揚(yáng)聲器工作原理.

1、揚(yáng)聲器工作原理摘要：實(shí)現(xiàn)了一種全集成可變帶寬中頻寬帶低通濾波器，討論分析了跨導(dǎo)放大 器-電容(OTAC)連續(xù)時(shí)間型濾波器的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和具體實(shí)現(xiàn)，使用外部可編程 電路對(duì)所設(shè)計(jì)濾波器帶寬進(jìn)行控制，并利用 ADS軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn) 證。仿真結(jié)果表明，該濾波器帶寬的可調(diào)范圍為 126 MHz，阻帶抑制率大于 35 dB，帶內(nèi)波紋小于 05 dB，采用 18 V 電源， TSMC 018m CMOS工藝 庫仿真，功耗小于 21 mW，頻響曲線接近理想狀態(tài)。關(guān)鍵詞： Butte 電動(dòng)式揚(yáng)聲器工作原理：電動(dòng)式揚(yáng)聲器又稱為動(dòng)圈式揚(yáng)聲器；它是應(yīng) 用電動(dòng)原理的電聲換能器件；它是目前運(yùn)用最多、最 廣泛的揚(yáng)聲器

2、，究其原因主要有三條：1. 電動(dòng)式揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)容易，而且本身不需 要大的空間，導(dǎo)致價(jià)格便宜，可以大量普及。2. 這類揚(yáng)聲器可以做到性能優(yōu)良，在中頻段可以獲得 均勻的頻率響應(yīng)。3. 這類揚(yáng)聲器在不斷改進(jìn)中，幾十年揚(yáng)聲器發(fā)展史， 就是揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)、工藝、材料不斷改進(jìn)的歷史，也是 性能與時(shí)俱進(jìn)的歷史。電動(dòng)式揚(yáng)聲器其形狀大多是錐形、球頂形； 錐形揚(yáng)聲器( cone speaker )的結(jié)構(gòu)。錐形揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)可以分為三個(gè)部分：1> 振動(dòng)系統(tǒng)包括振膜、音圈、定心支片、防 塵罩等；2> 磁路系統(tǒng)包括導(dǎo)磁上板、導(dǎo)磁柱、導(dǎo)磁下 板、磁體等；3 輔助系統(tǒng)包括盆架、壓邊、接線架、相位 塞條。根據(jù)法

3、拉第定律，當(dāng)載流導(dǎo)體通過磁場時(shí)，會(huì)受到一個(gè)電動(dòng)力，其方向符合弗來明左手定則，力 與電流、磁場方向互相垂直，受力大小與電流、導(dǎo)線 長度、磁通密度成正比。當(dāng)音圈輸入交變音頻電流 時(shí)，音圈受到一個(gè)交變推動(dòng)力產(chǎn)生交變運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)紙 盆振動(dòng)，反復(fù)推動(dòng)空氣而發(fā)聲。使電動(dòng)式揚(yáng)聲器的振膜發(fā)生振動(dòng)的力，即為 磁場對(duì)載流導(dǎo)體的作用力，這個(gè)效應(yīng)我們稱它為電動(dòng) 式換能器的力效應(yīng)，其大小由下式規(guī)定：F=B L i式中： B為磁隙中的磁感應(yīng)密度（強(qiáng)度）， 其單位為 N/（A.m）牛頓/ （安培.米） 又稱為特斯 拉（T）L 為音圈導(dǎo)線的長度，單位：米i 為流經(jīng)音圈的電流，單位：安培F 為磁場對(duì)音圈的作用力，單位：牛頓但是，

4、在通電音圈受力運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，由于會(huì) 切割磁隙中的磁力線從而在音圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)， 這個(gè)效應(yīng)我們稱它為電動(dòng)式換能器的電效應(yīng)，其感應(yīng) 電動(dòng)勢(shì)的大小為：= i 式中：v 為音圈的振動(dòng)速度，其單位為：米 / 秒 為音圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，單位為：伏特電動(dòng)式揚(yáng)聲器力效應(yīng)與電效應(yīng)是同時(shí)存在、 相伴而行的。其它揚(yáng)聲器工作原理：一磁式揚(yáng)聲器：亦稱“舌簧揚(yáng)聲器”，其結(jié)構(gòu)如 圖 4 所示，在永磁體兩極之間有一可動(dòng)鐵心的電磁 鐵，當(dāng)電磁鐵的線圈中沒有電流時(shí)，可動(dòng)鐵心受永磁 體兩磁極相等級(jí)吸引力的吸引，在中央保持靜止；當(dāng) 線圈中有電流流過時(shí)，可動(dòng)鐵心被磁化，而成為一條 形磁體。隨著電流方向的變化，條形磁體的極性也相 應(yīng)變化

