音响基础知识篇(扬声器)PPT课件VIP

AOCH公司内部培训资料 扬声器 音响基础知识篇 1 什么是扬声器 1 扬声器的作用 2 扬声器发展的过程 扬声器 放大器 扬声器 听音者 电 机械 声音 人耳 电信号 声音信号 转换器 电声 1837年发现电磁铁可以发出声音1875年第一部电话问世 这是电磁铁的首次应用1900年真空管的发明使扬声器获得了跳跃式发展1920年开始收音机广播 小型 高音质的扬声器问世1925年现行的扬声器基本定型 声波 S01 扬声器 3 扬声器是音响系统的重要组成部分最理想的音响设备就是将系统中的音源 CD和磁带中的声音信号 真实地转变为声音 但是 即便是使用当今最新的技术真实地再现声源中的声音 仍是一件很难的事情 在音响设备中 扬声器是将电信号转变为声音信号的终端设备 扬声器的性能直接影响着音响系统的性能 与放大器相比 扬声器对音质影响更大 扬声器的转换过程分为三步 电信号机械振动声波作为一种电声转换器 扬声器所使用的材料和设计会对扬声器的音质和性能产生直接的影响 即便使用的是高性能的放大器或是高级CD唱机 如果扬声器的性能不好 放音的质量也不会十分理想 另外 在音响系统中 扬声器发挥着极其重要的作用 因此 扬声器质量的选择 会直接影响重放质量 选用高性能 高音质的扬声器 会提高音响装置的总水平 能够让人们在车子里尽情欣赏美妙的音乐 S02 2 扬声器的类型 1 扬声器的类型 按照电声转换机构分类 1 分类 电动式 直接辐射式 喇叭形 直接辐射式 喇叭形 电磁式 静电式 电变式 放电式 直接辐射式 喇叭式 直接辐射型 锥形 锥形 扬声器 锥形 半球形 带形 柱形 扬声器 现在普遍使用的扬声器是电动式 S03 扬声器 1 各转换机构概念图 电动式 电磁式 磁变式 静电式 转换器的基本构造 说明 转换器的基本构造 说明 电变式 放电式 气流式 火焰式 振膜 振膜 磁变材料 振膜 振膜 音圈 永磁体 接电端子 接电端子 接电端子 接电端子 固定电极 可变音圈 中心电极 外侧 接电端子 接电端子 平衡弹簧 空气通路 电极 接地端子 电极 空气 电木区 空气入口 阀门 永磁体 将可动线圈悬挂在直流磁场中 然后给可动线圈施加交流电压 信号 根据法拉第的左手定则 线圈受到电动力 驱动振膜振动 直流磁场预先给振薄施加偏负载 然后 再给线圈 固定 上施加交流电压 信号 时 交流磁场变化产生电磁力 驱动振膜振动 利用强磁性材料通过磁场伸缩的原理产生振动 在振膜和固定电极上形成静电 然后施加交流电压 信号 此交流电压是直流偏压叠加后的交流电压 因此 极膜间电场强度发生变化 导致振膜振动 包括压电式 给结晶体施加交流电压 信号 结晶体弯曲 拖动振动板振动 电声转换 调制交流电压 在电极间施加高压 高频电压 使其放电 电声转换 压缩空气使可动格栅变化 产生振动 电声转换 火焰中设立电极 然后给电极加交流电压 信号 此交流电压是将直流电压叠加后的交流电压 现在应用较多的扬声器是电动式 晶体 扬声器 全频带 低频 中频 高频 箱式扬声器的超高音 锥形 半球形 单锥形 双锥形 同轴扬声器 锥形 半球形 喇叭形 喇叭形 带形 压电式 静电式 放电式 柱形 静电式 锥形 扬声器 2 扬声器类型 按照放音频带分类 带金属顶的单锥型 双锥型 S05 用途 中 低音 锥形 半球形 喇叭形 带形 用途 中 高音 磁体 锥形振膜外支撑 半球形振膜 磁体 阴尼板 阻尼板 磁体 磁体 喇叭 振膜 膜片 相位等化器 带式振膜兼导体 用途 高音 用途 高音 3 汽车音响中普遍使用的扬声器装置 扬声器 S06 1 扬声器的工作原理 锥形 放大器输出的声音信号 电信号 流经音圈时 按照法拉第的左手定则 音圈会上 下运动 驱动纸盆振动 扬声器 运动方向 运动方向 磁场方向 电流方向 电流方向 磁场方向 法拉第左手定则 磁场方向 