喇叭產(chǎn)品基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)講座PPT.ppt

喇叭產(chǎn)品基礎(chǔ)知識(shí) 內(nèi)部培訓(xùn)資料 1 聲學(xué)工程師jason 目錄 基礎(chǔ)知識(shí)及基本概念工作原理及基本結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)及基本測(cè)試 2 語音經(jīng)聲 電變換后 需要再進(jìn)行電 聲反變換 將語音恢復(fù) 才能被接收 這種將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)的裝置叫受話器 通常人們又按照使用場(chǎng)所的不同 分別叫作受話器 揚(yáng)聲器 耳機(jī)等 我們一般統(tǒng)稱為受話器 spk 它們的主要變換原理是電磁感應(yīng)和壓電效應(yīng) 另外也有利用電容器原理的電容式耳機(jī) 基礎(chǔ)知識(shí)及基本概念 3 基礎(chǔ)知識(shí)及基本概念 1 電動(dòng)式 動(dòng)圈式 受話器 目前絕大多數(shù)受話器都是采用電動(dòng)式 如下圖 其原理 將與振膜固定在一起的線圈置于磁場(chǎng)中 當(dāng)線圈通過電流時(shí) 便會(huì)產(chǎn)生作用力 推動(dòng)振膜運(yùn)動(dòng) 發(fā)出聲音 振膜的外部又加有各種設(shè)計(jì)外型 以加強(qiáng)聲音效果 從而形成不同樣式的受話器 該類受話器可得到大的功率 并且有較寬的頻響范圍 幾種常見的受話器 4 2 電磁式受話器 電磁式受話器是由一個(gè)粘在磁鐵上的帶鐵芯的線圈和薄鋼膜組成的 如下圖 當(dāng)線圈中通過電流時(shí) 磁路中便會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng) 從而吸引上面的膜片振動(dòng) 發(fā)出聲音 該受話器的特點(diǎn)是可靠性高 但音質(zhì)不好 另一個(gè)特點(diǎn)是可逆應(yīng)用做傳聲器 在20世紀(jì)70年代以前 為了增加互易性 方便更換 軍用通訊機(jī)使用的傳聲器和受話器就是這同一類型 基礎(chǔ)知識(shí)及基本概念 5 基礎(chǔ)知識(shí)及基本概念 3 壓電式受話器 壓電式受話器是壓電式傳聲器的逆應(yīng)用 其原理是壓電材料施加電壓以后 產(chǎn)生收縮或舒張 將其與振膜連接后便會(huì)帶動(dòng)振膜發(fā)出聲音 該類受話器一般功率較小 并且低頻靈敏度很低 常用做高音揚(yáng)聲器 超聲波裝置的聲接收器和聲發(fā)射器大部分是壓電式的 4 電容式 靜電式 受話器 電容式受話器 其原理也是平行板電容器原理 它又可分為外加直流電壓的電容式和自身已帶電荷的駐極體電容式 它是通過信號(hào)的極性變化在相對(duì)電極之間產(chǎn)生排斥或吸引來發(fā)聲 它具有頻帶寬 音質(zhì)佳的優(yōu)點(diǎn) 但是其結(jié)構(gòu)很復(fù)雜 制造難度大 現(xiàn)在市場(chǎng)上很少見采用這種類型的耳機(jī) 6 目錄 基礎(chǔ)知識(shí)及基本概念工作原理及基本結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)及基本測(cè)試 7 工作原理及基本結(jié)構(gòu) 受話器結(jié)構(gòu) 一個(gè)完整的受話器一般由以下幾部分組成 前蓋 振膜 華司 磁鐵 音圈 外殼 組尼 pcb等組成 其中按照它們?cè)诠ぷ髦兴鸬淖饔?