扬声器原理

          扬声器是什么？扬声器俗称喇叭（英文名称:Loudspeakers ）是一种把电信号转换成声音信号的电声器件。确切地说，扬声器的工作实际上是把一定范围内的音频电功率讯号通过换能方式转变为失真小并具有足够声压级的可听声音。

扬声器运用了电磁铁和永久磁铁 (图1)。假设现在要播放C调 (频率为256Hz，即每秒振动256次)，唱机就会输出256 Hz的交流电，换句话说，在一秒钟内电流的方向会改变256次。每一次电流改变方向时，电磁铁上的线圈所产生的磁场方向也会随着改变。我们都知道，磁力是「同极相拒，异极相吸」的，线圈的磁极不停地改变，与永久磁铁一时相吸，一时相斥，产生了每秒钟 256次的振动。线圈与一个薄膜相连，当薄膜与线圈一起振动时，便会推动了周围的空气。振动的空气，不就是声音吗？这就是扬声器的运作原理了。
扬声器的种类很多，分类方式也五花八门，一般可根据其工作原理、振膜形状以及放声频率范围来分类。
 

javascript:window.open(this.src);"/>          图1扬声器构造

　　一、扬声器的构造
我们 常见的电动式锥形纸盆扬声器。电动式锥形扬声器即过去我们常说成纸盆扬声器，尽管现在振膜仍以纸盆为主，但同时出现了许多高分子材料振膜、金属振膜，用锥形扬声器称呼就名符其实了。锥形纸盆扬声器大体由磁回路系统（永磁体、芯柱、导磁板）、振动系统（纸盆、线圈）和支撑辅助系统（定心支片、盆架、垫边）等三大部份构成。
　　1、线圈：线圈是锥形纸盆扬声器的驱动单元，它是用很细的铜导线分两层绕在纸管上，一般绕有几十圈，放置于导磁芯柱与导磁板构成的磁疑隙中。线圈与纸盆固定在一起，当声音电流讯号通入线圈后，线圈振动带动着纸盆振动。
　　2、纸盆：锥形纸盆扬声器的锥形振膜所用的材料有很多种类，一般有天然纤维和人造纤维两大类。天然纤维常采用棉、木材、羊毛、绢丝等，人造纤维刚采用人造丝、尼龙、玻璃纤维等。由于纸盆是扬声器的声音辐射器件，在相当大的程度上决定着扬声器的放声性能，所以无论哪一种纸盆，要求既要质轻又要刚性良好，不能因环境温度、湿度变化而变形。
　　3、折环：折环是为保证纸盆沿扬声器的轴向运动、限制横向运动而设定的，同时起到阻挡纸盆前后空敢流通的作用。折环的材料除常用纸盆的材料外，还利用塑料、天然橡胶等，经过热压粘接在纸盆上。
　　4、定心支片：定心支片用于支持线圈和纸盆的结合部位，保证其垂直而不歪斜。定心支片上有许多同心圆环，使线圈在磁隙中自由地上下移动而不作横向移动，保证线圈不与导磁板相碰。定心支片上的防尘罩是为了防止外部灰尘等落磁隙，避免造成灰尘与线圈摩擦，而使扬声器产生异常声音。

　　二、扬声器的分类

扬声器结构：可分两大类，1内磁扬声器 2外磁扬声器。  内磁扬声器体积小重量轻，磁场泄漏小，适合于需防磁场干扰场合，如电视机等电器，但这种由于散热不畅原因，扬声器功率不能做的太大。外磁扬声器具有功率大，散热好等优点，但磁场辐射大，能干扰其它设备，这种扬声器广泛用于音响设备及不需防磁的场合。

　　按工作原理分类:按工作原理的不同，扬声器主要分为电动式扬声器、电磁式扬声器、静电式扬声器和压电式扬声器等。
　　1、电动式扬声器：这种扬声器采用通电导体作线圈，当线圈中输入一个音频电流讯号时，线圈相当于一个载流导体。如果将它放在固定磁场里，根据载流导体在磁场中会受到力的作用而运动的原理，线圈会受到一个大小与音频电流成正比、方向随音频电流变化而变化的力。这样，线圈就会在磁场作用下产生振动，并带动振膜振动，振膜前后的空气也随之振动，这样就将电讯号转换成声波向四周辐射。这种扬声器应用 广泛。
　　2、电磁式扬声器：也叫舌簧式扬声器，声源讯号电流通过线圈后会把用软铁材料制成的舌簧磁化，磁化了的可振动舌簧与磁体相互吸引或排拆，产生驱动力，使振膜振动而发音。
　　3、静电式扬声器：这种扬声器利用的是电容原理，即将导电振膜与固定电极按相反极性配置，形成一个电容。将声源电讯号加于此电容的两极，极间因电场强度变化产生吸引力，从而驱动振膜振动发声。
　　4、压电式扬声器：利用压电材料受到电场作用发生形变的大原理，将压电动组件置于音频电流讯号形成的电场中，使其发生位移，从而产生逆电压效应， 后驱动振膜发声。

　　按振膜形状分类：扬声器主要有锥形、平板形、球顶形、带状形、薄片形等。
　　1、锥形振膜扬声器：锥形振膜扬声器中应用 广的就是锥形纸盆扬声器，它的振膜成圆锥状，是电动式扬声器中 普通、应用 广的扬声器，尤其是作为低音扬声器应用得 多。
　　2、平板扬声器：也是一种电动式扬声器，它的振膜是平面的，以整体振动直接向外辐射声波。它的平面振膜是一块圆形峰巢板，板中间是用铝箔制成的峰巢芯，两面蒙上玻璃纤维。它的频率特性较为平坦，频频宽而且失真小，但额定功率较小。
　　3、球顶形扬声器：球顶形扬声器是电动式扬声器的一种，其工作原理与纸盆扬声器相同。球顶形扬声器的显著特点是瞬态响应好、失真小、指向性好，但效率低些，常作为扬声器系统的中、高音单元使用。
　　4、号筒扬声器：号筒扬声器的工作原理与电动式纸盆扬声器相同。号筒扬声器的振膜多是球顶形的，也可以是其它形状。这种扬声器和其它扬声器的区别主要在于它的声辐射方式，纸盆扬声器和球顶扬声器等是由振膜直接鼓动周围的空气将声音辐射出去的，是直接辐射，而号筒扬声器是把振膜产生的声音通过号筒辐射到空间的，是间接辐射。号筒扬声器 大的优点是效率高、谐波失真较小，而且方向性强，但其频带较窄，低频响应差。所以多作为扬声器系统中的中、高音单元使用。

　　 按放声频率分：可分为低音扬声器、中音扬声器、高音扬声器、全频带扬声器等。

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