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淺談?chuàng)P聲器的分類
發(fā)布日期:2019-04-03 瀏覽量:9811次
揚(yáng)聲器俗稱喇叭,是一種能夠?qū)㈦娦盘?hào)轉(zhuǎn)換為聲音的電聲器件,揚(yáng)聲器在音響設(shè)備中是一個(gè)最薄弱的器件,而對(duì)于音響效果而言,它又是一個(gè)最重要的部件,是音響系統(tǒng)中的重要器材。
作為將電能轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷艿碾娐晸Q能器件之一,揚(yáng)聲器的品質(zhì)、特性對(duì)整個(gè)音響系統(tǒng)的音質(zhì)起著決定性的作用。
對(duì)揚(yáng)聲器的分類常有按驅(qū)動(dòng)方式、振膜與輻射器形狀、頻響等三種方法,下面來(lái)從這三種分類方法認(rèn)識(shí)揚(yáng)聲器:
一、按驅(qū)動(dòng)方式分類
1、電動(dòng)式(即動(dòng)圈式)
電動(dòng)式揚(yáng)聲器又稱動(dòng)圈式揚(yáng)聲器,是應(yīng)用最廣泛的品種,它的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖所示。根據(jù)法拉第定律,當(dāng)載流導(dǎo)體通過(guò)磁場(chǎng)時(shí),會(huì)受到一個(gè)電動(dòng)力,其方向符合弗來(lái)明左手定則,力與電流、磁場(chǎng)方向互相垂直,受力大小與電流、導(dǎo)線長(zhǎng)度、磁通密度成正比。當(dāng)音圈輸人交變音頻電流時(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。目前使用最廣泛的紙盆揚(yáng)聲器、號(hào)筒揚(yáng)聲器都屬于電動(dòng)式揚(yáng)聲器。
2、靜電式(即電容式)
靜電式揚(yáng)聲器(electrostatic loudspeaker)指極薄的振膜在靜電力的作用下作前后移動(dòng)的那類揚(yáng)聲器,作用原理是導(dǎo)電振膜與固定電極按相反極性配置,形成電容,將電信號(hào)加于此電容的兩極,極間電場(chǎng)變化產(chǎn)生吸引力,使振膜振動(dòng)而發(fā)聲。靜電揚(yáng)聲器的振膜質(zhì)量極輕,因而解析力極佳,能捕捉聲音信號(hào)中極為細(xì)微的變化。
3、電磁式(即舌簧式)
電磁式揚(yáng)聲器也叫舌簧式揚(yáng)聲器,它是利用電磁感應(yīng)原理,使聲源信號(hào)電流通過(guò)音圈后會(huì)把用軟鐵材料制成的舌簧磁化,磁化了的可振動(dòng)舌簧與磁體相互吸引或排拆,產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力,使振膜振動(dòng)而發(fā)音。
4、壓電式(即晶體式)
將壓電元件置于電場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生形變,利用這種原理制成的揚(yáng)聲器即為壓電式揚(yáng)聲器。
二、按振膜與輻射器形狀分類
1、錐形振膜揚(yáng)聲器
該種揚(yáng)聲器是目前廣泛采用的一種揚(yáng)聲器,常作為高保真系統(tǒng)中的低音揚(yáng)聲器。紙盆揚(yáng)聲器大體由振動(dòng)系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)和磁路系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。振動(dòng)系統(tǒng)包括紙盆和音圈等;支撐系統(tǒng)包括使音圈正確保持在磁空隙內(nèi)的定芯支片和用于支撐紙盆的支撐邊等;磁路系統(tǒng)包括磁體,導(dǎo)磁柱和導(dǎo)磁板等。紙盆開(kāi)口的形狀有圓形和橢圓形,錐形振膜所用材料中最普遍的是紙,或在其中再加些用以加強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度的添加料,后來(lái)出現(xiàn)了用金屬材料或合成材料作為錐形振膜。
2、平板揚(yáng)聲器