S07 扬声器 1 扬声器的基础知识 1 锥形扬声器的构造 扬声器主要由三部分构成 振动部分 纸盆 音圈 阻尼板 中心帽 外支撑 磁路部分 永磁体 导磁板 中心柱 框架部分 盆架 压边 输入端子 棉线 磁场方向 振膜 纸盆 运动方向 电流 S07 扬声器 1 振动部分 纸盒 1 材料强度高 最理想的材料轻内部损失适当 典型材料 纸 最近 在纸上喷涂了金属等 聚丙烯 P P 板 P P 碳注塑 P P 1 纸盆形状 截面 a 弯曲纸盆中 高音区感觉略有降低 但高音频带的扩展性非常好 b 锥型纸盆中 高音频带平缓 高音频带的扩展性良好 C 抛物线型纸盆中 高音频带的电平上升 高音频带的扩展性较弱 截面形状变化导致频率特性改变的实例 频率 Hz 外支撑 外支撑 外支撑 S09 扬声器 用于改进高音频特性 1 波状型 大波纹状 在颈部加工成波纹状 目的是抑制高音电平 有波状与无波状纸盆的频率特性存在差异 无波状 有波状 频率 Hz 范围 S10 扬声器 4 纸盆的加工方法 树脂 金属振膜的制作方法 冲压 响声 沙 噼 纸制纸盆的制作方法 加热器 模型除掉水分的孔 成型的原料 具有粘性的原料 冲压 不冲压 半冲压 加热到100 模型 冲压 冲压 提升 做成的纸盆 干燥机 金属网或布 纸盆的纤维结构原来就是这样啊 干燥后就算完成了 处理剂 成本 昂贵 冲压纸盆 坚硬 成型好 半冲压纸盆 轻轻冲压和局部用力冲压 不冲压纸盆 使水分自然蒸发 较厚 感觉柔软 抄纸 S11 扬声器 外支撑 外支撑的作用是在纸盆振动时 使纸盆始终保持在正确的位置上 1 外支撑的种类 a 固定式纸盆在抄纸的同时 外支撑也同时制出 a 活动式活动式外支撑是后来贴在纸盆上的 2 材料 一般材粒 布 聚氨纸 弹性体 橡胶 低廉轻普通高 成本重量音质效率 昂贵重好差 S12 扬声器 音圈 音圈用于驱动纸盆振动 音圈导线线圈 轴平线 1 音圈 线径 的种类 a 圆线 普通 b 扁平线 导体 轴 音圈导线的横截面 标准型 一般 因为线与线之间没有间隙 所以磁力线通过盖内导体体积的穿透率增大 线与线之间有间隙 盖 盖 轴 线与线之间无间隙 灵敏度高 粘合剂 绝缘材料 S01 扬声器 b 长音圈 1 短音圈与长音圈 a 短音圈 当很大的声音进入时 音圈会露出 不论怎么动 音圈都不露出 长音圈低音区 对失真有所改善 直线性 输入 输出 效率降低 层次变深 双音圈 3 其他 S14 扬声器 阻尼板 阻尼板也称中心保持器 它的作用就是保证音圈始终在间隙的中心运动 确保音圈保持在正确的位置上 即便在振幅较大的时候 阻尼板也需要能够追踪音圈 同时还应具有较好的柔软性 一般使用 a 型扬声器时 有时候几张阻尼板放在一起重叠使用 例 如低音扬声器 中心帽 中心帽也称防尘罩 用于防止灰尘进入 另外 中心帽的材料性质会直接影响高音区特性 1 中心帽的材料 2 中心帽的形状 波纹阻尼板 纸盆 音圈 蝶形阻尼板 橡胶阻尼板 纸 a 纸 金属 b 纸 布 c 纸或金属上涂上橡胶 减振剂 减振剂 a 普通型 b 中心开口型 c 贴毛毡型 d 凹面型减振剂 布 橡胶 毛毡 S15 扬声器 3 磁路当电流流经音圈时 就会产生与磁回路呈直角的直流磁场 驱动音圈运动 1 天然磁铁 a 主要有以下几种 铁氧体 主要成分 三氧化二铁 碳酸钡 阿尔科尼系列 主要成分 铁 铝 镍 钴 稀土类钴系列 主要成分 钐 钕 钴 b 最大能量 表示磁铁性能的目标值 铁氧体钡铁氧体 音频上升快 4锶铁氧体 音频上升迟缓 阿尔科尼系列5 10 稀土类钴系列钕32 35钐12 20 C 磁铁的性质 磁场强度 低廉 昂贵 成本 铁素体稀土类钴系列阿尔科尼系列表面积小表面积越大可以做得薄些磁场越强越长磁场越强 S16 扬声器 2 磁路的结构内磁型按磁路的形态划分外磁型 a 内磁型 b 外磁型 支架 阿尔科尼系列 铁素体 