝）、塑料、还有粉末冶金等 ，粉末冶金是将两种或两种以上的
8、金属粉材料在粉末状态下融合一体 。,按加工工艺分类 冲压、压铸、注塑成形（含包塑）等,盆架的表面处理：表面处理主要目的是为了防锈和外观，常见的有高温烘烤（烤漆、喷塑）、电镀、电泳漆、抛光镀铬等，不同的工艺都要求表面耐腐蚀性强，不易脱落；各贴合面要求耐胶水腐蚀，铝及塑料作麻砂处理，不可选用喷漆等表面处理；贴合面在贴合之前要做去油污等处理。盆架的结构：,决定喇叭大小,决定鼓纸R环内外径,决定音圈口径及弹波的波纹数,决定鼓纸有效高,决定弹波的外径和次外径,盆架的品质要求：平面度2. 高度设配。3. 散热设计4. 表面处理检验：a表面处理b为了检查铁框表面处理后对接着剂是否能很好的粘合，一般使用濡性试
9、验来检测。c电镀膜厚要求大于5um。d检验铁框是否耐候氧化生锈，用盐水喷雾试验进行检测。5%或8%的盐水48H。,T铁、华司（ T yoke、 Field plate）,T铁，也叫电工铁，它的质地为纯铁。在声音单元中，T铁的主要作用就是在通电的情况下导磁，但是它没有剩磁。音箱断电后磁场消失，它的此行也立即消失。因此，T铁的纯度会直接影响到声音单元的工作效率以及非线性失真的一些重要的参数,T铁的表面处理：主要目的是为了防锈和外观，常见的有喷砂电镀黑及蓝白、五彩，喷砂后电泳黑，抛光镀铬等，不同的工艺都要求表面耐腐蚀性强，不易脱落；各贴合面要求耐胶水盐水腐蚀，不可选用喷漆等表面处理；贴合面在贴合之前
10、要做去油污等处理，常在底面加一个凹槽以便打胶水的治具定位，在上平面加工定位圈以便固定磁石定位。,T铁的加工工艺 T铁的加工工艺分为正一体加工（甲体加工）、假一体和穿心铆三种。,正一体加工成型,假一体加工成型,穿心铆加工成型,T铁的基本尺寸和加工公差：（如图）,T铁的品质要求： 1. 磁石放置面须平坦； 2.首径不可大于磁石中孔； 3.中柱不可上大下小或者上小下大，这样会造成音圈内径搪塞；4.中柱上端不可有碰伤产生凸起形状，造成音圈受损；5.大功率低音，振幅大的喇叭，采用背凸形T铁，防止音圈打底；6.大功率且CAP没有透气的低音喇叭，T铁须加工贯穿中孔，使气流通畅不产生异音，也可对音圈的散热起到
11、作用；U形轭,U形轭示意图,U形轭的品质要求：1.底部必须平坦，防止磁石脱落及磁力 浪费；2.内壁必须光滑，防止铁粉产生；3底部电镀层不可有油脂，防止接触性不良而磁石脱落；4.内壁不可出现碰伤产生凸起，造成音圈磨损。,华司又名夹板是上导磁板，外径尺寸一般比磁石小5mm左右，以免漏磁；在厚度为5mm以下时常见是中孔直接光冲，不做车光处理，高品质除外；外径是根据实际外观要求是否做车光处理；铆钉要求达到规定高度，且背面要求有外翻倒角形状，易于铆合且铆钉不下沉，铆合牢度可靠；厚度在6mm以上的要求中孔车光处理已达到规格尺寸要求；铆钉及转螺纹孔依据实际需要加工。中孔的大小及厚度直接影响扬声器的磁通量，也
12、就是影响DB值，根据性能要求设计其大小尺寸；基本要求平整。,华司的表面处理 电镀蓝白锌、彩锌、氧化处理以及电黑！,扬声器所用磁体，可以分为三类：一是铝镍钴类的铸造磁体，二是钡铁氧化类的烧结磁体；三是稀土元素钴类 一、铝镍钴类磁体由铝（Ai)，镍（Ni),钴（Co)，铁（Fe)为主要成分浇注而成的。其主要特点是磁能积高（最大磁能积（BxH)max为5.36.3x108GsOe),剩磁密度高，所以磁体可以做得截面积小，高度高。二、铁氧体磁体是由氧化钡和三氧化二铁粉末混合，在高温炉中焙烧而成，具有材料来源充足，价格低廉，矫顽力大、对外磁场的稳定性高等一系列的优点。一般（BxH)max为2.73.3x
