揚聲器發(fā)聲原理

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揚聲器是我們經(jīng)常在用的機器之一，那么你知道揚聲器是怎么發(fā)出聲音的呢？下面是我給大家?guī)淼膿P聲器的發(fā)聲原理的相關(guān)學識，接待閱讀!

揚聲器的發(fā)聲原理

電動式揚聲器又稱為動圈式揚聲器;它是應(yīng)用電動原理的電聲換能器件;它是目前運用最多、最廣泛的揚聲器，究其理由主要有三條：

1.電動式揚聲器布局簡樸、生產(chǎn)輕易，而且本身不需要大的空間，導(dǎo)致價格低廉，可以大量普及。

2.這類揚聲器可以做到性能優(yōu)良，在中頻段可以獲得平勻的頻率響應(yīng)。

3.這類揚聲器在不斷提升中，幾十年揚聲器進展史，就是揚聲器設(shè)計、工藝、材料不斷提升的歷史，也是性能與時俱進的歷史。

電動式揚聲器其外形大多是錐形、球頂形;錐形揚聲器(conespeaker)的布局。

錐形揚聲器的布局可以分為三個片面：

1振動系統(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輔佐系統(tǒng)包括盆架、壓邊、接線架、相位塞條。

根據(jù)法拉第定律，當載流導(dǎo)體通過磁場時，會受到一個電動力，其方向符合弗來明左手定那么，力與電流、磁場方向彼此垂直，受力大小與電流、導(dǎo)線長度、磁通密度成正比。當音圈輸入交變音頻電流時，音圈受到一個交變推動力產(chǎn)生交變運動，帶動紙盆振動，反復(fù)推動空氣而發(fā)聲。

使電動式揚聲器的振膜發(fā)生振動的力，即為磁場對載流導(dǎo)體的作用力，這個效應(yīng)我們稱它為電動式換能器的力效應(yīng)，其大小由下式規(guī)定：

F=BLi

式中：B為磁隙中的磁感應(yīng)密度(強度)，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為磁場對音圈的作用力，單位：牛頓

但是，在通電音圈受力運動的同時，由于會切割磁隙中的磁力線從而在音圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個效應(yīng)我們稱它為電動式換能器的電效應(yīng)，其感應(yīng)電動勢的大小為：

е=Вi

式中：v為音圈的振動速度，其單位為：米/秒

е為音圈中感應(yīng)電動勢，單位為：伏特

電動式揚聲器力效應(yīng)與電效應(yīng)是同時存在、相伴而行的。

其它揚聲器工作原理：

〈一〉磁式揚聲器：亦稱"舌簧揚聲器'，其布局如圖4所示，在永磁體兩極之間有一可動鐵心的電磁鐵，當電磁鐵的線圈中沒有電流時，可動鐵心受永磁體兩磁極相等級吸引力的吸引，在中央保持靜止;當線圈中有電流流過時，可動鐵心被磁化，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，使可動鐵心繞支點作旋轉(zhuǎn)運動，可動鐵心的振動由懸臂傳到振膜(紙盆)推動空氣熱振動。

〈二〉靜電揚聲器：它是利用加到電容器極板上的靜電力而工作的揚聲器，就其布局看，因正負極相向而成電容器狀，所以又稱為電容揚聲器。如下圖，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，中間一片極板那么用薄而輕的材料作振膜(如鋁膜)。將振膜周邊固定、拉緊而與固定極保持相當距離，即使在大振膜上，亦不致與固定極相碰。

在兩電極間原有一向流電壓(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，形成交變的脈動電壓，這個脈動電壓產(chǎn)生于兩極間隙吸引力的強弱變化，而振膜因此振動而發(fā)聲。

靜電揚聲器的優(yōu)點是整個振膜同相振動，振膜輕，失真小，可以重放極為清亮的聲音，有很好的解析力、細節(jié)領(lǐng)會、聲音逼真。它的缺點是效率低，需要高壓直流電源，輕易吸塵，振膜加大失真亦會加大，不適合聽搖滾、重金屬音樂，價格相對貴一些。

〈三〉壓電揚聲器：利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)而工作的揚聲器稱為壓電揚聲器。電介質(zhì)(如石英、酒石酸鉀鈉等晶體)在壓力作用下發(fā)生極化使兩端外觀間展現(xiàn)電勢差的現(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)會發(fā)生彈性形變，稱為"逆壓電效應(yīng)'或"電致伸縮'。

壓電揚聲器同電動式揚聲器相比不需要磁路，和靜電揚聲器相比不需要偏壓，布局簡樸、價格低廉，缺點是失真大而且工作不穩(wěn)定。

〈四〉離子揚聲器：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，那么產(chǎn)生聲波，這就是離子揚聲器的原理。

