揚聲器

揚聲器

電聲換能器件
揚聲器又稱“喇叭”。是一種十分常用的電聲換能器件,在出聲的電子電路中都能見到它。[1]揚聲器在電子元器件中是一個最薄弱的器件,而對于音響效果而言,它又是一個最重要的器件。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周圍空氣造成音響。
    中文名:揚聲器 外文名:horn 别名:

基本概述

揚聲器在音響設備中是一個最薄弱的器件,而對于音響效果而言,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并與周圍的空氣産生共振(共鳴)而發出聲音。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,應用廣泛;

按聲輻射材料分紙盆式、号筒式、膜片式揚聲器;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。

揚聲器分為内置揚聲器和外置揚聲器,而外置揚聲器即一般所指的音箱。内置揚聲器是指MP4播放器具有内置的喇叭,這樣用戶不僅可以通過耳機插孔還可以通過内置揚聲器來收聽MP4播放器發出的聲音。具有内置揚聲器的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。

外形特征

(1)揚聲器有兩個接線柱(兩根引線),當單隻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。

(2)揚聲器有一個紙盆,它的顔色通常為黑色,也有白色。

(3)揚聲器的外形有圓形和橢圓形兩大類。

(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;内磁式揚聲器中沒有這種感覺,但是外殼内部确有磁鐵。

(5)揚聲器裝在機器面闆上或音箱内。

構造部件

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常說成紙盆揚聲器,盡管現在振膜仍以紙盆為主,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回路系統(永磁體、芯柱、導磁闆)、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。

揚聲器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,放置于導磁芯柱與導磁闆構成的磁疑隙中。音圈與紙盆固定在一起,當聲音電流信号通入音圈後,音圈振動帶動着紙盆振動。

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。天然纖維常采用棉、木材、羊毛、絹絲等,人造纖維剛采用人造絲、尼龍、玻璃纖維等。由于紙盆是揚聲器的聲音輻射器件,在相當大的程度上決定着揚聲器的放聲性能,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、限制橫向運動而設置的,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,還利用塑料、天然橡膠等,經過熱壓粘接在紙盆上。

4.定心支片:定心支片用于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,保證音圈不與導磁闆相碰。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,而使揚聲器産生異常聲音。

車載音響

揚聲器(SPEAKER)俗稱喇叭,是一套音響系統中不可或缺的重要器材。所有的音樂都是通過“喇叭”發出聲音,供人們聆聽、欣賞。作為将電能轉變為“聲能”的惟一器材,喇叭的品質、特性,對整個音響系統的音質,起着決定性作用。

喇叭在汽車音響系統中的重要性更為突出。要想表現出極佳的音色與定位感,揚聲器的數量和其布置方式是很重要的條件。揚聲器與效果:在汽車音響領域,人們一直在追求這樣一種效果:坐在汽車裡就如同坐在舞台前,所有的聲音都是從前擋風玻璃處發出來的,閉上眼睛,就如同感受到身處演唱會現場。每種樂器的音響都可以達到最佳的重播效果。這就是我們通常所說的專業級的Hi—Fi(High Fidelity高保真)效果。

達到理想的Hi—Fi效果,關鍵是做到聲源同步和各頻段信号的放大比例相同。這對家用音響來說并不是件難事。因為家用音響的高中低頻單元都放在同一個固定的箱體裡,而且所有的音樂信号都經過同一台功放加以放大,放大比例一緻也就比較容易達到一個優良的音色平衡度。但汽車音響不同,由于安裝位置的局限,超低音單元通常隻能安裝在後行李箱,中低音單元一般隻能安裝在車門的下前方,高音單元則一般安裝在A柱附近。

這樣出來的效果很可能隻聽到前面的高音與從後面傳來的低音,而中音部分則顯得較弱。此外出于不同單元的放大及功率要求不同,汽車音響一般隻能采取多台功放驅動揚聲器的方式(許多設計低頻部分就需由多台功放放大),因此音色平衡度方面很難達到一個理想的水平。解決這些難題涉及的因素很多,揚聲器的數量與安裝布置是其中的關鍵之一。揚聲器的數