13、108GsOe),从磁体形状来看，截面积大而薄。目前用稀土元素制成很高磁能积的磁体（BxH)max为1222x108GsOe),一般用于超小型扬声器中。,磁钢（ Magnet）,在高音中磁石用到的材料一般为N35HN38H;13芯高音磁石外径一般选用12.5左右，厚为2.03.0； 19芯高音磁石外径一般选用19.5/19.6左右，厚为2.53.0；25芯高音磁石外径一般选用24.4/24.5/24.7左右，厚为3.05.0；低音磁石材料一般用Y25Y30居多，性能好一点的用Y35也有。品质要求： 平行度须在10%以内；不可有铁粉；表面处理好；磁石规格及磁束密度。,扬声器的振动系统,振动系统：
14、振动系统是扬声器功能得以表现的核心部分，是验证扬声器音质好坏的核心；其所涉及的范围很广，包括材料、工艺、化学、结构尺寸、声学物理等等。振动系统一般由音圈、音盆、弹波、防尘帽等四部分通过不同胶水结合而成；振动系统的结构一般如右图设计：A常用于低音结构；B常用于高音结构；,振动系统结构图示： A 图示B,振动板,防尘帽,弹波,音圈,球顶音膜,音圈,弹波俗称挡板，也叫定位支片；是扬声器振动系统的主要构成部件。它在扬声器的起着重要的作用：1.保持音圈在磁路间隙中的正确位置；2.音圈在做上下切割运动时，保持振动系统仅作上下垂直运动，且保持良好的稳定恢复力；3.防止尘埃落入磁间隙中；4.它与音盆的折环顺性
15、共同构成整个扬声器的振动顺性（是指扬声器振动系统的机械顺性Cms）。而材料、制作工艺、形状则是好弹波的决定因素。弹波的常用材料可分为棉布、蚕丝、化纤（CONEX）、混纺（Marton）等。有7、10、16、21、32、42、60等支纱之分，支纱越大则越细，716支纱常使用于8以上的扬声器中， 2132支纱常使用于8以下的扬声器中， 32支纱以上常使用于3以下的扬声器中；化纤（CONEX）、混纺具有拉伸度良好、不易脆裂、抗疲劳性好等优点，但价位较高且粘结性差，故常被用于大功率的大口径的扬声器中；棉布和蚕丝的价格便宜且粘结性特好，但存在拉伸度低、易脆裂、抗疲劳性差等缺陷，故常被用于小功率的低档扬声
16、器中；判断材质的简单方法是取弹波的单股材质用火烧，若烧後的灰呈黑色的则为化纤类的材质，若烧後的灰呈灰白色的则为棉布类的材质。,弹波（ Spider）,弹波的特性要求：横向刚性要均衡，设计的波纹形状要求中心对称，不能一边软一边硬；材料要求是编织布，支纱的经纬方向要匀称；更好地保持音圈在磁路间隙中的上下垂直运动；要具有一定的柔软性，它直接影响扬声器的共振频率（Fo），也影响扬声器的可靠性；不能过软或过硬；以保持良好的稳定恢复力；它取决于弹波的材质、形状、含浸胶水的浓度；波纹越深、布越厚、胶水浓度越高则共振频率越高，反之则越低；务必不要用胶水含浸饱和的弹波以防脆化和封孔；防止尘埃落入磁间隙中；它与音
17、盆的折环顺性共同构成整个扬声器的振动顺性。而材料、制作工艺、形状则是好弹波的决定因素。弹波的常用材料可分为棉布、蚕丝、化纤（CONEX）、混纺（Marton）等。,为了使弹波能起到上述的作用，我们对弹波的要求如下： A.要具有一定的柔软性，它直接影响扬声器的共振频率（Fo）， 取决于弹波的形状及材料的硬度； B. 最大的位移量；它关系到扬声器的最大振幅，取决于弹波的外交与内径的距离及形状； C.保证位移的线性运动；它体现了弹波对驱动力的顺从性，限定振幅的范围，超出范围振幅减慢，取决于材料和形状； D.保证位移的复原性；当弹波在除去外力以后尽可能的使弹波 恢复至原来状态，它取决于弹波的材质与制作