為了離子化，就要加20MHz的高頻電壓，而在其上重疊音頻信號壓電?？梢?，離子揚聲器由高頻振蕩片面，音頻信號調(diào)制片面，放電腔及號筒組成。

放電腔采用將直徑8mm的石英棒在中心開孔，開成石英管，將一個電極插入其中，另一個電極所示，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。離子揚聲器與其他揚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，但布局太繁雜。

〈五〉火焰揚聲器：當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，火焰受音頻信號調(diào)制而發(fā)聲。火焰幾乎無質(zhì)量，聲音動態(tài)極好。但它有致命的缺點：擔心全，不便當。

〈六〉氣流調(diào)制揚聲器：又稱氣流揚聲器。它是利用壓縮空氣作能源，利用音頻電流調(diào)制氣流發(fā)聲的揚聲器。它由氣室、調(diào)制閥門、號筒和磁路組成。壓縮空氣氣流由氣室經(jīng)過閥門里，受外加音頻信號調(diào)制，使氣流的波動按照外加音頻信號而變化，同時被調(diào)制的氣流經(jīng)號筒耦合，以提高系統(tǒng)的效率。它主要用做高強度噪聲環(huán)境試驗的聲源或遠距離播送等。

〈七〉磁致失真揚聲器。這是一種特殊的強磁體，它能在磁場作用下振動發(fā)聲。

揚聲器的種類

電動號筒式揚聲器

電動號筒式揚聲器又稱為高音喇叭，其構(gòu)造如圖1所示。主要由磁路系統(tǒng)、振動系統(tǒng)和助音筒三片面組成。磁路系統(tǒng)和振動系統(tǒng)裝在一起，稱為發(fā)音頭。發(fā)音頭和助音簡可以分開，各成一體。

磁路系統(tǒng)由永久磁鐵和軟鐵組成，磁場集中在縫隙處。振動系統(tǒng)由帶著音圈的振動膜構(gòu)成，音圈位于磁隙正中。音頻電流通過音圈時，受磁場力的作用，音圈便帶動振動膜前后運動，使空氣發(fā)生振動。由于發(fā)音頭前面裝有助者簡，可使空氣共鳴，從而發(fā)出宏亮的聲音。

電動紙盆式揚聲器

電動紙盆式揚聲器又稱為低音喇叭，其構(gòu)造如圖2所示。主要由磁路系統(tǒng)和振動系統(tǒng)兩片面組成。

磁路系統(tǒng)由環(huán)形永久磁鐵和軟鐵組成，磁場集中在縫隙處。振動系統(tǒng)由帶著音圈的紙盆構(gòu)成，彈性片把音圈固定在磁隙的正中。有音頻電流通過時，音圈在磁場力的作用下，帶著紙盆前后運動，從而發(fā)出聲音。

組合式揚聲器

為了提高放音質(zhì)量，擴展有效頻率范圍，通常將幾只不同頻率響應(yīng)范

圍的揚聲器組合在一起，裝入同一助音箱內(nèi)，構(gòu)成組合音箱。它可以使得在整個音頻范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)曲線得到顯著改善。

揚聲器的根本特征

(1)揚聲器有兩個接線柱(兩根引線)，當單只揚聲器使用時兩根引腳不分正負極性，多只揚聲器同時使用時兩個引腳有極性之分。

(2)揚聲器有一個紙盆，它的顏色通常為黑色，也有白色。

(3)揚聲器的形狀有圓形、方形和橢圓形等幾大類。

(4)揚聲器紙盆后面是磁鐵，外磁式揚聲器用金屬螺絲刀去接觸磁鐵時會感覺到磁性的存在;內(nèi)磁式揚聲器中沒有這種感覺，但是外殼內(nèi)部確有磁鐵。

(5)揚聲器裝在機器面板上或音箱內(nèi)。

揚聲器的安裝技巧

號筒式揚聲器在農(nóng)村和城鎮(zhèn)的一些集市上仍在廣泛使用，而號筒式揚聲器的音膜一旦損失后，要保證音膜位置的正確安裝下面介紹一種方法，能夠?qū)Ρ容p易地解決這個問題。安裝可分兩步舉行。

第一步，選取適當厚度紙張，裁兩條寬松~10mm，長度比中心片的直徑大20mm的紙條。然后把兩紙條彼此垂直地放在中心片上(位置要取中)。為了防止它們移動，可用一點漿糊把它們粘住。將紙條的兩端插入磁隙中。把音膜上的音圈對準磁隙，輕輕壓下去。由于紙條的存在，這時音圈的位置正好在磁隙中間，而不會偏斜。在音膜邊緣上測涂上測涂上萬能膠，并把音頭的上蓋蓋好。對正螺孔，把螺擰緊。并在適當位置記好上蓋上與音頭的相對位置。放置8小時，待萬能膠完全干透后，便可擰開螺絲，取下上蓋。這時，音膜已粘在上蓋上了。

其次步，把引線焊在接線柱上。取下兩張紙條，然后把上蓋蓋回去，留神對準原來所做的記號。這時可用萬用表R擋或1.