可分為振動(dòng)系統(tǒng) 磁路系統(tǒng)以及聲學(xué)結(jié)構(gòu) 下面 我們逐一進(jìn)行介紹 8 工作原理及基本結(jié)構(gòu) 1 磁路系統(tǒng) 磁路系統(tǒng)由磁鐵 magnet 華司 plate 和yoke組成 磁鐵 華司與yoke之間形成了一個(gè)環(huán)形磁間隙 振動(dòng)系統(tǒng)的音圈就懸掛于磁間隙內(nèi) 由于磁路系統(tǒng)對(duì)受話器的性能和可靠性有直接的影響 因此產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)就要使音圈位于產(chǎn)生一個(gè)高磁通的磁路中 9 工作原理及基本結(jié)構(gòu) 磁路系統(tǒng)各零部件及其作用 磁鐵 一般由永磁材料組成 受話器多采用釹鐵硼合金材料 牌號(hào)越高磁鐵的磁性越強(qiáng) 磁路工作點(diǎn) 從理論上講應(yīng)取在永磁體的最大磁能積處 這樣可以滿足磁路系統(tǒng)磁性能的前提下 使所用磁體的體積最小 達(dá)到縮小產(chǎn)品體積 減輕重量 同時(shí)降低產(chǎn)品成本的目的 但在實(shí)際中 為了提高磁路的穩(wěn)定性 往往是把工作點(diǎn)選擇在最大磁能積附近 另外 在磁路計(jì)算時(shí)要考慮漏磁等磁路損失 10 華司 一般采用電工純鐵做成 導(dǎo)磁性好 主起修正磁力線的作用表面一般鍍彩鋅或鎳等 厚度一般在0 3 0 6mm之間 工作原理及基本結(jié)構(gòu) 磁路系統(tǒng)各零部件及其作用 盆架 主要作用是支撐產(chǎn)品各組件 與磁鐵 華司共同組成磁路系統(tǒng) 表面一般鍍彩鋅或鎳等 厚度一般在0 3 0 6mm之間 11 工作原理及基本結(jié)構(gòu) 2 振動(dòng)系統(tǒng) 振動(dòng)系統(tǒng)由音圈和振膜組成 它們的質(zhì)量和力順直接影響受話器的靈敏度和頻率響應(yīng) 12 工作原理及基本結(jié)構(gòu) 振動(dòng)系統(tǒng)各零部件及其作用 振膜 是動(dòng)圈受話器的聲輻射元件 其特性好壞直接影響受話器的頻響和靈敏度 性能取決于材料 形狀及加工工藝 目前動(dòng)圈受話器的振膜大多選用易熱成型又具有一定剛性的聚酯薄膜 pet pei pen 其性能特點(diǎn)是 單位面積的質(zhì)量小 即材料密度 小 機(jī)械強(qiáng)度高 即材料的楊氏模量e大 有較大的內(nèi)阻尼 而e 越大 受話器的有效頻率范圍就越寬 輸出聲級(jí)也高 內(nèi)阻尼 大 受話器在大信號(hào)下失真就會(huì)小 13 音圈 動(dòng)圈受話器的音圈一般選用自粘直焊漆包線繞制而成 其中較大功率的揚(yáng)聲器我們采用高漲力線或超高漲力線 其抗折斷能力遠(yuǎn)大于普通的銅漆包線 能有效地提高產(chǎn)品的功率 音圈尺寸對(duì)受話器性能也有一定影響 一個(gè)音圈的設(shè)計(jì) 通常是以一個(gè)受話器的阻抗和音圈的直徑為基礎(chǔ) 再選擇恰當(dāng)線徑的漆包線 計(jì)算出漆包線的總長 根據(jù)音圈的高度將這些漆包線分層繞制 音圈是動(dòng)圈受話器力電轉(zhuǎn)變的基本零件之一 是振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)源 動(dòng)圈受話器的不少性能參數(shù) 如額定功率 靈敏度 阻抗等 都與它密切相關(guān) 而音圈的性能主要取決于所用材料及音圈的圈數(shù) 