18、工艺； E.要兼顾可靠性、实用性、质量轻、耐湿性、耐燃性、耐久性、耐折性、适当的透气性、密封性、，并尽量减少异常谐振。弹波的线性位移问题，取决于材质；不同的材质其回弹的受力会不一样，这就与弹波本身的运动力产生不一样的振谐，从而改变了弹波的受力方向，出现运动阻滞的现象，产生Fo以下的三次振谐失真，设计良好的弹波能减少扬声器的失真，材料、工艺、波形是决定因素；目前要数杜邦最好，棉布最差；对大功率的锥形扬声器来说，弹波的可靠性不可忽视。,弹波的物理性能,弹波的物理参数弹性系数即变位 影响扬声器的性能曲线。如：失真、fo、Q 值等技术参数。弹波的变位指在弹波中心放置夹具，并在夹具上加定质量之砝码，弹波
19、中心部位发生的位移量称为该质量下的变位。测试方法常有投影法，转盘测试法等多种，但目前最先进的测试法为“激光测量法”，激光测量法采用无触点测量，因此最准确可靠。,治具-绕线-整形-高温烘烤,音圈（ VC）,音圈是电动式扬声器振动系统的核心，是验证扬声器的承受功率和寿命的核心部件；它的设计会影响扬声器的频率、DB值、阻抗及阻抗曲线、失真、参数、音质等；所以我们要对音圈做一个详尽的剖释和了解。音圈最常用的是带骨架的音圈，由骨架、漆包线、贴纸、引出线等四部分组成；不同的功率、性能要求音圈不同的材质与工艺，不可变形及大小口现象，常采用30度角斜口对接骨架的加工工艺及余白倒角以防脱线；还有特殊的跑道形的设
20、计，但基本组成及要求是一样的；,骨架,漆包线,引出线,贴纸,音圈骨架是音圈的支撑架，要求质轻刚性好，不易变形，良好的耐温及散热效果；常用的材质有纸、Kapton、铝、玻纤、Nomax等；涂胶后纸的耐温度为180度常用于中小口径的低功率及高音扬声器中，厚度0.050.08mm，具有质轻价廉易涂胶等特点； Kapton的耐温度为210度以上，常用于中等口径的中低功率的扬声器中，厚度0.050.18mm，具有质轻、散热等特点； 铝的耐温度为200度以上，厚度0.030.20mm，具有质轻、散热好、瞬态性好、耐热、刚性强等特点，被广泛用于不同口径的扬声器中，高功率的还可采用黑色氧化铝材质，耐温230度
21、以上； 玻纤的耐温度为230度以上，常用于大中等口径的高中功率要求的扬声器中，厚度0.10.18mm，具有耐热、刚性强等特点； Nomax的耐温度为300度，具有耐热、质轻、粘力强以及音色柔和圆滑、悦耳动听等特点；。,音圈引线出现方式,音圈最常用的引出线有漆包线加长出头，有另外加接的引出线（编织线、绞合线、防水线、防静电线等）；还有无引出线直接在骨架上接铜片当焊接点的（常用于不在振动板上焊接且外观要求看不到导线的扬声器设计中，不易短线但有工艺复杂价高的缺陷）；,音圈绕线是做好音圈的关键；它的材质目前有铜线、铝线、铜包铝线；形状有圆形及方形；它的是由导体、绝缘膜层、熔接膜层构成（如右图所示）；铝