量能決定聲音發出點的分配,多則細,少則糙。一般高級車的揚聲器的數量比普通車型揚聲器的數量多。揚聲器的安裝位置往往影響着汽車音響的音質效果,同一對揚聲器在不同的安裝位置就會産生不同的效果,因此中高級轎車音響喇叭的安裝位置要經過種種測試後才能确定下來。通過揚聲器的數量加之正确的安裝經驗與技巧,正确處理不同頻寬喇叭的安裝位置,保持其良好的指向性,與相容的功率放大器作技術性調校,最終獲得良好的效果。

安裝布置方式直接影響Hi—Fi效果對從專業角度講,具有優秀音色平衡的Hi—Fi效果可通過前置聲場效果(聲響效果感覺前置)、聲場定位(不同音源在聲場中定位準确)、空間感(低音的回響效果對音響效果的空間感受)、重播效果(聲音還原保真效果)、聲像效果(音質、音色及畫面質量效果)等方面分别考核。良好的聲場定位(STAGING)主要取決于設置在駕駛室前排的高音單元和設置在駕駛室左右的中音單元。

因為人的聽覺系統主要是靠中音頻率部分的聲波到達左右耳朵的先後來進行聲源定位的。安裝在A柱附近的高音揚聲器與安裝在車門下前方的中音揚聲器隻有達到協調的頻繁匹配才能形成協調的聲源一緻感。同時考慮到聽衆的位置,左右中音揚聲器的放聲角度還要根據不同情況反複計算,準确調校,隻有這樣才能使汽車音響要達到良好的聲場定位。所以汽車揚聲器的布置方式對于汽車的音響聽覺效果是很重要的。

原理解析

揚聲器是一種把電流轉變為聲信号轉變為聲信号的換能器件,揚聲器的性能優劣對音質的影響很大。

(一)揚聲器的種類

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,後兩種多用于農村有線廣播網中;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。

(1)低頻揚聲器

對于各種不同的音箱,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、瞬态特性就越好,靈敏度也就越高。低音單元的結構形式多為錐盆式,也有少量的為平闆式。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。采用鋁合金振膜、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,而采用強化紙盆、玻璃纖維振膜的低音單元重播音樂時的音色較準确,整體平衡度不錯。

(2)中頻揚聲器

一般來說,中頻揚聲器隻要頻率響應曲線平坦,有效頻響範圍大于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緻即可。有時中音的功率容量不夠,也可選擇靈敏度較高,而阻抗高于低音單元的中音,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。隻不過它的尺寸和承受功率都比高音單元大而适合于播放中音頻而已。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。其結構形式主要有号解式、錐盆式、球頂式和鋁帶式等幾大類。

(二)電動式揚聲器的結構和工作原理

電動式揚聲器應用最廣泛,它又分為紙盆式、号筒式和球頂形三種。這裡隻介紹前兩種。

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、導磁闆和場心柱等;③輔助系統,包括盆架、接線闆、壓邊和防塵蓋等。當處于磁場中的音圈有音頻電流通過時,就産生随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,使音圈沿着軸向振動,由于揚聲器結構簡單、低音豐滿、音質柔和、頻帶寬,但效率較低。

2、号筒式揚聲器

号筒式揚聲器的結構,它由振動系統(高音頭)和号筒兩部分構成。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。振膜的振動通過号筒(經過兩次反射)向空氣中輻射聲波。它的頻率高、音量大,常用于室外及方場擴聲。

(三)揚聲器的主要性能指标

揚聲器的主要性能指标有:靈敏度、頻率響應、額定功率、額定阻抗、指向性以及失真度等參數。

1、額定功率

揚聲器的功率有标稱功率和最大功率之分。标稱功率稱額定功率、不失真功率。它是指揚聲器在額定不失真範圍内容許的最大輸入功率,在揚聲器的商标、技術說明書上标注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。為保證揚揚器工作的可靠性,要求揚聲器的最大功率為标稱功率的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、頻率響應

