扬声器构造及工作原理

扬声器特征

（1）扬声器有两个接线柱（两根引线），当单只扬声器使用时两根引脚不分正负极性，多只扬声器同时使用时两个引脚有极性之分。

（2）扬声器有一个纸盆，它的颜色通常为黑色，也有白色。

（3）扬声器的外形有圆形和椭圆形两大类。

（4）扬声器纸盆背面是磁铁，外磁式扬声器用金属螺丝刀去接触磁铁时会感觉到磁性的存在；内磁式扬声器中没有这种感觉，但是外壳内部确有磁铁。

（5）扬声器装在机器面板上或音箱内。

[编辑本段]扬声器解析

扬声器是一种把电信号转变为声信号的换能器件，扬声器的性能优劣对音质的影响很大。（一）扬声器的种类

扬声器的种类很多，按其换能原理可分为电动式（即动圈式）、静电式（即电容式）、电磁式（即舌簧式）、压电式（即晶体式）等几种，后两种多用于农村有线广播网中；按频率范围可分为低频扬声器、中频扬声器、高频扬声器，这些常在音箱中作为组合扬声器使用。（1）低频扬声器

对于各种不同的音箱，对低频扬声器的品质因素——Q0值的要求是不同。对闭箱和倒相箱来说，Q0值一般在0.3~0.6之间最好。一般来说，低频扬声器的口径、磁体和音圈直径越大，低频重放性能、瞬态特性就越好，灵敏度也就越高。低音单元的结构形式多为锥盆式，也有少量的为平板式。低音单元的振膜种类繁多，有铝合金振膜、铝镁合金振膜、陶瓷振膜、碳纤维振膜、防弹布振膜、玻璃纤维振膜、丙烯振膜、纸振膜等等。采用铝合金振膜、玻璃纤维振膜的低音单元一般口径比较小，承受功率比较大，而采用强化纸盆、玻璃纤维振膜的低音单元重播音乐时的音色较准确，整体平衡度不错。

（2）中频扬声器

一般来说，中频扬声器只要频率响应曲线平坦，有效频响范围大于它在系统中担负的放声频带的宽度，阻抗与灵敏度和低频单元一致即可。有时中音的功率容量不够，也可选择灵敏度较高，而阻抗高于低音单元的中音，从而减少中音单元的实际输入功率。中音单元一般有锥盆和球顶两种。只不过它的尺寸和承受功率都比高音单元大而适合于播放中音频而已。中音单元的振膜以纸盆和绢膜等软性物质为主，偶尔也有少量的合金球顶振膜。

（3）高频扬声器

高音单元顾名思义是为了回放高频声音的扬声器单元。其结构形式主要有号解式、锥盆式、球顶式和铝带式等几大类。

（二）电动式扬声器的结构和工作原理

电动式扬声器应用最广泛，它又分为纸盆式、号筒式和球顶形三种。这里只介绍前两种。

1、纸盆式扬声器

纸盆式扬声器又称为动圈式扬声器。

它由三部分组成：①振动系统，包括锥形纸盆、音圈和定心支片等；②磁路系统，包括永义磁铁、导磁板和场心柱等；③辅助系统，包括盆架、接线板、压边和防尘盖等。当处于磁场中的音圈有音频电流通过时，就产生随音频电流变化的磁场，这一磁场和永久磁铁的磁场发生相互作用，使音圈沿着轴向振动，由于扬声器结构简单、低音丰满、音质柔和、频带宽，但效率较低。

2、号筒式扬声器

号筒式扬声器的结构，它由振动系统（高音头）和号筒两部分构成。振动系统与纸盆扬声器相似，不同的是它的振膜不是纸盆，而是一球顶形膜片。振膜的振动通过号筒（经过两次反射）向空气中辐射声波。它的频率高、音量大，常用于室外及方场扩声。

（三）扬声器的主要性能指标

扬声器的主要性能指标有：灵敏度、频率响应、额定功率、额定阻抗、指向性以及失真度等参数。

1、额定功率

扬声器的功率有标称功率和最大功率之分。标称功率称额定功率、不失真功率。它是指扬声器在额定不失真范围内容许的最大输入功率，在扬声器的商标、技术说明书上标注的功率即为该功率值。最大功率是指扬声器在某一瞬间所能承受的峰值功率。为保证扬扬器工作的可靠性，要求扬声器的最大功率为标称功率的2~3倍。

2、额定阻抗

扬声器的阻抗一般和频率有关。额定阻抗是指音频为400Hz时，从扬声器输入端测得的阻抗。它一般是音圈直流电阻的1.2~1.5倍。一般动圈式扬声器常见的阻抗有4Ω、8Ω、16Ω、32Ω等。

3、频率响应

给一只扬声器加上相同电压而不同频率的音频信号时，其产生的声压将会产生变化。一般中音频时产生的声压较大，而低音频和高音频时产生的声压较小。当声压下降为中音频的某一数值时的高、低音频率范围，叫该扬声器的频率响应特性。

理想的扬声器频率特性应为20~20KHz，这样就能把全部音频均匀地重放出来，然而这是做不到的。每一只扬声器只能较好地重放音频的某一部分。

4、失真

扬声器不能把原来的声音逼真地重放出来的现象叫失真。失真有两种：频率失真和非线性失真。频率失真是由于对某些频率的信号放音较强，而对另一些频率的信号放音较弱造成的，失真破坏了原来高低音响度的比例，改变了原声音色。而非线性失真是由于扬声器振动系统的振动和信号的波动不够完全一致造成的，在输出的声波中增加一新的频率成分。