22、线质轻但易断不好焊接常不被采用；音圈绕线的绕线方式有如下图，最常用的是A，由于方线在同样的阻值内占有率高，可减少失真及磁路间隙提高磁通量，但目前成本高不易生产，不被广泛使用；,铝,铝,铜,铜,绝缘层,导体,熔接层,音圈绕线的绝缘膜的作用是对导体本身起保护作用，不使导体在空气中氧化，使线于线之间绝缘，承受一定的电压不被击穿，在发热工作时能承受一定的温度，不被融解；根据耐温的不同可分为LOCK线（130度）、 SV线（150度）、 EI线（180度）、 AI线（210度）等 ；耐温等级越高价位越高，选用时，根据性能要求适当选用；熔接层是音圈绕线紧密结合加工的辅助作用，在高温烘烤中使线与线相互粘合在
23、一起而不易散开；导体是绕线的主要部分，是音圈工作时起导电作用，从而使音圈在磁场中做上下切割运动，推动振动系统发声工作；常用铜、铜包铝、铝等材质；相同的阻值铜最重，铝最轻，铝易断难焊，所以高音及高响度的低音采用铜包铝线；一般的用铜线；贴纸常用的有漆包线宣花纸、牛皮纸、Spunlace纸，一般的采用宣花纸，高功率的用牛皮纸及Spunlace纸， Spunlace纸常用于高要求大功率的低音扬声器中，具有与胶水粘合性好、耐高温、不起泡不脱落的优点；,音圈的卷幅是指绕在骨架上的绕线部分，对音圈性能起决定作用的就是卷幅、阻抗、线径（质量）；它们之间成正比关系。音圈的卷幅通常由设计的承受功率及冲程决定，当卷
24、幅大于夹板的厚度时，叫长音圈，它一般用于振幅较大的低音中，失真也较大；当卷幅小于夹板的厚度时，叫短音圈，它一般用于振幅较小的高音中，失真也较小；为了减少磁路电气失真我们通常在T铁柱体上或在磁石内环上放置高导电的金属铜环或铝环，目的是使其形成一个次级音圈的作用，起到短路音圈的电感作用，以减少反电动势的形成，使磁性材料的电感量变化减少，从而降低三次谐波失真； 附：音圈自溶漆包线耐温等级 2-LOCK130 1-PESVW 155 1-EISVW 200 1-AISVW 220,纸盆及防尘帽,纸盆是扬声器最最重要的部件, 有很大一部分客户是需要通过主观鉴听来评价扬声器的性能.而纸盆的对音质有直接的影
25、响. 另外一方面,纸盆的设计,特别是材料方面也是最难以被仿制的. 纸盆设计有两类比较重要的参数,一类是几何参数,另外一类是材料工艺. 几何参数对扬声器主要有两方面的影响,一是声学参数曲线,二是装配工艺. 材料工艺对扬声器也主要有两方面的影响,一是主观音质评价,而是特殊环境要求.,常规几何参数:外径,中孔,高度,母线弧度,厚度,重量等.,外径6.5寸以下：+0/-0.2mm；8寸12寸：0.3mm；15寸以上：0.5mm。中孔20.3mm以下：+0.1/-0mm；（包含20.3mm）26.744.9mm：0.1mm；（包含26.7mm）52.2mm以上：0.2mm。（包含52.2mm）要考虑负差
26、能够配合音圈外径使用。高度15mm以下：0.1mm。（包含15mm）1550mm：0.2mm。50mm以上：0.3mm。（包含50mm）厚度需要测包络线的产品10%12%，最好写实际数值。松压纸盆无厚度要求，图纸尺寸只作做模具的参考。其他紧压及半松压纸盆15%18%。重量需要测包络线的产品8%，注明实际数值。其他纸盆10%12%，注明实际数值。,纸盆常用材料可分为天然材料,人造纤维,塑料和金属等4个大类.其中,天然纤维又可分为植物纤维和动物纤维.一般而言，对材料的要求，需同时具备三个特性：1） 密度小。2） 材料机械强度大，或说材料杨氏模量大. 与1）结合在一起，即比弹率E/ 值大。3） 适当