給一隻揚聲器加上相同電壓而不同頻率的音頻信号時,其産生的聲壓将會産生變化。一般中音頻時産生的聲壓較大,而低音頻和高音頻時産生的聲壓較小。當聲壓下降為中音頻的某一數值時的高、低音頻率範圍,叫該揚聲器的頻率響應特性。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。每一隻揚聲器隻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。頻率失真是由于對某些頻率的信号放音較強,而對另一些頻率的信号放音較弱造成的,失真破壞了原來高低音響度的比例,改變了原聲音色。而非線性失真是由于揚聲器振動系統的振動和信号的波動不夠完全一緻造成的,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。

(四)揚聲器的使用

要根據使用的場反和對聲音的要求,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,可選用電動式呈筒揚聲器,如要求音質較高,則應選用電動式揚聲器箱或音柱:室内一般廣播,可選單隻電動紙盆揚聲器做成的小音箱:而以欣賞音樂為主或用于高質量的會揚擴音,則應選用由高、低音揚聲器組合的揚聲器箱等。

在使用揚聲和對應注意以下幾點:

(1)揚聲器得到的功率不要超過它的額定功率,否則,将燒毀音圈,或将音圈振散。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)要正确選擇揚聲器的型号。如在廣場使用,應選用高音揚聲器;在室内使用,應選用紙盆式揚聲器,并選好助音箱。也可将高、低音揚聲器做成功揚聲器組,以擴展頻率響應範圍。

(4)在布置揚聲器的時候,要做到聲揚勻且足夠的聲級,如用單隻(點)揚聲器不能滿足需要,可多點設置,使每一位聽衆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,揚聲器安裝時應高于地面3米以上,讓聽衆能夠“看”到揚聲器,并盡量使水平方位的聽覺(聲源)一視覺(講話者)要盡量一緻,而且兩隻揚聲器之間的距離也不能過大。

(5)電動号筒式揚聲器,必須把音頭套在号筒上後才能使用,否則很易損壞發音頭。

(6)兩個人以揚聲器放在一起使用時,必須注意相位問題。如果是反相,聲音将顯着削弱。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接,雙手扶住紙盆,用力推動一下,這時就可從表針的擺動方向來測定它們的相位。如相位相同,表針向一個方向擺動。此時可把與正表筆相連的音圈引出頭作為“十”級。

附:号筒式揚聲器音膜安裝技巧

号筒式揚聲器在農村和城鎮的一些集市上仍在廣泛使用,而号筒式揚聲器的音膜一旦損失後,要保證音膜位置的正确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,選取适當厚度紙張,裁兩條寬松~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。将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。由于紙條的存在,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,并把音頭的上蓋蓋好。對正螺孔,把螺擰緊。并在适當位置記好上蓋上與音頭的相對位置。放置8小時,待萬能膠完全幹透後,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号。這時可用萬用表R×擋或1.5V幹電池,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,應對稱地輪換旋緊,而不應将一隻螺絲旋得很緊以後,再去旋緊第二隻螺絲。

性能參數

揚聲器的參數是指采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,Gap gauss.以下分别是這幾種參數其物理意義。

Z:是指揚聲器的電阻值,包括有:額定阻抗和直流阻抗.(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。直流阻抗DCR:是指在音圈線圈靜止的情況下,通以直流信号,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。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,用恒流法或恒壓法測得的揚聲器阻抗模值随頻率變化的曲線。

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)産生的聲壓。

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).及參與振動的空氣質量等。

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)。

Gap Gauss:間隙磁感應強度值.單位:特斯拉(Tesla)。

材料選擇

低檔塑料音箱因其箱體單薄、無法克服諧振,無音質可言(也有部分設計好的塑料音箱要遠遠好于劣質的木質音箱);木制音箱降低了箱體諧振所造成的音染,音質普遍好于塑料音箱。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(此外還有用于模拟音源的钛膜球頂等),它與數字音源相配合能減少高頻信号的生硬感,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、制造時一緻性難以控制,但頂級HiFi系統中用紙盆制造的比比皆是,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、制作工藝複雜、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,它廣泛流行于高檔音箱中,一緻性好失真低,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于價格高昂極少應用于普及型音箱中。