5、指向特性

用来表征扬声器在空间各方向辐射的声压分布特性，频率越高指向性越狭，纸盆越大指向性越强。

（四）扬声器的使用

要根据使用的场反和对声音的要求，结合种扬声器的特点来选择扬声器。例如，室外以语音为主的广播，可选用电动式呈筒扬声器，如要求音质较高，则应选用电动式扬声器箱或音柱：室内一般广播，可选单只电动纸盆扬声器做成的小音箱：而以欣赏音乐为主或用于高质量的会扬扩音，则应选用由高、低音扬声器组合的扬声器箱等。

在使用扬声和对应注意以下几点：

（1）扬声器得到的功率不要超过它的额定功率，否则，将烧毁音圈，或将音圈振散。电磁式和压电陶瓷式扬声器工作电压不要超过30V。

（2）注意扬声器的阻抗应与输出线路配合，具体做法可参看扩音机一节。

（3）要正确选择扬声器的型号。如在广场使用，应选用高音扬声器；在室内使用，应选用纸盆式扬声器，并选好助音箱。也可将高、低音扬声器做成功扬声器组，以扩展频率响应范围。

（4）在布置扬声器的时候，要做到声扬匀且足够的声级，如用单只（点）扬声器不能满足需要，可多点设置，使每一位听众得到几乎相同的声音响度，提高声音的清晰度；有好的方位感，扬声器安装时应高于地面3米以上，让听众能够“看”到扬声器，并尽量使水平方位的听觉（声源）一视觉（讲话者）要尽量一致，而且两只扬声器之间的距离也不能过大。（5）电动号筒式扬声器，必须把音头套在号筒上后才能使用，否则很易损坏发音头。（6）两个人以扬声器放在一起使用时，必须注意相位问题。如果是反相，声音将显着削

弱。测定扬声器相位的最简单方法利用高灵敏度表头或万用表的50~250μA电流挡，把测试表与扬声器的接线头相连接，双手扶住纸盆，用力推动一下，这时就可从表针的摆动方向来测定它们的相位。如相位相同，表针向一个方向摆动。此时可把与正表笔相连的音圈引出头作为“十”级。

附：号筒式扬声器音膜安装技巧

号筒式扬声器在农村和城镇的一些集市上仍在广泛使用，而号筒式扬声器的音膜一旦损失后，要保证音膜位置的正确安装下面介绍一种方法，能够比较容易地解决这个问题。安装可分两步进行。

第一步，选取适当厚度纸张，裁两条宽松~10mm，长度比中心片的直径大20mm的纸条。然后把两纸条互相垂直地放在中心片上（位置要取中）。为了防止它们移动，可用一点浆糊把它们粘住。将纸条的两端插入磁隙中。把音膜上的音圈对准磁隙，轻轻压下去。由于纸条的存在，这时音圈的位置正好在磁隙中间，而不会偏斜。在音膜边缘上测涂上测涂上万能胶，并把音头的上盖盖好。对正螺孔，把螺拧紧。并在适当位置记好上盖上与音头的相对位置。放置8小时，待万能胶完全干透后，便可拧开螺丝，取下上盖。这时，音膜已粘在上盖上了。第二步，把引线焊在接线柱上。取下两张纸条，然后把上盖盖回去，注意对准原来所做的记号。这时可用万用表R×挡或1.5V干电池，一边不断碰触两接线柱，发出“喀喀”声，一边轻敲上盖，至“喀喀”声达最大，而且没有摩擦声音时，便可逐渐拧紧固定螺丝。在拧螺丝时，应对称地轮换旋紧，而不应将一只螺丝旋得很紧以后，再去旋紧第二只螺丝。

[编辑本段]扬声器参数

扬声器的参数是指采用专用的扬声器测试系统所测试出来的扬声器具体的各种性能参数值.其常用的参数主要包括：Z，Fo，η0，SPL，Qts，Qms，Qes，Vas，Mms，Cms，Sd，BL，Xmax，Gap gauss.以下分别是这几种参数其物理意义。

Z：

是指扬声器的电阻值，包括有：额定阻抗和直流阻抗.(单位：欧姆/ohm)，通常指额定阻抗。扬声器的额定阻抗Z：即为阻抗曲线第一个极大值后面的最小阻抗模值，即图1中点B 所对应的阻抗值。

它是计算扬声器电功率的基准。

直流阻抗DCR：是指在音圈线圈静止的情况下，通以直流信号，而测试出的阻抗值. 我们通常所说的4欧或者8欧是指额定阻抗。(ACR交流阻抗：音圈线圈动态下所测出的阻值） Fo(最低共振频率)是指扬声器阻抗曲线第一个极大值对应的频率。

单位：赫兹(Hz)扬声器的阻抗曲线图是扬声器在正常工作条件下，用恒流法或恒压法测得的扬声器阻抗模值随频率变化的曲线。

η0(扬声器的效率)：是指扬声器输出声功率与输入电功率的比率。

SPL(声压级)：是指喇叭在通以额定阻抗1W的电功率的电压时。在参考轴上与喇叭相距1m的点上。

单位：分贝(dB)产生的声压。

Cms(力顺)：是指扬声器振动系统的支撑部件的柔顺度。其值越大，扬声器的整个振动系统越软。

单位：毫米/牛顿(mm/N)