27、的内阻尼。 当然，对于不同用途的扬声器，对纸盆材料的性能要求，侧重点也不同。对于高频扬声器，为了把高频响应拓宽至音频范围以外,对材料的比弹率E/的要求比其内部阻尼更为重要，所以一般采用比弹率E/大的材料（金属材料为主）；对于重视中频信号的中频扬声器，为了减少其工作频带内的失真,一般需尽量扩大其频响范围而选择其中频段为工作频带，以避免共振频率附近的失真, 因此需E/值大和内部阻尼大的材料；而对于重放低频的低音扬声器为了扩大其活塞振动的频率范围，要求具有大的E/和大的内部阻尼。,植物纤维包括木材纤维、韧皮纤维和毛纤维三小类。 木材纤维中包括阔叶树，如桦树、杨树、栗树、枫树等，和针叶树，如松树、衫树
28、、桧树等。其中,松树、杉树和桧树三种树, 是硫酸盐纸浆和亚硫酸盐纸浆(含漂白和未漂白两类,英文缩写:UKP BKP USP BSP)的主要材料，主要提供纸浆做短纤维用。而韧皮纤维,包括三桠、竹、楮、亚麻(Linen)等是纸浆长纤维的主要来源。各种毛纤维有：棉花(Linter)，木棉(Kapok)等，可起到增加纸盆损耗的作用。 动物纤维包括：羊毛(Wool)、骨胶纤维和绢丝等。 一般木材纤维制成的纸盆的刚性较好，而韧皮纤维有利于增加纸盆的强度，毛纤维可增加纸盆的韧性和内部阻尼。一般对于要求高频性能好的纸盆多用木材纤维，而中频扬声器多以木材纤维为主，低音扬声器多以木材纤维和毛纤维为主。 人造纤维，
29、包括有机纤维，如尼龙、人造丝、赛璐璐、聚丙烯等，和无机纤维，如玻璃纤维、碳纤维等。这两种纤维中比弹率E/都很高,而其中碳纤维更具有密度小、刚性大、阻尼适当、耐热耐蚀稳定的特点。 单纯一种纤维很难做出符合要求的纸盆。往往是多种纤维根据不同的要求，按合适的比例混合。但主要是在木材纤维的针叶树纤维或阔叶树纤维中掺入毛纤维和韧皮纤维等。（或在植物纤维中加入动物纤维和人造纤维）,塑料: 这类材料包括:聚丙烯(PP), 聚氯乙烯(PVC), 聚苯乙烯(PS), 酚醛树脂(PF), 聚酯(PES)等.塑料盆的最大优点是防水防潮,性能稳定,一致性好等. 缺点是密度较大,胶水不易粘结等. PP盆最为常见,而聚酯
30、则是我们常说的MYLAR,多用在微型扬声器设计中. 金属:这类材料包括:铝,铝镁合金,钛和铍等.其中铝的应用最为广泛,而钛和铍则常见于专业扬声器的驱动高音振膜.金属盆特别擅长重放打击乐,铜管乐.表现出金属乐器的瞬态,力度和气势非常出色.金属盆的特点是内部阻尼较小,散热较快. 纸盆的重要部件:复合边. 复合边的主要作用是作为一个顺性原件(弹簧)来影响扬声器的多个重要参数,也是功率试验中重点考察的部件.常用的材料为纸,布,泡沫,橡胶等.如果是纸边的话一般是全纸盆,小功率,价格低廉. 布边和泡沫边顺性比较大, 相对而言布边更耐环境试验, 但是线性不如泡沫边. 橡胶边环境试验和线性都很好,但价格昂贵,
31、密度也较大. 复合边常见的形状一般有凸边,凹边和W边. 为了获得合适的频响曲线,我们会根据需要在复合边上涂覆一层阻尼胶.,防尘帽,防尘帽,顾名思义,其作用就是防止灰尘等异物进入到音圈磁隙. 它还有一个更总要的作用就是拓展扬声器的高频曲线. 一般来讲, 外径越小,对高频的延展越宽.其材料大致和纸盆相同.设计的时候要注意贴合面弧度和纸盆匹配,大功率时还要注意贴合面的宽度.,扬声器参数、计算公式及测试方法等解析,我们在评价一款扬声器的好坏时,除了主观的聆听外,更多的还是依据一些客观的参数.比如低频下限f0, 高频上线fh, 声压级SPL,额定功率Pr, 失真THD, 指向性Q等. 下面我们就以上提到