稀土类钴系列 优点缺点外磁便宜磁阻大 磁铁 内磁磁阻小需要有高密度的磁铁 同轴扬声器的TW时使用 按照磁铁的性质选择磁路形态3 其他磁路 S17 磁铁 中心柱 扬声器 5 扬声器的频率特性 1 低音区下限 F0 锥型扬声器重放的低音区下限取决于低音共振频率 低音共振频率就是引起音圈 纸盆 外支撑 阻尼板共振的频率 这个共振频率取决于音圈和纸盆的质量 同时还包括外支撑与阻尼板的弹力 一般低音共振频率称为F0 从下图可以看出 曲线从F0开始急剧降低 所以 通常认为F0以下的声音是不能放音的 但F0并不是低音区的重放极限 低音共振频率 公称阻抗 阻抗特性 频率Hz 声压级 S18 f0 扬声器 3 频率特性 全频 1 活塞式振动区域与分层式振动区域 从低音区到中音区 纸盆基本上是整体振动 其振动形态就像汽车的活塞振动一样 此振动区域称为活塞式振动区域 频率特性基本是平缓的 在中音区 纸盆周围 外支撑周围也产生共振 同时出现较大的振动 在高音区 纸盆无法像活塞那样振动 纸盆的各部分都变成了复杂的分层式振动 在分层式振动区域 会产生很多的复杂振动 锥型扬声器的频率特性活塞式振动频带分层式振动频带 低音频带共振频率fo 高音频带共振频率fo 输出声中音谷值压级实效频率区域放音频率区域 低音频带放音极限 高音频带放音极限 音圈的直流电阻Rv公称阻抗频率 Hz 声压级 阻抗 外支撑共振振膜分层振动外支撑纸盆边缘与纸盆是反向振动音圈A部分与B部分的振动不同 S19 扬声器 1 活塞式振动音区与分层式振动音区的概念图 音圈上 下的活塞运动较慢 所以在低音区纸盆能够追踪 音圈上 下的活塞运动很快 所以在高音区出现纸盆无法追踪的失真波 巧妙运用活塞式振动音区 扬声器的多样化 同轴扬声器 分离式扬声器 S19 扬声器 6 扬声器的指向性 1 锥型扬声器的指向性指向性的全称是扬声器输出声压指向频率的特性 是将扬声器从正面分别移动到30 60 和水平位置时的特性值 越临近高音区 变化越明显 衰减度也越大 1 指向频率特性 等距离测定点 如果想改善指向性 分离式扬声器 调谐高音扬声器 同轴扬声器 最近在高音扬声器上又增加了角度 频率响应曲线 响应 dB S20 扬声器 2 阻尼板的种类和特性 1 阻尼板的必要性扬声器很少是直接使用的 几乎所有的扬声器都是装在阻尼板上的 设置阻尼板目的就是防止扬声器前面的声音与后面的声音相互干扰 相互抵消 声波消失 相位相反 表示扬声器装上阻尼板后的正常特性 扬声器不装阻尼板时 声波相互抵消 低音极限高音极限频率 Hz 响应 dB S22 扬声器 2 阻尼板 箱 的种类主要种类有 1 平面阻尼板2 后背开放式箱体3 封闭式箱体4 低频反射式箱体1 平面阻尼板 阻尼板长度 隔断的频率 1 后背开放式阻尼箱体 隔断纸盆前后的声波 将箱体阻尼板弯曲过来 做成箱体 既有阻尼板的效果 尺寸又小型化 S23 扬声器 3 封闭式箱体 封闭式箱体可将扬声器后边的音全部封闭在箱体内 因为是封闭式的 所以箱体内部的空气就会变得像弹簧一样 受其影响 低音效果也会发生变化 箱体的容积不同 低音频带的特性也不同 互不干扰 封闭式箱体的容积 封闭式箱体容积的大小 要根据使用的扬声器装置的大小而定 S24 扬声器 4 低频反射式箱体 倒相式音箱 从结构上讲 就是在封闭式的基础上 添加了低音共振用的通道 因利用低音共振通道 可以改善低音区的声压响应 箱体的容积即便不大 但由于利用了通道的原理 也能够重放低音区 因此 车载箱式扬声器基本上都采用了这种方式 低音反射式箱体与封闭式箱体的低音特性的区别 低音反射式箱体与封闭式箱体相比 如果箱体的容积相同 低音反射式箱体可以扩大重放范围 即可播放0 7倍的扬声器共振下限频率 低音反射式 密闭式 S25 扬声器 5 其他箱体 无源箱方式 在低频反射式箱体上又增设了所谓无源箱式振动板 无源箱方