喇叭產(chǎn)品基礎(chǔ)知識培訓(xùn)講座PPT.ppt

喇叭產(chǎn)品基礎(chǔ)知識 內(nèi)部培訓(xùn)資料 1 聲學(xué)工程師jason 目錄 基礎(chǔ)知識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 這種將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號的裝置叫受話器 通常人們又按照使用場所的不同 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)知識及基本概念 3 基礎(chǔ)知識及基本概念 1 電動式 動圈式 受話器 目前絕大多數(shù)受話器都是采用電動式 如下圖 其原理 將與振膜固定在一起的線圈置于磁場中 當(dāng)線圈通過電流時 便會產(chǎn)生作用力 推動振膜運(yùn)動 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 磁路中便會產(chǎn)生磁場 從而吸引上面的膜片振動 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)知識及基本概念 5 基礎(chǔ)知識及基本概念 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帶動振膜發(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 它是通過信號的極性變化在相對電極之間產(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)在市場上很少見采用這種類型的耳機(jī) 6 目錄 基礎(chǔ)知識及基本概念工作原理及基本結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)及基本測試 7 工作原理及基本結(jié)構(gòu) 受話器結(jié)構(gòu) 一個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 其中按照它們在工作中所起的作用 可分為振動系統(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之間形成了一個環(huán)形磁間隙 振動系統(tǒng)的音圈就懸掛于磁間隙內(nèi) 由于磁路系統(tǒng)對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)時就要使音圈位于產(chǎn)生一個高磁通的磁路中 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 振動系統(tǒng) 振動系統(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) 振動系統(tǒng)各零部件及其作用 振膜 是動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 輸出聲級也高 內(nèi)阻尼 大 受話器在大信號下失真就會小 13 音圈 動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 音圈尺寸對受話器性能也有一定影響 一個音圈的設(shè)計(jì) 通常是以一個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 音圈是動圈受話器力電轉(zhuǎn)變的基本零件之一 是振動系統(tǒng)的振動源 動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)和振動系統(tǒng)外 動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)及基本測試 17 性能指標(biāo)及基本測試 1 靈敏度 用來表示受話器的電聲換能能力的指標(biāo) 常用聲壓級表示 聲壓級 待測聲壓p與參考聲壓pr的比值取常用對數(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)及基本測試 4 諧振頻率 在揚(yáng)聲器阻抗曲線中出現(xiàn)第一個阻抗最大值時的頻率 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時 在輸出信號中除了原輸入信號外 還出現(xiàn)有二倍于 三倍于 基波頻率的信號 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 失真主要由振動系統(tǒng)以及測試儀器本身引起 19 性能指標(biāo)及基本測試 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)聲器在短時間內(nèi)不會被破壞的功率 揚(yáng)聲器雖然不會被損壞 但音質(zhì)無法保證 20 2 基本測試 性能指標(biāo)及基本測試 受話器測試示意圖 21 性