揚聲器

揚聲器

揚聲器又稱“喇叭”。是一種十分常用的電聲換能器件,在發聲的電子電氣設備中都能見到它。

基本信息

基本概述

組成結構

揚聲器揚聲器

揚聲器是一種把電信號轉變為聲信號的換能器件, 揚聲器的性能優劣對音質的影響很大。 揚聲器在音響設備中是一個最薄弱的器件,而對於音響效果而言,它又是一個最重要的部件。揚聲器的種類繁多,而且價格相差很大 。音頻電能通過電磁,壓電或靜電效應,使其紙盆或膜片振動並與周圍的空氣產生共振(共鳴)而發出聲音。

低檔塑膠音箱因其箱體單薄、無法克服諧振,無音質可言(也有部分設計好的塑膠音箱要遠遠好於劣質的木質音箱);木製音箱降低了箱體諧振所造成的音染,音質普遍好於塑膠音箱。

通常多媒體音箱都是雙單元二分頻設計,一個較小的揚聲器負責中高音的輸出,而另一個較大的揚聲器負責中低音的輸出。

挑選音箱應考慮這兩個喇叭的材質:多媒體有源音箱的高音單元現以軟球頂為主(此外還有用於模擬音源的鈦膜球頂等),它與數字音源相配合能減少高頻信號的生硬感,給人以溫柔、光滑、細膩的感覺。多媒體音箱現以質量較好的絲膜和成本較低的PV膜等軟球頂的居多。

低音單元它決定了音箱的聲音的特點,選擇起來相對重要一些,最常見的有以下幾種:紙盆,又有敷膠紙盆、紙基羊毛盆、緊壓制盆等幾種。

紙盆音色自然、廉價、較好的剛性、材質較輕靈敏度高,缺點是防潮性差、製造時一致性難以控制,但頂級HiFi系統中用紙盆製造的比比皆是,因為聲音輸出非常平均,還原性好。

防彈布,有較寬的頻響與較低的失真,是酷愛強勁低音者之首選,缺點是成本高、製作工藝複雜、靈敏度不高輕音樂效果不甚佳。

羊毛編織盆,質地較軟,它對柔和音樂與輕音樂的表現十分優異,但是低音效果不佳,缺乏力度與震撼力。

PP(聚丙烯)盆,它廣泛流行於高檔音箱中,一致性好失真低,各方面表現都可圈可點。此外還有像纖維類振膜和複合材料振膜等由於價格高昂極少套用於普及型音箱中。

揚聲器尺寸自然是越大越好,大口徑的低音揚聲器能在低頻部分有更好的表現,這是在選購之中可以挑選的。用高性能的揚聲器製造的音箱意味著有更低的瞬態失真和更好的音質。普通多媒體音箱低音揚聲器的喇叭多為3~5英寸之間。用高性能的揚聲器製造的音箱也意味著有更低的瞬態失真和更好的音質。

我們最常見的電動式錐形紙盆揚聲器。電動式錐形揚聲器即過去我們常說成紙盆揚聲器,儘管2014年振膜仍以紙盆為主,但同時出現了許多高分子材料振膜、金屬振膜,用錐形揚聲器稱呼就名符其實了。錐形紙盆揚聲器大體由磁迴路系統(永磁體、芯柱、導磁板)、振動系統(紙盆、音圈)和支撐輔助系統(定心支片、盆架、墊邊)等三大部分構成。

1.音圈:音圈是錐形紙盆揚聲器的驅動單元,它是用很細的銅導線分兩層繞在紙管上,一般繞有幾十圈,又稱線圈,放置於導磁芯柱與導磁板構成的磁疑隙中。音圈與紙盆固定在一起,當聲音電流信號通入音圈後,音圈振動帶動著紙盆振動。

2.紙盆:錐形紙盆揚聲器的錐形振膜所用的材料有很多種類,一般有天然纖維和人造纖維兩大類。天然纖維常採用棉、木材、羊毛、絹絲等,人造纖維則採用人造絲、尼龍、玻璃纖維等。由於紙盆是揚聲器的聲音輻射器件,在相當大的程度上決定著揚聲器的放聲性能,所以無論哪一種紙盆,要求既要質輕又要剛性良好,不能因環境溫度、濕度變化而變形。

3.折環:折環是為保證紙盆沿揚聲器的軸向運動、限制橫向運動而設定的,同時起到阻擋紙盆前後空敢流通的作用。折環的材料除常用紙盆的材料外,還利用塑膠、天然橡膠等,經過熱壓粘接在紙盆上。

4.定心支片:定心支片用於支持音圈和紙盆的結合部位,保證其垂直而不歪斜。定心支片上有許多同心圓環,使音圈在磁隙中自由地上下移動而不作橫向移動,保證音圈不與導磁板相碰。定心支片上的防塵罩是為了防止外部灰塵等落磁隙,避免造成灰塵與音圈摩擦,而使揚聲器產生異常聲音。

一般揚聲器是由:磁鐵、框架、定心支片、模折環錐型紙盆組成的。

基本特徵

(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,多隻揚聲器同時使用時兩個引腳有極性之分。

揚聲器揚聲器

(2)揚聲器有一個紙盆,它的顏色通常為黑色,也有白色。

(3)揚聲器的外形有圓形、方形和橢圓形等幾大類。

(4)揚聲器紙盆背面是磁鐵,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;內磁式揚聲器中沒有這種感覺,但是外殼內部確有磁鐵。