平板揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)如圖所示,主要由軟磁材料、音圈、平板發(fā)聲盤、環(huán)形導(dǎo)電線圈、偏磁線圈組成。當(dāng)音圈中通過(guò)經(jīng)功放放大的音頻電流時(shí),音頻電流在軟磁材料中產(chǎn)生的音頻變化磁通穿過(guò)發(fā)聲盤,平板發(fā)聲盤內(nèi)的各導(dǎo)電環(huán)產(chǎn)生互感磁通,互感磁場(chǎng)與音頻磁場(chǎng)相互作用而迫使發(fā)聲盤產(chǎn)生音頻的機(jī)械振動(dòng)而發(fā)聲。由于軟磁材料的磁化曲線是非線性的,使得音頻電流的過(guò)零點(diǎn)產(chǎn)生很大的失真。因此在磁路中加一個(gè)偏磁線圈,外加一恒定的直流或超音頻交流偏磁電流,精確調(diào)整偏磁電流的大小和音頻信號(hào)的幅度,使音頻磁通避開(kāi)磁化曲線的非線性區(qū)。
3、球頂揚(yáng)聲器
球頂揚(yáng)聲器的振膜形狀呈部分球面形,屬于電動(dòng)型揚(yáng)聲器。與紙盆揚(yáng)聲器比較,效率稍低一些,但球頂揚(yáng)聲器的指向性非常好。在所用材料上,從質(zhì)地柔軟的材料到硬質(zhì)材料均被采用。根據(jù)振膜材料質(zhì)地硬度不同,有軟球頂和硬球頂之分。在高保真揚(yáng)聲器中,高音揚(yáng)聲器大多采用球頂揚(yáng)聲器,以便獲得純的音質(zhì)和良好的指向性。
球頂形揚(yáng)聲器主要優(yōu)點(diǎn):重放頻帶較寬、指向性也較寬、瞬態(tài)特性好、失真小,但效率較低。
4、號(hào)筒揚(yáng)聲器
號(hào)筒揚(yáng)聲器的振膜多是球頂形的,它與紙盆和球頂揚(yáng)聲器的最大區(qū)別在于聲輻射方式不同。紙盆揚(yáng)聲器和球頂揚(yáng)聲器是由振膜直接鼓動(dòng)周圍空氣把聲音輻射出去的;而號(hào)筒揚(yáng)聲器卻由振膜產(chǎn)生的聲音通過(guò)號(hào)筒輻射到空間去,為間接輻射。在這種情況下,號(hào)筒就像一個(gè)聲變換器,它以足夠大的負(fù)荷加到振膜上,所以號(hào)筒揚(yáng)聲器一般比紙盆揚(yáng)聲器和球頂揚(yáng)聲器效率高。在高保真揚(yáng)聲器系統(tǒng)中,號(hào)筒揚(yáng)聲器多用作中、高音單元。
5、帶狀高音揚(yáng)聲器
這種揚(yáng)聲器的振膜是用非常輕的鋁箔帶條做成短帶條形狀。振膜本身就是導(dǎo)電性材料,將其置于磁場(chǎng)中,通入信號(hào)電流即可振動(dòng)發(fā)音。帶狀高音揚(yáng)聲器的阻抗非常小,與放大器和分頻網(wǎng)絡(luò)連接時(shí),必須用匹配變壓器。
6、薄片揚(yáng)聲器
該種揚(yáng)聲器的振膜是用耐高溫的高分子薄膜形成的,音圈裝在或印刷在高分子振膜上。將印刷有音圈的高分子振膜置于特殊形狀磁體構(gòu)成的磁場(chǎng)中,就可做成薄片型揚(yáng)聲器。此種揚(yáng)聲器的音圈導(dǎo)線電阻可設(shè)計(jì)成幾歐姆,可不用匹配變壓器,同時(shí)其輸入容量大。在音質(zhì)方面,它和帶狀揚(yáng)聲器一樣,不失真的自然聲音感可延伸到較高的頻段。
三、按頻響分類
1、低音揚(yáng)聲器
低音揚(yáng)聲器是為低頻段重放而設(shè)計(jì)的低音性能很好的揚(yáng)聲器,它幾乎全是紙盆形揚(yáng)聲器。其重放頻帶下限應(yīng)很低,振膜的振動(dòng)幅度容許值應(yīng)盡量大。因此振膜的口徑較大,目前的口徑可達(dá)2000px。為了提高紙盆的振幅允許值,常采用軟而寬的支撐邊。
2、中音揚(yáng)聲器
它是專門用來(lái)重放中音段的單元,其性能是聲壓頻率特性曲線平坦、失真小、指向性好,以及頻率高。
3、高音揚(yáng)聲器
它是專門承受高頻段重放的單元,工作頻率在1~5kHz以上。由于高音聲波對(duì)揚(yáng)聲器振膜沖擊較大,為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確不失真的高音效果,就要求揚(yáng)聲器振膜質(zhì)量較高。
4、全頻帶揚(yáng)聲器
它能夠同時(shí)覆蓋高、低頻段,其振膜振動(dòng)可產(chǎn)生從低音到高音的全頻帶聲音。在全頻帶揚(yáng)聲器中,有單紙盆的全頻帶揚(yáng)聲器、雙紙盆型和同軸型揚(yáng)聲器。雙紙盆和單紙盆揚(yáng)聲器都是整體結(jié)構(gòu),同軸型揚(yáng)聲器是把兩個(gè)揚(yáng)聲器做在一起構(gòu)成一種多聲道器件。