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。用高性能的揚聲器制造的音箱意味着有更低的瞬态失真和更好的音質。普通多媒體音箱低音揚聲器的喇叭多為3~5英寸之間。用高性能的揚聲器制造的音箱也意味着有更低的瞬态失真和更好的音質。

引腳極性

揚聲器的引腳極性是相對的,隻要在同一室中使用的各揚聲器極性規定一緻即可。多于一隻揚聲器運用時,出于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并聯時,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。

所以要求多于一隻揚聲器在同一室内中運用時,同極性相串聯或并聯,以使各揚聲器紙盆振動的方向一緻。一些揚聲器背面的接線支架上已經用“+”“-”符号标出兩根引線的正負極性,可以直接識别出來。揚聲器的引腳極性可以采用視聽判别法,兩隻揚聲器兩根引腳任意并聯起來,接在功率放大器輸出端,給兩隻揚聲器饋入電信号,兩隻揚聲器同時發出聲音。

将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并聯,即一隻揚聲器的正極與另一隻揚聲器的負極相并聯。上述識别方法的原理是:兩隻揚聲器反極并聯時,一隻揚聲器的紙盆向裡運動,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别出揚聲器引腳極性辦法是:萬用表置于最小的直流電流檔(微安檔),兩隻表棒任意接揚聲器的兩根引腳,用手指輕輕而快速将紙盆向裡推動,此時表針有一個向左或向右的偏轉。當表針向右偏轉時(如果向左偏轉,将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緻了。這一方法能夠識别揚聲器引腳極性的原理是:按下紙盆時,由于音圈有了移動,音圈切割永久磁鐵産生的磁場,在音圈兩端産生感生電動勢,這一電動勢雖然很小,但是萬用表處于量程很小的電流檔,電動勢産生的電流流過萬用表,表針偏轉。由于表針偏轉方向與紅黑表棒接音圈的頭還是尾有關,這樣可以确定揚聲器引腳的極性。

識别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,對于同一個廠家生産的揚聲器,它的正負引腳極性規定是一緻的;對于不同廠家生産的揚聲器,則不能保證一緻,最好用其他方法加以識别。

(2)采用萬用表識别高聲揚聲器的引腳極性過程中,由于高聲揚聲器的音圈匝數較少,表針偏轉角度小,不容易看出來,此時可以快速按下紙盆,可使表針偏轉角度大些。按下紙盆時小心,切不可損壞紙盆。

揚聲器故障處理方法

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征,隻是聲音不悅耳,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隻能采用試聽檢查法和萬用表檢測法。試聽檢查法是将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。采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,或遠大于它的标稱阻抗值,說明揚聲器已經損壞。

聽喀喇喀喇響聲:測量直流電阻時,将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。

發展曆程

自從人類有了夢想,我們就一直努力着,企盼着有一天可以把那些天籁留下,藏在懷裡,甚至可以将它們重複播放。這從企盼到嘗試到最終如願以償的過程,就是人類在電與聲的探索中逐漸摸索、逐步成長的過程。

靜電揚聲器:為了能更好的講述人類電聲史的故事,我們從第一次把人類的聲音傳達到遠方的“電話”開始說起。一百多年前的1876年2月14日,Alexander Graham Bell提出了曆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系,并從此樂此不疲。為了更好的回放記錄被記錄下的聲音,1910年,S.G.Brown将驅動力和振膜分離,發明了“armature”電樞耳機。

平衡電樞耳機:而在1910年,Baldwin又發明了“balanced armature”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産生吸斥現象,并同時帶動振膜運動。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。到了上世紀30年代中期,根據電容式麥克風原理,靜電揚聲器面世。上世紀50年代初期,美國C.V.Bocciarelli提出“constant charge”恒定電荷法則。P.Walker在同一時期獨立發展了相同理論,并将其應用到著名的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于中高頻段,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,動态小,成本較為昂貴也是其弱項。