(5)揚聲器裝在機器面板上或音箱內。

主要種類

揚聲器的種類很多,按其換能原理可分為電動式(即動圈式)、靜電式(即電容式)、電磁式(即舌簧式)、壓電式(即晶體式)等幾種,後兩種多用於農村有線廣播網中;按頻率範圍可分為低頻揚聲器、中頻揚聲器、高頻揚聲器,這些常在音箱中作為組合揚聲器使用。

按換能機理和結構分動圈式(電動式)、電容式(靜電式)、壓電式(晶體或陶瓷)、電磁式(壓簧式)、電離子式和氣動式揚聲器等,電動式揚聲器具有電聲性能好、結構牢固、成本低等優點,套用廣泛;

按聲輻射材料分紙盆式、號筒式、膜片式;按紙盆形狀分圓形、橢圓形、雙紙盆和橡皮折環;按工作頻率分低音、中音、高音,有的還分成錄音機專用、電視機專用、普通和高保真揚聲器等;按音圈阻抗分低阻抗和高阻抗;按效果分直輻和環境聲等。

揚聲器分為內置揚聲器和外置揚聲器,而外置揚聲器即一般所指的音箱。內置揚聲器是指MP4播放器具有內置的喇叭,這樣用戶不僅可以通過耳機插孔還可以通過內置揚聲器來收聽MP4播放器發出的聲音。具有內置揚聲器的MP4播放器,可以不用外接音箱,也可以避免了長時間配帶耳機所帶來的不便。

(1)低頻揚聲器

對於各種不同的音箱,對低頻揚聲器的品質因素——Q0值的要求是不同。對閉箱和倒相箱來說,Q0值一般在0.3~0.6之間最好。一般來說,低頻揚聲器的口徑、磁體和音圈直徑越大,低頻重放性能、瞬態特性就越好,靈敏度也就越高。低音單元的結構形式多為錐盆式,也有少量的為平板式。低音單元的振膜種類繁多,有鋁合金振膜、鋁鎂合金振膜、陶瓷振膜、碳纖維振膜、防彈布振膜、玻璃纖維振膜、丙烯振膜、紙振膜等等。採用鋁合金振膜、玻璃纖維振膜的低音單元一般口徑比較小,承受功率比較大,而採用強化紙盆、玻璃纖維振膜的低音單元重播音樂時的音色較準確,整體平衡度不錯。

Q0:揚聲器單元的品質因數是設計和和製作音箱前必須了解的一個很重要的參數。在揚聲器單元的阻抗特性曲線上它表示,阻抗曲線在諧振頻率處阻抗峰的尖銳程度,它在一定的程度上反映了揚聲器振動系統的阻尼狀態,簡稱Q0值,揚聲器單元的品質因數越高,諧振頻率就越難控制。揚聲器的低頻特性通常由揚聲器單元的品質因數值和諧振頻率決定,其中品質因數的大小與揚聲器單元在諧振頻率處輸出的聲壓有關。Q0值過低時揚聲器的輸出聲壓還沒有到F0處時就迅速的下降,揚聲器處於過阻尼狀態,造成低頻衰減過大。Q0值過高時揚聲器處於欠阻尼狀態,低頻得到過份的加強。Q0值越大峰值越陡。因此我們說揚聲器的品質因數即不能過高也不能過低,通常我們取它的臨界阻尼值Q0等於0。5—0。7作為最佳的取值範圍。

(2)中頻揚聲器

一般來說,中頻揚聲器只要頻率回響曲線平坦,有效頻響範圍大於它在系統中擔負的放聲頻帶的寬度,阻抗與靈敏度和低頻單元一致即可。有時中音的功率容量不夠,也可選擇靈敏度較高,而阻抗高於低音單元的中音,從而減少中音單元的實際輸入功率。中音單元一般有錐盆和球頂兩種。只不過它的尺寸和承受功率都比高音單元大而適合於播放中音頻而已。中音單元的振膜以紙盆和絹膜等軟性物質為主,偶爾也有少量的合金球頂振膜。

(3)高頻揚聲器

高音單元顧名思義是為了回放高頻聲音的揚聲器單元。其結構形式主要有號解式、錐盆式、球頂式和鋁帶式等幾大類。

工作原理

揚聲器揚聲器

電動式揚聲器又稱為動圈式揚聲器;它是套用電動原理的電聲換能器件;它是運用最多、最廣泛的揚聲器,究其原因主要有三條:

1.電動式揚聲器結構簡單、生產容易,而且本身不需要大的空間,導致價格便宜,可以大量普及。

2.這類揚聲器可以做到性能優良,在中頻段可以獲得均勻的頻率回響。

3.這類揚聲器在不斷改進中,幾十年揚聲器發展史,就是揚聲器設計、工藝、材料不斷改進的歷史,也是性能與時俱進的歷史。

電動式揚聲器其形狀大多是錐形、球頂形;錐形揚聲器(conespeaker)的結構。

錐形揚聲器的結構可以分為三個部分:

1.振動系統包括振膜、音圈、定心支片、防塵罩等

2.磁路系統包括導磁上板、導磁柱、導磁下板、磁體等

3.輔助系統包括盆架、壓邊、接線架、相位塞條。

根據法拉第定律,當載流導體通過磁場時,會受到一個電動力,其方向符合弗來明左手定則,力與電流、磁場方向互相垂直,受力大小與電流、導線長度、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生交變運動,帶動紙盆振動,反覆推動空氣而發聲。

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

F=BLi

式中:B為磁隙中的磁感應密度(強度),其單位為N/(A.m),又稱為特斯拉(T)。

L為音圈導線的長度,單位:米。

i為流經音圈的電流,單位:安培。

揚聲器揚聲器
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,由於會切割磁隙中的磁力線從而在音圈內產生感應電動勢,這個效應我們稱它為電動式換能器的電效應,其感應電動勢的大小為:

е=Вiν

式中:v為音圈的振動速度,其單位為:米/秒。

е為音圈中感應電動勢,單位為:伏特

電動式揚聲器力效應與電效應是同時存在、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”,其結構如圖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變化,使可動鐵心繞支點作鏇轉運動,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,就其結構看,因正負極相向而成電容器狀,所以又稱為電容揚聲器。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,形成交變的脈動電壓,這個脈動電壓產生於兩極間隙吸引力的強弱變化,而振膜因此振動而發聲。

靜電揚聲器的優點是整個振膜同相振動,振膜輕,失真小,可以重放極為清脆的聲音,有很好的解析力、細節清楚、聲音逼真。它的缺點是效率低,需要高壓直流電源,容易吸塵,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而工作的揚聲器稱為壓電揚聲器。電介質(如石英、酒石酸鉀鈉等晶體)在壓力作用下發生極化使兩端表面間出現電勢差的現象,稱之為“壓電效應”。它的逆效應,即置於電場中的電介質會發生彈性形變,稱為“逆壓電效應”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,結構簡單、價格便宜,缺點是失真大而且工作不穩定。

〈四〉離子揚聲器:在一般的狀態下,空氣的分子量中性的、不帶電。但經過高壓放電後就成為帶電的粒子,這種現象稱游離化。把游離化的空氣利用音頻電壓振動,則產生聲波,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。可見,離子揚聲器由高頻振盪部分,音頻信號調製部分,放電腔及號筒組成。

放電腔採用將直徑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,由於採用無聲放電形式,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於沒有振膜,所以瞬態特性和高頻特性都很好,但結構太複雜。

〈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,火焰受音頻信號調製而發聲。火焰幾乎無質量,聲音動態較好。但它有致命的缺點:不安全,不方便。

〈六〉氣流調製揚聲器:又稱氣流揚聲器。它是利用壓縮空氣作能源,利用音頻電流調製氣流發聲的揚聲器。它由氣室、調製閥門、號筒和磁路組成。壓縮空氣氣流由氣室經過閥門裡,受外加音頻信號調製,使氣流的波動按照外加音頻信號而變化,同時被調製的氣流經號筒耦合,以提高系統的效率。它主要用做高強度噪聲環境試驗的聲源或遠距離廣播等。

〈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聲。

研發產品

靜電揚聲

揚聲器揚聲器

一百多年前的1876年2月14日,AlexanderGrahamBell提出了歷史上最重要的一份專利“電話”。該項發明讓人類的聲音從此可以傳到比叫喊更遠的地方。人類也從此懂得了聲與電的轉換關係,並從此樂此不疲。

為了更好的回放記錄被記錄下的聲音,1910年,S.G.Brown將驅動力和振膜分離,發明了'armature'電樞耳機。

平衡耳機

而在1910年,Baldwin又發明了'balancedarmature'平衡電樞耳機。電樞式耳機是在一個U型的磁鐵的中間架設可移動鐵片(電樞),當電流流經線圈時電樞會受磁化與磁鐵產生吸斥現象,並同時帶動振膜運動。這種設計成本低廉,雖然效果不佳,但在當時也是劃時代的發明,該項技術多用在電話筒與小型耳機上。

在記錄聲音的科技方面,1917年,Wente和Thuras設計了電容式麥克風。

到了20世紀30年代中期,根據電容式麥克風原理,靜電揚聲器面世。

20世紀50年代初期,美國C.V.Bocciarelli提出'constantcharge'恆定電荷法則。P.Walker在同一時期獨立發展了相同理論,並將其套用到著名的Quad靜電揚聲器設計中。

靜電揚式聲器基本原理是庫倫(Coulomb)定律,通常是以塑膠質的膜片加上鋁等電感性材料真空汽化處理,兩個膜片面對面擺放,當其中一片加上正電流高壓時另一片就會感應出小電流,藉由彼此互相的吸引排斥作用推動空氣就能發出聲音。靜電單體由於質量輕且振動分散小,所以靜電揚聲器工作於中高頻段,音質輕盈細緻,富有特色,很容易得到清澈透明的中高音。但是它的效率不高,聲壓輸出低,動態小,成本較為昂貴也是其弱項。

電動式

和Bell同一時期,不同的揚聲器類型被提出。作為一種業餘興趣,ErnstW.Siemens(Siemens&Halske公司創始人)於1874年1月20日,申請了電動式揚聲器原型專利,讓帶支撐系統的音圈處於磁場中,以便使振動系統保持軸向運動。當時主要用於繼電器而不是揚聲器領域。1877年12月14日,Siemens申請了號筒專利,在一個移動的音圈上面附著一個羊皮紙作為聲音輻射器,羊皮紙可以製成指數型錐體形狀,這是第一個留聲機時代的號筒實型。