作為將電能轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷艿碾娐晸Q能器件之一,揚(yáng)聲器的品質(zhì)、特性對(duì)整個(gè)音響系統(tǒng)的音質(zhì)起著決定性的作用。
對(duì)揚(yáng)聲器的分類常有按驅(qū)動(dòng)方式、振膜與輻射器形狀、頻響等三種方法,下面來(lái)從這三種分類方法認(rèn)識(shí)揚(yáng)聲器:
一、按驅(qū)動(dòng)方式分類
1、電動(dòng)式(即動(dòng)圈式)
電動(dòng)式揚(yáng)聲器又稱動(dòng)圈式揚(yáng)聲器,是應(yīng)用最廣泛的品種,它的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖所示。根據(jù)法拉第定律,當(dāng)載流導(dǎo)體通過(guò)磁場(chǎng)時(shí),會(huì)受到一個(gè)電動(dòng)力,其方向符合弗來(lái)明左手定則,力與電流、磁場(chǎng)方向互相垂直,受力大小與電流、導(dǎo)線長(zhǎng)度、磁通密度成正比。當(dāng)音圈輸人交變音頻電流時(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。目前使用最廣泛的紙盆揚(yáng)聲器、號(hào)筒揚(yáng)聲器都屬于電動(dòng)式揚(yáng)聲器。
2、靜電式(即電容式)
靜電式揚(yáng)聲器(electrostatic loudspeaker)指極薄的振膜在靜電力的作用下作前后移動(dòng)的那類揚(yáng)聲器,作用原理是導(dǎo)電振膜與固定電極按相反極性配置,形成電容,將電信號(hào)加于此電容的兩極,極間電場(chǎng)變化產(chǎn)生吸引力,使振膜振動(dòng)而發(fā)聲。靜電揚(yáng)聲器的振膜質(zhì)量極輕,因而解析力極佳,能捕捉聲音信號(hào)中極為細(xì)微的變化。
3、電磁式(即舌簧式)
電磁式揚(yáng)聲器也叫舌簧式揚(yáng)聲器,它是利用電磁感應(yīng)原理,使聲源信號(hào)電流通過(guò)音圈后會(huì)把用軟鐵材料制成的舌簧磁化,磁化了的可振動(dòng)舌簧與磁體相互吸引或排拆,產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力,使振膜振動(dòng)而發(fā)音。
4、壓電式(即晶體式)
將壓電元件置于電場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生形變,利用這種原理制成的揚(yáng)聲器即為壓電式揚(yáng)聲器。
二、按振膜與輻射器形狀分類
1、錐形振膜揚(yáng)聲器
該種揚(yáng)聲器是目前廣泛采用的一種揚(yáng)聲器,常作為高保真系統(tǒng)中的低音揚(yáng)聲器。紙盆揚(yáng)聲器大體由振動(dòng)系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)和磁路系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。振動(dòng)系統(tǒng)包括紙盆和音圈等;支撐系統(tǒng)包括使音圈正確保持在磁空隙內(nèi)的定芯支片和用于支撐紙盆的支撐邊等;磁路系統(tǒng)包括磁體,導(dǎo)磁柱和導(dǎo)磁板等。紙盆開(kāi)口的形狀有圓形和橢圓形,錐形振膜所用材料中最普遍的是紙,或在其中再加些用以加強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度的添加料,后來(lái)出現(xiàn)了用金屬材料或合成材料作為錐形振膜。
2、平板揚(yáng)聲器
