电喇叭原理20010.10.ppt

1、电喇叭原理,保密等级： ,概 述,本文所指的电喇叭定义为汽车上的警报装置， 播放音乐用的喇叭定义为扬声器。电喇叭的功能是在人耳敏感的1 4 KHz区域内产生一个高分贝声波，以起到警示作用。,1.1 按外形来分，汽车上的电喇叭可分为两种： 盆型电喇叭 蜗牛型电喇叭 注：长筒型电喇叭和电磁气阀控制的气喇叭在轿车和微型车上很少使用，这里不作介绍。,电喇叭原理,盆型电喇叭的原理及特点 原理：膜片与共振板形成共振腔，膜片往复振动时，共振腔和共振板前方的空气受迫振动，传递到人的耳膜上，产生声音。声波辐射主要在共振板正前方。 特点:（1）指向性强（对喇叭的安装方 向有一定要求)。 （2）音质较尖锐，穿透性较

2、强。,电喇叭原理,蜗牛型电喇叭的原理及特点 原理：膜片与扬声筒之间形成气腔，膜片在往复的振动中，使气腔中空气体积产生周期变化，形成球状的平面波，在蜗牛型扬声筒声道中沿一定的规律扩展，在喇叭口处辐射发声。 特点：（1）指向性较宽，对安装方向的要求较低。 （2）音质较柔和悦耳。,电喇叭原理,两种电喇叭参数对比,电喇叭原理,蜗牛型和盆型喇叭对比 在频率设置上，盆形和蜗牛形均可任意设置，一般高低音频率比为5：4，为声乐中的大三度；或6：5，为声乐中的小三度。 蜗牛喇叭比盆形喇叭的体积大，用料多，零部件多，因此成本相对较高。 日本车多装盆形喇叭，欧美车多装蜗牛形喇叭。,电喇叭原理,1.2 按驱动系统来分

3、，汽车上的电 喇叭也可分两种： 电磁式电喇叭 电子式电喇叭,电喇叭原理,电磁式电喇叭的原理及特点 原理：电磁式喇叭利用自身的机械结构（上、下触点臂结构），将直流电变成脉冲电，然后通过电磁铁驱动膜片振动系统，发出声音。 特点：喇叭内部有机械触点。,电喇叭原理,电子式电喇叭的原理及特点 原理：利用内部的电子电路，将直流电调制成脉冲电，然后通过电磁铁驱动膜片振动系统，发出声音。 特点：内部不采用机械触点，而是采用电子开关。,电喇叭原理,稳 压,振 荡 器,功 放,电喇叭原理,电磁式与电子式喇叭对比 电磁式电喇叭具有结构简单，零部件较少，成本较低，高低温性能好的特点。但由于内部有触点，通断时产生电弧，

4、对触点产生烧蚀，到一定程度，喇叭就会停止工作。因此电磁式喇叭的理论寿命低于电子式喇叭，而且会发出一定的电磁干扰。,电喇叭原理,二、电磁式电喇叭的 结构与原理 注：以电喇叭DL129为例,电喇叭原理,2.1电磁式电喇叭的结构 1）磁路系统: 产生策动力的部件，由高强度漆包线匝绕在铁芯（档铁+衔铁）上,当线圈通以直流电时,就会产生磁场,磁场产生电磁力。 2）振动系统: 包括衔铁，振动膜片，共振板。 3）转换系统: 使电路以一定的频率开启和关闭，从而把对振动系统所加的恒定力变成脉冲力，如：上、下触点臂等零件。 4）外壳系统: 将各部件组合在一起，并且自己形成腔体，既能增强共振效果，又起组合保护和支撑