1898年,OliverLodge申請了第一個實用電動式揚聲器專利,將音圈放在內外圓極板的磁隙中運動,和許多發明一樣,當時這個偉大的發明太超前了。這個發明決定了2014年99%的現代動圈揚聲器的結構。

又過了整整25年,20世紀20年代,無線電廣播出現。C.W.Rice和E.W.Kellogg發表了劃時代的論文'新型非號筒式單元',詳細介紹了直接輻射式揚聲器,利用這個理論設計的售價為250美元的Radiola104音箱風靡美國。

在過去的五十年間,電動式揚聲器的基本原理沒有變化,只是改進了設計細節及零件。頻響範圍動態範圍等方面較老產品有了長足的發展。電動式揚聲器以結構簡單,音質優秀,成本低,動態大已經成為2014年市場主流。

電動式揚聲器套用最廣泛,它又分為紙盆式、號筒式和球頂形三種。這裡只介紹前兩種。

1、紙盆式揚聲器

紙盆式揚聲器又稱為動圈式揚聲器。

它由三部分組成:①振動系統,包括錐形紙盆、音圈和定心支片等;②磁路系統,包括永義磁鐵、導磁板和場心柱等;③輔助系統,包括盆架、接線板、壓邊和防塵蓋等。當處於磁場中的音圈有音頻電流通過時,就產生隨音頻電流變化的磁場,這一磁場和永久磁鐵的磁場發生相互作用,使音圈沿著軸向振動,由於揚聲器結構簡單、低音豐滿、音質柔和、頻頻寬,但效率較低。

2、號筒式揚聲器

號筒式揚聲器的結構,它由振動系統(高音頭)和號筒兩部分構成。振動系統與紙盆揚聲器相似,不同的是它的振膜不是紙盆,而是一球頂形膜片。振膜的振動通過號筒(經過兩次反射)向空氣中輻射聲波。它的頻率高、音量大,常用於室外及廣場擴聲。

號筒式

號筒式揚聲器起源於留聲機。1928年,Wente和Thuras生產了他們的高效率的號筒式揚聲器接受器。號筒式揚聲器的原理是振膜推動位於號筒底部的空氣而工作,因為聲阻很大所以效率非常高,但由於號角的形狀與長度都會影響音色,要重播低頻也不太容易。高效率的號筒主要套用於專業擴聲領域。

帶式

在上述揚聲器技術逐漸成型期間,人們開始明白了理想的換能器應當使用可以通過電流的薄片振動膜,大家開始構思帶式揚聲器。

1923年1月,SiemensHalske的Schottky和Gerlach申請了第一個帶式揚聲器專利。它將一個水平波浪型純鋁簿膜安裝在磁體兩極之間,波浪形純鋁膜可以降低縱向硬度,降低了諧振頻率。

1931年,Olson和Massa生產了帶式麥克風。

帶式揚聲器主要套用於中高頻段,由於其頻響曲線平直,高頻上限極高,有著非常好的瞬態效果,因此可以方便的形成線性聲源。

雖然人類電聲的歷史是如此曲折複雜,但如今確實湧現出非常多的優秀創新型電聲揚聲器,而事實上,這些創新的揚聲器設計讓很多上世紀最好的電聲科學家絞盡腦汁。

車載音響

喇叭(揚聲器)一般稱為非洲之角,是一種不可缺少的設備一套音響系統。一切從“小號”的人,聽音樂和欣賞。由於進入“聲能”,設備電能的質量和角,整個音響系統的聲音,特點發揮了決定性的作用。

霍恩在汽車裡顯得更加突出的音響系統。為了展示良好的基調和方向的意義上說,一些發言者和它們的布局是非常重要的標準。音箱和效果:在汽車音響領域,人們一直在追求這樣的效果:在車上喜歡在舞台前面坐的是,所有的聲音都用在擋風玻璃上,頭髮,眼睛,喜歡在演唱會的感覺。每個樂器的聲音,你可以達到最佳效果的重放。這通常稱為專業的Hi-Fi(高保真高定義)。理想的Hi-Fi的效果,關鍵是使聲源同步和信號相同的頻率波段的放大倍率。家庭音響並不困難。由於家庭音響頻高中單位在相同的固定框和音樂信號的所有是相同的放大器放大,縮小比例一致相對容易,實現了音質很好的平衡。但是,由於不同的汽車音響安裝位置的限制,低音炮單元通常只能在行李艙安裝,低音一般單位只能在車前安裝,高音單元通常安裝在A柱附近。這種影響可能只是來聽取了高音和低音從後面來同月比較,奧拓部分相對薄弱。此外,針對不同的模組和功率放大的要求,在一般汽車音響只能採取多种放大器驅動揚聲器(許多設計的低頻部分需要由多個放大器放大),因此音調平衡是很難達到令人滿意的水平。應對這些挑戰所涉及的一些因素,揚聲器和安裝布置數量是關鍵之一。揚聲器數量。