即音圈導(dǎo)線的長度 工作原理及基本結(jié)構(gòu) 振動(dòng)系統(tǒng)各零部件及其作用 14 工作原理及基本結(jié)構(gòu) 3 聲學(xué)結(jié)構(gòu) 除磁路系統(tǒng)和振動(dòng)系統(tǒng)外 動(dòng)圈受話器尚有以腔體和孔等組成的聲學(xué)結(jié)構(gòu) 通常在孔上還粘貼有阻尼元件 它們的作用主要是修正受話器的頻響 動(dòng)圈受話器的優(yōu)點(diǎn)是頻響曲線平坦 光滑 因而聲音的保真度好 在這里 腔體 孔及阻尼元件的作用是不可忽視的 而且在產(chǎn)品組裝過程中 很大一部分工作量是通過改變阻尼元件的阻尼量來使動(dòng)圈受話器的頻率響應(yīng)達(dá)到規(guī)定的要求 15 工作原理及基本結(jié)構(gòu) 振動(dòng)系統(tǒng)各零部件及其作用 阻尼 其作用主要是調(diào)整受話器頻率響應(yīng)曲線達(dá)到規(guī)定的要求 防塵網(wǎng) 其作用主要是防止異物進(jìn)入受話器導(dǎo)致雜音等 另外防塵網(wǎng)的泡棉與膠主要作用是與產(chǎn)品外殼配合形成密閉聲腔 16 目錄 基礎(chǔ)知識(shí)及基本概念工作原理及基本結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)及基本測(cè)試 17 性能指標(biāo)及基本測(cè)試 1 靈敏度 用來表示受話器的電聲換能能力的指標(biāo) 常用聲壓級(jí)表示 聲壓級(jí) 待測(cè)聲壓p與參考聲壓pr的比值取常用對(duì)數(shù)再乘以20 以分貝表示 spl 20lgp pr 2 頻率響應(yīng) 在恒定電壓作用下 是指揚(yáng)聲器或受話器所輻射的聲壓隨頻率變化的特性 一般是記錄在以對(duì)數(shù)頻率刻度為橫座標(biāo)的圖上 這就是頻率響應(yīng)曲線 1 性能指標(biāo) 18 3 阻抗 它一般與輸入信號(hào)的頻率有關(guān) 隨頻率變化的特性稱為阻抗特性 把它記在以對(duì)數(shù)頻率刻為橫座標(biāo)的圖上 稱為阻抗曲線 性能指標(biāo)及基本測(cè)試 4 諧振頻率 在揚(yáng)聲器阻抗曲線中出現(xiàn)第一個(gè)阻抗最大值時(shí)的頻率 fo 就是諧振頻率 揚(yáng)聲器直徑越大 一般其諧振頻率會(huì)越小 如組合音箱中的大 中 小揚(yáng)聲器分別用來展現(xiàn)其低頻 中頻以及高頻 5 諧波失真 是由振幅非線性引起的一種失真 當(dāng)輸入某一頻率的信號(hào)時(shí) 在輸出信號(hào)中除了原輸入信號(hào)外 還出現(xiàn)有二倍于 三倍于 基波頻率的信號(hào) 稱為諧波 這種現(xiàn)象就是諧波失真 諧波失真的大小通常用這些諧波含量總和的均方根值與輸出信號(hào)總聲壓的均方根值之比的百分?jǐn)?shù)來表示 失真主要由振動(dòng)系統(tǒng)以及測(cè)試儀器本身引起 19 性能指標(biāo)及基本測(cè)試 6 額定功率 是指受話器能長期正常工作的電功率 為保證揚(yáng)聲器能可靠工作 手機(jī)輸出的音頻信號(hào)的最大功率應(yīng)小于受話器的額定功率 7 最大功率 揚(yáng)聲器在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)被破壞的功率 揚(yáng)聲器雖然不會(huì)被損壞 但音質(zhì)無法保證 20 2 基本測(cè)試 性能指標(biāo)及基本測(cè)試 受話器測(cè)試示意圖 21 性