平板揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)如圖所示,主要由軟磁材料、音圈、平板發(fā)聲盤、環(huán)形導(dǎo)電線圈、偏磁線圈組成。當(dāng)音圈中通過(guò)經(jīng)功放放大的音頻電流時(shí),音頻電流在軟磁材料中產(chǎn)生的音頻變化磁通穿過(guò)發(fā)聲盤,平板發(fā)聲盤內(nèi)的各導(dǎo)電環(huán)產(chǎn)生互感磁通,互感磁場(chǎng)與音頻磁場(chǎng)相互作用而迫使發(fā)聲盤產(chǎn)生音頻的機(jī)械振動(dòng)而發(fā)聲。由于軟磁材料的磁化曲線是非線性的,使得音頻電流的過(guò)零點(diǎn)產(chǎn)生很大的失真。因此在磁路中加一個(gè)偏磁線圈,外加一恒定的直流或超音頻交流偏磁電流,精確調(diào)整偏磁電流的大小和音頻信號(hào)的幅度,使音頻磁通避開(kāi)磁化曲線的非線性區(qū)。
3、球頂揚(yáng)聲器
球頂揚(yáng)聲器的振膜形狀呈部分球面形,屬于電動(dòng)型揚(yáng)聲器。與紙盆揚(yáng)聲器比較,效率稍低一些,但球頂揚(yáng)聲器的指向性非常好。在所用材料上,從質(zhì)地柔軟的材料到硬質(zhì)材料均被采用。根據(jù)振膜材料質(zhì)地硬度不同,有軟球頂和硬球頂之分。在高保真揚(yáng)聲器中,高音揚(yáng)聲器大多采用球頂揚(yáng)聲器,以便獲得純的音質(zhì)和良好的指向性。
球頂形揚(yáng)聲器主要優(yōu)點(diǎn):重放頻帶較寬、指向性也較寬、瞬態(tài)特性好、失真小,但效率較低。
4、號(hào)筒揚(yáng)聲器
號(hào)筒揚(yáng)聲器的振膜多是球頂形的,它與紙盆和球頂揚(yáng)聲器的最大區(qū)別在于聲輻射方式不同。紙盆揚(yáng)聲器和球頂揚(yáng)聲器是由振膜直接鼓動(dòng)周圍空氣把聲音輻射出去的;而號(hào)筒揚(yáng)聲器卻由振膜產(chǎn)生的聲音通過(guò)號(hào)筒輻射到空間去,為間接輻射。在這種情況下,號(hào)筒就像一個(gè)聲變換器,它以足夠大的負(fù)荷加到振膜上,所以號(hào)筒揚(yáng)聲器一般比紙盆揚(yáng)聲器和球頂揚(yáng)聲器效率高。在高保真揚(yáng)聲器系統(tǒng)中,號(hào)筒揚(yáng)聲器多用作中、高音單元。
5、帶狀高音揚(yáng)聲器
這種揚(yáng)聲器的振膜是用非常輕的鋁箔帶條做成短帶條形狀。振膜本身就是導(dǎo)電性材料,將其置于磁場(chǎng)中,通入信號(hào)電流即可振動(dòng)發(fā)音。帶狀高音揚(yáng)聲器的阻抗非常小,與放大器和分頻網(wǎng)絡(luò)連接時(shí),必須用匹配變壓器。
6、薄片揚(yáng)聲器
該種揚(yáng)聲器的振膜是用耐高溫的高分子薄膜形成的,音圈裝在或印刷在高分子振膜上。將印刷有音圈的高分子振膜置于特殊形狀磁體構(gòu)成的磁場(chǎng)中,就可做成薄片型揚(yáng)聲器。此種揚(yáng)聲器的音圈導(dǎo)線電阻可設(shè)計(jì)成幾歐姆,可不用匹配變壓器,同時(shí)其輸入容量大。在音質(zhì)方面,它和帶狀揚(yáng)聲器一樣,不失真的自然聲音感可延伸到較高的頻段。
三、按頻響分類
1、低音揚(yáng)聲器
低音揚(yáng)聲器是為低頻段重放而設(shè)計(jì)的低音性能很好的揚(yáng)聲器,它幾乎全是紙盆形揚(yáng)聲器。其重放頻帶下限應(yīng)很低,振膜的振動(dòng)幅度容許值應(yīng)盡量大。因此振膜的口徑較大,目前的口徑可達(dá)2000px。為了提高紙盆的振幅允許值,常采用軟而寬的支撐邊。
2、中音揚(yáng)聲器
它是專門用來(lái)重放中音段的單元,其性能是聲壓頻率特性曲線平坦、失真小、指向性好,以及頻率高。
3、高音揚(yáng)聲器
它是專門承受高頻段重放的單元,工作頻率在1~5kHz以上。由于高音聲波對(duì)揚(yáng)聲器振膜沖擊較大,為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確不失真的高音效果,就要求揚(yáng)聲器振膜質(zhì)量較高。
4、全頻帶揚(yáng)聲器
它能夠同時(shí)覆蓋高、低頻段,其振膜振動(dòng)可產(chǎn)生從低音到高音的全頻帶聲音。在全頻帶揚(yáng)聲器中,有單紙盆的全頻帶揚(yáng)聲器、雙紙盆型和同軸型揚(yáng)聲器。雙紙盆和單紙盆揚(yáng)聲器都是整體結(jié)構(gòu),同軸型揚(yáng)聲器是把兩個(gè)揚(yáng)聲器做在一起構(gòu)成一種多聲道器件。
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