揚聲器音量可確定分配的聲音指向的罰款,小粗糙度更多。先進的比一般的普通車輛數量汽車喇叭音箱。喇叭的安裝位置往往汽車音響聲音效果的影響,發言者在不同的安裝位置相同的兩家公司將產生不同的影響,中高級轎車音響喇叭的安裝位置必須經過各種測試,以確定它。.通過揚聲器的數量隨著正確的安裝經驗和技能,以應付不同的頻寬喇叭的安裝位置,保持良好的方向,兼容的技術調整功率放大器,最終取得好成績。安裝布局有一個從專業角度上的Hi-Fi效果的直接影響,具有高保真音質出色的平衡通過前聲場效果(聲音效果感覺前置),聲場的位置(在外地的不同來源的影響,可定位精度),空間感(關於空間聲學效果感到低音回響),回放效果(還原高保真音響效果),(聲音,語調和圖像質量結果)的視聽效果,分別為。良好的水聲定位(分期)在很大程度上取決於在駕駛室前高音單元和中音單元的駕駛室周圍設定的設定。因為人的聽覺系統主要是在音頻部分聲波到達先後左,右耳率聲源的位置。附近的一個高音喇叭和揚聲器安裝在門前的支柱只安裝達到協調的頻繁匹配的中間點可形成一個一致的,協調的聲源。考慮到觀眾的左,右音響角度也視情況而定音響喇叭的位置,重複計算精確調整,以使汽車音響要達到良好的聲場定位。因此,對於汽車立體聲效果汽車揚聲器布局是非常重要的。

有源定向

2014年第二屆上交會,復旦大學科學家表示已成功發明出廣場舞噪音“逼停神器”——有源定向揚聲器。

普通揚聲器發出的聲音是向四面八方傳播的,要實現定向,揚聲器的直徑必須做得非常大。與傳統揚聲器的原理不同,有源定向揚聲器首先將低頻聲音信號載於指向性很強的高頻信號之上,再經過放大、發射到空氣中,而後,空氣會把高頻信號迅速過濾,其上的可聽聲音信號便會自然濾出,實現像雷射一樣定向傳播。

有源定向揚聲器能夠把聲波控制在特定區域內,在這個區域內的聲波很強,而出了這個區域,聲波就會很弱,甚至沒有。如果廣場舞者使用這種揚聲器播放音樂,其擾民‘尷尬’就能迎刃而解。”馬建敏說。除作為廣場舞噪音的“逼停神器”外,有源定向揚聲器還可用在廣告會展、候機廳、公車站等多種場景,實現聲音針對特定人群的定向播報。

電腦揚聲器

win7系統中揚聲器總是自動停用

1、在“計算機”圖示上右鍵,選擇“屬性”。

2、切換到“硬體”標籤頁,在設備管理器選擇音效卡設備,右鍵刪除設備,找到選單欄操作,掃描更改,系統就會彈出音效卡正在安裝的提示,等1分鐘左右即可正常;

3、另外,也有可能是驅動停用造成的,建議你進入設備管理器中找到並右鍵音頻設備,選擇卸載,包括刪除驅動,然後掃描硬體,讓系統自行安裝驅動即可。

性能比較

性能指標

揚聲器揚聲器
揚聲器的主要性能指標有:靈敏度、頻率回響、額定功率、額定阻抗、指向性以及失真度等參數。
1、額定功率
揚聲器的功率有標稱功率和最大功率之分。標稱功率稱額定功率、不失真功率。它是指揚聲器在額定不失真範圍內容許的最大輸入功率,在揚聲器的商標、技術說明書上標註的功率即為該功率值。最大功率是指揚聲器在某一瞬間所能承受的峰值功率。為保證揚聲器工作的可靠性,要求揚聲器的最大功率為標稱功率的2~3倍。
2、額定阻抗
揚聲器的阻抗一般和頻率有關。額定阻抗是指音頻為400Hz時,從揚聲器輸入端測得的阻抗。它一般是音圈直流電阻的1.2~1.5倍。一般動圈式揚聲器常見的阻抗有4Ω、8Ω、16Ω、32Ω等。
3、頻率回響
給一隻揚聲器加上相同電壓而不同頻率的音頻信號時,其產生的聲壓將會產生變化。一般中音頻時產生的聲壓較大,而低音頻和高音頻時產生的聲壓較小。當聲壓下降為中音頻的某一數值時的高、低音頻率範圍,叫該揚聲器的頻率回響特性。
理想的揚聲器頻率特性應為20~20KHz,這樣就能把全部音頻均勻地重放出來,然而這是做不到的。每一隻揚聲器只能較好地重放音頻的某一部分。
4、失真
揚聲器不能把原來的聲音逼真地重放出來的現象叫失真。失真有兩種:頻率失真和非線性失真。頻率失真是由於對某些頻率的信號放音較強,而對另一些頻率的信號放音較弱造成的,失真破壞了原來高低音響度的比例,改變了原聲音色。而非線性失真是由於揚聲器振動系統的振動和信號的波動不夠完全一致造成的,在輸出的聲波中增加一新的頻率成分。
5、指向特性
用來表征揚聲器在空間各方向輻射的聲壓分布特性,頻率越高指向性越狹,紙盆越大指向性越強。