5、作用。,电喇叭原理,2.2电磁式电喇叭结构及电气原理图,2.3 电磁式电喇叭的工作原理 电源通过喇叭继电器触点接通喇叭线路,并经过触点给线圈通电产生磁场。在磁场产生的电磁力的作用下, 衔铁被吸引,衔铁带动膜片、共振板向下运动。与此同时，衔铁也向下拉动了下触点臂，使上、下触点断开,切断了电路。线圈断电后,电磁力消失,衔铁释放,膜片和下触点臂复位。此时上下触点闭合,电源又经过触点给线圈通电产生磁场,重复上述过程，振动系统往复振动空气而发出声音。,电喇叭原理,三电磁式喇叭的 技术特点,DL129喇叭电声力学类比线路如图3. 可象电子线路一样进行分析和计算。 图3： 声阻抗: Z=RM+ jMM+1/

6、(j CM)+1/1/(RA2S2+ j MA2S2)+j CA2/S2+ R3+ jZ3 设计时，将振动系统的质量 (重量）与膜片的劲度产生的共振频率 fM=1/2(MM.CM)定为喇叭的基频。将共振板的固有频率与基频设计成整倍数关系,并与线路的共振频率相等,使其辐射频率在1-4KHz 之间 ,在这个频段,人的耳朵最敏感 ,警告作用也最强 。,3.1 设 计 复 杂,3.2 电磁式喇叭的技术难点 因结构简单、调试方便、成本低，电磁式喇叭得到了广泛的应用。但它有一个显著弱点：触点极易被电弧烧蚀。这是一个世界性的难题，例如：德国BOSCH喇叭进入中国后，在膜片、触点、电流补偿等方面采取了一系列措

7、施，仍然不能满足中国的使用要求。 我们就使用次数与行驶里程的关系进行了城区出租车实际行车试验，得出的结论为平均鸣叫6-7次/KM。如按6次计算，10万次鸣叫只能行驶 16667KM。 因此在中国，电磁式电喇叭是一种易损件。,电喇叭原理,3.3 零件精度要求高 电磁式电喇叭是将电磁技术、机械振动和声学技术有机结合在一起的一门技术。特别是声学方面，对零件的精度要求非常高。以振动膜片为例:0.1的公差对一般零件来说是一种很正常的公差，但对膜片来说却是不能接受的。膜片厚度的不均匀性，使膜片组件的固有振动频率发生了改变，导致了喇叭的频率、电流、声强等参数出现了差异，产生了一定的离散性，当然这种离散性都是

8、在产品合格范围内。,四注意事项,4.1 喇叭的安装 1、安装位置：一般将喇叭装在发动机散热器的前面，前保险杠的后面为宜。喇叭正前方应有开口，如果喇叭正前方有阻碍，在同样距离的情况下，所测的声压级将低2dB。对于高频声将衰减得更厉害。 2、避免产生共振。DL129Y喇叭装避振片后的固有频率为252Hz,如果车上安装点的振动频率接近或等于25Hz,那么喇叭将共振。这时喇叭避振片如向左振，而膜片向右振,二者方向相反，周围空气不振动或者振动很小,就有可能发不出声音或变音。解决的办法是改变喇叭避振片的固有频率或安装点的振动频率。,喇叭避振片固有振动频率的计算,质点振动的方程： X =A sin(nt+)

9、+a/(n2 - 2) sint （1） 第一部分为自由振动，由于存在阻尼，衰减很快，一般不予考虑。 第二部分为外力引起的受迫振动，振幅为： B = a/(n2 - 2 =Bn/ 1-(/n)2 (2) B/Bn= 1 / 1-(/n)2 = 1 / 1-(f / fn)2 (3) 当 f / fn 1时, B/Bn,即受迫振动的振幅无限增大,也就是产生了共振。 一般将f / fn =0.8 -1.2倍的范围称为共振区域。 固有频率： n=(g / f) (4) 其中形变系数：f=WL3/23EJ (5),举 例：DL129Y 喇叭重量W=0.25Kg 避振片安装孔距L=6.2Cm 弹性模量E=2106Kg/Cm2 断面系数: J = bh3/12 = 2.8(0.08)3/12 = 1.19510-4 将上述参数代入(5)式，然后代入(4)式得: b：断面宽度 n=(g / f)=(980/0.0415)=153.7 fn= n / 2=24.5Hz。,电喇叭原理,4.2 喇叭的调整 电磁式喇叭鸣叫一段时间后