32、的参数给大家逐一讲解一下. f0:我们知道扬声器有一个从低到高的有效的频响范围, 那么f0就是我们常用来描述扬声器低频性能的一个重要参数. f0的中文名称是共振频率. 在阻抗曲线上表现为第一个峰值所对应的频率点.其公式是f0=1/(2CmsMms). Cms由弹波顺性Cd和复合边顺性Cs共同决定.其公式是1/Cms=1/Cd + 1/Cs. 而Mms=音圈质量Mv+纸盆振动质量Mc+空气随动质量MA fh: 作为 扬声器高频设计的经验公式,在设计扬声器时具有很好的参考意义.对于一般的锥形扬声器而言: fh= Et(1/Mc+1/Mv)cos2 /sin /2 E:纸盆顶部杨氏模量,t顶部厚度,
33、 锥盆顶角. 而对应球顶高音而言, fh=A1+0.5Md/Mv* H/D2 E/ (1+4390t), A材料系数,H球顶高度,D球顶直径,SPL:我们一般定义一个扬声器的声压级为dB/1m/1w, 通俗的讲就是扬声器在1w功率输入, 1m远的轴向距离条件下, 麦克风所拾取的声压强度.声压级越高,也可以说是效率越高. SPL=112+log , =(BLSd)2/2CMms2Re. SPL与距离和功率的关系Lp=Lp(1m/1w)-20lgR+10lgWPr: 额定功率对扬声器是相当重要的参数.客户都会有明确的要求.并且必须要通过功率实验来检验.额定功率没有固定的设计公式.作为一个系统参数,
34、它跟扬声器的音圈线径,散热条件和其他振动部件的强度都有直接关系. 不但考察扬声器的热损伤,还要考察机械损伤. 严格来讲,功率实验的通过需要前后对比测试曲线来评判.THD: 总谐波失真和噪音. THD在很大程度上会影响扬声器的听感.我们标注扬声器的额定功率也是在一定的THD前提下.比如10%.噪音除了设计不良以外,还包括自然界的随机噪音,我们这里不作具体分析讨论.失真分为以下几类: 1谐波失真: 由于扬声器的振动系统和磁路系统的非线性造成的失真.例如输入一个频率为f1的信号,由于谐波失真,出现f1/2, f1/3, 2*f1,3*f1等频率信号 2互调失真: 输入一个低频f1和一个高频f2信号,
35、输出a*f2+-b*f1的信号 3瞬态失真: 扬声器对猝发信号的”跟随”以及”停顿”能力.及前沿和后沿失真 4 相位失真:频率之间的相位差, 例如一个扬声器有装高低音3个喇叭单元,但这3个单元距离人耳或测试咪头距离并不相同,就会造成相位失真. 一个好的喇叭单元额定功率的失真一般会低于5%, 并且失真很大一部分由2次和3次谐波失真构成.,指向性:指向性是指声源在各个方向上辐射声能的分配特性.指向性可用Q=2J1(Dc*sina/) / Dc*sina/ . Q:指向性因素,频率越低,其值越低,指向性越宽,频率越高,其值越大,指向性越窄. :波长 Dc:有效直径. J1: 贝塞尔函数的一阶根值.
36、在某些品牌的扬声器产品说明书上, 我们有时可以看到指向性角度多少度的宣传.这个度数的定义是这样一个条件下出来的. 水平或者垂直方向, 取1KHz频点, 取扬声器中心法相为参考轴,两个方向衰减6dB的角度.扬声器的基本测量: 做完一个扬声器, 我们必须要对扬声器进行必要的检测,以便查看是否符合要求.一般有以下几项初步测试:1)纯音扫描. 给一正弦信号,电压按半额定功率,低频从0.8倍f0到1.2倍工作高频.距离人耳30cm左右无明显杂音即合格2)阻抗曲线: 测试扬声器的阻抗曲线, 曲线形状与正常喇叭相同, 阻抗峰符合fo设定值范围.阻抗曲线无明显毛刺.3)T/S参数: 检测各项参数是否符合要求4)频响曲线.5)THD,谢 谢 大 家,