相位判斷

揚聲器相位是指揚聲器在串聯、並聯使用時的正極、負極的接法:當使用兩隻以上的揚聲器時,要設法保證流過揚聲器的音頻電流方向的一致性,這樣才能使揚聲器的紙盆振動方向保持-致,不至於使空氣振動的能量被抵消,不至於降低放音效果。為能做到這一要求就要求串聯使用時一隻揚聲器的正極接另一隻揚聲器的負極依次地連線起來;並聯使用時,各只揚聲器的正極與正極相連,負極與負極相連,這就是說達到了同相位的要求。
但是有的揚聲器在其引腳上沒有標出正極、負極的字樣,這樣就影響了串聯、並聯的使用,為此我們要確定揚聲器的正負極性。其方法如下:
1)將萬用表置於直流電流擋的最低擋,將兩隻表筆分別接揚聲器的兩引腳,然後用手指輕而迅速地按一下揚聲器的紙盆,並及時地觀看萬用表的指針擺動方向,如指針向右擺時,規定紅表筆所接為正極,黑表筆所接為負極;如指針向左擺時,規定紅表筆所接為負極,黑表筆所接為正極。用同樣的方法和極性規定去檢測其他揚聲器並做好標註,這樣按正極、負極串、並聯使用後就可達到同相位了。
2)用一節或兩節電池(串聯),將電池的正、負極分別接揚聲器的兩引腳,在電源接通的瞬間注意及時觀察揚聲器的紙盆振動方向,若紙盆向靠近磁鐵的方向運動,此時電池的負極接的是揚聲器的正極引腳。交替電池接通揚聲器的兩引腳,紙盆向外運動,則說明電池的正極接觸的就是揚聲器的正極。
2014年使用的揚聲器種類很多。按其工作原理,可以分為電磁式、電動式、壓電式、靜電式、離子式、氣流變換式、氣流調製式等等。但2014年在高保真系統中用來放音的揚聲器主要是採用電動式揚聲器。揚聲器依然是高保真放音系統中最薄弱的環節。因此,想獲得優良的放音效果,如何選擇揚聲器是很重要的。而想選擇合適的揚聲器,則對各種揚聲器的工作原理。

尺寸測量

測量喇叭(揚聲器,行話“單元”)按有效振動半徑計算尺寸。即按紙盆的外沿未壓入固定膠圈的直徑算,習慣上對喇叭的口徑用英寸。
揚聲器揚聲器
一般人用的尺子多是公制,測量紙盆直徑後多少厘米,除以2.54(2.54厘米等於一英寸),就是英寸。
4寸喇叭:螺絲孔對角距離是11.5厘米,相鄰孔距8厘米,喇叭口徑是10厘米;
5寸喇叭:螺絲孔對角距離是13.5厘米,相鄰孔距9.5厘米,口徑13厘米;
6.5寸喇叭:螺絲孔對角距離是15.5厘米,相鄰孔距11厘米,口徑16.5厘米;
4X6寸相鄰螺絲孔距離是12.3厘米和7.3厘米;
6X9寸相鄰螺絲孔距離分別是16.5厘米和11厘米。

極性識別

揚聲器的引腳極性是相對的,只要在同一室中使用的各揚聲器極性規定一致即可。
多於一隻揚聲器運用時,出於這樣的原因需要分清各揚聲器引腳極性:兩隻揚聲器不是同極性相串聯或並聯時,流過兩隻揚聲器的電流方向不同,一隻從音圈的頭流入,一隻從音圈的尾流入,這樣當一隻揚聲器的紙盆向前振動時,另一隻揚聲器的紙盆向後振動,兩隻揚聲器紙盆振動相位相反,有一部分空氣振動的能量被抵消。所以要求多於一隻揚聲器在同一室內中運用時,同極性相串聯或並聯,以使各揚聲器紙盆振動的方向一致。
一些揚聲器背面的接線支架上已經用“+”“-”符號標出兩根引線的正負極性,可以直接識別出來。
揚聲器的引腳極性可以採用視聽判別法,兩隻揚聲器兩根引腳任意並聯起來,接在功率放大器輸出端,給兩隻揚聲器饋入電信號,兩隻揚聲器同時發出聲音。
將兩隻揚聲器口對口接近,如果聲音越來越小,說明兩隻揚聲器反極性並聯,即一隻揚聲器的正極與另一隻揚聲器的負極相併聯。
上述識別方法的原理是:兩隻揚聲器反極並聯時,一隻揚聲器的紙盆向里運動,另一隻揚聲器的紙盆向外運動,這時兩隻揚聲器口與口之間的聲壓減小,所以聲音低。當兩隻揚聲器相互接近後,兩隻揚聲器口與口之間的聲壓更小,所以聲音更小。
利用萬用表的直流電流檔識別出揚聲器引腳極性辦法是:萬用表置於最小的直流電流檔(微安檔),兩隻表棒任意接揚聲器的兩根引腳,用手指輕輕而快速將紙盆向里推動,此時錶針有一個向左或向右的偏轉。當錶針向右偏轉時(如果向左偏轉,將紅黑表棒互相反接一次),紅表棒所接的引腳為正極,黑表棒所接的引腳為負極。同樣的方法和極性規定,檢測其他揚聲器,這樣各揚聲器的引腳極性就一致了。
這一方法能夠識別揚聲器引腳極性的原理是:按下紙盆時,由於音圈有了移動,音圈切割永久磁鐵產生的磁場,在音圈兩端產生感生電動勢,這一電動勢雖然很小,但是萬用表處於量程很小的電流檔,電動勢產生的電流流過萬用表,錶針偏轉。由於錶針偏轉方向與紅黑表棒接音圈的頭還是尾有關,這樣可以確定揚聲器引腳的極性
識別揚聲器的引腳極性過程中要注意以下兩點:
(1)直接觀察揚聲器背面引線架時,對於同一個廠家生產的揚聲器,它的正負引腳極性規定是一致的;對於不同廠家生產的揚聲器,則不能保證一致,最好用其他方法加以識別。
(2)採用萬用表識別高聲揚聲器的引腳極性過程中,由於高聲揚聲器的音圈匝數較少,錶針偏轉角度小,不容易看出來,此時可以快速按下紙盆,可使錶針偏轉角度大些。按下紙盆時小心,切不可損壞紙盆。