5、，使可動(dòng)鐵心繞支點(diǎn)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可動(dòng)鐵心的 振動(dòng)由懸臂傳到振膜（紙盆）推動(dòng)空氣熱振動(dòng)。二靜電揚(yáng)聲器：它是利用加到電容器極板上的靜 電力而工作的揚(yáng)聲器，就其結(jié)構(gòu)看，因正負(fù)極相向而 成電容器狀，所以又稱為電容揚(yáng)聲器。如圖所示，有 兩塊厚而硬的材料作為固定極板，極板上有此可以透 過聲音，中間一片極板則用薄而輕的材料作振膜（如 鋁膜）。將振膜周圍固定、拉緊而與固定極保持相當(dāng) 距離，即使在大振膜上，亦不致與固定極相碰。在兩電極間原有一直流電壓（稱之為偏 壓）。若在兩電極間加由放大器輸出的音頻電壓，與 原來的輸出電壓相重疊，形成交變的脈動(dòng)電壓，這個(gè) 脈動(dòng)電壓產(chǎn)生于兩極間隙吸引力的強(qiáng)弱變化，而振膜 因此振動(dòng)而

6、發(fā)聲。靜電揚(yáng)聲器的優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)振膜同相振動(dòng)，振 膜輕，失真小，可以重放極為清脆的聲音，有很好的 解析力、細(xì)節(jié)清楚、聲音逼真。它的缺點(diǎn)是效率低， 需要高壓直流電源，容易吸塵，振膜加大失真亦會(huì)加 大，不適合聽搖滾、重金屬音樂，價(jià)格相對(duì)貴一些。三壓電揚(yáng)聲器：利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)而工 作的揚(yáng)聲器稱為壓電揚(yáng)聲器。電介質(zhì)（如石英、酒石 酸鉀鈉等晶體）在壓力作用下發(fā)生極化使兩端表面間 出現(xiàn)電勢(shì)差的現(xiàn)象，稱之為“壓電效應(yīng)”。它的逆效 應(yīng)，即置于電場中的電介質(zhì)會(huì)發(fā)生彈性形變，稱為 “逆壓電效應(yīng)”或“電致伸縮”。壓電揚(yáng)聲器同電動(dòng)式揚(yáng)聲器相比不需要磁 路，和靜電揚(yáng)聲器相比不需要偏壓，結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格 便宜，缺點(diǎn)是失

7、真大而且工作不穩(wěn)定。四離子揚(yáng)聲器：在一般的狀態(tài)下，空氣的分子量 中性的、不帶電。但經(jīng)過高壓放電后就成為帶電的粒 子，這種現(xiàn)象稱游離化。把游離化的空氣利用音頻電 壓振動(dòng)，則產(chǎn)生聲波，這就是離子揚(yáng)聲器的原理。為了離子化，就要加 20MHz的高頻電壓，而 在其上重疊音頻信號(hào)壓電?？梢?，離子揚(yáng)聲器由高頻 振蕩部分，音頻信號(hào)調(diào)制部分，放電腔及號(hào)筒組成。放電腔采用將直徑 8mm的石英棒在中心開 孔，開成石英管，將一個(gè)電極插入其中，另一個(gè)電極 所示，呈圓筒形套在石英管外面，由于采用無聲放電 形式，只有中心的針頭電極有損耗，可以定期更換中 心電極。離子揚(yáng)聲器與其他揚(yáng)聲器不同之處在于沒有振膜，所以瞬態(tài)特性和高頻特性都很好，但結(jié)構(gòu)太復(fù) 雜。五火焰揚(yáng)聲器：當(dāng)空氣和煤氣燃燒的火焰通過電 極，電極加有直流電壓和高頻信號(hào)，火焰受音頻信號(hào) 調(diào)制而發(fā)聲?；鹧鎺缀鯚o質(zhì)量，聲音動(dòng)態(tài)極好。但它 有致命的缺點(diǎn)：不安全，不方便。六氣流調(diào)制揚(yáng)聲器：又稱氣流揚(yáng)聲器。它是利用 壓縮空氣作能源，利用音頻電流調(diào)制氣流發(fā)聲的揚(yáng)聲 器。它由氣室、調(diào)制閥門、號(hào)筒和磁路組成。壓縮空 氣氣流由氣室經(jīng)過閥門里，受外加音頻信號(hào)調(diào)制，使 氣流的波動(dòng)按照外加音頻信號(hào)而變化，同時(shí)被調(diào)制的 氣流經(jīng)號(hào)筒耦合，以提高系統(tǒng)的效率。它主要用做高