電動式揚聲器: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,Ernst W. Siemens (Siemens & Halske公司創始人)于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于磁場中,以便使振動系統保持軸向運動。當時主要用于繼電器而不是揚聲器領域。

1877年12月14日,Siemens申請了号筒專利,在一個移動的音圈上面附着一個羊皮紙作為聲音輻射器,羊皮紙可以制成指數型錐體形狀,這是第一個留聲機時代的号筒實型。1898年,Oliver Lodge申請了第一個實用電動式揚聲器專利,将音圈放在内外圓極闆的磁隙中運動,和許多發明一樣,當時這個偉大的發明太超前了。

這個發明決定了現在99%的現代動圈揚聲器的結構。又過了整整25年,上世紀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'新型非号筒式單元',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,隻是改進了設計細節及零件。頻響範圍動态範圍等方面較老産品有了長足的發展。電動式揚聲器以結構簡單,音質優秀,成本低,動态大已經成為目前市場主流。

号筒式揚聲器:号筒式揚聲器起源于留聲機。1928年,Wente和Thuras生産了他們的高效率的号筒式揚聲器接受器。号筒式揚聲器的原理是振膜推動位於号筒底部的空氣而工作,因為聲阻很大所以效率非常高,但由于号角的形狀與長度都會影響音色,要重播低頻也不太容易。今天,高效率的号筒主要應用于專業擴聲領域。

帶式揚聲器: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,Siemens Halske的Schottky和Gerlach申請了第一個帶式揚聲器專利。它将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生産了帶式麥克風。帶式揚聲器主要應用于中高頻段,由于其頻響曲線平直,高頻上限極高,有着非常好的瞬态效果,因此可以方便的形成線性聲源。雖然人類電聲的曆史是如此曲折複雜,但如今确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。

1997年,HiVi惠威(加拿大)将0.005毫米鋁電路蒸塗蝕刻到高強度Kapton薄膜上面,用钕鐵硼磁體組成平面矩陣磁場推挽驅動,徹底改進了傳統純鋁帶式揚聲器的振膜強度低,需配備阻抗變壓器,輸入功率低,壽命短等先天性缺點。

2001年,惠威開發了靈敏度高達103dB的專業擴聲用帶式揚聲器R2pro!并且推出了世界上第一款寬輻射角多單元專業系統Pro1808,正式将帶式揚聲器引入到專業擴聲領域。

2003年,惠威開發了世界首創兩路環形帶式同軸中高頻揚聲器S1(2-Way Mid-High Range Ribbon Coaxial Driver)。這簡直一種天才的設計,它巧妙的把電動揚聲器的振膜和折環融合在了一起,有了這樣的設計,音響制造商們就可以生産出更高質量的音箱,因為這樣的同軸中高頻揚聲器從中頻到高頻都有非常平直的頻響和極佳音樂質感,絕對是不多得的揚聲器極品。

2005年,惠威又開發了世界首創三路帶式同軸全頻揚聲器Trinity6(3-Way Full Range Ribbon Coaxial Driver)。這是一種大型的揚聲器單元,低音單元音圈直徑高達3英寸。它融合了傳統振膜和惠威帶式同軸單元的優勢,可以讓一隻單元的頻響變得非常寬廣,從低頻一直跨越至高頻段。Trinity6從某種意義上來說已經成為完美的發聲體,頻率回放範圍跨越全頻帶,而且同軸共點發聲,可以說惠威Trinity6的誕生意味着人類電聲發展史又迎來了新的一頁。

自上世紀惠威開發了等磁場帶式揚聲器以來,惠威一直是世界上最大的等磁場帶式揚聲器制造商,并且為衆多世界知名品牌提供各類電聲産品。為了進一步延伸低頻重放,惠威在2005年又開發了新型超低音激勵器,将其放置在聽音沙發腳座下,可以直接感受地動山搖的超低頻振動。電聲改變着人類的生活,改變着人類的未來,我們期待将來有更多的電聲轉換器被發明并改變人類的娛樂方式,讓天籁真正的留在人類的懷中。

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