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操作方法

揚聲器揚聲器
要根據使用的場所和對聲音的要求,結合種揚聲器的特點來選擇揚聲器。例如,室外以語音為主的廣播,可選用電動式號筒揚聲器,如要求音質較高,則應選用電動式揚聲器箱或音柱:室內一般廣播,可選單只電動紙盆揚聲器做成的小音箱:而以欣賞音樂為主或用於高質量的會揚擴音,則應選用由高、低音揚聲器組合的揚聲器箱等。
在使用揚聲器時應注意以下幾點:
(1)揚聲器得到的功率不要超過它的額定功率,否則,將燒毀音圈,或將音圈振散。電磁式和壓電陶瓷式揚聲器工作電壓不要超過30V。
(2)注意揚聲器的阻抗應與輸出線路配合,具體做法可參看擴音機一節。
(3)要正確選擇揚聲器的型號。如在廣場使用,應選用高音揚聲器;在室內使用,應選用紙盆式揚聲器,並選好助音箱。也可將高、低音揚聲器做成揚聲器組,以擴展頻率回響範圍。
(4)在布置揚聲器的時候,要做到聲揚勻且足夠的聲級,如用單只(點)揚聲器不能滿足需要,可多點設定,使每一位聽眾得到幾乎相同的聲音響度,提高聲音的清晰度;有好的方位感,揚聲器安裝時應高於地面3米以上,讓聽眾能夠“看”到揚聲器,並儘量使水平方位的聽覺(聲源)一視覺(講話者)要儘量一致,而且兩隻揚聲器之間的距離也不能過大。
(5)電動號筒式揚聲器,必須把音頭套在號筒上後才能使用,否則很易損壞發音頭。
(6)兩個以上的揚聲器放在一起使用時,必須注意相位問題。如果是反相,聲音將顯著削弱。測定揚聲器相位的最簡單方法利用高靈敏度表頭或萬用表的50~250μA電流擋,把測試表與揚聲器的接線頭相連線,雙手扶住紙盆,用力推動一下,這時就可從錶針的擺動方向來測定它們的相位。如相位相同,錶針向一個方向擺動。此時可把與正表筆相連的音圈引出頭作為“十”級。

安裝技巧

號筒式揚聲器在農村和城鎮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後,要保證音膜位置的正確安裝下面介紹一種方法,能夠比較容易地解決這個問題。安裝可分兩步進行。
第一步,選取適當厚度紙張,裁兩條寬鬆~10mm,長度比中心片的直徑大20mm的紙條。然後把兩紙條互相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。由於紙條的存在,這時音圈的位置正好在磁隙中間,而不會偏斜。在音膜邊緣上測塗上測塗上萬能膠,並把音頭的上蓋蓋好。對正螺孔,把螺擰緊。並在適當位置記好上蓋上與音頭的相對位置。放置8小時,待萬能膠完全乾透後,便可擰開螺絲,取下上蓋。這時,音膜已粘在上蓋上了。
第二步,把引線焊在接線柱上。取下兩張紙條,然後把上蓋蓋回去,注意對準原來所做的記號。這時可用萬用表R×擋或1.5V乾電池,一邊不斷碰觸兩接線柱,發出“喀喀”聲,一邊輕敲上蓋,至“喀喀”聲達最大,而且沒有摩擦聲音時,便可逐漸擰緊固定螺絲。在擰螺絲時,應對稱地輪換鏇緊,而不應將一隻螺絲鏇得很緊以後,再去鏇緊第二隻螺絲。

技術參數

揚聲器的參數是指採用專用的揚聲器測試系統所測試出來的揚聲器具體的各種性能參數值。其常用的參數主要包括:Z,Fo,η0,SPL,Qts,Qms,Qes,Vas,Mms,Cms,Sd,BL,Xmax,Gapgauss.以下分別是這幾種參數其物理意義。
Z:
揚聲器揚聲器
是指揚聲器的阻抗值,包括有:額定感抗和直流電阻。(單位:歐姆/ohm),通常指額定阻抗。
揚聲器的額定阻抗Z:即為阻抗曲線第一個極大值後面的最小阻抗模值,即圖1中點B所對應的阻抗值。
它是計算揚聲器電功率的基準。
直流電阻DCR:是指在音圈線圈靜止的情況下,通以直流信號,而測試出的阻抗值。我們通常所說的4歐或者8歐是指額定阻抗。(ACR交流阻抗:音圈線圈動態下所測出的阻值)
Fo(最低共振頻率):是指揚聲器阻抗曲線第一個極大值對應的頻率。單位:赫茲(Hz)揚聲器的阻抗曲線圖是揚聲器在正常工作條件下,用恆流法或恆壓法測得的揚聲器阻抗模值隨頻率變化的曲線。
η0(揚聲器的效率):是指揚聲器輸出聲功率與輸入電功率的比率。
SPL(聲壓級):是指喇叭在通以額定阻抗1W的電功率的電壓時。在參考軸上與喇叭相距1m的點上。單位:分貝(dB)產生的聲壓。
Qts:揚聲器的總品質因數值。
Qms:揚聲器的機械品質因數值。
Qes:揚聲器的電品質因數值。
Vas(喇叭的有效容積):是指密閉在剛性容器中空氣的聲順與揚聲器單元的聲順相等時的容積。
Mms(振動質量):是指揚聲器在運動過程中參與振動各部件的質量總和,包括鼓紙部分,音圈,彈波以。單位:克(gram)。及參與振動的空氣品質等。
Cms(力順):是指揚聲器振動系統的支撐部件的柔順度。其值越大,揚聲器的整個振動系統越軟。單位:毫米/牛頓(mm/N)
Sd(振動面積):是指在揚聲器的振動過程中,鼓紙/振膜的有效振動面積。單位:平方米(m2)。
BL(磁力):間隙磁感應強度與有效音圈線長的乘積。單位:(T*M)。
Xmax:音圈在振動過程中運動的線性行程。單位:毫米(mm)。
GapGauss:間隙磁感應強度值。單位:特斯拉(Tesla)。

故障處理

開路故障:兩根引腳之間的電阻為無窮大,在電路中表現為無聲,揚聲器中沒有任何響聲。
紙盆破裂故障:直接檢查可以發現這一故障,這種故障的揚聲器要更換。
音質差故障:這是揚聲器的軟故障,通常不能發現什麼明顯的故障特徵,只是聲音不悅耳,這種故障的揚聲器要更換處理。
業餘條件下對揚聲器的檢測只能採用試聽檢查法和萬用表檢測法。
試聽檢查法是將揚聲器接在功率放大器的輸出端,通過聽聲音來主觀評價它的質量好壞。
採用萬用表檢測揚聲器也是粗略的。
測量直流電阻:用R*1檔測量揚聲器兩引腳之間的直流電阻,正常時應比銘牌揚聲器阻抗略小。例如8歐姆的揚聲器測量的電阻正常為7歐姆左右。測量阻值為無窮大,或遠大於它的標稱阻抗值,說明揚聲器已經損壞。
聽喀喇喀喇響聲:測量直流電阻時,將一隻表棒斷續解除引腳,應該能聽到揚聲器發出喀喇喀喇響聲,響聲越大越好,無此響聲說明揚聲器音圈被卡死。
直觀檢查:檢查揚聲器有無紙盆破裂的現象。
檢查磁性:用螺絲刀去試磁鐵的磁性,磁性越強越好。
當前世界經濟形勢依然嚴峻,不確定、不穩定的因素再增多,中國出口產品面臨著各國日益嚴格貿易保護政策。據商務部的統計,2011年中國出口產品遭受到69起貿易救濟調查,涉案金額達到59億美元,這其中美國與我國的貿易摩擦最為頻繁。
儘管對外貿易面臨更為複雜和嚴峻的局面,但我國製造業的核心競爭優勢短期內不會發生較大變化,經濟穩定增長和促進對外貿易、擴大進口的一系列政策措施效果會逐步顯現,如果世界經濟形勢尤其是歐洲債務危機不再繼續惡化,2012年全年我國揚聲器行業對外貿易可望實現10%的預定增長目標。
下游相關行業
揚聲器作為家電、計算機、手機、汽車等行業的配套行業,與其發展緊密聯繫。據中國電聲協會測算,預計到2015年電視機需用揚聲器4.5億隻,特別是高清晰數位化平板電視開始普及,將給揚聲器發展帶來新的機遇;家庭影院、組合音響需用揚聲器2億隻;汽車音響需用揚聲器1.5億隻;微機多媒體系統需用揚聲器3.65億隻。在國家政策的推動下,中國內需市場將得以釋放,家電、計算機、手機、汽車等行業將保持高速發展態勢,揚聲器行業發展前景良好。

技術因素

3G在全球範圍內的套用越來越普及,網際網路電視、智慧型手機、平板電腦、上網本等新產品不斷出現,都將帶動對微型揚聲器/受話器的需求持續增長。
消費類電子產品正在朝著多功能、個性化、便攜化、高保真的方向發展,促使微型電聲元器件朝著超小型化、數位化、集成化和模組化的方向發展。微型電聲元器件同消費類電子產品一樣,生命周期越來越短,更新換代速度越來越快,微型麥克風和微型揚聲器/受話器的市場需求量越來越大。

計算機硬體知識解析

在我們的日常生活中,計算機一般指電子計算機中用的個人電腦。計算機是一種能夠按照指令對各種數據和信息進行自動加工和處理的電子設備。它由多個零配件組成,如中央處理器、主機板、記憶體、電源、顯示卡等。接收、處理和提供數據的一種裝置,通常由輸入輸出設備、存儲器、運算和邏輯部件以及控制器組成。在此我們的任務是為這些複雜的硬體做出詳細的功能性能的解析,讓更多的人可以更直接的認識到這些專業的硬體屬性。

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